CN108539564A - 一种激光系统的防结露装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光设备领域，具体涉及一种激光系统的防结露装置以及方法，露点传感器检测激光器的第一温度值并发送到处理器，温度传感器检测激光器的第二温度值并发送到处理器；若第一温度值低于第二温度值，处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到激光器，或者，处理器根据算法控制三通分流阀增加输送到激光器的冷水；若第一温度值高于第二温度值，处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到冷水机，或者，处理器根据算法控制三通分流阀减少输送到激光器的冷水。通过收集激光器的第一温度值和第二温度值，再通过三通分流阀控制流向激光器以及回流到冷水机的流量，以此控制激光器的温度，防止激光器结露。

Description

一种激光系统的防结露装置以及方法

技术领域

本发明涉及激光设备领域，具体涉及一种激光系统的防结露装置以及方法。

背景技术

随着激光技术的发展，激光得到了广泛的应用，而为了提高加工的效率，激光器的功率越来越大，激光的光电效率很难提高，发热就变得很大，为了防止温度上升影响激光器正常工作，散热就显得非常重要；在大功率激光器中，散发热量高，风冷已经满足不了激光器的散热需求，水冷就成了大功率激光器的必然需求。

水冷带来了很高的散热效率，对于提高激光器的功率，提高工作稳定性起到了很大的作用；一般情况下，降低激光器的温度可以提高激光的功率，因此会采用较低的水温，但是水温太低会导致激光器结露，特别是在湿热的环境中，结露现象就尤为明显。结露会使零部件锈蚀，从而导致电子元器件不能正常工作；更为严重的是，如果激光器镜片上结露，大功率的激光可能会导致激光镜片瞬间损坏，造成巨大的损失。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光系统的防结露装置，解决激光器在降温过程中容易结露的问题。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光系统的防结露方法，解决激光器在降温过程中容易结露的问题。

为解决该技术问题，本发明提供一种激光系统的防结露装置，所述激光系统包括冷水机和激光器，所述防结露装置包括处理器、三通分流阀、露点传感器和温度传感器，所述处理器分别连接三通分流阀、露点传感器和温度传感器，所述三通分流阀的流入端连接冷水机的流出端，其流出端分别连接冷水机的流入端和激光器的流入端，所述露点传感器和温度传感器均安装在激光器上；其中，所述露点传感器检测激光器的第一温度值并发送到处理器，所述温度传感器检测激光器的第二温度值并发送到处理器；若第一温度值低于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到激光器，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀增加输送到激光器的冷水；若第一温度值高于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到冷水机，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀减少输送到激光器的冷水。

其中，较佳方案是：所述防结露装置还包括第一电子流量计和第二电子流量计，所述第一电子流量计安装在三通分流阀和激光器之间并连接处理器，所述第一电子流量计检测三通分流阀输送到激光器的第一冷水流量，并将第一冷水流量发送到处理器；所述第二电子流量计安装在三通分流阀和冷水机之间并连接处理器，所述第二电子流量计检测三通分流阀输送到冷水机的第二冷水流量，并将第二冷水流量发送到处理器。

其中，较佳方案是：所述算法为PID算法。

其中，较佳方案是：所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器，所述处理器设定最低的温度值为第二温度值。

其中，较佳方案是：所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器，所述处理器设定多个温度值的平均值为第二温度值。

本发明还提供一种激光系统的防结露方法，所述防结露方法用于如上所述的防结露装置，所述防结露方法包括以下步骤：

所述露点传感器检测激光器的第一温度值并发送到处理器，所述温度传感器检测激光器的第二温度值并发送到处理器；

若第一温度值低于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到激光器，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀增加输送到激光器的冷水；

若第一温度值高于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到冷水机，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀减少输送到激光器的冷水。

其中，较佳方案是，所述防结露方法还包括以下步骤：

所述第一电子流量计检测三通分流阀输送到激光器的第一冷水流量，并将第一冷水流量发送到处理器；

所述第二电子流量计检测三通分流阀输送到冷水机的第二冷水流量，并将第二冷水流量发送到处理器。

其中，较佳方案是，所述算法为PID算法。

其中，较佳方案是，所述防结露方法还包括以下步骤：

所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器；

所述处理器设定最低的温度值为第二温度值。

其中，较佳方案是，所述防结露方法还包括以下步骤：

所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器；

所述处理器设定多个温度值的平均值为第二温度值。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过设计一种激光系统的防结露装置以及方法，通过收集激光器的第一温度值和第二温度值，并对比两者之后通过三通分流阀控制流向激光器以及回流到冷水机的流量，以此控制激光器的温度，防止激光器因温度不适而结露；另外，本装置以及方法具有极大的通用性，无需更换冷水机以及激光器；同时，采用PID算法，不会使激光器温差变化过大，有利于激光器的稳定工作；以及，设有多个温度传感器，保证温度值对比正确。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明防结露装置的示意图；

