CN110976435A - 手持式激光清洗装置 - Google Patents

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成巍
王靖雯
任远
吴明伟
马新强
瞿娇娇
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Shandong chanyan Qiangyuan Laser Technology Co.,Ltd.
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Abstract

本发明公开了一种手持式激光清洗装置。本申请中壳体内设有主控板、激光器、激光器电源、振镜驱动板及声光调制器驱动器，激光器的底板上设有0度全反镜、泵浦源、声光调制器、输出镜、第一45度全反镜，泵浦源通过水管连接冷水机，激光器电源、振镜驱动板及声光调制器驱动器均与主控板的输出端信号连接；第一45度全反镜的后侧设有第二45度全反镜，第二45度全反镜的左侧设有耦合头；激光清洗头通过光纤连接耦合头，激光清洗头位于壳体外；激光清洗头内设有振镜，振镜与振镜驱动板的输出端信号连接，振镜驱动板与主控板的输出端信号连接。本申请激光器发出的激光峰值功率高。

Description

手持式激光清洗装置
技术领域
本发明涉及激光清洗设备技术领域，尤其是涉及一种手持式激光清洗装置。
背景技术
在工业领域经常用到清洗技术，目前使用较多的是传统的化学清洗及人工打磨，而化学清洗对环境及人的身体健康造成很大影响，人工打磨同样存在效率低和危害健康的问题，这就使得工业领域迫切需要一种绿色且安全的清洗方式。激光清洗技术是利用高功率密度作用于工件表面，使工件表面污物、氧化物或涂层瞬间膨胀或气化而剥离工件表面，激光清洗技术具有不损伤基材，清洗程度高、对环境及人体健康友好的优点。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种手持式激光清洗装置。
一种手持式激光清洗装置，包括机壳，所述机壳上设有总开关、钥匙开关、触摸屏；所述壳体内设有主控板、激光器、激光器电源、振镜驱动板及声光调制器驱动器，所述主控板与触摸屏通过CAN接口进行通信，所述钥匙开关与主控板的输入端信号连接；所述激光器电源、振镜驱动板及声光调制器驱动器均与主控板输出信号连接；
所述激光器的底板上自左向右依次固定设有0度全反镜、泵浦源、声光调制器、输出镜、第一45度全反镜，所述激光器电源、总开关、钥匙开关、泵浦源依次电连接，所述泵浦源通过水管连接冷水机，所述冷水机位于机壳外，所述声光调制器与声光调制器驱动器的输出端信号连接；
所述第一45度全反镜的后侧设有第二45度全反镜，所述第二45度全反镜的左侧设有耦合头，所述第二45度全反镜、耦合头均固定设置在底板上；
激光清洗头通过光纤连接耦合头，所述激光清洗头位于壳体外；所述激光清洗头内设有振镜，所述振镜与振镜驱动板的输出端信号连接，所述振镜驱动板与主控板的输出端信号连接，所述激光清洗头还设有均与主控板输入端信号连接的扳机和准备按钮。
优选地，所述冷水机通过出水管连接泵浦源的进水口，所述泵浦源的出水口通过回水管连接冷水机的回水口，所述出水管上设有水温温度传感器、流量计，所述水温温度传感器、流量计均与主控板的输入端信号连接。该上述设置可便于主控板对冷水机输出水的温度及流量进行有效监控。
优选地，所述底板上固定设有凝露传感器，所述凝露传感器与主控板的输入端信号连接。该上述设置主控板可对激光器内的凝露情况进行监控。
优选地，所述泵浦源上固定设有泵浦源温度传感器，所述泵浦源温度传感器与主控板的输入端信号连接。该上述设置主控板能够对泵浦源的温度进行有效监控。
优选地，所述耦合头上固定设有耦合头温度传感器，所述耦合头温度传感器与主控板的输入端信号连接。该上述设置主控板能够对耦合头的温度进行有效监控。
