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科技樹的進化---外殼材料的中國競爭

日期: 2018-01-31
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發表于: 寧南山
來自 寧南山
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在過去的幾年,我們使用的手機,經歷了從塑料外殼向金屬外殼的進化,金屬殼比塑料殼貴的多,也更有高檔的感覺。從幾十元的塑料外殼,到價值一兩百元的金屬殼,手機逐漸走向高端化,在這個過程中,一大批中國公司崛起了。

實際上,僅僅在2015年以前,市場上手機主流還是塑料后殼,可見這個市場競爭之殘酷和激烈。


例如比亞迪電子的金屬殼業務,年營收竟然高達百億人民幣,通達集團來自金屬殼的營收也高達50億人民幣以上,其他還有長盈精密,勁勝精密(現在已經改名叫勁勝智能)等公司也在做金屬殼業務。


可能很多人看不起塑料,看不起金屬加工,實際上,以前我國臺灣企業在這方面大賺特賺。實際上,現在臺灣的可成科技是臺灣非常賺錢的企業之一,該公司就是做金屬殼,去年銷售額差不多180億人民幣,主要給蘋果供貨。

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在過去的十年,以智能手機為核心的中國電子產業鏈集體崛起,給中國帶來了巨大的變化。

在以前,說起高薪的行業,大家都知道有金融,電力,石油,公務員,都是帶有壟斷或者是高門檻的職業。

后來隨著中國互聯網產業的崛起,程序員成為高薪的群體,知乎上大把說“年薪50萬算不上高薪”的用戶。

我一直懷疑是不是知乎上吹牛的比較多導致。無怪乎前段時間,今日頭條月薪一萬從知乎挖走300多大V,內容只能發在今日頭條,不能再發知乎,光是我知道被挖走的就有18萬粉絲的,讓知乎大V的形象在我心中瞬間崩塌,為啥一萬月薪就被挖走了,說好的50萬不算高薪呢?你到深圳科技園街上,隨便在路邊拉一個程序員,出一萬月薪你也挖不走啊。

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制造業里面,電子制造行業首先崛起成為高薪行業,華為,中興,小米,OPPO,VIVO,華為,聯想,金立這些大品牌之外,在中小型手機品牌公司,例如傳音控股,天瓏移動,

以及各種純ODM公司如聞泰,華勤,龍旗,與德等等,也普遍能給研發和市場崗位提供過萬的月薪。

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可以說過去的十年,中國進步最大的兩個大產業,一個是以手機為核心的電子產品產業鏈,一個是以社交和電子商務為核心的互聯網產業。

下一個十年,汽車和集成電路兩大核心產業也會在中國強勢崛起,在這些產業鏈也一定會誕生大批的強大中國公司。

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在智能手機科技樹的攀爬過程中,在前面幾年,智能手機的外殼逐漸實現了金屬化,

雖然現在金屬化的路線還沒有完成,但是隨著5G時代即將在2020年到來,智能手機外殼又將會迎來新的變革。

由于5G通信將會主要使用3.5GHz以上的高頻段,這就帶來一個問題,高頻率的信號覆蓋能力比較差,穿透能力比較弱。

所以反應到我們手機上面,對5G天線的設計要求就更高更復雜了,因為在保證有信號的同時,還要求高速上網,低時延。這樣我們的金屬殼就難當大任了,因為金屬殼對信號本身有一定的干擾作用,不利于復雜天線的工作。

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另外一個趨勢是充電無線化,目前以立訊精密,東山精密為首的中國公司都在搞無線充電,事實上,蘋果以前發布的apple watch,以及最近發布的Iphone 8就是無線充電,不過是個不太純粹的無線充電,因為還是要充電線,而且充電線的一端雖然不用插入設備,但是仍然是一個圓形接口和設備底部接觸,無線充電距離還是很短。

目前蘋果正在研發下一代的無線充電技術,將會在新推出的蘋果電子產品上不斷應用。無線充電的距離將會更遠,無線充電距離的遠近,直接影響用戶體驗。

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目前來看,蘋果推出的的無線充電,我國立訊精密是發射端的供應商,而中國東山精密是接收端的供應商,另外還有日本公司藤倉和東山精密一起成為蘋果無線充電的接收端供應商。

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從東山精密和日本藤倉一起作為蘋果供應商,就可以看出中國產業升級的效果,那就是越來越多的中國公司開始和日本公司站在一條水平線上。從目前絕大多數情況來看,一旦中日技術水平拉齊,日本公司往往最終會退出該領域競爭。

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原因很簡單,以智能手機為例,世界消費電子品牌就剩下中美韓三家,包攬世界前十位,

