摘要

在工业自动化检测中，透明玻璃（如3C曲面屏）、半透明材料（如点胶胶路、医学塑料、液面）的位移、厚度及轮廓测量一直是业界的难点。普通激光传感器因光线穿透、多重表面反射及次表面散射效应，常导致数据跳动或无法从界面获取信号。本文以泓川科技（Chuantec）LTP系列激光位移传感器的核心技术为依托，解析针对此类异质材料的“镜面反射+波形修正技术”方案。

一、 测量难点及技术原理壁垒

1. 为什么常规传感器无法测量？

• 穿透现象：半透明物体（如某些乳白色塑料或硅胶）会让激光深入从而产生内散射，导致光斑拖尾和波形扩宽。

• 透射偏差：对于全透明物体（如玻璃），绝大部分光线直接穿透，仅有极少比例（约4%-8%）发生表面镜面反射。由内部多次反射引起的杂散光（Ghost Light）会由透镜重聚焦，导致测量位置误判。

2. “光斑整型”与“光谱过滤”原理解构

泓川科技LTP系列采用改进的激光三角技术（Advanced Laser Triangulation），通过硬件光路与软算力的结合解决上述问题：

• 接收光波形态提取算法（For 半透明物体）：
  通常激光射入半透明物体后，光线会在物体表面下产生对位漫/慢反射，导致接收元件（CMOS）上的接收光波形缓慢“平波化”或扩大，掩盖实际表面峰值。

  核心技术点：LTP自主研发的半透明物体测量算法，通过识别接收到的光强分布波形（Waveform Analysis），剔除因次表面散射引起的被放大的滞后波形，精准锁定实际表面反光峰值，而非内部散射中心。

• 镜面反射（Specular Mode）光路设计（For透明/镜面物体）：
  针对全透明玻璃，通过调节安装角度产生“正反射”，利用具有极高动态范围的LTP感光组并配合优化的镜头镀膜。

  结构创新：LTP系列接收镜组模块经过特殊角度设计和滤光片涂层优化，以最大限度减少因滤光片和外壳表面多次内反射导致的多重虚假光斑，以此提升信噪比（SNR），确保透明面数据的稳定性。

二、 针对性型号选型建议

根据不同材质的透光率与表面粗糙度，该方案推荐以下配置（均不需要外部放大器/控制器，支持嵌入式运算）：

方案 A：针对半透明/高散射材料（点胶、晶圆研磨液、半透明塑料）

推荐型号：** LTP025B (蓝光)** 或 LTPxxxW/U系列 (超宽光斑)

• 技术参数支撑：蓝光（405nm波长）不同于传统的红光（655nm），其波长更短，在照射入半透明物体时更不容易产生深度穿透，能在表面即刻对焦从而反射。

• LTP025B：量程 25mm±1mm，重复精度达 0.05μm，光斑仅 Φ20μm，适合微小区域精测。

• 高采样支撑：必须配合 Max.** 160kHz** 的高采样即时反馈，防止胶路快速固化过程中的形变丢失。

方案 B：针对全透明/高光面物体（3C显示玻璃、镀膜玻璃）

推荐型号：** LTPM080U / LTPM030U (PM镜面反射专用系列)**

• 标定特性：此类型号为 “PM镜面反射型标定”。常规漫反射传感器打在镜面/玻璃上需要大幅倾斜，而 PM系列针对高回光进行了感光灵敏度与积分时间的调校。

• LTPM030U：参考距离约24mm，重复精度仅 0.02μm（超高精度），线性度 ±2μm。支持在玻璃表面获得极低量测数值跳动。

三、 算法与数据在实际场景中的体现

无需额外PC开发，通过 TLSlaserStudio专属测控软件 即可读取与分析如下信号处理流程：

场景算法演示

1. 信号采样：LTP传感器探头独立工作，采样频率设为50kHz。

2. 噪声剔除：当测量一块厚度不同的半透明塑料盖板时，开启算法的 “半透明峰值检测（Translucent Peak Extraction）”。

3. 对波过程：

• 未开启算法：波形从光强350扩展到光强3120，数据中心出现约35µm的不稳定偏移。

• 开启LTP算法：智能“切除”波形后端拖尾长尾，强制锁定首道升沿的高点，复现度精度回升至0.3µm以内。

四、 典型市场应用概览

1. 3C电子组装：触摸屏玻璃平整度
   利用 LTPM 系列镜面型号扫描玻璃盖板各点位高度。因玻璃全透明，需要精确的正反射接收能力，同时避免玻璃下表面反射光的干扰，LTP的高速积分调节功能（Auto-Gain）可即使适应不同透光率玻璃。

2. 新能源点胶检测：UV胶水与密封条高度
   透明胶水未干时即为半透明液体。利用 LTP025B (蓝光) 或 LTPU (线状超宽光斑) 测量半透明胶条的截面轮廓。蓝光有效抑制穿透，避免将“底板基材”误判为“低位胶水”，确保出胶量均一。

3. 药包材检测：液体位置/瓶塞高度
   针对医学半透明PP输液瓶，利用 LPT系列高频采样非接触测厚（部分机型主从同步测厚功能），可实时监控半透明瓶壁的生产公差。

五、 结语

透明与半透明物体的测量不再是光学检测的禁区。通过引入蓝光技术、优化接收镜组与加载专用的“半透明散射消除算法”，泓川科技 LTP系列成功实现了 2μm 级线性误差的高精度检测（不同型号指标略有差异），配合其 Max 160kHz 全自主控制芯片，为全透明产线与半透明胶路质在提供了可以量化的高可靠性技术支撑。