CN203085959U - 一种新型激光用水冷系统 - Google Patents

Abstract

一种新型激光用水冷系统，包括水路和电路部分，所述水路部分包括水泵、三通水嘴、止水接头、聚光腔、散热水箱、水流保护开关和储水箱，这些部件依次连接从而形成水路循环，所述电路部分包括液位开关，所述液位开关安装在所述储水箱上，液位开关连接有蜂鸣器和指示灯以提供不同的水位消息，所述电路还包括温控单元，温度传感器，调速风扇，温控单元根据温度传感器的信号对调速风扇或者切断给激光器供电的电源。该激光用水冷系统能够直观地体现水位高低，自动测量水温，并根据水温的高低进行主动降温，甚至系统断电，自动化程度高，安全性好，适用于各种灯泵浦和半导体泵浦的激光器。具有广泛的应用前景。

Description

一种新型激光用水冷系统

技术领域

本实用新型涉及一种水冷系统，尤其是涉及一种用于固体激光器的激光用水冷系统，可用于有水冷需求的激光设备中，是一种实用、智能、安全、可靠的激光用水冷系统。 

背景技术

激光在工作的过程中，通过诸如氙灯的灯泵浦、半导体激光泵浦等形式将能量注入到诸如Nd:YAG棒的激光工作介质中，但其通常转换效率较低。灯泵浦的转换效率最低，只有大约4％，半导体激光泵浦的转换效率略高，也仅仅通常为20％。大量的能量被转换为热量。激光所产生的热量可能会导致不良的后果，一则容易导致激光工作介质的性质发生变化，影响输出的光束质量。另外，如果热量不能及时排除，腔内温度持续升高，还可能会导致超出激光工作介质的热上限，灯棒温度过高从而导致灯棒发生爆炸的恶性后果。因此，对于激光设备，冷却至关重要。 

在激光领域中，通常的散热方式包括水冷和风冷，而水冷成本低，效率高，能够快速排走激光器在工作过程中产生的热量，而被广泛采用。但通常的水冷方式较为简单，仅仅是通过水泵将水箱中的水泵入激光腔，然后在通过水路返回水箱，形成水路循环。现有技术中的激光水冷存在如下的缺点：第一，不便于观察，通常采用激光操作者人工观察的方式，容易分散工作人员的注意力，且观察方式所观察到的水位精度不够。在冷却系统注水时，通常通过人工的观察，因此，水位过高以后，系统无法实现自动报警。第二，没有稳定的冷却水温度控制方式，仅仅是通过水箱中大量的水，大的热容来降低激光的水温，当激光器长时间，水温容易升高，同样会导致激光输出光束质量的恶劣，也不能进行主动的降温操作。第三，没有系统工作自动保护方式，正如第二点中所说的，当水温升高以后，只能人工的通过感测水温来决定是否停止工作，无法实现水温到达预定温度后的系统自动切断保护。因此，随着系统自动化的发展，如何对激光用的水冷系统进行水位自动报警、水温自动调控，系统自动保护，注水的自动报警成为急需解决的问题。 

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种新型激光用水冷系统， 该系统具有水路部分和电路部分，系统经过智能化改良，使得系统水位提示明显、达到水位后自动提示，对水温实现主动和精确的控制、水温过高后自动保护系统、放水干净，更加安全可靠。 

本实用新型的技术方案为：一种新型的激光用水冷系统，包括水路和电路部分，所述水路部分包括水泵、三通水嘴、止水接头、聚光腔、散热水箱、水流保护开关和储水箱，这些部件依次连接从而形成水路循环，所述电路部分包括液位开关，所述液位开关安装在所述储水箱上。通过该液位开关，系统能够自动识别储水箱中的水位是否达到上限或者下限。 

所述电路部分还包括水位提示装置，所述液位开关与所述水位提示装置电连接。所述水位提示装置包括蜂鸣器、指示灯，所述蜂鸣器和所述指示灯分别与所述液位开关电连接。当液位开关检测到储水箱中的水位达到上限或者下限时，液位开关能够给水位提示装置，例如蜂鸣器或者指示灯分别发出信号以提示使用者。 

