Үйлдвэрлэлийн чиллерийн усны температурын нөлөө нь CO2 лазерын хүчэн дээр

Лазерын гудлын хөргөлтийн дулаан солилцох механизмууд

CO2 лазераас гарах хогшил дулааныг усны чиллэрийг ашиглан дамжуулалт ба конвекцийн хөргөлтийн аргаар зайлуулдаг. Хаалттай усны хөтөлбөр нь хийн холимог доторх электронуудын хөдөлгөөний чиглэлийг дэмжихийн тулд лазерын гудлын кварцын хальсаас дулааныг зайлуулдаг. Дараа нь дулааныг чиллерийн дулаан солих төхөөрөмжөөс фаз солих хөргөгчийн тусламжтайгаар агаарт шилжүүлдэг. Энэ нь 400-600 Вт/м²К дулаан шилжүүлэх чадварыг хангаж чаддаг. (Re–冷 2000) Тогтвортой урсгал нь лазерын оптик системд саад болох хүйтрүүдийг гүүрийн дотор үүсэхээс сэргийлдэг.

Усны температурын шууд нөлөө нь фотон үүсгэх үр ашигт үзүүлэх нь

CO-ийн гейт процессын үр ашиг нь лазер хоолойд 20°C-аас дээш температур 0.8%/°C-аар буурдаг. Плазмын цахилгааны электронуудын нягт нь шингэний температураар шууд нөлөөлдөг - азотын молекулуудын эргэх дулааны тэнцвэрт хугацаа нь 25°C-д 18°C-тай харьцулахад ойролцоогоор 12% бага байдаг. Энэ температурын зөрүү нь лазерын үр ашигт үзүүлэх нөлөө үзүүлснээр ижил туяа гаралтыг авахын тулд РРХ чадлыг 3-5%-аар нэмэгдүүлэх шаардлагатай болдог.

Үйлдвэрлэлийн парадокс: Температурын мэдрэг чавдар бүхий нарийн системүүд

Хотон лазер нь микрон хүртэл нарийн огтлогч гэсэн ч CO2 лазерыг ±1.5°C хүртэлх хөргөгчийн температурын өөрчлөлтөөс нөлөөлдөг. Германийн гаралтын цонхонд дулааны линзний нөлөө үүсэх нь цацрагийн сарнилтыг 2°C температур нэмэгдэхэд 0.25 мрад-аар нэмэгдүүлдэг ч никель электрод нь 23°C-аас дээш температурт ихсэх толбо үүсгэх коррозид өртөмжтэй байдаг; энэ мэдрэг чанар нь тодорхой хэмжээгээр үргэлжилдэг нь 10.6 μm фотон үүсгэхэд CO2 молекулуудын хэлбэлзлийн шилжилтийг нарийн тодорхой байлгах шаардлагатай байдагтай холбоотой юм. Эдгээр хэлбэлзлүүд нь 220 кЖ моль-1-ээс дээш идэвхжүүлэх утгатай дулааны мөргөлдөөнөөр саад болно.

Үйлдвэрлэлийн баталгаажуулсан 20°C-25°C ажиллагааны муж

Хөргөгчийн температурыг 20°C-оос 25°C хүртэлх мужид байлгах нь фотон үүсгэх үр ашигтай байдлыг хамгийн их байлгаж, хоолойн элэгдлийг хамгийн бага болгодог. Эдгээр хязгаараас давсан ажиллагаа нь электрод элэгдлийг хурдасгаж, цацрагийн тогтворгүй байдлыг үүсгэдэг бөгөөд CO лазерын системд шууд бичгийн нарийн чанар болон материалд нэвтрэх чадварыг бууруулдаг.

Төгс нөхцөлөөс ±2°C-аар хазайх үр дагавар

Салхитгүйжүүлэх төгс заагаас 2°C хазайх нь шүүлтүүрт процессыг гэмтээдэг. 27°C температурт термостатийн линз нь цацрагийн чиглэлийг 15%-иар гажуудаж, 18°C-д ажиллах нь цахилгаан эрсдэлийг нэмэгдүүлдэг. Энэхүү хазайлтын улмаас ихэвчлэн 5-15% компенсацийн цахилгаан хүчийг тохируулах шаардлагатай байдаг бөгөөд үйлчилгээний зардлыг нэмэгдүүлж, оптик бүрэлдэхүүн хэсгийн элэгдлийг хурдасгана.

