光纤激光器系统及其监控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤激光器技术领域，特别是涉及一种光纤激光器系统的监控装置，还涉及一种光纤激光器系统。
【背景技术】
[0002]光纤激光器以其转换效率高、光束质量好等优势被广泛应用于材料加工、美容与医疗、军事科技、光纤通信等技术领域。其中，高功率光纤激光器主要被应用在材料加工和处理方面，尤其是金属材料的切割与焊接方面。高功率光纤激光器以电力进行驱动，其电光转换效率在30%左右，大约有70%的能量将要以热量的形式散失掉。高功率光纤激光器因其输出功率高而具有发热量高、风险高的特点，其稳定性以及安全性较差。
【发明内容】
[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种安全性以及稳定性较高的光纤激光器系统的监控装置。
[0004]还提供一种安全性以及稳定性较高的光纤激光器系统。
[0005]一种光纤激光器系统的监控装置，用于对所述光纤激光器系统的运行状态进行监控，包括:温度监测模块，包括多个温度探测器，分别设置于所述光纤激光器系统中的不同位置处，用于实时监测相应位置处的温度并形成温度信号输出；光强监测模块，包括多个光电探测器，分别设置于所述光纤激光器系统中的不同位置处，用于实时监测相应位置处的光强并形成光强信号输出；以及主控制器，分别与所述温度监测模块、所述光强监测模块连接，用于接收所述温度信号和所述光强信号，并根据所述温度信号和所述光强信号判断所述光纤激光器系统是否正常运行；所述主控制器还用于在判断出所述光纤激光器系统未正常运行时产生报警信息，控制所述光纤激光器系统停止工作。
[0006]在其中一个实施例中，所述监控装置还包括存储器，用于存储各温度探测器的预设温度范围以及各光电探测器的预设光强范围；所述主控制器用于在任意一温度探测器监测到的温度信号不在其预设温度范围内或者任意一光电探测器监测到的光强信号不在其预设光强范围内时，生成报警信息；所述存储器还用于存储所述报警信息。
[0007]在其中一个实施例中，所述监控装置还包括报警模块，与所述主控制器连接，用于接收所述报警信息并根据所述报警信息发出警报。
[0008]一种光纤激光器系统，包括用于对所述光纤激光器系统的运行状态进行监控的监控装置；所述监控装置包括:温度监测模块，包括多个温度探测器，分别设置于所述光纤激光器系统中的不同位置处，用于实时监测相应位置处的温度并形成温度信号输出；光强监测模块，包括多个光电探测器，分别设置于所述光纤激光器系统中的不同位置处，用于实时监测相应位置处的光强并形成光强信号输出；以及主控制器，分别与所述温度监测模块、所述光强监测模块连接，用于接收所述温度信号和所述光强信号，并根据所述温度信号和所述光强信号判断所述光纤激光器系统是否正常运行；所述主控制器还用于在判断出所述光纤激光器系统未正常运行时产生报警信息，控制所述光纤激光器系统停止工作。
[0009]在其中一个实施例中，所述光纤激光器系统包括光纤激光器组模块以及合束器模块；所述光纤激光器组模块中包括多个子光纤激光器；所述多个子光纤激光器的输出光纤分别与所述合束器模块的输入光纤连接；所述温度监测模块包括设置于每个子光纤激光器以及所述合束器模块中的温度探测器；所述光强监测模块包括设置于每个子光纤激光器以及所述合束器模块中的光电探测器。
[0010]在其中一个实施例中，所述子光纤激光器包括半导体激光二极管、光模块以及输出光纤；所述光模块包括反射光栅、增益光纤、输出光栅以及第一包层光消除器；半导体激光二极管发出的泵浦光顺次经过反射光栅、增益光纤、输出光栅后形成信号光后经由所述输出光纤输出；所述第一包层光消除器用于去除所述输出光纤中的包层光；设置于每个子光纤激光器中的温度探测器包括分别设置于第一包层光消除器的输入端以及输出端的温度探测器；设置于所述每个子光纤激光器中的光电探测器包括设置于所述光模块后向端以及设置于所述子光纤激光器的输出光纤上的光电探测器。
[0011]在其中一个实施例中，每个子光纤激光器的输出光纤与合束器模块的输入光纤采用熔接的方式进行连接；所述多个光电探测器包括设置于每个子光纤激光器的输出光纤与合束器模块的输入光纤二者的熔接点上的光电探测器。
[0012]在其中一个实施例中，所述合束器模块的输出光纤通过熔接的方式与所述光纤激光器系统的输出光缆连接；设置于合束器模块中的光电探测器包括分别设置于所述合束器模块内、所述合束器模块的输入光纤上、以及所述合束器模块的输出光纤与所述输出光缆二者的熔接点上的光电探测器。
[0013]在其中一个实施例中，所述合束器模块包括第二包层光消除器；设置于合束器模块中的温度探测器包括分别设置于所述第二包层光消除器的输入端和输出端的温度探测器。
