专利名称：改进型的激光标定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进型的激光标定仪，其主要解决现有激光标定仪内部封装绝非真空状态而易渗入湿空气，又因激光温控模块最高工作温差介于25℃左右而产生平行光镜结露现象从而导致激光光输出无法聚焦，或产生光反馈不稳定因而减少激光二极管寿命等缺陷。
一般工业用的激光标定仪大部分采用氦氖激光或激光二极管所产生的光源，其光线波长介于630nm-670nm不等，其有效距离点式为100-200公尺、线式为2-6公尺之间，其利用可见光的激光点光源，经由光学镜片的扩散与聚光处理，而形成所需的点、线、十字线或各种框线图案，又主要为光的投影，而可在任何弧面或凹凸不平的工作物上标示所需的点或剖面线，故适用于工业上板面切割、线性校准，定位标示及线性测定等，其优点为提高工作效率，减少基材损耗等。
采用激光二极管的现有激光标定仪，其结构如图1所示，在一外管a内含有一内管b、该内管b内设有电源供应器c、激光控制电路d及一激光模块e，该激光模块e前设以一平行光镜f，内设有激光二极管，并以螺栓g及一上压板h，固定于一散热基座i上，且在该激光模块e与散热基座i之间以一冷却晶片i进行热交换，其工作流程为由电源供应电路c提供给激光控制电路d一直流工作电压，并经由激光控制电路d以定电流或定功率的方式控制激光二极管发出光源，一般激光二极管理想工作温度介于23℃-25℃之间，故由冷却晶片i进行热交换通过散热基座i及外、内管a、b散热，又加上电源供应电路c及激光控制电路d电子元件所产生的热源，故散热基座i及内管b的工作温度约达50℃左右，因而由第一次开机至关机后至第二次开机前时，因热的反传导，使内设激光二极管的激光模块e的表面温度约等同于内管b的表面温度50℃左右，第二次开机后，由冷却晶片i产生热交换作用，使激光模块e速降至25℃左右，而产生温差25℃左右，该温差使原密布于外管a中的水分产生结露现象，尤其在平行光镜f产生结露现象，使激光模块产生的激光光源经由已结露的平行光镜，而让光线散射无法聚焦，又其激光的电源供应，是采用定功率(APC)方式，其缺点在于第二次开机前，因热的反传导，使内设的激光二极管的激光模块e的表面温度上升至50℃。此时重新开机，其结果，如图6所示，激光二极管的工作电流上升为80mA，且该高电流必须随温控模块温度下降至25℃，因此二极管在电流忽高忽低的控制下就直接减少激光二极管的工作寿命，或者将外管a内部抽成真空或加入氮气，更甚者在内部放入干燥剂k，希望以此能改善结露现象，然而维持真空状态几乎不可能，一般为近似的真空状态，故含有水分的空气仍留在外管a中，又加入氮气加速外管a外部快速冷却，其温差仍然存在，放入干燥剂k，虽可一时吸取空气中的水分，然而当干燥剂k达到水分饱和状态后，若有一点工作温差，其结露情况比未放入干燥剂k时的情况更为严重。
本实用新型的主要目的在于提供一种改进型的激光标定仪，其能改善激光标定仪内部结露现象及功率反馈造成电流不稳定使激光二极管寿命减少等缺陷。
本实用新型的改进型的激光标定仪，由框座、电源供应电路、激光控制电路、散热基板及激光温控模块所组成，而该框座，为一长方形开放空间的盒体，该框座前方面板上设有透镜筒，该透镜筒下侧的框座上设有保险丝座及开关，其特征在于该散热基板为一长方形块体，并在该散热基板的适当处分别设有固定螺孔及若干穿孔；激光温控模块主要由隔热组件及激光发光源所组成，其中隔热框为一中空框片体其贴附于散热基板上，该隔热框两侧各设有通孔，而一端设有内螺纹，另一端突设有外螺纹的隔热柱穿过该等通孔而螺固于散热基板上；该隔热框中空位置容置一冷却晶片，该冷却晶片上放置一同等面积的矽胶散热片，该矽胶散热片上放置有一散热座；该散热座具弧面的两侧面其分别挖设有侧固定槽，而该散热座的前端挖设有具有内螺纹的镜