广州市威恒电子有限公司WUB-L-1000 数显超声波测距传感器

在包装行业中检测透明薄膜卷径的应用案例

一、项目背景与行业现状

1.1 薄膜制造行业发展概况

薄膜制造行业作为包装、电子、医药、食品等众多领域的基础材料供应行业，近年来呈现快速发展态势。据行业数据显示，全球薄膜市场规模已超过 5000 亿美元，年增长率保持在 6-8% 之间。随着下游应用领域对薄膜质量要求的不断提高，生产过程中的自动化检测需求日益迫切。

1.2 透明薄膜卷径检测的重要性

在薄膜生产过程中，卷径检测是确保生产连续性和产品质量的关键环节。准确的卷径检测能够：

实时监控薄膜收卷状态，防止过度收卷或收卷不足

精确控制张力系统，保证薄膜厚度均匀

实现自动化换卷，提高生产效率

减少废料产生，降低生产成本

1.3 当前检测方案存在的技术难题

传统的透明薄膜卷径检测方法主要存在以下问题：

光学检测方案的局限性：

受薄膜透明度影响，检测精度不稳定

对环境光线要求较高，易受干扰

成本较高，维护复杂

接触式检测方案的缺陷：

机械磨损导致检测精度下降

可能划伤薄膜表面，影响产品质量

维护频率高，增加运营成本

电容式检测方案的不足：

受薄膜介电常数变化影响

检测距离有限，适应性差

易受环境湿度影响

1.4 技术升级的紧迫性

随着薄膜生产速度的不断提高（目前主流生产线速度已达 300-500 米 / 分钟），传统检测方案已无法满足生产需求。据统计，因检测不准确导致的生产线停机时间平均每月达 8-12 小时，直接经济损失超过 10 万元。因此，寻求一种高精度、高可靠性的透明薄膜卷径检测方案已成为行业迫切需求。

二、传统检测方案深度分析

2.1 光学检测方案原理与问题

光学检测方案基于光的反射和折射原理，通过检测光束在薄膜表面的反射情况来计算距离。然而，在实际应用中存在以下问题：

检测精度不稳定：透明薄膜对光线的透过率高达 85-95%，导致反射信号微弱，检测精度受薄膜透明度影响较大。

环境适应性差：车间环境中的粉尘、水汽等因素会严重影响检测效果，需要频繁清洁光学元件。

维护成本高：光学元件容易磨损和污染，平均每月需要维护 2-3 次，每次维护成本约 500 元。

2.2 接触式检测方案的固有缺陷

接触式检测方案通过机械滚轮与薄膜表面接触来测量卷径，主要问题包括：

机械磨损严重：滚轮与薄膜的持续接触导致双方磨损，滚轮平均使用寿命仅为 3-6 个月，更换成本较高。

对薄膜质量影响：接触压力可能导致薄膜表面划伤或变形，影响产品质量。

动态响应差：机械惯性导致检测响应速度慢，无法适应高速生产线的需求。

2.3 成本效益分析

传统检测方案的综合成本分析：

数据显示，传统检测方案不仅初始投资较高，更重要的是误检导致的生产损失巨大，平均每年超过 8 万元。

三、WUB-L-1000 数显超声波测距传感器产品介绍

3.1 产品概述与核心优势

WUB-L-1000 数显超声波测距传感器是专为透明薄膜卷径检测设计的高精度非接触式检测设备。产品采用先进的超声波测距技术，结合独家数显液晶屏设计，具备以下核心优势：

