CN111463646A - 一种模块化高功率全防水光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开一种模块化高功率全防水光纤激光器，包括激光器机箱、光路模块和电路模块，所述激光器机箱内设置冷却板，所述光路模块和所述电路模块设置在所述激光器机箱内；所述激光器机箱的两端分别设置前面板和后面板，所述前面板上设置操作面板和检测模块；所述后面板上设置供水快接接头、防水供电接口、防水控制接口和空开操作孔；这样，可以通过所述光路模块和所述电路模块的分离式结构，使得用户可以在现场直接进行模块的替换，实现现场维修，同时通过将激光器的机箱设置为全封闭式的结构，使得激光器的机箱具有防水防尘的效果。

Description

一种模块化高功率全防水光纤激光器
技术领域
本发明涉及一种光纤激光器，尤其涉及一种模块化高功率全防水光纤激光器。
背景技术
高功率光纤激光器一般采用水冷系统散热，冷却水温一般在21-28℃，在高温、高湿环境下工作，光纤激光器很容易产生结露现象，加速电子元器件老化、甚至造成电路短路烧毁，严重损坏激光器电路驱动及控制系统；而在多灰多尘环境下工作时，灰尘等杂物极易附着光纤表面，造成光纤局部过热，影响光学无源器件的使用性能，甚至对光路造成不可恢复的损坏；当系统电路硬件或者光路出现故障，需要将机器完全拆开才能进行检测，无法现场维修，只能返厂才能解决，造成不必要的人力和财力损失。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种模块化高功率全防水光纤激光器，可以使得光纤激光器的光路模块和电路模块为分离式的结构，从而方便用户在现场进行模块替换，实现现场维修，同时，还可以通过将激光器的机箱设置为全封闭式的结构，使得激光器的机箱具有防水防尘的效果。
为达上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种模块化高功率全防水光纤激光器，包括激光器机箱、光路模块和电路模块，所述激光器机箱内可拆卸式的设置冷却板，所述光路模块和所述电路模块分别通过所述冷却板设置在所述激光器机箱内；
所述激光器机箱的两端分别设置前面板和后面板，所述前面板上设置操作面板和检测模块，所述操作面板与所述前面板的连接处和所述检测模块与所述前面板的连接处均设置密封圈，所述操作面板和所述检测模块均与所述电路模块连接；
所述后面板上设置供水快接接头、防水供电接口、防水控制接口和空开操作孔，所述供水快接接头与所述冷却板连接，所述防水供电接口与所述电路模块连接，所述防水控制接口与所述光路模块连接，所述空开操作孔上还设置空开操作孔密封盖板。
在本发明实施例中，所述冷却板上设置快速接头和变径接头，其中，所述快速接头与所述供水快接接头连接。
在本发明实施例中，所述光路模块包括主光路、光纤输出器件、光纤托盘和驱动板，其中，所述主光路和所述光纤输出器件设置在第一冷却板的正面，所述光纤托盘和所述驱动板设置在所述第一冷却板的背面。
在本发明实施例中，所述后面板上设置光纤输出器件接口，所述光纤输出器件接口与所述光纤输出器件之间通过光纤输出器件密封板密封连接。
在本发明实施例中，所述电路模块包括电源模块、电路元件、空开模块、供电接线端子和控制转接板，其中，所述电源模块、所述电路元件和所述空开模块设置在第二冷却板的正面，所述供电接线端子设置在所述第二冷却板的端部，所述控制转接板设置在所述第二冷却板的背面。
在本发明实施例中，所述激光器机箱的内部设置导轨，所述冷却板上设置滑块，所述冷却板通过所述滑块和所述导轨的配合插设在所述激光器机箱的内部。
在本发明实施例中，所述冷却板呈矩形，且所述冷却板后端的拐角处设置缺口，所述缺口处设置冷却固定板，所述冷却固定板固定在所述冷却板和所述导轨之间。
在本发明实施例中，所述激光器机箱上设置开口，所述前面板设置在所述开口上，其中，所述开口处的所述激光器机箱外侧壁上设置第一凹槽，所述前面板设置第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽构成密封槽，所述密封槽内设置第一密封圈。
在本发明实施例中，所述激光器机箱内还设置全密封带导轨腔体，所述全密封带导轨腔体设置在所述前面板和所述冷却板之间。