优选地，所述底板上还固定设有功率传感器，所述功率传感器位于第一45度全反镜的右侧，所述功率传感器与主控板的输入端信号连接。该上述设置可对激光功率进行检测。
优选地，所述底板上还固定设有红光激光器，所述红光激光器位于第二45度全反镜的右侧，所述红光激光器与主控板的输出端信号连接。该上述设置可以对1064nm非可见激光进行准直。
优选地，所述机壳内固定设有继电器，所述激光器电源、总开关、钥匙开关、继电器、泵浦源依次电连接。当主控板检测到出水管内的水温和水流量、耦合头的温度、泵浦源的温度、激光器内部的凝露情况以及激光器功率等任何一项出现异常时，主控板都会控制触摸屏发出滴滴警报声及提示报警信息，同时，控制板还会控制继电器断开切断激光器电源给予泵浦源的供电。
优选地，所述机壳上固定设有操作平台急停按钮，所述激光器电源、总开关、钥匙开关、继电器、操作平台急停按钮、泵浦源依次电连接。该上述设置使得工作人员在任何感觉到危险的情况下均可手动按下操作平台急停按钮，使激光器电源、总开关、钥匙开关、继电器、操作平台急停按钮、泵浦源依次电连接组成的电路呈断开状，切断激光器电源对泵浦源的供电，有效保证激光器内部器件以及操作人员的安全。
优选地，所述激光清洗头上设有激光头急停按扭，所述激光器电源、总开关、钥匙开关、继电器、操作平台急停按钮、激光头急停按扭、泵浦源依次电连接。该上述设置使得工作人员在任何感觉到危险的情况下均可用手动按下激光头急停按扭，此时，激光器电源、总开关、钥匙开关、继电器、操作平台急停按钮、激光头急停按扭、泵浦源依次电连接组成的电路呈断开状，切断激光器电源对泵浦源的供电，有效保证激光器内部器件以及操作人员的安全。
优选地，所述操作平台急停按钮与主控板的输入端信号连接。该上设置可便于主控板对操作平台急停按钮的状态进行检测。
优选地，所述激光头急停按扭与主控板的输入端信号连接。该上设置可便于主控板对激光头急停按钮的状态进行检测。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
相较于同等系列的激光器，本申请中的激光器单脉冲能量大，最大可达到21mJ，峰值功率高，最高可达到500kw；而且，本申请中主控板会在清洗设备进行清洗前对钥匙开关的开关状态、操作平台急停按钮的开关状态、激光头急停按扭的开关状态、泵浦源的温度、耦合头的温度、出水管内的水温和水流量、耦合头的温度、泵浦源的温度及激光器内部的凝露情况进行自检，当主控板检测到任何一项出现异常时，主控板均会控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声及进行报警信息的提示，消除清洗工作前的安全隐患；而且，本申请中主控板还会在清洗工作进行中对泵浦源的温度、耦合头的温度、出水管内的水温和水流量、耦合头的温度、泵浦源的温度、激光器内部的凝露情况以及激光器功率等进行实时监测，当任何一项出现异常时，主控板都会控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，并自动切断激光器电源；此外，本申请中操作平台急停按钮和激光头急停按扭的设置又可便于工作人员在任何感觉到危险的情况下均可通过按下操作平台急停按钮或者激光头急停按扭来切断激光器电源对泵浦源的供电，有效保护激光器。
附图说明
图1为本申请实施例的结构示意图；
图2为激光器的结构示意图；
图3为激光器的底板上各电子元件之间的位置关系示意图；
图4为激光清洗头的结构示意图。
