紫外激光器智能控制系统技术方案

本发明专利技术公开紫外激光器智能控制系统。该系统包括集成在机箱内的相互电连接的电源模块、驱动单元模块、TEC水冷模块、通信模块和紫外激光器，所述电源模块和所述驱动单元模块分别集成在电路板上；集成所述电源模块的电路板上还集成有环境参数采集单元和单片机，集成所述驱动单元模块的电路板上还集成有主控单元；所述主控单元内设有结露判断单元。本发明专利技术利用优化组合、易安装拆卸的模块实现体积小巧、性能可靠的紫外激光器智能控制系统，所述控制系统智能判断紫外激光器的结露风险并进行温控调节，且对其内各模块实现智能故障检测，提高故障排查效率。

Intelligent control system of ultraviolet laser

The invention discloses an intelligent control system for an ultraviolet laser. The system consists of a power supply module, a driving unit module, a TEC water cooling module, a communication module and an ultraviolet laser integrated in the cabinet. The power supply module and the driving unit module are respectively integrated on a circuit board, and the circuit board integrated with the power supply module is also integrated with an environment parameter acquisition unit and a single unit. The circuit board integrated with the driving unit module is also integrated with a main control unit which is provided with a dew judging unit. The intelligent control system of ultraviolet laser with compact size and reliable performance is realized by using the optimized combination and easy installation and disassembly modules. The control system intelligently judges the dew risk of ultraviolet laser and adjusts the temperature, and intelligently detects the faults of each module in the system to improve the efficiency of fault detection.

