CN113663986A - 一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，基于清洗设备，所述清洗设备包括升降操控部、控制主机部、光学系统部，所述控制主机部包括主控制器，所述主控制器包括操作端控制器和扫描端控制器；S1参数设置；S2焦距调节；S3镜头温度控制；S4激光清洗；S5实时监控；本发明给出一种基于激光测距、微变形镜等技术的远距离激光精准清扫装置的激光清洗方法，包括升降操控部、光学系统部、控制主机部，还设置多种结构系统用于实现清洗反馈控制、参数调节设定、视频实时监控、镜头温度控制等，将激光束在一定的范围内进行聚焦，并且激光有效作用焦点范围有一定的作用深度，使之能有效地进行激光清扫，其调节过程遥控性好，清洗效果好。

Description

一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法

技术领域

本发明涉及激光清洗领域，尤其涉及一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法。

背景技术

激光清洗传统清洗工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。如何寻找更清洁，且不具损伤性的清洗方式是我们不得不考虑的问题。而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。同时，激光清洗可以解决采用传统清洗方式无法解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，基于清洗设备，所述清洗设备包括升降操控部、控制主机部、光学系统部，所述控制主机部包括主控制器，所述主控制器包括操作端控制器和扫描端控制器；S1参数设置；在控制主机部内完成对材料参数的调节和设定，调整待清洗污秽材料需要的激光脉冲频率和功率影响的参数，传送至操作端控制器，由操作端控制器在工作中调整激光控制参数；S2焦距调节；采用高速激光测距模块对激光出光处至待清扫的对象距离进行实时的测量，将距离数据反馈给扫描端控制器，实时动态调整变形镜片组的焦距，实现激光的焦点始终作用在待清扫对象上；S3镜头温度控制；将多个PTC元件制冷面集成到镜头传热集中点隔圈镜筒外侧，PTC发热面通过散热器连接激光扫描头的外壳，以整个金属外壳作为散热面，同时配有风扇散热；在关键位置安装热敏电阻作为测温传感器，根据测得温度值，采用PID算法调整风扇转速，实现镜头部分的温度在一个合理的区间；S4激光清洗；利用升降操控部带动激光器调节角度，发射激光对样品表面脏污区域进行清洗；S5实时监控；视频监控实时显示清扫的物体状态，将视频信号以光纤方式传输给显示端，实现可视化实时监控。

优选的，升降操控部包括移动底座、绝缘升降台、电机导轨丝杆、激光清洗出光组件、俯仰调整台；所述控制主机部还包括材料参数调节设定组件、激光器控制组件、反馈式焦距调节组件、镜头温度控制组件、视频监视组件、电源模块；所述光学系统部包括激光光源、光纤耦合组件、导光光缆、与升降操控部共用的激光清洗出光组件。

优选的，所述操作端控制器和所述扫描端控制器的CPU均为arm、单片机中的一种，其相互之间以光纤作为传输通道，采用modbus通讯协议；激光头控制端的视频信号也以光纤的方式传输到操作端，再在液晶屏上显示；操作端控制器连接材料参数设定组件和激光器控制组件；扫描端控制器连接反馈式焦距调节组件、镜头温度控制组件和视频监视组件。

优选的，所述光学部的工作方法包括以下步骤：H1激光耦合；激光器发出激光，激光经激光能量光纤高效的传导至激光耦合镜头，激光耦合镜头对激光进行耦合处理；H2激光整形聚焦；耦合的激光束传导至激光整形系统，实现对激光束的整形，形成平行光；整形后的激光到达扫描聚焦系统，完成聚焦处理；H3激光清洗；经过整形、聚焦处理后的激光束传送至振镜系统进行振动处理，输出振动式平移的激光，振动式平移的激光通过出光单元射出，照射在工件上，使物体表面的污染物在照射瞬间吸收聚焦的激光束能量，进而产生包括振动、熔化、蒸发、燃烧在内的一系列物理和化学变化，污染物高速有效的脱离物体表面，基材则直接将激光反射出去而不被损伤实现对工件的清洗。

优选的，所述视频监视组件包括相互之间通过光纤连接的摄像头和液晶显示器，还包括与扫描端控制器相连接的电动镜头、与操作端控制器相连接的触摸屏。

优选的，所述电源模块包括机械驱动供电端、激光器驱动供电端、控制电路供电端、视频接收供电端；机械供电采用步进电机系统，驱动电压DC48V；激光器驱动供电系统为DC24V；控制电路供电系统为DC12V；视频接收供电系统为DC5V。