孔，该散热座的后端挖设具有内螺纹的固定孔，而一表面布满外螺纹的平行光镜筒螺置于该镜孔内，而一激光二极管容置于该固定孔内，同时该激光二极管则以一固定环来固定，并将该激光二极管的三极以一保护板保护固定；又该散热座上方横放一隔热压块，该隔热压块两侧分别设有通孔，而隔热螺栓穿过该通孔螺固于隔热柱上，而该隔热压块下侧面则挖设一固定槽，在该固定槽内容置一感应散热座的工作温度的热敏元件；而该隔热框外围且在散热基板上固设一外罩，该外罩的后端对应平行光镜筒处设一透镜框，而相对的另一端则挖设两通孔，该等通孔下侧的外罩边缘则开设若干半圆孔。
本实用新型的效果是利用激光温控模块所设的外罩区隔外罩外部空气，并减少可能的结露空间，且利用隔热框隔绝冷却晶片以外所裸露空间，使热不致传导至冷却晶片以外的空间，又隔热柱、隔热压块及隔热螺栓的设置环绕于散热座，使散热座及外罩内温度维持于激光二极管的工作温度并给予更稳定的光反馈控制，同时不论外罩的罩外温度的高低，外罩的罩内均不易产生结露现象，且可稳定光反馈，维持一定的激光二极管寿命；同时因采用激光温控模块及散热基板的封闭结构，可在维修时，将故障的激光温控模块予以整体换装，而不破坏其原隔绝外界空气的功效，并缩短修护时间，以改善装用者因元件故障所产生工作流程呆滞的成本消耗。
以下是本实用新型的
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图1为现有结构立体剖视图。
图2为本实用新型的立体结构图。
图3为本实用新型激光温控模块及散热基板立体分解图。
图4为本实用新型激光温控模块及散热基板立体组合图。
图5为本实用新型实施例图。
图6激光二极管定功率状态的工作电流-温度关系图。
以下结合附图对本实用新型进行详细描述。
请参考图2、3所示，本实用新型由框座1、电源供应电路2、激光控制电路3、散热基板4及激光温控模块5所组成，其中框座1，为一长方形开放空间的盒体，该框座1前方面板上设有透镜筒11，该透镜筒11下侧的框座1上另设保险丝座12及开关13；电源供应电路2，将交流电压转换为直流电压，以供应激光温控模块5及激光控制电路3所需的直流工作电压；散热基板4，为一长方形块体，并在该散热基板4的适当处分别开设固定螺孔41及若干穿孔42；激光温控模块5，主要由隔热组件及激光发光源所组成，其中隔热框51为一中空框片体，其框体两侧设有通孔52，该通孔52供一端设有内螺纹，另一端突设外螺纹的隔热柱53穿透，而该隔热框51中空位置恰可容置一冷却晶片54，该冷却晶片54上置一同等面积的矽胶散热片55，该矽胶散热片55上置有一散热座56，该散热座56具弧面的两侧面分别挖设以侧固定槽57，又该散热座56的前端挖设有具有内螺纹的镜孔58，该散热座56的后端也挖设有具有内螺纹的固定孔59，而该镜孔58是供一表面布满外螺纹的平行光镜筒5A螺置，该固定孔59则供一激光二极管5B容置，该激光二极管5B则以一固定环5C来固定，并将激光二极管5B的三极以一保护板5D来保护固定，又该散热座56上方横放一隔热压块5E，该隔热压块5E两侧分别设有通孔5F可供隔热螺栓5K穿过，而该隔热压块5E下侧面则挖设一固定槽5G，该固定槽5G则供一热敏元件5H容置，而该隔热框51外围且在散热基板4上设有一外罩5L，该外罩5L的前端对应平行光镜筒5A处设一透镜框5M，而相对的另一端则挖设两通孔5N，该等通孔5N下侧的外罩5L边缘则开设若干半圆孔5R。
