一种激光清洗头保护镜污染监测保护的方法及装置制造方法及图纸

一种激光清洗头保护镜污染监测保护的方法及装置，属于激光清洗技术与智能检测技术领域；所述装置包括：振镜、聚焦镜、保护镜、光伏板终端、绿光激光器、激光发生器、光伏板；所述光伏板能吸收绿光激光器输出激光并转化为电信号传输至光伏板终端；所述光伏板终端能接收光伏板输出的电信号并转化成数字量进行处理，将该数字量与保护镜污染程度对应并显示，当污染程度超过设定阈值，对操作人员发出警告并自动停止激光清洗；本发明专利技术能有效避免由于保护镜表面污染颗粒吸收激光能量后损坏保护镜的情况，大幅提高保护镜寿命并降低更换频次；同时避免由于保护镜损坏破裂导致的激光清洗头的损毁，延长激光清洗头寿命，节约激光清洗成本。节约激光清洗成本。节约激光清洗成本。

【技术实现步骤摘要】
一种激光清洗头保护镜污染监测保护的方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种激光清洗技术与智能检测
，尤其是一种激光清洗头保护技术，具体地说是一种激光清洗头保护镜污染监测保护的方法及装置。

技术介绍

[0002]随着对于工件表面清洗质量的要求以及人们环保和安全意识逐渐提高，传统的清洗方式已难以满足需求。如何将工件表面极其微小或粘附力强的污染颗粒去除，同时不伤害到工件以及对环境友好已成为了工业清洗行业中的关键点。例如亚微米级颗粒，其附着力会随着时间增加；还会由于空气中的水分子与颗粒本身的长时间老化产生化学反应，导致更加强烈的颗粒黏附，而传统的高压水流清洗、机械清洗与超声清洗等无法去除。激光清洗因此应运而生，通过被去除材料以及颗粒对高能激光的吸收而升温至蒸发或升华，或由高频次振动挣脱污染颗粒的束缚，具有高效率、无接触、无污染等特点，在航空航天、海洋船舶等工业环境甚至在普通民用环境下均有巨大的发展前景。
[0003]激光清洗过程中的杂质会飞溅到空气中，极易黏附在镜头上，故采用保护镜片保护聚焦镜和振镜。但保护镜上附着的污染颗粒容易偏折光线且会吸收激光部分能量，但目前激光清洗系统中没有对保护镜的检测装置，普遍为人工目测保护镜是否被污染损坏，若没有及时停光，那么保护镜上烧点会立马恶化，瞬间吸收的能量增大，就很容易出现炸裂的情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有激光清洗装置不能实时判断激光头表面污染状态，从而影响清洗效果及激光头寿命的问题，专利技术一种结构简单，实用性强，且不会对原有清洗效果产生负面影响的激光清洗头保护镜污染监测保护的方法及装置。本专利技术通过内置的检测光线，充分利用污染颗粒能够折射及反射光线的特性，将折射光与反射光吸收并检测，从而实时监测保护镜表面污染程度。当污染程度超过设定阈值，自动停止激光清洗装置，以供工作人员检查并更换保护镜，保障机器及人员安全，延长保护镜及激光清洗头寿命。
[0005]本专利技术技术方案之一是：一种激光清洗头保护镜污染监测保护的方法，其特征是：利用附着于保护镜表面的污染颗粒对检测光线的反射及折射作用，用一种环形光伏板吸收被反射及折射的检测光线，该光伏板将收集到的光信号转化为电信号传输于光伏板终端，通过终端计算实时显示保护镜污染程度，并在污染程度达到预设阈值后自动停止激光清洗工作，从而有效避免由于保护镜表面污染颗粒吸收激光能量后损坏保护镜及保护镜损坏破裂导致的激光清洗头的损毁的情况，大幅延长激光清洗头寿命，节约激光清洗成本。
[0006]检测光线为绿光，波长约为550nm，且为低功率光线，与工作激光参数完全不同，无法与其干涉，且两种激光器并行使用，保持较小间隙，保证两束激光能够以近似的角度入射到振镜中。
[0007]光伏板只能采集波长为400nm至700nm的光线，即只能识别被折射及反射的检测光线，无法识别工作光线，能准确判断保护镜的污染程度，避免提前结束激光清洗进程。
[0008]环形光伏板安装于保护镜所在激光头位置的四周，且不干扰保护镜的安装，与保护镜存在一定间隙。
[0009]光伏板终端能够通过光伏板采集数据，实时演算，通过一定标准将保护镜表面污染程度显示给操作人员，并且当污染程度超过阈值时对操作人员发出警告并自动停止激光清洗工作。
[0010]光伏板终端只停止绿光激光器、激光发生器及振镜电机，其余的冷却系统、保护镜检测保护系统及除尘系统均保持工作状态，保证激光清洗头及操作人员的安全。
[0011]本专利技术的技术方案之二是：一种激光清洗头保护镜污染监测保护装置，其特征是：它包括：一振镜11，该振镜11用于高频次反射激光及检测光以形成扫描光路；一聚焦镜12，该聚焦镜12用于聚焦由振镜11反射的光线；一保护镜13，该保护镜13用于阻隔激光头外部与内部，保护振镜11、聚焦镜12不被污染；一光伏板终端15，该光伏板终端15用于收集、分析光伏板18产生的电信号并转化为数字信号显示；当污染程度过高发出警报并停止激光清洗；一绿光激光器16，该绿光激光器16与激光发生器17同时发出光线至振镜11；一光伏板18，该光伏板18安装在激光清洗头外壳14内壁上、保护镜13能折射和反射的位置处，它主要由半导体物料制成；用于接收保护镜13表面折射及反射的检测光信号，并将其转化为电信号传输至光伏板终端。
