CN210576995U - 一种高功率光纤激光器均温水冷板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于光纤激光器技术领域，尤其为一种高功率光纤激光器均温水冷板，包括基板和安装板一侧的安装板，所述基板的一侧固定安装有套管式分水机构，所述基板上设有多个U型水管和多个热管，多个热管与多个U型水管相适配且分别等间距分布，所述安装板上设有散热机构。本实用新型散热效果好，可以有效的实现每组水路的流量、换热系数相同，同时在相邻水路间添加热管控温，保证整个冷板温度的一致性，可以将温度差异控制在较小的范围内。
Description
技术领域
本实用新型涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种高功率光纤激光器均温水冷板。
背景技术
光纤激光器以其光束质量好、结构紧凑、热效率低、功率密度高、光-光转换效率高等优点受到人们的日益关注。其中，窄线宽光纤激光器因其输出光束线宽较窄、噪声较低，在光纤传感、光纤遥感、光纤通信等领域有着广泛的应用，并已成为目前光纤激光器发展的重要方向之一。比如976nm泵浦技术方案，由于976nm的吸收峰很窄，工作环境温度变化时就是引起泵浦源中心波长的漂移，造成增益有源光纤吸收率大幅变化，导致光纤激光器整机性能指标波动。因此用于给泵浦源散热的水冷板至关重要，为了实现良好的散热效果，并且满足冷板表面的均温性，现阶段主要通过微通道、真空腔均热板等结构实现冷板表面均温效果。
虽然，实现冷板均温的方式有很多，但在工业化大规模应用方面还存在缺陷，微通道水路对水质的要求特别高，同时水阻较大，对水冷机的泵压要求也高，如果客户使用一般冷却液或者普通水冷机，使用一段时间后会因为水道堵塞造成频繁出现高温报警问题，从而持续推广遇到困难；
均温板通过内壁微细结构的真空腔体，蒸汽快速实现吸热-导热-散热的往复过程，内部导热系数高达3000～10000W/(m·K)，达到冷板均温效果，但目前均温板主要用在电子设备领域，比如芯片。但是整块大面积的均温板制作工艺复杂、成本高，很难满足激光器的批量化发展，为此，提出一种高功率光纤激光器均温水冷板。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高功率光纤激光器均温水冷板。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种高功率光纤激光器均温水冷板，包括基板和安装板一侧的安装板，所述基板的一侧固定安装有套管式分水机构，所述基板上设有多个U型水管和多个热管，多个热管与多个U型水管相适配且分别等间距分布，所述安装板上设有散热机构。
优选的，所述套管式分水机构还包括进水口、进水腔、出水口、出水腔、多个出水套管和多个进水套管，所述进水腔和所述出水腔均开设有在所述基板上，所述进水口开设在所述基板上，且所述进水口与进水腔相连通，所述出水口开设在所述基板上，且所述出水口与出水腔相连通，多个所述进水套管均固定安装在进水腔的内壁上，多个进水套管等间距分布，且多个进水套管远离进水腔的一端分别与多个U型水管的一端相连通，多个出水套管分别固定安装在出水腔的内壁上，且多个出水套管远离出水腔的一端分别与多个U型水管远离进水套管的一端相连通，多个出水套管等间距分布。
优选的，所述散热机构还包括多个散热翅片、多个连接管、电机、散热叶片、泵体、水箱、第一软管和第二软管，多个散热翅片固定安装在安装板上，多个连接管分别与多个散热翅片相连通，所述电机固定安装在安装板的一侧，所述散热叶片固定套设在电机的输出轴上，所述泵体和水箱均固定安装在安装板的一侧，所述泵体与散热翅片相连通，所述水箱与泵体相连通，所述第一软管的两端分别与水箱和出水口相连通，所述第二软管与进水口相连通。
优选的，所述安装板的一侧固定安装有电机座，所述电机座与电机固定连接。
优选的，所述热管的材质为铜管。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：首先，该装置通过基板、套管式分水机构、热管、U型水管、安装板、散热翅片、连接管、电机、散热叶片、泵体、第一软管、第二软管、水箱、进水口、进水腔、出水套管、出水腔、进水套管和出水口相配合，使用时，泵体启动，泵体将水箱的水抽出，水经过U型水管中，热量被传递到U型水管上，U型水管等间距分布，加热程度基本一致，热水回到散热翅片内，进行散热，电机带动散热叶片转动，加快散热效果；
本实用新型散热效果好，可以有效的实现每组水路的流量、换热系数相同，同时在相邻水路间添加热管控温，保证整个冷板温度的一致性，可以将温度差异控制在较小的范围内。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中基板的结构示意图；
图3为本实用新型中套管式分水机构的结构示意图。
图中：1、基板；2、套管式分水机构；3、热管；4、U型水管；5、安装板；6、散热翅片；7、连接管；8、电机；9、散热叶片；10、泵体；11、第一软管；12、第二软管；13、水箱；21、进水口；22、进水腔；23、出水套管；24、出水腔；25、进水套管；26、出水口。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参照图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种高功率光纤激光器均温水冷板，包括基板1和安装板5一侧的安装板5，基板1的一侧固定安装有套管式分水机构2，基板1上设有多个U型水管4和多个热管3，多个热管3与多个U型水管4相适配且分别等间距分布，安装板5上设有散热机构；
