一种用于准分子激光器放电腔的冷却水流量控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于准分子激光器放电腔的冷却水流量控制系统，包括设置在放电腔内的散热器和温度传感器、设置在放电腔外的PID模块和用于提供冷却水的冷水机以及用于连接散热器和冷水机的管路模块，管路模块包括使冷却水由冷水机流向散热器的第一管路、使冷却水由散热器流向冷水机的第二管路，第一管路包括并联的第一支路和第二支路，第一支路上设置有电磁比例阀，第二支路上设置有电动比例阀，PID模块分别通信连接于电磁比例阀、电动比例阀和温度传感器。通过采用电磁比例阀和电动比例阀并联的模式，使准分子激光器的冷却水流量范围可以覆盖更大功率、更高重频的工况需求。更高重频的工况需求。更高重频的工况需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于准分子激光器放电腔的冷却水流量控制系统


[0001]本专利技术涉及准分子激光器
，特别涉及一种用于准分子激光器放电腔的冷却水流量控制系统。

技术介绍

[0002]准分子激光器的放电腔室在工作状态时，绝大多数的电源注入能量都会转换为热量，需要通过水冷方式及时散热，从而使激光器工作在恒温的状态下；同时，准分子激光器电极放电过程中，电极之间的工作气体会发生反应，不能保持放电前的状态，必须通过吹扫的方式使放电腔内的气体按照设计的路径高速流动，气体的高速流动是通过一个几千瓦的电机驱动叶轮来实现的，电机的这部分动能最终也大部分转化为了放电腔的热量；此外，反应后的气体也需要通过散热使气体降温，恢复活性。目前，通过在准分子激光器的放电腔室内设置散热器来进行相关的散热，散热器内的冷却水通道通过的水流量最大需要几十升每分钟。在这个过程中如果水流量发生波动，放电腔内的气体温度也会随之发生波动。
[0003]为了保证准分子激光的光束指标的稳定性，准分子激光器的工作温度波动需控制在一定的范围内，并且其温度波动范围越小越能获得指标更稳定的准分子激光输出，因此，散热器中冷却水的流量的稳定性极其重要。
[0004]现有的放电腔水冷技术中，通过调整电磁比例阀的开度来调整通过散热器内的冷却水流量，从而实现放电腔内部的温度保持在在准分子激光器的最佳工作温度。由于电磁比例阀自身的特点，电磁比例阀阀芯处液体通经的截面积不能做的太大，流经阀门流量调节口的流速不能太高。因为阀芯密封面过大或者流速过高的话，阀芯受到的冲击力就会很大，这样阀芯会发生抖动甚至出现阀芯调节失效的问题，造成电磁比例阀失效。同时，电磁比例阀在高负荷下长期运行也容易造成电磁线圈的损坏。这也是目前商用准分子激光器配水模块出现故障的主要原因。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术中准确分子激光器配水模块无法满足准分子激光器高重频流量要求的技术问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于准分子激光器放电腔的冷却水流量控制系统，包括设置在放电腔内的散热器和温度传感器、设置在放电腔外的PID模块和用于提供冷却水的冷水机以及用于连接所述散热器和所述冷水机的管路模块，所述管路模块包括使冷却水由所述冷水机流向所述散热器的第一管路、使冷却水由所述散热器流向所述冷水机的第二管路，所述第一管路包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路上设置有电磁比例阀，所述第二支路上设置有电动比例阀，所述PID模块分别通信连接于所述电磁比例阀、所述电动比例阀和所述温度传感器。
[0007]可选地，所述第二支路上还设置有与所述电动比例阀串联的电磁阀，所述电磁阀通信连接于所述PID模块，冷却水依次通过所述电磁阀和所述电动比例阀进入所述散热器。
[0008]可选地，所述第一支路上设置有与所述电磁比例阀串联的第一流量计，冷却水依次通过所述电磁比例阀和所述第一流量计进入所述散热器；所述第二支路上设置有与所述电磁阀、所述电动比例阀串联的第二流量计，冷却水依次通过所述电磁阀、所述电动比例阀和所述第二流量计进入所述散热器；所述第一流量计和所述第二流量计均通信连接所述PID模块。
[0009]可选地，当准分子激光器在频率3KHz以下工作时，所述第一支路开启，所述第二支路关闭。
[0010]可选地，当准分子激光器在频率4KHz工作时，所述第二支路的所述电磁阀打开，所述电动比例阀打开到30％，所述PID模块通过所述第二流量计采集的流量信息结合所述温度传感器对所述第一支路的所述电磁比例阀进行开启度调节控制。