图2是本发明防结露方法的流程框图；

图3是本发明第一电子流量计和第二电子流量计进行流量检测的流程框图；

图4是本发明设定第二温度值的流程框图；

图5是本发明设定第二温度值的另一流程框图。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本发明提供一种激光系统的防结露装置优选实施例。

具体地，并参考图1，一种激光系统的防结露装置，所述激光系统包括冷水机20和激光器30，所述防结露装置外接冷水机20和激光器30，所述冷水机20通过防结露装置输送冷水到激光器30；所述防结露装置包括处理器11、三通分流阀12、露点传感器15和温度传感器16，所述处理器11分别连接三通分流阀12、露点传感器15和温度传感器16，所述处理器11还连接电源18，并且设有通信接口17；所述三通分流阀12还连接电源18，以及连接冷水机20和激光器30，即是所述冷水机20通过水管将冷水输送向三通分流阀12一端，所述三通分流阀12的一端通过水管将冷水输送向激光器30，再通过一端经过水管将冷水回流到冷水机20；所述露点传感器15和温度传感器16安装在激光器30上，用于检测温度值。

其中，所述露点传感器15安装在激光器30的流入端，所述露点传感器15检测激光器30的第一温度值并发送到处理器11，所述温度传感器16检测激光器30的第二温度值并发送到处理器11，此处所述第一温度值即是位于激光器30上露点的温度值，所述第二温度值即是激光器30的温度值。

此时，若第一温度值远远低于第二温度值，所述处理器11根据算法控制三通分流阀12直接将冷水全都输送到激光器30，使第二温度值降低到合适温度值，即是使激光器30维持在一合适温度值；或者，若第一温度值略微低于第二温度值，所述处理器11根据算法控制三通分流阀12增加输送到激光器30的冷水，并减少输送到冷水机20的冷水，使第二温度值降低到合适温度值，即是使激光器30维持在一合适温度值。

反之，若第一温度值远远高于第二温度值，所述处理器11根据算法控制三通分流阀12直接将冷水全部输送到冷水机20，使第二温度值升高到合适温度值，即是使激光器30维持在一合适温度值；或者，若第一温度值略微高于第二温度值，所述处理器11根据算法控制三通分流阀12减少输送到激光器30的冷水，并增加输送到冷水机20的冷水，使第二温度值升高到合适温度值，即是使激光器30维持在一合适温度值。

在本实施例中，所述防结露装置通过三通分流阀12动态调整流向激光器30以及调整回流到冷水机20的冷水，避免激光器30因为温度过低而结露，以及避免激光器30温度过高，冷水机20未能起到降温作用；并且，所述防结露装置不受外部冷水机20和激光器30的影响，通用性高，只需要在冷水机20和激光器30之间设有防结露装置，即可实现防止激光器30结露的目的；另外，所述防结露装置全自动运行，通过处理器11进行温度值对比，并控制三通分流阀12调整流量即可，无需人工干预。

进一步地，并参考图1，所述防结露装置还包括第一电子流量计13和第二电子流量计14，所述第一电子流量计13安装在三通分流阀12和激光器30之间并连接处理器11，所述第一电子流量计13实时检测三通分流阀12输送到激光器30的第一冷水流量，并将第一冷水流量发送到处理器11，所述处理器11实时接收第一冷水流量，随时掌握三通分流阀12输送到激光器30的流量，保证能够正确地控制三通分流阀12动态调整冷水输送到激光器30的流量；所述第二电子流量计14安装在三通分流阀12和冷水机20之间并连接处理器11，所述第二电子流量计14实时检测三通分流阀12输送到冷水机20的第二冷水流量，并将第二冷水流量发送到处理器11，所述处理器11实时接收第一冷水流量，随时掌握三通分流阀12回流到冷水机20的流量，保证能够正确地控制三通分流阀12动态调整冷水回流到冷水机20的流量。

优选地，所述算法为PID算法，此时处理器11即是PID控制器，PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成，其输入e(t)与输出u(t)的关系为u(t)＝kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt]，因此它的传递函数为:G(s)＝U(s)/E(s)＝kp[1+1/(TI*s)+TD*s]，其中，kp为比例系数，TI为积分时间常数，TD为微分时间常数。使用PID算法不会让激光器30的温差变化太大，有利于激光器30的稳定工作，可以避免激光器30的温差变化过大而损坏激光器30。值得一提的是，所述PID算法为现有的算法，并非本发明的改进点。

进一步地，并参考图1，以下提供温度传感器16的三种方案：

方案一、所述温度传感器16设有多个，安装在不同位置，并分别将检测到的温度值发送到处理器11，所述处理器11设定最低的温度值为第二温度值。此处所述温度传感器优选设置为三个。