【技术实现步骤摘要】
紫外激光器智能控制系统
本专利技术涉及激光器
，尤其涉及紫外激光器智能控制系统。
技术介绍
激光是二十世纪最重大、最实用的专利技术之一，它在短短几十年内就推广应用到现代工业、农业、医学、通信、国防和科学技术的各个方面，其中，紫外激光在非金属以及精密加工中的应用价值尤其突出，获取光束质量优良，频率单一，能长效稳定运行的紫外激光，对精密加工行业和非金属加工行业意义重大。紫外激光的产生，主要是将波长较长的红外激光，通过倍频组件的多次非线性转换而获得。紫外激光器的电光转化效率以及可靠性与其内部组件的工作温度息息相关。随着紫外激光器工作时间增长，其内部组件的工作温度逐渐升高，内外部环境之间的温差越来越大，一旦外部环境的湿度增加，激光器内部就会出现结露现象，从而导致激光器内的电路短路、光路损毁和激光器的损坏等，严重影响激光器的正常使用。现有技术中，紫外激光器出现故障时，需要将紫外激光器停止工作，然后对其工作组件进行逐个排查，缺乏智能化的故障检测，无法在故障出现时自行将故障问题及时反馈给用户或厂家的维护管理人员，故障排除效率低下。现有紫外激光器及其控制系统的各组成部分通常是设备集成商市场采购现成的模块拼接而成，这些模块各自独立，且可能来自不同的厂家，导致这些模块集成在一起后容易出现性能可靠性较差，占用空间较大，集成时间较长等问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供紫外激光器智能控制系统，其目的是利用优化组合的功能模块实现体积小巧、性能可靠、易安装拆卸的紫外激光器智能控制系统，所述控制系统智能判断紫外激光器的结露风险并进行温控调节，且对其内各模块实现智能故障检测，提高故障排查效率。本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：紫外激光器智能控制系统，包括集成在机箱内的相互电连接的电源模块、驱动单元模块、TEC水冷模块、通信模块和紫外激光器，所述电源模块和所述驱动单元模块分别集成在电路板上；集成所述电源模块的电路板上还集成有环境参数采集单元和单片机，集成所述驱动单元模块的电路板上还集成有主控单元，所述环境参数采集单元用于获取所述机箱内的温度/湿度、所述机箱外的温度/湿度以及所述紫外激光器内的温度，所述单片机用于将所述电源模块、环境参数采集单元反馈来的信号进行收集采样并通过所述通信模块发送给所述主控单元，所述主控单元用于获取所述单片机发送的信号并向所述驱动单元发送驱动信号，所述驱动单元包括Q驱动器驱动电路、LD驱动电路和TEC驱动电路；所述主控单元内设有结露判断单元，所述结露判断单元内预存有结露点查询图表，所述结露判断单元根据所述环境参数采集单元获取的温度值和/或湿度值结合结露点查询图表来判断结露风险，并在有结露风险时向所述TEC驱动电路发送驱动信号，驱动所述TEC水冷模块工作。本专利技术采用优化组合、易装卸的模块结构实现复杂的电路、光路功能，集成时间短，占用空间小，性能可靠，所述智能控制系统内置结露判断单元，根据获取的温度值和/或湿度值判断所述智能控制系统的电路、光路的结露风险并进行自动温度调节，温控更智能。优选地，所述环境参数采集单元与温度传感器、湿度传感器相连。所述温度传感器、湿度传感器设置在所述机箱内、机箱外或所述紫外激光器内。所述温度传感器、湿度传感器可设置有多个。具体地，所述机箱外的温度传感器采集机箱外的温度值，所述机箱外的湿度传感器采集机箱外的湿度值，并根据所述湿度值得到机箱外的相对湿度；所述机箱内的温度传感器采集机箱内的温度值，所述机箱内的湿度传感器采集机箱内的湿度值，并根据所述湿度值得到机箱内的相对湿度；所述紫外激光器内的温度传感器采集紫外激光器内的温度值。所述温度传感器、湿度传感器通过串口通信协议与所述环境参数采集单元相连。优选地，所述结露点查询图表表示温度、相对湿度与结露点的关系，所述结露判断单元在获取所述机箱外的温度、相对湿度后，通过查询所述结露点查询图表获知机箱内电路的结露点，通过调整所述TEC水冷模块的工作模式调整机箱内的温度，使机箱内的电路避免结露；所述结露判断单元在获取所述机箱内的温度、相对湿度后，通过查询所述结露点查询图表获知紫外激光器内光路的结露点，通过调整所述TEC水冷模块的工作模式调整紫外激光器内的温度，使紫外激光器内的光路避免结露。进一步地，所述结露点查询图表可为露点温度查询表。优选地，所述主控单元内还设有故障检测单元，所述故障检测单元包括存储有所述系统内各工作模块的正常运行参数的存储器和将实际检测参数与所述正常运行参数进行比对判断的比较器，所述比较器输出包含模块故障信息的信号。所述故障检测单元与所述电源模块、驱动单元模块、TEC水冷模块、通信模块和紫外激光器相连，用于实时检测各工作模块的运行状况，并将异常情况发送出去。优选地，所述紫外激光器由所述主控单元发送控制信号进行激光发射。优选地，所述紫外激光器通过所述通信模块接收外部控制信号进行激光发射。所述外部信号可以由上位机提供。用户可根据需要自行选择由所述主控单元发送控制信号或接收外部控制信号来进行激光发射。优选地，所述机箱还设有触摸屏、警示灯和密码锁。所述触摸屏、警示灯和密码锁均与所述主控单元相连，用户可通过所述触摸屏访问所述智能控制系统的数据信息，通过所述警示灯进行紫外激光器状态的指示，以及通过所述密码锁进行紫外激光器发射信号的锁定。设置所述密码锁的好处是：锁住激光发射信号，防止所述紫外激光器在非正常模式下被非法正常使用，所述紫外激光器只有在正常销售模式下，对所述密码锁进行解锁后才能正常合法使用。进一步地，所述警示灯为LED灯，所述LED灯指示的紫外激光器的状态包括但不限于：准备、就绪和出光。优选地，集成所述驱动单元模块的电路板上还集成有内置SIM卡芯片的物联网通信单元。所述智能控制系统通过所述物联网通信单元与用户、管理维护人员等进行数据交互。所述故障检测单元输出的包含模块故障信息的信号通过所述物联网通信单元发送出去。优选地，所述通信模块包括多个通信接口：RS232通信接口、RS485通信接口、USB通信接口、UART通信接口等。优选地，利用所述紫外激光器智能控制系统进行温度调控的方法，包括以下步骤：步骤1、电源模块开始供电，环境参数采集单元采集机箱外的温度值/湿度值、机箱内的温度值/湿度值和紫外激光器内的温度值；步骤2、单片机对所述温度值和/或湿度值以及所述电源模块的供电信号进行采样，并将采样信号通过通信模块发送到主控单元；步骤3、主控单元接收并处理所述电源模块的采样信号和环境参数采集单元的采样信号，所述主控单元向Q驱动器驱动电路和LD驱动电路发送驱动信号，驱动紫外激光器开始工作；步骤4、结露判断单元读取内置的结露点查询图表，并结合所述环境参数采集单元的采样信号判断结露风险，所述采样信号包括机箱外的温度值/湿度值的采样信号、机箱内的温度值/湿度值的采样信号以及紫外激光器内温度值的采样信号，在判断机箱内电路存在有结露风险时，所述主控单元向所述TEC驱动电路发送驱动信号驱动所述TEC水冷模块进行热量转移以避免所述机箱内的电路出现结露，在判断紫外激光器内光学组件存在有结露风险时，所述主控单元向所述TEC驱动电路发送驱动信号驱动所述TEC水冷模块进行热量转移以避免所述紫外激光器内的光路出现结露。与现有技术相比，本专利技术的有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.紫外激光器智能控制系统，其特征在于，包括集成在机箱内的相互电连接的电源模块、驱动单元模块、TEC水冷模块、通信模块和紫外激光器，所述电源模块和所述驱动单元模块分别集成在电路板上；集成所述电源模块的电路板上还集成有环境参数采集单元和单片机，集成所述驱动单元模块的电路板上还集成有主控单元，所述环境参数采集单元用于获取所述机箱内的温度/湿度、所述机箱外的温度/湿度以及所述紫外激光器内的温度，所述单片机用于将所述电源模块、环境参数采集单元反馈来的信号进行收集采样并通过所述通信模块发送给所述主控单元，所述主控单元用于获取所述单片机发送的信号并向所述驱动单元发送驱动信号，所述驱动单元包括Q驱动器驱动电路、LD驱动电路和TEC驱动电路；所述主控单元内设有结露判断单元，所述结露判断单元内预存有结露点查询图表，所述结露判断单元根据所述环境参数采集单元获取的温度值和/或湿度值结合结露点查询图表来判断结露风险，并在有结露风险时向所述TEC驱动电路发送驱动信号，驱动所述TEC水冷模块工作。

