CN116565671A - 一种用于激光器的控温装置及控温方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种用于激光器的控温装置及控温方法，控温装置包括热沉板、罩体、温度传感器、温度调节管路、温控组件以及控制单元，通过设置温度调节管路、温控组件以及控制单元，将不同温度的第一气体以及第二气体分别通入第一传导管路与第二传导管路中，对热沉板的温度进行调节。通过热沉板与罩体将激光器置于封闭性的空间中，利用热沉板的温度对封闭性的空间中的温度进行调节，并且，激光器设置在热沉板上使得激光器与热沉板之间具有充分的热传递功能，使得激光器的温度调控更加快速且高效。

Description

一种用于激光器的控温装置及控温方法

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种用于激光器的控温装置及控温方法。

背景技术

激光器在工作时会产生大量的热，从而形成热透镜效应，影响激光输出的性能。现有的激光器散热装置包括水冷等，水冷散热效率低且不能精确控制，应用受限。此外，激光器在温度极低环境下也不能正常工作，例如室外温度低于零下10度时不能正常出光，需要对其加热才能正常工作，现有的散热装置只能对激光器进行散热，不能实现加热功能，从而影响激光器的应用场景。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种用于激光器的控温装置及控温方法，解决了现有技术中，激光器的温控装置只能对激光器进行降温调节的问题。

为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种用于激光器的控温装置，包括热沉板、罩体、温度传感器、温度调节管路、温控组件以及控制单元，激光器设置在热沉板上；罩体覆盖热沉板，激光器置于罩体内；温度传感器设置在热沉板上，用于检测热沉板表面的温度；温度调节管路设置在热沉板的底部，用于调节热沉板的温度，温度调节管路包括第一传导管路以及第二传导管路，第一传导管路与第二传导管路相互独立设置；温控组件用于将通入温控组件的气体分为第一气体以及第二气体，并将第一气体通入第一传导管路，将第二气体通入第二传导管路，并调节第一气体与第二气体的温度，第一气体的温度小于第二气体的温度；控制单元与温控组件以及温度传感器电连接，控制单元用于根据温度传感器检测的热沉板表面的温度，控制温控组件调节第一气体以及第二气体的温度，以及第一气体进入第一传导管路的气流量，第二气体进入第二传导管路的气流量。

在一些实施例中，温控组件包括空气压缩机、温控管以及温控阀；温控管与空气压缩机连通，用于接收空气压缩机泵入的气体，并使通入温控管内的气体产生旋流；温控阀设置在温控管上，温控阀用于将旋流分成第一气体以及第二气体，并调节温控管内第一气体与第二气体的比例。

在一些实施例中，温控阀的开度被配置为具有四种调节模式，四种调节模式用公式（1）表示，公式（1）表达如下：

；

其中，为温度调节值，/>为温度传感器的检测温度，/>为预设的激光器工作温度，/>为温控阀的开度。

在一些实施例中，温控管还包括第一出口以及第二出口，第一出口用于导出第一气体，第二出口用于导出第二气体，温控组件还包括第一阀门以及第二阀门，第一阀门上设有第一输入端、第一输出端以及第二输出端，第一输入端与第一出口连通，第一输出端与第一传导管路连通，第二输出端与外部环境连通，第一阀门用于调节第一气体通入第一传导管路的气流量；第二阀门上设有第二输入端、第三输出端以及第四输出端，第二输入端与第二出口连通，第三输出端与第二传导管路连通，第四输出端与外部环境连通，第二阀门用于调节第二气体通入第二传导管路的气流量。

在一些实施例中，温控组件还包括第一外扩喷头以及第二外扩喷头，第一外扩喷头设置在第二输出端，用于增大第一气体与外部环境的接触面积；第二外扩喷头设置在第四输出端，用于增大第二气体与外部环境的接触面积。

在一些实施例中，第一传导管路的数量为多个，多个第一传导管路按照第一预设间隔阵列分布在热沉板的底部；和/或，第二传导管路的数量为多个，多个第二传导管路按照第二预设间隔阵列分布在热沉板的底部。

在一些实施例中，多个第一传导管路与第二传导管路交错设置。

在一些实施例中，第一传导管路的结构为线型结构、回型结构以及蛇形结构中的一种；和/或，第二传导管路的结构为线型结构、回型结构以及蛇形结构中的一种。

在第二方面，本发明还提供一种激光器的控温方法，适用于第一方面所述的控温装置，方法包括：

S11、温度传感器采集热沉板表面的温度信息，并将温度信息发送至控制单元；

S12、控制单元接收温度信息，并判断温度信息是否位于预设温度区间范围内，若温度信息低于预设温度区间，则执行步骤S13,若温度信息高于预设温度区间，则执行步骤S14;

