[實用新型]激光器循環水的半導體制冷裝置

無效

• 申請號: 200720159872.8
• 申請日: 2007-12-31
• 公開（公告）號: CN201181806Y
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 張凱臨;劉金濤;吳松華;宋小全;郭金家
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: H01S3/04
• 分類號: H01S3/04;H01S5/024
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司
• 代理人: 張中南

技術領域

本實用新型涉及一種用于激光器等設備的循環水冷卻裝置，具體說來是一種采用半導體制冷方式的帶有溫度控制和溫度、水壓報警的激光器水冷卻裝置。

背景技術

激光器近年來在各個方面有了長足的發展，各行各業均應用到了激光器，例如激光打標機、激光美容機、音樂激光表演設備等等。其中，以氙燈作為泵浦源的激光器占了較大的份額。燈泵浦激光器的效率較低，發熱較大，但其成熟的制造工藝、低廉的價格以及較大的輸出功率決定了其會在相當長的一段時間內仍然在中、大功率激光器市場上占最大份額。

這種燈泵浦激光器，由于其消耗電能的90％～99％均直接或間接地被轉換成了無用的熱能，因此需要一種制冷方式將熱能散發，以維持設備的正常運轉。通用的做法是激光器本身有內循環水作為熱量傳輸的媒介，再由外部的冷卻設備將帶有熱能的內循環冷卻水冷卻。

目前使用的激光器多由三部分組成，激光器、激光器電源和激光器循環水冷卻器。激光器包括有許多光學元件和電子元件，用于產生激光。激光器電源負責激光器的供電和控制，同時接收激光器水冷卻器的狀態信息，如果水冷卻器有故障則系統停機。

現在對激光器內循環水主要有以下幾種冷卻方法：一是采取外循環水冷卻的方法。使用一只“水——水”熱交換器和一只溫控節流閥，控制外循環水流過熱交換器的流量，以控制內循環水的水溫。這種方式的最大缺點是需要浪費大量的外循環水，非常不利于環保，也不能用于車載、機載等移動使用的場合。第二是目前較多采用的壓縮機制冷方式，這種方式采用壓縮機制冷，激光器內循環水經過制冷機熱交換器被冷卻，其優點是效率較高，但缺點是由于采用壓縮機制冷，不能短時間內多次起停，因此不能精確控溫，不適用于需要精密溫控的功率穩定激光器；且體積較大，壓縮機運轉時的噪音和震動較大，不利于醫學等需要安靜的環境的應用。

以上各種制冷方法均有局限性，且很難應用于對內循環水溫度高要求的場合，難以適應對于激光器循環水制冷裝置日益提高的需求。

近幾年發展起來的半導體制冷元件，其由NP型半導體通過金屬導流片鏈接，當電流由N通過P時，電場使N中的電子和P中的空穴反向流動，他們產生的能量來自晶格的熱能，于是在導流片上吸熱，而在另一端放熱，產生溫差。其優點是可精確溫控：使用閉環溫控電路，精度可達0.1攝氏度；高可靠性：致冷組件為固體器件，無運動部件，因此失效率低，壽命大于二十萬小時；工作時無聲：與機械制冷系統不一樣，工作時不產生噪音。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種以半導體制冷元件為核心的水冷卻器，以彌補現有技術的不足。

一種激光器循環水的半導體制冷裝置，它包括設有循環水溫度傳感器的水箱及與水箱相連的水泵，散熱器和溫度控制裝置，其特征是它還包括一只循環水在其中流動的熱交換器，另外還包括緊密貼合在熱交換器及散熱器兩者之間的至少一個半導體制冷片，熱交換器貼合于半導體制冷片的冷端的一面，散熱器貼合于半導體制冷片的熱端的一面。

上述的熱交換器是用銅或鋁導熱率高的材料制成的一個密閉的殼體，殼體是長方形，內部有熱交換鰭片，熱交換鰭片與殼體成為一體，殼體有用于循環水的流動的進水口和出水口。

上述的散熱器上安裝有兩只溫度閾值參數不同的連接至溫度控制器而控制半導體制冷片電源的開或關，溫度控制器連接有溫度指示燈。

本實用新型耗電量較低，制冷部分沒有運動部件，基本上不需要人工維護，特別適用于機載、車載等環境惡劣且要求耗電量低的場合。本實用新型運用半導體制冷元件，控溫準確，效率較高，噪聲較低，壽命長，體積小巧，可廣泛運用于各種循環水溫度傳感器，溫度閾值低的循環水溫度傳感器連接有軸流風機，溫度閾值較高的溫度敏感開關，連接有溫度報警指示燈。

上述的水泵連接有一只壓力傳感器，壓力傳感器的高低壓報警觸點，接有壓力報警指示燈。

上述的水箱底部安裝有一只循環水溫度傳感器，循環水溫度傳感器需要移動、安靜、高低溫等特殊場合，且造價低廉，非常適于推廣。本產品也可應用于其它需要對液體進行制冷的場合。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。

圖1，本實用新型的總體結構示意圖。

圖2，本實用新型的總體結構分解示意圖。

圖3，本實用新型的熱交換器結構示意圖。

圖4，本實用新型的控制電路部件連接框圖。

圖5，本實用新型的儀器面板示意圖。