CN218630590U - 一种振镜电机恒温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种振镜电机恒温装置，一种振镜电机恒温装置，包括安装平台和设于安装平台上的振镜电机，其中，所述振镜电机配置有用于监测其工作温度的温度探头，其特征在于：还包括TEC制冷片和温控处理模块，所述TEC制冷片的一个工作面紧贴于安装平台的外表面，所述TEC制冷片、安装平台及振镜电机三者之间依次作热传导；所述温控处理模块的采集端和控制端分别与温度探头和TEC制冷片电连接，所述温控处理模块基于所监测的工作温度对应调节TEC制冷片的工作面进行制热或制冷。
Description
技术领域
本实用新型涉及振镜电机的技术领域，更具体地说是一种振镜电机恒温装置。
背景技术
振镜系统是一种由驱动板与高速摆动电机组成的一个高精度、高速度伺服控制系统，广泛应用于激光材料加工、生物医疗检测、图像图形处理等领域。而高速扫描振镜系统的核心组件是振镜电机，高效率高质量的振镜电机可以实现高速激光扫描的要求。
现有的振镜系统产业中，振镜电机作为独立组件，一般是由厂家生产好、调试好之后发给设备厂商整装形成完整设备销往全球不同地区，其中，振镜电机在出厂前会在预定的安全工作温度范围（5-70℃）内对振镜电机进行性能调试。其次，振镜电机主要由线圈和磁棒作为核心部件，经性能测试，振镜电机在低温环境和高温环境下所输出的效果差，具体表现为：位移偏移、图形错位、线性变差。主要原因是振镜电机里面的线圈在低温或高温环境下的内阻发生改变，导致该线圈产生的磁场强度以及线圈的电能转化磁能的效率也发生改变，进而造成振镜电机的工作状态异常。
而在实际使用过程中，存在以下情况会导致振镜电机的工作状态发生波动：1）厂家在冬天生产调试的振镜电机与夏天生产调试的振镜电机存在不同；2）整装的设备散热状态不同，导致振镜电机所处的内部温度存在不同；3）低温地区所生产的设备在热带等高温地区使用，环境温度存在不同；反之，高温地区所生产的设备在低温地区使用，同样也存在环境温度存在不同；4）振镜电机长时间运行而升温，与初启动时的工作温度存在不同。
因此，对于精密要求高的振镜电机，工作温度的不同会直接影响其输出效果，为了保证工作状态及精度，则对于工作温度环境具有一定的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有技术中存在的缺点，为此提出了一种振镜电机恒温装置，具备了温控精确、能够有效地保证振镜电机处于安全工作温度范围内进行高效、精密的工作。
为了实现上述目的，本实用新型通过采用如下技术方案实现：一种振镜电机恒温装置，包括安装平台和设于安装平台上的振镜电机，其中，所述振镜电机配置有用于监测其工作温度的温度探头，其特征在于：还包括TEC制冷片和温控处理模块，所述TEC制冷片的一个工作面紧贴于安装平台的外表面，所述TEC制冷片、安装平台及振镜电机三者之间依次作热传导；所述温控处理模块的采集端和控制端分别与温度探头和TEC制冷片电连接，所述温控处理模块基于所监测的工作温度对应调节TEC制冷片的工作面进行制热或制冷。
进一步，所述温度探头紧贴于振镜电机的壳体金属部位。
进一步，所述安装平台的底面开设有用于容置TEC制冷片的容置槽，所述TEC制冷片的一个工作面紧贴容置槽的内表面。
本实用新型具有如下有益效果：1）通过温度探头直接监测采集的工作温度作为温控处理模块的判断依据，以便于对TEC制冷片进行精准可靠的调节，有效地避免因热传导的损耗而引起的温控误差；2）利用TEC制冷片的温控调节使振镜电机能够始终维持在安全工作温度范围内的恒温状态，确保振镜电机的精密、可靠、稳定地运行，有效地解决了工作环境温度对性能的制约问题。
附图说明
图1-2为振镜电机恒温装置的结构示意图。
图3为安装平台的结构示意图。
图4为振镜电机及温度探头的结构示意图。
图5为振镜电机恒温装置的模块组成示意图。
其中，1-安装平台，11-容置槽，2-振镜电机，3-温度探头，4-TEC制冷片，5-温控处理模块。
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。
参见图1和2所示，在本实施例中，一种振镜电机恒温装置，包括安装平台1、设于安装平台1上的振镜电机2、TEC制冷片4和温控处理模块5，其中，所述安装平台1由具备较佳导热性的金属材质制成。其次，振镜电机2与安装平台1之间的安装结构形式可参阅中国专利CN215870991U，本领域技术人员可采用相衍生的安装结构方式，此处不再展开赘述。由此，振镜电机2的壳体金属部分与安装平台1之间采用接触式热传导，令振镜电机2的热量释放传导至安装平台1，或者振镜电机2从安装平台1吸收热量，从而起到降温或加热的效果。
