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針對(duì)激光發(fā)生器的類型,冷水機(jī)分類方式,把激光冷水機(jī)分為二氧化碳玻璃激光管激光冷水機(jī)、二氧化碳金屬射頻管激光冷水機(jī)、半導(dǎo)體側(cè)泵激光冷水機(jī)、半導(dǎo)體端泵激光冷水機(jī)、YAG激光冷水機(jī)、光纖激光冷水機(jī)、紫外激光冷水機(jī)。

激光標(biāo)刻是二十世紀(jì)后期興起的最熱門工業(yè)加工手段。國內(nèi)從事激光打標(biāo)機(jī),激光雕刻機(jī),激光焊接機(jī),激光噴碼機(jī),激光切割機(jī)等等激光加工設(shè)備的研發(fā),生產(chǎn),加工企業(yè)不斷涌現(xiàn)。而冷卻系統(tǒng)的好壞則是整個(gè)激光標(biāo)刻作業(yè)中的一關(guān)鍵一環(huán)。

一、制冷量

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

2、一般我們可以根據(jù)激光器的光電轉(zhuǎn)換效率來計(jì)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(shí),激光器注入533W的能量,無效能量需要水冷機(jī)帶走。

3、有些時(shí)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(jī)的制冷量。比如我們常用的射頻激光器和固體激光器都會(huì)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(shí)36A,可以計(jì)算輸入功率最大1200W。

二、水流量和增壓泵揚(yáng)程

大家都會(huì)關(guān)注制冷量,往往會(huì)忽視水流量這個(gè)指標(biāo)。制冷量代表壓縮機(jī)可是提供的制冷能力,而水流量代表冷水機(jī)帶走熱量的能力,這就造成大家常�？吹降默F(xiàn)象:名義制冷量1000W的冷水機(jī)連接一臺(tái)80W的玻璃管,冷水機(jī)顯示25℃,激光管卻熱得發(fā)燙;在事實(shí)上沒有起到應(yīng)用的作用。

三、熱效率和水容積

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

四、溫控精度

這個(gè)指標(biāo)完全來自激光器的要求,對(duì)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(jī)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(jī)都不可能做到這一點(diǎn)。當(dāng)然對(duì)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(jī)都可以做到。

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

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

iii.對(duì)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(huì)燒毀巴條。

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

3、很多無過濾器的是冷水機(jī)直接加自來水或者使用長時(shí)間不更換的純凈水,都會(huì)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。

非啟停式的冷水機(jī)其實(shí)是控制冷水機(jī)內(nèi)冷媒流向來控制制冷循環(huán)水的溫度。按照冷水機(jī)的制造原理,一共分為2種控制方式,在5度以內(nèi)采用冷媒流向的控制方式,使冷水機(jī)可以精確控制溫度在正負(fù)0.1度,在5度以外采用壓縮機(jī)啟停方式,使冷水機(jī)在不需要強(qiáng)烈制冷的情況下節(jié)能工作。 基于冷水機(jī)的工作方式,對(duì)于冷水機(jī)的制冷精度要求基本上可以滿足(精度要求高的可以采用冷媒流向的控制方式)。

剩下來就是制冷功率和水泵的選型要求了,只要考慮了具體的發(fā)熱量,就可以選用不同制冷量的冷水機(jī),然后再看水泵的揚(yáng)程和流量需求,選擇不同的水泵。這樣就可以找到合適的冷水機(jī)了。

2、冷水機(jī)CW-3000AG的散熱量為50W/℃,這個(gè)數(shù)值和單位怎么理解及其基本散熱原理是什么?

散熱量就是把溫度高于常溫空氣的發(fā)熱元器件通過與常溫空氣進(jìn)行熱交換,平衡溫度以后得出來的功率與溫度變化的參數(shù)。50W/攝氏度代表的是比常溫高每一度都可以散走50W的熱量。CW-3000系列通過自身里面的水和熱交換器,把目標(biāo)對(duì)象的發(fā)熱元器件和常溫空氣進(jìn)行熱交換,從而達(dá)到散熱的目的,是一種經(jīng)濟(jì)降溫的緊湊型設(shè)備。

3、冷水機(jī)冷水量如何計(jì)算,�？吹嚼渌畽C(jī)的型號(hào)用 "HP"(匹)來表示,但是冷水量具體是多少噸,

能計(jì)算出來嗎?

