专利名称：结露报警控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属自动控制器，特别是关于高功率激光输出窗口结露的自动报警控制器。
高功率激光器，例如几千瓦至数万瓦的激光器的红外激光输出窗口是昂贵的，从美国进口镀膜ZnSe窗口(2英寸)，每片约合一万元人民币。这种高功率激光窗口工作时都采用周边水冷。当冷却水温与室温相比足够低时，即使空气相对湿度不大，窗口的外表面结露也是不可避免的，结露情况下，高功率激光窗口很容易炸裂。而一般的露点计都难于完成该窗口结露的报警任务。
本实用新型的目的是为高功率激光器的输出窗口提供一种结露自动报警控制器。当然，本实用新型也可用于其他需要结露报警控制的场合。
本实用新型由三部分组成，即模拟工件传感器，以比较器为核心的比较放大电路和报警控制装置。其关键技术是模拟工件传感器，要求其物理性质(大小、环境和材料)和被保护的工件相同或相近似，以免结露条件的差异带来的问题。就高功率CO2激光器输出窗口的保护而言，模拟工件就是模拟窗口。模拟窗口由与激光窗口物理性质相近的绝缘材料制成，表面镀有间隔的两个导电区，导电区分别焊有电极，通过导线，一个电极与比较放大电路的比较器的直流电源的正极相连，另一电极连在比较器同相输入端和分压电阻的节点上，比较器的比较电压由该分压电阻和两个导电区之间的结露电阻的比值决定，而比值器反相输入端的基准电压由串联在直流电源正极和地之间的分压器来获得。
模拟窗口由具有出水口和进水口的水冷套冷却，装在激光窗口冷却水的上游，二者在水路上相串联。当室温、水温、空气相对湿度发生变化引起结露时，模拟窗口和激光窗口具有同样的结露条件，而模拟窗口的结露，即引起两导电区之间的结露电阻产生变化，比较器的比较电压也发生变化，当比较电压等于或高于基准电压时，比较器即在输出端输出一高电平，经过放大，推动报警控制装置工作，发出声光报警，或直接切断激光器电源，或启动去湿机工作，即可达到保护激光输出窗口不炸裂。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1模拟窗口结构示意图图2本实用新型一个实施例的电路原理图本实用新型由模拟窗口2、比较放大电路10和报警控制装置11组成。模拟窗口2由ZnSe材料制成，尺寸和激光窗口的相同，由具有进水口9和出水口8的水冷套1冷却，与激光窗口所受水冷的条件相同。模拟窗口上导电区7位于窗口中心，导电区3是一包围导电区7的环带，两导电区之间具有均匀的间隙5。导电区7的电极6通过导线接比较器Ic的直流电源正极，导电区3的电极4通过导线接比较器Ic的同相输入端V＋和电阻R3的节点，导电区3和7之间的结露电阻Rs和接地的电阻R3构成比较电压分压器，比较电压为Va＝ (R3)/(Rs＋R3) ·E，比较器Ic的基准电压由串联在直流电源正极和地之间的电阻Rw、R1和R2所形成的分压器来取得，基准电压Vb＝ (R2)/(Rw＋R1＋R2) ·E。比较器Ic的输出端通过电阻Rp接放大器BG1的控制极，BG1和BG2构成功放级，二极管D是防止电路在关断瞬间，继电器J线圈产生的反向高压损坏晶体三极管BG2而采用的续流保护管。Jk是继电器J的常开触点。
本实用新型的工作过程如下，在一般环境条件情况下，比较器Ic的反相输入端电压，即基准电压Vb总大于Va，因为Rs很大，比较器没有输出。当气温、水温之间的温差变大，或者空气的相对湿度变大，使得两导电区之间开始结露时，结露电阻Rs变小，比较电压Va增高，当Va≥Vb时，比较器Ic的输出端输出高电平，通过电阻Rp耦合到BG1和BG2组成的功放级进行放大，继电器J即有电流Ic2通过，其常开触点Jk闭合，相应的报警控制装置11即开始工作，从而达到自动报警，或切断激光器的电源，或驱动去湿机工作。
本实用新型的优点是不需要庞杂的检测设备，结构简单；电位器Rw用于设定结露的控制点，可报出极微弱的薄露，避免高功率激光输出窗口的炸裂；由于采用模拟工件传感，只需改变模拟工件以适应保护工件，即可适用于其他情况，因此具有应用范围广，制作方便，使用可靠的特点。
本实用新型已用于我所五千瓦CO2激光器，实验表明激光输出窗口的保护是可靠的。
权利要求1.一种用于高功率激光输出窗口保护的结露报警控制器，有比较放大电路10和报警控制装置11，其特征在于还有模拟工件传感器，是由与激光窗口物理性质相近的绝缘材料制成的模拟窗口2，表面镀有间隔的两个导电区3、7，导电区分别焊电极4、6，通过导线，电极4与比较器Ic的分压电阻R3和比较器的同相输入端V＋的节点相连，电极6与比较器Ic直流电源的正极相连，模拟窗口2由具有进水口9和出水口8的水冷套1冷却。
2.按照权利要求1的结露报警控制器，其特征在于所说的模拟窗口2由ZnSe或GaAs材料制成，其导电区7位于窗口的中心，导电区3是一包围导电区7的环带，两导电区之间有均匀的间隙5。
3.按照权利要求1或2的结露报警控制器，其特征在于所说的比较放大电路10的比较器Ic的反相输入端连接在Rw、R1、R2串联回路的R1和R2的节点上，比较器的输出端通过电阻Rp接由BG1和BG2构成的功放级，BG2的集电极通过继电器J接电源正极，继电器J的常开触点Jk接在报警控制装置11的回路中。
4.按照权利要求3的结露报警控制器，其特征在于所说的报警控制装置11或为声光报警装置，或去湿机，或高功率激光器的电源。
专利摘要一种用于高功率激光器输出窗口保护的结露报警控制器，由模拟工件传感器、以比较器为核心的比较放大电路和报警控制装置组成，模拟工件传感器是由与激光窗口物理性质相近的绝缘材料制成的模拟窗口，其上镀有间隔的两个带电极的导电区，一个电极接比较放大电路的直流电源正极，另一电极与比较器同相输入端和分压电阻的节点相连，模拟窗口由具有进水口和出水口的水冷套冷却。该控制器具有结构简单、使用方便、保护可靠的特点。
文档编号G08B21/00GK2113527SQ9221514
公开日1992年8月19日 申请日期1992年2月17日 优先权日1992年2月17日
发明者李如凤, 程兆谷 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所