参见附图3所示，在本实施例中，振镜电机2配置有用于监测其工作温度的温度探头3，具体地，该温度探头3采用贴片式结构，其紧贴于振镜电机2的壳体金属部位，利用温度探头3与金属部位的直接接触进行热传导，令温度探头3能够及时、准确的检测获取工作温度，以便于反映出真实的工作温度。
在本实施例中，TEC制冷片4采用的是电流换能型片材，由本体及两根电极组成，通过改变输入至两电极的直流电流的极性使本体进行制冷或制热功能。TEC制冷片4的一个工作面紧贴于安装平台1的外表面，具体地，参见附图2所示，安装平台1的底面开设有用于容置TEC制冷片4的容置槽11，确保TEC制冷片4能够完全置于容置槽11内以令安装平台1的底面保持平整状态，不会影响安装平台1后续的安装操作；其次，TEC制冷片4的一个工作面紧贴容置槽11的内表面，并且TEC制冷片4的另一工作面朝向容置槽11的槽口方向直接暴露在空气环境中。由此，通过TEC制冷片4的工作面与安装平台1相接触进行热传导，从而依照需求使该工作面对应作制热或制冷功能，令TEC制冷片4相应作为热源或冷源，实现对安装平台1作加热或吸热效果，并利用安装平台1的间接热传导，使得TEC制冷片4、安装平台1及振镜电机2三者之间依次作热传导作用，进而实现TEC制冷片4对振镜电机2的加热或散热效果。
在本实施例中，参见附图5所示，温控处理模块5的采集端和控制端分别与温度探头3和TEC制冷片4电连接，其中，温度探头3所监测采集的工作温度传输至温控处理模块5进行数据处理，并且用户可通过温控处理模块5划定安全工作温度范围（如5~70℃），以便供温控处理模块5依据安全工作温度范围对监测采集的工作温度进行比对判定。温控处理模块5可根据比对判定结果相应对输入至TEC制冷片4的电流进行调节。
为便于理解，以温控调节初期阶段为例做出说明。具体地，当温度探头3所监测采集的工作温度低于用户划定的安全工作温度范围时，则意味着振镜电机2处于寒冷的工作环境，此时的温控处理模块5依照比对判定结果调整输入至TEC制冷片4的电流极性使TEC制冷片4紧贴安装平台1的工作面进行制热，该工作面所产生热量依次传导至安装平台1及振镜电机2，从而令振镜电机2的工作温度逐渐上升，并在升温过程中依托温度探头3实时监测采集振镜电机2的工作温度，直至工作温度升高达到安全工作温度范围内。
反之，当温度探头3所监测采集的工作温度高于用户划定的安全工作温度范围时，则意味着振镜电机2处于炎热的工作环境或散热状况异常，此时的温控处理模块5依照比对判定结果调整输入至TEC制冷片4的电流极性使TEC制冷片4紧贴安装平台1的工作面进行制冷，该工作面逐渐吸收振镜电机2传导至安装平台1的热量，从而令振镜电机2的工作温度逐渐下降，并在降温过程中依托温度探头3实时监测采集振镜电机2的工作温度，直至工作温度降低达到安全工作温度范围内。
进一步，在温控调节初期阶段，为使工作温度能够迅速升高或降低达到安全工作温度范围内，此时的TEC制冷片4会以较大的制冷量或制热量进行工作，达到加快TEC制冷片4、安装平台1及振镜电机2之间的热传导速率的效果，令振镜电机2的工作温度快速降低或升高。此处的制冷量或制热量本领域技术人员可依照实际产品需求对应设定，此处不作具体限定。
基于上述的方式，不论在寒冷或炎热的工况环境、散热状况异常等情况下，借助温控调节使振镜电机2能够在合理、稳定的安全工作温度范围内保持在精密状态运行工作。
在本实施例中，振镜电机2经温控调节后处于运行工作期间，若因环境温度发生较大变化（如昼夜环境温差）、振镜电机2长时间工作升温、散热状态差等原因，导致振镜电机2的工作温度超出安全工作温度范围内，造成振镜电机2工作状态的波动。由此，为减少温控调节后的状态波动，本实施例的振镜电机2经温控调节使工作温度达到安全工作温度范围后，启用温度探头3实时或等间隔监测工作温度，并通过温控处理模块5依照所监测采集的工作温度相应对TEC制冷片4进行制冷或制热功能、制冷量或制热量的动态调节，直至振镜电机2的工作温度始终维持在用户设定的安全工作温度范围内。
具体地，当振镜电机2经温控调节使工作温度升温达到安全工作温度范围后，通过温度探头3实时或等间隔监测工作温度，此时包括以下两种制热异常情况：
制热异常调控模式一：若温度探头3实时或等间隔监测到工作温度持续升高，则意味着TEC制冷片4所产生的热量过剩，故，温控处理模块5调整输入至TEC制冷片4的电流减小，减少TEC制冷片4的制热量，从而减弱TEC制冷片4、安装平台1及振镜电机2之间的热传导，最终令振镜电机2的工作温度维持在安全工作温度范围内不再持续升高。
制热异常调控模式二：若温度探头3实时或等间隔监测到工作温度持续降低，则意味着TEC制冷片4所产生的制热量不足，故，温控处理模块5调整输入至TEC制冷片4的电流增大，增加TEC制冷片4的制热量，从而加强TEC制冷片4、安装平台1及振镜电机2之间的热传导，最终振镜电机2的工作温度维持在安全工作温度范围内不再持续降低。