优选的，所述激光清洗出光组件主要包括锂电池模块、俯仰电机供电模块、激光测距供电模块、水平旋转云台供电模块、控制电路供电模块；锂电池模块为DC12V、20AH；俯仰电机供电为DC12V；激光测距供电为DC5V；水平旋转云台供电为DC12V；控制电路供电为DC12V。

本发明的有益效果为：本发明给出一种基于激光测距、微变形镜等技术的远距离激光精准清扫装置的激光清洗方法，包括升降操控部、光学系统部、控制主机部，这三部内还设置了多种结构和系统用于实现清洗反馈控制、参数调节设定、视频实时监控、镜头温度控制等，将激光束在一定的范围内进行聚焦，并且激光有效作用焦点范围有一定的作用深度，使之能有效地进行激光清扫，其调节过程遥控性好，清洗效果好。

附图说明

图1为本发明所述激光清洗所用设备的整体结构图；

图2为脉冲激光器控制系统的结构图；

图3为反馈式焦距调节系统流程图；

图4为清洗过程流程图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-图4，一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，基于清洗设备，清洗设备包括升降操控部、控制主机部、光学系统部，控制主机部包括主控制器，主控制器包括操作端控制器和扫描端控制器；S1参数设置；在控制主机部内完成对材料参数的调节和设定，调整待清洗污秽材料需要的激光脉冲频率和功率影响的参数，传送至操作端控制器，由操作端控制器在工作中调整激光控制参数；S2焦距调节；采用高速激光测距模块对激光出光处至待清扫的对象距离进行实时的测量，将距离数据反馈给扫描端控制器，实时动态调整变形镜片组的焦距，实现激光的焦点始终作用在待清扫对象上；S3镜头温度控制；将多个PTC元件制冷面集成到镜头传热集中点隔圈镜筒外侧，PTC发热面通过散热器连接激光扫描头的外壳，以整个金属外壳作为散热面，同时配有风扇散热；在关键位置安装热敏电阻作为测温传感器，根据测得温度值，采用PID算法调整风扇转速，实现镜头部分的温度在一个合理的区间；S4激光清洗；利用升降操控部带动激光器调节角度，发射激光对样品表面脏污区域进行清洗；S5实时监控；视频监控实时显示清扫的物体状态，将视频信号以光纤方式传输给显示端，实现可视化实时监控。

在本实施例中，升降操控部包括移动底座、绝缘升降台、电机导轨丝杆、激光清洗出光组件、俯仰调整台；控制主机部还包括材料参数调节设定组件、激光器控制组件、反馈式焦距调节组件、镜头温度控制组件、视频监视组件、电源模块；光学系统部包括激光光源、光纤耦合组件、导光光缆、与升降操控部共用的激光清洗出光组件。

在本实施例中，操作端控制器和扫描端控制器的CPU均为arm、单片机中的一种，其相互之间以光纤作为传输通道，采用modbus通讯协议；激光头控制端的视频信号也以光纤的方式传输到操作端，再在液晶屏上显示；操作端控制器连接材料参数设定组件和激光器控制组件；扫描端控制器连接反馈式焦距调节组件、镜头温度控制组件和视频监视组件。

在本实施例中，光学部的工作方法包括以下步骤：H1激光耦合；激光器发出激光，激光经激光能量光纤高效的传导至激光耦合镜头，激光耦合镜头对激光进行耦合处理；H2激光整形聚焦；耦合的激光束传导至激光整形系统，实现对激光束的整形，形成平行光；整形后的激光到达扫描聚焦系统，完成聚焦处理；H3激光清洗；经过整形、聚焦处理后的激光束传送至振镜系统进行振动处理，输出振动式平移的激光，振动式平移的激光通过出光单元射出，照射在工件上，使物体表面的污染物在照射瞬间吸收聚焦的激光束能量，进而产生包括振动、熔化、蒸发、燃烧在内的一系列物理和化学变化，污染物高速有效的脱离物体表面，基材则直接将激光反射出去而不被损伤实现对工件的清洗。

在本实施例中，视频监视组件包括相互之间通过光纤连接的摄像头和液晶显示器，还包括与扫描端控制器相连接的电动镜头、与操作端控制器相连接的触摸屏。

在本实施例中，电源模块包括机械驱动供电端、激光器驱动供电端、控制电路供电端、视频接收供电端；机械供电采用步进电机系统，驱动电压DC48V；激光器驱动供电系统为DC24V；控制电路供电系统为DC12V；视频接收供电系统为DC5V。

