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泓川LTP系列激光位移傳感器全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化實踐:從核心部件到軍工應(yīng)用突破

來源:無錫泓川科技有限公司   2025年07月30日 06:25  


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一、泓川科技發(fā)展歷程:從技術(shù)攻堅到產(chǎn)業(yè)突圍的國產(chǎn)化之路

(一)創(chuàng)立初期:光學(xué)測量技術(shù)的本土化探索(2016-2018 年)

無錫泓川科技成立于 2016 年,聚焦工業(yè)自動化領(lǐng)域光學(xué)測量技術(shù)空白,初期以代理海外激光位移傳感器產(chǎn)品切入市場,同步組建核心研發(fā)團隊,針對國內(nèi)制造業(yè)對高精度測量設(shè)備的迫切需求,啟動國產(chǎn)化技術(shù)預(yù)研。2018 年,公司首ci突破激光光路校準核心技術(shù),自主研發(fā)出shou臺實驗室級激光位移測量模塊,奠定光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)。

泓川LTP系列激光位移傳感器全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化實踐:從核心部件到軍工應(yīng)用突破


(二)技術(shù)攻堅:核心部件國產(chǎn)化突破(2019-2021 年)

  • 2019 年:瞄準激光二極管、PSD 探測器等 "卡脖子" 部件,與深圳鐳爾特光電、上海歐光電子等國內(nèi)核心元器件廠商建立聯(lián)合研發(fā)機制,成功將 650nm 紅光激光二極管國產(chǎn)化率提升至 70%,推出首tai搭載國產(chǎn)光學(xué)系統(tǒng)的 LTP-01 原型機。

  • 2020 年:完成電子電路組件國產(chǎn)化攻堅,龍芯中科工業(yè)級 MCU、圣邦微電子高精度 ADC 芯片實現(xiàn)批量應(yīng)用,LTP 系列核心電路板國產(chǎn)化率達 100%,同步通過 CE 認證,標志著產(chǎn)品性能達到國際標準。

  • 2021 年:建成國內(nèi)shou條激光位移傳感器全流程國產(chǎn)化生產(chǎn)線,引入大族激光焊接設(shè)備、拍頻光電雙頻激光干涉儀等國產(chǎn)制造與檢測裝備,實現(xiàn)從光學(xué)元件加工到整機裝配的全鏈條自主可控,LTPD08 等投受光分離型產(chǎn)品正式量產(chǎn)。


(三)產(chǎn)業(yè)拓展:全系列產(chǎn)品矩陣與全球化布局(2021 - 至今)

  • 2021 年:推出 LTP 系列全量程產(chǎn)品矩陣,涵蓋 0.8mm 至 2250mm 測量范圍,其中 LTP2250 超大量程型號打破國外廠商在長距離測量領(lǐng)域的壟斷,同年產(chǎn)品首ci出口東南亞半導(dǎo)體市場。

  • 2022 年:建成國家ji光學(xué)測量實驗室,引入安徽澤攸科技納米級位移臺、蘇州天準高精度量塊等國產(chǎn)校準設(shè)備,形成完整的國產(chǎn)化檢測體系,LTP 系列產(chǎn)品通過德國 TüV 認證,進入歐洲汽車制造市場。

  • 2023 年:實現(xiàn)核心部件 100% 國產(chǎn)化,包括方芯半導(dǎo)體 EtherCAT 通信芯片、東土科技 PROFINET 協(xié)議芯片等工業(yè)總線關(guān)鍵器件,年產(chǎn)能突破5萬臺,海外市場占比提升至 35%,在德國、美國設(shè)立技術(shù)服務(wù)中心。


(三)產(chǎn)業(yè)拓展:全系列產(chǎn)品矩陣與國fang軍工領(lǐng)域的技術(shù)突圍(2021 - 至今)

  • 軍工領(lǐng)域技術(shù)突破:2022 年,泓川科技憑借 LTP 系列產(chǎn)品的超高精度與抗ji端環(huán)境能力,與某國fang軍工單位達成深度合作,針對導(dǎo)dan導(dǎo)引頭精密部件檢測、航天器對接機構(gòu)裝配等場景,定制化開發(fā)出軍工級激光位移傳感器。其中,LTPD08 型號通過特殊光路設(shè)計,解決了傳統(tǒng)進口設(shè)備在強電磁干擾環(huán)境下的測量漂移問題,測量重復(fù)精度達 0.03μm,滿足軍工級零部件裝配的亞微米級精度要求。

