上世紀(jì)七八十年代,物理學(xué)家就能將原子冷卻到非常接近絕對(duì)零度的低溫。基本原理就是用激光作用在原子上使之減速。當(dāng)原子被冷凍到接近絕對(duì)零度時(shí),它們就會(huì)遵守特殊的量子力學(xué)定律。在與它們的低能級(jí)相應(yīng)的狀態(tài)下振動(dòng),這被用作超敏加速計(jì)和量子鐘,原子本身也會(huì)粘在一起形成一種“超級(jí)原子”,這就是著名的“玻色—愛(ài)因斯坦凝聚”。
在激光加工過(guò)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(wú)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)揮到極致。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(jī)也是指標(biāo)不清,用戶配備也是隨大流,不能準(zhǔn)確地對(duì)所用激光設(shè)備做到合理的保護(hù)。下面提到的幾個(gè)指標(biāo)對(duì)激光冷水機(jī)的選擇很關(guān)鍵:
1.制冷量
a.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)。
b.一般我們可以根據(jù)激光器的光電轉(zhuǎn)換效率來(lái)計(jì)算出激光器的發(fā)熱量,再來(lái)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(shuō)在產(chǎn)生80W激光的同時(shí),激光器注入533W的能量,無(wú)效能量需要水冷機(jī)帶走。
c.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(lái)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。
2.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(méi)有起到應(yīng)用的作用。
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