Таны CO2 лазер яагаад нарийн температурын хяналт шаарддаг вэ: Лазерийн зөөлдөгчийн у behind нь шинжлэх ухаан

Температурын тогтвортой байдал нь CO2 Лазерийн ээжлэгчид Гүйцэтгэл

Лазер огтлогч машинуудын ажиллах температурын хүрээг ойлгох

CO2 лазер нь түүнийг 15-25 хэмийн хүрээнд байлгах нь хамгийн сайн үр дүн өгдөг гэж МонПорт Лазерийн 2023 оны судалгаа харуулж байна. Энэ температурын хүрээ нь лазерын доторх хийн холимогт байгаа молекулуудыг тогтвортой байлгах, мөн дулааныг зохих ёсоор гадагшлуулах боломжийг олгодог. Энэ нь чухал яагаад гэвэл орж буй энергийн ихэнх нь ашигтай гэрлийн гаралт болон хувирдаггүй - хамгийн сайн тохиолдолд 10-20% л ашиглалттай байдаг. Хэрэв температур 25°C-аас дээш өсвөл молекулын түвшинд гажилт үүсдэг. Цацаргалтын спектр өргөссөн бөгөөд цацрагийн нарийсалт алдагддаг. Эсрэгээр, температур 15°C-аас доош унахад хөргөх шингэн зузаарч, систем дотор нь хөдөлгөхөд хэцүү болдог. Энэ нь бүх системийн хариу үйлдлийг удаашруулдаг.

CO2 лазерын гаралт болон тогтвортой байдлыг дулааны нөлөөлөл хэрхэн нөлөөлдөг вэ

Температурын өөрчлөлт нь PolyScience-ийн 2023 оны судалгаагаар цахилгаан соронзон шилжилтийг градус Целсийн хувьд ойролцоогоор 0.03 нм-ээр шилжүүлэх, цаашид цацрагийн хоолойд деформаци үүсгэх зэргээс цааш цацрагийн чанарыг муудгадаг. Температур нэг градусаар өсөхөд дээд энергийн төлөв байдал дуусдаг тул гаралтын чадал нэг хувийн хагасаас нэг хувь хүртэл буурдаг. Гурван градусын хэлбэлзэл үүсэх үед ажиллагаа илүү муудаж, стандарт 100 Вт-ийн системд фокусын цэгүүдийг ажиглалттайгаар 50 мкм-ээр шилжүүлдэг. Салбарын сэргээх бичилтүүдийг судалбал температурын асуудлууд нь лазерийн ажиллагаа зөв биш байх тохиолдолд таван дөрөвд нь ноцдог тул ажил үйлдвэрлэлийг гөлгөр явуулахын тулд дулааны удирдлагыг сайн хийх нь чухал юм.

Лазерын ажиллагаанд температурын тогтвортой байдал нь чухал ач холбогдолтой

Температурыг плюс нэг градусын хагас хүртэл нарийн тогтвортой байлгах нь цахилгааны хэлбэлзлийг 2 хувь бага байлгах, фокусын зайг 10 микрон орчимд тогтвортой байлгах, цаашид гурван мянган цагаар илүү ажиллах боломжийг олгодог. Хөргөлтийн тогтолцоо нь PID зохицуулагчийн дулаан солих төхөөрөмжийг ашиглан орчны нөхцөл болон ачааллын хэмжээнд үндэслэн өөрийгөө тохируулдаг. Энэ нь 1 киловаттын дээд чадалтай системтэй ажиллах үед маш чухал байдаг. Учир нь дулаан урт хугацаанд хуримтлагдах нь эхнээсээ зохих байдлаар удирдахгүй бол тогтворгүй байдалд хүргэдэг.

Хэрхэн Лазерийн ээжлэгчид Ашигтай ажиллагааны температурыг хүртэл хүрээд тогтвортой байлгах

Лазерын хөргөлтийн системд дулаан солих явцад лежит шинжлэх ухаан

Лазерийн зөөлдөгч нь усыг эсвэл гликолийн хольцтой усыг цацрагийн мэдрэг оптик хэсгүүдээс болон лазерын хөндийгээс дулаан авч ялгах зорилготой хаалттай системийн дагуу нийлмэл ажилладаг. Хөргөлтийн шингэн халуун болоход дахин хөргөгч төхөөрөмж рүү буцаж орж, компрессорын хүчээр ажилладаг дулаан солих төхөөрөмжийн тусламжтайгаар орчны агаарт илүүдэл дулааныг гаргаж байна. Үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд эдгээр системүүд нь өнгөрсөн жилээс Лазерийн дулааны удирдлагын тайлангийн тусгай алгоритмын тусламжтайгаар температурыг тогтвортой байлгах чадвартай бөгөөд энэ нь ажлын ачаалал өдрийн турш өөрчлөгдөж байрлаж байгаа үед ч бүх зүйлийг гладк болгож ажиллуулахыг баталгаажуулдаг.