价格实惠：相比同类产品，价格降低80%，显著降低用户投资成本

实时数显功能：配备高清液晶屏，实时显示检测距离，便于现场调试和监控

三秒自设定功能：一键完成检测距离设定，操作简便快捷

双重输出模式：同时支持开关量和模拟量输出，满足不同控制系统需求

3.2 技术参数与性能指标

3.3 认证资质与质量保证

产品认证：

CE 认证：认证号 HTT202109428E

RoHS 认证：认证号 HTT202109428R

质量保证措施：

每个产品出厂前通过浪涌冲击老化测试

采用高品质黄铜镀镍外壳，防腐耐磨

IP65 防护等级，适应恶劣工业环境

四、检测原理与技术优势

4.1 超声波检测原理

WUB-L-1000 采用先进的超声波回波检测技术，工作原理如下：

超声波发射：传感器内部的压电陶瓷换能器发射高频超声波脉冲（频率 40kHz）

声波传播：超声波在空气中传播，遇到薄膜表面后发生反射

信号接收：传感器接收反射回来的超声波信号

距离计算：通过测量超声波往返时间，结合声波在空气中的传播速度，精确计算检测距离

4.2 核心技术优势

不受透明度影响：超声波检测基于声波反射原理，完全不受薄膜透明度影响，检测精度稳定可靠。

数显功能：采用数字信号处理技术

快速响应：响应时间≤100ms，能够实时跟踪卷径变化，适应高速生产线需求。

环境适应性强：不受光线等环境因素影响，工作稳定可靠。

4.3 智能功能特点

实时数显功能：配备高清 LED 显示屏，实时显示检测距离数值，便于现场调试和监控。

三秒自设定功能：长按按键 3 秒即可完成检测距离设定，操作简便快捷，无需专业培训。

输出模式：提供开关量（NPN/PNP）和模拟量（4-20mA/0-10V）输出，灵活适配不同控制系统。

五、实际应用案例分析

5.1 客户基本情况

客户名称：广东某包装材料有限公司

所在地区：广东省佛山市

行业地位：华南地区知名薄膜制造商，年产能 3 万吨

主要产品：BOPP 薄膜、PET 薄膜、CPP 薄膜

生产线数量：8 条高速薄膜生产线

生产速度：350-450 米 / 分钟

5.2 客户需求分析

检测需求：

检测透明 BOPP 薄膜卷径

检测距离范围：200-800mm

检测精度要求：±2mm

响应速度要求：≤200ms

环境条件：车间温度 25-45℃，湿度 40-70% RH

系统集成需求：

需要模拟量输出接入 PLC 控制系统

需要开关量输出实现报警功能

要求设备安装简便，维护成本低

5.3 产品选型与匹配分析

基于客户需求，WUB-L-1000 数显超声波传感器的匹配性分析：

检测距离匹配：50-1000mm 检测范围完全覆盖客户 200-800mm 的需求范围。

响应速度匹配：≤100ms 响应时间满足客户≤200ms 的要求。

输出方式匹配：支持模拟量和 开关量输出，完全满足客户系统集成需求。

环境适应性匹配：IP65 防护等级，工作温度 - 20℃~+70℃，适应客户车间环境条件。

5.4 安装实施过程

安装位置选择：

安装在薄膜收卷机侧面，距离卷芯中心水平距离 500mm

传感器轴线与卷芯轴线垂直，确保检测角度最佳

避开机械部件运动轨迹，确保安全运行

电气连接：

电源：DC24V，通过 4 芯航空插头连接

模拟量输出：4-20mA 信号接入 PLC 模拟量输入模块

参数设置：

长按按键 3 秒进入设定模式

调整传感器位置，使显示屏显示目标距离

短按按键确认设定，退出设定模式

测试检测精度和响应速度

5.5 使用效果与性能对比

经济效益分析：

减少停机时间：从每月 8 小时减少到 1 小时，年节约损失 70 万元

降低维护成本：年维护成本从 6000 元降低到 1000 元，节约 83%

减少废料产生：废料率从 1.2% 降低到 0.3%，年节约原料成本 15 万元

间接经济效益：

提高产品质量稳定性，客户投诉率下降 60%

减少人工干预，节约人力成本

提升生产自动化水平，增强企业竞争力

5.6 客户反馈与满意度

技术总监评价："WUB-L-1000 超声波测距传感器检测，稳定性好，完全不受薄膜透明度影响，解决了我们长期以来的检测难题。"

生产经理反馈："设备安装调试简单，操作方便，三秒自设定功能非常实用。实时数显让我们能够直观了解生产状态。"