冷水量,一般用RT表示,但冷噸分 三種:美國冷噸、日本冷噸和英國冷噸.我們平時(shí)說的和最常用的都是美國冷噸,用US.RT表示,US就是美國的縮寫了1US.RT=3516.7W,而HP指的是冷水機(jī)壓縮機(jī)的輸入功率單位,一般1HP的壓縮機(jī)可以有2500W的制冷量,當(dāng)然有些冷水機(jī)使用1HP的壓縮機(jī),可能系統(tǒng)只會(huì)有2300W,有些冷水機(jī)的1HP可能是2800W。

簡單故障處理

1、打開包裝,檢查機(jī)器是否完好,附件是否齊備。

2、擰開機(jī)器注水口,加入冷卻水。

加水時(shí)應(yīng)同時(shí)觀察水位計(jì)的水位慢慢加水,注意不要讓水溢出!用于碳鋼材質(zhì)設(shè)備的冷卻時(shí)應(yīng)該添加適量的防腐蝕藥劑。北方寒冷地區(qū)使用的應(yīng)該加注無腐蝕性的防凍液。

3、根據(jù)設(shè)備情況接好出水管、入水管。

4、插上電源線,打開電源開關(guān)。(嚴(yán)禁無水開機(jī)!)

(1)打開電源開關(guān)后,冷水機(jī)循環(huán)泵就開始工作了。新機(jī)第一次開機(jī)時(shí)管路中會(huì)有較多的氣泡導(dǎo)致機(jī)器偶爾流量報(bào)警,運(yùn)行數(shù)分鐘后就會(huì)恢復(fù)正常。

(2)第一次開機(jī)后,必須馬上檢查水管管路有無漏水。

(3)打開電源后,如果水溫低于設(shè)定溫度,機(jī)器的風(fēng)扇等器件不工作是正�，F(xiàn)象。溫控器會(huì)根據(jù)設(shè)定的控制參數(shù)自動(dòng)控制壓縮機(jī)、電磁閥、風(fēng)扇等器件的工作狀態(tài)。

(4)由于壓縮機(jī)等器件有一個(gè)較長的啟動(dòng)過程,根據(jù)不同的工況從幾十秒到數(shù)分鐘不等,所以不要頻繁開關(guān)機(jī)。

5、檢查水箱水位。

新機(jī)開機(jī)后排空了水管中的空氣,水箱水位會(huì)略有下降,為了保持水位在綠色區(qū)域,可以再次適量加水。觀察并記下當(dāng)前的水位情況,等冷水機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后再次觀察水位計(jì),如果水位下降明顯,就要再次檢查水管管路的滲漏情況。

6、調(diào)整溫控器參數(shù)。

5300冷水機(jī)使用的智能溫控器一般情況下不需要調(diào)整控制參數(shù),如確實(shí)必要的,可參考第18頁《運(yùn)行狀況與參數(shù)調(diào)整》。

結(jié)構(gòu)圖展示

T504新型智能控制器出廠設(shè)定為恒溫溫控模式,水溫設(shè)定為25度,用戶可以根據(jù)需要調(diào)整。

T503、T504溫控器除出廠設(shè)定參數(shù)不同外,其功能、結(jié)構(gòu)是一樣的。

1、溫度控制器面板介紹

(1)溫控器工作狀態(tài)指示燈D1、D2(如圖)

D1常亮,控制器工作在智能控制模式;

D1不亮,控制器工作在恒溫控制模式;

D1閃亮,控制器工作在參數(shù)設(shè)定模式或顯示數(shù)值為室溫;

D2常亮,冷水機(jī)工作在制冷狀態(tài);

D2不亮,冷水機(jī)工作在保溫狀態(tài);

D2閃亮,冷水機(jī)工作在節(jié)能狀態(tài);

(2)按▼鍵會(huì)顯示室溫溫度,6秒后恢復(fù)默認(rèn)顯示。(此時(shí)D1閃動(dòng),表明顯示為室溫。)

(3)▲▼鍵用于調(diào)整控制器顯示狀態(tài),參數(shù)選擇、調(diào)整。

(4)RST 鍵確定按鍵

(5)SET 鍵設(shè)定功能按鍵

2、恢復(fù)出廠設(shè)定

開機(jī)前,同時(shí)按下▲▼鍵不放然后開機(jī),直至控制器顯示rE。松開按鍵6秒后控制器進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。這時(shí)控制器所有參數(shù)設(shè)定值均已恢復(fù)為出廠設(shè)定值。

3、報(bào)警功能

(1)報(bào)警顯示:

報(bào)警時(shí),出錯(cuò)的代碼與水溫會(huì)交替顯示。

(2)暫停報(bào)警聲:

在報(bào)警狀態(tài)下按任何鍵均可暫停報(bào)警聲響,但報(bào)警顯示需等到報(bào)警條件消除后才停止。

4、溫控器控制參數(shù)表

5、一般設(shè)定調(diào)整

按設(shè)定鍵(SET)進(jìn)入用戶設(shè)定狀態(tài),此時(shí)D1閃亮,表明控制器為參數(shù)設(shè)定狀態(tài)

(1)智能模式下顯示水溫與氣溫的溫差參數(shù)值(F1),

(2)恒溫模式下顯示設(shè)定水溫的數(shù)值(F0)。

此時(shí)按▲▼鍵可修改設(shè)定值,修改數(shù)值后按下確認(rèn)鍵(RST)后存盤退出,新參數(shù)生效。如按設(shè)定鍵(SET)則不保存參數(shù)退出設(shè)定狀態(tài),如20秒內(nèi)無按鍵按下,不保存參數(shù)自動(dòng)退出修改狀態(tài)。

6、高級(jí)設(shè)定調(diào)整

(1)按住▲鍵不放,同時(shí)按設(shè)定鍵(SET)五秒至顯示0,此時(shí)按▲鍵選擇已設(shè)定密碼(出廠設(shè)定為8),再按一下設(shè)定鍵(SET),如密碼正確,顯示轉(zhuǎn)為F0,進(jìn)入設(shè)定狀態(tài),D1閃亮,表明控制器為參數(shù)設(shè)定狀態(tài)。如密碼錯(cuò)誤,則返回溫度顯示。

(2)進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)后按▲鍵循環(huán)依次進(jìn)入選擇設(shè)定項(xiàng)目,按鍵▼則按反方向循環(huán)。選擇所設(shè)項(xiàng)目后再按設(shè)定鍵(SET),進(jìn)入下一層參數(shù)修改,顯示原設(shè)定值,此時(shí)按▲▼鍵可修改參數(shù)值,再按設(shè)定鍵(SET),則返回上一層菜單設(shè)定項(xiàng)目。任何時(shí)候按確定鍵(RST),則保存修改的參數(shù)退出參數(shù)設(shè)定狀態(tài),返回溫度顯示,并按新參數(shù)運(yùn)行。如20秒內(nèi)無按鍵按下,控制器也會(huì)自動(dòng)退出參數(shù)設(shè)定狀態(tài),并且不保存修改的參數(shù)。

注:

1、在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)時(shí),系統(tǒng)按原參數(shù)運(yùn)行;

2、恒溫控制模式時(shí),水溫由(F0)參數(shù)控制;

3、智能控制模式時(shí),水溫會(huì)根據(jù)氣溫變化自動(dòng)調(diào)整。其溫差由(F1)參數(shù)控制。

為了保證激光冷水機(jī)在冷卻水循環(huán)出現(xiàn)異常情況時(shí)不影響設(shè)備的安全,激光冷水機(jī)特有低流量報(bào)警保護(hù)功能。

1、流量報(bào)警輸出端口及接線示意圖

2、循環(huán)冷卻水流量報(bào)警原因與工作狀態(tài)表

注:流量報(bào)警端口連接機(jī)內(nèi)繼電器一組常開、常閉觸點(diǎn)。要求工作電流小于5A,工作電壓小于300V。

高級(jí)控制參數(shù)調(diào)整案例:

1、案例一:智能溫控模式控制冷卻水溫度。要求水溫最高不超過31度,最低不低于25度,目標(biāo)水溫比氣溫低3度,在氣溫不變的情況下,水溫波動(dòng)不大于正負(fù)0.5度。當(dāng)水溫低于目標(biāo)水溫10度或者高于目標(biāo)水溫10度時(shí)報(bào)警。(即當(dāng)氣溫在30.0度時(shí),冷卻水溫在27.5度至26.5度之間,如氣溫變?yōu)?0.5度,冷卻水溫在28.0度至27.0度之間。)

2、案例二:恒溫模式控制冷卻水溫度。要求冷卻水溫度恒定在28度、水溫波動(dòng)不大于正負(fù)2度。水溫超過正常水溫5度即超高溫報(bào)警,低于正常水溫10度時(shí)即超低溫報(bào)警。并且可以方便的通過用戶設(shè)定在5至30度之間調(diào)整水溫設(shè)定。

3、案例三:恒溫模式控制冷卻水溫度。要求冷卻水溫度恒定在25度、水溫波動(dòng)不大于正負(fù)1度。水溫超過30度即超高溫報(bào)警,低于10度時(shí),超低溫報(bào)警。(即不管氣溫多少度,冷卻水溫恒定在24.0度至26.0度之間。)