数字温度传感器(数字非接触式红外热电堆)在小型化激光切割头应用的探讨

​目前状况

• 遇到的问题及分析
• 解决方案
• 激光切割头行业之未来畅想

写在正文之前：本人从事的是传感器行业，产品是数字式非接触式红外热电堆，本文为本人（姚先生）在和激光切割行业前10客户的探讨和实测中总结，敬请各位阅读指正！

结论：深圳市谷德科技的GD60914MBCFS能完美契合切割头小型化、轻量化的设计需求。

• 目前状况

目前激光切割头的镜片直径由以前的36mm左右缩短至26mm左右，相应的结构件需全部缩小，这样切割头就能实现小型化、轻量化。

• 遇到的问题:

激光切割头企业在设计小型化切割头的时候，希望传感器的尺寸也变小，这样更好安装，成本也会低一点。

所以，很多客户因为迈**的MLX90615（FOV 90°）尺寸小（TO-46）而选择了它。但是，在实测中，MLX90615并不能精准测到镜片的温度，这让很多客户迷惑不解。也因此，客户找到了我们咨询。

在这里，先向各位工程师阐述一个概念，即FOV的概念，很多工程师理解的FOV如下图

但实际上，温度传感器的本体呈圆柱形，在窗口(即红外滤光片)对应的传感器底部，安装着一片感光晶圆，被测量物体散发出的红外光只能透过红外滤光片，投影至感光晶圆，并获得精准测量；

所以，FOV应按下图理解

而MLX90615由于FOV过大，导致镜片周边区域也纳入投影面积内，造成温度测量不准。

需要额外做出说明的是，对于数字温度传感器而言，TO-46是一个非常尴尬的产品。

为什么这么说呢？

因为对于追求小尺寸或低成本的应用而言，贴片类产品足以替代。而追求性能的应用，TO-39形态是必选。我们猜测，迈*芯停产TO-46产品系列，正是基于上述的原因。

当然，这个趋势对于所有做数字温度传感器的厂家而言，都是一样的。

激光类客户的定型产品，都是要求长生命周期的。所以，从长远来看，TO-46封装的温度传感器并不是最优选项。

迈*芯的35°FOV产品，是TO39封装，并且在管帽的外围增加了聚光用的透镜，从外形看，尺寸大（因为可能涉及侵权，不能放图，大家可自行搜索）。

谷德35°FOV产品，也是TO39封装，但仅仅是TO39，并没有外围的透镜。传感器的头部明显比对手的更小，更方便结构设计、安装。

当然，这也说明谷德的光学设计事实上走在了迈*芯的前面。

• 解决方案

由于镜片尺寸缩小了很多，为了精准测量到镜片温度，只能有两个选择:

A，温度传感器更靠近镜片，但是由于激光能量太大，漫反射造成的热冲击太强大，极易损坏温度传感器。而且结构设计上会更加困难。所以，这并不是好的选择；

B，选择FOV更小的温度传感器。经过该客户的大致测算，FOV<50°大体上是符合要求的选择，但是在结构设计上要非常的紧凑。

    而深圳市谷德科技的数字传感器GD60914MBCFS的FOV是35°，给工程师们的设计留了非常大的余量，设计上更加从容、方便。

并且，GD60914MBCFS的集成度高（直接出温度值、无外围电路、无需校准）、测温精度高、反应速度快(20ms)，更完美的契合了激光切割头小型化、轻量化的要求和趋势。

四，未来畅想

激光切割头目前走向两个方向，一个是小型化、轻量化（根据业内大佬的资讯：万瓦级别的激光切割头，重量要控制在5-8公斤内）；另一个是功率越来越大。这让对镜片的精准测温的要求变得越来越高，也越来越困难。

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这两个趋势的需求。

深圳市谷德科技有限公司愿意与各行各业客户深度探讨对温度的监测，以实现更节能、更智能、更可控、更精准控制。

谷德科技欢迎客户提出更高需求，不断创新，不断突破！