  • 核心部件國產(chǎn)化替代:在某航空航天單位的機載設(shè)備檢測項目中,泓川科技采用龍芯 3A5000 芯片與方芯半導(dǎo)體 EtherCAT 通信芯片,替代原進口設(shè)備中的歐美核心器件,實現(xiàn)測量系統(tǒng) 100% 國產(chǎn)化,che底解決了因國際禁運導(dǎo)致的設(shè)備維護停滯問題。該方案已應(yīng)用于新型戰(zhàn)機發(fā)動機葉片振動監(jiān)測,設(shè)備在 - 540℃~+65℃寬溫環(huán)境下穩(wěn)定運行,振動測試(50g 沖擊)后精度保持率達 99.8%。


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二、核心部件全國產(chǎn)化組成體系

(一)光學(xué)系統(tǒng)組件

  • 抗強電磁干擾設(shè)計:激光二極管采用埃賽力達 905nm 三腔脈沖器件,配合深圳激埃特光電特制紅外濾光片,可屏蔽雷達頻段電磁干擾,已應(yīng)用于某軍工單位雷達天線俯仰角精密測量。

  • 極duan環(huán)境適應(yīng)性:光電探測器選用上海歐光電子軍工級 PSD,在 - 40℃環(huán)境下響應(yīng)速度不變,滿足潛艇深潛環(huán)境下的密封艙位移監(jiān)測需求。

(二)電子電路組件

  • 軍工級芯片應(yīng)用:龍芯 3A5000 芯片通過軍工級抗輻照測試,運算穩(wěn)定性達到j(luò)un用標準,替代原美國 TI 芯片,解決了某導(dǎo)dan制導(dǎo)系統(tǒng)測量模塊的斷供風(fēng)險。

  • 抗浪涌保護:電源管理模塊集成圣邦微電子抗干擾 IC 與 TVS 二極管,可承受 5000V 瞬態(tài)電壓沖擊,適配艦載設(shè)備的復(fù)雜供電環(huán)境。

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  • 激光發(fā)射單元

    • 激光二極管:采用深圳鐳爾特光電 655nm 紅光 PLD650 系列(功率 0.5-4.9mW)及埃賽力達 905nm 紅外三腔脈沖激光二極管,支持準直快軸壓縮技術(shù),波長穩(wěn)定性 ±0.1nm,滿足工業(yè)級高穩(wěn)定性需求。

    • 準直透鏡:選用杭州秋籟科技 KEWLAB CL-UV 系列,表面粗糙度 < 1μm,聚焦精度 ±0.1°,確保光束平行度。

    • 光學(xué)濾光片:深圳激埃特光電定制窄帶濾光片,紅外截止率 > 99.9%,有效消除環(huán)境光干擾。

  • 激光接收單元

    • 光電探測器:上海歐光電子代理 OTRON 品牌 PSD 位置敏感探測器,分辨率達 0.03μm(如 LTPD08 型號),北京中教金源量子點探測器正在實現(xiàn)自主替代。

    • 聚焦透鏡組:福州合創(chuàng)光電高精度分光棱鏡,偏振消光比 > 1000:1,配合廣州明毅電子陽極氧化支架,確保光路同軸度≤5μm。

(三)電子電路組件

  • 信號處理模塊

    • 微處理器:龍芯中科 3A5000 工業(yè)級芯片,支持 - 40℃~+85℃寬溫工作,運算速度達 1.5DMIPS/MHz,替代傳統(tǒng) ARM 架構(gòu)芯片。

    • 模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC):圣邦微電子 SGM5840 16 位高精度 ADC,采樣率 100kSPS,噪聲抑制 < 100μV,實現(xiàn)進口替代。

    • 激光驅(qū)動電路:重慶東微電子 EMT1010A 信號放大器,支持 pA 級微弱電流檢測,恒流源穩(wěn)定性 ±0.1%。

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  • 接口與供電組件

    • 通信接口芯片:方芯半導(dǎo)體 FCE1X00 系列 EtherCAT 從站控制器,兼容倍福協(xié)議,東土科技 PROFINET 芯片同步應(yīng)用,解決工業(yè)總線協(xié)議卡脖子問題。