中美韓三家里面,蘋果采購日系零部件是比例最高的,也是金額最大的。而韓系和中系雖然也采購日系,但是比例低的多。

以蘋果和華為為例,蘋果對日本供應商采購額占營收的12.48%,而華為對日本供應商采購額僅為營收的4.3%。可以說華為和三星加起來對日本供應商的采購額也比不過蘋果一家多,所以一旦蘋果失守,日本供應商市場份額就會急劇下跌,往往從該產業領域退出。

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智能手機上最貴的屏幕就是個例子,蘋果買日本屏幕最多,韓國手機買韓國屏幕最多,中國手機廠家國產屏,日本屏,韓國屏都買。

所以蘋果一拋棄了日本JDI,JDI馬上就面臨生死存亡,因為一半的營收來自蘋果。

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回到本文說的無線充電,充電無線化,距離是很影響用戶體驗,但是金屬機殼對電磁有屏蔽作用,因此金屬殼也不太適用于無線充電。

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于是下一代的手機外殼,目前走出了兩條不同的科技樹,不過有意思的是,這兩條科技樹目前都是中國公司在主導。

藍思科技,伯恩光學、信利國際、瑞聲科技,比亞迪等押寶在3D玻璃,而如三環集團,長盈精密,順絡電子則押寶陶瓷。

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這兩條路線,玻璃后蓋目前看來是最為主流的路線,

首先是兩大玻璃巨頭伯恩光學和藍思玻璃肯定在繼續走3D玻璃后蓋的路,我在前面的文章里面寫過,伯恩光學和藍思玻璃是全球最大的兩家手機玻璃制造商,而且都是中國公司。

藍思科技對外發布了2017年上半年報告,實現營業收入86.61億元,較上年同期增長53.09%;歸屬于上市公司股東的凈利潤3.11億元,較上年同期增長25.87%

伯恩光學從來不披露財報,連個官網都沒有,所以也無法知道伯恩光學上半年的情況,不過伯恩和藍思是中國最大的兩家毫無疑問。

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不過伯恩光學和藍思科技兩家的日子不會那么好過,大批中國公司在進入玻璃后蓋產業。

2017年5月,比亞迪投資10.5億元開始建設3D玻璃產線,預計年產9000萬片,這個9000萬片是什么概念呢?行業第二的藍思玻璃目前已經有的3D玻璃產能大約為2700萬片,另外2.5D玻璃產能有5.5億—6億片。

很明顯,比亞迪是想通過直接跳到3D玻璃實現逆襲,由于比亞迪本身是華為,三星等企業最大的金屬殼供應商之一(尤其是三星),其3D玻璃一旦技術上準入完成,可能完成較快的突破。比亞迪預計在2017年底實現量產,速度驚人。

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在比亞迪之外,還有一匹巨獸也殺入了3D玻璃產業,這就是蘋果供應鏈凈利潤率最高的公司,也是中國最大的電子零部件公司之一的瑞聲科技。

2017年2月,瑞聲科技宣布了其超級投資計劃,128億元人民幣在江蘇省常州市投資了3D玻璃和金屬射頻模組精密元器件項目,其中3D玻璃產能1億片,射頻模組等精密元器件1200萬只。這是當地有史以來最大的外來投資項目。當然,從投資金額來看,是包括土地,廠房,基建等的投入,主要重心還是在瑞聲科技的強項精密元器件部分。

注意下瑞聲科技的1億片和比亞迪的9000萬片3D玻璃,兩家公司居然不約而同的投資差不多。

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另外一個是貴州星瑞安科技公司,這家公司名不見經傳,2016年中旬卻投資65億元年產1.2億片手機玻璃/蓋板的產線,這家公司是做金融的誠匯通集團和貴州省政府合資成立的公司,主要資金來自貴州省政府。星瑞安的實際實力,包括這個65億元投資,我一直持懷疑態度,因為母公司是搞金融的,不是搞制造的,不過其宣布2017年已經獲得來自華為的10萬套手機玻璃的訂單,今年預計銷售額為2億元,應該說還是一家小公司。

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還有一家公司星星科技也在做3D玻璃,目前也在給華為,小米,聯想,OPPO,VIVO等供貨。

2017年上半年該公司實現營業收入27.23億元,同比增長21.57%;凈利潤為3043.70萬元,同比增長5.3%,當然星星科技的產品線比較廣,還有觸摸顯示屏,可穿戴設備結構件之類。

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國內的玻璃基板領域的巨頭東旭光電也按捺不住開始進入3D玻璃領域,東旭光電目前做的玻璃基板是3D玻璃的上游原料,2017年3月,東旭光電宣布12.15億元收購四川旭虹光電開始布局3D玻璃,不過旭虹光電本身在3D玻璃領域收入并不是特別大。

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在玻璃的上游,玻璃加工設備國產廠家也在逐漸崛起,下游帶動上游是中國產業鏈的常態。

