當前,世界上主要的工業大國都在進行產業升級,而現代工業的升級與激光技術密不可分。除了在生產加工方面發揮著巨大作用外,激光技術還在精確實時測量方面有著重要應用,為電子產品尺寸、透明元器件曲率、汽車飛機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測量,從而提高了產品產量和生產效率。
要實現激光精確實時測量在工業領域的具體應用,各類激光傳感器的研發和推廣有著重大的作用。眾所周知,現代制造業已經是一個傳感器驅動的世界,幾乎在所有的制造過程中,精確的實時測量在很大程度上依賴于傳感器。在引入光學技術后,傳感器朝著更快速、更精確、更可靠的方向發展。與傳統測量方式相比,光學測量傳感器,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中得到廣泛的應用。其中最典型的應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測也做出了貢獻。通過激光位移傳感器測量金屬薄片(薄板)的厚度變化,可以幫助發現皺紋、小洞或者重疊,避免機器發生故障;而在微小零件的位置識別、傳送帶上有無零件的監測、機械手位置(工具中心位置)的控制等方面的應用,則可以確保設備、產線的高效運轉;在灌裝產品線上,可利用激光束反射表面的擴展程序來精確的識別灌裝產品填充是否合格,在監測數量的同時也能保證灌裝質量。此外,在絕對距離測量、相對位移測量、遠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勢。
據數據顯示,國內通用激光位移傳感器市場規模已達120億,且每年保持20%的增速,但99.87%的國內市場被國外廠商占據。這些企業不斷通過技術創新和產品升級以保持市場地位。我國工業自動化系統集成商雖然對該器件的認知率超過95%以上,但由于價格昂貴、適配困難等原因,實際使用率不足10%。
與國外先進企業相比,我國傳感器技術在科研開發上要落后10年,在生產技術上要落后15年。但近年來我國陸續制定有利于傳感器產業發展的政策,并建立了多個傳感技術、機器人國家重點實驗室,同時也有千余家企業選擇從事傳感器的生產和研發,國內傳感器產業化進程隨之加快。目前國內從事激光傳感器的企業多以中小企業為主,主要集中在長三角地區,大型企業數量較少。代表性企業既有一定規模的余姚舜宇光學、北京創想智控、武漢承拓電子等,也有如蘇州摯感光子等采用先進集成光學技術的新創企業。