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輔助係統

激光冷水機解讀與選擇

星之球科技 來源:儀(yi) 器信息網2013-10-18 我要評論(0 )   

激光行業(ye) 大多數運用在高端的精密機械,航空航天的行業(ye) ,精密的儀(yi) 器使得如何保養(yang) 成為(wei) 了一個(ge) 很重要的課題,冷水機在激光行業(ye) 有著很大的應用。 激光冷水機在激光加工過程中...

       激光行業(ye) 大多數運用在高端的精密機械,航空航天的行業(ye) ,精密的儀(yi) 器使得如何保養(yang) 成為(wei) 了一個(ge) 很重要的課題,冷水機在激光行業(ye) 有著很大的應用。

      激光冷水機在激光加工過程中不僅(jin) 保護CO2激光管、YAG固體(ti) 激光器晶體(ti) 和燈管防暴;充分、恒定的激光器內(nei) 腔溫度是激光輸出功率穩定、激光腔無熱變型、激光光束質量一致等的保證。選擇合適的激光器冷卻係統可大大提高激光器的使用壽命和加工精度,把激光設備的性能發揮到極致。然而,大多數用戶和廠家在選用和推薦激光冷卻係統式都往往概念很模糊,市麵上很多激光冷水機也是指標不清,用戶配備也是隨大流,不能準確地對所用激光設備做到合理的保護。 下麵提到的幾個(ge) 指標對激光冷水機的選擇很關(guan) 鍵:

 

1.製冷量

a.顧名思義(yi) 為(wei) 冷卻係統的實際製冷能力,是激光器冷卻設備選擇的第一個(ge) 指標。

 

b.一般我們(men) 可以根據激光器的光電轉換效率來計算出激光器的發熱量,再來選擇。

P熱 = P 激光 / μ

假設玻璃管CO2激光器的熱效率μ一般為(wei) 15%,80W的激光器則最少需要:80/0.15 = 533W

也就是說在產(chan) 生80W激光的同時,激光器注入533W的能量,無效能量需要水冷機帶走。

c.有些時候我們(men) ,我們(men) 直接根據激光電源的輸入額定功率減去激光器的輸出功率來確定激光冷水機的製冷量。比如我們(men) 常用的射頻激光器和固體(ti) 激光器都會(hui) 標明額定滿功率的電源電壓和電流,以相幹70W射頻激光器為(wei) 例,其要求電源輸入48V25A,瞬時36A,可以計算輸入功率最大1200W。

 

2.水流量和增壓泵揚程

       大家都會(hui) 關(guan) 注製冷量,往往會(hui) 忽視水流量這個(ge) 指標。製冷量代表壓縮機可是提供的製冷能力,而水流量代表冷水機帶走熱量的能力,這就造成大家常常看到的現象:名義(yi) 製冷量1000W的冷水機連接一台80W的玻璃管,冷水機顯示25℃,激光管卻熱得發燙;在事實上沒有起到應用的作用。

 

3.熱效率和水容積

        以上連個(ge) 概念就引出了水冷機熱效率和水容積的概念,也就是壓縮機的工作控製方式和水箱大小兩(liang) 個(ge) 指標。一般水箱越大越好,但在設計上不同的壓縮機控製方式會(hui) 有很大不同。這就是同樣的壓縮機製冷量和水容積,帶有PID反饋功能的運轉控製方式會(hui) 大大提高整體(ti) 係統的製冷能力。

 

4.溫控精度

       這個(ge) 指標完全來自激光器的要求,對於(yu) 半導體(ti) 激光器來講必須溫控精度±0.1℃,這就要求壓縮機預知溫度變化規律,自適應負載的變化,一般用集成溫控模塊的 水冷機都不可能做到這一點。當然對CO2激光器來講溫度要求±2℃到±5℃,市麵上大多數專(zhuan) 用水冷機都可以做到。

 

5.水質要求和水過濾以及水循環係統材質

a.這一綜合指標往往被忽略,但其非常重用,直接影響激光器的壽命。 

i.對CO2玻璃管激光器來講,兩(liang) 端鏡片出屬於(yu) 水流死角,很容易滯留水中的雜質,造成散熱不良,鏡片的微變形直接影響激光器的輸出光束質量和光斑模式。

ii.對射頻激光器來講,散熱板聚集水垢和銅鏽等雜質會(hui) 造成腔內(nei) 溫度過高電極板變形,進而溫度傳(chuan) 感器報警,激光器不出光等故障產(chan) 生。

iii.對YAG激光器來講,泵浦燈、晶體(ti) 和鍍金腔的表麵潔淨度直接影響出光功率和光斑模式;半導體(ti) 模塊內(nei) 微小水孔堵塞直接會(hui) 燒毀巴條。

b.市麵上大多是冷水機冷媒管采用銅管,而蒸發盤直接置於(yu) 冷卻水中,會(hui) 產(chan) 生大量的銅鏽,直接影響激光器。

c.很多無過濾器的是冷水機直接加自來水或者使用長時間不更換的純淨水,都會(hui) 使滋生的細菌和雜質沉積到激光器,影響激光器的壽命和使用效果。

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