典型的是做玻璃加工設備的華工科技公司,

這家公司2017年上半年實現營業收入20.31億元,增長23.56%,凈利潤1.76億元,增長50.07%。其中來自激光加工設備的收入為7.4億元左右,這個激光加工設備一部分就是應用于玻璃加工領域。

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水晶光電公司公司2017年上半年實現營業收入9.40億元,同比增長42.89%;凈利潤為1.54億元,同比增長49.14%;水晶光電通過收購,成為日本光馳科技的第一大股東,光馳科技本身在做玻璃材料的處理加工設備。

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另外一個是玻璃熱彎機,主要用于3D玻璃加工,因為和2.5D和2D玻璃相比,3D玻璃多了一道制造弧度的熱彎工序。在這個領域韓國人處于領先地位,韓國DTK, 韓國JNT都是業界份額的領先者,另外還有臺灣盟立。

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國內目前做的不錯的玻璃熱彎機企業,哈爾濱奧瑞德公司,

2016年奧瑞德實現營業收入14.79億元,增長28.52%,其中3D玻璃熱彎機的營業收入達到了6.73億元,占了全年總收入的45.5%。并在當年投資6億元建立2000臺玻璃熱彎機產線。

2017年上半年奧瑞德繼續實現了高速增長。

請注意,奧瑞德位于我國最北端的哈爾濱,老有人說,東北地理位置遠,東北冬天天氣太冷,成本高,競爭力沒有優勢;那四川和重慶地處西南邊陲丘陵山地,距離沿海遙遠,陸地運輸昂貴,而且至今還沒有通300公里的高鐵到中東部,而且重慶是火爐城市,夏天極其炎熱,空調費用很高,為何經濟能高速發展?

實際上,我國東北地區有不少企業成功轉型的案例,技術和管理才是第一位的。

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另外深圳的諾峰光電也生產制造玻璃熱彎機,這家公司專門做生產設備,包括手機觸摸屏、液晶模組、指紋識別模組及3D曲面玻璃蓋板智能裝備供應商。公司一年銷售收入大約八億元

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當然國內的智能制造巨頭勁勝智能(原勁勝精密)現在在批量出貨玻璃精雕機,每個月出貨600-800臺,同時也在研發玻璃熱彎機。勁勝智能的玻璃熱彎機一旦量產,預計將會突破很大,勁勝智能公司現在處于高速增長期中,2017年上半年其包括用于金屬殼的CNC加工機床,玻璃精雕機在內的生產設備業務實現收入12.5億元,同比增長66.73%。

另外隨著3D玻璃生產對玻璃熱彎機需求的不斷上升,藍思玻璃也開始自主研發玻璃熱彎機,預計成本大大低于進口設備,實現設備自產化。

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另外一個殺進該領域的巨頭是國內最大的激光加工設備企業大族激光,主要生產用于切割玻璃基板的設備,但是來自該種設備的收入不詳。

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相比于玻璃陣營的陣容強大,陶瓷陣營相對要冷落很多,主要是陶瓷目前加工難度還是比較高,加工技術和工藝需要突破,在成本上有劣勢.

國內陶瓷陣營的最大勢力是潮州三環集團和長盈精密的合作。

三環集團是專心做陶瓷,三環集團是國內電子產品陶瓷材料的老大,小米全年發布的MIX手機就是用的三環的陶瓷后蓋。

目前陶瓷后蓋成本還是高,主要原因是需要解決納米氧化鋯粉體的產能瓶頸、成本、良率,這個制備技術壁壘高,關鍵技術主要掌握在日美德手中,三環目前是國內最有希望徹底突破和優化該技術的公司。

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長盈精密之前介紹過,主營業務是做金屬殼,大概70%左右,另外還做手機連接器之類。

也正因為此,長盈精密也在提前布局轉型,以后金屬一定會向玻璃和陶瓷演化,如果長盈精密不盡快轉型,被市場淘汰是必定的。

由于長盈精密在后端的CNC研磨拋光等加工能力和手機外殼客戶資源上具備優勢,與三環集團在陶瓷前段工藝上的優勢形成互補。兩家公司走到了一起。

2017年2月14日,三環集團與長盈精密簽署《關于合作成立合資公司的框架協議》,雙方合作成立合資公司,合計投資金額暫定為87億元人民幣,年產能預計達到1億件以上,其中三環集團累計投資額為31.27億元,初期投資占15%-20%。兩者在東莞和潮州設立三家合資公司。

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潮州三環(集團)股份有限公司發布2017年上半年財報,營收13億元,同比下


