Hvernig á að velja leysikveikju: Bylgjulengd, kraftur, brennivídd og kæling

Að velja leysikveikju er ekki bara spurning um að finna leysir með nægan kraft.

Í raunverulegum-forritum fer kveikjuafköst eftir því hvernig leysigjafinn, ljósfræði, vinnufjarlægð, markefni og hitastjórnun vinna saman. Laser með hærra úttaksstyrk er ekki sjálfkrafa betri kostur ef bylgjulengdin passar illa við forritið, ekki er hægt að fókusa geislann rétt eða kerfið getur ekki haldið stöðugri starfsemi þegar hitastig hækkar.

Fyrir verkfræðinga sem meta leysikveikjukerfi, verðskulda fjórar breytur sérstaka athygli:bylgjulengd, framleiðsla, brennivídd og kæling.

Skilningur á þessum breytum áður en leysikveikjari er tilgreindur getur sparað töluverðan tíma við kerfissamþættingu og prófun.

Ein mistök sem við sjáum oft við val á leysir er að byrja með aflþörf áður en raunveruleg rekstrarskilyrði eru skilgreind.

Áður en borið er samanleysir kveikjarar, það er betra að svara nokkrum hagnýtum spurningum:

• Hvaða efni, eldsneyti eða miðil þarf að kveikja í?
• Hversu langt er leysirinn frá kveikjustaðnum?
• Er markstaðan föst eða breytileg?
• Hversu lítill þarf fókuspunkturinn að vera?
• Hversu lengi mun hver kveikjulota vara?
• Hversu oft mun kerfið starfa?
• Í hvaða umhverfishita mun leysirinn vinna?
• Er loftkæling í boði eða þarf vatnskælingu?
• Hversu mikið pláss er í boði fyrir leysigjafann og sjónsamsetninguna?

Þessar upplýsingar segja verkfræðingi oft meira en fyrirsagnarafl.

Til dæmis gætu tvö kerfi bæði krafist 100 W--flokks leysigjafa, en annað getur starfað í aðeins nokkrar sekúndur í einu á meðan annað þarf langan-tíma eða endurtekna notkun. Varmakröfur þeirra geta verið mjög mismunandi.

Þetta er ástæðan fyrir því að aniðnaðar laser kveikjariætti að velja sem hluta af heildar sjón- og hitakerfi frekar en sem einangraðan íhlut.

Bylgjulengd er ein af fyrstu breytunum til að skilgreina vegna þess að hún hefur áhrif á sjónhönnun, samhæfni íhluta og hvernig leysiorka hefur samskipti við skotmarkið.

Mismunandi leysikveikjuforrit geta notað mismunandi bylgjulengdir eftir kveikjubúnaði og kerfisarkitektúr.

Við matbylgjulengd laserkveikju, íhugaðu þrennt.

Markmið samskipti

Íhuga skal markefnið eða kveikjumiðilinn fyrst.

Mismunandi efni hafa mismunandi samskipti við leysigeislun. Frásog, endurspeglun og flutningur getur verið mjög mismunandi eftir bylgjulengd.

Þetta þýðir að það að auka leysiraflið leysir ekki alltaf kveikjuvandamál. Ef stór hluti orkunnar sem kemur inn endurspeglast eða á annan hátt skilar ekki árangri í nauðsynlegu ferli, getur meira raf- og ljósafl valdið tiltölulega litlum hagnýtum framförum.

Þegar það er mögulegt ætti bylgjulengdarval því að byrja á eiginleikum skotmarksins.

Samhæfni ljóshluta

Heildar sjónleiðin verður einnig að vera hönnuð fyrir valda bylgjulengd.

Linsur, hlífðargluggar, kollímarar, geislaþenslutæki, trefjar og ljóshúðun hafa öll virknibylgjulengdarsvið. Íhlutur sem er hannaður fyrir eina bylgjulengd getur ekki staðið sig jafn vel á annarri.

Fyrir OEM leysikveikjukerfi verður þetta sérstaklega mikilvægt vegna þess að leysigjafinn er sjaldan notaður einn.