Лазерийн дулааны удирдлагад Ньютоны дулааны хөргөлтийн хууль ёсоор

Хүйтэн байх нь Ньютоны хуулиар дулаан шилжих хурд ихэвчлэн агаарын температураас хэдий чинээ халуун байгаагаас хамаардаг. Орчин үеийн салхивч нь энэ үндсэн санааг ашиглан ажилладаг бөгөөд салхины хурд, хөргөгчийн даралтыг шаардлагатай хэмжээгээр өөрчилдөг. Өнгөрсөн онд хийсэн судалгаагаар ухаалаг хөргөх систем нь хуучин тогтмол хурдны загваруудтай харьцулахад цахилгааны хэрэглээг дөрөвний нэгээр багасгасан байна. Энэ нь ажиллагааг илүү сайн ажиллуулахад тусдаггүй зогсохгүй, тогтвортой байдлыг хадгалж өгдөг бөгөөд инженерийн орчинд тогтвортой байдал нь маш чухал байдаг.

Усанд хөргөгч vs. Агаарын хөргөгч аргууд

Агаар хөргөдөг чиллер нь сэнс болон радиаторын системийг ашиглан ажилладаг бөгөөд орон зай хязгаарлагдмал байх эсвэл багажийн суурилга жижиг байх шаардлагатай үед сайн сонголт болдог. Ус хөргөдөг хувилбар нь их чадлын үед тогтвортой температурыг барьж чадах чадвараараа илүү сайн ажилладаг бөгөөд дөрвөн киловатт эсвэл түүнээс дээш чадалтай үед агаар хөргөдөг загвараас 32 хувь сайн байдаг. Эдгээр усанд суурилсан систем нь хөлдөөгчийг 18-аас 25 градус Целсийн хооронд урсгаж байдаг бөгөөд энэ нь хоолойд хор хөнөөл учруулахаас хамгаалдаг. Харин агаар хөргөдөг загвар нь орчны температур 35 градус Целсийг давахад үр дүнтэй ажиллахад хэцүү байдаг. Одоогоор зарим шинэ загварууд энэ хоёр аргыг хослуулж эхэлсэн байна. Усны цикл нь оптик хэсгүүд шиг илүү мэдрэг хэсгүүдийг хөргөхэд ашиглагдаж, ердийн агаарын хөргөлт нь бусад хэсгүүдийг хөргөдөг. Ийм хослол нь үйлдвэрлэгчдэд аль ч хувьд нь их дутагдалгүйгээр аль болох сайн талуудыг нь авч ажиллах боломжийг олгодог.

Температурын хэлбэлзэл нь цацрагийн чанар болон огтлолын нарийвчлалд үзүүлэх нөлөө

Температурын хэлбэлзэл нь цацрагийн чанар болон фокусын нарийвчлалд үзүүлэх нөлөө

CO2 лазер нь цацрагийн тогтвортой байдалд ±0.5°C хүртэл температурын хяналт тогтоох шаардлагатай байдаг. Температур энэ хязгаараас гарвал Гауссын интенсив чадлын загвар алдагдаж фокусын нарийвчлал 10-12% буурдаг нь Олон улсын дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн технологийн сэтгүүлд тэмдэглэгдсэн байдаг. Хэрэв температур 2°C-аар хэлбэлзэж байвал огтлолын өргөн нь 18%-аас 25% хүртэл хэлбэлзэх бөгөөд энэ нь гаралтын материал дээр ихээхэн нөлөөлдөг. Дэгээ тогтоосон хөргөх системтэй орчин үеийн чиллерууд нь эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалдаг бөгөөд урт огтлолт хийх болон үйлдвэрийн нөхцөл байдал өөрчлөгдөж байх үед ч нарийвчлалыг хадгалж чаддаг.

Шингэн хөргөгчийн температурын лазерын цахилгаан эрчим хүчний нөлөө

Цельсийн температурын нэг градусаар өсөхөд CO2 лазеруудын гаралтын хүч нь хагас эсвэл нэг хувь буурдаг бөгөөд энэ нь хийн цахилгааны тэнцвэр алдагдаж байгаатай холбоотой юм. Урт хугацаанд дараалан ажиллаж байх үед энэ төрлийн температурын хэлбэлзэл хурдан нилээдэг. Засварын зөрүүг засахгүйгээр зургаан цагийн дараа системд 8 эсвэл 10 хувь хүртэлх алдагдал үүсэх боломжтой. Сайн мөрдөгчид ухаалаг PID хяналт бүхий хөргөгч төхөөрөмжүүдэд хөрөнгө оруулж байгаа нь амжилттай үр дүнг харуулж байна. Эдгээр дэвшилтэт хөргөлтийн систем нь зорилтот утгын дагуу температурыг нарийн 0.3 градусын хүрээнд тогтвортой байлгаж, ээлжиндээ 99.2% нийт баталгаат гүйцэтгэлийг хангаж байна.

