Höhere Genauigkeit: Ushios Expertise in der Laser-Wegsensor-Technologie

Die wachsende Bedeutung der Wegmessung

Mess- und Prüfgenauigkeit sowie Reproduzierbarkeit gewinnen in der Fertigung zunehmend an Bedeutung, da sie direkt mit höherer Produktivität, besserer Qualität und Kostensenkung verbunden sind.

Die Rolle von Laser-Wegsensoren

Insbesondere Wegsensoren, die Laser mit hervorragender Fokussierungs- und Strahlführungseigenschaft verwenden, sind in Prozessen wie Dicken- und Formmessungen unverzichtbar, bei denen berührungslose, hochpräzise Messungen im Mikrometerbereich (µm) erforderlich sind.

Da Laser-Wegsensoren sich besonders zur Messung mikroskopischer Dimensionen wie Wafer- und Elektrodenstärke, Substrathöhe, Spaltbreite oder Querschnittsformen eignen, finden sie in einer Vielzahl von Anwendungen Einsatz – etwa bei der Messung und Inspektion der Bremsscheibenverlagerung oder der Motorvibration in automobilen Anwendungen.

Funktionsweise von Laser-Wegsensoren

Ein Laser-Wegsensor ist ein wichtiges Messgerät zur hochpräzisen Erfassung der Verschiebung eines Zielobjekts. Um eine hohe räumliche Auflösung zu erreichen, muss der Laserstrahldurchmesser sehr klein sein. Daher werden in der Regel Laser mit einfacher transversaler Modenstruktur verwendet.

Der vom Messobjekt reflektierte Laserstrahl wird durch eine Linse auf einen CMOS-Sensor fokussiert. Die Verschiebung wird dann anhand der Position des reflektierten Strahls auf dem CMOS-Sensor berechnet. Je besser die Strahlqualität, desto geringer der Detektionsfehler und desto genauer und reproduzierbarer die Messung.

Auswahl der richtigen Laserwellenlänge

Bei der Auswahl der Laserwellenlänge sind zahlreiche Faktoren zu berücksichtigen.

Derzeit weist der nahinfrarote Bereich (700–1000 nm) die höchste Effizienz bei der Emission von Laserdioden auf, während die meisten in Fotodetektoren eingesetzten CMOS-Sensoren ihre höchste Empfindlichkeit im Bereich von 500–700 nm besitzen. Aus diesem Grund werden Laserdioden im roten Spektralbereich (630–700 nm) häufig eingesetzt, um eine hohe Gesamtsystemeffizienz zu erzielen.

Der Bedarf an Miniaturisierung in der Fertigung

Auch die Miniaturisierung des Laser-Wegsensors spielt im Fertigungsprozess eine entscheidende Rolle, da Messungen oftmals in sehr begrenztem Raum erfolgen müssen.

Um die Kühlstruktur des Geräts zu vereinfachen und eine kompakte Bauweise zu erreichen, werden Laserdioden ausgewählt, die auch bei hohen Temperaturen stabil arbeiten..

Wärmemanagement und Energieeffizienz

Je nach Messabstand des Laser-Wegsensors kann es vorkommen, dass die Messung in unmittelbarer Nähe zum Objekt durchgeführt wird. Dabei kann die vom Gerät erzeugte Wärme zu einer Ausdehnung des Objekts führen und somit Messfehler verursachen. Daher ist der Einsatz einer Laserdiodenquelle erforderlich, die bei niedriger Leistungsaufnahme eine hohe Effizienz bietet.

Folglich sind Laserdioden mit geringer Leistungsaufnahme und hoher Effizienz besonders gefragt.

Die neue HL65311MG/312MG-Diode von Ushio

Die neu entwickelte HL65311MG/312MG ist ideal für den Einsatz in Laser-Wegsensoren geeignet. Mit einer Wellenlänge von 662 nm, einer optischen Ausgangsleistung von 12 mW und einer maximalen Betriebstemperatur von 90 °C basiert diese Diode auf Ushios langjähriger Technologiekompetenz. Sie überzeugt durch exzellente Strahlqualität, hohe Effizienz, geringen Energieverbrauch und zuverlässigen Betrieb bei hohen Temperaturen.

Produktmerkmale

• Optische Ausgangsleistung: 12 mW Ermöglicht einen größeren Messbereich, einschließlich geringer Reflexion und rauer Oberflächen.
• Klassenbester Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis 90 °C Das System ist in einem breiten Temperaturbereich von kryogenen bis hohen Temperaturen einsetzbar, vereinfacht die Kühlstruktur des Geräts und ermöglicht eine Miniaturisierung.
• Klassenbester Stromverbrauch und hocheffizienter Betrieb Unterdrückt die Wärmeentwicklung des Geräts und reduziert Messfehler, die durch Ausdehnung und Kontraktion des Objekts aufgrund von Temperaturänderungen entstehen.
• Hervorragende Strahlqualität Reduziert Erkennungsfehler und trägt zur Verbesserung der Messgenauigkeit bei.

Produkt Spezifikation（Tc＝25℃）