S13、控制单元发出第一控制信号至温控组件，使温控组件进入第二传导管路的气体的温度升高，并增大第二气体进入第二传导管路的气流量以加热热沉板；

S14、控制单元发出第二控制信号至温控组件，使温控组件进入第一传导管路的温度降低，并增大第一气体进入第一传导管路的气流量以冷却热沉板。

在一些实施例中，温控组件包括空气压缩机、温控管以及温控阀，温控阀设置在温控管上，方法还包括：

控制单元控制温控阀的开度，以调节温控管进入第一传导管路和/或第二传导管路的温度，温控阀的开度被配置为具有四种调节模式，四种调节模式用公式（1）表示，公式（1）表达如下：

；

其中，为温度调节值，/>为温度传感器的检测温度，/>为预设的激光器工作温度，/>为温控阀的开度。

区别于现有技术，上述技术方案通过设置温度调节管路、温控组件以及控制单元，将不同温度的第一气体以及第二气体分别通入第一传导管路与第二传导管路中，对热沉板的温度进行调节。如果需要升温，控制单元在获取到温度传感器的温度信息后，会控制温控组件预先调节第一气体的温度以及第二气体的温度，之后再调节第一气体进入第一传导管路、第二气体进入第二传导管路的气流量，使得第一传导管路或第二传导管路内的温度比热沉板现有温度高，通过第一传导管路或第二传导管路的内壁将热能传导至热沉板上，实现热沉板的加热功能，以此类推，需要降温时采用较低的温度对热沉板进行散热。通过热沉板与罩体将激光器置于封闭性的空间中，利用热沉板的温度对封闭性的空间中的温度进行调节，并且，激光器设置在热沉板上使得激光器与热沉板之间具有充分的热传递功能，使得激光器的温度调控更加快速且高效。

上述发明内容相关记载仅是本申请技术方案的概述，为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本申请的技术方案，进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施，并且为了让本申请的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解，以下结合本申请的具体实施方式及附图进行说明。

附图说明

附图仅用于示出本发明具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等，并不能认为是对本申请的限制。

在说明书附图中：

图1为本发明一具体实施方式所述激光器的控温装置的结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式所述激光器的控温装置的结构示意图；

图3为本发明一具体实施方式所述激光器的控温方法步骤图；

图4为本发明一具体实施方式所述激光器的控温装置中温控管工作原理示意图。

其中的附图标记包括：110、罩体；120、激光器；130、温度传感器；140、控制单元；150、热沉板；200、温度调节管路；210、第一传导入口；220、第二传导入口；300、温控组件310、第一软管；320、第二软管；330、空气压缩机；340、温控管；341、第一出口；342、第二出口；350、温控阀；360、第一阀门；361、第二输出端；362、第一外扩喷头；370、第二阀门；371、第四输出端；372、第二外扩喷头。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

请参阅图1，在第一方面，本实施例提供了一种用于激光器的控温装置，包括热沉板150、罩体110、温度传感器130、温度调节管路200、温控组件300以及控制单元140，激光器设置在热沉板150上；罩体110覆盖热沉板150，激光器120置于罩体110内；温度传感器130设置在热沉板150上，用于检测热沉板150表面的温度；温度调节管路200设置在热沉板150的底部，用于调节热沉板150的温度，温度调节管路200包括第一传导管路以及第二传导管路，第一传导管路与第二传导管路相互独立设置；温控组件300用于将通入温控组件300的气体分为第一气体以及第二气体，并将第一气体通入第一传导管路，将第二气体通入第二传导管路，并调节第一气体与第二气体的温度，第一气体的温度小于第二气体的温度；控制单元140与温控组件300以及温度传感器130电连接，控制单元140用于根据温度传感器130检测的热沉板150表面的温度，控制温控组件300调节第一气体以及第二气体的温度，以及第一气体进入第一传导管路的气流量，第二气体进入第二传导管路的气流量。