Тохиолдол судалгаа: 28°C-ын шингэний температурт 27% хүчний бууралт

Баримтжуулсан туршилтаар 28°C-ын шингэний температурыг зөвшөөрснөөр 27% хүчний бууралт илэрсэн. Зэсийн таслалтын 6 цагийн дараа нарийн төвөгтэй байхын тулд фокусын зайг 0.25 мм-ээр засварлах шаардлагатай болсон буюу 19 мкм-ийн шинж чанарыг алдагдуулсантай тэнцүү.

Цацрагийн чиглэл дээрх термостат линзийн нөлөө

Хөргөгчийн температур өсөх нь CO2 лазерын оптик дээр дулааны линз үүсгэх ба 25°C-аас дээш температур 3°C бүрд 0.12-0.25 мм/м-ээр цацрагийн чиглэлийг ивээн дүрсэлж байгаа хугацааг өөрчилнө. Энэ нь хугарлын индексийн өөрчлөлтөөс үүдэлтэй фокусын хазайлт 1.5%-аас дээш гарах ба үйлдвэрлэлийн нарийвчлалыг бууруулна.

Өндөр температурын нөлөөнд цахилгаан хөтөлгөөний эвдрэл

27°C-аас дээш температурт ажилладаг RF-сэдэлтүүлэгч лазерын хоолойнууд нь никельдэгтэй гадаргуунуудын исэлдэлтийн хурд 40%-аар нэмэгдсэн байна. Микроскопийн шинжилгээ нь их гүйдлийн бүсүүдийн ойролцоо байрласан гүвдрүүдийг илрүүлсэн бөгөөд 500 цагийн ажиллагааны дараа цахилгааны тархалтыг 15-22% бууруулна.

Дулааныг ихээр алдагдаж буй RF сэдэлтүүлэгч системүүдийн энерги хувиргах алдагдал

Радиочастотын хүчний эх үүсвэр дулаацах үед 25°C-аас дээш температурын нэгж бүр дээр энерги хувиргах үр ашиг 0.8-1.2%-иар буурч байгаа бөгөөд энэ нь 15 кВт-ын лазерийн системд цагт 12-18 кВт энерги алдагдаж байгаатай тэнцэнэ. Дулааны зураг авах аргаар шүүж үзэхэд алдагдсан дулааны 65% нь тиристорын банкуудад төвлөрдөг бөгөөд энэ нь импедансын тохироогүй байдлыг ихэсгэж байнгын ажиллагааны үед пик дээд хүчийг дуусгахыг бууруулна 27% хүртэл.

Бодит жишээ: Хөргөгчийн мөчлөгт ирмэг гөлгөршил өөрчлөгдөх

±0.5°C дулааны тогтвортой байдалд байхгүй лазерийн системийн ажиллагаа чанарын бууралт үүсгэдэг. 40Вт-ын CO² лазерийг ашиглан 3мм-ийн акрил огтлох 40 судалгааны үр дүн нь хөргөгчийн дахин эхлэх мөчлөгт ирмэгийн нарийсгал 12%-иар нэмэгдсэн байна. Энэ нь лазерын хоолойд дулааны тэлэлт үүсч байгаа учраас цацрагийн фокусын зайг 15 микрон хүртэл өөрчилдөг.

Динамик цацрагийн онцлогтой харилцан үйлчлэх материал

Хувьсах хөргөгчийн температурууд СО² лазерийн долгионы уртыг (9.3-10.6 мкм муж) хэлбэлзэлтэд оруулж, материалын шингээлтийн хурдыг өөрчилдөг. Зэвэрдэггүй ганг огтлох үед ±1.5°C хэлбэлзэл нь плазмын үүсэлтийн утгыг өөрчлөхөд 0.2 мм-ийн зүсэлтийн өргөний тогтворгүй байдлыг үүсгэдэг.

±0.5°C температурын тогтвортой байдал нь маш чухал

Хадгалж ±0.5°C температурын тогтвортой байдал сО² лазерийн хөргөгчийн хувьд шууд фотон үүсэх тогтвортой байдлыг тодорхойлдог. Ахисан технологийн системүүд тасралтгүй лазерийн ажиллагааны үеэр дулааны ачааллын хэлбэлзлийг нэгэн зэрэг засахын тулд хоёр PID хянах төхөөрөмж ашигладаг.

Эрчим хүчний ангиллын төрөл бүрийн лазерын урсгалын хурдны шаардлага

Чадлын их лазер (300Вт-аас дээш) турбогийн центрифугийн насос 12 л/мин-д ламинарын урсгыг барьж, хурдан цахилгааны ачаалал өөрчлөгдөх үед кавитацийг урьдчилан сэргийлэхийн тулд

Шууд хөргөлтийн болон каскад хөргөлтийн системийн харьцуулалт

Каскад хөргөлтийн систем нь 40%-иар дээд температурын тогтвортой байдалд хүрдэг 40°C амбиент температурт нэг шатлалтай нэгжүүдтэй харьцуулахад. Традицион DX чиллерүүд 2.8-3.5 кВт/тонн-д ажилладаг бол каскад систем нь хоёр хөргөгчийн хэлхээгээр 1.9-2.3 кВт/тонны үр ашигтай ажиллагааг барьж чаддаг.

