CN116027836A - 一种激光器温湿度控制系统及方法 - Google Patents
一种激光器温湿度控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116027836A CN116027836A CN202310322585.8A CN202310322585A CN116027836A CN 116027836 A CN116027836 A CN 116027836A CN 202310322585 A CN202310322585 A CN 202310322585A CN 116027836 A CN116027836 A CN 116027836A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- temperature
- humidity
- cooling
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 159
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 128
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 19
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 17
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 10
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 7
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000960 laser cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种激光器温湿度控制系统及方法，涉及激光器冷却领域，包括：循环水冷却机构、TEC冷却预热装置、控制模块、检测模块、PID控制模块、报警模块以及安装在激光器侧壁上，用于给激光器内部除湿的除湿装置；控制模块通过与检测模块连接，获取激光器内部温度、湿度以及冷却水水流量；当温度或者湿度超出预设阈值时，控制模块控制循环水冷却机构、TEC冷却预热装置和除湿装置进行工作调节激光器内温度和湿度，并通过控制报警模块进行报警。本发明通过控制模块调节循环水冷却机构、TEC冷却预热装置和除湿装置使激光器内温度和湿度控制在正常工作范围内，确保激光器不受温度和湿度的影响正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及激光器冷却领域，具体涉及一种激光器温湿度控制系统及方法。
背景技术
由于激光具有高效率、高稳定性、低成本和易于控制等特点，因此它是一种非常理想的加工手段。近年来人们对激光技术进行了广泛的研究开发，而激光器是激光技术发展中最活跃的领域之一。
激光器在工作过程中，会产生热量，热量累积导致温度升高，影响激光器的正常工作。在现有技术中，通常采取风冷方式对激光器进行降温。将激光器模块直接安装在冷却板上，在冷却板中设有冷却水管道，冷却水管道与风冷水箱连通，风冷水箱对冷却水进行降温，降温后的冷却水通过冷却水管道以冷却传导的方式对激光器进行降温。
但是当环境温度过高时，冷却板无法散热，不能通过冷却传导的方式为激光器降温。而且风扇降温水箱的效果有限，不能在大功率激光器运行时，及时对激光器进行降温散热，且不能精准控制温度的升降。同时由于现有技术中的风冷激光器装置存在散热通道，密封性差，激光器极易受外界低温和湿度的影响，无法正常工作。
发明内容
为克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种激光器温湿度控制系统，系统不仅可以承载大功率激光器的运行，冷却降温激光器，还可以不受环境温度和湿度的影响，确保激光器可以正常工作。
本发明提供了一种激光器温湿度控制系统，包括：循环水冷却机构、TEC冷却预热装置、控制模块、检测模块、PID控制模块、报警模块以及安装在激光器侧壁上，用于给激光器内部除湿的除湿装置；
控制模块通过与检测模块连接，获取激光器内部温度、湿度以及冷却水水流量；
