[發明專利]基于方阻測量的激光清洗方法及激光清洗系統

有效

• 申請號: 202010595516.0
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111570419B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 白楊;查榕威
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00;B08B13/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張靜

本發明公開了一種基于方阻測量的激光清洗方法及激光清洗系統，方法中，安裝激光清洗機和四探針探頭以對準待清洗樣品，四探針探頭連接電阻儀，調節激光清洗機參數，基底樣品和待清洗樣品放置在三維平臺上，四探針探頭向下移動壓緊樣品表面，分別測量出基底樣品和待清洗樣品的方阻，記錄探針壓力和樣品的表面溫度，設定單次清洗的掃描次數，對樣品進行n次激光清洗，n為自然數，等已清洗樣品靜置自然冷卻后，在所述探針壓力和所述表面溫度下，電阻儀測量出激光清洗后樣品的方阻，計算相對清洗率Φ，當相對清洗率Φ大于等于預定值時，判斷為清洗干凈；當相對清洗率Φ小于預定值，重復清洗直到Φ大于等于預定值，結束清洗。

技術領域

本發明屬于激光清洗技術領域，特別是一種基于方阻測量的激光清洗方法及激光清洗系統。

背景技術

近年來，隨著我國在環境保護方面的制度更加完善，人們對于環境保護的意識越來越強，這對工業清洗行業提出了更高的環保要求。傳統的工業清洗方法往往污染大、勞動強度高、清洗精度低，嚴重阻礙了現代清洗技術的發展。而激光清洗作為近年來才興起的清洗技術，因其具有環保、高效、節能和安全等技術特點，與化學清洗劑、超聲波和機械方式等傳統的清洗方法形成鮮明對比，其有望部分或完全替代傳統清洗方法，成為當前最具潛力的綠色清洗技術。

激光清洗技術是利用激光光束具有能量密度高、方向可控和易傳輸等特性，使污染物與基體之間的結合力受到破壞或者直接使污染物汽化等方式進行脫污，降低污染物與基體的結合強度，進而達到清洗工件表面的目的。

激光清洗的過程十分復雜，主要清洗機制熱膨脹、汽化、燒蝕和相爆炸等。對于不同的光源、基材、污染物等因素都會對清洗效果產生較大的影響。目前，市場上的激光清洗設備往往只能夠對工件進行粗略的清洗，僅依靠操作者的經驗和肉眼來判斷清洗效果和質量，極易導致基材損傷。現有技術利用激光清洗過程中的光譜、聲波、反射率等信號的變化對清洗效果進行監測，但這些方法往往成本高、系統復雜。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發明背景的理解，因此可能包含不構成在本國中本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提出一種基于方阻測量的激光清洗方法及激光清洗系統，快速無損的測量金屬樣品表面的方阻，通過測量清洗前后方阻，計算出相對清洗率來判斷金屬表面氧化物是否清洗干凈，高效地監測激光清洗質量。

本發明的目的是通過以下技術方案予以實現，一種基于方阻測量的激光清洗方法包括以下步驟：

第一步驟中，安裝激光清洗機和四探針探頭以對準待清洗樣品，四探針探頭連接電阻儀，

第二步驟中，調節激光清洗機參數，所述參數包括激光清洗機的功率、脈沖寬度、脈沖重復頻率、振鏡掃描速度、物鏡焦距和離焦量，

第三步驟中，基底樣品和待清洗樣品放置在三維平臺上，四探針探頭向下移動壓緊樣品表面，分別測量出基底樣品和待清洗樣品的方阻，記錄探針壓力和樣品的表面溫度，

第四步驟中，設定單次清洗的掃描次數，對樣品進行n次激光清洗，n為自然數，

第五步驟中，等已清洗樣品靜置自然冷卻后，在所述探針壓力和所述表面溫度下，電阻儀測量出激光清洗后樣品的方阻，

第六步驟中，計算相對清洗率Φ：

其中R_a、R_b和R_n分別為基底樣品的方阻值、待清洗樣品的方阻值和第n次清洗后的方阻值，當相對清洗率Φ小于預定值，已清洗樣品作為下一次的待清洗樣品，重復第四步驟到第六步驟，直到Φ大于等于預定值，結束清洗。

所述的方法中，第一步驟中，四探針探頭之間的間距均為2mm。