所述电路部分还包括温控单元、用于冷却所述散热水箱的调速风扇和温度传感器，所述温控单元与所述调速风扇、所述温度传感器和所述水流保护开关电连接。利用温控单元，系统能够调整调速风扇的旋转速度，加快散热，从而控制散热水箱中的水温。 

所述温控单元具有显示单元，所述显示单元实时显示所述温度传感器测量的温度。利用显示单元，使用者可以获知准确的水温。 

所述储水箱为封闭的水箱，所述温度传感器贴在所述储水箱的侧面以进行温度的测量。利用该方法，既可以测量水温，又能维持系统的封闭。 

所述温控单元与给激光器的供电的电源连接。当温度传感器测量的温度到达一定阈值时，温控单元可以给激光器的供电的电源发控制信号，终止激光器的工作，以避免激光器发生爆炸。 

所述储水箱的上盖安装有所述储水箱的出、进水管，注水口水管，泄流口水管和所述液位开关。将这些水流水管都放置在上盖上，即方便安装，又保住了系统的密闭性。 

所述水路部分还包括放水嘴，所述放水管连接在所述三通水嘴处。通过放水管，系统可以将储水箱中的水排出。 

所述电路部分还包括供电系统，所述供电系统分别与所述水泵、所述调速风扇、所述温控单元、所述温度传感器和所述液位开关电连接。 

本实用新型的有益效果是： 

1.水冷系统含有水路和电路两部分；水路部分是全封闭式，电路部分为系统的正常工作提供实时监控和智能安全保障。 

2、水箱配有液位开关，再连接作为水位提示的蜂鸣器与指示灯，使水位的高低更直观的 体现出来。 

3、系统增加了可多种电压供电选择的可实时显示系统水温的温控单元，连接着温度传感器、调速风扇和水流保护开关，可以实时显示水箱中的水温，根据水温控制调速风扇的工作，调节散热水箱的水温，在温度过高时切断系统电源，避免激光器发生爆炸，为水路的正常工作提供智能安全保障。 

4.储水箱的出、进水管，注水口水管，泄流口水管，液位开关均在水箱上表面安装，使之更安全、更易密封。 

5.系统增加了水箱泄流口，在注水过多时将多余的水及时排出，避免了由于使用者观察不及时所导致的水流漫溢。 

6.系统增加了止水接头，将放水嘴与三通水嘴连接，放水时断开止水接头打开放水盖，以泵水方式排水，加快了冷却系统的排水速度。 

附图说明

图1是本实用新型的激光用水冷系统连接图。 

图中1.聚光腔，2.止水接头，3.三通水嘴，4.放水嘴，5.水泵，6.供电系统，7调速风扇，8.注水口，9.指示灯，10.蜂鸣器，11.温控单元，12.温度传感器，13.泄流口，14.液位开关，15.储水箱，16.水流保护开关，17.散热水箱。 

具体实施方式

现结合附图对本实用新型做进一步描述： 

如图所示为本实用新型水系统各功能器件连接图，系统包括水路和电路两部分：水路部分是全封闭式，电路部分为水路部分的正常工作提供供电以及安全保障。 

水路包括水泵5、三通水嘴3、止水接头2、聚光腔1、散热水箱17、水流保护开关16和储水箱15。系统水循环从储水箱15出发，依次通过水泵5、三通水嘴3、止水接头2、聚光腔1、散热水箱17、水流保护开关16、最后回到储水箱15，形成基本的水流保护系统。 

电路部分包括供电系统6、调速风扇7、指示灯9、蜂鸣器10、温控单元11、温度传感器12和液位开关14。供电系统6分别与水泵5、调速风扇7、指示灯9、蜂鸣器10、温控单元11、温度传感器12和液位开关14电连接，为其供电。 