滑10.12%;凈利潤為4.3億元,同比下滑14.63%,每股基本收益0.25元。


長盈精密2017年上半年營收36.97億元,增長36.96%,凈利潤3.53億元,增長3.29%。

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有點意思的是,2017年9月23日,雙方宣布終止合作協議,原因是企業文化整合存在難度,難以適應快速發展的手機市場需要。這意味著陶瓷陣營最大的聯盟宣布失敗。

這也意味著市場主流目前還是堅定的看好在未來幾年以玻璃為主。


當然,市場上還有一家做陶瓷產品,不過不是陶瓷后蓋,是指紋識別用的陶瓷蓋板,就是深圳順絡電子,2016年順絡電子在指紋陶瓷蓋板的收入達1.6億元。主要由其旗下參股公司東莞信柏生產,到2017年,順絡電子持有東莞信柏股份的82.24%,順絡電子也有陶瓷技術的儲備。

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電子產品陶瓷國內還有一家,就是國瓷材料,不過這家現在暫時沒有做手機后殼,他們做的陶瓷主要是電子產品用的陶瓷材料,比如智能手機里面的MLCC多層陶瓷電容,今年以來大幅度缺貨,國瓷材料就提供MLCC電容用的陶瓷材料

2017上半年,國瓷材料實現營業收入5.45億元,同比+91.94%,實現歸母凈利潤1.13億元,同比+108.9%,國瓷材料的主要收入還是來自建筑陶瓷和結構陶瓷,上半年分別實現營業收入1.77億元和1.3億元。這個結構陶瓷是干什么呢,比如牙齒的材料。

電子陶瓷受益終端消費電子產品市場火爆,MLCC 需求強勁,上半年實現營業收入1.37億元,同比+25.2%,占比25.2%。

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玻璃蓋板供應商藍思玻璃也在投入陶瓷材料研發,目前藍思公司除了氧化鋯粉體材料需要對外采購外,已經打通了從胚料制造、燒結到后段加工的全制程,但是并未大舉投資形成大規模量產能力,目前僅有少量向小米供貨,例如小米5和小米6的陶瓷尊享版,以及小米MIX。

事實上,未來一段時間,由于主流品牌型號只有小米MIX使用全陶瓷外觀件,玻璃后蓋將是主流演進方向,除非華為,三星,蘋果這樣的領導型品牌在旗艦機型大規模使用陶瓷材料,否則玻璃后蓋仍將是市場的演進的主流,陶瓷是支流。

因此藍思公司投入研發陶瓷,也只是為未來做技術儲備。

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從手機外觀結構件的演進,我們基本可以看到,不管是過去的塑膠件,還是現在主流的金屬件,還是未來正在演進的玻璃后蓋,或者陶瓷后蓋,市場主要玩家已經全部是中國公司。中國公司憑借著不斷突破加工工藝和制造能力,在外觀件這個領域賺取了大量的利潤。

典型的如比亞迪電子,由于金屬殼業務大漲,2017年上半年凈利潤13.2億人民幣,而去年同期才6億凈利潤,實現了翻倍。相比之下,比亞迪集團的車今年反而賣的不好。

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從塑料,金屬,玻璃,陶瓷這些手機外殼材料的演化,我們可以看出一些有趣的規律。

1:品牌的力量,以往都是蘋果拉動全產業鏈創新, 但是在陶瓷領域,最先大膽使用陶瓷材料的卻是小米,也因為小米擁有的千萬級別出貨量,讓三環集團敢于投錢研發突破氧化鋯粉體制備技術,極大的促進了國內陶瓷材料的制備和加工能力,提升了中國陶瓷材料整體技術水平。而一旦三環公司實現了陶瓷低成本化,和小米合作將會實現出貨量大幅增加。

所以一個國家的產業升級,必然是從下游的品牌開始,有了帶頭大哥,事情就好辦多了。

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2:中國的產業升級,從外觀件的市場競爭就能夠看出來,已經從簡單的比拼產能,到了比拼新技術投入,誰最先研發出新工藝和新產品的階段。這里面不只是包括外觀件本身,還包括他的生產設備,

勁勝智能實現大批量玻璃精雕機出貨,藍思玻璃自主開發玻璃熱彎機逐漸替代韓國臺灣進口設備都是典型的例子。價格的競爭已經轉化成了技術的競爭,誰最先突破技術工藝的瓶頸,最先實現高良率量產,誰就能在競爭中占得先機。

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以前,我們一直詬病說為什么中國企業研發投入占營業收入的比例很低?

難道中國企業的領導層都集體認識不到科技的重要性嗎?