控温装置包括罩体110以及热沉板150；热沉板150设置于罩体110的一侧，例如底面，用于传导热量，热沉板150为热导率良好的材料制成的板件，例如，热导率良好的材料可以是铜、陶瓷氮化铝以及金刚石等；激光器120设置于罩体110内，并且激光器120与热沉板150面接触，激光器120所产生的热量能够传导到热沉板150上，可选地，激光器120为大功率激光器，激光器120能够用于产生大功率激光。温度传感器130设置于罩体110内，并且，温度传感器130设置在热沉板150上，温度传感器130通过检测热沉板150的温度，进而获得激光器120的温度；可选地，温度传感器130设置在热沉板150靠近激光器120发热源所在位置。作为一个可选的实施例，控制单元140也可以设置在罩体110内部，用于根据温度传感器130测量的温度实时调控激光器120的温度。

激光器120热控装置还包括温度调节管路200，温度调节管路200紧密贴覆于热沉板150下侧，温度调节管路200包括第一传导管路与第二传导管路，第一传导管路与第二传导管路相互独立，不连通。温度调节管路200与热沉板150通过导热硅脂等导热材料充分接触，热沉板150又与激光器120通过导热硅脂等导热材料充分接触，从而实现温度调节管路200对激光器120的热控。第一传导管路具有第一传导入口210以及第一传导出口，第一传导入口210与温控组件300所产生的第一气体连通，用于通入第一气体，第一传导出口用于将完成热交换的第一气体排出；第一传导管路设置在热沉板150底部，第一气体通过第一传导管路时，能够与热沉板150的底部进行热交换，从而实现热沉板150的温度调节功能。优选的，为便于提升热沉板150与第一气体的热交换速率，可以将第一传导管路进行合理布置，具体可以是：设置多个第一传导管路，阵列分布在热沉板150的底部；又或者，使第一传导管路呈弯曲状均匀盘布在热沉板150的底部。

第二传导管路具有第二传导入口220以及第二传导出口，第二传导入口220与温控组件300所产生的第二气体连通，用于通入第二气体，第二传导出口用于将完成热交换的第二气体排出；第二传导管路设置在热沉板150底部，第二气体通过第二传导管路时，能够与热沉板150的底部进行热交换，从而实现热沉板150的温度调节功能。优选的，为便于提升热沉板150与第二气体的热交换速率，可以将第二传导管路进行合理布置，具体可以是：设置多个第二传导管路，阵列分布在热沉板150的底部；又或者，使第二传导管路呈弯曲状均匀盘布在热沉板150的底部。

第一传导管路与第二传导管路均设置在热沉板150的底部用作调节热沉板150的部件，因此，第一传导管路与第二传导管路可以通过合理的方式设置，例如，第一传导管路设置在热沉板150的一侧，第二传导管路设置在热沉板150的另一侧；又或者，优选的，第一传导管路与第二传导管路交错设置在热沉板150的底部，这一方式能够使得第一传导管路与第二传导管路均匀地分布在热沉板150的底部，使得热沉板150与第一传导管路以及第二传导管路之间的热交换更为均衡，提升热交换的速率。

控温装置还包括温控组件300，为便于区分，根据气体温度对第一气体以及第二气体进行大致划分，设定第一气体的温度小于第二气体的温度，则第一气体作为冷气，第二气体作为热气，温控组件300分别通过冷气软管和热气软管与温度调节管路200连通，具体的，冷气软管与第一传导管路连通，热气软管与第二传导管路连通，温控组件300基于控制单元140的控制通过冷气软管向第一传导管路通入第一气体，或者通过热气软管向第二传导管路通入第二气体。

请参阅图1与图2，本实施例的工作模式大致分为制冷与加热两种模式。制冷模式：激光器120工作产生热量，热量传导至热沉板150使得温度升高，温度传感器130检测热沉板150温度并将数据传输至控制单元140，控制单元140根据温度控制温控组件300产生的第一气体导流至温度调节管路200中的第一传导管路，此时第一气体为高速冷气流，第一气体通过第一传导管路的通道壁带走从热沉板150传导至温度调节管路200的热量，实现热沉板150的降温，进而实现对激光器120的降温制冷。加热模式：环境温度过低时激光器120无法正常运行，此时热沉板150的温度与激光器120的温度、外部环境温度相同，温度传感器130检测热沉板150温度并传输至控制单元140，控制单元140因温度过低控制温控组件300产生第二气体导流至温度调节管路200中的第二传导管路，此时第二气体为高速热气流，第二气体通过第二传导管路的通道壁带走从热沉板150传导至温度调节管路200的热量，实现热沉板150的降温，进而实现对激光器120的降温制热。