[0014]在其中一个实施例中，所述监控装置还包括存储器，用于存储各温度探测器的预设温度范围以及各光电探测器的预设光强范围；所述主控制器用于在任意一温度探测器监测到的温度信号不在其预设温度范围内或者任意一光电探测器监测到的光强信号不在其预设光强范围内时，生成报警信息；所述存储器还用于存储所述报警信息。
[0015]上述光纤激光器系统及其监控装置，温度监测模块以及光强监测模块会对光纤激光器系统中相应位置处的温度以及光强进行实时监测并形成温度信号以及光强信号后输出。主控制器可以根据实时获取到的温度信号以及光强信号对光纤激光器系统是否正常运行进行判断，并在光纤激光器未正常运行时产生报警信息，控制光纤激光器系统停止工作，从而确保光纤激光器系统具有较好的安全性以及稳定性。
【附图说明】
[0016]图1为一实施例中的光纤激光器系统的监控装置的结构框图；
[0017]图2为一实施例中的光纤激光器系统的结构示意图
[0018]图3为图2所示实施例中的光纤激光器系统中的子光纤激光器的结构示意图。【具体实施方式】
[0019]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]图1为一实施例中的光纤激光器的监控装置的结构框图。该监控装置用于对光纤激光器系统的运行状态进行监控，其包括温度监测模块110、光强监测模块120、主控制器130、存储器140以及报警模块150。
[0021]温度监测模块110包括多个温度探测器，分别设置于光纤激光器系统中的不同位置处，用于实时监测相应位置处的温度并形成温度信号后输出给主控制器130。光强监测模块120包括多个光电探测器，分别设置于光纤激光器系统中的不同位置处，用于实时监测相应位置处的光强并形成光强信号后输出给主控制器130。具体地，温度探测器会将实时监测到的温度转换为电阻信号，然后再取样转化为电压信号；光电探测器将实时监测到的光强信号转换为电流信号，再经电阻取样转换为电压信号。转化后的电压信号再经过A/D转换器转换成数字信号后输出给主控制器130，由主控制器130进行处理。温度探测器/光电探测器反馈给主控制器130的温度/光强信号会随其相应位置处的温度/光强的增大而增大。
[0022]主控制器130分别与温度监测模块110、光强监测模块120连接，用于接收其输出的温度信号以及光强信号。主控制器130会根据接收到的温度信号以及光强信号判断光纤激光器系统是否正常运行，并在判断出光纤激光器系统未正常运行时产生报警信息，控制光纤激光器系统停止工作。具体地，存储器140中存储有各温度探测器的预设温度范围以及各光电探测器的预设光强范围。主控制器130会将接收到的各温度信号以及光强信号与该信号对应的预设范围进行比较判断，若其中任意一信号不在其预设范围内时则产生报警信息，则控制光纤激光器系统停止工作。存储器140则还会对报警信息进行存储，作为定位报警位置的依据。其中，报警信息中包括异常数据、监测到该异常数据的探测设备以及报警原因，从而方便操作者对报警位置进行快速定位，尽快排除隐患或者故障，确保光纤激光器系统的正常运行。报警模块150会根据该报警信息发出警报，提示操作者。
[0023]上述光纤激光器系统的监控装置，温度监测模块110以及光强监测模块120会对光纤激光器系统中相应位置处的温度或者光强进行实时监测并形成温度信号以及光强信号后输出。主控制器130可以根据实时获取到的温度信号以及光强信号对光纤激光器系统是否正常运行进行判断，并在光纤激光器未正常运行时产生报警信息，控制光纤激光器系统停止工作，从而确保光纤激光器系统具有较好的安全性以及稳定性。
[0024]在一实施例中，上述监控装置在前述实施例的基础上还包括定位模块。定位模块与主控制器连接，用于根据主控制器产生的报警信息定位报警位置处，从而便于操作人员迅速找到报警位置对故障或者故障隐患进行排除，确保整个系统的正常运行，提高系统的稳定性以及安全性。
[0025]本发明还提供了一种光纤激光器系统，其包括前述实施例中的监控装置。在一实施例中，光纤激光器系统采用模块化设计，其包括光纤激光器组模块210、合束器模块220以及输出光缆230，如图2所示。光纤激光器组模块210包括多个子光纤激光器212。每个子光纤激光器212的输出光纤330与合束器模块220的输入光纤224连接。合束器模块220的输出光纤226则与输出光缆230连接。在本实施例中，合束器模块220中设置有第二包层光消除器222，用于去除输出光纤226上的包层光。子光纤激光器212的部分结构示意如图3所示，其包括半导体激光二极管(LD) 310、光模块320以及输出光纤330。光模块320包括反射光栅322、增益光纤324、输出光栅(Out Coupler，OC) 326以及第一包层光消除器(mode strippe