其實我們可以換個問題問,為什么中國企業研發投入占營業收入的比例在越來越高?其實非常簡單,產業升級的不同階段,在初期由于技術差距較大,更多的采取拿來主義,吸取市場的成熟技術,通過不斷投資擴大生產來降低成本,通過低價競爭獲取在市場上生存的機會,從而壯大自己。

當技術實力和國外先進企業不斷拉近,甚至開始逐漸領跑的時候,對研發的投入必然會越來越大,因為這個時候唯有自主研發,比拼技術實力才能更好的在市場里面生存。

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3:我們可以明顯的看出,在智能手機這個競爭最激烈,用上了幾乎所有最新科技的電子產品里面,中國公司已經逐漸的攻克了觸摸屏,金屬殼加工,天線,屏幕,玻璃蓋板,攝像頭模組(包括鏡頭),揚聲器,麥克風,天線,PCB板,電池等外圍技術,正在逐漸的往更上游,更核心的原材料,被動元件,專用芯片,生產設備等上升,事實上,像基帶芯片,CPU等芯片國產也已經有一席之地。

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中國公司正在利用下游品牌和制造的優勢不斷的擴大上游的產業鏈,

2017年9月,中國資本收購了世界三大移動GPU芯片設計商之一,蘋果公司的GPU圖像處理芯片供應商英國Imagination,這中間能不能順利實現技術轉移,我們拭目以待。

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Imagination為什么愿意被中國收購呢?說白了沒得選,世界手機品牌就中美韓三家,美國蘋果是它的主要客戶,但是現在自己搞GPU設計,把他拋棄了;三星也在搞自己的GPU,所以Imagination能依靠的只有中國。