控制模块分别与循环水冷却机构、TEC冷却预热装置、除湿装置连接，当检测到激光器内温度超出预设温度阈值时，控制模块分别控制循环水冷却机构和TEC冷却预热装置运行,调节激光器内部温度；控制模块还通过控制报警模块进行报警；
当检测到激光器内湿度超出预设湿度阈值时，控制模块通过控制报警模块进行报警，并控制除湿装置运行,来调节激光器内湿度。
进一步地，循环水冷却机构包括出水管路、回水管路、水冷管路、水箱和水泵；
水箱的输出端通过出水管路与水泵的输入端连接；
水泵的输出端通过水冷管路和回水管路与水箱的输入端连接；
水冷管路安装在激光器内部，调节激光器内部温度。
进一步地，检测模块包括：第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、流量计以及安装在激光器内部用于检测激光器内部湿度的湿度传感器；
第一温度传感器设置在水冷管路上，检测冷却水流经激光器后水冷管路的温度信息；
第二温度传感器设置在水冷管路上，检测冷却水流经激光器时水冷管路的温度信息；
第三温度传感器设置在水冷管路上，检测冷却水流经激光器前水冷管路的温度信息；
第四温度传感器设置在水箱上，检测水箱的温度信息；
流量计设置在水冷管路上，用于检测水冷管路中冷却水的水流量。
进一步地，控制模块通过PID控制模块与水泵连接，控制水泵运行，调节激光器内部温度；
PID控制模块采用如下公式进行控制：
式中，
为比例调节系数，E(k)为理想水箱温度与实际水箱温度的差值，k为温度数值，
为积分调节系数，
为微分调节系数。
进一步地，TEC冷却预热装置安装在水箱上；
TEC冷却预热装置采用半导体制冷器对水箱内冷却水进行冷却和加热；
半导体制冷器设置有H桥电路；
除湿装置采用除湿风扇，用于调节激光器内部的空气湿度。
本发明技术方案还提供一种激光器温湿度控制方法，包括如下步骤：
检测模块实时检测激光器内温度、湿度以及冷却水水流量并将检测到的温度、湿度以及冷却水水流量数据发送给控制模块；
控制模块根据接收到的检测数据判断是否超过预设报警阈值范围，当检测数据处于预设报警阈值范围内时，控制模块控制报警模块进行报警；
同时，根据接收到的检测数据判断是否超过激光器正常工作阈值范围，当检测数据超过激光器正常工作阈值范围时，控制模块控制循环水冷却机构、TEC冷却预热装置和除湿装置进行工作，使激光器内温度和湿度控制在激光器正常工作阈值范围内。
进一步地，当检测模块检测到激光器内的温度低于第二预设温度阈值或者高于第五预设温度阈值时，控制模块控制报警模块进行温度异常报警；
当检测模块检测到激光器内湿度大于第三预设湿度阈值时，控制模块控制报警模块进行湿度异常报警；
当检测模块检测到水流量与水泵转速不匹配时，控制模块控制报警模块进行水流量异常报警；
第二预设温度阈值小于第五预设温度阈值。
进一步地，控制模块将检测模块检测的温度数据与预设温度阈值进行比对，当水箱温度﹤第三预设温度阈值时，控制模块控制循环水冷却机构的水泵和TEC冷却预热装置的制冷模式处于关闭状态；
当水箱温度处于第三预设温度阈值和第四预设温度阈值之间时，控制模块通过PID控制模块进行PID控制计算，实时调节循环水冷却机构的水泵和TEC冷却预热装置，使激光器内实时温度控制在工作阈值范围内；
当水箱温度﹥第四预设温度阈值时，TEC冷却预热装置的制冷功率达到最大；
第三预设温度阈值小于第四预设温度阈值。
进一步地，当控制模块获取到激光器内温度﹤第一预设温度阈值时，TEC冷却预热装置的加热功率达到最大值；
当控制模块获取到激光器内温度﹥第一预设温度阈值时，TEC冷却预热装置的加热功率为
；
式中，
为TEC冷却预热装置的最大加热功率，
为TEC冷却预热装置的加热功率，M为激光器内实时温度，
为TEC冷却预热装置制热系数。
进一步地，当控制模块获取到激光器内的湿度﹤第一预设湿度阈值时，除湿风扇不工作；
当控制模块获取到激光器内湿度处于第一预设湿度阈值和第二预设湿度阈值之间时，除湿风扇的工作功率为
；
当控制模块获取到激光器内湿度﹥第二预设湿度阈值时，除湿风扇的工作功率
；
式中，
为除湿风扇工作功率，C为激光器内湿度，
为除湿模块的工作系数；
第一预设湿度阈值小于第二预设湿度阈值。
从以上技术方案可以看出，相比现有技术本发明具有以下优点：
