[發明專利]電容采集放大器及使用放大器的激光頭調整裝置

有效

• 申請號: 202210694211.4
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114785294B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 孟祥群;焦迪
• 申請（專利權）人: 南京超穎新能源科技有限公司;上海方菱計算機軟件有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;B23K26/70
• 代理公司: 南京常青藤知識產權代理有限公司 32286
• 代理人: 徐婧

本發明提供一種電容采集放大器，包括TEC控制器，所述TEC控制器分別與LC諧振電路、信號調理放大電路電性連接，電容采集放大器還具有傳感器信號輸出接口；所述TEC控制器，包括調理電路，還包括供電電路、至少一個濾波電路、限流電路和調節電路；所述調理電路集成于芯片中，所述芯片，其用于電性連接供電電路、濾波電路、限流電路和調節電路；基于電容采集放大器，本發明還提出了一種激光頭調整裝置，包括電容采集放大器，所述電容采集放大器與激光器主體電性連接，激光器主體與調整裝置主體連接。

技術領域

本發明屬于激光切割技術領域，具體涉及電容采集放大器及使用放大器的激光頭調整裝置。

背景技術

激光切割是利用經聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質，從而實現將工件割開。激光切割屬于熱切割方法之一。

在激光切割加工過程中，為了保證最佳的切割質量與切割效率，激光焦點通常位于待切割工件表面以下固定位置，因此需要控制激光噴嘴與工件表面的距離保持一致，該距離也被稱作切割高度，一般在0.2~3mm間。由于待切割工件表面可能不平整，以及切割過程中工件振動等因素，需要動態地調節激光噴嘴位置以保持其與待切割工件的高度一致，否則將使得切割質量低下甚至無法切割透工件。

為了達到動態調節激光噴嘴高度的目的，即設計一種隨動控制系統來自動調節切割高度，需要測量激光噴嘴與工件表面的距離。目前行業內廣泛使用的方法為基于電容的間接測量方法，具體為：激光噴嘴與待切割工件會構成電容器的兩個極板，二者之間會形成一個1~100pF的電容。當激光噴嘴與待切割工件之間距離增加，該電容減小；反之電容增大。借助該電容的測量，可以間接地獲得激光噴嘴與待切割工件之間的距離。

測量激光噴嘴與待切割工件之間的電容通常采用振蕩器電路，基于LC振蕩器原理，將激光噴嘴與待切割工件之間的電容轉化為頻率信號輸出的部件稱為電容采集放大器。

然而，現有的電容采集放大器存在如下問題：由于諧振電路通常由電感、電容、三極管、運算放大器等電子元件構成，所有的電子元器件均存在溫漂，即隨著環境溫度變化電子元器件的參數將發生變化，具體為電感電容值變化、三極管增益變化等。進而會引起諧振頻率的溫漂，最終影響電容采集放大器的精度。在激光切割實際使用場景中，環境溫度變化會影響電容采集放大器的精度，因此需要定期進行電容標定過程，影響了切割效率。

發明內容

本發明的目的是提供電容采集放大器及使用放大器的激光頭調整裝置

一種調理電路，包括兩個運算放大器，第一運算放大器的反相輸入端分別電性連接有并聯的第二十電阻、第二十一電阻和第二十四電阻，所述第二十四電阻的另一端與第一運算放大器的輸出端電性連接，第二十電阻的另一端電性連接有NTC熱敏電阻，NTC熱敏電阻的另一端與信號地端電性連接，所述第一運算放大器的正相輸入端電性連接有并聯的第二十二電阻和第二十三電阻，所述第二十三電阻的另一端與信號地端電性連接；

第二運算放大器的反相輸入端與第二十五電阻的一端電性連接，第二十五電阻的另一端與第一運算放大器的輸出端電性連接，所述第二十五電阻上并聯有依次串聯的第二十六電阻和第四十七電容，所述第二運算放大器的反相輸入端、輸出端分別與第四十九電容的兩端電性連接，所述第四十九電容上并聯有依次串聯的第二十七電阻和第四十八電容，所述第二運算放大器的正相輸入端電性連接有并聯的第二十八電阻和第二十九電阻，第二十九電阻的另一端與信號地端電性連接。

基于上述調理電路，本發明還提出了一種芯片，所述芯片包括上述兩個運算放大器。

基于上述芯片，本發明還提了一種TEC控制器，包括芯片、供電電路、至少一個濾波電路、限流電路和調節電路；

所述芯片，其用于電性連接供電電路、濾波電路、限流電路和調節電路；

所述供電電路，其用于為電路不同模塊供電；