作为一个优选的实施例，控制单元140可以根据温度高低选择不同的制冷或加热等级所对应的温度调节模式，以制冷模式为例，根据制冷等级控制温控组件300调节冷流比改变第一气体的温度从而达到不同的制冷效果。

通过设置温度调节管路200、温控组件300以及控制单元140，将不同温度的第一气体以及第二气体分别通入第一传导管路与第二传导管路中，对热沉板150的温度进行调节。如果需要升温，控制单元140在获取到温度传感器130的温度信息后，会控制温控组件300预先调节第一气体的温度以及第二气体的温度，之后再调节第一气体进入第一传导管路、第二气体进入第二传导管路的气流量，使得第一传导管路或第二传导管路内的温度比热沉板150现有温度高，通过第一传导管路或第二传导管路的内壁将热能传导至热沉板150上，实现热沉板150的加热功能，以此类推，需要降温时采用较低的温度对热沉板150进行散热。通过热沉板150与罩体110将激光器120置于封闭性的空间中，利用热沉板150的温度对封闭性的空间中的温度进行调节，并且，激光器120设置在热沉板150上使得激光器120与热沉板150之间具有充分的热传递功能，使得激光器120的温度调控更加快速且高效。

在一些实施例中，温控组件300包括空气压缩机330、温控管340以及温控阀350；温控管340与空气压缩机330连通，用于接收空气压缩机330泵入的气体，并使通入温控管340内的气体产生旋流；温控阀350设置在温控管340上，温控阀350用于将旋流分成第一气体以及第二气体，并调节温控管340内第一气体与第二气体的比例。

在本实施例中，温控组件300包括空气压缩机330，空气压缩机330用于将环境空气压缩后高速输出至温控管340中；温控管340通过接收空气压缩机330输出的压缩空气产生第一气体和第二气体。

温控管340利用内层冷气流（或外层热气流）进行制冷（或加热），将压缩空气注入温控管340的进气口中，高速气体产生漩涡，外层漩涡气体温度提高，内层漩涡温度降低，可在复杂的环境条件下实现稳定制冷或制热以达到控制温度的效果。温控管340包括顺流型温控管340与逆流型温控管340，冷热流体从同侧排出即为顺流型，冷热气体在异侧排出为逆流型。本实施例中，温控管340在结构上采用逆流型温控管340，即冷热气体在温控管340异侧排出，因为逆流型温控管340的效率远远高于顺流型温控管340，同时还有利于热控系统的其他结构布局，当然，也可以通过顺流型温控管340，顺流型温控管340的工作模式及原理在此不做赘述。

温控阀350用于调节温控管340内压缩空气所产生的旋流的冷流比，从而调节温控管340从冷气出口和热气出口输出的第一气体和第二气体的比例。图4示出了温控阀350的具体结构：温控阀350包括控制阀和堵锥，通过旋转控制阀，改变堵锥轴向位置，利用其带锥度的侧面来实现不同尺寸的出流通道（此处出流通道即堵锥侧面与温控管340管壁共同构成的通道），进而改变温控管340热端第二气体的出流量达到调节冷流比的目的，不同的冷流比会产生不同的制冷、制热效果，温控管340的热端出气比例越高，则温控管340的冷端气流的温度就越低，具体温控管结构及气流运行如图4所示。

本实施例中，温控管340采用逆流型结构，逆流型结构中冷气流受阻挡反向输出温控管340，逆流型结构利于制冷与制热模式的切换设计。为便于说明，温控管340输出第二气体（即热气）的一端记为第二出口342，温控管340输出第一气体（即冷气）的一端记为第一出口341。如图1与图4所示，空气压缩机330通入的高压气体经过一个切向的入口喷嘴进入到温控管340内部，在温控管340的管室内流动，气流变为旋流运动，进而旋流气体向第二出口342方向流动，在流动过程中，一部分气体由温控管340的第二出口342排出，另一部分气体运动方向则发生变化，由堵锥反弹向第一出口341方向流动。在温控管340内，冷热气流交汇会发生能量分离效应，使得第二出口342的气体温度高于入口喷嘴处的气体温度，第一出口341端气体温度则会低于入口喷嘴处的气体温度。温控管内部气流流动如图4中箭头所示，当空气压缩机330的高压气体从入口喷嘴高速喷出时，外围区域流体的角速度低于核心区域流体的角速度，在入口喷嘴出口附近形成自由涡流。气流继续向第二出口342方向漩涡流动，在内摩擦的作用下，使得同一轴向位置截面上的不同径向位置的流体趋于以相同的角速度旋转而形成强制涡，类似于刚性固体的旋转运动，在这个过程中，机械能从内层流体转移到外层流体，而扩散能则以相反的方向流动，由于外围区域流体获得的动能大于损失的内能，因此外围区域流体的温度会升高而核心区域流体的温度会降低，核心区域气体又经堵锥反弹向第一出口341方向流动，从而实现热气流与冷气流的分离。

