智能型co2激光器充气系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及C02激光器技术领域，具体为一种智能型C02激光器充气系统。
【背景技术】
[0002]C02激光器是以C02气体作为工作介质的气体激光器，具有高功率、高效率、高光束质量、相干性好和模式稳定等重要特性。这些特性使二氧化碳激光器在众多领域得到广泛应用。工业上用于多种材料的加工，包括打孔、切割、焊接、退火、熔合、改性和涂覆等；医学上用于各种外科手术；军事上用于激光测距和激光雷达等各个范畴。
[0003]C02激光器在实际应用中，在使用过程中不可避免地会有气体损耗，在气体损耗达到一定程度时，会导致激光器的输出功率下降。要保证激光器输出功率，就需要对C02激光器进行重新充气即换气。目前对C02激光器换气都是采取人工操作，真空度和充气量的控制都是靠操作人员完成，精确性和准却度往往难以把握，而且工作效率低。
【发明内容】
[0004]因此，为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种精确性和准却度高的智能型C02激光器充气系统。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型智能型C02激光器充气系统包括由真空泵和抽气电磁阀组成的抽气支路，以及由充气电磁阀、针阀和气瓶组成的充气支路，所述抽气电磁阀的输出端通过管道与真空泵相连，所述充气电磁阀的输入端通过管道与气瓶相连，所述针阀布置在充气电磁阀与气瓶之间的管道上，还包括设有手动阀和真空计的C02激光器连接管，所述针阀和气瓶之间的管道上设置有减压阀，所述抽气支路和充气支路均与C02激光器连接管连通。
[0006]作为本实用新型上述智能型C02激光器充气系统的进一步改进，包括用于控制抽气电磁阀开关的第一继电器、用于控制充气电磁阀开关的第二继电器以及用于控制第一继电器和第二继电器开关的单片机C8051F340，所述真空计的数据输出接口与单片机C8051F340的信号输入管脚相连，所述第一继电器一端通过第一光电隔离模块与单片机C8051F340的信号输出管脚相连，另一端与抽气电磁阀相连，所述第二继电器一端通过第二光电隔离模块与单片机C8051F340的信号输出管脚相连，另一端与充气电磁阀相连。
[0007]本实用新型的有益效果如下:在气瓶出口处安装针阀和减压阀，可以有效控制充气量，调整控制单位时间充气量，从而达到精准控制充器精度的目的。系统设置有抽气电磁阀、充气电磁阀、真空计，计算机电控系统通过采集真空计信号来对抽气电磁阀、充气电磁阀进行有效控制，可以实现自动控制充气过程，从而达到对充气过程的智能控制的目的。
[0008]结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0009]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明，其中:
[0010]图1为本实用新型结构示意图。
[0011]图2为为控制原理参考图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图及本实用新型的【具体实施方式】对本实用新型智能型C02激光器充气系统作以下说明。
[0013]实施例:本实用新型包括由真空泵I和抽气电磁阀2组成的抽气支路，以及由充气电磁阀3、针阀4和气瓶6组成的充气支路，所述抽气电磁阀2的输出端通过管道与真空泵I相连，所述充气电磁阀3的输入端通过管道与气瓶6相连，所述针阀4布置在充气电磁阀3与气瓶6之间的管道上，还包括设有手动阀8和真空计7的C02激光器连接管14，所述针阀4和气瓶6之间的管道上设置有减压阀5，所述抽气支路和充气支路均与C02激光器连接管14连通。
[0014]为实现自动控制充气过程，对抽气电磁阀2和充气电磁阀3进行有效控制，从而达到对充气过程的智能控制的目的，还可以包括用于控制抽气电磁阀2开关的第一继电器12、用于控制充气电磁阀3开关的第二继电器13以及用于控制第一继电器12和第二继电器13开关的单片机C8051F340，所述真空计7的数据输出接口与单片机C8051F340的信号输入管脚相连，所述第一继电器12 —端通过第一光电隔离模块14与单片机C8051F340的信号输出管脚相连，另一端与抽气电磁阀2相连，所述第二继电器13 —端通过第二光电隔离模块15与单片机C8051F340的信号输出管脚相连，另一端与充气电磁阀3相连。
[0015]对C02激光器进行充气，需要先对激光器进行抽真空，至少要使激光器内的真空度达到ΙΟ-lpa，其目的是排除激光器内剩余气体，以保证对激光器充气时充入气体的纯度。然后根据不同功率C02激光器的技术标准，在真空环境下充入特定量的特制C02混合气体，以满足C02激光器工作时的技术要求。
