[發(fā)明專利]超聲檢測窄脈寬激光除污機及其除污方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710061363.6
• 申請日: 2007-10-08
• 公開（公告）號: CN101143364A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋峰;田彬;鄒萬芳;何真;劉淑靜;牛孔貞;田建國
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;B08B15/00;B23K26/36;B23K26/04;B23K26/06;B23K26/08;B23K26/42;G01N29/04
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• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明是屬于激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種利用窄脈寬激光與物質(zhì)相互作用的效應(yīng)來清除金屬、半導(dǎo)體、建筑物等介質(zhì)表面的氧化物、銹蝕物、油漆、油漬、殘留物等各種污物，同時利用該效應(yīng)所形成的超聲信號來保證被除污后介質(zhì)表面的完好，并可以實現(xiàn)自動化除污的裝置以及超聲檢測窄脈寬激光清除污物的方法。

【背景技術(shù)】

任何工件或物質(zhì)在長期使用過程中其表面都會形成某種污染物，或者是被附著上某種物質(zhì)，它們的存用在會給該物質(zhì)的正常使用帶來危害，需要加以清除。目前清除污物的手段包括手工/機械摩擦法、化學試劑法等，這些常規(guī)清洗方法具有費時費力、損傷工件、成本高昂等缺點，相比之下激光除污法作為一種新型除污手段能夠基本上克服上述缺點。一般地講，激光除污的過程比較復(fù)雜，目前已知的主要機制可以分為燒蝕效應(yīng)和振動效應(yīng)兩種。

常規(guī)的激光除污裝置的除污機制主要是燒蝕效應(yīng)，即利用激光能量高度集中的特點，通過集中照射被污染介質(zhì)的表面，使污染物吸收激光能量達到高溫，從而使污染物燃燒分解或氣化來將污物清除的方法。原理如圖1所示。污物附著在工件表面(圖1.a)，選擇合適波長的激光進行照射，使污物吸收大部分激光能量，污物吸收激光能量之后溫度會上升，當溫度達到污物的沸點時便會產(chǎn)生氣化現(xiàn)象(圖1.b)，最終使其從樣品表面脫離(圖1.c)。在這種情況，我們可以假設(shè)污物兩端滿足絕熱條件，設(shè)入射激光平均功率密度為I₀，則有熱傳導(dǎo)方程：

pc∂T(z,t)∂t=λ∂2T(z,t)∂z2+aI0Ae-Az(0≤t,0≤z≤l)---(1)]]>

其中，ρ是物體的密度，c是物體的比熱容，λ是物體的熱導(dǎo)率，α是物體對激光的吸收率，A是物體對激光的吸收系數(shù)，τ是脈沖激光作用時間即激光脈寬，1是物體的厚度，a_t是物體的熱擴散率。設(shè)初始溫度T＝300K，則相應(yīng)的可以得到污物升高的溫度ΔT的解為；

ΔT(z,t)=T(z,t)-T(z,0)]]>