罩体110中，温度传感器130通过导热硅脂与热沉板150紧密接触，实时对激光器120的温度进行监控，并将数据传输至控制单元140，控制单元140根据温度数据，选择不同的模式，控制温控阀350的开度来调节冷热气流，从而实现对激光器120的温度调节。

温控阀350调节冷流比，冷流比与温控管340制冷系数以及温控管340制热系数的关系如公式（2）、（3）、（4）所示，冷流比越小，温控管340的第二出口342出气比例越高，则温控管340第一气体的温度就越低，温控管340的第一出口341的气流量相应减少，冷流比越大，温控管340第二出口342的出气比例越低，则温控管340第一气体的温度就越低，第一出口341的气流量也相应减少。

其中，冷流比是第一出口341输出的第一气体的质量流量与温控阀350的气体入口处由空气压缩机330输入的高压气体的质量流量的比值，制冷性能系数与制热性能系数分别表征温控管340制冷效率与制热效率的高低，制冷性能系数越高制冷效率越高，激光器120降温越快，制热性能系数越高制热效率越高，激光器120升高越快。

温控管340的制冷性能系数与冷流比满足如下关系：

冷流比由公式（2）表示，公式（2）如下：

μ；

温控组件300制冷性能系数由公式（3）表示，公式（3）如下：

；

温控组件300制热性能系数由公式（4）表示，公式（4）如下：

（4）

其中，为冷端输出气体的质量流量，/>为入口压缩输入气体的质量流量，单位为kg/s；/>为入口压缩输入气体的温度，/>为冷端输出气体的温度，/>为热端输出气体的温度，温度单位为K；/>为入口压缩输入气体的压强，/>为冷端输出气体的压强，/>为热端输出气体的压强，单位为MPa；/>为气体的绝缘指数，本申请用空气作为温控组件300工作介质，绝热指数取1.4。

通过温控管340与温控阀350，能够将压缩的空气转化为不同温度的第一气体以及第二气体，将第一气体与第二气体分别通入温度调节管路200中，实现热沉板150的温度调节功能。

在一些实施例中，温控阀350的开度被配置为具有四种调节模式，四种调节模式用公式（1）表示，公式（1）表达如下：

；

其中，为温度调节值，/>为温度传感器130的检测温度，/>为预设的激光器120工作温度，/>为温控阀350的开度。

在本实施例中，当时，K=1表示制冷效果最佳，K=3表示制热效果最佳。

在一些实施例中，温控管340还包括第一出口341以及第二出口342，第一出口341用于导出第一气体，第二出口342用于导出第二气体，温控组件300还包括第一阀门360以及第二阀门370，第一阀门360上设有第一输入端、第一输出端以及第二输出端361，第一输入端与第一出口341连通，第一输出端与第一传导管路连通，第二输出端361与外部环境连通，第一阀门360用于调节第一气体通入第一传导管路的气流量；第二阀门370上设有第二输入端、第三输出端以及第四输出端371，第二输入端与第二出口342连通，第三输出端与第二传导管路连通，第四输出端371与外部环境连通，第二阀门370用于调节第二气体通入第二传导管路的气流量。

在本实施例中，控制单元140控制第一阀门360的开度，从而调节进入第一传导管路内的第一气体的气流量，同样的，控制单元140控制第二阀门370的开度，进而调节进入第二传导管路内的第二气体的气流量。由于温控管340的第一气体与第二气体形成需要始终保持在高速流动的状态，因此，产生的第一气体与第二气体需及时排出温控管340，第二输出端361、第四输出端371均与外部环境连通，以第一阀门360为例，当控制单元140控制第一阀门360的开度，使得进入第一传导管路内的第一气体的气流量减小时，多余的第一气体将从第二输出端361排出至室外，以保持温控管340内的气压平衡。