（1）本发明通过设置循环水冷却机构和TEC冷却预热装置，采用半导体制冷器和循环水冷却相结合的方式，克服了半导体制冷器最大功率限制和风冷降温的功率限制的问题，可实现冷却大功率激光器的效果。本发明还设置了除湿装置，通过实时调节除湿风扇的功率来维持激光器内部空气湿度在激光器正常工作阈值范围内，避免了结露情况的出现，确保激光器的正常工作，增加了激光器设备的使用寿命。
（2）本发明设置PID控制模块，通过PID计算后，调节水泵的给定频率及半导体制冷器的制冷功率，可以自动调节水泵供水流量及TEC的制冷量，减少温度波动，实现高精度的控温效果。与传统制冷方式相比，本发明提供的内置冷却激光器控制系统具有体积小巧且消耗的成本的优点。且采用基于PID 控制节能改造后，改善了工艺过程，延长激光器设备的使用寿命，更加节省功耗。
（3）本发明设置的TEC冷却预热装置，可通过H桥反转电路，实现半导体制冷器对激光器内置水箱的快速预热，大大降低了低温环境对激光器的影响，确保激光器可以在低温环境下正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为激光器温湿度控制系统的系统示意图；
图2为激光器温湿度控制系统的实施例示意图；
图3为激光器温湿度控制方法的流程图。
其中：1、循环水冷却机构，2、TEC冷却预热装置，3、除湿装置，4、控制模块，5、PID控制模块，6、检测模块，7、报警模块，8、出水管路，9、水冷管路，10、回水管路，11、水箱，12、水泵，13、半导体制冷器14、第一温度传感器，15、第二温度传感器，16、第三温度传感器，17、第四温度传感器，18、流量计，19、激光器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例提供了一种激光器温湿度控制系统，包括：循环水冷却机构1、TEC冷却预热装置2、控制模块4、检测模块6、PID控制模块5、报警模块7以及安装在激光器19侧壁上，用于给激光器19内部除湿的除湿装置3。
控制模块4通过与检测模块6连接，获取激光器19内部温度、湿度以及冷却水水流量。
控制模块4分别与循环水冷却机构1、TEC冷却预热装置2、除湿装置3连接，当检测到激光器19内温度超出预设温度阈值时，控制模块4分别控制循环水冷却机构1和TEC冷却预热装置2运行,调节激光器19内部温度。当控制模块4检测到激光器19内湿度超出预设湿度阈值时，控制模块4控制除湿装置3运行,来调节激光器19内湿度。
控制模块4还通过控制报警模块7进行报警。
如图2所示，循环水冷却机构1包括出水管路8、回水管路10、水冷管路9、水箱11和水泵12。
示例性的，冷却水通过出水管路8从水箱11的输出端流出，流入水泵12的输入端，通过水冷管路9从水泵12的输出端流出，流经激光器19，再通过回水管路10从水箱11的输入端流回水箱11，实现冷却水循环。
所述水冷管路9安装在激光器19内部，用于调节激光器19内部温度。
检测模块6包括：第一温度传感器14、第二温度传感器15、第三温度传感器16、第四温度传感器17、流量计18以及安装在激光器19内部用于检测激光器19内部湿度的湿度传感器。
如图2所示，第一温度传感器14设置在水冷管路9上，检测冷却水流经激光器19后水冷管路9的温度信息。第二温度传感器15设置在水冷管路9上，检测冷却水流经激光器19时水冷管路9的温度信息。第三温度传感器16设置在水冷管路9上，检测冷却水流经激光器19前水冷管路9的温度信息。第四温度传感器17设置在水箱11上，检测水箱11的温度信息。流量计18设置在水冷管路9上，用于检测水冷管路9中冷却水的水流量。
TEC冷却预热装置2安装在水箱11上，采用半导体制冷器13对水箱11内冷却水进行冷却和加热。
半导体制冷器13在强制直流电流通过的同时将热量从设备的一侧传递到另一侧，散热的一侧变冷，热量移动的一侧变热。当电流反向时,“冷”的一侧变热,“热”的一侧变冷。
作为本发明的一种实施方式，需要说明的是，半导体制冷器13通过增加H桥电路改变电流的方向，实现半导体制冷器13的制冷和制热。
H桥电路用于控制电机或其他负载的正反转。它由四个开关组成，通常是MOSFET或BJT晶体管。这四个开关被排列成一个H形，因此得名H桥。在H桥电路中，两个开关被连接到电源的正极，另外两个开关被连接到电源的负极。当两个正极开关关闭时，电流从电源正极流向负极，从而使负载正转。当两个负极开关关闭时，电流从电源负极流向正极，从而使负载反转。H桥电路可以通过控制开关的状态来实现正反转。例如，如果打开两个正极开关和两个负极开关，则电流无法流过负载，因此负载停止运转。如果打开一个正极开关和一个负极开关，则电流会从电源正极流向负极，从而使负载反转。H桥电路通常由微控制器或其他数字电路控制。
