當(dāng)前,世界上主要的工業(yè)大國都在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級,而現(xiàn)代工業(yè)的升級與激光技術(shù)密不可分。除了在生產(chǎn)加工方面發(fā)揮著巨大作用外,激光技術(shù)還在精確實(shí)時測量方面有著重要應(yīng)用,為電子產(chǎn)品尺寸、透明元器件曲率、汽車飛機(jī)等大型三維物體的振動頻譜、軸承同心度、偏心度及振動等提供精準(zhǔn)測量,從而提高了產(chǎn)品產(chǎn)量和生產(chǎn)效率。
要實(shí)現(xiàn)激光精確實(shí)時測量在工業(yè)領(lǐng)域的具體應(yīng)用,各類激光傳感器的研發(fā)和推廣有著重大的作用。眾所周知,現(xiàn)代制造業(yè)已經(jīng)是一個傳感器驅(qū)動的世界,幾乎在所有的制造過程中,精確的實(shí)時測量在很大程度上依賴于傳感器。在引入光學(xué)技術(shù)后,傳感器朝著更快速、更精確、更可靠的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)測量方式相比,光學(xué)測量傳感器,尤其是激光測量傳感器因其非接觸且快速測量的能力在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。其中最典型的應(yīng)用例子就是高精度的激光位移傳感器。
激光位移傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量,在探傷和大氣污染物的監(jiān)測也做出了貢獻(xiàn)。通過激光位移傳感器測量金屬薄片(薄板)的厚度變化,可以幫助發(fā)現(xiàn)皺紋、小洞或者重疊,避免機(jī)器發(fā)生故障;而在微小零件的位置識別、傳送帶上有無零件的監(jiān)測、機(jī)械手位置(工具中心位置)的控制等方面的應(yīng)用,則可以確保設(shè)備、產(chǎn)線的高效運(yùn)轉(zhuǎn);在灌裝產(chǎn)品線上,可利用激光束反射表面的擴(kuò)展程序來精確的識別灌裝產(chǎn)品填充是否合格,在監(jiān)測數(shù)量的同時也能保證灌裝質(zhì)量。此外,在絕對距離測量、相對位移測量、遠(yuǎn)程振動測量或振動頻譜測量、輪廓檢測、厚度測量、曲率測量、透明物體的厚度測量等方面,激光位移傳感器都有著無可比擬的優(yōu)勢。
據(jù)數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)通用激光位移傳感器市場規(guī)模已達(dá)120億,且每年保持20%的增速,但99.87%的國內(nèi)市場被國外廠商占據(jù)。這些企業(yè)不斷通過技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級以保持市場地位。我國工業(yè)自動化系統(tǒng)集成商雖然對該器件的認(rèn)知率超過95%以上,但由于價格昂貴、適配困難等原因,實(shí)際使用率不足10%。
與國外先進(jìn)企業(yè)相比,我國傳感器技術(shù)在科研開發(fā)上要落后10年,在生產(chǎn)技術(shù)上要落后15年。但近年來我國陸續(xù)制定有利于傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策,并建立了多個傳感技術(shù)、機(jī)器人國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,同時也有千余家企業(yè)選擇從事傳感器的生產(chǎn)和研發(fā),國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程隨之加快。目前國內(nèi)從事激光傳感器的企業(yè)多以中小企業(yè)為主,主要集中在長三角地區(qū),大型企業(yè)數(shù)量較少。代表性企業(yè)既有一定規(guī)模的余姚舜宇光學(xué)、北京創(chuàng)想智控、武漢承拓電子等,也有如蘇州摯感光子等采用先進(jìn)集成光學(xué)技術(shù)的新創(chuàng)企業(yè)。