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告别核源测厚:用“非核”光学干涉,重构涂层厚度控制

2025年9月22日阅读时间:8 分钟

SpecMetrix

卷材

涂层测试

告别核源测厚:用“非核”光学干涉,重构涂层厚度控制

 

在纸张、功能薄膜与软包装等领域,核源(β 射线)测厚曾经是“唯一选项”。但在当下材料更薄、节拍更快、合规更严的新周期,核源测厚的“隐形账本”越来越重:许可、泄漏检测、核材更换与退役处置,叠加源衰减带来的精度焦虑。

而很多团队并不知道:更安全、更精准、更具性价比的“非核”替代方案,其实已经成熟落地。

 

① 核源测厚的四座压力“大山”

 

1. 核材获取困难 & 供给不确定

传统核表计依赖 Promethium、Krypton、Strontium 等核源,寿命通常 4–5 年就需要更换。地缘冲突与合规运输让采购周期拉长、成本上升,甚至出现供应短缺;核源衰减还会持续拉低测量精度,直至影响生产放行。

2. 安全退役与处置复杂

核源处置必须走严格合规路径,通常需要退回原供应商并进行屏蔽存储。受国际形势影响,处置流程同样面临不确定性与额外成本,形成新的运营风险点。

3. 财务压力与精度限制

单一核源更换成本可达 $100,000 级别,周期性投入沉重。更关键的是:核源持续衰减,在亚微米至数微米的薄涂层场景中,测量精度与稳定性先天吃力,容易引发超差、返工、材料浪费与能源浪费。

4. 合规与管理负担

尽管全球并未“一刀切”禁用核表计,但监管趋势明确:在存在有效替代技术时,应尽量降低辐射使用。如 IAEA 强调“正当性”原则(收益须大于风险)、美国 NRC 鼓励采用替代技术、欧盟 Euratom 推行 ALARA(尽可能低)原则。这些都在无形中抬高了核源持续使用的管理成本。

 

② 非核方案的优势:更安全、精准、省心

 

核源路径的阻力与日俱增,而材料与工艺却在更薄、更复杂的方向快速演进。此时升级到非核方案,不仅能消除核源带来的隐性成本,还能显著提升测量的绝对精度、响应速度与适用范围,为质量控制与降本增效打开新的空间。

 

③ SpecMetrix的答案:坚固化光学干涉ROI

 

原理一图说透:

SpecMetrix 采用宽谱白光的光学干涉法:光束入射透明/半透明涂层,在“空气–涂层”、“涂层–基材”等界面产生反射;多束反射光叠加形成干涉波形。系统通过探测干涉波并用算法“解谱”,直接得到绝对厚度。对于不透明涂层,可利用可见谱段中材料的“半透明窗口”实现测量。

该方法不依赖核源,不对涂层或基材接触破坏,也无需每换一种涂层就重新建立辐射吸收标定——只需创建/调用配方(recipe)以确保正确解读干涉波形,并建议按年用 NIST 可溯源标准做一次校核即可。

核心收益:

•  非核安全:无辐射许可、无泄漏检测、无运输/处置高压成本。

•  绝对厚度:直接测量涂层/层间厚度(湿/干均可),薄涂更显优势。

•  非接触、非破坏:保护样品与产品完整性,适配高速产线。

•  数据驱动:过程数据可导入 Excel 或工厂网络进行 SPC,在制控制与追溯更轻松。

•  部署灵活:固定/横移探头、单/双面测量模块化组合,支持 R2R 卷对卷、涂覆板材与片材。

 

④ SpecMetrix 系统:覆盖在线与离线

 

SpecMetrix® 在线涂层测量系统

面向产线实时闭环控制与 SPC;测量频率高达 150 次/秒,线速可至 600 m/min。

▶️ SpecMetrix在线版本视频

 

SpecMetrix® 增强型实验室系统

用于研发/来料/工艺验证与线上定期校核的离线测量。可通过单点和扫描模式进行离线测试;也可通过使用带有坚固探头的磁性臂进行周期性在线测量。

▶️ SpecMetrix实验室版本测试视频

 

部分关键规格参数:

