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數(shù)字溫度傳感器(數(shù)字非接觸式紅外熱電堆)在小型化激光切割頭應(yīng)用的探討

2024/04/12
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?目前狀況

  • 遇到的問題及分析
  • 解決方案
  • 激光切割頭行業(yè)之未來暢想

寫在正文之前:本人從事的是傳感器行業(yè),產(chǎn)品是數(shù)字式非接觸式紅外熱電堆,本文為本人(姚先生)在和激光切割行業(yè)前10客戶的探討和實測中總結(jié),敬請各位閱讀指正!

結(jié)論:深圳市谷德科技的GD60914MBCFS能完美契合切割頭小型化、輕量化的設(shè)計需求。

  • 目前狀況

目前激光切割頭的鏡片直徑由以前的36mm左右縮短至26mm左右,相應(yīng)的結(jié)構(gòu)件需全部縮小,這樣切割頭就能實現(xiàn)小型化、輕量化。

  • 遇到的問題:

激光切割頭企業(yè)在設(shè)計小型化切割頭的時候,希望傳感器的尺寸也變小,這樣更好安裝,成本也會低一點。

所以,很多客戶因為邁**的MLX90615(FOV 90°)尺寸?。═O-46)而選擇了它。但是,在實測中,MLX90615并不能精準測到鏡片的溫度,這讓很多客戶迷惑不解。也因此,客戶找到了我們咨詢。

在這里,先向各位工程師闡述一個概念,即FOV的概念,很多工程師理解的FOV如下圖

但實際上,溫度傳感器的本體呈圓柱形,在窗口(即紅外濾光片)對應(yīng)的傳感器底部,安裝著一片感光晶圓,被測量物體散發(fā)出的紅外光只能透過紅外濾光片,投影至感光晶圓,并獲得精準測量;

所以,F(xiàn)OV應(yīng)按下圖理解

而MLX90615由于FOV過大,導(dǎo)致鏡片周邊區(qū)域也納入投影面積內(nèi),造成溫度測量不準。

需要額外做出說明的是,對于數(shù)字溫度傳感器而言,TO-46是一個非常尷尬的產(chǎn)品。

為什么這么說呢?

因為對于追求小尺寸或低成本的應(yīng)用而言,貼片類產(chǎn)品足以替代。而追求性能的應(yīng)用,TO-39形態(tài)是必選。我們猜測,邁*芯停產(chǎn)TO-46產(chǎn)品系列,正是基于上述的原因。

當然,這個趨勢對于所有做數(shù)字溫度傳感器的廠家而言,都是一樣的。

激光類客戶的定型產(chǎn)品,都是要求長生命周期的。所以,從長遠來看,TO-46封裝的溫度傳感器并不是最優(yōu)選項。

邁*芯的35°FOV產(chǎn)品,是TO39封裝,并且在管帽的外圍增加了聚光用的透鏡,從外形看,尺寸大(因為可能涉及侵權(quán),不能放圖,大家可自行搜索)。

谷德35°FOV產(chǎn)品,也是TO39封裝,但僅僅是TO39,并沒有外圍的透鏡。傳感器的頭部明顯比對手的更小,更方便結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝。

當然,這也說明谷德的光學(xué)設(shè)計事實上走在了邁*芯的前面。

  • 解決方案

由于鏡片尺寸縮小了很多,為了精準測量到鏡片溫度,只能有兩個選擇:

A,溫度傳感器更靠近鏡片,但是由于激光能量太大,漫反射造成的熱沖擊太強大,極易損壞溫度傳感器。而且結(jié)構(gòu)設(shè)計上會更加困難。所以,這并不是好的選擇;

B,選擇FOV更小的溫度傳感器。經(jīng)過該客戶的大致測算,F(xiàn)OV<50°大體上是符合要求的選擇,但是在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要非常的緊湊。

? ? 而深圳市谷德科技的數(shù)字傳感器GD60914MBCFS的FOV是35°,給工程師們的設(shè)計留了非常大的余量,設(shè)計上更加從容、方便。

并且,GD60914MBCFS的集成度高(直接出溫度值、無外圍電路、無需校準)、測溫精度高、反應(yīng)速度快(20ms),更完美的契合了激光切割頭小型化、輕量化的要求和趨勢。

四,未來暢想

激光切割頭目前走向兩個方向,一個是小型化、輕量化(根據(jù)業(yè)內(nèi)大佬的資訊:萬瓦級別的激光切割頭,重量要控制在5-8公斤內(nèi));另一個是功率越來越大。這讓對鏡片的精準測溫的要求變得越來越高,也越來越困難。

深圳市谷德科技的GD60914MBCFS以其小FOV、高集成度、高精度的特性非常完美地契合了這兩個趨勢的需求。

深圳市谷德科技有限公司愿意與各行各業(yè)客戶深度探討對溫度的監(jiān)測,以實現(xiàn)更節(jié)能、更智能、更可控、更精準控制。

谷德科技歡迎客戶提出更高需求,不斷創(chuàng)新,不斷突破!

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