[發明專利]一種激光清洗的在線監測方法

在審

• 申請號: 201810727906.1
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN110686810A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 宋峰;蔄詩潔
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01K11/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種激光清洗的在線監測方法，其特征主要包括以下步驟：

1)在待清洗物體主體結構上部署相應數量的F-P型光纖傳感器，形成測試點；

用1064nm的激光照射待清洗物質和基底表面；

2)將F-P型光纖傳感器所得到的數據進行分析處理；

3)利用公式(1)(2)對以上F-P型光纖傳感器所得到的數據進行處理，得到激光清洗過程中待清洗物體表面應力和溫度的變化情況。

其中，I_R是反射光強，I_T是透射光強，R是腔體反射率，n是折射率，l是腔體長度，I_i是入射光強，λ是入射光波長，在激光清洗的過程中，根據公式(1)，在入射光波長λ、折射率n和入射光強I_i已知的情況下，I_R是關于腔體長度l的函數，根據I_R的變化情況，得到待清洗物體表面應力的變化情況；根據公式(2)，在入射光波長λ、入射光強I_i和腔體長度l已知的情況下，根據I_T的變化情況，得到待清洗物體表面溫度的變化情況。

2.根據權利要求1所述的一種激光清洗的在線監測方法，其特征在于：所述步驟1)所選的F-P型光纖傳感器，采用穩定的寬帶源SL S202L作為光源，波分復用器進行分光處理，每分光連接一個探頭和環形器，經過光電探測器處理，用計算機進行分析處理，計算測試點處應力和溫度的變化情況。

3.根據權利要求1所述的一種激光清洗的在線監測方法，其特征在于：所述步驟2)待清洗物體的基底可以是金屬材料，例如：鐵、銅、鋼等，也可以是非金屬材料，例如：石料、碳纖維等復合材料。表面的待清洗物質可以為油漆、鐵銹、油污、氧化膜以及樹脂等。

4.根據權利要求2所述的一種激光清洗的在線監測方法，其特征在于：所選擇的光源為穩定的寬帶源SL S202L，其波長范圍是450-5500nm，連續工作一小時的情況下輸出功率穩定性小于0.01％，穩定性好，滿足實驗要求。

5.根據權利要求2所述的一種激光清洗的在線監測方法，其特征在于：所選擇的波分復用器是DWDM波分復用器，其光學性能優良，可靠性高，易與光纖設備耦合，信號間道從0.2nm到1.2nm。

6.根據權利要求2所述的一種激光清洗的在線監測方法，其特征在于：用計算機分析處理，計算測試點的應力和溫度的變化情況，如果待清洗物體的基底材料是鐵，表面污漬是油漆，則應力范圍是1.28×10⁸N/m²～1.66×10⁸N/m²說明清洗發生，基底完好，當溫度范圍是300-1538℃時，說明油漆達到熔點，基底在這個溫度范圍內不會發生損傷，并且在整個激光清洗的過程中可以實時監測清洗情況。

7.根據權利要求6所述的一種激光清洗的在線監測方法，其特征在于：當應力大于1.66×10⁸N/m2或是溫度高于1538℃時可以及時得到反饋，降低1064nm激光的功率大小，保證基底不受損傷，當應力小于1.28×10⁸N/m²或是溫度低于300℃時，可以根據反饋數據，提高1064nm激光功率大小，保證清洗的發生，實現清洗的目的，既保證清洗質量，又保護了基底不受損傷。