收購如果順利完成,預計Imagination能獲得中國手機的訂單,在移動GPU領域,全球三強ARM,高通,Imagination還是可以并存一段時間的。

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  • 2
    2024 - 12 - 11
    激光位移傳感器作為一種高精度、非接觸式的測量工具,在工業自動化、科研、醫療等多個領域發揮著重要作用。其制造過程涉及多個環節和專業技術,以下將詳細介紹激光位移傳感器的制造全過程及所使用的零部件。一、設計與研發激光位移傳感器的制造首先始于設計與研發階段。根據市場需求和技術趨勢,設計團隊會確定傳感器的主要性能指標,如測量范圍、精度、分辨率等。接著,選擇合適的激光發射器和接收器,設計光學系統和信號處理電路。這一階段的關鍵在于確保傳感器能夠滿足預期的測量要求,并具備良好的穩定性和可靠性。二、原材料采購在設計完成后,進入原材料采購階段。激光位移傳感器的主要零部件包括:激光器:產生高方向性的激光束,用于照射被測物體。激光器的選擇直接影響傳感器的測量精度和穩定性。光電二極管或CCD/CMOS圖像傳感器:作為接收器,接收被測物體反射回來的激光,并將其轉換為電信號。光學透鏡組:包括發射透鏡和接收透鏡,用于調整激光束的形狀和發散角,確保精確照射和接收反射光。電路板:搭載信號處理電路,對接收到的電信號進行處理和分析。外殼:保護傳感器內部組件,并提供安裝接口。三、加工與制造在原材料到位后,進入加工與制造階段。這一階段包括:零部件加工:對金屬外殼進行切割、鉆孔和打磨等處理,以滿足設計要求。同時,對光學透鏡進行精密加工,確保其光學性能。組件組裝:將激光器、光電二極管、光學透鏡組等零部件組裝到電路板上,形成完整的...
  • 3
    2023 - 03 - 20
    介紹工業光電傳感器是現代制造業中最常用的檢測設備之一,廣泛應用于自動化生產線、機械加工、裝配、物流搬運等行業。隨著國民經濟的不斷發展,中國的工業光電傳感器制造業也不斷發展壯大,成為制造業的一支重要力量。本文旨在對中國產的工業光電傳感器現狀進行描述。發展歷史20世紀80年代初期,我國的工業自動化程度比較低,大部分生產線仍采用人力操作,制造業存在高人力成本、低效率、品質難以保證等問題。為了提高制造業的效率和品質,中國開始引入外國的工業自動化設備,其中就包括工業光電傳感器。80年代中后期,國內開始試水制造工業光電傳感器,并逐步發展壯大。90年代初期,隨著國民經濟的增長和工業自動化的加速推進,中國的工業光電傳感器制造業進入快速發展期。如今,中國的工業光電傳感器制造業已經處于全球領先地位,成為世界聞名的光電傳感器生產基地之一。產業鏈分析商業模式中國的工業光電傳感器制造業商業模式主要是以生產銷售為主,較少采用研發生產銷售一體化模式。生產企業主要供應給自動化設備制造商,然后這些自動化設備制造商銷售給最終用戶,最終用戶則使用這些設備來自動化生產線。除此之外,還有一些企業將工業光電傳感器產品應用到自己的設備制造中,以提高自己產品的品質和效率,然后再將自己的產品銷售給最終用戶。在商業模式上,中國的工業光電傳感器制造業與歐美等發達國家還存在一定的差距。技術研發中國的工業光電傳感器制造業在技術研發方面逐漸...
  • 4
    2023 - 09 - 30
    1. 引言:隨著科技的迅猛發展和市場需求的不斷提升,對建材板的厚度與寬度尺寸精確測量變得越來越關鍵。因此,選用高精度激光位移傳感器來實現,既可以提高產量,又能保證質量。2. 技術原理:激光位移傳用光干涉測量技術,發出紅外激光束并接收反射回儀器的光陰影,通過光敏元件將其轉換成電信號,經過放大處理后輸出相應的標準信號來實現位移的測量。其中,紅外激光束可以達到絲級別的精度,準確度極高。3. 技術方案:- 擠出流程結束后,立即利用激光位移傳感器進行厚度和寬度的測量,效率高;厚度調整功能的使用,可以顯著縮短安裝和產品更換所需的工時。- 高精度激光位移傳感器設置于生產線上,根據實際產品的厚度和寬度需要,選定合適的光束焦距和安裝位置。傳感器投射出激光束,反射回傳感器的發射率會隨著測量對象的位移變化而變動。- 傳感器內部的電路系統將接收到的電信號進行處理,根據預設的參數,輸出標準信號。- 通過對數據的實時監測和分析,可以找出生產中存在的問題并及時進行調整,以確保建材板的質量。4. 應用行業:因為對射的高精度激光位移傳感器具有精度和效率高、可靠性強等優點,被廣泛用于建材、塑料制品、金屬材料、石材加工、生物醫療、微電子等范圍。特別是在板材生產等領域,可以有效提高產品質量與生產效率,滿足市場對精密制造的需求。結論:利用激光位移傳感器在建材板的厚度和寬度測量中,可以實現精準測量,促進生產效率,同時保證產品...
  • 5
    2024 - 12 - 11