· 测量范围 – 透明/半透明涂层:0.2–350μm

· 测量范围 – 不透明涂层:0.7–75 μm

· R2R/柔性材料:0.3–250 μm

· 测量频率:至 150 Hz

· 线速:至 600 m/min

· 输出单位:μm、mil、mg/in²、mg/4in²、g/m²、mg/cm²、lbs/ream 等

· 系统平台:Windows®,数据易于对接 MES/质控系统

 

⑤ 适用场景更广:不仅仅测清漆

 

金属/塑料/薄膜/复合基材通吃,SpecMetrix适用于:胶粘剂、湿硅酮、底/面漆、背涂、UV 涂层、清漆、层压膜等的湿/干膜厚;对移动网幅、涂覆卷材与平板均可实现实时或抽检测量。对多层透明基材,还可同时测量基材与涂层厚度。

 

⑥ 客户之声:杜邦电子与工业

 

来自杜邦电子与工业的制造工艺工程师反馈:两年前换用 SpecMetrix 后,操作、维护和工程团队的体验都更友好;上线初期的培训与数据格式对接顺畅,即便在较旧的软件环境中也能稳定运行;例行维护少,校准与远程支持响应快。更不需要辐射许可与泄漏测试,操作员可依据实时厚度“边涂边调”,避免整卷做完才发现超差的情况。

客户的总体评价:安全、易用、维护少。

 

⑦ 从传统核表计迁移到SpecMetrix:一条清晰的落地路径

 

想摆脱核源、又不想折腾?工业物理帮您把迁移拆成五个可执行的步骤:

样品可行性 → 小试/POC → 产线集成 → 数据/SPC对接 → 年度核验

我们提供从样品评估到 SPC 落地的全流程指导,在不打断现有生产的前提下,把“非核测厚”稳稳跑起来。

1. 样品可行性评估:提交代表性基材/涂层样品,评估信号质量与量程配置。

2. 小试/POC:在实验室或产线侧位点进行短期验证,建立工艺配方(recipe)。

3. 产线集成:按工况选择固定/横移、单/双面探头与防护方案;对接线速、张力与环境。

4. SPC 接入:过程数据入网,建立公差-报警-调机节拍;形成质量记录与索赔证据链。

5. 年度核验:使用 NIST 溯源标准快速核对读数,保证长期稳定性。

 

⑧ ROI 亮点速览:与核表计的对比

 

算清楚“看得见的成本”和“看不见的成本”,非核测厚的回报就会一目了然。事实上非核方案的优势不只在合规,而是实打实的 TCO 改善与可量化回报:

· 一次性规避核源全生命周期成本:采购、运输、许可、泄漏检测、退役/处置。

· 过程降耗:非接触实时测厚 + 150 Hz 高速采样,减少过涂/欠涂、返工与报废。

· 柔性产线:更换配方即可切换材料/厚度区间,无需每种涂层反复辐射标定。

· 合规安心:顺应 IAEA/NRC/Euratom 的替代与 ALARA 趋势,降低企业治理风险。

 

⑨ 常见问答 FAQ

 

Q1:不透明涂层也能测吗?

可以。许多不透明材料在可见光谱的部分波段会呈“半透明”,因此可进入 SpecMetrix 的有效测量窗口(约 0.7–75 μm)。

Q2:每换涂层都要重校吗?

不需要做辐射吸收那类“材料特定标定”。SpecMetrix 测的是绝对厚度,创建/调用配方即可;建议按年用 NIST 溯源标准做一次核验。

Q3:速度能跟上产线吗?

可达 150 次/秒的采样与至 600 m/min的线速能力,可用于闭环控制与在制 SPC。

Q4:线上 + 线下如何协同?

实验室(Enhanced Lab)用于开发与抽检,在线(In-line)用于实时控制与 SPC,两者可共享配方与校核数据,形成一致的计量体系。

 

现在,就是摆脱核源束缚的最好时机

 

当供应链、合规与精度边界同时“收紧”,核源测厚的代价只会越来越高。借助工业物理旗下 SpecMetrix 的非核光学干涉技术,你可以用更安全、更精准、更高效的方式,重新定义涂层厚度控制——让质量、良率与成本优化真正落地。

欢迎联系工业物理,进行SpecMetrix样品评估与应用讨论,我们将基于你的工况与目标,给出一套“可即刻落地”的升级路径。

 

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