激光冷水機(jī)

激光冷水機(jī)常用于冷卻切割機(jī)，打標(biāo)機(jī)，雕刻機(jī)等設(shè)備的CO2激光玻璃管，半導(dǎo)體激光器，或光纖激光器。用戶可根據(jù)激光器不同功率選配適用冷水機(jī)。

1激光冷水機(jī)簡介

激光冷水機(jī)是工業(yè)制冷機(jī)對激光行業(yè)的一種個(gè)別化應(yīng)用，激光冷水機(jī)主要是對激光設(shè)備的激光發(fā)生器進(jìn)行水循環(huán)冷卻，并控制激光發(fā)生器的使用溫度，使激光發(fā)生器可 以長時(shí)間保持正常工作。激光設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)行過程中，激光發(fā)生器會不斷產(chǎn)生高溫，溫度過高就會影響激光發(fā)生器的正常工作，所以需要激光冷水機(jī)進(jìn)行水循環(huán)冷 卻控溫。

針對激光發(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)、HXD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zui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)。

2激光冷水機(jī)參數(shù)

3冷水機(jī)選型

激光冷水機(jī)在激光加工過程中不僅保護(hù)CO2激光管、HXD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*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*。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*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zui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。

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zui大1200W。

2.水流量和增壓泵揚(yáng)程

大家都會關(guān)注制冷量，往往會忽視水流量這個(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。

3.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 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)控制方式會大大提高整體系統(tǒng)的制冷能力。

4.溫控精度

這個(gè)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(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CO2激光器來講溫度要求±2℃到±5℃，市面上大多數(shù)水冷機(jī)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(bào)警，激光器不出光等故障產(chǎn)生。

iii.對HXD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(jī)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(jī)直接加自來水或者使用長時(shí)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。

4冷水機(jī)常見問題

1. 什么叫非啟停式冷水機(jī)，如何選購？

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)HXD-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。HXD-3000系列通過自身里面的水和熱交換器，把目標(biāo)對象的發(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zui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)只會有2300W，有 些冷水機(jī)的1HP可能是2800W。

：  13927462868   :：陳。

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