    摘要光譜共焦位移傳感器是一種高精度、非接觸式的光電位移傳感器,廣泛應用于光學鏡片檢測、半導體制造、醫療器械生產等多個領域。本文詳細闡述了光譜共焦位移傳感器的制造技術,包括生產技術細節、工藝流程以及需要注意的具體事項,為相關領域的研發和生產提供參考。引言隨著精密儀器制造業的發展,對于工業生產測量的要求越來越高。光譜共焦位移傳感器以其高精度、非接觸式、實時無損檢測等特性,成為解決這一問題的有效手段。本文旨在詳細介紹光譜共焦位移傳感器的制造技術,包括關鍵零部件的選擇、生產工藝流程以及制造過程中需要注意的事項。一、光譜共焦位移傳感器的基本原理光譜共焦位移傳感器由光源、分光鏡、光學色散鏡頭組、小孔以及光譜儀等部分組成。傳感器通過色散鏡頭將位移信息轉換成波長信息,再利用光譜儀進行光譜分解,反解得出被測位移。其中,色散鏡頭作為光學部分完成了波長和位移的一一映射,是傳感器的核心部件。二、關鍵零部件的選擇1. 光源選擇白光LED作為光源,其光譜分布范圍廣泛,能夠滿足不同測量需求。同時,白光LED具有壽命長、穩定性好等優點,適合用于工業生產環境。2. 色散鏡頭色散鏡頭是光譜共焦位移傳感器的關鍵部件,其性能直接影響傳感器的測量精度和分辨率。在選擇色散鏡頭時,需要考慮其軸向色散與波長之間的線性度、色散范圍以及鏡頭材料等因素。3. 光譜儀光譜儀用于接收通過小孔的光信號,并確定其波長,從而實現位移分辨。在選擇...
  • 6
    2023 - 09 - 11
    在真空環境下應用光譜共焦位移傳感器的可行性一直是一個備受關注的問題。真空環境的特殊性決定了對傳感器的要求與常規環境有所不同。本篇文章將圍繞真空環境下光譜共焦位移傳感器的應用可行性展開討論,并進一步深入探討傳感器在不同真空環境下的要求和變化。首先,真空環境下的應用對傳感器的熱產生要求較高。由于真空環境的熱傳導性能較差,傳感器不能產生過多的熱量,以避免影響傳感器的正常工作和對樣品的測量。光譜共焦位移傳感器由于采用了被動元件,不會產生熱量,因此非常適合在真空環境中應用。其次,在真空環境下使用傳感器時,配件的耐真空能力也是一個重要的考慮因素。傳感器配件如膠水、光纖、線纜等都必須能夠耐受真空環境的特殊條件,例如低壓和缺氧。為此,無錫泓川科技提供了專門用于真空環境的配件,以確保傳感器的正常運行和穩定性。這些配件經過特殊處理,具有耐真空的特性,可以在真空環境中長時間使用。此外,從高真空(HV)環境到超高真空(UHV)環境,傳感器對環境的要求也會發生變化。在HV環境下,傳感器必須具備抗氣壓、抗水汽和抗粒子沉積等特性。而在UHV環境中,由于氣氛更為稀薄,傳感器還需要具備更高的抗氣壓和更低的氣體釋放性能。因此,傳感器在HV到UHV環境的過渡中,需要經過更嚴格的測試和優化,以保證其在不同真空級別下的穩定性和可靠性。綜上所述,真空環境下應用光譜共焦位移傳感器具有可行性。傳感器需要滿足不產生熱量的要求,并配...
  • 7
    2023 - 09 - 30
    引言:在搬送薄片材料時,準確辨別材料的單雙張對于生產流程的順利進行至關重要。即使材料的材質發生了變化,我們仍然可以利用非接觸傳感器實現穩定的檢測。本文介紹了兩種常用方式:激光位移傳感器和超聲波傳感器,在機械搬運過程中通過測量材料的厚度來判斷其單雙張狀態。主體:1. 激光位移傳感器方案:(a)準備工作:安裝兩個激光位移傳感器,使其形成對射式布置。在中間放置一張標準厚度的材料,并通過上位機軟件進行校準設定。(b)測量與校準:激光位移傳感器通過測量材料的厚度,獲得距離總和,并與設定的固定差值進行比較。當機械搬運過程中出現誤差導致厚度與之前的距離數據明顯不同時,激光位移傳感器將發出錯誤信號,指示材料為雙張狀態。2. 超聲波傳感器方案:(a)準備工作:使用對射式超聲波傳感器,并先安裝一張標準材料來校準基準能量。(b)測量與判斷:超聲波傳感器利用能量穿透原理,通過測量接收端收取到的能量來判斷材料的狀態。當材料為單張時,接收端將收到接近基準值的能量;而當材料為雙張或多張時,接收端收到的能量明顯小于標準值,此時超聲波傳感器將發出報警信號。3. 激光位移傳感器方案的優勢:- 高精度測量:激光位移傳感器具有高精度,可以精確測量材料的厚度變化,從而能夠準確判斷材料的單雙張狀態。- 實時監測:傳感器反應速度快,并可以實時檢測材料的厚度變化,確保在搬運過程中能夠及時發現錯誤信號并進行處理。- 非接觸式:激光...
  • 8
    2024 - 12 - 22
    **光譜共焦傳感器是一種具有高精度、高效以及非接觸等技術優勢的新型幾何量精密測量傳感器。以下將對光譜共焦傳感器進行詳細介紹。****一、光譜共焦傳感器的工作原理**光譜共焦傳感器利用不同波長的光在被測物體表面反射后,通過色散物鏡聚焦在不同位置,從而建立位移和波長之間的關系。光源發出的光經過色散物鏡后,不同波長的光聚焦在不同的軸向位置。當被測物體處于某一特定波長的焦點位置時,該波長的光被反射回傳感器,通過成像光譜儀檢測到該波長的光,從而確定被測物體的位置。**二、光譜共焦傳感器的組成部分**1. **光源**:通常為寬光譜光源,能夠提供一定波長范圍的光。例如,在一些研究中提到的寬光譜光源可以覆蓋特定的波長范圍,以滿足不同測量需求。2. **色散物鏡**:是光譜共焦傳感器的關鍵組成部分之一。它能夠將不同波長的光聚焦在不同的軸向位置,從而實現對被測物體位置的精確測量。設計色散物鏡時,需要考慮多個因素,如測量范圍、圖像空間數值孔徑、軸向響應等。例如,有研究設計的色散物鏡測量范圍為 2mm,圖像空間數值孔徑為 0.3,軸向響應 FWHM 優于 5μm,分辨率較高,并且波長與位移之間的判定系數優于 0.9,線性關系良好。3. **成像光譜儀**:用于檢測反射回來的光,并確定其波長。在一些研究中,采用棱鏡 - 光柵分光的方式對成像光譜儀的后端進行模擬和分析,消除了成像光譜儀中的譜線彎曲。**三、...