作为一个优选的实施例，第一阀门360的第一输入端与第一传导管路之间通过第一软管310连接，第二阀门370的第二输入端与第二传导管路之间通过第二软管320连接。

通过设置第一阀门360与第二阀门370，使得控制单元140能够多次调节第一阀门360与第二阀门370的开度，便于设定多种制冷/制热等级及其所对应的模式，满足热沉板150及激光器120在不同环境温度下的调节需求。

在一些实施例中，温控组件300还包括第一外扩喷头362以及第二外扩喷头372，第一外扩喷头362设置在第二输出端361，用于增大第一气体与外部环境的接触面积；第二外扩喷头372设置在第四输出端371，用于增大第二气体与外部环境的接触面积。

在本实施例中，第一外扩喷头362呈圆锥状，较大开口的一端朝向外部，可以增大高速流动状态下的第一气体与环境空气的接触，防止第一气体向外部环境排出时伤人或物，造成安全事故。

在本实施例中，第二外扩喷头372呈圆锥状，较大开口的一端朝向外部，可以增大高速流动状态下的第二气体与环境空气的接触，防止第二气体向外部环境排出时伤人或物，造成安全事故。

在一些实施例中，第一传导管路的数量为多个，多个第一传导管路按照第一预设间隔阵列分布在热沉板150的底部；和/或，第二传导管路的数量为多个，多个第二传导管路按照第二预设间隔阵列分布在热沉板150的底部。

在本实施例中，第一传导管路通过第一预设间隔阵列分布在热沉板150的底部，第二传导管路按照第二预设间隔阵列分布在热沉板150的底部。第一传导管路与第二传导管路具体的分布状态可以根据实际情况进行设定，例如，将第一传导管路集中设置于热沉板150的底面的一侧，第二传导管路集中设置于热沉板150的底面的另一侧，则第一预设间隔需要确保相邻的两个第一传导管路不会相互接触，影响第一传导管路与热沉板150之间的热交换：一旦相邻设置的两个第一传导管路相互接触，将使得第一传导管路内的第一气体的热交换对象从热沉板150变为热沉板150以及相邻设置的其他的第一传导管路，进而降低热沉板150的热交换速率；同样的，第二预设间隔需要确保相邻的两个第二传导管路不会相互接触，影响第二传导管路与热沉板150之间的热交换。

通过设置多个第一传导管路与多个第二传导管路，将扩大第一传导管路以及第二传导管路与热沉板150之间的热交换面积，提升热沉板150的温度调节速率，进而提高激光器120的控温效率。

在一些实施例中，多个第一传导管路与第二传导管路交错设置。在本实施例中，第一传导管路与第二传导管路交错设置。则第一预设间隔需满足设置在相邻两个第一传导管路之间的第二传导管路不与相邻的两个第一传导管路接触，同样的，第二预设间隔需满足设置在相邻两个第二传导管路之间的第一传导管路不与相邻的两个第二传导管路接触，避免第一传导管路与热沉板150之间的热交换以及第二传导管路与热沉板150之间的热交换受到影响。

多个第一传导管路与第二传导管路交错设置能够使得第一传导管路与第二传导管路均匀地分布在热沉板150的底部，使得热沉板150与第一传导管路以及第二传导管路之间的热交换更为均衡，提升热交换的速率。

在一些实施例中，第一传导管路的结构为线型结构、回型结构以及蛇形结构中的一种；和/或，第二传导管路的结构为线型结构、回型结构以及蛇形结构中的一种。

线型结构能够减少气流涡旋，对器件结构损失小；蛇形结构可以设计的使气流流经距离足够长，增大制冷或制热距离。优选的，第一传导管路和/或第二传导管路选用回型结构，特别是圆形盘旋的回型结构能够增大制冷或制热距离，且基本无气流涡旋，提高制冷或制热的效率，也不会损伤第一传导管路以及第二传导管路。

在一些实施例中，为增强制冷或制热效果，与冷流比具有最佳的匹配效果，设定第一预设间隔和/或第二预设间隔的间距为5-10mm，第一传导管路和/或第二传导管路的管壁厚度为2-4mm。

请参阅图3，在第二方面，本实施例还提供一种激光器的控温方法，适用于第一方面所述的控温装置，方法包括：

S11、温度传感器采集热沉板表面的温度信息，并将温度信息发送至控制单元；

S12、控制单元接收温度信息，并判断温度信息是否位于预设温度区间范围内，若温度信息低于预设温度区间，则执行步骤S13,若温度信息高于预设温度区间，则执行步骤S14;