维护工程师评价："设备运行稳定可靠，几乎不需要维护，大大减轻了我们的工作负担。"、

六、安装使用与维护说明

6.1 安装准备工作

安装工具准备：M18 安装扳手、十字螺丝刀、卷尺、记号笔

安装环境要求：

避免强电磁场干扰、确保检测路径无障碍物、环境温度：-20℃~+70℃

6.2 安装步骤

机械安装：

在选定的安装位置钻孔攻丝（M18×1.5 螺纹）

将传感器旋入安装孔，用扳手拧紧

调整传感器角度，确保检测方向垂直于薄膜表面

固定传感器，确保无松动

电气连接：

连接电源：棕色线接 + 24V，蓝色线接 0V

连接输出信号：黑色线接 PLC 输入模块

检查接线是否正确，确保无短路

通电测试，确认设备正常工作

6.3 参数设定方法

距离设定步骤：

长按黑色按键 3 秒，进入设定模式

调整传感器与目标物的距离，显示屏实时显示当前距离

短按黑色按键确认设定距离

设定完成，传感器自动退出设定模式

6.4 日常维护与注意事项

日常维护：

定期清洁传感器表面，保持检测面干净

检查电缆连接是否牢固

定期检查安装是否松动

监控设备运行状态和检测精度

注意事项：

安装方向：确保传感器检测方向垂直于目标表面

检测距离：确保目标物在 50-1000mm 检测范围内

环境条件：避免在有强烈振动或冲击的环境中使用

电气安全：严格按照接线图连接，避免电源接反

清洁保养：清洁时使用软布，避免使用腐蚀性溶剂

七、成本效益分析

7.1 效益分析

直接经济效益：

减少停机时间：年节约损失 70 万元

降低废料率：年节约原料成本 15 万元

降低维护成本：年节约 5,000 元

年总经济效益：85.5 万元

投资回报期：

单套设备投资：4,300 元

年经济效益：10.7 万元（按单套设备计算）

投资回报期：0.4 个月（约 12 天）

7.2 长期价值

技术升级价值：

提升生产自动化水平

增强产品质量稳定性

提高企业竞争力

战略价值：

为数字化工厂建设奠定基础

积累智能制造经验

提升客户满意度和市场口碑

八、应用拓展与发展前景

8.1 应用领域拓展

WUB-L-1000 数显超声波传感器除了在透明薄膜卷径检测中的应用外，还可广泛应用于以下领域：

包装行业、印刷行业、塑料行业、纺织行业

8.2 技术发展趋势

智能化升级：

集成无线通信功能，支持物联网应用

增加数据存储和分析功能

实现远程监控和诊断

性能提升：

进一步提高检测精度和响应速度

扩大检测距离范围

增强环境适应性

功能扩展：

增加温度补偿功能

集成多种检测模式

支持多传感器组网应用

8.3 市场前景分析

随着工业自动化水平的不断提高和智能制造的快速发展，超声波传感器市场呈现快速增长趋势。据市场研究机构预测，全球超声波传感器市场规模将从 2023 年的 35 亿美元增长到 2028 年的 55 亿美元，年复合增长率达 9.3%。

在中国市场，随着 "中国制造 2025" 战略的深入实施和工业 4.0 的推进，超声波传感器的需求将持续增长。特别是在薄膜制造、包装、印刷、塑料等传统行业的自动化改造中，超声波传感器将发挥重要作用。

九、总结

WUB-L-1000 数显超声波传感器在透明薄膜卷径检测中的应用取得了显著成效：

技术突破：

解决了透明薄膜检测难题，不受透明度影响

实现了实时数显和三秒自设定功能

十、关于威恒

广州市威恒电子有限公司（品牌：Waytop）成立于2005年，总部坐落于广州市番禺区，是国内少数集“研发-生产-定制”于一体的液位传感器专业制造商。依托珠三角雄厚的装备制造基础，坚持“稳字当头、妥贴服务”的经营思路，为客户提供高可靠性、快速交付的传感器及控制组件，产品广泛应用于轨道交通、能源设备、包装机械等领域。未来，公司将继续加大研发投入，以技术创新驱动，以稳妥品质立身，致力于成为国内领先的智能传感器综合服务商。

供稿人：刘工-173243321230