[0016]为实现这一操作流程及技术要求，本系统的单片机C8051F340通过第一继电器12和第二继电器13分别对抽气电磁阀2及充气电磁阀3进行控制(开/关)，可使真空系统A形成单独的真空抽气系统或真空充气系统；当关闭充气电磁阀3，打开抽气电磁阀2，真空系统A形成真空抽气系统，系统可对C02激光器进行抽真空；当关闭抽气电磁阀2，打开充气电磁阀3时，系统形成真空充气气路，系统可在真空环境下对C02激光器进行充气。
[0017]在抽气时，单片机C8051F340通过采集真空计7输出的模拟电信号，通过单片机C8051F340转换计算得到实际值，从而实时监测激光器内真空度，当监测到真空度达到预设值时，单片机C8051F340通过第一继电器12进行控制，关闭抽气电磁阀2，完成对激光器的抽气；接下来，单片机C8051F340通过第二继电器13进行控制，打开充气电磁阀3，系统在真空环境下开始对激光器进行充气；同样，通过单片机C8051F340采集真空计7输出的模拟电信号实时检测激光器内压力值，根据压力的变化来实时监控激光器的充气量，当激光器的充气量达到预设值时，单片机C8051F340通过继电器12进行控制，关闭充气电磁阀3，完成对激光器的充气过程。
[0018]为有效控制充气量，系统在气瓶安装有针阀4、减压阀5以调整控制单位时间充气量，从而达到精准控制充器精度的目的。
[0019]参见图二控制算法原理:由于气体充入玻璃管中需要一定的时间压力才会稳定，因此针对这一特点，我们采用了变速积分式控制方法来实现精确的充气量控制。该方法的具体过程是:打开充气电磁阀3，延时一定的时间tl (该时间是充气时间，时间越大充气的速度越快)后关闭充气电磁阀(3)，再延时一定的时间t2(该时间是充气压力稳定时间，该时间会根据气体压力的上升而变小，一般取最大值即可)后，将采集到的压力值P与压力门限值Pd (该值是自定义的一个压力值，根据经验值设定)比较，如果P〈Pd则不改变时间tl和t2继续新一轮的充气；而当P〉= Pd时，说明充气量已接近于目标值Pe，此时要减小充气时间tl，然后将采集到的压力值P与压力目标值Pe进行比较，进行小当量的充气量控制，直到P = Pe为止。
[0020]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种智能型C02激光器充气系统，包括由真空泵(I)和抽气电磁阀(2)组成的抽气支路，以及由充气电磁阀⑶、针阀⑷和气瓶(6)组成的充气支路，所述抽气电磁阀(2)的输出端通过管道与真空泵(I)相连，所述充气电磁阀(3)的输入端通过管道与气瓶(6)相连，所述针阀(4)布置在充气电磁阀(3)与气瓶(6)之间的管道上，其特征在于:还包括设有手动阀(8)和真空计(7)的C02激光器连接管(14)，所述针阀(4)和气瓶(6)之间的管道上设置有减压阀(5)，所述抽气支路和充气支路均与C02激光器连接管(14)连通。
2.根据权利要求1所述的智能型C02激光器充气系统，其特征在于还包括用于控制抽气电磁阀⑵开关的第一继电器(12)、用于控制充气电磁阀(3)开关的第二继电器(13)以及用于控制第一继电器(12)和第二继电器(13)开关的单片机C8051F340，所述真空计(7)的数据输出接口与单片机C8051F340的信号输入管脚相连，所述第一继电器(12) —端通过第一光电隔离模块(14)与单片机C8051F340的信号输出管脚相连，另一端与抽气电磁阀(2)相连；所述第二继电器(13) —端通过第二光电隔离模块(15)与单片机C8051F340的信号输出管脚相连，另一端与充气电磁阀(3)相连。
【专利摘要】本实用新型为一种智能型CO2激光器充气系统，包括由真空泵和抽气电磁阀组成的抽气支路，以及由充气电磁阀、针阀和气瓶组成的充气支路，所述抽气电磁阀的输出端通过管道与真空泵相连，所述充气电磁阀的输入端通过管道与气瓶相连，所述针阀布置在充气电磁阀与气瓶之间的管道上，还包括设有手动阀和真空计的CO2激光器连接管，所述针阀和气瓶之间的管道上设置有减压阀，所述抽气支路和充气支路均与CO2激光器连接管连通。本实用新型可以实现自动控制充气过程，从而达到对充气过程的智能控制的目的。
【IPC分类】H01S3-036, F17C13-04, F17C13-02, F17C5-00
【公开号】CN204358432
【申请号】CN201420707263
【发明人】易军, 韦萌, 胡仕泳, 周冬桥, 余敏, 詹文斌
【申请人】中船重工(武汉)凌久高科有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月21日