反之，当振镜电机2经温控调节使工作温度降温达到安全工作温度范围后，通过温度探头3实时或等间隔监测工作温度，此时的制冷异常包括以下两种调控模式：
制冷异常调控模式一：若温度探头3实时或等间隔监测到工作温度持续升高，则意味着TEC制冷片4所产生的制冷量不足，故，温控处理模块5调整输入至TEC制冷片4的电流增大，增加TEC制冷片4的制冷量，从而加强TEC制冷片4、安装平台1及振镜电机2之间的热传导，最终令振镜电机2的工作温度维持在安全工作温度范围内不再持续升高。
制冷异常调控模式二：若温度探头3实时或等间隔监测到工作温度持续降低，则意味着TEC制冷片4所产生的制冷量过剩，故，温控处理模块5调整输入至TEC制冷片4的电流减小，减少TEC制冷片4的制冷量，从而减弱TEC制冷片4、安装平台1及振镜电机2之间的热传导，最终令振镜电机2的工作温度维持在安全工作温度范围内不再持续降低。
不论是在制冷调控模式或制热调控模式下，为减少温控调节操作的频率以及误差，用户可经温控处理模块5设定一个温度波动阈值（如5℃），从而令温度探头3所监测采集的工作温度在额定周期内的温度差值超过了温度波动阈值时，方触发上述的制冷调控模式或制热调控模式。其次，温控处理模块5可依据工作温度在单位时间内的波动差值动态调节输入至TEC制冷片4的电流大小，两者呈正比调节，本领域技术人员可依照温控精度需求对应设置，此处不作具体数据限定。
在本实施例中，若温度探头3监测到工作温度剧升（如，在2-3S内工作温度升高超过15℃），远超出安全工作温度范围，则意味着振镜电机2发生了异常，此时通过外部的控制器（图中未示）使振镜电机2立即停止运行工作而避免造成损坏。其次，在振镜电机2停止运行后，温控处理模块5可调整输入至TEC制冷片4的电流极性以使TEC制冷片4进行制冷，从而对振镜电机2起到快速降温保护的效果。
由此，通过TEC制冷片4的制热或制冷作用，以及TEC制冷片4、安装平台1及振镜电机2三者之间的热传导，使得振镜电机2的工作温度能够持续维持在安全工作温度范围内。其次，虽然热传导的过程中存在部分热量的损耗，但是TEC制冷片4、安装平台1及振镜电机2之间采用接触式热传导方式，损耗量相较于空气热传导更低，且热传导过程更高效稳定。另外，通过温度探头3直接反映出振镜电机2真实、准确的工作温度，有效地避免因热传导损耗而造成温度采集不精确等问题，更便于温控处理模块5对TEC制冷片4的调节准确性。
在本实施例中，上述的温控处理模块5作为采集数据及控制指令的处理设备，其优选采用CPU、单片机等处理器的控制系统，其结构及原理对于本领域技术人员而言属于常规技术手段。
上述的温控处理模块5与温度探头3或TEC制冷片4的元件之间的通讯、传输等信号传输电路以及各个模块、元件之间的监测、判断、控制、指令等数据交互均属于计算机程序范畴，涉及计算机的处理器和软件程序，此处不作赘述及具体限定，其结构原理对于本领域技术人员而言属常规技术手段。其次，上述各个模块所涉及的处理器可以利用各种其他技术中的任何一种，包括专用计算机，计算机系统（包括例如微型计算机、小型计算机或主机、编程微处理器、微控制器），外围集成电路元件，CSIC（客户专用集成电路）或ASIC（专用集成电路）或其他集成电路，逻辑电路，数字信号处理器，可编程逻辑装置（诸如FPGA、PLD、PLA或PAL），或者能够实现本实用新型的过程的步骤的任何其他装置或装置布置。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种振镜电机恒温装置，包括安装平台（1）和设于安装平台（1）上的振镜电机（2），其中，所述振镜电机（2）配置有用于监测其工作温度的温度探头（3），其特征在于：还包括TEC制冷片（4）和温控处理模块（5），所述TEC制冷片（4）的一个工作面紧贴于安装平台（1）的外表面，所述TEC制冷片（4）、安装平台（1）及振镜电机（2）三者之间依次作热传导；所述温控处理模块（5）的采集端和控制端分别与温度探头（3）和TEC制冷片（4）电连接，所述温控处理模块（5）基于所监测的工作温度对应调节TEC制冷片（4）的工作面进行制热或制冷。
2.根据权利要求1所述的一种振镜电机恒温装置，其特征在于：所述温度探头（3）紧贴于振镜电机（2）的壳体金属部位。
3.根据权利要求1所述的一种振镜电机恒温装置，其特征在于：所述安装平台（1）的底面开设有用于容置TEC制冷片（4）的容置槽（11），所述TEC制冷片（4）的一个工作面紧贴容置槽（11）的内表面。
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