[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

本發明提供了一種激光清洗的在線監測方法，其特征在于包括以下步驟：(1)在待清洗物體上部署光纖傳感器；(2)采用1064nm激光清洗樣品獲得樣品表面應力和溫度的變化；(3)處理所獲得的應力和溫度的變化數據，實時反饋激光清洗的進程。本發明用于精確、實時地監測激光清洗的效果，有利于激光清洗效率的提高，保證清洗質量。

技術領域

本發明涉及激光清洗技術和激光清洗技術的在線監測，特別是可以做到對待清洗物體的物理性質(應力、溫度)的實時監測的方法。

背景技術

進入新世紀以來，傳統的清洗方式受到了極大的沖擊，激光清洗作為一種新型的表面處理技術，完全可以替代傳統的清洗方法，在除漆、除銹、除油以及除氧化物等方面都有廣泛的應用。伴隨著激光清洗技術的逐漸成熟，激光清洗可以進入工業化階段，具有廣闊的應用前景。但是，目前在激光清洗的過程中，由于清洗參數的不同，容易對基底造成損傷，或是污物沒有徹底清洗干凈，導致清洗過的產品質量缺少保證。因此，急需一種方法可以對激光清洗的過程進行實時監測，既保證清洗質量又可以避免基底受到損傷，提高清洗效率，保證清洗質量。

發明內容

根據上述情況，需要提供一種監測技術，在激光清洗的過程中對待清洗物體的物理性質進行實時監測，解決現在激光清洗技術存在的清洗不干凈以及損傷基底的問題，保證清洗質量。

本發明的發明目的是通過以下技術方案來實現的：

一種激光清洗的在線監測方法，包括：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。根據F-P型光纖傳感器元件的屬性變化，得到相應的光學參量的變化，進而計算出測試點的應力、溫度這兩個物理量的變化情況。方案中采用穩定的寬帶源SL S202L作為光源，DWDM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后，采用計算機提取所需參數，計算測試點處的應力以及溫度的變化情況。

上述的激光清洗的在線監測方法，其中，還包括：所部署的光纖傳感器元件包括測應力應變的F-P型光纖傳感器和測量溫度的F-P型光纖傳感器。所選擇的F-P型光纖傳感器的測量參數必須滿足應力、溫度的變化范圍，保證在激光清洗的過程中F-P型光纖傳感器不會受到損傷，在激光清洗的實時監測過程中，我們之所以選擇F-P型光纖傳感器，是因為F-P型光纖傳感器的腔體長度、介質的折射率等參數會受到物體應力、溫度的影響，在激光清洗的過程中，測試點的應力、溫度的變化都將引起光纖傳感器腔體長度、介質折射率的變化，通過分析光纖傳感器相應參數的變化情況，可獲得待清洗物體表面應力、溫度的變化情況。

上述的激光清洗的在線監測方法，其中：對于待清洗物體較薄的情況下，所部署的光纖傳感器裝置應緊貼在待清洗物體非激光照射的表面，并且固定；對于待清洗物體較厚的情況下，所部署的光纖傳感器裝置應緊貼在待清洗物體激光照射的附近區域，并且固定。這樣處理，可以保證在監測激光清洗的過程中光纖傳感器元件不會受到損壞。

上述的激光清洗的在線監測方法，其中：所述的待清洗對象可以是較大的物體，如：古建筑等，也可以是較薄的物體，如：常用的鋼板、鐵板等。如果待清洗物體是較大的物體，光纖傳感器元件可以部署在清洗區域的附近；如果待清洗物體是鋼板，鐵板等物體，在保證光纖傳感器元件不受損傷的情況下，我們可以將光纖傳感器元件部署在待清區域的對面。可以得到比較明顯的參數變化，更加準確的分析待清洗物體實時的物理性質的變化。

上述的激光清洗的在線監測方法，其中：應用基于薄膜分振幅干涉原理的F-P型光纖傳感器獲得相應的待清洗物體的應力和溫度的變化，其具體依據如下，根據相關干涉原理我們可以得到經過光纖傳播后的總體反射率和透射率為：

其中：R₁，R₂是腔體的反射率，T₁，T₂是透射率，θ是往返腔體一次產生的相位移。