本发明实施例提供了一种模块化高功率全防水光纤激光器，包括激光器机箱、光路模块和电路模块，所述激光器机箱内可拆卸式的设置冷却板，所述光路模块和所述电路模块分别通过所述冷却板设置在所述激光器机箱内；所述激光器机箱的两端分别设置前面板和后面板，所述前面板上设置操作面板和检测模块，所述操作面板与所述前面板的连接处和所述检测模块与所述前面板的连接处均设置密封圈，所述操作面板和所述检测模块均与所述电路模块连接；所述后面板上设置供水快接接头、防水供电接口、防水控制接口和空开操作孔，所述供水快接接头与所述冷却板连接，所述防水供电接口与所述电路模块连接，所述防水控制接口与所述光路模块连接，所述空开操作孔上还设置空开操作孔密封盖板；这样，可以通过所述光路模块和所述电路模块的分离式结构，使得用户可以在现场直接进行模块的替换，实现现场维修，同时通过将激光器的机箱设置为全封闭式的结构，使得激光器的机箱具有防水防尘的效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的光路模块背面的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的光路模块正面的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的电路模块正面的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的控制转接板的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的激光器机箱通过冷却固定板和冷却板固定的局部结构示意图；
图6为本发明实施例提供的激光器机箱和前面板之间设置的第一密封圈的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的模块化高功率全防水光纤激光器的一种结构示意透视图；
图8为本发明实施例提供的模块化高功率全防水光纤激光器的另一种结构示意透视图。
具体实施方式
随着高功率光纤激光器的发展，激光的应用潜力也不断的被开发，应用范围包括工业生产、国防军事、电力清障、3D打印、精准医疗等，行业跨度越来越广阔，应用环境也越来越复杂、恶略，必然要对激光器的可靠性、稳定性及环境适用性提出更高的要求。目前现有技术中，为了提高光纤激光器的环境适用性，保证激光器的稳定性和可靠性，现阶段普遍采用以下解决方案：
(1)在激光器外部安装恒温恒湿空调或者除湿机；
(2)在激光器外部增加防尘罩，并密封；
(3)将激光器置于密闭空调室；
(4)机箱通过密封胶和激光封焊。
上述方案中，虽然可以提高激光器的环境适应性，但从实际应用角度来讲，无论是安装空调、防尘罩，提供空调室及激光封焊，这些都将会增加激光器的使用成本和结构复杂度、限制激光器的使用环境、违背激光器环境适用性的原则、阻碍激光器的应用领域的多元化发展。机箱密封胶和激光封焊更是一次性的结构设计，当系统电路硬件或者光路出现故障，只能进行不可逆的破坏性拆机维修，都只能返厂才能解决，造成时间和成本的浪费，并影响用户使用感。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例提供一种模块化高功率全防水光纤激光器，如图1～8所示，包括激光器机箱1、光路模块2和电路模块3，所述激光器机箱1内可拆卸式的设置冷却板4，所述光路模块2和所述电路模块3分别通过所述冷却板4设置在所述激光器机箱1内。所述激光器机箱1的两端分别设置前面板11和后面板12，所述前面板11上设置操作面板51和检测模块52，所述操作面板51与所述前面板11的连接处和所述检测模块52与所述前面板11的连接处均设置第一密封圈8，所述操作面板51和所述检测模块52均与所述电路模块3连接。所述后面板12上设置供水快接接头61、防水供电接口62、防水控制接口63和空开操作孔，其中，所述防水供电接口62与所述电路模块3连接，所述防水控制接口63与所述光路模块2连接；所述空开操作孔上还设置空开操作孔密封盖板64；所述供水快接接头61与所述冷却板4连接，具体地，所述冷却板4上设置快速接头41和变径接头42，其中，所述快速接头41与所述供水快接接头61连接。
这里，所述光纤激光器的主要结构包括：所述激光器机箱1、所述光路模块2和所述电路模块3。
其中，所述激光器机箱1为一侧侧面开口的箱体结构，所述前面板11密封安装在开口上。在本实施例中，所述激光器机箱1的开口开设在前端面处。具体地，所述激光器机箱1由铝合金型材拉制成型腔体制成，同时所述激光器机箱1还可以采用铸造、3D打印等工艺制作。
所述激光器机箱1的前面板11上设置所述操作面板51和所述检测模块52，所述操作面板51和所述检测模块52均通过所述第一密封圈8安装在所述前面板11上，从而方便用户的操作使用；其中，所述检测模块52用于检测温度、湿度，即可以为温湿度检测模块52。所述激光器机箱1的后面板12与所述激光器机箱1的前面板11相对设置，所述激光器机箱1的后面板12上设置所述供水快接接头61、所述防水供电接口62、所述防水控制接口63和所述空开操作孔，其中，所述空开操作孔上设置所述空开操作孔密封盖板64。这样在进行维修时，所述空开操作孔方便了工作人员进行维修操作。