除湿装置3采用除湿风扇，用于调节激光器19内部的空气湿度。
本实施例中，控制模块4通过PID控制模块5与水泵12连接，控制水泵12运行，调节激光器19内部温度。
PID控制模块5采用如下公式进行控制：
在PID控制公式中，
在不考虑其他因素的的条件下，当
时，水箱11的温度只会不断地接近水箱11期望值温度，但不会达到水箱11期望值温度。通过引入
，减少静态误差，使得
不断累加接近水箱11期望值温度，同时引入
预测误差变化趋势，减少温度波动。通过PID控制模块5对实时水箱11温度和预设温度的偏差进行PID运算，实现精准控温的目的。
以下是本公开实施例提供的激光器温湿度控制方法的实施例，该激光器温湿度控制方法与上述各实施例的激光器温湿度控制系统属于同一个发明构思，在激光器温湿度控制方法的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述激光器温湿度控制系统的实施例。
如图3所示，方法包括：
S1、检测模块6实时检测激光器19内温度、湿度以及冷却水水流量并将检测到的温度、湿度以及冷却水水流量数据发送给控制模块4。
S2、控制模块4根据接收到的检测数据判断是否超过预设报警阈值范围，当检测数据处于预设报警阈值范围内时，控制模块4控制报警模块7进行报警。
具体为，当控制模块4检测到激光器19内温度低于23℃或者高于27℃时，控制模块4控制报警模块7进行温度异常报警。当控制模块4检测到激光器19内湿度大于90％时，控制模块4控制报警模块7进行湿度异常报警。若水泵12工作，当控制模块4检测到冷却水水流量与水泵12转速不匹配，控制模块4控制报警模块7进行水流量异常报警。
需要特别说明的是，当激光器19处于出光状态时，若出现上述温度异常报警、湿度异常报警或者水流量异常报警，激光器19会立即停止出光。
S3、控制模块4根据接收到的检测数据判断是否超过激光器19正常工作阈值范围，当检测数据超过激光器19正常工作阈值范围时，控制模块4控制循环水冷却机构1、TEC冷却预热装置2和除湿装置3进行工作，使激光器19内温度和湿度控制在激光器19正常工作阈值范围内。
具体为，当控制模块4检测到激光器19内温度低于0℃时，控制模块4控制TEC冷却预热装置2，使TEC冷却预热装置2的制热功率达到最大值，对水箱11进行加热，提高激光器19内温度。
当控制模块4检测到激光器19内温度处于0℃和23℃之间时，控制模块4控制TEC冷却预热装置2，使TEC冷却预热装置2的制热功率为
，随着激光器19内温度的升高，TEC冷却预热装置2的制热功率逐渐降低，TEC冷却预热装置2继续对水箱11进行加热，直至激光器19内温度达到23℃，TEC冷却预热装置2停止制热。
其中，
为TEC冷却预热装置的最大加热功率，
为TEC冷却预热装置的加热功率，M为激光器内实时温度，
为TEC冷却预热装置制热系数。
当控制模块4检测到激光器19内温度处于23℃到24℃之间时，控制模块4不进行任何操作，激光器19工作时产生的热量会使激光器19内温度逐渐上升。
当控制模块4检测到激光器19内温度处于24℃和26℃之间时，控制模块4根据接收到的温度信息，开启水泵12，控制TEC冷却预热装置2进行制冷。控制模块4通过PID模块5进行PID运算，精准调节水泵12的工作功率和TEC冷却预热装置2，通过循坏水冷却和半导体制冷器13制冷相结合的方式，使激光器19内部温度维持在25℃，实现对激光器19的精准控温。
当控制模块4检测到激光器19内温度大于26℃时，控制模块4控制TEC冷却预热装置2，使TEC冷却预热装置2的制冷功率达到最大值，控制模块4通过PID模块5进行PID运算，精准调节水泵12的工作功率，使激光器19内部温度维持在25℃。
需要特别说明的是，当外界环境温度高于激光器19内温度时，激光器19内湿度会增加，影响激光器19的正常使用。本发明设置除湿装置3，由控制模块4通过调节除湿装置3除湿风扇的功率值来维持激光器19内部空气湿度在设定值以下。
具体为，当控制模块4检测到激光器19内湿度处于30％和60％之间时，控制模块4控制开启除湿风扇，并控制除湿风扇的功率为
。
