激光冷水機選型

冷水機選型

激光冷水機在激光加工過程中不僅保護(hù)CO2激光管、YAG固體激光器晶體和燈管防暴；充分、恒定的激光器內(nèi)腔溫度是激光輸出功率穩(wěn)定、激光腔無熱變型、激光光束質(zhì)量一致等的保證。選擇合適的激光器冷卻系統(tǒng)可大大提高激光器的使用壽命和加工精度，把激光設(shè)備的性能發(fā)揮到很好。然而，大多數(shù)用戶和廠家在選用和推薦激光冷卻系統(tǒng)式都往往概念很模糊，市面上很多激光冷水機也是指標(biāo)不清，用戶配備也是隨大流，不能準(zhǔn)確地對所用激光設(shè)備做到合理的保護(hù)。 下面提到的幾個指標(biāo)對激光冷水機的選擇很關(guān)鍵：

1.制冷量

a.顧名思義為冷卻系統(tǒng)的實際制冷能力，是激光器冷卻設(shè)備選擇的第一個指標(biāo)。

b.一般我們可以根據(jù)激光器的光電轉(zhuǎn)換效率來計算出激光器的發(fā)熱量，再來選擇。

P熱 = P 激光 / μ

假設(shè)玻璃管CO2激光器的熱效率μ一般為15%，80W的激光器則最少需要:80/0.15 = 533W

也就是說在產(chǎn)生80W激光的同時，激光器注入533W的能量，無效能量需要水冷機帶走。

c.有些時候我們，我們直接根據(jù)激光電源的輸入額定功率減去激光器的輸出功率來確定激光冷水機的制冷量。比如我們常用的射頻激光器和固體激光器都會標(biāo)明額定滿功率的電源電壓和電流，以相干70W射頻激光器為例，其要求電源輸入48V25A，瞬時36A，可以計算輸入功率最大1200W。

2.水流量和增壓泵揚程

大家都會關(guān)注制冷量，往往會忽視水流量這個指標(biāo)。制冷量代表壓縮機可是提供的制冷能力，而水流量代表冷水機帶走熱量的能力，這就造成大家常常看到的現(xiàn)象：名義制冷量1000W的冷水機連接一臺80W的玻璃管，冷水機顯示25℃，激光管卻熱得發(fā)燙；在事實上沒有起到應(yīng)用的作用。

3.熱效率和水容積

以上連個概念就引出了水冷機熱效率和水容積的概念，也就是壓縮機的工作控制方式和水箱大小兩個指標(biāo)。一般水箱越大越好，但在設(shè)計上不同的壓縮機控制方式會 有很大不同。這就是同樣的壓縮機制冷量和水容積，帶有PID反饋功能的運轉(zhuǎn)控制方式會大大提高整體系統(tǒng)的制冷能力。

4.溫控精度

這個指標(biāo)*來自激光器的要求，對于半導(dǎo)體激光器來講必須溫控精度±0.1℃，這就要求壓縮機預(yù)知溫度變化規(guī)律，自適應(yīng)負(fù)載的變化，一般用集成溫控模塊的 水冷機都不可能做到這一點。當(dāng)然對CO2激光器來講溫度要求±2℃到±5℃，市面上大多數(shù)專用水冷機都可以做到。

5.水質(zhì)要求和水過濾以及水循環(huán)系統(tǒng)材質(zhì)

a.這一綜合指標(biāo)往往被忽略，但其非常重用，直接影響激光器的壽命。

i.對CO2玻璃管激光器來講，兩端鏡片出屬于水流死角，很容易滯留水中的雜質(zhì)，造成散熱不良，鏡片的微變形直接影響激光器的輸出光束質(zhì)量和光斑模式。

ii.對射頻激光器來講，散熱板聚集水垢和銅銹等雜質(zhì)會造成腔內(nèi)溫度過高電極板變形，進(jìn)而溫度傳感器報警，激光器不出光等故障產(chǎn)生。

iii.對YAG激光器來講，泵浦燈、晶體和鍍金腔的表面潔凈度直接影響出光功率和光斑模式；半導(dǎo)體模塊內(nèi)微小水孔堵塞直接會燒毀巴條。

b.市面上大多是冷水機冷媒管采用銅管，而蒸發(fā)盤直接置于冷卻水中，會產(chǎn)生大量的銅銹，直接影響激光器。

c.很多無過濾器的是冷水機直接加自來水或者使用長時間不更換的純凈水，都會使滋生的細(xì)菌和雜質(zhì)沉積到激光器，影響激光器的壽命和使用效果。

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