本实用新型的组合方法是，先将隔热框51平铺于散热基板4上，并以隔热框51上所设的通孔52对准散热基板4的固定螺孔41，将冷却晶片54、矽胶散热片55逐一置于隔热框51所设中空部位，将隔热柱53所设外螺纹的一端螺固于散热基板4的固定螺孔41，将平行光镜筒5A及激光二极管5B、固定环5C分别螺固于散热座56，再将保护板5D焊于激光二极管5B的三极上，将组合完毕的散热座56，依其所设的侧固定槽57导放于两隔热柱53，形成侧向固定，将热敏元件5H置于隔热压块5E，并将隔热压块5E横置于散热座56上使热敏元件5H与散热座56接触，将隔热螺栓5K穿过隔热压块5E所设的通孔5F螺合于隔热柱53所设的内螺纹，再将外罩5L罩于隔热框51外围，并使冷却晶片54、热敏元件5H及保护板5D的导线分别依外罩5L所设的半圆孔5R导出，并将矽胶散热片55熔于外罩5L罩缘与散热基板4之间，使之固定，再以氮气经由外罩5L所设的一通孔5N灌入，并利用空气与氮气不同的比重，将空气及其内含的湿气排除于另一通孔5N之外，将通孔5N密封防止氮气溢出外罩5L(如图4所示)，再将组合后的散热基板4与激光温控模块5后方螺合激光控制电路3，并将电源供应电路2固定于框座1内，后将散热基板4翻转固定于框座1，并使外罩5L所设的透镜框5M的框中心线对准框座1所设的透镜筒11的筒中心线，从而图2所示的组合状态完成。
如图5所示，为本实用新型以透镜筒11的透镜组合产生一激光光直线式投影，以利工业切割的实施状态。
本实用新型的功效是，利用激光温控模块5所设的外罩5L区隔外罩5L外部空气，并减少可能的结露空间，且利用隔热框51隔绝冷却晶片54以外所裸露空间，使热不致传导至冷却晶片54以外的空间，又隔热柱53、隔热压块5E及隔热螺栓5K的设置环绕于散热座56，使散热座56及外罩5L罩内温度维持于激光二极管5B的工作温度并给予更稳定的光反馈控制，同时不论外罩5L罩外温度的高低，外罩5L罩内均不易产生结露现象，且可稳定光反馈，维持一定的激光二极管寿命。
本实用新型的另一功效是，采用激光温控模块5及散热基板4的封闭结构，可在维修时，将故障的激光温控模块5予以整体换装，而不破坏其原隔绝外界空气的功效，并缩短修护时间，以改善装用者因元件故障所产生工作流程呆滞的成本消耗。
权利要求1.一种改进型的激光标定仪，由框座、电源供应电路、激光控制电路、散热基板及激光温控模块所组成，而该框座，为一长方形开放空间的盒体，该框座前方面板上设有透镜筒，该透镜筒下侧的框座上设有保险丝座及开关，其特征在于该散热基板为一长方形块体，并在该散热基板的适当处分别设有固定螺孔及若干穿孔；激光温控模块主要由隔热组件及激光发光源所组成，其中隔热框为一中空框片体其贴附于散热基板上，该隔热框两侧各设有通孔，而一端设有内螺纹，另一端突设有外螺纹的隔热柱穿过该等通孔而螺固于散热基板上；该隔热框中空位置容置一冷却晶片，该冷却晶片上放置一同等面积的矽胶散热片，该矽胶散热片上放置有一散热座；该散热座具弧面的两侧面其分别挖设有侧固定槽，而该散热座的前端挖设有具有内螺纹的镜孔，该散热座的后端挖设具有内螺纹的固定孔，而一表面布满外螺纹的平行光镜筒螺置于该镜孔内，而一激光二极管容置于该固定孔内，同时该激光二极管则以一固定环来固定，并将该激光二极管的三极以一保护板保护固定；又该散热座上方横放一隔热压块，该隔热压块两侧分别设有通孔，而隔热螺栓穿过该通孔螺固于隔热柱上，而该隔热压块下侧面则挖设一固定槽，在该固定槽内容置一感应散热座的工作温度的热敏元件；而该隔热框外围且在散热基板上固设一外罩，该外罩的后端对应平行光镜筒处设一透镜框，而相对的另一端则挖设两通孔，该等通孔下侧的外罩边缘则开设若干半圆孔。
专利摘要一种改进型的激光标定仪,由框座、电源供应电路、激光控制电路、散热基板及激光温控模块所组成,其主要通过激光温控模块解决现有激光标定仪容易因内部并非处于绝对真空状态且因工作温差,导致平行光镜因湿气结露,从而导致激光二极管输出功率降低且无法聚焦,或光反馈控制不稳定而产生激光二极管寿命减少等缺陷。
文档编号G01J1/10GK2470807SQ01200590
公开日2002年1月9日 申请日期2001年2月13日 优先权日2001年2月13日
发明者吴忠信 申请人:吴忠信