当控制模块4检测到激光器19内湿度大于60％时，控制模块4控制除湿风扇11的功率为
。控制模块4通过调节除湿风扇的功率值来维持激光器19内部空气湿度在设定值以下。
其中，
为除湿风扇工作功率，C为激光器内湿度，
为除湿模块的工作系数。
本发明通过设置循环水冷却机构和TEC冷却预热装置，采用循坏水热传导和半导体制冷器制冷相结合的方式为激光器降温，克服了半导体制冷器最大功率限制和风冷降温的功率限制的问题，可承载大功率激光器的正常运行。本发明还设置PID控制模块，通过PID计算后，控制模块调节水泵的给定频率及半导体制冷器的制冷功率，可以自动调节水泵供水流量及TEC的制冷量，减少温度波动，实现高精度的控温效果。TEC冷却预热装置还可以对水箱进行加热，大大降低了低温环境对激光器正常工作的影响。本实施例还设置除湿装置来维持激光器内部空气湿度在设定值以下，避免了激光器工作中结露情况的出现，确保激光器的正常工作，增加了激光器设备的使用寿命。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种激光器温湿度控制系统，其特征在于，包括：循环水冷却机构（1）、TEC冷却预热装置（2）、控制模块（4）、检测模块（6）、PID控制模块（5）、报警模块（7）以及安装在激光器（19）侧壁上，用于给激光器（19）内部除湿的除湿装置（3）；
控制模块（4）通过与检测模块（6）连接，获取激光器（19）内部温度、湿度以及冷却水水流量；
控制模块（4）分别与循环水冷却机构（1）、TEC冷却预热装置（2）、除湿装置（3）连接，当检测到激光器（19）内温度超出预设温度阈值时，控制模块（4）分别控制循环水冷却机构（1）和TEC冷却预热装置（2）运行,调节激光器（19）内部温度；控制模块（4）还通过控制报警模块（7）进行报警；
当检测到激光器（19）内湿度超出预设湿度阈值时，控制模块（4）通过控制报警模块（7）进行报警，并控制除湿装置（3）运行,来调节激光器（19）内湿度。
2.根据权利要求1所述激光器温湿度控制系统，其特征在于，
循环水冷却机构（1）包括出水管路（8）、回水管路（10）、水冷管路（9）、水箱（11）和水泵（12）；
水箱（11）的输出端通过出水管路（8）与水泵（12）的输入端连接；
水泵（12）的输出端通过水冷管路（9）和回水管路（10）与水箱（11）的输入端连接；
水冷管路（9）安装在激光器（19）内部，调节激光器（19）内部温度。
3.根据权利要求2所述激光器温湿度控制系统，其特征在于，
检测模块（6）包括：第一温度传感器（14）、第二温度传感器（15）、第三温度传感器（16）、第四温度传感器（17）、流量计（18）以及安装在激光器（19）内部用于检测激光器（19）内部湿度的湿度传感器；
第一温度传感器（14）设置在水冷管路（9）上，检测冷却水流经激光器（19）后水冷管路（9）的温度信息；
第二温度传感器（15）设置在水冷管路（9）上，检测冷却水流经激光器（19）时水冷管路（9）的温度信息；
第三温度传感器（16）设置在水冷管路（9）上，检测冷却水流经激光器（19）前水冷管路（9）的温度信息；
第四温度传感器（17）设置在水箱（11）上，检测水箱（11）的温度信息；
流量计（18）设置在水冷管路（9）上，用于检测水冷管路（9）中冷却水的水流量。
4.根据权利要求2所述激光器温湿度控制系统，其特征在于，控制模块（4）通过PID控制模块（5）与水泵（12）连接，控制水泵（12）运行，调节激光器（19）内部温度；
PID控制模块（5）采用如下公式进行控制：
式中，
为比例调节系数，E(k)为理想水箱温度与实际水箱温度的差值，k为温度数值，
为积分调节系数，
为微分调节系数。
5.根据权利要求2所述激光器温湿度控制系统，其特征在于，
TEC冷却预热装置（2）安装在水箱（11）上；
TEC冷却预热装置（2）采用半导体制冷器（13）对水箱（11）内冷却水进行冷却和加热；
半导体制冷器（13）设置有H桥电路；
除湿装置（3）采用除湿风扇，用于调节激光器（19）内部的空气湿度。
6.一种激光器温湿度控制方法，其特征在于，方法采用如权利要求1至5任意一项所述的激光器温湿度控制系统；
方法包括如下步骤：
检测模块（6）实时检测激光器（19）内温度、湿度以及冷却水水流量并将检测到的温度、湿度以及冷却水水流量数据发送给控制模块（4）；