S13、控制单元发出第一控制信号至温控组件，使温控组件进入第二传导管路的第二气体的温度升高，并增大第二气体进入第二传导管路的气流量以加热热沉板；

S14、控制单元发出第二控制信号至温控组件，使温控组件进入第一传导管路的第一气体的温度降低，并增大第一气体进入第一传导管路的气流量以冷却热沉板。

在本实施例中，第一气体为冷气，第二气体为热气，当激光器120需要制冷时，控制单元140发出第二控制信号，温控组件300进入第一传导管路的气体的温度降低，并且控制单元140还用于加大进入第一传导管路中的第一气体的气流量，以提高热沉板150的冷却效率，进而提升激光器120的冷却效率；当激光器120需要加热时，控制单元140发出第一控制信号，温控组件300进入第二传导管路的气体的温度升高，并且，控制单元140还用于加大进入第二传导管路中的第二气体的气流量，以提高热沉板150的加热效率，进而提升激光器120的加热效率。

通过设置温度调节管路200、温控组件300以及控制单元140，将不同温度的第一气体以及第二气体分别通入第一传导管路与第二传导管路中，对热沉板150的温度进行调节。如果需要升温，控制单元140在获取到温度传感器130的温度信息后，会控制温控组件300预先调节第一气体的温度以及第二气体的温度，之后再调节第一气体进入第一传导管路、第二气体进入第二传导管路的气流量，使得第一传导管路或第二传导管路内的温度比热沉板150现有温度高，通过第一传导管路或第二传导管路的内壁将热能传导至热沉板150上，实现热沉板150的加热功能，以此类推，需要降温时采用较低的温度对热沉板150进行散热。通过热沉板150与罩体110将激光器120置于封闭性的空间中，利用热沉板150的温度对封闭性的空间中的温度进行调节，并且，激光器120设置在热沉板150上使得激光器120与热沉板150之间具有充分的热传递功能，使得激光器120的温度调控更加快速且高效。

在一些实施例中，温控组件300包括空气压缩机330、温控管340以及温控阀350，温控阀350设置在温控管340上，方法还包括：

控制单元控制温控阀的开度，以调节温控管进入第一传导管路和/或第二传导管路的温度，温控阀的开度被配置为具有四种调节模式，四种调节模式用公式（1）表示，公式（1）表达如下：

；

其中，为温度调节值，/>为温度传感器的检测温度，/>为预设的激光器工作温度，/>为温控阀的开度。

上述技术方案通过设置温度调节管路200、温控组件300以及控制单元140，将不同温度的第一气体以及第二气体分别通入第一传导管路与第二传导管路中，对热沉板150的温度进行调节。如果需要升温，控制单元140在获取到温度传感器130的温度信息后，会控制温控组件300预先调节第一气体的温度以及第二气体的温度，之后再调节第一气体进入第一传导管路、第二气体进入第二传导管路的气流量，使得第一传导管路或第二传导管路内的温度比热沉板150现有温度高，通过第一传导管路或第二传导管路的内壁将热能传导至热沉板150上，实现热沉板150的加热功能，以此类推，需要降温时采用较低的温度对热沉板150进行散热。通过热沉板150与罩体110将激光器120置于封闭性的空间中，利用热沉板150的温度对封闭性的空间中的温度进行调节，并且，激光器120设置在热沉板150上使得激光器120与热沉板150之间具有充分的热传递功能，使得激光器120的温度调控更加快速且高效。

尽管在本申请的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述，但并不能因此限制本申请的专利保护范围。凡是基于本申请的实质理念，利用本申请说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案，以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等，均包括在本申请的专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于激光器的控温装置，其特征在于，包括：

热沉板，激光器设置在所述热沉板上；

罩体，覆盖所述热沉板，所述激光器置于所述罩体内；

温度传感器，设置在所述热沉板上，用于检测所述热沉板表面的温度；

温度调节管路，设置在所述热沉板的底部，用于调节所述热沉板的温度，所述温度调节管路包括第一传导管路以及第二传导管路，所述第一传导管路与所述第二传导管路相互独立设置；

温控组件，用于将通入所述温控组件的气体分为第一气体以及第二气体，并将所述第一气体通入所述第一传导管路，将所述第二气体通入所述第二传导管路，并调节所述第一气体与所述第二气体的温度，所述第一气体的温度小于所述第二气体的温度；