这样，所述操作面板51和所述检测模块52通过第一密封圈8能有限避免水通过所述操作面板51与所述前面板11的连接处和所述检测模块52与所述前面板11的连接处进入到所述激光器机箱1体内。同时，所述后面板12上设置的所述供水快接接头61、所述防水供电接口62、所述防水控制接口63和所述空开操作孔密封盖板64均具有防水功能，因此，通过这样的设置，提高了所述激光器机箱1的防水能力。
所述激光器机箱1的内部可拆卸式的设置所述光路模块2和所述电路模块3，其中，所述光路模块2与所述防水控制接口63连接；所述电路模块3分别与所述防水供电接口62、所述操作面板51和所述检测模块52连接。
进一步地，在本发明实施例中，所述光路模块2包括主光路21、光纤输出器件22、光纤托盘23和驱动板24，其中，所述主光路21和所述光纤输出器件22设置在第一冷却板的正面，所述光纤托盘23和所述驱动板24设置在所述第一冷却板的背面。所述后面板12上设置光纤输出器件接口，所述光纤输出器件接口与所述光纤输出器件22之间通过光纤输出器件密封板25密封连接。
所述电路模块3包括电源模块31、电路元件32、空开模块33、供电接线端子34和控制转接板35，其中，所述电源模块31、所述电路元件32和所述空开模块33设置在第二冷却板的正面，所述供电接线端子34设置在所述第二冷却板的端部，所述控制转接板35设置在所述第二冷却板的背面。
这里，所述激光器机箱1上的防水供电接口62通过所述电路控制模块上的所述供电接线端子34与激光部驱动电路连接，可实现快速连接和断开；
所述防水控制接口63预先安装在控制面板上，控制面板通过第一密封圈8与机箱密封，控制所述电路驱动模块的所述控制转接板35可实现外部信号与内部控制的对接，安装时，插入接线端子即可，反之亦然；
所述光纤输出器件22即为光学模块QBH，所述光纤输出器件22从所述激光器机箱1尾部输出，尾部开口尺寸大于QBH输出接头尺寸，保证输出接头可自由穿过，然后在外部用盖板密封；
所述检测模块52和所述操作面板51通过所述电路模块3中的所述控制转接板35连接操作按钮和内部控制系统，然后通过第一密封圈8进行密封即可；
所述空开操作孔安装于驱动控制模块，装入机箱后，在尾部对应位置开操作孔，默认此操作孔保持密封状态，需要操作空开时，打开空开所述密封面板，操作指令完成后，在密封空开操作面板51。
所述第一冷却板和所述第二冷却板相同，即都为所述冷却板4。
进一步地，在本发明实施例中，所述激光器机箱1的内部设置导轨13，所述冷却板4上设置滑块43，所述冷却板4通过所述滑块43和所述导轨13的配合插设在所述激光器机箱1的内部。
所述冷却板4呈矩形，且所述冷却板4后端的拐角处设置缺口，所述缺口处设置冷却固定板7，所述冷却固定板7固定在所述冷却板4和所述导轨13之间。
这里，所述滑块43使得所述冷却板4在所述导轨13上滑动，所述冷却固定板7用于将所述冷却板4固定在所述激光器箱体内，具体地，所述冷却板4上设置所述滑块43，所述滑块43有4块，在使用时，所述冷却板4通过所述滑块43在所述导轨13上滑动，从而进出所述激光器机箱1的内部，当所述冷却板4到达预定位置时，将所述冷却固定板7的一端通过螺钉等结构固定在所述冷却板4上，所述冷却固定板7的另一端通过螺钉固定在所述导轨13上，从而使得所述冷却板4固定安装；当对所述冷却板4进行拆卸时，只需将所述冷却固定板7拆卸下来即可。
进一步地，在本发明实施例中，所述激光器机箱1上设置开口，所述前面板11设置在所述开口上，其中，所述开口处的所述激光器机箱1外侧壁上设置第一凹槽，所述前面板11设置第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽构成密封槽，所述密封槽内设置第一密封圈8。
这里，所述第一密封圈8为高密度第一密封圈，这样在安装时，会形成上下两个气楔，形成两个动压气膜，增加了动压气膜的约束，提高了密封的气膜刚度，有助于提高稳定性，压紧后椭圆槽内部第一密封圈8形成4个面接触密封，实现腔体内部全密封。
在本发明实施例中，所述激光器机箱1内还设置全密封带导轨腔体8，所述全密封带导轨腔体8设置在所述前面板11和所述冷却板4之间。
本发明实施例中的光纤激光器在维修检测或故障维修时，直接拆开尾部的控制面板、QBH上的密封盖板、防水供电接口62，从外部通过开孔，即可断开外部驱动供电和控制接口；拆掉后面板12，拔掉所述电路模块3的所述控制转接板35接线座，可取下后面板12；松开所述激光器机箱1与所述冷却板4的冷却固定块，预紧力消失，断开水路系统，此时，系统内部的驱动供电、控制通信和水路系统全部独立分开，沿着导轨13可顺利抽出光学模块和电路模块3，可实现现场拆机更换模块，达到快速维修的效果。
