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      光纖激光器測試紅外熱像解決方案

      2022-06-07

      一、背景概述

      光纖激光器具有光束質(zhì)量好、能量密度高、電光轉(zhuǎn)換效率高、散熱性好、結(jié)構(gòu)緊湊、免維護、柔性傳輸?shù)葍?yōu)點,廣泛應(yīng)用于雕刻、打標、切割、熔覆、焊接、表面處理等材料加工領(lǐng)域。

      主要部件包括LD泵浦源、特種光纖、光纖耦合器、激光功率合束器、聲光調(diào)制器、光纖隔離器、激光功率傳輸光纜組件等。

      二、客戶需解決的問題

      光纖激光器的各個模塊是由光纖連接的,在輸出激光的過程中,過高的溫度會導(dǎo)致設(shè)備的使用壽命降低,甚至直接引起設(shè)備起火,為了保證光纖激光器的安全運行,需要解決以下幾個問題:

      (1)泵源溫度不能超過45℃,出廠前需要對泵源做出廠檢測;

      (2)合束器幫助激光器實現(xiàn)高功率輸出,大功率的合束器需要強制冷卻,出廠前要對合束器逐一做來料熱像檢測;

      (3)光纖焊接點溫度過高會加速老化,需檢測整段光纖尤其是光纖熔接點溫度;

      (4)在光纖來料檢測中,需檢測光纖本體的鍍膜是否完好。

      三、傳統(tǒng)解決方案及弊端

      (1)使用熱電偶測溫很準確,但只能測試點或幾個點的溫度,無法捕捉高溫點,并且熱電偶存在溫度慣性,采集的溫度與實際溫度有滯后;

      (2)紅外測溫槍使用方便,但不能同時測試多個點,被測溫的部位很小,溫度會被平均,不能高效直觀地看到問題點。

      四、FOTRIC解決方案

      (1)激光器焊點檢測

      在生產(chǎn)和研發(fā)中都需要關(guān)注焊點與設(shè)備的溫度。以生產(chǎn)為例,一臺功率在1000瓦的設(shè)備生產(chǎn)一般要50小時左右,上面有7~8個焊點,在恒溫25℃的環(huán)境中測試,設(shè)備功率從100、200、300逐級增加到1000瓦最大功率。使用熱像儀監(jiān)測所有點的溫度,可以精準測溫,及時知曉溫度值是否在正常范圍內(nèi)。

      (2)合束器檢測

      光纖激光器存在較大的光功率損耗,大功率的合束器需要強制冷卻,光纖激光器廠家會在合束器出廠前,使用紅外熱像儀對合束器逐一做來料檢測,使用FOTRIC熱像儀可以精準檢測殼體溫度、端(泵浦端)/出端光纖溫度等,避免不合格的合束器影響激光器的整機質(zhì)量。

      (3)泵浦源質(zhì)量檢測

      泵浦的整體電-光轉(zhuǎn)換效率約40%,有些能達到50%,發(fā)熱量很大,而溫度直接影響芯片輸出的激光波長,使用FOTRIC熱像儀對泵浦源進行殼體、電源管腳焊點、尾套、尾纖等溫度檢測,保證整體質(zhì)量,降低被退貨的概率。

      (4)檢查鍍膜破損

      光纖來料檢測時用激光器打入激光,如果有鍍膜破損的地方會漏光產(chǎn)生高溫,使用FOTRIC熱像儀就可以快速查看整個光纖表面是否有鍍膜破損的情況,確定設(shè)備的缺陷點,提高檢查效率,保障設(shè)備的安全。

      (5)激光反射保護驗證檢測

      高品質(zhì)的光纖激光器需具備反射保護機制,光纖激光器在出廠前會進行模擬測試,反向輸入一定功率的激光,反射保護測試中各部件的溫度原則上都不能超過45℃,其中紅外熱像儀是確保其品質(zhì)的有效檢測手段。

      五、配置方案

      (一)專業(yè)級在線熱像儀——FOTRIC 600C系列

      (1)測溫范圍-20℃~+650℃,支持高溫擴展到2000℃;

      (2)7×24小時全天候監(jiān)測溫度數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)熱缺陷;

      (3) 支持640*480、384*288、320*240等多種分辨率,滿足不同應(yīng)用場景的需求;

      (4)  支持全輻射熱像視頻流輸出,為基于溫度的狀態(tài)監(jiān)測和分析提供豐富的數(shù)據(jù)。

      (二)專家級科研熱像儀——FOTRIC 280系列

      (1)全新一代FPA非制冷型紅外探測器,處理速度更快,成像更好;

      (2) 一次最高可測786432個點,精準測溫,直觀呈現(xiàn)熱缺陷;

      (3) 復(fù)合調(diào)色聚焦成像,適用于光纖焊點等部位的細微溫差檢測;

      (4) 配合AnalyzIR分析軟件記錄全輻射熱像視頻,可對目標實現(xiàn)溫度趨勢分析。

           



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