【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体激光器，具体为一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置及方法。
技术介绍
1、半导体激光器因体积小巧、输出功率范围广、波长种类多功耗小和可靠性高等优点被广泛应用在光通信、光存储、材料加工和医疗美容等行业，并安装在产品上，其中，半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件，其工作原理是通过一定的激励方式，在半导体物质的能带(导带与价带)之间，或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用，半导体激光器的激励方式主要有三种，即电注入式，光泵式和高能电子束激励式。
2、然而产品在使用时，安装的半导体激光器在产生激光的同时也会产生大量热量，半导体激光器在工作时的温度对其阈值电流密度、斜率效率和光谱稳定性等有显著影响，半导体激光器产生激光激光时一旦水冷装置散热发生波动，不仅会对激光器的阈值电流密度、斜率效率和光谱稳定性等有显著影响，而且激光器散热不良，将导致发光区过热会使发光区腔面损伤甚至是器件退化，最终造成器件失效，因此在半导体激光器工作过程中需要有效地进行散热并进行精准控温，防止出现异常情况导致器件的受损及人员对产品参数的误判，为了方便生产过程的流转，一般情况下会选择用螺丝将产品紧固在水冷板上，但一块水冷板不能重复打太多螺纹孔不能适用于更多的产品定位结构。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置及方法，解决了上述
技术介绍
2、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，包括产品本体，所述产品本体安装有半导体激光器，所述产品本体的下端面活动安装有水冷板，所述水冷板背面的右端固定安装有用于冷却水排出的出水口节流阀，所述水冷板右侧的前端固定连接有用于冷却水进入的入水口节流阀，所述水冷板的内部固定套接有冷却水道，所述冷却水道的一端活动安装有丝堵，所述水冷板的内壁活动套接有定位销，所述水冷板的表面均匀分布有真空定位孔，所述水冷板的下端面安装有真空压力控制器，所述水冷板的底部设置有温度传感器。
3、可选的，所述水冷板的一侧安装有冷水机，且冷水机通过pid控制器控制冷却水输出流速，所述水冷板后的管路内安装有水温传感器。
4、可选的，所述出水口节流阀的一端与冷水机的冷却水进水端固定连接，且出水口节流阀远离冷水机的冷却水进水端的一端与冷却水道的一端固定连接。
5、可选的，所述真空定位孔的上端延伸至水冷板的上方，所述真空定位孔的下端延伸至水冷板的下方，所述真空定位孔外接有真空源，所述真空定位孔和真空压力控制器的数量设置均为不小于两个，且真空压力控制器分别对应不同的真空定位孔。
6、可选的，所述入水口节流阀的一端与冷水机的冷却水出水端固定连接，且入水口节流阀远离冷却水出水端的一端与冷却水道的一端固定连接。
7、可选的，所述温度传感器安装的数量为两个，分别安装在不同尺寸产品的正下方，且两个温度传感器均安装在水冷板上。
8、可选的，所述产品本体采用真空定位的方式与水冷板连接。
9、一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置及方法，包括以下操作步骤：
10、s1、产品本体的安装
11、产品本体采用真空定位的方式将产品本体固定在水冷板上，真空源制造真空状态，压力控制器的开关由系统控制器进行控制，设置的多个压力控制器，分别对应不同的真空吸气孔，放入产品本体后，按照产品本体位置的真空吸气孔手动输入控制信号，压力传感器反馈当前气压值，检测真空状态及产品本体紧固性能，如果气压值足够低，则真空状态好，产品本体紧固，无漏气。
12、s2、产品本体的水冷控温
13、2.1、水冷控温系统中设置有两个传感器，一个为安装在水冷板后的管路内的水温传感器，其衡量的值是水的换热量，如果水温传感器的值过小，说明水冷板和水的换热出现了问题，主要问题包括死区水、生锈、水冷机出水异常、水垢、水的泄漏等；
14、2.2、水冷控温系统中另一个安装在水冷板上的温度传感器，且有两个，分别在不同尺寸的产品的正下方，用于衡量当前板的冷却状态是否符合设定温度，如果不符合机器也会报警；
15、2.3、系统控制器通过pid控制器调节水冷机的输出流速，经过流量阀的二次调节后，将冷却水通入水冷板，水温传感器设置于水冷板之后，检测水温是否符合冷却要求，如果水温低于预期值，则报警并关注水冷板温度是否符合设置要求，冷却水过水温传感器后回流到水冷机，温度传感器实时监测水冷板温度，pid控制器根据其反馈值调节水冷机的输出流量。
16、s3、水冷控温的散热效率计算
17、牛顿散热公式：q＝h*a*△t，其中q：散热量；h：铜与冷却水的换热系数；a：水冷板与冷却水的接触面积；△t：水冷板与冷却水的温差；
18、小孔过流能力公式q流量＝cq*a孔*sqrt(2*△p/ρ)，其中q流量：流量；cq：冷却水孔过流系数，无量纲；a孔：冷却水在水道中的最小过流面积；△p：冷却水出入口两侧压力差；ρ：流体密度；
19、光纤激光器光电转换效率按照50％计算，发热功率最大为400w，维持25℃水温的情况下，最小需求流量为25l/min，所设计的过流孔满足通流能力。