控制模块（4）根据接收到的检测数据判断是否超过预设报警阈值范围，当检测数据处于预设报警阈值范围内时，控制模块（4）控制报警模块（7）进行报警；
同时，根据接收到的检测数据判断是否超过激光器（19）正常工作阈值范围，当检测数据超过激光器（19）正常工作阈值范围时，控制模块（4）控制循环水冷却机构（1）、TEC冷却预热装置（2）和除湿装置（3）进行工作，使激光器（19）内温度和湿度控制在激光器（19）正常工作阈值范围内。
7.根据权利要求6所述的激光器温湿度控制方法，其特征在于，
当检测模块（6）检测到激光器（19）内的温度低于第二预设温度阈值或者高于第五预设温度阈值时，控制模块（4）控制报警模块（7）进行温度异常报警；
当检测模块（6）检测到激光器（19）内湿度大于第三预设湿度阈值时，控制模块（4）控制报警模块（7）进行湿度异常报警；
当检测模块（6）检测到水流量与水泵（12）转速不匹配时，控制模块（4）控制报警模块（7）进行水流量异常报警；
第二预设温度阈值小于第五预设温度阈值。
8.根据权利要求6所述的激光器温湿度控制方法，其特征在于，
控制模块（4）将检测模块（6）检测的温度数据与预设温度阈值进行比对，当水箱（11）温度﹤第三预设温度阈值时，控制模块（4）控制循环水冷却机构（1）的水泵（12）和TEC冷却预热装置（2）的制冷模式处于关闭状态；
当水箱（11）温度处于第三预设温度阈值和第四预设温度阈值之间时，控制模块（4）通过PID控制模块（5）进行PID控制计算，实时调节循环水冷却机构（1）的水泵（12）和TEC冷却预热装置（2），使激光器（19）内实时温度控制在工作阈值范围内；
当水箱（11）温度﹥第四预设温度阈值时，TEC冷却预热装置（2）的制冷功率达到最大；
第三预设温度阈值小于第四预设温度阈值。
9.根据权利要求6所述的激光器温湿度控制方法，其特征在于，
当控制模块（4）获取到激光器（19）内温度﹤第一预设温度阈值时，TEC冷却预热装置（2）的加热功率达到最大值；
当控制模块（4）获取到激光器（19）内温度﹥第一预设温度阈值时，TEC冷却预热装置（2）的加热功率为 
；
式中，
为TEC冷却预热装置的最大加热功率，
为TEC冷却预热装置的加热功率，M为激光器内实时温度，
为TEC冷却预热装置制热系数。
10.根据权利要求6所述的激光器温湿度控制方法，其特征在于，
当控制模块（4）获取到激光器（19）内的湿度﹤第一预设湿度阈值时，除湿风扇不工作；
当控制模块（4）获取到激光器（19）内湿度处于第一预设湿度阈值和第二预设湿度阈值之间时，除湿风扇的工作功率为
；
当控制模块（4）获取到激光器（19）内湿度﹥第二预设湿度阈值时，除湿风扇的工作功率
；
式中，
为除湿风扇工作功率，C为激光器内湿度，
为除湿模块的工作系数；
第一预设湿度阈值小于第二预设湿度阈值。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310322585.8A CN116027836A (zh) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | 一种激光器温湿度控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310322585.8A CN116027836A (zh) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | 一种激光器温湿度控制系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116027836A true CN116027836A (zh) | 2023-04-28 |
Family
ID=86070895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310322585.8A Pending CN116027836A (zh) | 2023-03-30 | 2023-03-30 | 一种激光器温湿度控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116027836A (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05167143A (ja) * | 1991-12-19 | 1993-07-02 | Nippon Steel Corp | 半導体レーザ装置 |
