一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，属于激光能量测量技术领域，包括能量测量探头、AD转换模块、小组集中处理模块、能量电校准组件、主干网络和能量测量及校准控制平台，所述能量测量探头的数据传输接口依次连接AD转换模块、小组集中处理模块和主干网络，所述能量测量探头的电校准接口通过能量电校准组件与主干网络连接，所述能量测量及校准控制平台与主干网络连接，本实用新型专利技术能够满足大型多路激光装置能量测量的分布式测量、分组式控制、数据以及命令的集中管控，校准过程简便、效率高。

An energy measurement and calibration system for large laser devices

The utility model relates to an energy measurement and calibration system for a large-scale laser device, which belongs to the technical field of laser energy measurement, including an energy measurement probe, an AD conversion module, a group centralized processing module, an energy electric calibration module, a backbone network, an energy measurement and calibration control platform, and the number of the energy measurement probes. According to the transmission interface, the AD conversion module, the group centralized processing module and the backbone network are connected successively. The electric calibration interface of the energy measuring probe is connected with the backbone network through the energy electric calibration module. The energy measuring and calibration control platform is connected with the backbone network. The utility model can satisfy the energy requirements of large multi-channel laser devices. Distributed measurement, grouping control, centralized control of data and commands make the calibration process simple and efficient.

