Keyence LK-2501 是基恩士（Keyence）公司LK-G系列中的一款超高精度、高速度的激光三角反射式位移传感器。该产品属于工业非接触精密测量仪器类别，是精密制造、质量控制和自动化生产线上进行尺寸、厚度、间隙、振动、平整度等测量的“终极标尺”。
它采用可见红色激光束，通过三角测量原理，能够以亚微米级的分辨率和数千赫兹的采样速度，实时测量目标物体表面的精确位置变化。其卓越的性能不仅体现在静态精度上，更在于其动态响应能力和对各类材料表面的卓越适应性，使其成为应对高速、高精度在线检测挑战的利器。
应用场景：
在一家全球领先的锂电池极片生产线上，涂布后的极片以每分钟上百米的速度行进，其涂层的厚度均匀性直接决定电池的能量密度和安全性。人工抽样检测无法实现100%全检，且速度滞后。此时，两台 Keyence LK-2501 传感器被分别安装在涂布机的上方和下方，构成一对“对射式”测厚系统。上方的传感器测量极片基材上表面位置，下方的传感器测量涂层下表面位置。两者以高达50kHz的同步采样速率，实时测量并计算出每一点的精确厚度。当检测到某处涂层厚度超出工艺允许的±1微米公差时，系统会在毫秒级内输出NG信号，触发打标或分选机构。得益于 LK-2501 独有的“双接收系统”（PSD+CMOS），无论是光亮的铜箔基材还是深色的石墨涂层，它都能稳定捕捉激光光斑，避免了因材料表面颜色、光泽变化导致的测量跳变或失效，确保了生产全过程的质量零缺陷。
核心参数速览：
主要参数 | 数值/说明 |
|---|
产品型号 | LK-2501 |
制造商 | 基恩士 (Keyence) |
产品类别 | 激光三角反射式位移传感器 (高精度型) |
测量量程 | ±10mm (基准距离约50mm， 因型号版本可能略有差异) |
基准距离 | 从传感器前端到测量中心点的距离， 典型值约 50mm |
线性度 | ±0.02% of F.S. (满量程)， 即在整个±10mm量程内， 误差小于±4µm |
分辨率 | 0.1µm (可重复性标准偏差) |
采样速度 | 最高 50 kHz (50,000次/秒) |
光点尺寸 | 极小， 约 30 x 70 µm (利于测量小目标或边缘) |
激光类型 | 可见红色半导体激光， 波长 655nm， Class 2 |
输出方式 | 模拟输出 (±10V / 0-10V / 0-20mA)， 数字输出 (RS-422)， 判定输出 (NPN/PNP) |
通信接口 | USB (用于连接电脑进行高级设置与数据采集) |
电源电压 | 12-24 VDC |
环境耐受 | IP67防护等级， 抗振动：10-55 Hz， 双振幅1.5mm |
技术原理与创新价值：
LK-2501 的卓越性能源于基恩士在光学、电子和算法上的多重创新，其核心价值在于将实验室级别的精度带入了工业现场。
创新点1： PSD与CMOS双接收系统，攻克表面特性难题。
这是 LK-2501 最具革命性的设计。它同时集成了位置敏感探测器（PSD） 和CMOS图像传感器。
PSD接收器：提供极高的测量速度（可达50kHz）和卓越的线性度，对光强变化不敏感，擅长测量普通漫反射表面，响应极快。
CMOS接收器：提供强大的表面适应性。通过分析CMOS上的光斑图像，即使对于镜面、透明体、黑色橡胶、粗糙金属等传统PSD传感器难以测量的表面，也能通过算法稳定地识别出正确的光斑中心位置。
传感器内部智能切换或融合两者数据，从而实现了既快又稳的测量，彻底解决了工业现场因物体材质、颜色、倾角变化导致的测量不稳定这一核心痛点。
创新点2： 超高速采样与实时处理能力。
最高50kHz的采样率意味着每20微秒就能完成一次测量。这种能力使其能够精准捕捉高速旋转部件的径向跳动、生产线上快速移动产品的厚度波动，甚至可用于分析物体的微小振动模式。配合其高速数字输出（RS-422），数据可以实时、无延迟地传送给运动控制器或PLC，实现真正的闭环在线控制和100%全检。