Kerfisframboð og skilvirkni

Einnig ætti að hafa í huga framboð á leysigjafa, raf-til-ljósvirkni, pakkningastærð og hitauppstreymi.

Í iðnaðarbúnaði er fræðilega hugsjón bylgjulengd ekki alltaf hagnýtasta lausnin. Verkfræðingar þurfa oft að halda jafnvægi á sjónrænni frammistöðu við kostnað, áreiðanleika, kælikröfur og framboð íhluta.

Ábending um val:Ekki velja bylgjulengdina eingöngu úr leysiforskriftinni. Metið leysir, ljósfræði og skotmark sem eitt kerfi.

Úttaksafl er venjulega fyrsta forskriftin sem kaupendur spyrja um, en það er líka ein auðveldasta færibreytan til að einfalda of mikið.

Meira afl getur veitt frekari rekstrarframlegð, en talan sem prentuð er á gagnablaðinu ræður ekki sjálfu sér hvort kveikja verður áreiðanleg.

Það sem skiptir máli er hversu mikil nytsamleg leysiorka nær til áætluðu svæðis við raunverulegar rekstraraðstæður.

Hagnýtt mat ætti að íhuga:

Laserútgangur → sjónsending → geislastærð → fókusblettur → samspil marks

Tap getur orðið á nokkrum stöðum á þessari leið.

Leysir getur framleitt væntanlegt framleiðsla við upptökin á meðan orkan sem berast að kveikjustaðnum minnkar vegna sjóntaps, mengunar, stækkunar geisla, lélegrar jöfnunar eða óviðeigandi fókusfyrirkomulags.

Forðastu að velja kraft án framlegðar

Kerfi sem er hannað til að starfa nákvæmlega við lágmarksheppnaða kveikjuskilyrði getur orðið óáreiðanlegt þar sem rekstrarskilyrði breytast.

Ryk á hlífðarglugga, hitastigsbreytingar, frávik íhluta og smávægilegar breytingar á jöfnun geta allt haft áhrif á afhenta orku.

Fyrir iðnaðarnotkun þurfa verkfræðingar venjulega hæfilegan framlegð frekar en að velja einfaldlega lægsta aflið sem virkar einu sinni meðan á rannsóknarstofuprófi stendur.

Á sama tíma er of mikill kraftur ekki sjálfkrafa gagnlegur.

Ofstærð leysisins gæti aukist:

kerfiskostnaður;

raforkunotkun;

hitamyndun;

kælingarkröfur;

pakkningastærð;

álag á sjónræna íhluti.

Betri spurningin er því ekki:

"Hver er-hæsta leysikveikjarinn sem til er?"

Það er:

"Hvaða sjónræn framleiðsla gefur okkur áreiðanlega kveikju með hæfilegri framlegð?"

Stundum er litið á brennivídd sem aukaforskrift. Í reynd getur það ákvarðað hvort annars hentugur leysir geti í raun verið samþættur í búnaðinn.

Thebrennivídd leysikveikjuskilgreinir hvar geislinn er færður á nauðsynlegan stað miðað við sjónsamsetninguna.

Rannsóknir á leysikveikju hafa sýnt að fókusskilyrði og brennipunktareiginleikar geta haft veruleg áhrif á kveikjuhegðun. Fyrir iðnaðarkerfi ákvarðar brennivídd einnig hvernig hægt er að staðsetja leysirinn og ljósfræðina í kringum kveikjusvæðið.

Íhugaðu vél þar sem ekki er hægt að setja leysirinn beint við hliðina á skotmarkinu.

Geislinn gæti þurft að fara í gegnum hlífðarglugga, girðingu eða vélræna uppbyggingu áður en hann nær kveikjustaðnum. Í þessu tilviki getur stutt -fókusuppsetning verið óframkvæmanleg jafnvel þótt hún skili sér vel á sjónbekk.

Lengri vinnufjarlægð getur leyst vélræna vandamálið, en breyting á sjónuppsetningu getur einnig haft áhrif á blettstærð og orkuþéttleika.

Þetta er þar semSkoða þarf geislaútvíkkann, fókuslinsu og leysigjafa saman.

