CN102769241A - 提高固体激光器可靠性的冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高固体激光器可靠性的冷却系统，包括：阀门A1、阀门A2、阀门B1、阀门B2、出水管路、进水管路、出气管路、进气管路以及排水单元，阀门A1和阀门A2用于控制激光器机头和水泵在水路上的断开或接通；阀门B1和阀门B2用于控制激光器机头和排水单元在气路上的断开或连接；排水单元用于在阀门A1和阀门A2关闭，以及阀门B1和阀门B2开启后，通过进气管路向激光器机头充入高压气体，并在持续预定充气时间后进行关闭；本发明解决了现有技术中存在的固体激光器可靠性比较差的问题。

Description

提高固体激光器可靠性的冷却系统

技术领域

本发明涉及固体激光器技术领域，尤其涉及一种提高固体激光器可靠性的冷却系统。

背景技术

传统的固体激光器水冷系统包括压缩机、冷凝器、水泵以及热交换器四大组件，冷却液依次在上述四大组件中循环。传统的固体激光器水冷系统与固体激光器之间是通过若干金属或塑料管路串接在一起。水冷系统内的循环水从水箱开始，经过水泵、水流开关、过滤器、激光器、热量交换器，最后又回到水箱。当固体激光器系统在长期放置时或每次关机后，循环水会依然被留置于整个循环水路之中，包括激光器内部，在较长的时间里残留于激光器内部的冷却液会通过通水器件中的微小缝隙向激光器机头内部散发水蒸气，而激光器本身为密闭系统，水蒸气无法蒸发，因此激光器机头内部的湿度会显著增加，甚至可以达到相对湿度90%以上，在这种高湿度环境下，激光器机头内部的精密光学元器件和电子元器件的寿命势必受到很大影响，进而也影响固体激光器的可靠性。目前，对于需要循环水冷却的固体激光器，没有有效的方法可以解决激光器长时间存放时湿度过高的问题。另外，激光器在长期的使用过程中，整个水循环系统的冷却液会随着时间的推移逐渐浑浊，激光器中管路也会因为滋生细菌、冷却液杂质附着等原因使得管路内壁逐渐变得含有部分水垢和污染物，这对激光器中光学元件损伤很大，而且污染物会降低激光的转换效率，进而降低了激光器的可靠性和寿命。目前解决这种激光器污染的方法都是打开激光器水路各个管件进行人工擦拭清洗，操作费时费力。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种提高固体激光器可靠性的冷却系统，用以解决现有技术中存在的固体激光器可靠性比较差的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明一种提高固体激光器可靠性的冷却系统，包括：阀门A1、阀门A2、阀门B1、阀门B2、出水管路、进水管路、出气管路、进气管路以及排水单元，其中，阀门A1设置于激光器机头与水泵的出水管路中间，阀门A2设置于激光器机头与水泵的进水管路中间；阀门B1设置于排水单元与激光器机头的出气管路中间，阀门B2设置于排水单元与激光器机头的进气管路中间；

阀门A1和阀门A2，用于控制激光器机头和水泵在水路上的断开或接通；其中，排水单元工作之前阀门A1和阀门A2关闭，使得激光器机头和水泵在水路上断开；

阀门B1和阀门B2，用于控制激光器机头和排水单元在气路上的断开或连接；其中，阀门A1和阀门A2关闭后，阀门B1和阀门B2开启，使得激光器机头和排水单元在气路上连通；排水单元关闭后，阀门B1和阀门B2关闭，使得激光器机头和排水单元在气路上断开；

排水单元，用于在阀门A1和阀门A2关闭，以及阀门B1和阀门B2开启后，通过进气管路向激光器机头充入高压气体，并在持续预定充气时间后进行关闭。

进一步地，所述排水单元具体包括：压缩气泵和过滤器，其中，

压缩气泵，用于在阀门A1和阀门A2关闭，以及阀门B1和阀门B2开启后，将其产生的高压气体送往过滤器，并在在持续预定充气时间后进行关闭；

过滤器，用于对压缩气泵送过来的高压气体除去杂质后通过进气管路进入激光器机头中。

进一步地，所述系统还包括：阀门C1、阀门C2、出气管路、进气管路以及控湿单元，其中，阀门C1设置于控湿单元与激光器机头的出气管路中间，阀门C2设置于控湿单元与激光器机头的进气管路中间；