Бодит цагийн дулааны нөхөлтийн PID алгоритмууд

Пропорционал-интеграл-дифференциал (PID) алгоритмууд нь лазерийн температурын бодит цагийн мэдээллийг үндэслэн чиллерийн гаралтыг динамик аргаар тохируулж, нарийн дулааны зохицуулгыг хангана. PID системүүд нь лазерын хүч чадал эгзэгт нэмэгдэх үед ч усны температурыг ±0.25°C-ийн дотор байлгаж чаддагийг судалгаа нотолсон байдаг.

Огтлолтын параметрийн шинжилгээнд үндэслэгдсэн урьдчилан таамаглах хөргөлт

Орчин үеийн салхижуулагч нь машин сургалтыг ашиглан огтлох параметрүүдийг шинжилж дулааны ачааллыг урьдчилан таамаглаж эхэлдэг. Талбайн шалгах үед энэ арга нь нарийн бүжин зураг зүсэх үед температурын хэлбэлзлийг 63%-иар бууруулсан.

Чадалтай лазерын системд зориулсан олон бүсийн хөргөх систем

Чадал ихтэй лазерын системүүд (150Вт) нь урт хоолойнуудын дагуу дулааны тархалтыг тэгш бусаар зохицуулахын тулд хэсэгчилсэн хөргөх хэлхээг хэрэглэдэг. Тусдаа температурын мэдрүүлэгчид болон урсгалын хяналтын төхөөрөмжүүд нь тодорхой бүсүүдэд чиглэх бөгөөд дулааны цэгүүдийг үүсэхээс сэргийлдэг.

Автоматжуулсан хяналт: Урсгалын мэдрүүлэгчид болон термопарын байршил

Хөргөх шингэний урсгалын хурд болон температурын ялгааг тасралтгүй хянах нь ажиллагааны үр дүнтэй байдлыг баталгаажуулдаг. Пүмпийн шахах шугамын дагуу байрлуулсан урсгалын мэдрүүлэгчид нь дүрмийн дагуу хөргөх системийн ажиллагааны талаарх бодит цагийн мэдээллийг олгодог.

Жил бүрийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд урьдчилан сэргийлэх засварын хуваарь

Урьдчилан сэргийлэх засварын хөтөлбөр нь улирлын сорилтод зориулж цаг тутмын цохилтын шалгалт, хагас жилийн зайтай хөргөлтийн шингэний чанарын шинжилгээ хийхийг багтаадаг. Жилийн турш шилжүүлэгчийг цэвэрлэсэн систем нь дулааныг дунджаар 40%-иар багасгадаг.

НӨАТ-ын хэсэг

CO2 лазерын ажиллагааны үеийн таамаглалын температурын хүрээ хэд вэ?

CO2 лазерын ажиллагааны үеийн таамаглалын температурын хүрээ нь фотон үүсгэх үр ашигтай байдалд 20°C-оос 25°C хүртэл байна.

Хөргөгчийн температур таамаглалын хүрээнээсээ хазайвал юу болох вэ?

Хөргөгчийн температур таамаглалын хүрээнээсээ хазайвал дулааны линз үүсэх, үйл ажиллагааны зардал нэмэгдэх, электрод элэгдэх, огтлолын нарийвчлал буурахад хүргэдэг.

PID алгоритм нь лазерын хөргөх системд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

PID алгоритм нь хөргөгчийн гаралтыг бодит цагийн дулааны мэдээллийн үндсэн дээр динамик аар зохицуулж температурын тогтворжилтыг ±0.25°C-ийн дотор байлгах боломжийг олгодог.

±0.5°C температурын тогтворжилтыг барьж чадах нь яагаад чухал вэ?

Тогтмол ±0.5°C температурын тогтвортой байдал нь цацрагийн ижил төст бүрдэл, хэлбэрээ алдахгүй байх, электродын гэмтэл үүсэхээс сэргийлэхэд маш чухал юм.

Хөргөгчийн өндөр температурын лазерын үр ашигт чанарт ямар нөлөө үзүүлэх вэ?

Хөргөгчийн температурын өсөлт нь дулааны линз үүсгэж, электродын элэгдлийг хурдасгаж, энерги хувиргах үр ашигт чанарыг бууруулж лазерын ажиллагааг муудааг юм.