Spurningar til að spyrja um brennivídd

Áður en ljóskerfið er tilgreint skaltu ákvarða:

Hver er nauðsynleg vinnufjarlægð?

Er sú fjarlægð ákveðin meðan á aðgerð stendur?

Hversu nákvæmlega er hægt að stjórna markstöðunni?

Er verndargluggi á milli leysisins og skotmarksins?

Hvaða blettstærð þarf á kveikjustaðnum?

Hversu mikið umburðarlyndi er í boði fyrir uppsetningu og röðun?

Birgir sem aðeins biður um bylgjulengd og rafafl vantar mikilvægan hluta af umsókninni.

Ekki þarf sérhvert leysikveikjukerfi geislaútvíkkara, en það getur verið gagnlegt þegar geislan verður að vera stillt áður en fókusinn er stilltur.

Geislaútvíkkari breytir geislaþvermáli áður en hann fer inn í fókusljósfræði. Það fer eftir sjónhönnuninni, þetta getur hjálpað til við að ná nauðsynlegum geislaeiginleikum og brennipunkti í æskilegri vinnufjarlægð.

Fyrir forrit sem krefjast lengri brennivídd, verður sambandið á milli leysigjafa, geislaútvíkkara og fókuslinsu sérstaklega mikilvægt.

Þetta er ástæðan fyrir því að tilgreina eitthvað eins og:

"915 nm, 100 W leysir"

eru kannski ekki nægar upplýsingar fyrir OEM verkefni.

Gagnlegri forskrift myndi fela í sér bylgjulengd, áskilið ljósafl, vinnufjarlægð, væntanlegir blettaeiginleikar, notkunarlotur og vélrænar takmarkanir.

Það gefur leysiframleiðandanum nægar upplýsingar til að meta heildaruppsetninguna frekar en einfaldlega að mæla með leysieiningu byggða á afli.

Hiti er eitt hagnýtasta vandamálið í há-leysiskerfi.

Jafnvel skilvirkur leysir breytir hluta af rafmagnsinntaki sínu í hita. Ef þessi hiti er ekki fjarlægður á áhrifaríkan hátt getur innra hitastig hækkað, sem gæti haft áhrif á framleiðslustöðugleika og endingu íhluta.

Þetta gerirleysir kveikjukælinghluti af kerfishönnuninni frekar en valfrjálsan aukabúnað.

Loftkæling

Loftkæling getur verið aðlaðandi vegna þess að hún heldur kerfinu tiltölulega einfalt.

Það fer eftir leysirafli, vinnulotu og umhverfisaðstæðum, hentugur hiti og þvingað -loftfyrirkomulag gæti veitt næga hitastjórnun.

Það getur verið góður kostur þegar:

aðgerð er með hléum;

meðalhitaálag er í meðallagi;

umhverfishitastig er stjórnað;

pláss leyfir nægilegt loftflæði.

Hins vegar verður að hanna loftflæði á réttan hátt. Að setja upp viftu nálægt heitri leysieiningu tryggir ekki sjálfkrafa skilvirka kælingu.

Vatnskæling

Fyrir hærra hitauppstreymi eða langvarandi notkun getur vatnskæling veitt stöðugri hitaflutning.

Vatns-kældur leysikveikjari getur verið gagnlegur þegar:

leysirinn virkar í langan tíma;

vinnuferill er hár;

umhverfishiti er hækkaður;

búnaður er settur upp inni í lokuðu girðingu;

stöðugt rekstrarhitastig er mikilvægt.

Einnig ætti að hanna kælilykkjuna sjálfa vandlega. Flæðihraði, hitastig kælivökva, slöngur, festingar og hætta á þéttingu þarf að huga að.

Vinnutími breytir öllu

Þetta er ástæðan fyrir því að við mælum alltaf með því að tilgreina væntanlegan rekstrarferil.

Laser sem keyrir í fimm sekúndur og fylgt eftir af löngu aðgerðalausu tímabili býður upp á mjög mismunandi hitauppstreymi en sami leysirinn sem starfar stöðugt.