【技术实现步骤摘要】
一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统
本技术属于激光能量测量
，具体地说涉及一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统。
技术介绍
高功率固体激光装置要求完成对激光能量的同发实时精确测量，其测量特点在于，受限于光路结构设计，能量测量探头必须分布布置在装置的不同空间位置，即分布式测量；受限于控制系统的架构设计，空间上满足一定关系的多个光束分为一个小组，实行统一控制，即分组式控制；所有数据、命令都由集中控制系统统一处理，即数据及命令的集中管控。而这些能量计还必须要定期校准，如果采用光校准的方式，那么则需要定期完成成百上千套能量计的拆装，大大降低了装置的运行效率，因此，需要寻找一种新的激光校准的方式可以在不用拆下能量计的条件下完成对能量计的校准，而最方便、快捷的方式就是使用电能量替代激光能量来对能量计探头进行加热完成对能量计的校准。在已有的电校准方式中，一种是采用电阻丝在能量计探头四周绕制，这种方式最大的缺陷便是，在校准过程中，会有很大一部分能量耗散至空气之中，导致校准的线性度以及光电等效性较低；还有一种方式是采用烧结工艺，将平面电阻膜镀于热匀体上，而这样的方式可以取得较好的加热均匀性与光电等效性，但这种方式对工艺要求较高，成本也较高，在需要大规模使用的条件下会使成本大幅增加。
技术实现思路
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，该系统采用薄箔回型电阻作为电校准加热的载体，在满足加热均匀性、光电等效性的前提下可降低对工艺以及成本的需求。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，包括能量测量探头、AD转换模块、小组集中处理模块、能量电校准组件、主干网络和能量测量及校准控制平台，所述能量测量探头的数据传输接口依次连接AD转换模块、小组集中处理模块和主干网络，所述能量测量探头的电校准接口通过能量电校准组件与主干网络连接，所述能量测量及校准控制平台与主干网络连接。进一步，所述小组集中处理模块设置为多个，每一个小组集中处理模块连接多个能量测量探头，采用一套能量电校准组件对多组能量测量探头分时复用，可在不降低校准效率的情况下降低了装置研制总成本。进一步，所述能量测量探头包括依次排列粘合的吸收体、绝热体、热匀体和传感器，所述热匀体与传感器之间设置有薄箔回型电阻，用于在电校准过程中将电能量加载至能量测量探头之中。进一步，所述薄箔回型电阻通过导热胶粘贴于热匀体表面。进一步，所述薄箔回型电阻与传感器交替排列成一个矩阵阵列。进一步，所述能量测量探头前端设置有一全透玻璃作为屏蔽窗口，用以降低测量以及校准过程中气流以及温度变化对测量的影响。进一步，所述能量电校准组件包括并列设置的电源输出模块、精密电压测量模块、精密电流测量模块以及多通道切换模块，将输出和测量的功能进行分解，可在不降低电源输出能力的条件下保证测量精度。进一步，所述电源输出模块采用可编程精密电源，所述精密电压测量模块和精密电流测量模块分别采用高精度数字电压表、高精度数字电流表。进一步，所述AD转换模块采用串口接口或TCP/IP接口，用于与小组集中处理模块进行通信，所述小组集中处理模块采用TCP/IP接口，小组集中处理模块通过该接口与主干网络连接，将数据传输至能量测量及校准控制平台，以满足大型多路激光装置能量测量的分布式测量、分组式控制、数据以及命令的集中管控。进一步，所述AD转换模块设置在能量测量探头附近，以缩短模拟信号的传输距离，减少模拟信号在传输过程中的损耗，降低模拟信号在传输过程中被干扰的可能性，可提高测量的准确性。本技术的有益效果是：1、本技术采用薄箔回型电阻作为加热载体，用于在电校准过程中将电能量加载至能量测量探头之中，该项设计与传统的电阻丝绕制在能量测量探头周围相比较，由于加热载体分布均匀，使得电能量的加热方式可以与光校准的方式尽可能地接近，同时，由于电阻是布置在能量测量探头以内，加载电能量几乎能全部被能量探头吸收而不是耗散至空气之中，首空气对流以及环境温度变化影响较小，其校准线性度更高；与平面镀膜电阻的方法相比较，本方法无须高温烧结，对工艺以及成本的要求相对较低。2、本技术的能量电校准组件中设置有多通道切换模块，采用多通道切换开关在不同路的能量测量探头之间切换，对电源输出模块、精密电压测量模块、精密电流测量模块进行分时复用，有效解决了装置运行效率和装置建设成本之间的矛盾。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术的能量电校准组件的结构示意图；图3为本技术的能量测量探头结构示意图；图4为本技术的薄箔回型电阻结构示意图；图5为本技术的实施例二中薄箔回型电阻与传感器的分布图。附图中：1-能量测量探头、11-吸收体、12-绝热体、13-热匀体、14-传感器、15-薄箔回型电阻、16-热沉、2-AD转换模块、3-小组集中处理模块、4-能量电校准组件、41-电源输出模块、42-精密电压测量模块、43-精密电流测量模块、44-多通道切换模块、441-多选一控制电路、442-多选一开关、5-主干网络、6-能量测量及校准控制平台。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合本技术的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本技术创造。实施例一：如图1所示，一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，包括能量测量探头1、AD转换模块2、小组集中处理模块3、能量电校准组件4、主干网络5和能量测量及校准控制平台6，所述能量测量探头1的数据传输接口依次连接AD转换模块2、小组集中处理模块3和主干网络5，所述能量测量探头1的电校准接口通过能量电校准组件4与主干网络5连接，所述能量测量及校准控制平台6与主干网络连接，所述小组集中处理模块3用于实现系统对分层及分组控制的需求，并负责将所有数据通过主干网络5传输至能量测量及校准控制平台6，所述能量电校准组件4与能量测量探头1电气连接，用于在校准的过程中把已经设定好的能量加载至能量计，并进行精确测量，所有的数据传输至主干网络5并由能量测量及校准控制台6统一接收。能量测量及校准控制台6通过主干网络5发送命令至系统内各组件，满足系统对数据及命令集中管控的需求。所述小组集中处理模块3设置为多个，每一个小组集中处理模块3连接多个能量测量探头1，在本实施例中，所述小组集中处理模块3设置有3个，每一个小组集中处理模块3连接8个能量测量探头1，如图2所示，所述能量电校准组件4包括并列设置的电源输出模块41、精密电压测量模块42、精密电流测量模块43以及多通道切换模块44，所述电源输出模块41采用可编程精密电源，所述精密电压测量模块42和精密电流测量模块43分别采用高精度数字电压表、高精度数字电流表，将输出和测量的功能进行分解，可在不降低电源输出能力的条件下保证测量精度，所述多通道切换模块44包括多选一控制电路441和多选一开关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，其特征在于，包括能量测量探头、AD转换模块、小组集中处理模块、能量电校准组件、主干网络和能量测量及校准控制平台，所述能量测量探头的数据传输接口依次连接AD转换模块、小组集中处理模块和主干网络，所述能量测量探头的电校准接口通过能量电校准组件与主干网络连接，所述能量测量及校准控制平台与主干网络连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，其特征在于，包括能量测量探头、AD转换模块、小组集中处理模块、能量电校准组件、主干网络和能量测量及校准控制平台，所述能量测量探头的数据传输接口依次连接AD转换模块、小组集中处理模块和主干网络，所述能量测量探头的电校准接口通过能量电校准组件与主干网络连接，所述能量测量及校准控制平台与主干网络连接。2.根据权利要求1所述的一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，其特征在于，所述小组集中处理模块设置为多个，每一个小组集中处理模块连接多个能量测量探头。3.根据权利要求1所述的一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，其特征在于，所述能量测量探头包括依次排列粘合的吸收体、绝热体、热匀体和传感器，所述热匀体与传感器之间设置有薄箔回型电阻。4.根据权利要求3所述的一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，其特征在于，所述薄箔回型电阻通过导热胶粘贴于热匀体表面。5.根据权利要求3所述的一种用于大型激光装置的能量测量及校准系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐菱，夏彦文，汪凌芳，王方，彭志涛，邓学伟，马驰，党钊，刘华，周丽丹，房奇，袁强，胡东霞，董军，卢宗贵，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川,51