CN207512214U - 一种激光加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出的一种激光加热系统，包括激光加热器，激光光头调节装置，温度传感器，主控制器和传送机构；所述激光加热器置于所述传送机构上方，用于对所述传送机构上的基材加热；所述激光光头调节装置与所述激光加热器相连接，用于对激光光源进行调节；所述温度传感器靠近所述传送机构的加热区域，用于测量温度数据并反馈；所述主控制器分别与所述激光加热器、温度传感器、激光光头调节装置和传送机构电连接，用以控制并使加热区域参数达到目标值。本实用新型可使能量转换效率更高，加热区域范围更加准确。

Description

一种激光加热系统

技术领域

本实用新型涉及基材加工领域，特别涉及一种激光加热系统。

背景技术

在材料加工领域常常需要对金属基材进行加热，以使金属内部的微观结构发生改变，最终达到释放应力、增加材料延展性和柔韧性的目的。现有的加热技术主要包括接触式加热和非接触式加热。接触式加热例如采用导热油为中间介质的热传导加热方式，其不但存在导热油易燃的安全性问题，而且所需加热装置的结构通常比较复杂，能量转换效率低。采用电磁感应的非接触式加热方式，虽然克服了上述部分缺点，但由于需要对电磁线圈进行通电，电磁线圈内阻的原因使得其在通电过程中会伴随产生大量热损耗，因此仍然存在能量转换效率低的问题。并且由于所使用的电磁线圈面积固定，其所加热的区域宽度不易于进行调节，使得基材加热范围不够准确。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种激光加热系统，可以利用激光热辐射进行加热，不但避免了因加热器材内阻产生的热损耗，而且所加热区域宽度易于调节，使得加热范围更加准确。

为此，本实用新型采用如下技术方案：

一种激光加热系统，包括激光加热器，激光光头调节装置，温度传感器，主控制器和传送机构；所述激光加热器置于所述传送机构上方，用于对所述传送机构上的基材加热；所述激光光头调节装置与所述激光加热器相连接，用于对激光光源进行调节；所述温度传感器靠近所述传送机构的加热区域，用于测量温度数据并反馈；所述主控制器分别与所述激光加热器、温度传感器、激光光头调节装置和传送机构电连接，用以控制并使加热区域参数达到目标值。

进一步的，所述激光光头调节装置可调整激光的入射角度和/或光斑的大小。

进一步的，所述温度传感器为非接触式的红外温度传感器。

进一步的，所述加热区域参数包括但不限于加热区域的宽度和温度。

进一步的，所述主控制器经由如下方式中的至少一者进行控制包括改变所述激光加热器的发射功率、所述激光加热器的照射时间、所述传送机构的传送速度、所述激光加热器的入射角度和所述激光加热器的光斑大小。

进一步的，所述基材为铝箔。

进一步的，所述铝箔厚度为10至18微米。

本实用新型的有益效果是：

采用激光加热器配合传送机构，可以在基材传送过程中对目标区域进行加热。由于激光采用热辐射直接加热基材，不需要对中间介质传导热量，并且也不需要像电磁加热那样对加热器材进行通电，使得该系统能量转换效率更高。并且激光束发散角度小，具有很好的指向性，能够精确地局部加热。相比于电磁加热更易于对基材加热宽度进行调节，使得加热范围更加准确。

本实用新型的一些优选方式还具有如下的有益效果：

在激光扫描式加热时，通过调整激光光头的入射角度，可以动态调整加热区域的宽度；在非激光扫描式加热时，通过调整光斑的大小，同样可以在基材传送过程中动态调整加热区域的宽度；或者以上述两者结合的方式，对结构不规则、宽度不一致的基材具有更好的加热效果。

附图说明

图1为本实用新型提供的激光加热系统的结构框图；

图2为本实用新型提供的激光加热系统的整体示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示是本实用新型提供的一种激光加热系统的结构框图，包括激光加热器1、激光光头调节装置2、主控制器3、温度传感器4和传送机构5。其中，激光光头调节装置2与激光加热器1相连接，主控制器3分别与激光加热器1、温度传感器4、激光光头调节装置2和传送机构5电连接。激光光头调节装置2用于对激光光源进行调节，其调节方式主要包括对激光的入射角度调节，对激光光束照射产生的光斑大小调节，和以上两者相结合的方式。对入射角度调节时，该激光光头调节装置2可以是在现有的激光加热器1的激光光头上加装具有多角度摆动功能的机械结构，也可以是能够将激光光头射出的光束通过反射或者折射等方式进行调节的机械结构；对光斑大小调节时，该激光光头调节装置2可以是能够收束激光直径的光束控制器，或者当激光加热器1为具有不同光斑大小的多光头激光加热器时，该激光光头调节装置2可以是有切换光头功能的机械结构。温度传感器4用于测量加热区域的温度并将数据反馈给主控制器3。温度传感器4可以设置成与基材相接触，在本实施例中，该温度传感器4为非接触式的红外传感器。主控制器3为整个系统的逻辑控制部分，用于根据温度传感器4发送的数据反馈进行闭环控制。主控制器3可以为独立于其他部件的单独设备，也可以是集成于其他部件的微控制单元。在本实施例中，主控制器3是PLC控制器。在实际应用时，主控制器3需要将激光加热器1射出的光波频率调整在基材允许吸收的范围之内。并且对该加热系统的加热温度和传送速度均有要求，其加热温度不大于300℃，传送速度不小于80m/min，基材适用于厚度为10-18微米的1070或1235型号铝箔，可以应用在电池极片的加热工序。

该激光加热系统的工作原理如下：如图2的整体示意图所示，主控制器3控制传送机构5带动基材6前进，根据操作人员输入的参数比如加热区域宽度和温度，控制激光加热器1进行加热。此时，温度传感器4实时测量温度数据并将信息反馈给主控制器3，主控制器3可以通过改变激光加热器1的发射功率、照射时间、入射角度、光斑大小，和传送机构5的传送速度等任一方式或者其组合进行动态调整，最终使加热区域参数达到目标值，其加热参数还可以包括加热深度等信息。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种激光加热系统，其特征在于，包括激光加热器，激光光头调节装置，温度传感器，主控制器和传送机构；所述激光加热器置于所述传送机构上方，用于对所述传送机构上的基材加热；所述激光光头调节装置与所述激光加热器相连接，用于对激光光源进行调节；所述温度传感器靠近所述传送机构的加热区域，用于测量温度数据并反馈；所述主控制器分别与所述激光加热器、温度传感器、激光光头调节装置和传送机构电连接，用以控制并使加热区域参数达到目标值。

2.根据权利要求1所述的激光加热系统，其特征在于，所述激光光头调节装置可调整激光的入射角度和/或光斑的大小。

3.根据权利要求1所述的激光加热系统，其特征在于，所述温度传感器为非接触式的红外温度传感器。

4.根据权利要求1所述的激光加热系统，其特征在于，所述加热区域参数包括但不限于加热区域的宽度和温度。

5.根据权利要求2所述的激光加热系统，其特征在于，所述主控制器经由如下方式中的至少一者进行控制包括改变所述激光加热器的发射功率、所述激光加热器的照射时间、所述传送机构的传送速度、所述激光加热器的入射角度和所述激光加热器的光斑大小。

6.根据权利要求1所述的激光加热系统，其特征在于，所述基材为铝箔。

7.根据权利要求6所述的激光加热系统，其特征在于，所述铝箔厚度为10至18微米。