本发明实施例的技术效果是通过所述光路模块2和所述电路模块3的分离式结构，使得用户可以在现场直接进行模块的替换，实现现场维修，同时通过将激光器的机箱设置为全封闭式的结构，使得激光器的机箱具有防水防尘的效果，更可以将激光器完全浸入水中工作，达到IP68防水效果。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，包括激光器机箱(1)、光路模块(2)和电路模块(3)，所述激光器机箱(1)内可拆卸式的设置冷却板(4)，所述光路模块(2)和所述电路模块(3)分别通过所述冷却板(4)设置在所述激光器机箱(1)内；
所述激光器机箱(1)的两端分别设置前面板(11)和后面板(12)，所述前面板(11)上设置操作面板(51)和检测模块(52)，所述操作面板(51)与所述前面板(11)的连接处和所述检测模块(52)与所述前面板(11)的连接处均设置密封圈，所述操作面板(51)和所述检测模块(52)均与所述电路模块(3)连接；
所述后面板(12)上设置供水快接接头(61)、防水供电接口(62)、防水控制接口(63)和空开操作孔，所述供水快接接头(61)与所述冷却板(4)连接，所述防水供电接口(62)与所述电路模块(3)连接，所述防水控制接口(63)与所述光路模块(2)连接，所述空开操作孔上还设置空开操作孔密封盖板(64)。
2.根据权利要求1所述的一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，所述冷却板(4)上设置快速接头(41)和变径接头(42)，其中，所述快速接头(41)与所述供水快接接头(61)连接。
3.根据权利要求1所述的一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，所述光路模块(2)包括主光路(21)、光纤输出器件(22)、光纤托盘(23)和驱动板(24)，其中，所述主光路(21)和所述光纤输出器件(22)设置在第一冷却板的正面，所述光纤托盘(23)和所述驱动板(24)设置在所述第一冷却板的背面。
4.根据权利要求3所述的一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，所述后面板(12)上设置光纤输出器件接口，所述光纤输出器件接口与所述光纤输出器件(22)之间通过光纤输出器件密封板(25)密封连接。
5.根据权利要求1所述的一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，所述电路模块(3)包括电源模块(31)、电路元件(32)、空开模块(33)、供电接线端子(34)和控制转接板(35)，其中，所述电源模块(31)、所述电路元件(32)和所述空开模块(33)设置在第二冷却板的正面，所述供电接线端子(34)设置在所述第二冷却板的端部，所述控制转接板(35)设置在所述第二冷却板的背面。
6.根据权利要求1所述的一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，所述激光器机箱(1)的内部设置导轨(13)，所述冷却板(4)上设置滑块(43)，所述冷却板(4)通过所述滑块(43)和所述导轨(13)的配合插设在所述激光器机箱(1)的内部。
7.根据权利要求6所述的一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，所述冷却板(4)呈矩形，且所述冷却板(4)后端的拐角处设置缺口，所述缺口处设置冷却固定板(7)，所述冷却固定板(7)固定在所述冷却板(4)和所述导轨(13)之间。
8.根据权利要求1所述的一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，所述激光器机箱(1)上设置开口，所述前面板(11)设置在所述开口上，其中，所述开口处的所述激光器机箱(1)外侧壁上设置第一凹槽，所述前面板(11)设置第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽构成密封槽，所述密封槽内设置第一密封圈(8)。
9.根据权利要求1所述的一种模块化高功率全防水光纤激光器，其特征在于，所述激光器机箱(1)内还设置全密封带导轨腔体(8)，所述全密封带导轨腔体(8)设置在所述前面板(11)和所述冷却板(4)之间。
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