在本实施例中，激光清洗出光组件主要包括锂电池模块、俯仰电机供电模块、激光测距供电模块、水平旋转云台供电模块、控制电路供电模块；锂电池模块为DC12V、20AH；俯仰电机供电为DC12V；激光测距供电为DC5V；水平旋转云台供电为DC12V；控制电路供电为DC12V。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，基于清洗设备，其特征在于，所述清洗设备包括升降操控部、控制主机部、光学系统部，所述控制主机部包括主控制器，所述主控制器包括操作端控制器和扫描端控制器；

S1参数设置；在控制主机部内完成对材料参数的调节和设定，调整待清洗污秽材料需要的激光脉冲频率和功率影响的参数，传送至操作端控制器，由操作端控制器在工作中调整激光控制参数；

S2焦距调节；采用高速激光测距模块对激光出光处至待清扫的对象距离进行实时的测量，将距离数据反馈给扫描端控制器，实时动态调整变形镜片组的焦距，实现激光的焦点始终作用在待清扫对象上；

S3镜头温度控制；将多个PTC元件制冷面集成到镜头传热集中点隔圈镜筒外侧，PTC发热面通过散热器连接激光扫描头的外壳，以整个金属外壳作为散热面，同时配有风扇散热；在关键位置安装热敏电阻作为测温传感器，根据测得温度值，采用PID算法调整风扇转速，实现镜头部分的温度在一个合理的区间；

S4激光清洗；利用升降操控部带动激光器调节角度，发射激光对样品表面脏污区域进行清洗；

S5实时监控；视频监控实时显示清扫的物体状态，将视频信号以光纤方式传输给显示端，实现可视化实时监控。

2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，其特征在于，升降操控部包括移动底座、绝缘升降台、电机导轨丝杆、激光清洗出光组件、俯仰调整台；

所述控制主机部还包括材料参数调节设定组件、激光器控制组件、反馈式焦距调节组件、镜头温度控制组件、视频监视组件、电源模块；

所述光学系统部包括激光光源、光纤耦合组件、导光光缆、与升降操控部共用的激光清洗出光组件。

3.根据权利要求2所述的一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，其特征在于，所述操作端控制器和所述扫描端控制器的CPU均为arm、单片机中的一种，其相互之间以光纤作为传输通道，采用modbus通讯协议；激光头控制端的视频信号也以光纤的方式传输到操作端，再在液晶屏上显示；操作端控制器连接材料参数设定组件和激光器控制组件；扫描端控制器连接反馈式焦距调节组件、镜头温度控制组件和视频监视组件。

4.根据权利要求2所述的一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，其特征在于，所述光学部的工作方法包括以下步骤：

H1激光耦合；激光器发出激光，激光经激光能量光纤高效的传导至激光耦合镜头，激光耦合镜头对激光进行耦合处理；

H2激光整形聚焦；耦合的激光束传导至激光整形系统，实现对激光束的整形，形成平行光；整形后的激光到达扫描聚焦系统，完成聚焦处理；

H3激光清洗；经过整形、聚焦处理后的激光束传送至振镜系统进行振动处理，输出振动式平移的激光，振动式平移的激光通过出光单元射出，照射在工件上，使物体表面的污染物在照射瞬间吸收聚焦的激光束能量，进而产生包括振动、熔化、蒸发、燃烧在内的一系列物理和化学变化，污染物高速有效的脱离物体表面，基材则直接将激光反射出去而不被损伤实现对工件的清洗。

5.根据权利要求1所述的一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，其特征在于，所述视频监视组件包括相互之间通过光纤连接的摄像头和液晶显示器，还包括与扫描端控制器相连接的电动镜头、与操作端控制器相连接的触摸屏。

6.根据权利要求2所述的一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，其特征在于，所述电源模块包括机械驱动供电端、激光器驱动供电端、控制电路供电端、视频接收供电端；机械供电采用步进电机系统，驱动电压DC48V；激光器驱动供电系统为DC24V；控制电路供电系统为DC12V；视频接收供电系统为DC5V。

7.根据权利要求6所述的一种复合绝缘子材质外绝缘设备激光带电清洗方法，其特征在于，所述激光清洗出光组件主要包括锂电池模块、俯仰电机供电模块、激光测距供电模块、水平旋转云台供电模块、控制电路供电模块；锂电池模块为DC12V、20AH；俯仰电机供电为DC12V；激光测距供电为DC5V；水平旋转云台供电为DC12V；控制电路供电为DC12V。

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