智能型co2激光器充氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及C02激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種智能型C02激光器充氣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]C02激光器是以C02氣體作為工作介質(zhì)的氣體激光器，具有高功率、高效率、高光束質(zhì)量、相干性好和模式穩(wěn)定等重要特性。這些特性使二氧化碳激光器在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。工業(yè)上用于多種材料的加工，包括打孔、切割、焊接、退火、熔合、改性和涂覆等；醫(yī)學(xué)上用于各種外科手術(shù)；軍事上用于激光測距和激光雷達等各個范疇。
[0003]C02激光器在實際應(yīng)用中，在使用過程中不可避免地會有氣體損耗，在氣體損耗達到一定程度時，會導(dǎo)致激光器的輸出功率下降。要保證激光器輸出功率，就需要對C02激光器進行重新充氣即換氣。目前對C02激光器換氣都是采取人工操作，真空度和充氣量的控制都是靠操作人員完成，精確性和準(zhǔn)卻度往往難以把握，而且工作效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供一種精確性和準(zhǔn)卻度高的智能型C02激光器充氣系統(tǒng)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型智能型C02激光器充氣系統(tǒng)包括由真空泵和抽氣電磁閥組成的抽氣支路，以及由充氣電磁閥、針閥和氣瓶組成的充氣支路，所述抽氣電磁閥的輸出端通過管道與真空泵相連，所述充氣電磁閥的輸入端通過管道與氣瓶相連，所述針閥布置在充氣電磁閥與氣瓶之間的管道上，還包括設(shè)有手動閥和真空計的C02激光器連接管，所述針閥和氣瓶之間的管道上設(shè)置有減壓閥，所述抽氣支路和充氣支路均與C02激光器連接管連通。
[0006]作為本實用新型上述智能型C02激光器充氣系統(tǒng)的進一步改進，包括用于控制抽氣電磁閥開關(guān)的第一繼電器、用于控制充氣電磁閥開關(guān)的第二繼電器以及用于控制第一繼電器和第二繼電器開關(guān)的單片機C8051F340，所述真空計的數(shù)據(jù)輸出接口與單片機C8051F340的信號輸入管腳相連，所述第一繼電器一端通過第一光電隔離模塊與單片機C8051F340的信號輸出管腳相連，另一端與抽氣電磁閥相連，所述第二繼電器一端通過第二光電隔離模塊與單片機C8051F340的信號輸出管腳相連，另一端與充氣電磁閥相連。
[0007]本實用新型的有益效果如下:在氣瓶出口處安裝針閥和減壓閥，可以有效控制充氣量，調(diào)整控制單位時間充氣量，從而達到精準(zhǔn)控制充器精度的目的。系統(tǒng)設(shè)置有抽氣電磁閥、充氣電磁閥、真空計，計算機電控系統(tǒng)通過采集真空計信號來對抽氣電磁閥、充氣電磁閥進行有效控制，可以實現(xiàn)自動控制充氣過程，從而達到對充氣過程的智能控制的目的。
[0008]結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細(xì)描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)說明，其中:
[0010]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為為控制原理參考圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖及本實用新型的【具體實施方式】對本實用新型智能型C02激光器充氣系統(tǒng)作以下說明。
[0013]實施例:本實用新型包括由真空泵I和抽氣電磁閥2組成的抽氣支路，以及由充氣電磁閥3、針閥4和氣瓶6組成的充氣支路，所述抽氣電磁閥2的輸出端通過管道與真空泵I相連，所述充氣電磁閥3的輸入端通過管道與氣瓶6相連，所述針閥4布置在充氣電磁閥3與氣瓶6之間的管道上，還包括設(shè)有手動閥8和真空計7的C02激光器連接管14，所述針閥4和氣瓶6之間的管道上設(shè)置有減壓閥5，所述抽氣支路和充氣支路均與C02激光器連接管14連通。
[0014]為實現(xiàn)自動控制充氣過程，對抽氣電磁閥2和充氣電磁閥3進行有效控制，從而達到對充氣過程的智能控制的目的，還可以包括用于控制抽氣電磁閥2開關(guān)的第一繼電器12、用于控制充氣電磁閥3開關(guān)的第二繼電器13以及用于控制第一繼電器12和第二繼電器13開關(guān)的單片機C8051F340，所述真空計7的數(shù)據(jù)輸出接口與單片機C8051F340的信號輸入管腳相連，所述第一繼電器12 —端通過第一光電隔離模塊14與單片機C8051F340的信號輸出管腳相連，另一端與抽氣電磁閥2相連，所述第二繼電器13 —端通過第二光電隔離模塊15與單片機C8051F340的信號輸出管腳相連，另一端與充氣電磁閥3相連。
[0015]對C02激光器進行充氣，需要先對激光器進行抽真空，至少要使激光器內(nèi)的真空度達到ΙΟ-lpa，其目的是排除激光器內(nèi)剩余氣體，以保證對激光器充氣時充入氣體的純度。然后根據(jù)不同功率C02激光器的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在真空環(huán)境下充入特定量的特制C02混合氣體，以滿足C02激光器工作時的技術(shù)要求。