    • 電源管理 IC:圣邦微電子 SGM61020 DC-DC 轉(zhuǎn)換器,抗干擾穩(wěn)壓設(shè)計,電源紋波 < 50mV。

(四)機械結(jié)構(gòu)組件

  • 外殼與支架

    • 金屬外殼:廣東長盈精密鋁合金 / 不銹鋼外殼,通過五軸 CNC 加工中心制造,尺寸精度 ±5μm,電磁屏蔽效能 > 80dB。

    • 散熱系統(tǒng):深圳飛榮達導(dǎo)熱硅膠與金屬散熱模組,熱阻 < 0.5℃/W,確保激光二極管溫度漂移≤10ppm/℃。

  • 調(diào)節(jié)機構(gòu)

    • 聚焦調(diào)節(jié):東莞銘普光磁電動聚焦旋鈕,閉環(huán)伺服控制精度 0.1μm,支持自動校準功能。


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三、全流程國產(chǎn)化制造設(shè)備體系

(一)光學(xué)元件加工與組裝

  • 激光二極管封裝:卓興半導(dǎo)體 Mini LED 像素固晶機,支持 0.1mm 級芯片貼裝,金絲鍵合強度≥2g。

  • 光路校準:上海拍頻光電雙頻激光干涉儀(分辨率 0.077nm),校準光學(xué)支架同軸度,PV 值 <λ/10。

  • 激光焊接:大族激光光纖耦合焊接機,焊接變形量 < 5μm,實現(xiàn)金屬外殼與光學(xué)支架的密封焊接。


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(二)電子電路制造

  • PCB 生產(chǎn)線:大族數(shù)控激光鉆孔機(孔徑精度 ±25μm)與激光直接成像設(shè)備,支持 HDI 板生產(chǎn),線寬線距≤50μm。

  • SMT 貼裝:深圳勁拓 JX-3000 系列貼片機,01005 元件貼裝精度 ±50μm,回流焊爐溫度均勻性 ±5℃。

  • 質(zhì)量檢測:南京泊納萊在線 AOI 檢測儀,50μm 分辨率,焊點缺陷檢測率 > 99.5%。


(三)機械結(jié)構(gòu)加工

  • 精密加工:廣東大盈智能裝備五軸 CNC 加工中心,光學(xué)支架孔位精度 ±5μm,表面粗糙度 Ra<0.8μm。

  • 注塑成型:寧波海天 HTF 系列注塑機,防塵蓋與旋鈕成型精度 ±0.1mm,縮水率≤0.5%。

  • 表面處理:廣州明毅卷對卷電鍍線,金屬外殼陽極氧化膜厚 5-10μm,鹽霧測試≥1000 小時。




四、國產(chǎn)化檢測設(shè)備與質(zhì)量控制體系

(一)光學(xué)性能檢測

  • 激光參數(shù)測試:深圳立儀科技光譜共焦位移傳感器(分辨率 0.01μm),檢測光斑質(zhì)量;北京卓立漢光 M2 因子檢測儀,評估光束發(fā)散度,M2<1.3。

  • 光路校準:上海拍頻光電 SLH 系列激光干涉儀(量程 0-100m,精度 ±0.5ppm),校準透鏡焦距與面形誤差。

(二)位移測量精度校準

  • 標準基準:安徽澤攸科技 MF40-25A 壓電位移臺(行程 25mm,分辨率 1nm),蘇州天準科技 ±1μm 高精度量塊,構(gòu)建納米級校準體系。

  • 性能測試:線性度測試平臺(行程 1000mm,直線度 ±1μm/m),重復(fù)性測試裝置(精度≤0.1μm),確保測量穩(wěn)定性。

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(三)環(huán)境與可靠性測試

  • 環(huán)境模擬:武漢克萊美特高低溫濕熱試驗箱(-40℃~+85℃,濕度 20%~95% RH),蘇州蘇試 SS-5000 振動臺(5-2000Hz,加速度≤50g)。

  • 電磁兼容:北京普源精電 RIGOL DS6000 系列示波器,檢測 EMI 輻射與 ESD 靜電放電(接觸放電 ±15kV,空氣放電 ±25kV),符合 EN 61000 標準。


