CN205195386U - 一种具有在线温度监测功能的激光器能源组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有在线温度监测功能的激光器能源组件，该能源组件包括主功率单元和控制单元，控制单元控制连接主功率单元，所述主功率单元包括充电机、超级电容组、电感和开关，所述超级电容组包括若干个并联在一起的支路，所述支路由电容和阻尼元件串联构成，该能源组件还包括测温元件和温度监测模块，所述测温元件设置在电容、阻尼元件、电感及开关的接线端上，所述测温元件与温度监测模块连接。本实用新型的能源组件设置有温度在线监测单元，在能源组件正常给激光器提供电源的过程中，能够实时监测其内部主电路的各关键器件温度，提前发现激光器电源中出现的问题，从而避免损坏造价昂贵的激光器。

Description

一种具有在线温度监测功能的激光器能源组件

技术领域

本实用新型属于激光器电源领域，具体涉及一种具有在线温度监测功能的激光器能源组件。

背景技术

能源组件是大功率激光器的重要设备，其主要功能是为高功率激光放大器提供泵浦能量。它直接决定了能源转换效率、运行的稳定性、可靠性和工程合理性及经济性。由于能源模块运行电压、电流参数高，因此项目实施存在相当的技术难度。能源模块既要满足激光放大器技术要求，同时要求安全可靠运行，便于维护。因此，各种故障监测及预警功能就显得非常重要。在能源组件各类故障中，主回路故障破坏力最大，此类故障将会导致电源本身及激光器发生损坏，从而导致非常严重的后果。因此，主回路故障的监测预警就显得尤为重要。

经分析发现，主回路故障的发生通常会伴随着温度的异常变化，为了能提前发现故障，减少损失，各生产厂家开始在温度监测方面寻找突破。现在通用的做法是在能源组件运行的间隙，对系统主回路进行温度监测，如果某处温度异常，必然存在问题，系统停止运行，进行检修，从而在一定程度上避免了故障的发生。但是，离线式的测温，因为时间的延迟，很难准确找到故障点，而且很多时候，故障的发生通常是在能源组件运行过程中突然发生的，这样就需要一种在线测温的方式来完成故障的预警，但是，能源组件主回路的运行环境通常为高压强磁场，现在常规的测温方式极易受干扰，或者难以满足绝缘要求，因此，在大功率激光器电源领域，电源自身如何融合良好的在线测温功能，成将会逐步成为未来该行业发展的一个重要方向。

实用新型内容

本实用新型提供了一种具有在线温度监测功能的激光器能源组件，以解决现有技术中的激光器能源组件不具备实时在线温度监测功能，温度过高时不能及时进行故障预警，损坏激光器的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型具有在线温度监测功能的激光器能源组件包括主功率单元和控制单元，控制单元控制连接主功率单元，所述主功率单元包括充电机、超级电容组、电感和开关，所述超级电容组包括若干个并联在一起的支路，所述支路由电容和阻尼元件串联构成，该能源组件还包括测温元件和温度监测模块，所述测温元件设置在电容、阻尼元件、电感及开关的接线端上，所述测温元件与温度监测模块连接。

所述测温元件还设置在所述充电机中变压器的背部。

该能源组件还包括温度告警模块，温度告警模块与温度监测模块连接。

所述温度监测模块还包括用于历史数据查询的数据库。

所述温度监测模块与具有测温控制、报表管理及数据库设置功能的监控后台连接。

所述测温元件为荧光光纤。

本实用新型的有益效果：本实用新型的能源组件设置有温度在线监测单元，在能源组件正常给激光器提供电源的过程中，能够实时监测其内部主电路的各关键器件温度，提前发现激光器电源中出现的问题，从而避免损坏造价昂贵的激光器。

温度监测单元采用荧光光纤测温方式，荧光光纤测温具有完全的电绝缘性，不受高压、强电磁场的影响，抗化学腐蚀和无污染的优点，能够准确的测量各个器件的温度。

附图说明

图1本实施例能源组件结构框图；

图2本实施例储能电容结构图；

图3本实施例放电回路电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。

本实施例的能源组件包括主功率单元和控制单元，控制单元控制连接主功率单元，主功率单元包括充电机、超级电容组、电感和开关，超级电容组包括若干个并联在一起的支路，支路由电容和阻尼元件串联构成，该能源组件还包括测温元件和温度监测模块，测温元件设置在电容、阻尼元件、电感及开关的接线端上，测温元件与温度监测模块连接。