套管式分水机构2还包括进水口21、进水腔22、出水口26、出水腔24、多个出水套管23和多个进水套管25，进水腔22和出水腔24均开设有在基板1上，进水口21开设在基板1上，且进水口21与进水腔22相连通，出水口26开设在基板1上，且出水口26与出水腔24相连通，多个进水套管25均固定安装在进水腔22的内壁上，多个进水套管25等间距分布，且多个进水套管25远离进水腔22的一端分别与多个U型水管4的一端相连通，多个出水套管23分别固定安装在出水腔24的内壁上，且多个出水套管23远离出水腔24的一端分别与多个U型水管4远离进水套管25的一端相连通，多个出水套管23等间距分布，散热机构还包括多个散热翅片6、多个连接管7、电机8、散热叶片9、泵体10、水箱13、第一软管11和第二软管12，多个散热翅片6固定安装在安装板5上，多个连接管7分别与多个散热翅片6相连通，电机8固定安装在安装板5的一侧，散热叶片9固定套设在电机8的输出轴上，泵体10和水箱13均固定安装在安装板5的一侧，泵体10与散热翅片6相连通，水箱13与泵体10相连通，第一软管11的两端分别与水箱13和出水口26相连通，第二软管12与进水口21相连通，安装板5的一侧固定安装有电机座，电机座与电机8固定连接，热管3的材质为铜管，通过基板1、套管式分水机构2、热管3、U型水管4、安装板5、散热翅片6、连接管7、电机8、散热叶片9、泵体10、第一软管11、第二软管12、水箱13、进水口21、进水腔22、出水套管23、出水腔24、进水套管25和出水口26相配合，使用时，泵体10启动，泵体10将水箱13的水抽出，水经过U型水管4中，热量被传递到U型水管4上，U型水管4等间距分布，加热程度基本一致，热水回到散热翅片6内，进行散热，电机8带动散热叶片9转动，加快散热效果，本实用新型散热效果好，可以有效的实现每组水路的流量、换热系数相同，同时在相邻水路间添加热管控温，保证整个冷板温度的一致性，可以将温度差异控制在较小的范围内。
工作原理：使用时，基板1设置在激光器发热源上，热管3导热，泵体10启动，泵体10将水箱13的水抽出，水经过散热翅片6、第二软管12从进水口26进入到进水腔22内，并从多个进水套管25进入到U型水管4中，热量被传递到U型水管4上，U型水管4等间距分布，加热程度基本一致，水经过出水套管23进入到出水腔24内经过第一软管11回到散热翅片6内，进行散热，电机8带动散热叶片9转动，加快散热效果，冷水在循环对热管3进行散热，进而对激光器发热源进行散热；
基板1的水道分成多组带回路的并联水路，每组回路水道截面和长度相同，每组水道进出口在同一水平面，且流速相同，所以理论上沿程阻力损失相同，但实际每组水路会因进出口部位的流态差异，所以可以忽略进出口流态对流量的影响，相邻每组水道所冷却的基板范围内温度无差异。
在基板1相邻两条水道之间添加热管3，通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性，可靠保证相邻两条水道所冷却的基板1温度近似一致，进而阵列扩展，可以实现整个基板1的温度相同。
需要说明的是，本实用新型的设备结构和附图主要对本实用新型的原理进行描述，在该设计原理的技术上，装置的动力机构、供电系统及控制系统等的设置并没有完全描述清楚，而在本领域技术人员理解上述实用新型的原理的前提下，可清楚获知其动力机构、供电系统及控制系统的具体。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高功率光纤激光器均温水冷板，包括基板(1)和安装板(5)一侧的安装板(5)，其特征在于：所述基板(1)的一侧固定安装有套管式分水机构(2)，所述基板(1)上设有多个U型水管(4)和多个热管(3)，多个热管(3)与多个U型水管(4)相适配且分别等间距分布，所述安装板(5)上设有散热机构。
2.根据权利要求1所述的一种高功率光纤激光器均温水冷板，其特征在于：所述套管式分水机构(2)还包括进水口(21)、进水腔(22)、出水口(26)、出水腔(24)、多个出水套管(23)和多个进水套管(25)，所述进水腔(22)和所述出水腔(24)均开设有在所述基板(1)上，所述进水口(21)开设在所述基板(1)上，且所述进水口(21)与进水腔(22)相连通，所述出水口(26)开设在所述基板(1)上，且所述出水口(26)与出水腔(24)相连通，多个所述进水套管(25)均固定安装在进水腔(22)的内壁上，多个进水套管(25)等间距分布，且多个进水套管(25)远离进水腔(22)的一端分别与多个U型水管(4)的一端相连通，多个出水套管(23)分别固定安装在出水腔(24)的内壁上，且多个出水套管(23)远离出水腔(24)的一端分别与多个U型水管(4)远离进水套管(25)的一端相连通，多个出水套管(23)等间距分布。
3.根据权利要求2所述的一种高功率光纤激光器均温水冷板，其特征在于：所述散热机构还包括多个散热翅片(6)、多个连接管(7)、电机(8)、散热叶片(9)、泵体(10)、水箱(13)、第一软管(11)和第二软管(12)，多个散热翅片(6)固定安装在安装板(5)上，多个连接管(7)分别与多个散热翅片(6)相连通，所述电机(8)固定安装在安装板(5)的一侧，所述散热叶片(9)固定套设在电机(8)的输出轴上，所述泵体(10)和水箱(13)均固定安装在安装板(5)的一侧，所述泵体(10)与散热翅片(6)相连通，所述水箱(13)与泵体(10)相连通，所述第一软管(11)的两端分别与水箱(13)和出水口(26)相连通，所述第二软管(12)与进水口(21)相连通。
4.根据权利要求3所述的一种高功率光纤激光器均温水冷板，其特征在于：所述安装板(5)的一侧固定安装有电机座，所述电机座与电机(8)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种高功率光纤激光器均温水冷板，其特征在于：所述热管(3)的材质为铜管。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114336231A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-04-12 | 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 | 光学器件的冷却装置 |
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2019
- 2019-12-06 CN CN201922168862.6U patent/CN210576995U/zh active Active
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