图中：1、机壳，2、总开关，3、钥匙开关，4、触摸屏，5、激光器，6、主控板，7、激光器电源，8、振镜驱动板，9、声光调制器驱动器，10、底板， 11、0度全反镜，12、泵浦源，13、声光调制器，14、输出镜，15、第一45度全反镜，16、出水管，17、冷水机，18、回水管，19、水温温度传感器，20、流量计，21、第二45度全反镜，22、耦合头，23、激光清洗头，24、振镜，25、扳机，26、准备按钮，27、凝露传感器，28、泵浦源温度传感器，29、耦合头温度传感器，30、功率传感器，31、红光激光器，32、继电器，33、操作平台急停按钮，34、激光头急停按扭，35、红光指示灯，36、黄光指示灯，37、绿光指示灯。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示：一种手持式激光清洗装置，包括机壳1，机壳1上设有总开关2、钥匙开关3、触摸屏4，触摸屏4的型号为速控Sukon 7寸人机界面CAN总线触摸屏显示屏HC-Suk8070，该现有的触摸屏4内部具有蜂鸣器；壳体1内固定设有激光器5，激光器5的下方设有主控板6和激光器电源7、振镜驱动板8及声光调制器驱动器9，主控板6和激光器电源7、振镜驱动板8及声光调制器驱动器9均固定设置在壳体1内，主控板6与触摸屏4通过CAN接口进行通信；钥匙开关3与主控板6的输入端信号连接；激光器电源7、振镜驱动板8及声光调制器驱动器9均与主控板6的输出端信号连接；
激光器5的底板10上自左向右依次固定设有0度全反镜11、泵浦源12、声光调制器13、输出镜14以及第一45度全反镜15，激光器电源7、总开关2、钥匙开关3、泵浦源12依次电连接，泵浦源12的进水口通过出水管16连接冷水机17，泵浦源12的出水口通过回水管18连接冷水机17的回水口，出水管16上设有水温温度传感器19、流量计20，水温温度传感器19、流量计20均与主控板6的输入端信号连接，冷水机17位于机壳1外；声光调制器13与声光调制器驱动器9的输出端信号连接；
第一45度全反镜15的后侧设有第二45度全反镜21，第二45度全反镜21的左侧设有耦合头22，第二45度全反镜21、耦合头22均固定设置在底板10上；
激光清洗头23通过光纤连接耦合头22，激光清洗头23位于壳体1外；激光清洗头23内设有振镜24，振镜24与振镜驱动板8的输出端信号连接，振镜驱动板8与主控板6的输出端信号连接，激光清洗头23上还设有扳机25和准备按钮26，扳机25和准备按钮26均与主控板6的输入端信号连接。
底板1上还固定设有凝露传感器27，凝露传感器27与主控板6的输入端信号连接。
泵浦源12上固定设有泵浦源温度传感器28，泵浦源温度传感器28与主控板6的输入端信号连接。
耦合头22上固定设有耦合头温度传感器29，耦合头温度传感器29与主控板6的输入端信号连接。
底板10上还固定设有功率传感器30，功率传感器30位于第一45度全反镜15的右侧，功率传感器30与主控板6的输入端信号连接。
底板10上还固定设有红光激光器31，红光激光器31位于第二45度全反镜21的右侧，红光激光器31与主控板6的输出端信号连接。
机壳1内固定设有继电器32，机壳1上固定设有操作平台急停按钮33，激光清洗头23上设有激光头急停按扭34，操作平台急停按钮33和激光头急停按扭34均与主控板6的输入端信号连接，激光器电源7、总开关2、钥匙开关3、继电器32、操作平台急停按钮33、激光头急停按扭34、泵浦源12依次电连接。
此外，机壳1上还设有红光指示灯35、黄光指示灯36、绿光指示灯37，红光指示灯35、黄光指示灯36、绿光指示灯37均与主控板6的输出端信号连接。
当主控板检测到与其连接的各电子元件反馈的数据值出现异常或者人为按下急停开关时，主控板控制红光指示灯亮起，表明设备属于出现异常的一种状态；
当主控板未检测到与其连接的各电子元件反馈的数值出现异常，且设备处于清洗操作中，主动板控制绿光指示灯亮起，表明设备属于工作的一种状态；
当主控板在自检过程和未清洗过程中检测到与其连接的各电子元件反馈的数据未出现异常，主控板控制黄光指示灯亮起，表明设备属于待机的一种状态，且各器件正常，随时可进行清洗工作。
本申请的工作原理：