储水箱15为全封闭的水箱，在储水箱15上面具有液位开关14，液位开关14安装在储水箱15上，其下部升入储水箱15，液位开关14具有上水位和下水位。液位开关14连接有水 位提示装置。在一个实施例中，水位提示装置包括蜂鸣器10和指示灯9，蜂鸣器10和指示灯9分别与液位开关14电连接。在注水口8处注水，当储水箱内的水位低于液位开关14下水位高度时，蜂鸣器10蜂鸣提示；当储水箱内的水位高于液位开关14的上水位高度时，指示灯9亮，而过多的水可以从泄流口13水排出。 

储水箱15的上表面上安装有出、进水管，注水口8的水管，泄流口13的水管，液位开关14，使系统的水路更安全、便于储水箱的封闭，且方便安装。 

在三通水嘴3处具有放水嘴4，从而将储水箱15中的水流排出。放水时打开止水接头2，断开水循环，打开放水嘴4的盖子，再使水泵5工作，通过泵水方式将水排出。 

温控单元11与温度传感器12、调速风扇7和水流保护开关16电连接。温度传感器12测量水路中的水温，在一个实施例中，温度传感器12贴在封闭的水箱侧面以测量水箱中的水温。温控单元11上具有温度显示单元实时显示温度传感器12提供的温度，并同步对调速风扇7进行转速调整，而调速风扇7能够加速散热水箱17的散热功能，这样就达到了对水的冷却速度的调节。当温度传感器12测量的水温达到温控单元11设置的温度上限时，温控单元11传递控制信号至激光棒的供电单元(图中未示出)，切断激光棒供电单元对激光棒的供电，使得激光设备停止工作。这样，温控单元11为水路的正常工作提供智能安全保障。 

本实用新型的激光用水冷系统能够自动测量水箱中的水温并分别对高低水位进行报警或者提示；具有调速风扇，结合了风冷和水冷的优点，能够加快水温的冷却，以控制水温；能够实时测量并显示水箱中的水温，并根据水温的升高加快系统冷却，甚至必要时停止系统的工作。该激光用水冷系统能够适用于各种灯泵浦和半导体泵浦的激光器。具有广泛的应用前景。 

以上实施例仅用以说明本实用新型而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型进行修改或者同等替换，而不脱离本新型的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。 

Claims (10)

1.一种新型激光用水冷系统，包括水路和电路部分，所述水路部分包括水泵(5)、三通水嘴(3)、止水接头(2)、聚光腔(1)、散热水箱(17)、水流保护开关(16)和储水箱(15)，这些部件依次连接从而形成水路循环，其特征在于：所述电路部分包括液位开关(14)，所述液位开关(14)安装在所述储水箱上。 

2.根据权利要求1所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述电路部分还包括水位提示装置，所述液位开关(14)与所述水位提示装置电连接。 

3.根据权利要求2所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述水位提示装置包括蜂鸣器(10)、指示灯(9)，所述蜂鸣器(10)和所述指示灯(9)分别与所述液位开关电连接。 

4.根据权利要求1所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述电路部分还包括温控单元(11)、用于冷却所述散热水箱(17)的调速风扇(7)和温度传感器(12)，所述温控单元(11)分别与所述调速风扇(7)、所述温度传感器(12)和所述水流保护开关(16)电连接。 

5.根据权利要求4所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述温控单元(11)具有显示单元，所述显示单元实时显示所述温度传感器(12)测量的温度。 

6.根据权利要求4所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述储水箱(15)为封闭的水箱，所述温度传感器(12)贴在所述储水箱(15)的侧面以进行温度的测量。 

7.根据权利要求4所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述温控单元(11)与给激光器的供电的电源连接。 

8.根据权利要求1到4中任一项所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述储水箱的上盖安装有所述储水箱(15)的出、进水管，注水口(8)水管，泄流口(13)水管和所述液位开关(14)。 

9.根据权利要求1到4中任一项所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述水路部分还包括放水嘴(4)，所述放水管(4)连接在所述三通水嘴(3)处。 

10.根据权利要求4所述的激光用水冷系统，其特征在于：所述电路部分还包括供电系统(6)，所述供电系统(6)分别与所述水泵(5)、所述调速风扇(7)、所述温控单元(11)、所述温度传感器(12)和所述液位开关(14)电连接。 

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