20、本专利技术具备以下有益效果：
21、1、该便于装卸产品及精准控温的水冷装置及方法，通过水冷板、真空定位孔、真空压力控制器和产品本体之间的配合，利用真空定位孔的开设，实现了水冷板与产品本体的连接和分离的作用，达到了产品本体的拆装效果，采用真空定位孔制造真空状态的方式，简化了产品本体的拆装步骤，同时也提高了产品本体与水冷板连接的紧固性。
22、2、该便于装卸产品及精准控温的水冷装置及方法，通过水冷板、产品本体、冷却水道和温度传感器之间的配合，利用温度传感器的安装，实现了对冷却水温的实时监测作用，有效地解决了水冷板温度不稳定的问题，采用温度传感器对冷却水温的检测方式，使得冷却水可达到精准调节控制水冷板温度的效果，从而提高水冷板的利用率。
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1.一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，包括产品本体(10)，所述产品本体(10)安装有半导体激光器，所述产品本体(10)的下端面活动安装有水冷板(8)，其特征在于：所述水冷板(8)背面的右端固定安装有用于冷却水排出的出水口节流阀(1)，所述水冷板(8)右侧的前端固定连接有用于冷却水进入的入水口节流阀(5)，所述水冷板(8)的内部固定套接有冷却水道(9)，所述冷却水道(9)的一端活动安装有丝堵(2)，所述水冷板(8)的内壁活动套接有定位销(3)，所述水冷板(8)的表面均匀分布有真空定位孔(4)，所述水冷板(8)的下端面安装有真空压力控制器(6)，所述水冷板(8)的底部设置有温度传感器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，其特征在于：所述水冷板(8)的一侧安装有冷水机，且冷水机通过PID控制器控制冷却水输出流速，所述水冷板(8)后的管路内安装有水温传感器。
3.根据权利要求1所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，其特征在于：所述出水口节流阀(1)的一端与冷水机的冷却水进水端固定连接，且出水口节流阀(1)远离冷水机的冷
4.根据权利要求1所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，其特征在于：所述真空定位孔(4)的上端延伸至水冷板(8)的上方，所述真空定位孔(4)的下端延伸至水冷板(8)的下方，所述真空定位孔(4)外接有真空源，所述真空定位孔(4)和真空压力控制器(6)的数量设置均为不小于两个，且真空压力控制器(6)分别对应不同的真空定位孔(4)。
5.根据权利要求1所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，其特征在于：所述入水口节流阀(5)的一端与冷水机的冷却水出水端固定连接，且入水口节流阀(5)远离冷却水出水端的一端与冷却水道(9)的一端固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，其特征在于：所述温度传感器(7)安装的数量为两个，分别安装在不同尺寸产品的正下方，且两个温度传感器(7)均安装在水冷板(8)上。
7.根据权利要求1所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，其特征在于：所述产品本体(10)采用真空定位的方式与水冷板(8)连接。
8.一种如权利要求1-8任一所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置及方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，包括产品本体(10)，所述产品本体(10)安装有半导体激光器，所述产品本体(10)的下端面活动安装有水冷板(8)，其特征在于：所述水冷板(8)背面的右端固定安装有用于冷却水排出的出水口节流阀(1)，所述水冷板(8)右侧的前端固定连接有用于冷却水进入的入水口节流阀(5)，所述水冷板(8)的内部固定套接有冷却水道(9)，所述冷却水道(9)的一端活动安装有丝堵(2)，所述水冷板(8)的内壁活动套接有定位销(3)，所述水冷板(8)的表面均匀分布有真空定位孔(4)，所述水冷板(8)的下端面安装有真空压力控制器(6)，所述水冷板(8)的底部设置有温度传感器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，其特征在于：所述水冷板(8)的一侧安装有冷水机，且冷水机通过pid控制器控制冷却水输出流速，所述水冷板(8)后的管路内安装有水温传感器。
3.根据权利要求1所述的一种便于装卸产品及精准控温的水冷装置，其特征在于：所述出水口节流阀(1)的一端与冷水机的冷却水进水端固定连接，且出水口节流阀(1)远离冷水机的冷却水进水端的一端与冷却水道(9)的一端固定连接。...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋雅文，秦华兵，刘洪武，王爱民，史呈琳，
申请(专利权)人：潍坊华光光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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