使用时，工作人员首先打开冷水机，而后打开总开关，此时，触摸屏和机壳内部的主控板均通电，主控板通电后对设备进行自检操作，具体如下：
由于连接泵浦源和冷水机的水管上设有流量计和水温温度传感器，而流量计和水温温度传感器均与主控板信号连接，因此，主控板能够对流入泵浦源的水的水温和流量进行监控，当主控板检测到流量计和水温温度传感器反馈的流量值和水温值异常时，主控板控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，对工作人员进行报警提示；
由于泵浦源上设有泵浦源温度传感器，泵浦源温度传感器与主控板信号连接，因此，主控板能够对泵浦源的温度进行检测，当主控板检测到泵浦源温度传感器反馈的温度值大于预设度泵浦源温度值，主控板控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，对工作人员进行报警提示；
由于耦合头上设置有耦合头温度传感器，耦合头温度传感器与主控板信号连接，因此，主控板能够对耦合头的温度进行检测，当主控板检测到耦合头传感器反馈的温度值大于预设的耦合头温度值时，主控板控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，对工作人员进行报警提示；
主控板会对激光器内的湿度值进行检测，当主控板检测到凝露传感器反馈的湿度值大于预设的湿度值时，主控板控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，对工作人员进行报警提示；
由于钥匙开关与控制器的输入端信号连接，因此，主控板能够对钥匙开关的开关状态进行监控，当主控板检测到钥匙开关呈打开状态时，主控板控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，对工作人员进行报警提示；
由于操作平台急停开关与主控板的输入端信号连接，因此，主控板能够对操作平台急停开关的开关状态进行监控，当主控板检测到操作平台急停开关呈打开状态时，主控板控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，对工作人员进行报警提示；
由于清洗头急停按钮与主控板的输入端信号连接，因此，主控板能够对清洗头急停按钮的开关状态进行监控，当主控板检测到清洗头急停按钮呈打开状态时，主控板控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，对工作人员进行报警提示；
由于准备按钮与主控板的输入端信号连接，因此，主控板能够监测准备按钮是否处于关闭状态，当主控板检测到准备按钮呈打开状态时，主控板控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声，对工作人员进行报警提示；
当主控板自检过程中发现异常时，主控板就会控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声提醒工作人员；当主控板自检过程中未发现异常时，主控板即控制激光器运行以便于工作人员进行激光清洗。
而后，工作人员即可打开钥匙开关，则激光器内部泵浦源的供电电源通电；
而后，工作人员即可在触摸屏上设置清洗参数，包括功率、扫描线宽和重复频率；
而后，工作人员按下激光清洗头上的准备按钮，主控板接收到信号控制声光调制器驱动器和振镜驱动板工作，控制声光调制器驱动器和振镜驱动板分别驱动声光调制器和振镜工作；
而后，工作人员扣动激光扳机输出激光。其中，扣动扳机输出激光的原理为：
