光热红外、太赫兹TDS、多光谱MSS:CoatPro 涂层测厚三大技术路线拆解

涂层厚度直接影响涂装质量与材料成本,但传统测厚手段各有边界:磁感应与涡流法依赖金属基材,X射线与β射线背散射涉及辐射防护,超声波与电容法需要接触,无法测量湿膜或未固化粉末。AIM Systems的光热红外技术提供了另一条路径------非接触涂层测厚 。

原理上,光热红外涂层测厚 以调制LED周期性激励涂层表面,涂层吸收光能转化为热能,热波向基材方向传播并在界面反射,红外探测器记录表面热辐射的相位响应,通过校准将相位差换算为厚度。CoatPro采用锁相放大(Lock-In)原理提取固定频率的测量信号,噪声抑制能力强,即使清漆、薄金属层等难测体系也能获得稳定读数。

CoatPro 安装于 UR 协作机械臂末端的机器人集成测量示意

CoatPro涂层测厚仪 关键参数:重复精度±1%(典型值),测量范围1~2000μm(可扩展),工作距离100±80mm,探测角度±70°,单次测量小于0.5秒。设备为LED光源,眼安全、无放射性、无消耗件;单根以太网接口同时完成供电(PoE)与数据通信,支持Modbus TCP接入工业总线,可与机械臂、横动机构组成自动化测厚工位。

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| 产品 | 典型应用场景 | 解决的痛点问题 |
| CoatPro 点式 | 汽车/机车/航空航天漆层测厚;钢结构防腐涂层检测;锂电电极涂布在线测量;粉末涂装烘烤前测厚;实验室检测 | 人工抽检漏检率高;湿膜阶段无在线手段;金属基材限制(涡流/磁感应失效);破坏性切片成本高 |
| CoatPro XD 面阵 | 新能源壳体绝缘涂层检测;复杂异形曲面涂层自动化检测;大面积厚度均匀性评估 | 单点测量漏掉局部薄区与边缘堆积;整件一致性无法实时掌握 |
| CoatPro MLT 太赫兹 | 多层汽车涂层(KTL/中涂/面漆)测厚;非金属多层膜系;固化前后对比 | 多层膜厚需破坏性切片;单层逐一测量效率低 |
| CoatPro MSS 多光谱 | 塑料/陶瓷/有机涂层精密检测;缺陷与厚度联检;机器人集成质检 | 微米级测点需求;缺陷与厚度无法同步输出 |

面向面阵需求,CoatPro XD 采用模块化热像仪系统:640×480像素对应30万测量点,数秒完成整件涂层厚度分布成像,针对粉末涂层、阻燃层等厚涂层(>50μm)优化,工作距离200~1200mm(可定制)。面阵模式下可同时评估边缘、特征区域与厚度均匀性,适合一致性要求高的工件。

AIM Systems CoatPro XD 面阵测厚软件界面,X/Y坐标与厚度色标联动

对于多层体系,太赫兹TDS路线提供多层涂层测厚 能力:一次测量最多解析8层,量程5~5000μm,测点直径500μm;多光谱MSS路线实现微米级(10μm测点)2D/3D扫描成像,帧率1~50帧/s。三种路线共用同一套软件,支持单点、连续、统计与机器人序列测量,可同步控制多台设备,数据以CSV/PNG导出,便于对接MES与质检系统。

集成层面,CoatPro支持机器人末端安装,可通过机器人集成检测 实现轮毂、壳体、叶片、密封件、电池组件等复杂部件的定点序列测量;面阵相机则覆盖视场内厚度分布。该能力为具身智能检测 、无人化质检工位提供了非接触传感基础。

应用场景

AIM Systems 无损非接触膜厚测量仪(CoatPro 系列) 。面向的应用场景覆盖:

① 汽车与轨道交通涂装产线(车身、零部件漆层厚度在线检测,含湿膜阶段);

② 新能源与锂电(电芯壳体、冷却板绝缘涂层检测,电极涂布在线测量);

③ 粉末涂装(烘烤前膜厚预检);

④ 卷材涂装(钢卷、铝卷表面镀层/涂层厚度);

⑤ 航空航天与风电(高温功能涂层、锈蚀层无人机远距离巡检);

⑥ 科研与实验室(涂层体系开发、工艺验证、多层膜系分析);

⑦ 机器人自动化质检工位(异形件、曲面件定点序列测量与面阵分布检测)。

痛点问题和解决方案

① 传统磁感应/涡流法仅适用金属基材,塑料、橡胶、玻璃、复合材料无法测量------光热红外路线对基材与涂料兼容性强;

② 破坏性切片与抽检无法实现100%在线覆盖------非接触涂层测厚 可产线级实时检测,湿膜/未固化阶段即可测量;

③ 多层涂层(如汽车KTL+中涂+面漆)膜厚需分层确认------太赫兹TDS一次测量最多解析8层;

④ 复杂曲面、异形件、内壁等难测部位------大角度容差与灵活工作距离覆盖;

⑤ 严苛环境(温度、湿度、粉尘、震动、防爆区)------设备环境耐受性设计,防爆一区二区合规;

⑥ 自动化与数据化需求------PoE单线供电通信、Modbus TCP、机器人集成与MES对接,支撑具身智能检测 与无人化质检。

AIM Systems已为BMW、Mercedes-Benz、Magna Steyr、Webasto、ABB、Fraunhofer IFAM等客户交付方案,产品德国研发制造,通过ISO 9001认证。参数与选型详见欣佰特科技。

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