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激光測振技術:旋轉機械檢測的核心手段 2024 - 12 - 22 在旋轉機械的運行過程中,振動情況直接關乎其性能與安全。激光測振動傳感器憑借其獨特優勢,成為該領域不可或缺的檢測利器。它采用非接觸式測量,有效避免了對旋轉機械的物理干擾,確保測量的精準性。其高精度的特性,能夠捕捉到極其微小的振動變化,為故障診斷提供可靠依據。廣泛的應用范圍涵蓋了電機、風機、軸承等各類旋轉機械,在能源、化工、機械制造等眾多行業都發揮著關鍵作用。通過實時監測振動數據,可及時發現潛在問題,預防設備故障,保障生產的連續性與穩定性,大大降低維修成本與停機風險。工作原理:激光與振動的深度互動激光測振動傳感器基于激光多普勒效應工作。當激光照射到旋轉機械的振動表面時,由于物體表面的振動,反射光的頻率會發生多普勒頻移。設激光源發射的激光頻率為,物體表面振動速度為,激光波長為,則多普勒頻移可由公式計算得出。通過精確測量多普勒頻移,就能得到物體表面的振動速度,進而獲取振動信息。與傳統測量原理相比,激光多普勒測振具有顯著優勢。傳統的接觸式測量方法,如壓電式傳感器,需要與被測物體直接接觸,這不僅會對旋轉機械的運行產生一定干擾,還可能因安裝問題影響測量精度,而且在高速旋轉或微小振動測量時,接觸式傳感器的響應速度和精度受限。而激光測振傳感器采用非接觸式測量,避免了對旋轉機械的物理干擾,可實現高精度、寬頻帶的測量,適用于各種復雜工況下的旋轉機械振動測量。實驗設置:精準測量的基石(一)微型激光多普勒測...
光譜共焦位移傳感器的那些事兒 2024 - 12 - 22 **光譜共焦傳感器是一種具有高精度、高效以及非接觸等技術優勢的新型幾何量精密測量傳感器。以下將對光譜共焦傳感器進行詳細介紹。****一、光譜共焦傳感器的工作原理**光譜共焦傳感器利用不同波長的光在被測物體表面反射后,通過色散物鏡聚焦在不同位置,從而建立位移和波長之間的關系。光源發出的光經過色散物鏡后,不同波長的光聚焦在不同的軸向位置。當被測物體處于某一特定波長的焦點位置時,該波長的光被反射回傳感器,通過成像光譜儀檢測到該波長的光,從而確定被測物體的位置。**二、光譜共焦傳感器的組成部分**1. **光源**:通常為寬光譜光源,能夠提供一定波長范圍的光。例如,在一些研究中提到的寬光譜光源可以覆蓋特定的波長范圍,以滿足不同測量需求。2. **色散物鏡**:是光譜共焦傳感器的關鍵組成部分之一。它能夠將不同波長的光聚焦在不同的軸向位置,從而實現對被測物體位置的精確測量。設計色散物鏡時,需要考慮多個因素,如測量范圍、圖像空間數值孔徑、軸向響應等。例如,有研究設計的色散物鏡測量范圍為 2mm,圖像空間數值孔徑為 0.3,軸向響應 FWHM 優于 5μm,分辨率較高,并且波長與位移之間的判定系數優于 0.9,線性關系良好。3. **成像光譜儀**:用于檢測反射回來的光,并確定其波長。在一些研究中,采用棱鏡 - 光柵分光的方式對成像光譜儀的后端進行模擬和分析,消除了成像光譜儀中的譜線彎曲。**三、...
光譜共焦位移傳感器制造技術詳解 2024 - 12 - 11 摘要光譜共焦位移傳感器是一種高精度、非接觸式的光電位移傳感器,廣泛應用于光學鏡片檢測、半導體制造、醫療器械生產等多個領域。本文詳細闡述了光譜共焦位移傳感器的制造技術,包括生產技術細節、工藝流程以及需要注意的具體事項,為相關領域的研發和生產提供參考。引言隨著精密儀器制造業的發展,對于工業生產測量的要求越來越高。光譜共焦位移傳感器以其高精度、非接觸式、實時無損檢測等特性,成為解決這一問題的有效手段。本文旨在詳細介紹光譜共焦位移傳感器的制造技術,包括關鍵零部件的選擇、生產工藝流程以及制造過程中需要注意的事項。一、光譜共焦位移傳感器的基本原理光譜共焦位移傳感器由光源、分光鏡、光學色散鏡頭組、小孔以及光譜儀等部分組成。傳感器通過色散鏡頭將位移信息轉換成波長信息,再利用光譜儀進行光譜分解,反解得出被測位移。其中,色散鏡頭作為光學部分完成了波長和位移的一一映射,是傳感器的核心部件。二、關鍵零部件的選擇1. 光源選擇白光LED作為光源,其光譜分布范圍廣泛,能夠滿足不同測量需求。同時,白光LED具有壽命長、穩定性好等優點,適合用于工業生產環境。2. 色散鏡頭色散鏡頭是光譜共焦位移傳感器的關鍵部件,其性能直接影響傳感器的測量精度和分辨率。在選擇色散鏡頭時,需要考慮其軸向色散與波長之間的線性度、色散范圍以及鏡頭材料等因素。3. 光譜儀光譜儀用于接收通過小孔的光信號,并確定其波長,從而實現位移分辨。在選擇...
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