Þegar óskað er eftir leysikveikju, segðu framleiðandanum ekki aðeins frá nauðsynlegu úttaksafli heldur einnig:

ON tími + OFF tími + lotur á klukkustund + umhverfishitastig

Þessar fjórar upplýsingar geta komið í veg fyrir ótrúlegan fjölda hitavandamála síðar í verkefninu.

Mikilvægasti punkturinn í vali á leysikveikju er að helstu forskriftir hafa samskipti.

Að breyta einni breytu getur breytt nokkrum öðrum.

Til dæmis:

Lengri vinnufjarlægð → mismunandi sjónhönnun → mismunandi blettaeiginleikar → mismunandi orkuþéttleiki við markið

Sömuleiðis:

Meiri leysikraftur → hærra hitauppstreymi → stærra kælikerfi → mismunandi vélræn samþætting

Og:

Mismunandi bylgjulengd → mismunandi leysigjafi → mismunandi ljósfræði/húð → hugsanlega mismunandi skilvirkni kerfisins

Þetta er ástæðan fyrir því að það getur verið erfitt að velja iðnaðar leysikveikju úr gagnablaðinu einu.

Fyrir OEM verkefni er það venjulega afkastameira að skilgreina forritið fyrst og vinna síðan aftur á bak í átt að leysiforskriftinni.

Undirbúa eftirfarandi upplýsingar áður en þú hefur samband við framleiðanda laserkveikju.

Ef einhverjar af þessum breytum eru óþekktar er það eðlilegt á fyrstu hönnunarstigi.

Gagnlegur leysir birgir ætti að geta rætt umsóknina frekar en einfaldlega að biðja kaupandann um að velja tegundarnúmer.

Eftir að hafa unnið í gegnum forskriftirnar hér að ofan verður auðveldara að forðast nokkur algeng mistök.

Að velja eftir rafafl eingöngu.
Ljósafl skiptir máli, en afl án réttrar geislaafhendingar og fókusfyrirkomulags getur ekki skilað þeirri niðurstöðu sem búist var við.

Hunsa vinnufjarlægð þar til vélrænni hönnun er lokið.
Ljós- og vélræn hönnun ætti að þróa saman þegar mögulegt er.

Prófanir án þess að huga að framleiðsluskilyrðum.
Uppsetning sem virkar á opnum rannsóknarstofubekk gæti hegðað sér öðruvísi inni í heitum, rykugum eða titringi-viðkvæmum vélarklefa.

Vanmeta kælingu.
Hitavandamál koma oft fram við langvarandi notkun frekar en við fyrstu kveikjuprófun.

Að veita birgjanum of litlar upplýsingar.
Því meira sem framleiðandinn skilur markmiðið, vinnuvegalengd, rekstrarferil og umhverfi, því auðveldara er að mæla með viðeigandi uppsetningu.

Það er engin ein leysikveikjuforskrift sem er rétt fyrir hvert forrit.

Fyrir flest iðnaðarverkefni kemur árangursríkt val niður á því að passa fjórar kjarnabreytur við raunveruleg rekstrarskilyrði:

Bylgjulengd ákvarðar hvernig leysirinn passar við markið og sjónkerfið.

Úttaksafl veitir þá orku sem þarf til áreiðanlegrar notkunar, með viðeigandi framlegð.

Brennivídd ákvarðar hvernig hægt er að afhenda þeirri orku á nauðsynlegan stað.

Kæling heldur leysinum í gangi innan stöðugs hitasviðs.

Farðu með þessar breytur sem tengt kerfi frekar en fjórar sjálfstæðar tölur.

Ef þú ert að þróa OEM leysikveikjukerfi skaltu undirbúa markmiðsupplýsingar þínar, bylgjulengd, nauðsynlegan kraft, vinnufjarlægð, vinnuferil og kæliskilyrði áður en þú biður um tilboð.

Með þessum upplýsingum getur leysirframleiðandi gert miklu meira en að vitna í staðlaða einingu-það getur hjálpað til við að ákvarða hvort fyrirhuguð leysi- og ljósuppsetning passi í raun og veru við forritið.