[0012]光伏板18呈环形安装于保护镜周围，能够吸收被折射或反射的检测光线并通过其内部传感器将信号传输于光伏板终端，所述光伏板能够采集光信号转换为电信号以供检测，所述绿光激光器与激光发生器并行发射光线。与工作激光同时经过振镜、聚焦镜与保护镜。所述光伏板终端能够实时监测保护镜污染程度，当达到设定阈值自动停止机器工作。
[0013]本专利技术的有益效果为：本专利技术能自动监测保护镜表面污染程度并及时停止激光器工作，有效避免因人为观察不当而导致的保护镜烧毁炸裂，进而避免激光清洗头损坏，较大程度上延长保护镜及激光清洗头的寿命，更能保护操作人员的生命安全。
[0014]能实时反馈保护镜表面污染程度于操作人员，即时观察保护镜工作状态并作出相应判断，大幅度提高激光清洗效率。
[0015]发射器发出光线为低功率绿光，与激光的相应参数完全不同，避免干扰原有工作激光，对清洗工作效率没有负面影响。
[0016]折射或反射光线能被环形感光装置全方位捕捉，不会对激光清洗头产生影响。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的保护镜检测保护装置的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术的激光清洗头内部光路示意图。
[0019]图中：11、振镜；12、聚焦镜；13、保护镜；14、激光清洗头外壳；15、光伏板终端；16、
绿光激光器；17、激光发生器；18、光伏板；19、污染颗粒。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照图1及图2，对激光清洗头保护镜污染监测保护的方法及装置作进一步的详细说明。
[0021]如图2所示，一种具有保护镜污染监测保护功能的激光清洗头，包括：振镜11，用于高频次反射激光及检测光以形成扫描光路。
[0022]聚焦镜12，用于聚焦由振镜11反射的光线。
[0023]保护镜13，用于阻隔激光头外部与内部，保护振镜、聚焦镜及其他元件不被污染。
[0024]光伏板终端15，收集、分析光伏板18产生的电信号并转化为数字信号显示；当污染程度过高发出警报并停止激光清洗。
[0025]绿光激光器16、激光发生器17同时发出光线至振镜11。
[0026]光伏板18，主要由半导体物料如硅等组成；用于接收保护镜表面折射及反射的检测光信号，并将其转化为电信号传输至光伏板终端。
[0027]在本专利技术的一些实施例中，如图1所示：激光发生器17为连续性光纤激光器，激光波长采用1064nm左右，功率大约1000W
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3000W，是目前市场上较为普遍的激光器；绿光激光器16为半导体激光器，利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光清洗头保护镜污染监测保护的方法，其特征是：利用附着于保护镜表面的污染颗粒对检测光线的反射及折射作用，用一种环形光伏板吸收被反射及折射的检测光线，该光伏板将收集到的光信号转化为电信号传输于光伏板终端，通过终端计算实时显示保护镜污染程度，并在污染程度达到预设阈值后自动停止激光清洗工作，从而有效避免由于保护镜表面污染颗粒吸收激光能量后损坏保护镜及保护镜损坏破裂导致的激光清洗头的损毁的情况，大幅延长激光清洗头寿命，节约激光清洗成本。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测光线为绿光，波长约为550nm，且为低功率光线，与工作激光参数完全不同，无法与其干涉，且两种激光器并行使用，保持较小间隙，保证两束激光能够以近似的角度入射到振镜中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光伏板只能采集波长为400nm至700nm的光线，即只能识别被折射及反射的检测光线，无法识别工作光线，能准确判断保护镜的污染程度，避免提前结束激光清洗进程。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，环形光伏板安装于保护镜所在激光头位置的四周，且不干扰保护镜的安装，与保护镜存在一定间隙。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，光伏板终端能够通过光伏板采集数据，实时演算...

【专利技术属性】
技术研发人员：李金远，陈思，李润涵，徐锋，葛旺，徐大豪，金馨，郭士昂，孙梓桐，李潇涵，戚家乐，许茹清，黎向锋，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：