下面对能源组件中的各个模块进行详细介绍：

如图1所示，能源组件的主要功能是：与电网1连接，通过充电机给电容储能，然后经过电感、氙灯等组成的放电回路5处于临界阻尼放电，为片状放大器提供能量泵浦。能源组件主功率单元包括充电机2、触发分机、数据采集、储能电容3、阻尼元件8、放电开关4等。储能电容选用特制的薄膜电容，用于高压储能；开关模块选用高压大电流开关，进行主回路放电的通断控制；数据采集模块采集各路放电电流波形；控制模块实现组件内部所有设备的状态控制、参数设定、状态检测、故障处理、逻辑控制等功能，同时实现对上位机控制的“四遥”功能。

能源组件控制单元实现多套能源组件的本地集中控制和管理，同时接受控制大厅的中心控制台的“四遥”控制功能，其通讯接口采用光纤介质，提供友好的人机控制界面，可以实现本地控制功能。该控制单元包括控制后台、微秒同步机、光电交换机、远控及急停按钮等。控制后台采用主机及显示屏一体机模式，主要实现多套能源组件的集中控制和管理，包括充放电控制、数据采集、负载状态判定及历史记录保存等；微秒同步机提供激光器us量级时序关系的多路同步触发放电信号，同步机面板上能设定每一路的频率和延迟时间等参数，也可以通过串口通讯远程设置，所设置的参数可在面板上数码显示，并具有掉电保护功能，下次加电自动恢复掉电前设置的参数。光电交换机用于提供灵活的信号路由平台，进行系统数据交换，并保证网络的可靠性。远控及急停按钮主要用于远程控制及故障紧急断电。

温度监测单元用于实现能源组件主回路器件的在线温度监测。温度监测单元包括测温元件6和温度监测模块7。测温元件可以测量温度、湿度，温度监测模块根据测温元件测得的温、湿度数据，绘制温、湿度曲线图。温度监测单元还自带数据库，可以进行历史数据查询。温度监测单元具有数据分析及故障告警功能，当某测试点温度超标时，在温度测试界面上自动标红，并进行故障信息上传。在温度数据表中，所有正常通道均显示实际温度，异常通道显示故障。

温度监测单元采用荧光光纤测温方式，所有的荧光光纤接到装置的背部，每个测温单元含有60个测温采集通道。在主回路的关键点如储能电容、阻尼元件、调波电感、气体开关的接线端上及在高压油变压器的背部采用绝缘胶粘贴荧光光纤，荧光光纤会将温度数据传输至温度监测模块，荧光光纤测温具有完全的电绝缘性，不受高压、强电磁场的影响，抗化学腐蚀和无污染的优点。

作为其他实施方式，可以采用温度传感器作为测温元件进行测温。

温度监测单元采用串口通讯的方式同监控后台相连。在该监控后台的人机界面上可以实现系统设置、开始及停止测温控制、报表管理、数据库设置等功能。

Claims (6)

1.一种具有在线温度监测功能的激光器能源组件，该能源组件包括主功率单元和控制单元，控制单元控制连接主功率单元，所述主功率单元包括充电机、超级电容组、电感和开关，所述超级电容组包括若干个并联在一起的支路，所述支路由电容和阻尼元件串联构成，其特征在于，该能源组件还包括测温元件和温度监测模块，所述测温元件设置在电容、阻尼元件、电感及开关的接线端上，所述测温元件与温度监测模块连接。

2.根据权利要求1所述的具有在线温度监测功能的激光器能源组件，其特征在于，所述测温元件还设置在所述充电机中变压器的背部。

3.根据权利要求1所述的具有在线温度监测功能的激光器能源组件，其特征在于，该能源组件还包括温度告警模块，温度告警模块与温度监测模块连接。

4.根据权利要求1所述的具有在线温度监测功能的激光器能源组件，其特征在于，所述温度监测模块还包括用于历史数据查询的数据库。

5.根据权利要求1所述的具有在线温度监测功能的激光器能源组件，其特征在于，所述温度监测模块与具有测温控制、报表管理及数据库设置功能的监控后台连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的具有在线温度监测功能的激光器能源组件，其特征在于，所述测温元件为荧光光纤。