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激光冷水机选型的关键因素

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激光冷水机选型的关键因素


2016-10-24     分享次数:602   作者:admin


激光冷水机是一种专门用于激光器降温冷却的设备,在激光加工过程中保护CO2激光管、YAG固体激光器晶体和灯管防暴,另外,充分、恒定的激光器内腔温度是激光输出功率稳定、激光腔无热变型、激光光束质量一致等的保证。因此,选择合适的激光器冷却系统可大大提高激光器的使用寿命和加工精度,把激光设备的性能发挥到极致。那么,激光冷水机该如何正确选型呢,激光冷水机选型的关键因素是什么?

激光冷水机选型的关键因素:

一、制冷量

1、制冷量,顾名思义为冷却系统的实际制冷能力,是激光器冷却设备选择的个指标。

2、一般我们可以根据激光器的光电转换效率来计算出激光器的发热量,再来选择。

P热=P激光/μ

假设玻璃管CO2激光器的热效率μ一般为15%,80W的激光器则少需要:80/0.15=533W

也就是说在产生80W激光的同时,激光器注入533W的能量,无效能量需要水冷机带走。

3、我们直接根据激光电源的输入额定功率减去激光器的输出功率来确定激光冷水机的制冷量。比如我们常用的射频激光器和固体激光器都会标明额定满功率的电源电压和电流,以相干70W射频激光器为例,其要求电源输入48V25A,瞬时36A,可以计算输入功率大1200W。

二、水流量和增压泵扬程

一般来说,制冷量代表压缩机可是提供的制冷能力,而水流量代表冷水机带走热量的能力,这就造成大家常常看到的现象:名义制冷量1000W的冷水机连接一台80W的玻璃管,冷水机显示25℃,激光管却热得发烫;这就跟水流量有关了。

三、热效率和水容积

以上两个概念就引出了水冷机热效率和水容积的概念,也就是压缩机的工作控制方式和水箱大小两个指标。一般水箱越大越好,但在设计上不同的压缩机控制方式会有很大不同。这就是同样的压缩机制冷量和水容积,带有PID反馈功能的运转控制方式会大大提高整体系统的制冷能力。

四.温控精度

这个指标完全来自激光器的要求,对于半导体激光器来讲必须温控精度±0.1℃,这就要求压缩机预知温度变化规律,自适应负载的变化,一般用集成温控模块的水冷机都不可能做到这一点。当然对CO2激光器来讲温度要求±2℃到±5℃,市面上大多数专用水冷机都可以做到。

五、水质要求和水过滤以及水循环系统材质,这一综合指标往往被忽略,但其非常重用,直接影响激光器的寿命。

六、.对CO2玻璃管激光器来讲,两端镜片出属于水流死角,很容易滞留水中的杂质,造成散热不良,镜片的微变形直接影响激光器的输出光束质量和光斑模式。