【技术特征摘要】
1.紫外激光器智能控制系统，其特征在于，包括集成在机箱内的相互电连接的电源模块、驱动单元模块、TEC水冷模块、通信模块和紫外激光器，所述电源模块和所述驱动单元模块分别集成在电路板上；集成所述电源模块的电路板上还集成有环境参数采集单元和单片机，集成所述驱动单元模块的电路板上还集成有主控单元，所述环境参数采集单元用于获取所述机箱内的温度/湿度、所述机箱外的温度/湿度以及所述紫外激光器内的温度，所述单片机用于将所述电源模块、环境参数采集单元反馈来的信号进行收集采样并通过所述通信模块发送给所述主控单元，所述主控单元用于获取所述单片机发送的信号并向所述驱动单元发送驱动信号，所述驱动单元包括Q驱动器驱动电路、LD驱动电路和TEC驱动电路；所述主控单元内设有结露判断单元，所述结露判断单元内预存有结露点查询图表，所述结露判断单元根据所述环境参数采集单元获取的温度值和/或湿度值结合结露点查询图表来判断结露风险，并在有结露风险时向所述TEC驱动电路发送驱动信号，驱动所述TEC水冷模块工作。2.如权利要求1所述的紫外激光器智能控制系统，其特征在于，所述环境参数采集单元与温度传感器、湿度传感器相连。3.如权利要求1所述的紫外激光器智能控制系统，其特征在于，所述结露点查询图表表示温度、相对湿度与结露点的关系，所述结露判断单元在获取所述机箱外的温度、相对湿度后，通过查询所述结露点查询图表获知机箱内电路的结露点，通过调整所述TEC水冷模块的工作模式调整机箱内的温度，使机箱内的电路避免结露；所述结露判断单元在获取所述机箱内的温度、相对湿度后，通过查询所述结露点查询图表获知紫外激光器内光路的结露点，通过调整所述TEC水冷模块的工作模式调整紫外激光器内的温度，使紫外激光器内的光路避免结露。4.如权利要求1所述的紫外激光器智能控制系统，其特征在于，所述主控单元内还设有故障检测单元，所述故障检测单元包括存储有所述系统内各工作模块的正常运行参数的存储器和将实际检测参数与所述正常运行参数进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：华明，熊小强，张全瑞，
申请(专利权)人：罗根激光科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42