| CN201181806Y (zh) * | 2007-12-31 | 2009-01-14 | 中国海洋大学 | 激光器循环水的半导体制冷装置 |
| CN101494352A (zh) * | 2009-02-17 | 2009-07-29 | 西北大学 | 全固态激光器水、风混合制冷方法及装置 |
| CN105508019A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | 一种电子水泵控制方法 |
| CN106644172A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 扬州大学 | 一种便携式现场校验用热电偶冷端恒温装置及其控制方法 |
| CN207873450U (zh) * | 2017-12-26 | 2018-09-18 | 唐山松下产业机器有限公司 | 水冷焊接装置及智能焊接冷却装置 |
| CN208939334U (zh) * | 2018-07-19 | 2019-06-04 | 东方强光（北京)科技有限公司 | 一种半导体泵浦ase激光器 |
| CN209265296U (zh) * | 2018-12-18 | 2019-08-16 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 一种tec温控装置 |
| CN110380322A (zh) * | 2018-04-12 | 2019-10-25 | 发那科株式会社 | 激光装置 |
| CN115218532A (zh) * | 2021-04-14 | 2022-10-21 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种大功率光纤耦合半导体激光器的温度控制系统及其使用方法 |
| CN115343897A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-11-15 | 江苏靖宁智能制造有限公司 | 一种水冷却的电弧增材熔池视觉ccd监控辅助散热装置 |
| CN217956945U (zh) * | 2022-08-02 | 2022-12-02 | 张云龙 | 一种电气变频柜降温装置 |
| CN115597302A (zh) * | 2022-10-08 | 2023-01-13 | 广东顺德工业设计研究院（广东顺德创新设计研究院）（Cn） | 恒温循环水路系统及恒温循环水箱 |
-
2023
- 2023-03-30 CN CN202310322585.8A patent/CN116027836A/zh active Pending
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05167143A (ja) * | 1991-12-19 | 1993-07-02 | Nippon Steel Corp | 半導体レーザ装置 |
| CN201181806Y (zh) * | 2007-12-31 | 2009-01-14 | 中国海洋大学 | 激光器循环水的半导体制冷装置 |
| CN101494352A (zh) * | 2009-02-17 | 2009-07-29 | 西北大学 | 全固态激光器水、风混合制冷方法及装置 |
| CN105508019A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-04-20 | 安徽江淮汽车股份有限公司 | 一种电子水泵控制方法 |
| CN106644172A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 扬州大学 | 一种便携式现场校验用热电偶冷端恒温装置及其控制方法 |
| CN207873450U (zh) * | 2017-12-26 | 2018-09-18 | 唐山松下产业机器有限公司 | 水冷焊接装置及智能焊接冷却装置 |
| CN110380322A (zh) * | 2018-04-12 | 2019-10-25 | 发那科株式会社 | 激光装置 |