[0016]為實現(xiàn)這一操作流程及技術(shù)要求，本系統(tǒng)的單片機C8051F340通過第一繼電器12和第二繼電器13分別對抽氣電磁閥2及充氣電磁閥3進行控制(開/關(guān))，可使真空系統(tǒng)A形成單獨的真空抽氣系統(tǒng)或真空充氣系統(tǒng)；當(dāng)關(guān)閉充氣電磁閥3，打開抽氣電磁閥2，真空系統(tǒng)A形成真空抽氣系統(tǒng)，系統(tǒng)可對C02激光器進行抽真空；當(dāng)關(guān)閉抽氣電磁閥2，打開充氣電磁閥3時，系統(tǒng)形成真空充氣氣路，系統(tǒng)可在真空環(huán)境下對C02激光器進行充氣。
[0017]在抽氣時，單片機C8051F340通過采集真空計7輸出的模擬電信號，通過單片機C8051F340轉(zhuǎn)換計算得到實際值，從而實時監(jiān)測激光器內(nèi)真空度，當(dāng)監(jiān)測到真空度達到預(yù)設(shè)值時，單片機C8051F340通過第一繼電器12進行控制，關(guān)閉抽氣電磁閥2，完成對激光器的抽氣；接下來，單片機C8051F340通過第二繼電器13進行控制，打開充氣電磁閥3，系統(tǒng)在真空環(huán)境下開始對激光器進行充氣；同樣，通過單片機C8051F340采集真空計7輸出的模擬電信號實時檢測激光器內(nèi)壓力值，根據(jù)壓力的變化來實時監(jiān)控激光器的充氣量，當(dāng)激光器的充氣量達到預(yù)設(shè)值時，單片機C8051F340通過繼電器12進行控制，關(guān)閉充氣電磁閥3，完成對激光器的充氣過程。
[0018]為有效控制充氣量，系統(tǒng)在氣瓶安裝有針閥4、減壓閥5以調(diào)整控制單位時間充氣量，從而達到精準(zhǔn)控制充器精度的目的。
[0019]參見圖二控制算法原理:由于氣體充入玻璃管中需要一定的時間壓力才會穩(wěn)定，因此針對這一特點，我們采用了變速積分式控制方法來實現(xiàn)精確的充氣量控制。該方法的具體過程是:打開充氣電磁閥3，延時一定的時間tl (該時間是充氣時間，時間越大充氣的速度越快)后關(guān)閉充氣電磁閥(3)，再延時一定的時間t2(該時間是充氣壓力穩(wěn)定時間，該時間會根據(jù)氣體壓力的上升而變小，一般取最大值即可)后，將采集到的壓力值P與壓力門限值Pd (該值是自定義的一個壓力值，根據(jù)經(jīng)驗值設(shè)定)比較，如果P〈Pd則不改變時間tl和t2繼續(xù)新一輪的充氣；而當(dāng)P〉= Pd時，說明充氣量已接近于目標(biāo)值Pe，此時要減小充氣時間tl，然后將采集到的壓力值P與壓力目標(biāo)值Pe進行比較，進行小當(dāng)量的充氣量控制，直到P = Pe為止。
[0020]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種智能型C02激光器充氣系統(tǒng)，包括由真空泵(I)和抽氣電磁閥(2)組成的抽氣支路，以及由充氣電磁閥⑶、針閥⑷和氣瓶(6)組成的充氣支路，所述抽氣電磁閥(2)的輸出端通過管道與真空泵(I)相連，所述充氣電磁閥(3)的輸入端通過管道與氣瓶(6)相連，所述針閥(4)布置在充氣電磁閥(3)與氣瓶(6)之間的管道上，其特征在于:還包括設(shè)有手動閥(8)和真空計(7)的C02激光器連接管(14)，所述針閥(4)和氣瓶(6)之間的管道上設(shè)置有減壓閥(5)，所述抽氣支路和充氣支路均與C02激光器連接管(14)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型C02激光器充氣系統(tǒng)，其特征在于還包括用于控制抽氣電磁閥⑵開關(guān)的第一繼電器(12)、用于控制充氣電磁閥(3)開關(guān)的第二繼電器(13)以及用于控制第一繼電器(12)和第二繼電器(13)開關(guān)的單片機C8051F340，所述真空計(7)的數(shù)據(jù)輸出接口與單片機C8051F340的信號輸入管腳相連，所述第一繼電器(12) —端通過第一光電隔離模塊(14)與單片機C8051F340的信號輸出管腳相連，另一端與抽氣電磁閥(2)相連；所述第二繼電器(13) —端通過第二光電隔離模塊(15)與單片機C8051F340的信號輸出管腳相連，另一端與充氣電磁閥(3)相連。
【專利摘要】本實用新型為一種智能型CO2激光器充氣系統(tǒng)，包括由真空泵和抽氣電磁閥組成的抽氣支路，以及由充氣電磁閥、針閥和氣瓶組成的充氣支路，所述抽氣電磁閥的輸出端通過管道與真空泵相連，所述充氣電磁閥的輸入端通過管道與氣瓶相連，所述針閥布置在充氣電磁閥與氣瓶之間的管道上，還包括設(shè)有手動閥和真空計的CO2激光器連接管，所述針閥和氣瓶之間的管道上設(shè)置有減壓閥，所述抽氣支路和充氣支路均與CO2激光器連接管連通。本實用新型可以實現(xiàn)自動控制充氣過程，從而達到對充氣過程的智能控制的目的。
【IPC分類】H01S3-036, F17C13-04, F17C13-02, F17C5-00
【公開號】CN204358432
【申請?zhí)枴緾N201420707263
【發(fā)明人】易軍, 韋萌, 胡仕泳, 周冬橋, 余敏, 詹文斌
【申請人】中船重工(武漢)凌久高科有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年11月21日