工作人员扣动扳机，主控板接收到信号，会根据预设的激光功率来对泵浦源的供电电源进行工作电流的设定，泵浦源内部LED靶条有恒定电流通过使其发光，LED靶条照射在泵浦源内部的晶体上，晶体受激辐射释放出光子，光子在声光调制器的作用下由连续变为脉冲模式，而后，光子在全返镜701和输出镜705组成的谐振腔内振荡放大，并由31%透过率输出镜输出激光，其余光子继续参与到振荡中。而输出的激光经过第一45度全反镜和第二45度全反镜后，经耦合头聚焦、耦合的激光光斑经传输光纤进入激光清洗头中，而进入激光清洗头内的激光光斑又会在振镜的作用下变成线状激光；
在此过程中，第一个倾斜全反镜右侧设置的功率传感器可对激光功率进行检测；第二个倾斜全反镜右侧设置的红光激光器可对1064nm非可见激光进行准直。
而在激光输出的过程中，主控板也会对水管内流动水的水温和流量、耦合头的温度、泵浦源的温度、激光器内部的凝露情况以及激光器功率均进行监测。一旦以上任何数据出现异常，主控板都会控制触摸屏内部的蜂鸣器发出滴滴警报声提醒工作人员，同时，主控板还会控制继电器断开切断继电器电源给予泵浦源的供电，有效保证激光器内部器件以及操作人员的安全。
此外，在激光输出过程中，一旦操作人员觉察到危险情况，工作人员即可按下操作平台急停按钮或者激光头急停按扭来切断激光器电源给予泵浦源的供电，有效保证激光器内部器件及操作人员的安全。

Claims (9)

1.一种手持式激光清洗装置，其特征在于：包括机壳，所述机壳上设有总开关、钥匙开关、触摸屏；所述壳体内设有主控板、激光器、激光器电源、振镜驱动板及声光调制器驱动器，所述主控板与触摸屏通过CAN接口进行通信，所述钥匙开关与主控板的输入端信号连接，所述激光器电源、振镜驱动板及声光调制器驱动器均与主控板的输出端信号连接；
所述激光器的底板上自左向右依次固定设有0度全反镜、泵浦源、声光调制器、输出镜、第一45度全反镜，所述激光器电源、总开关、钥匙开关、泵浦源依次电连接，所述泵浦源通过水管连接冷水机，所述冷水机位于机壳外，所述声光调制器与声光调制器驱动器的输出端信号连接；
所述第一45度全反镜的后侧设有第二45度全反镜，所述第二45度全反镜的左侧设有耦合头，所述第二45度全反镜、耦合头均固定设置在底板上；
激光清洗头通过光纤连接耦合头，所述激光清洗头位于壳体外；所述激光清洗头内设有振镜，所述振镜与振镜驱动板的输出端信号连接，所述振镜驱动板与主控板的输出端信号连接，所述激光清洗头还设有均与主控板输入端信号连接的扳机和准备按钮。
2.根据权利要求1所述的手持式激光清洗装置，其特征在于：所述冷水机通过出水管连接泵浦源的进水口，所述泵浦源的出水口通过回水管连接冷水机的回水口，所述出水管上设有水温温度传感器、流量计，所述水温温度传感器、流量计均与主控板的输入端信号连接。
3.根据权利要求1所述的手持式激光清洗装置，其特征在于：所述底板上固定设有凝露传感器，所述凝露传感器与主控板的输入端信号连接。
4.根据权利要求1所述的手持式激光清洗装置，其特征在于：所述泵浦源上固定设有泵浦源温度传感器，所述泵浦源温度传感器与主控板的输入端信号连接。
5.根据权利要求1所述的手持式激光清洗装置，其特征在于：所述耦合头上固定设有耦合头温度传感器，所述耦合头温度传感器与主控板的输入端信号连接。
6.根据权利要求1所述的手持式激光清洗装置，其特征在于：所述底板上还固定设有功率传感器，所述功率传感器位于第一45度全反镜的右侧，所述功率传感器与主控板的输入端信号连接。
7.根据权利要求1所述的手持式激光清洗装置，其特征在于：所述底板上还固定设有红光激光器，所述红光激光器位于第二45度全反镜的右侧，所述红光激光器与主控板的输出端信号连接。
8.根据权利要求1所述的手持式激光清洗装置，其特征在于：所述机壳内固定设有继电器，所述激光器电源、总开关、钥匙开关、继电器、泵浦源依次电连接。
9.根据权利要求8所述的手持式激光清洗装置，其特征在于：所述机壳上固定设有操作平台急停按钮，所述激光器电源、总开关、钥匙开关、继电器、操作平台急停按钮、泵浦源依次电连接。
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