Туршлагын тохиолдол: Хангалтгүй хөргөгчийн хяналтаас үүдэлт цахилгаан эрчим хүчний хэлбэлзэл

Автомашины хэсгүүдийн үйлдвэрлэгч нь 3 мм цагаан тугалган огтлолын баталгаажуулалтанд 7.8% зузааны хэлбэлзэл илрүүлсэн. Шалгахад хуучин чиллерийн улмаас 1.2°C хүртэл хөргөх шингэний температурын хэлбэлзэл үүссэн бөгөөд энэ нь харгалзах цахилгаан эрчим хүчний хэлбэлзэлд хүргэсэн. Цаг тухайд температурыг тохируулдаг хоёр шатлалтай чиллер рүү шилжүүлсний дараа огтлолын нарийвчлал нь ±0.07 мм болон сайжирсан бөгөөд материалын алдагдлыг сард 18,000 ам.доллар-аар бууруулсан.

Гарцаа шинжилгээ: Бүх CO₂ лазерын хэрэглээнд 1 градусаас бага нарийвчлал шаардлагатай юу?

Харин эмнэлгийн төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд микрон түвшний нарийвчлалыг ±0.1°C температурын хяналтаар хангах шаардлагатай бол түүнээс бусад 23% аж үйлдвэрийн хэрэглэгчид нимгэн хуудас металл огтлоход ±1°C хангалттай гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч судалгаагаар илүү бага шаардлага бүхий хэрэглээнд ч нарийн хяналт хийх нь ашигтай гэж гарчээ — термал тогтвортой байдал нь 0.5°C сайжрах бүрд линзэн дээрх бохирдолын түвшин 14%-иар буурдаг байна.

CO2 лазерын систем дэх хэт халалт, хэт хөргөлтийн эрсдэл

Лазер хөргөгч нь CO2 лазерийн үр ашигтай ажиллагаанд шаардлагатай 15–25°C хэмийн мужийг барьж чаддаг. Энэ хязгаараас гадна ажиллуулах нь томоохон гэмтлийн эрсдэлийг төрүүлдэг:

Лазер огтлолтын систем дэх хэт халалтын эрсдэл, хоолойн эвдрэлт

25°C-аас дээш температурт ажиллах нь лазерын хоолой дээрх дулааны стрессыг нэмэгдүүлж, температурын 1°C бүрд хүчний гаралтыг 0.5–1% -иар бууруулдаг. Урт хугацаагаар хэт халуун ажиллуулалт нь хэлхээний камер доторх шилэн хоолойн холболтыг сулруулж, зохих хөргөлттэй системтэй харьцуулахад хоолойн нас барах хугацааг 40–60% -иар багасгана.

Хэт хөргөлтийн аюул, түүнд холбогдох чийглэг, системийн гэмтэл

15°C-аас доош температуртай хөргөгч нь чийглэгийг үүсгэж, чийглэг орчинд 200 цагийн ажиллагааны дараа толины дундуур коррозийг үүсгэдэг. 10°C-аас доош температур нь эхлүүлэх үед дулааны шок үүсгэх эрсдэлтэй бөгөөд өвлийн шалгалтаар хэт хөргөсөн системийн 18% нь тагт керамик дамжуулагчид трещин үүсдэг болохыг харуулсан.

Хөргөгчийн температурын улирлын тохируулга (зун, өвөртийн тохиргоо)

Эдгээр улирлын стратегиуд нь орчны хэлбэлзлээс үл хамааран түлхүүр цэгийн чиглэлийг болон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бүрэн байдалд хадгалж, иймд температурын тогтвортой удирдлагыг CO2 лазерийн ажиллагааны найдвартай байдлын үндэслэл болгож байна.

Ихэнх асуултууд

CO2 лазерын ажиллах температурын хүрээ ямар вэ?

CO2 лазерын ажиллах температурын хүрээ нь 15-25 градус Цельсийн хооронд байна. Энэ хүрээнд байх нь хийн холимогт молекулын тогтвортой байдлыг хангаж, дулааныг зохих ёсоор хөргөх, ажиллагааг оновчтой байлгах боломжийг олгодог.

Температур CO2 лазерын ажиллагаанд яаж нөлөөлөх вэ?

Температурын хэлбэлзлүүд нь долгионы уртны хазайлт, цахилгаан соронзон гарагийн хоолойд деформаци үүсгэх, фокусын цэгийн шилжилтэнд хүргэдэг бөгөөд энэ нь цацрагийн чанарыг, огтлолын нарийвчлалыг бууруулдаг.

CO2 лазерын систем дээрх давхар халалтын эрсдэл нь юу вэ?

Хэт халалт нь лазерын хоолойд дулааны стресстэй болоход хүргэдэг, хүчийн гаралтыг бууруулдаг, шилэн металл холболтын чанарыг муутгаж, хоолойн амьдралыг 60%-иар багасгаж болно.

Усанд хөргөгчийн хөргөгчид агаарын хөргөгчидөөс ямар давуу талтай вэ?

Усанд хөргөгч хүчний үед илүү тогтвортой температурыг хадгалж чаддаг тул агаарын хөргөгчидтэй харьцуулахад илүү сайн ажиллагаа үзүүлдэг. Тухайлбал, 4 киловаттын эсвэл түүнээс дээш хүчний түвшинд ажиллах үед энэ нь илүү сайн байдаг.