方案二、所述温度传感器16设有多个，安装在不同位置，并分别将检测到的温度值发送到处理器11，所述处理器11设定多个温度值的平均值为第二温度值。此处所述温度传感器优选为三个。

方案三、所述温度传感器16只设有一个，并安装在激光器30的关键部位，通过采集激光器30的关键部位的温度值，亦可实现调整激光器30的温度值的目的。

如图2至图5所示，本发明提供一种激光系统的防结露方法的较佳实施例。

具体地，并参考图2，一种激光系统的防结露方法，所述防结露方法包括以下步骤：

步骤11、所述露点传感器检测第一温度值并发送到处理器，所述温度传感器检测第二温度值并发送到处理器；

步骤21、若第一温度值低于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到激光器，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀增加输送到激光器的冷水，并减少输送到冷水机的冷水；

步骤22、若第一温度值高于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到冷水机，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀减少输送到激光器的冷水，并增加输送到冷水机的冷水。

进一步地，并参考图3，所述防结露方法还包括以下步骤：

步骤12、所述第一电子流量计检测三通分流阀输送到激光器的第一冷水流量，并将第一冷水流量发送到处理器；

步骤13、所述第二电子流量计检测三通分流阀输送到冷水机的第二冷水流量，并将第二冷水流量发送到处理器。

优选地，所述算法为PID算法。

再进一步地，并参考图4，所述防结露方法还包括以下步骤：

步骤111、所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器；

步骤112、所述处理器设定最低的温度值为第二温度值。

更进一步地，并参考图5，所述防结露方法还包括以下步骤：

步骤111、所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器；

步骤113、所述处理器设定多个温度值的平均值为第二温度值。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光系统的防结露装置，所述激光系统包括冷水机和激光器，其特征在于：所述防结露装置包括处理器、三通分流阀、露点传感器和温度传感器，所述处理器分别连接三通分流阀、露点传感器和温度传感器，所述三通分流阀的流入端连接冷水机的流出端，其流出端分别连接冷水机的流入端和激光器的流入端，所述露点传感器和温度传感器均安装在激光器上；其中，

所述露点传感器检测激光器的第一温度值并发送到处理器，所述温度传感器检测激光器的第二温度值并发送到处理器；若第一温度值低于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到激光器，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀增加输送到激光器的冷水；若第一温度值高于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到冷水机，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀减少输送到激光器的冷水。

2.根据权利要求1所述的防结露装置，其特征在于：所述防结露装置还包括第一电子流量计和第二电子流量计，所述第一电子流量计安装在三通分流阀和激光器之间并连接处理器，所述第一电子流量计检测三通分流阀输送到激光器的第一冷水流量，并将第一冷水流量发送到处理器；所述第二电子流量计安装在三通分流阀和冷水机之间并连接处理器，所述第二电子流量计检测三通分流阀输送到冷水机的第二冷水流量，并将第二冷水流量发送到处理器。

3.根据权利要求1或2所述的防结露装置，其特征在于：所述算法为PID算法。

4.根据权利要求3所述的防结露装置，其特征在于：所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器，所述处理器设定最低的温度值为第二温度值。

5.根据权利要求3所述的防结露装置，其特征在于：所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器，所述处理器设定多个温度值的平均值为第二温度值。

6.一种激光系统的防结露方法，其特征在于，所述防结露方法用于如权利要求1至5任一所述的防结露装置，所述防结露方法包括以下步骤：

所述露点传感器检测激光器的第一温度值并发送到处理器，所述温度传感器检测激光器的第二温度值并发送到处理器；

若第一温度值低于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到激光器，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀增加输送到激光器的冷水；

若第一温度值高于第二温度值，所述处理器根据算法控制三通分流阀将冷水输送到冷水机，或者，所述处理器根据算法控制三通分流阀减少输送到激光器的冷水。

7.根据权利要求6所述的防结露方法，其特征在于，所述防结露方法还包括以下步骤：

所述第一电子流量计检测三通分流阀输送到激光器的第一冷水流量，并将第一冷水流量发送到处理器；

所述第二电子流量计检测三通分流阀输送到冷水机的第二冷水流量，并将第二冷水流量发送到处理器。

8.根据权利要求6或7所述的防结露方法，其特征在于：所述算法为PID算法。

9.根据权利要求8所述的防结露方法，其特征在于，所述防结露方法还包括以下步骤：

所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器；

所述处理器设定最低的温度值为第二温度值。

10.根据权利要求8所述的防结露方法，其特征在于，所述防结露方法还包括以下步骤：

所述温度传感器设有多个，并分别将检测到的温度值发送到处理器；

所述处理器设定多个温度值的平均值为第二温度值。