阀门C1和阀门C2，用于在排水单元工作完毕后，控制激光器机头和控湿单元在气路上的断开或连接；其中，控湿单元工作之前阀门C1和阀门C2开启，激光器机头和控湿单元在气路上接通；除湿单元工作结束之后，阀门C1和阀门C2关闭，激光器机头和控湿单元在气路上断开；

控湿单元，用于对激光器机头内部的湿度进行测量，当高于预定湿度时，对激光器机头内部进行除湿处理。

进一步地，所述控湿单元具体包括：湿度测量模块、除湿模块以及控制模块，其中，

控制模块，用于在开启阀门C1和阀门C2后，触发湿度测量模块；

湿度测量模块，用于对激光器机头内部的湿度进行实时测量，当测量结果高于预定湿度时，触发除湿模块开始工作；并在测量结果低于预定湿度时，触发除湿模块停止工作；

除湿模块，用于对激光器机头内部进行除湿处理。

进一步地，所述系统还包括：阀门D1、阀门D2、出水管路、进水管路以及去污单元，其中，阀门D1设置于去污单元与激光器机头的出水管路之间，阀门D2设置于去污单元与激光器机头的进水管路之间；

阀门D1和阀门D2，用于控制激光器机头和去污单元在水路上的断开或接通；其中，在水泵未运转的情况下，并且关闭阀门A1和阀门A2后，阀门D1和阀门D2开启，使得激光器机头和去污单元在水路上接通；去污单元工作结束之后关闭阀门D1和D2，使得激光器机头和去污单元在水路上断开；

去污单元，用于对激光器机头进行去污处理。

进一步地，所述去污单元具体包括：

耐腐蚀循环泵，用于在开启阀门D1和阀门D2后开始启动，将清洗水箱中的清洗液循环到激光器机头中，并持续运转预定去污时间后进行关闭；

清洗水箱，用于预先存储清洗液，并在清洗后通过排水口将清洗液排除。

进一步地，所述耐腐蚀循环泵还用于，在经过清洗液去污处理后，再次使得清洗水箱中的去离子水循环到激光器中，并持续运转预定去污时间后进行关闭；

清洗水箱还用于，在经过清洗液去污处理后，存储去离子水，并在清洗后通过排水口将去离子水排除。

本发明有益效果如下：

本发明解决了现有技术中存在的固体激光器可靠性比较差的问题。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例所述系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

如图1所示，图1为本发明实施例所述系统的结构示意图，具体可以包括：阀门A1、阀门A2、阀门B1、阀门B2、出水管路、进水管路、出气管路、进气管路以及排水单元，其中，排水单元具体可以包括：压缩气泵和过滤器，其中，

阀门A1设置于激光器机头与水泵的出水管路中间（在管路中的具体位置可以根据实际情况进行设定，以下其他阀门的位置设定也如此），阀门A2设置于激光器机头与水泵的进水管路中间；阀门A1和阀门A2用于控制激光器机头和水泵在水路上的断开或接通；其中，排水单元工作之前阀门A1和阀门A2关闭，使得激光器机头和水泵在水路上断开；

阀门B1设置于排水单元与激光器机头的出气管路中间，阀门B2设置于水箱与激光器机头的进气管路中间；阀门B1和阀门B2用于控制激光器机头和排水单元在气路上的断开或连接；其中，阀门A1和阀门A2关闭后，阀门B1和阀门B2开启，使得激光器机头和排水单元在气路上连通；排水单元关闭后，阀门B1和阀门B2关闭，使得激光器机头和排水单元在气路上断开；