[0011]可选地，当准分子激光器在频率6KHz工作时，所述第二支路的所述电磁阀打开，所述电动比例阀打开到50％，所述PID模块通过所述第二流量计采集的流量信息结合所述温度传感器对所述第一支路的所述电磁比例阀进行开启度调节控制。
[0012]可选地，在burst模式工作状态下，当准分子激光器停止放电时，所述电磁阀关闭，所述电动比例阀的开启位置保持放电时的工作位置，所述第一支路保持打开。
[0013]可选地，在burst模式工作状态下，当准分子激光器放电时，所述第一支路和所述第二支路均开启。
[0014]可选地，当准分子激光器的发热量超过了所述PID模块中程序预设的范围时，同时调整所述第一支路的所述电磁比例阀和所述第二支路的所述电动比例阀，并通过监控所述第一支路上的所述第一流量计和所述第二支路上的所述第二流量计的流量，保证进入所述放电腔内的流量不变的情况下将所述第一支路上的所述电磁比例阀调整到最佳工作范围。
[0015]由上述技术方案可知，本专利技术的有益效果为：
[0016]本专利技术提供一种用于准分子激光器放电腔的冷却水流量控制系统，包括设置在放电腔内的散热器和温度传感器、设置在放电腔外的PID模块和用于提供冷却水的冷水机以及用于连接散热器和冷水机的管路模块，管路模块包括使冷却水由冷水机流向散热器的第一管路、使冷却水由散热器流向冷水机的第二管路，第一管路包括并联的第一支路和第二支路，第一支路上设置有电磁比例阀，第二支路上设置有电动比例阀，PID模块分别通信连接于电磁比例阀、电动比例阀和温度传感器。通过采用电磁比例阀和电动比例阀并联的模式，使准分子激光器的冷却水流量范围可以覆盖更大功率、更高重频的工况需求。
附图说明
[0017]图1是本申请提供的冷却水流量控制系统的结构示意图。
[0018]图2是本申请提供的冷却水流量控制系统的电磁比例阀的结构示意图。
[0019]图3是本申请提供的冷却水流量控制系统的电动比例阀的结构示意图。
[0020]附图标记说明如下：
[0021]10、放电腔；20、散热器；30、温度传感器；40、PID模块；50、管路模块；51、第一管路；511、第一支路；512、电磁比例阀；5121、电磁比例阀阀座；5122、阀芯；5123、弹簧；5124、线圈；5125、阀芯密封面；5126、阀座密封面；513、第一流量计；514、第二支路；515、电动比例阀；5151、电动比例阀阀座；5152、阀盘；5153、伸缩机构；5154、减速机构；5155、驱动电机；
5156、位置传感器；5157、结构支撑件；5158、静密封面；5159、动密封面；516、电磁阀；517、第二流量计；52、第二管路；60、冷水机。
具体实施方式
[0022]体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。
[0023]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于准分子激光器放电腔的冷却水流量控制系统，包括设置在放电腔内的散热器和温度传感器、设置在放电腔外的PID模块和用于提供冷却水的冷水机以及用于连接所述散热器和所述冷水机的管路模块，所述管路模块包括使冷却水由所述冷水机流向所述散热器的第一管路、使冷却水由所述散热器流向所述冷水机的第二管路，其特征在于：所述第一管路包括并联的第一支路和第二支路，所述第一支路上设置有电磁比例阀，所述第二支路上设置有电动比例阀，所述PID模块分别通信连接于所述电磁比例阀、所述电动比例阀和所述温度传感器。2.根据权利要求1所述的冷却水流量控制系统，其特征在于，所述第二支路上还设置有与所述电动比例阀串联的电磁阀，所述电磁阀通信连接于所述PID模块，冷却水依次通过所述电磁阀和所述电动比例阀进入所述散热器。3.根据权利要求2所述的冷却水流量控制系统，其特征在于，所述第一支路上设置有与所述电磁比例阀串联的第一流量计，冷却水依次通过所述电磁比例阀和所述第一流量计进入所述散热器；所述第二支路上设置有与所述电磁阀、所述电动比例阀串联的第二流量计，冷却水依次通过所述电磁阀、所述电动比例阀和所述第二流量计进入所述散热器；所述第一流量计和所述第二流量计均通信连接所述PID模块。4.根据权利要求3所述的冷却水流量控制系统，其特征在于，当准分子激光器在频率3KHz以下工作时，所述第一支路开启，所述第二支路关闭。5.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝桂鹏，杨军红，沙鹏飞，王家赞，刘浩，孙涛，扈金富，
申请(专利权)人：广东粤港澳大湾区硬科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：