具有至少一个气体激光器和散热器的标记仪器制造技术

本发明专利技术涉及一种使用激光标记物体的标记仪器，该仪器包括至少一个气体激光器，用于发射至少一个用于标记物体的激光束。至少一个气体激光器包括复数个谐振管（12），用于接收激光气体，提供了复数个散热器（20），用于从谐振管（12）消散热量，每一谐振管（12）与散热器（20）之一热连接，且每一散热器（20）包括用于接收冷却液的微通道。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种使用激光标记物体的标记仪器，该仪器包括至少一个气体激光器，用于发射至少一个用于标记物体的激光束。至少一个气体激光器包括复数个谐振管（12），用于接收激光气体，提供了复数个散热器（20），用于从谐振管（12）消散热量，每一谐振管（12）与散热器（20）之一热连接，且每一散热器（20）包括用于接收冷却液的微通道。【专利说明】具有至少一个气体激光器和散热器的标记仪器
本专利技术涉及一种标记仪器，根据前文权利要求1使用激光标记物体。
技术介绍
一种使用激光标记物体的通用标记仪器包括至少一个用于发射至少一个激光束的气体激光器，用于标记物体。在气体激光器内，生成的激光产生待消散的热量。因而,传统的标记仪器包括一冷却设备,通常被容纳在与气体激光器和标记仪器的许多其他组件同一壳体内。已知的冷却设备相当耗费空间，致使仪器非常稳固，这限制了应用的领域。传统标记仪器在冷却能力和灵活性间的构成权衡。譬如限于风扇和冷却肋的，简洁紧凑的冷却机构可允许仪器的灵活使用。然而这可是以冷却能力为代价实现的。日本专利JP63094695公开了一种具有矩形设置激光管的气体激光器。为了冷却激光管，含有冷却液的金属管被设置在毗邻的激光管。美国专利US3705999描述了另一种气体激光器。该激光器包括复数个相邻于激光管的冷却通道。美国专利US4500998的主体为气体激光器，其中放置有冷却管，冷却管内承载有用于产生激光的气体激光器。美国专利US5982803描述了一种气体板条激光器。该激光器可通过蜿蜒型水冷却通道冷却。可选地，提供有用于空气冷却的翅片散热片和风扇。日本专利JP05129678的主体是具有布置在激光气体放电空间旁的水冷却通路的激光标记设备。美国专利US5115446A公开了导致谐振管横向设置的气体激光器的组件的承载结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种标记仪器，展示了尤其有效的冷却，同时空间需求适中。该目的由具有权利要求1的特征的标记仪器所解决。优选实施例在独立权利要求及以下描绘，尤其是结合附图给出。根据本专利技术，上述种类的标记仪器的特征在于，至少一个气体激光器包括复数个用于接收激光气体的谐振管，提供有复数个用于从谐振管散热的散热器，每一谐振管与散热器之一热连接，且每一散热器包括用于接收冷却液的微通道。使用冷却液来吸收从气体激光器产生的热量和从气体激光器传导走热量可视为本专利技术的基本思路。微通道的提供导致了从微通道的墙面至其中接收的冷却流的尤其有效的热量转移。有利地，冷却液允许将热量运送远离气体激光器。用于从冷却液转移热量至周围的热交换器因而并未使气体激光器的最接近的周围升温，这将损害冷却效率。微通道通常被称为具有高纵横比的通道，即高度与宽度的比例。他们可具有大约为I毫米的液压直径。通常，任何具有小于2_或，可选地，小于I毫米的更小尺寸的通道可理解为微通道。微通道冷却设备大多数通常用于有着高热密度的应用中。也就是说，一个非常局部的热源。因而，微通道冷却设备存在于电脑中来冷却处理器或CPU，举例来说，大量这样的通道可被制造在局部热源的附近。因此，这些设备的高热提取效率是基于为冷却剂来移除热量的相对较大表面区域的。然而，低液压直径导致通过设备的流量为完全形成的或层状的。需要过大的泵来产生充足的流动速度以在这么小的通道内产生湍流。在典型的通道长度短小的微通道应用中，冷却效率的细小提高的确证明了强力泵的用途。