排水单元工作之前，关闭阀门A1和阀门A2，使激光器机头和水泵在水路上实现断开；阀门A1和阀门A2关闭后，阀门B1和阀门B2开启，使得激光器机头和排水单元在气路上实现连接。启动压缩气泵，压缩气泵出来的高压气体经过过滤器过滤掉杂质后，通过出气管路向激光器机头充入过滤后的高压气体，通过充气使得激光器机头中剩余的冷却液被排到水箱中，持续一段时间（例如2分钟）后关闭压缩气泵，此时激光器机头中剩余冷却液被排空，激光器机头中不再有残留的冷却液。激光器机头中残留的冷却液被排空后，关闭阀门B1和阀门B2，切断激光器机头和压缩气泵的连接，完成激光器机头排水的全过程。

作为本发明的优选实施例，本发明所述系统还可以包括：阀门C1、阀门C2、出气管路、进气管路以及控湿单元，其中，

阀门C1设置于控湿单元与激光器机头的出气管路中间，阀门C2设置于控湿单元与激光器机头的进气管路中间；阀门C1和阀门C2用于在排水单元工作完毕后，控制激光器机头和控湿单元在气路上的断开或连接；其中，控湿单元工作之前阀门C1和阀门C2开启，激光器机头和控湿单元在气路上接通；除湿单元工作结束之后，阀门C1和阀门C2关闭，激光器机头和控湿单元在气路上断开。

控湿单元，用于对激光器机头内部的湿度进行测量，当高于预定湿度时，对激光器机头内部进行除湿处理。

该控湿单元具体可以包括：湿度测量模块、除湿模块以及控制模块，其中，

控制模块，用于在开启阀门C1和阀门C2后，触发湿度测量模块；

湿度测量模块，本发明实施例中可以采用电子湿度表作为湿度测量模块，用于对激光器机头内部的湿度进行实时测量，当测量结果高于预定湿度（例如30%）时，触发除湿模块开始工作；并在测量结果低于预定湿度时，触发除湿模块停止工作，同时关闭阀门C1和C2；

除湿模块，本发明实施例中可以采用小型除湿机作为除湿模块，用于对激光器机头内部进行除湿处理。

作为本发明的优选实施例，本发明所述系统还可以包括：阀门D1和阀门D2、出水管路、进水管路以及去污单元，其中，

阀门D1设置于去污单元与激光器机头的出水管路之间，阀门D2设置于去污单元与激光器机头的进水管路之间；阀门D1和阀门D2用于控制激光器机头和去污单元在水路上的断开或接通；其中，在水泵未运转的情况下，并且关闭阀门A1和阀门A2后，阀门D1和阀门D2开启，使得激光器机头和去污单元在水路上接通；去污单元工作结束之后关闭阀门D1和D2，使得激光器机头和去污单元在水路上断开。

去污单元，用于对激光器机头进行去污处理，其具体可以包括：耐腐蚀循环泵和清洗水箱，其中，

耐腐蚀循环泵，用于在开启阀门D1和D2，即激光器机头和去污单元连接，耐腐蚀循环泵启动，把清洗水箱中的清洗液循环到激光器中，持续运转预定时间（例如1小时）后关闭循环泵，打开清洗水箱排水口，将清洗液排除；然后向清洗水箱中注入洁净的去离子水，持续运转预定时间（例如1小时）后关闭循环泵，打开清洗水箱排水口，将去离子水排除；排干清洗水箱中的去离子水后，关闭去污系统，关闭阀门D1和D2，完成激光器机头的去污处理。

综上所述，本发明实施例提供了一种提高固体激光器可靠性的冷却系统，可以使激光器系统在长期放置时或每次关机后，通过气泵可以将机头内部管路的循环水排入水冷系统内部，用除湿系统可以明显减少循环水或水蒸气通过缝隙渗漏到激光器机头内部，并用除湿系统进行除湿从而降低激光器机头内部的湿度；去污系统的设计实现了不用打开激光器机头就可以快捷高效的清洗激光器机头内部水垢和污染物，提高了激光器的可靠性延长了激光器使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种提高固体激光器可靠性的冷却系统，其特征在于，包括：阀门（A1）、阀门（A2）、阀门（B1）、阀门（B2）、出水管路、进水管路、出气管路、进气管路以及排水单元，其中，阀门（A1）设置于激光器机头与水泵的出水管路中间，阀门（A2）设置于激光器机头与水泵的进水管路中间；阀门（B1）设置于排水单元与激光器机头的出气管路中间，阀门（B2）设置于水箱与激光器机头的进气管路中间；