| CN208939334U (zh) * | 2018-07-19 | 2019-06-04 | 东方强光（北京)科技有限公司 | 一种半导体泵浦ase激光器 |
| CN209265296U (zh) * | 2018-12-18 | 2019-08-16 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 一种tec温控装置 |
| CN115218532A (zh) * | 2021-04-14 | 2022-10-21 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种大功率光纤耦合半导体激光器的温度控制系统及其使用方法 |
| CN115343897A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-11-15 | 江苏靖宁智能制造有限公司 | 一种水冷却的电弧增材熔池视觉ccd监控辅助散热装置 |
| CN217956945U (zh) * | 2022-08-02 | 2022-12-02 | 张云龙 | 一种电气变频柜降温装置 |
| CN115597302A (zh) * | 2022-10-08 | 2023-01-13 | 广东顺德工业设计研究院（广东顺德创新设计研究院）（Cn） | 恒温循环水路系统及恒温循环水箱 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20120125022A1 (en) | Cooling system | |
| JP2010266132A (ja) | インバータ冷却装置およびインバータ冷却方法ならびに冷凍機 | |
| US20060225876A1 (en) | Constant temperature controller | |
| JP2007240131A (ja) | 熱源機廻りの最適化制御 | |
| CN104735954B (zh) | 液冷式冷却器的控制方法、冷却装置及空调系统 | |
| CN116706340B (zh) | 储能系统热管理方法及其系统、电子设备、存储介质 | |
| JP6310142B2 (ja) | 電気自動車の温度制御システム | |
| JP2013213670A (ja) | インバータ冷却装置およびインバータ冷却方法ならびに冷凍機 | |
| CN113137722A (zh) | 用于变频模块防凝露的方法、装置及空调器 | |
| KR100746763B1 (ko) | 온도 제어 시스템 및 이를 이용한 차량 시트 온도 제어시스템 | |
| CN111503935B (zh) | 半导体调温装置控制系统及方法 | |
| CN116027836A (zh) | 一种激光器温湿度控制系统及方法 | |
| CN112294351A (zh) | 一种ct机内部温度调节方法 | |
| JP2011226680A (ja) | 冷却水製造設備 | |
| US6477850B2 (en) | Air conditioner | |
| KR100826926B1 (ko) | 수냉식 공기조화기 및 그 제어방법 | |
| CN110602926A (zh) | 一种通信基站的降温方法 | |
| CN115866973A (zh) | 机柜空调、机柜空调散热系统及控制方法 | |
| US4248292A (en) | Heat transfer control circuit for a heat pump | |
| CN210573431U (zh) | 一种热交换冷却温度传感器和热交换冷却温度传感设备 | |
| CN113745949A (zh) | 一种风冷光纤激光器 | |
| CN109246992B (zh) | 电控箱的散热系统及其相关设备 | |
| JP6896456B2 (ja) | 冷却装置 | |
| JP2004053119A (ja) | ヒートポンプ給湯装置 | |
| CN219607262U (zh) | 温控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230428 |