五、典型產(chǎn)品型號與技術(shù)參數(shù)

類型型號參考距離測量范圍光斑尺寸光源重復(fù)精度線性精度
投受光分離型LTPD088mm±0.8mmΦ20μm655nm 紅光0.03μm<±0.5μm
高精度型LTP02525mm±1mmΦ18μm405nm 藍光0.05μm<±0.6μm
中等量程型LTP8080mm±15mmΦ70μm655nm 紅光0.5μm<±6μm
大量程型LTP400400mm±100mmΦ300μm655nm 紅光3μm<±60μm
超大量程型LTP10001000mm±500mmΦ320μm655nm 紅光12μm<±500μm


核心優(yōu)勢


  • 投受光分離設(shè)計:如 LTPD08 支持同軸測量,中間空間可集成點膠針頭、工業(yè)相機,適用于鏡面 / 透明材料(如晶圓、薄膜),重復(fù)精度 0.03μm。

  • 抗強光與環(huán)境適應(yīng)性:藍寶石防護鏡 + 特殊濾波設(shè)計,可在 20000Lux 強光下穩(wěn)定工作,IP67 防護等級適應(yīng)惡劣工況。

  • 寬量程與高精度兼容:LTP2250 量程達 2250±650mm,同時保持 50μm 重復(fù)精度,滿足橋梁位移、路面起伏等長距離監(jiān)測需求。


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典型軍工應(yīng)用產(chǎn)品型號

類型型號軍工應(yīng)用場景國產(chǎn)化技術(shù)優(yōu)勢
投受光分離型LTPD08導(dǎo)dan引信部件裝配精度檢測抗電磁干擾設(shè)計,適配強輻射環(huán)境
高精度型LTP025衛(wèi)星姿控發(fā)動機噴嘴位移監(jiān)測藍光光源穿透性低,適用于高溫金屬表面測量
超大量程型LTP1000航母甲板艦載機起降跑道變形監(jiān)測寬溫性能穩(wěn)定,抗海洋鹽霧腐蝕


軍工領(lǐng)域突破意義
泓川科技通過全鏈條國產(chǎn)化技術(shù),在國fang軍工關(guān)鍵測量領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從 "可用" 到 "好用" 的跨越,打破了歐美廠商在軍工級激光位移傳感器領(lǐng)域的長期壟斷。其產(chǎn)品不僅滿足了裝備國產(chǎn)化率要求,更通過定制化開發(fā),解決了現(xiàn)役裝備因進口部件斷供導(dǎo)致的維護難題,為國防科技工業(yè)自主可控提供了核心測量技術(shù)支撐。

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六、國產(chǎn)化驅(qū)動下的海外市場拓展

依托全流程國產(chǎn)化優(yōu)勢,LTP 系列產(chǎn)品在性價比、交付周期與定制化服務(wù)上展現(xiàn)顯著競爭力,已批量出口至東南亞、歐洲、北美等地區(qū),應(yīng)用于汽車制造(如剎車片磨損檢測)、半導(dǎo)體(晶圓高度監(jiān)測)、工程機械(振動監(jiān)測)等領(lǐng)域。海外客戶反饋:


  • 德國汽車零部件廠商:LTPD15 用于超聲波焊接振幅測量,精度達 0.05μm,替代原日本品牌,成本降低 30%,交期縮短 50%。

  • 東南亞電子制造企業(yè):LTP025 藍光版本成功解決透明 PCB 板厚度測量難題,抗干擾能力優(yōu)于傳統(tǒng)紅光傳感器,測量穩(wěn)定性提升 40%。

  • 北美工業(yè)設(shè)備集成商:LTP1000 大量程型號用于港口起重機定位,-40℃~+85℃寬溫性能通過嚴苛認證,客戶評價 “打破了歐美廠商在長距離測量領(lǐng)域的壟斷”。


泓川科技通過構(gòu)建 “核心部件 - 制造設(shè)備 - 檢測體系” 全鏈條國產(chǎn)化生態(tài),不僅實現(xiàn)了激光位移傳感器的自主可控,更以技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)品走向全球市場,為中國高duan傳感器產(chǎn)業(yè)的國際化發(fā)展樹立了標gan。



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