[發明專利]便攜式風冷光纖激光器系統

在審

• 申請號: 202010742984.6
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111884021A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 曹柏林;董杰;馬建中;顧劍飛
• 申請（專利權）人: 天津凱普林光電科技有限公司
• 主分類號: H01S3/04
• 分類號: H01S3/04;H01S3/042;H01S3/067
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝;楊博濤

本發明公開了便攜式風冷光纖激光器系統，包括光纖激光器、風冷系統、加熱系統和控制板卡；所述冷凝器用于將循環水進行冷卻，所述風扇用于帶走所述冷凝器在冷卻循環水的過程中排放的熱量，其中，所述循環水用于對光纖激光器降溫；所述水泵用來維持循環水循環；所述水箱用來存儲循環水；所述加熱系統用于在循環水低于預設溫度時加熱循環水；所述控制板卡控制所述光纖激光器、所述風扇、所述水泵和所述加熱系統的工作狀態。本發明利用風冷技術，避免了光纖激光器需要外接水冷機的現狀，使得便攜式光纖激光器系統使用方便、維護成本低；同時解決了由于使用水冷機而引起的激光器結露這一困擾問題；且光纖激光器的性能和壽命不受水冷機質量影響。

技術領域

本發明涉及光纖激光器技術及應用領域，特別涉及一種便攜式風冷光纖激光器系統。

背景技術

光纖激光器是指用摻稀土元素玻璃光纖作為增益介質的激光器，激光工作物質在泵浦光的作用下形成“粒子數反轉”，加入正反饋回路(構成諧振腔)便可形成相干的激光輸出。光纖激光器系統廣泛應用于汽車制造、船舶制造、航空制造業等各類金屬非金屬材料的激光切割、激光焊接、表面清洗、表面熔覆等領域。

現有光纖激光器的輸入電能大部分都轉化為熱能而損耗掉，且如果不采取適當的降溫措施，光纖激光器內部溫度會不斷升高，在很短時間內會超過光纖激光器內部器件所允許的工作溫度，激光器將停止工作。

現有技術中，光纖激光器系統都采用外接冷卻水進行降溫，以保證光纖激光器工作在其允許的工作溫度范圍內，而外接冷卻水需要能提供冷水并能夠循環水的水冷機。然而對水冷機的需求產生幾個問題：一、水冷機本身以及運行的費用增加了光纖激光器系統整體成本；二、引入水冷機使光纖激光器系統集成機柜體積顯著增大，增加了對應用場地額外的需求，且不利于運輸和方便使用；三、在夏天和濕度比較高的地方，容易在光纖激光器內部結露，嚴重時會使激光器停止工作，為了使激光器可靠工作，還得在激光器內部增加除濕裝置，進一步增加成本和激光器體積；四、經濟型如單溫單控或者性能差的水冷機，如果沒有過濾系統的水冷機，對光纖激光器性能和壽命就會造成不良影響。因此，水冷機的引入造成了成本增加、體積增大、維護難度的增加，這限制了水冷式光纖激光器系統在經濟型便攜式的加工設備上的應用。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題的便攜式風冷光纖激光器系統。

依據本發明的一方面，提供了一種便攜式風冷光纖激光器系統，包括光纖激光器、風冷系統、加熱系統和控制板卡；風冷系統包括冷凝器、風扇、水泵、循環水和水箱；冷凝器、所述水箱、水泵以及光纖激光器首尾依次連接，形成所述循環水的循環通道；光纖激光器、加熱系統、水泵和風扇均連接至所述控制板卡；

冷凝器用于將循環水進行冷卻，風扇用于帶走所述冷凝器在冷卻循環水的過程中排放的熱量，其中，循環水用于對光纖激光器降溫；水泵用來維持循環水循環；水箱用來存儲循環水；加熱系統用于在循環水低于預設溫度時加熱循環水；控制板卡給光纖激光器提供作業信號、控制加熱系統、控制風扇和水泵的工作狀態。

可選的，在上述便攜式風冷光纖激光器系統中，加熱系統包括加熱裝置、測溫裝置和集成于控制板卡的溫度控制器；

測溫裝置安裝在水箱進出口，用于測量循環水的溫度；

加熱裝置連接至溫度控制器，用于在循環水的溫度低于預設溫度時，將循環水進行加熱至預設溫度。

可選的，上述便攜式風冷光纖激光器系統還包括：流量計，流量計連接在水泵與光纖激光器之間，且所述流量計的信號端連接至控制板卡，向控制板卡反饋流量信息。

可選的，上述便攜式風冷光纖激光器系統還包括：光纖輸出器件和手持加工頭；光纖輸出器件光纖激光器的一部分，安裝在手持加工頭上。

在流量計之后，循環水的循環通道分為兩路，一路經光纖激光器連接至冷凝器，另一路經光纖輸出器件和手持加工頭連接至冷凝器。