阀门（A1）和阀门(A2)，用于控制激光器机头和水泵在水路上的断开或接通；其中，排水单元工作之前阀门（A1）和阀门(A2)关闭，使得激光器机头和水泵在水路上断开；

阀门(B1)和阀门(B2)，用于控制激光器机头和排水单元在气路上的断开或连接；其中，阀门（A1）和阀门(A2)关闭后，阀门(B1)和阀门(B2)开启，使得激光器机头和排水单元在气路上连通；排水单元关闭后，阀门(B1)和阀门(B2)关闭，使得激光器机头和排水单元在气路上断开；

排水单元，用于在阀门（A1）和阀门(A2)关闭，以及阀门(B1)和阀门(B2)开启后，通过进气管路向激光器机头充入高压气体，并在持续预定充气时间后进行关闭。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排水单元具体包括：压缩气泵和过滤器，其中，

压缩气泵，用于在阀门（A1）和阀门(A2)关闭，以及阀门(B1)和阀门(B2)开启后，将其产生的高压气体送往过滤器，并在在持续预定充气时间后进行关闭；

过滤器，用于对压缩气泵送过来的高压气体除去杂质后通过进气管路进入激光器机头中。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：阀门(C1)、阀门(C2)、出气管路、进气管路以及控湿单元，其中，阀门(C1)设置于控湿单元与激光器机头的出气管路中间，阀门(C2)设置于控湿单元与激光器机头的进气管路中间；

阀门(C1)和阀门(C2)，用于在排水单元工作完毕后，控制激光器机头和控湿单元在气路上的断开或连接；其中，控湿单元工作之前阀门(C1)和阀门(C2)开启，激光器机头和控湿单元在气路上接通；除湿单元工作结束之后，阀门(C1)和阀门(C2)关闭，激光器机头和控湿单元在气路上断开；

控湿单元，用于对激光器机头内部的湿度进行测量，当高于预定湿度时，对激光器机头内部进行除湿处理。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控湿单元具体包括：湿度测量模块、除湿模块以及控制模块，其中，

控制模块，用于在开启阀门(C1)和阀门(C2)后，触发湿度测量模块；

湿度测量模块，用于对激光器机头内部的湿度进行实时测量，当测量结果高于预定湿度时，触发除湿模块开始工作；并在测量结果低于预定湿度时，触发除湿模块停止工作；

除湿模块，用于对激光器机头内部进行除湿处理。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：阀门(D1)和阀门(D2)、出水管路、进水管路以及去污单元，其中，阀门(D1)设置于去污单元与激光器机头的出水管路之间，阀门(D2)设置于去污单元与激光器机头的进水管路之间；

阀门(D1)和阀门(D2)，用于控制激光器机头和去污单元在水路上的断开或接通；其中，在水泵未运转的情况下，并且关闭阀门(A1)和阀门(A2)后，阀门(D1)和阀门(D2)开启，使得激光器机头和去污单元在水路上接通；去污单元工作结束之后关闭阀门(D1)和(D2)，使得激光器机头和去污单元在水路上断开；

去污单元，用于对激光器机头进行去污处理。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述去污单元具体包括：

耐腐蚀循环泵，用于在开启阀门(D1)和阀门(D2)后开始启动，将清洗水箱中的清洗液循环到激光器机头中，并持续运转预定去污时间后进行关闭；

清洗水箱，用于预先存储清洗液，并在清洗后通过排水口将清洗液排除。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述耐腐蚀循环泵还用于，在经过清洗液去污处理后，再次使得清洗水箱中的去离子水循环到激光器中，并持续运转预定去污时间后进行关闭；

清洗水箱还用于，在经过清洗液去污处理后，存储去离子水，并在清洗后通过排水口将去离子水排除。