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微型制冷在激光器散热上的应用

来源:原创 日期:2018-05-24

激光(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)是物质中原子受激后发出的光子队列,被称为“最快的刀”、“镭捷”激光灯管、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。在过去的半个多世纪,激光技术取得了飞速的发展,已广泛应用于工业、医疗、商业、科研、信息、军事等多个领域。

激光器的种类很多,绝大部分的激光器的电光转换效率都在30%以下,只有少部分半导体激光器的效率能达到60%。因此,对于多数激光器来说,其消耗的电能大部分都转化为热能,激光器的温度也就随之升高。高温会影响激光器的输出水平、出光波长,严重时甚至损坏激光器。为了保障激光设备的安全和稳定,必须在其工作时采取一定的外部散热措施。

深圳市酷凌时代科技有限公司是一家专业提供散热方案生产散热设备的高科技企业。公司围绕“微型制冷”,开发了一系列针对激光行业的散热设备,解决了多种不同类型、不同用途、不同功率的激光器的散热问题。所采用的散热方式有两种:

1. 水冷式

和激光器传统的散热方式相同,也是采用“水冷板+冷水机”,将激光器与水冷板贴合,用冷水机提供冷却水源源不断地流过水冷板,从而达到给激光器降温的目的。所不同的是,我司研制的冷水机中压缩机制冷系统采用的是微型直流压缩机,相比传统的冷水机,体积更小,效率更高,目前已成功为激光脱毛、激光祛斑、激光制导、激光打标等客户解决散热问题。相比传统的冷水机,我司生产的冷水机(或冷水模块)有以下两大优势:

1) 体积小、重量轻。由于采用的是微型压缩机,且其他制冷配件也都是选用微型高效的,使得整个水冷系统体积很小,只有相同制冷量传统冷水机的三分之一左右,使用更加方便。特别是对于某些激光设备来说,可以将该水冷系统制成冷水模块,而不是单独的冷水机,集成到激光设备内部,进行一体化设计,大大降低了使用和维护难度。

2) 控温精度高。压缩机是变频的,水冷系统的制冷量可通过压缩机转速进行精确调控,使其刚好满足当前工作状态下所需的制冷量,从而使水温稳定在设定温度附近。相比传统冷水机简单的启停控制,变频控制的控温精度更高,可使水温稳定在设定温度的±0.5℃范围内。对于某些对温度要求很高的特殊激光器来说,高精度的冷却水系统无疑提高了其工作性能及稳定性;同时,启停控制的弃用,增加了压缩机的使用寿命,节省了维护成本。

2. 直冷式

将直冷式制冷系统应用于激光器散热是我司首创,具体做法是:将激光器与冷板贴合,冷板同时也是制冷系统的蒸发器,其内部有流道,并与压缩机等制冷配件连接。通过压缩机制冷系统的工作,将激光器产生的热量散走。目前,这种新型的散热方式已成功应用于激光投影、激光测距、激光表面处理等领域,其相比水冷散热方式具有以下优点:

1) 零配件少,结构简单,且各配件的位置关系可随意组合,大大节省空间。整个模块可内置于待降温设备中,进行一体化设计,方便使用;

2) 与发热器件接触的冷板同时也是制冷系统的蒸发器,当其温度变化时,制冷系统能快速做出反应,防止温度过冲;

3) 相比液冷系统,该方式省去了用冷却液作为传热介质,少了一级换热,增加了制冷系统的工作效率,同时也避免了因冷却液泄露而造成的安全隐患。

所属类别: 制冷知识

该资讯的关键词为:激光器散热方式  工业冷水机  冷水机组 

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