传统的二氧化碳激光器的设计庞大且热量分布在大的表面积上。这样的设计不利于微通道冷却，且这样的冷却装置不存在于传统的二氧化碳激光器。然而，随着本专利技术的二氧化碳激光器的新颖设计，产生的热密度足够高，微通道可有效地应用。也期望将冷却系统的剩余部分保持的尽可能小。冷却液通常可以是任何流体，例如:气体或液体。水、或具有比水更高的特定热容量的液体，可用作冷却液。优选地，冷却液适合于传统的空调的原理，这意味着，冷却液的蒸发温度低于气体激光器的工作温度。谐振管的热量足以汽化微通道内的冷却液，导致了谐振管的尤其良好的冷却。这样的冷却液的实例包括氢氟碳化物(HFCs)。包括微通道的散热器也可被称为热收集器，因为其接受或吸收谐振管的热量。散热器的材料可以是任何合适于其内微通道制造的基板。优选地，散热器的材料被选择使得它的热膨胀系数与谐振管之一匹配。这保证了独立于待冷却的谐振管的温度的良好的热接触。谐振管和散热器间的热连接可通过机械接触得到。额外地或可选地，具有高传热系数的材料可插入到例如散热绝缘混合剂或导热胶间。至少一个气体激光器可以是任何通常已知的种类，例如氦氖激光器、一氧化碳激光器、IS激光器、氮激光器，或准分子激光器。优选地，至少一个气体激光器为二氧化碳激光器，可以作为连续波(CW)或脉冲操作。激光气体可理解为对应于激光器类型的气体混合物，因而也可包括二氧化碳、氮气和氦气。物体的标记可以是任何物体表面的可视化变化，举例来说，颜色或亮度的变化、雕刻或切割。标记可以是标志、字符或图片的一部分的一个点或一条线。也就是，至少一个气体激光器可被短时激活以在物体上产生点或激活设定的时间段来产生一定长度的线。在本专利技术的上下文中，待标记物体可以是具有可能受到气体激光器的光影响的表面的任何项目或产品。尤其是，物体可以是包装，举例来说用于食品或饮料、水果或标签。应用的进一步领域包括在药片上打印或用于邮政物品的标签。物体的材料可包括除其他以夕卜，塑料、纸张、金属、陶瓷、纺织品、复合材料或有机组织。一个气体激光器的复数个谐振管互相连接形成一个共同三维空间，其中容纳激光气体。共同三维空间是密封的，这意味着激光气体不在常规操作中交换。相比于具有流动激光气体的激光器，这允许了紧凑的设计。然而，当流动气体激光器内的升温的激光气体可被轻易交换，封闭在密封管内的激光气体决定了对冷却的更严格的要求。每一谐振管可以是直管。这些直管可与连接元件，即连接管，以一角度相连。为了定向产生在管内的激光从一管至相邻管，每一连接管可容纳一反射镜。根据本专利技术一优选实施例，将表面扰动，例如台阶或其他突起的，引进至微通道的至少一个墙面，来用作扰乱层流的手段，并在微通道的墙面表面造成冷却液的边界层的破坏。对于转移至冷却液的热量来说，该边界层为高耐热性。边界层的破坏减少了该耐热性并提高微通道的冷却效率。这种方式下，不需要高流体速度的要求，更长的通道长度可被利用。有利地，瞬态湍流展示了将微通道的墙面上的加热的冷却液传送至微通道中心的涡流。与完全形成的层流相反，这导致了沿着微通道的截面具有相当均匀的温度分布，因而通过冷却液提高了热量吸收。本专利技术另一优选实施例的特征在于，每一散热器的微通道大体上沿着各自谐振管的整体长度延伸，即谐振管与所述散热器热连接。有利地，热量可在管的整体长度上被吸收，这提高了冷却效率。当散热器安装至于相邻谐振管连接的连接管时，可实现坚稳设计。一散热器的微通道可互相连接并以任何形状运行，优选地，以平行或蜿蜒状的图形运行。每一散热器可包括进口通道和出口通道，用于引导冷却液进入或流出各自散热器的微通道。所有散热器的进口通道可以是流体连接至共同的供应线或软管，该供应线或软管输送已被冷却设备冷却的冷却液。所有的出口通道可对应连接至一共同的散热线，引走已被激光器加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文·L·安布鲁斯特，布拉德·D·吉尔马丁，彼得·J·屈克达尔，伯纳德·J·理查德，丹尼尔·J·瑞安，
申请(专利权)人：奥迪克激光应用技术股份有限公司，
类型：
国别省市：