创新点3： 丰富的内置智能功能与易用性。
LK-2501 不仅仅是一个“尺子”，更是一个智能测量单元。它内置了强大的处理器，提供如：
峰值/谷值保持：自动捕捉波形中的最高或最低点，用于测量凹凸高度。
两点间距离/厚度计算：无需外部控制器，传感器自身可计算两个测量值的差值。
同步采样（TRA功能）：多台传感器通过外触发信号同步采样，完美实现前述的对射式厚度测量。
窗口比较器（判定输出）：可设置上下限，直接输出OK/NG信号，简化系统集成。
所有这些功能都可通过直观的软件或传感器本体按钮轻松设置，极大降低了工程师的集成难度。
应用案例与行业价值：
案例一： 精密轴承滚柱直径与圆度在线分选
在汽车轴承生产线上，每一个滚柱的直径和圆度都必须控制在微米级公差内，否则会导致异响和早期失效。
应用流程： 滚柱在V型槽上高速旋转通过检测工位。一台 LK-2501 的激光束垂直打在滚柱表面，以高采样率采集旋转一周的轮廓数据。
带来的改进： 传感器实时计算出的直径值和圆度值，与预设公差进行比对。不合格品被立即吹出。相比传统的千分尺抽样检测，实现了100%全检，并将检测速度提升了一个数量级，保证了出厂轴承的零缺陷品质。
用户评价：“LK-2501 的速度和精度完美匹配了我们高速产线的需求。其稳定的测量性能，即便面对略有油污的滚柱表面，也几乎不会误判，为我们节省了大量后续人工复检的成本。”
案例二： 智能手机中框平整度与间隙测量
在手机组装过程中，需要精确测量金属中框与玻璃盖板之间的段差（间隙），以及中框本身的平面度。
应用流程： 使用多台 LK-2501 传感器，以特定阵列布置，同时对中框的多个关键点进行高度测量。数据通过RS-422汇总至上位机。
带来的改进： 亚微米级的分辨率可以清晰分辨出肉眼不可见的细微凹陷或凸起。通过软件分析多点数据，可快速计算出平面度、翘曲度以及装配间隙，并实时生成色彩映射图。这确保了每一台出厂手机的精致外观和严丝合缝的装配质量。
行业意义： 在消费电子这类对美观和精度有极致追求的行业， LK-2501 为代表的精密传感器是实现自动化、数字化质量控制的物理基础，是提升产品竞争力和品牌形象的关键工具。
相关产品组合方案：
构建一个完整的 LK-2501 高精度测量系统，通常需要以下组件协同工作：
传感器控制器（可选）： 如 LK-G5000P 等型号，用于连接多个LK-G传感器，集中供电、数据处理和复杂计算。
专用安装支架与调整机构： 如Keyence提供的万向调节支架，便于在现场微调传感器的角度和位置，实现精确对光。
校准用标准量块： 不同高度的标准台阶规，用于定期验证传感器的精度和进行两点校准。
通信与数据采集单元： 如 KEYENCE KV系列PLC 或 NR系列数据采集器， 可方便地通过Ethernet或RS-422与传感器群连接。
触发传感器： 如 KEYENCE光电传感器， 用于在流水线上提供测量触发信号，实现定点测量。
同系列其他型号： 如 LK-080（超高速）、LK-500（大量程）、LK-H系列（高精度版本）， 根据不同的测量距离、精度和速度需求选择。
分析软件： 如 LK-Navigator 软件，用于在PC上进行深度数据采集、波形分析和系统设置。
线缆与延长线： 标准的传感器线缆以及需要时的延长线。
安装维护与全周期支持：
LK-2501 的安装需追求稳定与精确。必须使用坚固的支架将其牢固安装，最大限度减少环境振动的影响。测量光路应避开灰尘、水汽、油雾或强环境光直射。首次使用时，需使用配套软件或本机按钮进行“两点校准”，即用两个已知高度的标准块（通常接近量程的上限和下限）来标定传感器的输出曲线，这是保证测量精度的关键步骤。
日常维护主要是保持激光发射窗口和被测物体表面的清洁。定期用无尘布和酒精轻轻擦拭镜头。建议定期（如每月或每季度）使用标准量块进行精度验证。若测量值发生漂移，可重新执行两点校准。
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