控制单元，与所述温控组件以及所述温度传感器电连接，所述控制单元用于根据所述温度传感器检测的所述热沉板表面的温度，控制所述温控组件调节所述第一气体以及所述第二气体的温度，以及所述第一气体进入所述第一传导管路的气流量，所述第二气体进入所述第二传导管路的气流量。

2.根据权利要求1所述的用于激光器的控温装置，其特征在于，所述温控组件包括：

空气压缩机；

温控管，与所述空气压缩机连通，用于接收所述空气压缩机泵入的气体，并使通入所述温控管内的气体产生旋流；

温控阀，设置在所述温控管上，所述温控阀用于将所述旋流分成所述第一气体以及所述第二气体，并调节所述温控管内所述第一气体与所述第二气体的比例。

3.根据权利要求2所述的用于激光器的控温装置，其特征在于，所述温控阀的开度被配置为具有四种调节模式，所述四种调节模式用公式（1）表示，所述公式（1）表达如下：

；

其中，为温度调节值，/>为温度传感器的检测温度，/>为预设的激光器工作温度，/>为所述温控阀的开度。

4.根据权利要求2所述的用于激光器的控温装置，其特征在于，所述温控管还包括第一出口以及第二出口，所述第一出口用于导出所述第一气体，所述第二出口用于导出所述第二气体，所述温控组件还包括：

第一阀门，所述第一阀门上设有第一输入端、第一输出端以及第二输出端，所述第一输入端与所述第一出口连通，所述第一输出端与所述第一传导管路连通，所述第二输出端与外部环境连通，所述第一阀门用于调节所述第一气体通入所述第一传导管路的气流量；

第二阀门，所述第二阀门上设有第二输入端、第三输出端以及第四输出端，所述第二输入端与所述第二出口连通，所述第三输出端与所述第二传导管路连通，所述第四输出端与外部环境连通，所述第二阀门用于调节所述第二气体通入所述第二传导管路的气流量。

5.根据权利要求4所述的用于激光器的控温装置，其特征在于，所述温控组件还包括：

第一外扩喷头，设置在所述第二输出端，用于增大第一气体与外部环境的接触面积；

第二外扩喷头，设置在所述第四输出端，用于增大第二气体与外部环境的接触面积。

6.根据权利要求1所述的用于激光器的控温装置，其特征在于，所述第一传导管路的数量为多个，多个所述第一传导管路按照第一预设间隔阵列分布在所述热沉板的底部；

和/或，所述第二传导管路的数量为多个，多个所述第二传导管路按照第二预设间隔阵列分布在所述热沉板的底部。

7.根据权利要求6所述的用于激光器的控温装置，其特征在于，多个所述第一传导管路与所述第二传导管路交错设置。

8.根据权利要求1或7所述的用于激光器的控温装置，其特征在于，所述第一传导管路的结构为线型结构、回型结构以及蛇形结构中的一种；

和/或，所述第二传导管路的结构为线型结构、回型结构以及蛇形结构中的一种。

9.一种激光器的控温方法，其特征在于，适用于权利要求1-8任一项所述的控温装置，所述方法包括：

S11、温度传感器采集所述热沉板表面的温度信息，并将所述温度信息发送至控制单元；

S12、控制单元接收所述温度信息，并判断所述温度信息是否位于预设温度区间范围内，若所述温度信息低于所述预设温度区间，则执行步骤S13,若所述温度信息高于所述预设温度区间，则执行步骤S14;

S13、控制单元发出第一控制信号至所述温控组件，使所述温控组件进入所述第二传导管路的气体的温度升高，并增大所述第二气体进入所述第二传导管路的气流量以加热所述热沉板；

S14、控制单元发出第二控制信号至所述温控组件，使所述温控组件进入所述第一传导管路的气体的温度降低，并增大所述第一气体进入所述第一传导管路的气流量以冷却所述热沉板。

10.根据权利要求9所述的激光器的控温方法，其特征在于，所述温控组件包括空气压缩机、温控管以及温控阀，所述温控阀设置在所述温控管上，所述方法还包括：

控制单元控制所述温控阀的开度，以调节所述温控管进入第一传导管路和/或所述第二传导管路的温度，所述温控阀的开度被配置为具有四种调节模式，所述四种调节模式用公式（1）表示，所述公式（1）表达如下：

；

其中，为温度调节值，/>为温度传感器的检测温度，/>为预设的激光器工作温度，/>为所述温控阀的开度。