[实用新型]二氧化碳激光器谐振腔泄漏检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于检测工业用大功率二氧化碳(CO₂)气体激光器谐振腔内部冷却水管泄漏和外部密封空气泄漏的装置，属于激光器及气体检测领域。

背景技术

目前工业用大功率CO₂激光器的组成部分包括激光谐振腔、激励电源、工作气体循环系统、冷却系统和测控系统等。其中激光谐振腔是激光器的关键，它相当于计算机的CPU，提供了激光的产生和放大。激光谐振腔的正常工作与否直接影响到激光器工作的稳定性。激光谐振腔中工作物质是激光与物质相互作用的主体，通过工作物质的受激辐射出射激光，CO₂激光器的工作物质为CO₂、He和N₂的混合气体(气体纯度要达到99.99％以上)，谐振腔中工作物质的密度、温度、气压、组分、杂质气体含量等均影响到激光的正常输出，而且对这些参数的变化非常敏感。在大功率CO₂激光器中，都要求谐振腔的泄漏要小于0.1hP/min，激光器才能正常工作。因此，激光器谐振腔都是处于严格密闭状态。

大功率横流CO₂激光器的工作气体沿环形方向流动，工作体积非常大，谐振腔与外界的密封非常难；其次该激光器的激励电极暴露在工作气体中，其冷却管路也在工作气体中，而且其他零部件，如波纹管、反射镜支撑架、反射镜冷却管路等都在工作气体的包围中，很容易造成激光器谐振腔的泄漏，已经发生过多起由于冷却管路水泄漏或外界密封泄漏造成激光器工作不正常，甚至不输出激光的故障，严重影响了生产线的正常运行。因此，如何及时准确地了解激光器谐振腔的泄漏情况，同时判断激光器泄漏类型为外界空气泄漏还是内部冷却水管泄漏，有利于保障大功率横流CO₂激光器正常运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二氧化碳激光器谐振腔泄漏检测仪，能在线实时检测二氧化碳激光器谐振腔内部冷却管路泄漏和外界空气泄漏的情况。

本实用新型是这样实现的：一种二氧化碳激光器谐振腔泄漏检测仪，主要包括检测气路部分和测控电路部分；

所述的检测气路部分由样气抽取及处理气路、样气测量气路和样气回流气路组成；

样气抽取及处理气路包括进气口、降温盘管、调节阀和吸气泵，进气口为二路，管路依次接进气口、切换阀门、降温盘管、调节阀和吸气泵，吸气泵输出样气进入样气测量气路；

样气测量气路由四通接头、进气阀、微量氧检测气室、微量水检测气室、流量计和压力表组成，样气通过四通接头分成三条支路：支路一是微量氧检测气路，管路依次连接进气阀、微量氧检测气室、流量计；支路二是微量水检测气路，管路依次连接进气阀、微量水检测气室、流量计；支路三是样气旁路，旁路内接有流量计和压力表；三条支路流出端通过四通接头进入样气回流气路；

样气回流气路包括切换阀门和出气口，其中切换阀门是三通阀，三通阀输出接二个出气口；

所述测控电路部分主要包括核心控制电路、微量水检测电路、微量氧检测电路和键盘输入及显示电路；

核心控制电路由单片机系统、数模转换电路和I/O接口电路组成，微量水检测电路和微量氧检测电路输出的模拟电压信号通过数模转换电路转换后输入单片机系统，I/O接口电路将单片机系统和键盘输入及显示电路相连；

微量水检测电路包括水传感器和信号处理电路，水传感器将进入微量水检测气室中的样气中水的含量值转换为电信号，再经过信号处理电路进行放大和滤波处理后输入到数模转换电路；

微量氧检测电路包括氧传感器和信号处理电路，氧传感器将进入微量氧检测气室中的样气中氧的含量值转换为电信号，再经过信号处理电路进行放大和滤波处理后输入到数模转换电路；

键盘输入及显示电路主要包括显示驱动电路、数码显示、键盘处理电路、操作按键、光电隔离电路和声光报警，显示驱动电路通过I/O接口电路与单片机系统相连，用来驱动数码显示；键盘处理电路通过I/O接口电路与单片机系统相连，用来处理操作按键的动作；光电隔离电路通过I/O接口电路与单片机系统相连，用来驱动声光报警。