[实用新型]高功率光纤激光器回光探测及其保护电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤激光加工技术，具体来说是一种高功率光纤激光器回光探测及其保护电路。

背景技术

随着光纤激光器生产技术的日趋成熟，大功率光纤激光器已广泛应用于各种工业金属加工领域，光纤激光加工成本非常低廉，远远低于其他切割工艺。激光切割是通过高能量密度激光束瞬间熔化或汽化材料，同时利用辅助气流吹除材料形成切缝的过程，具有效率高、质量好的特点。但是，在现今的工业市场当中，高反射材料铜、铝、金的加工份额占据着非常高的比例，对于这些材料的切割难度一直是激光切割的关键问题，制约了激光切割的发展。如何解决这些难题，仍然是激光切割行业今后发展过程中的必须通过的关卡。同时由于此类材料的高反射率和自身物理特性，对光纤激光切割机的激光器重要组成器件损伤比较严重，大大降低了激光器的使用寿命。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本实用新型的目的是设计一种激光器回光探测及其保护电路，其抗干扰强，灵敏度高，能有效避免误报和漏报现象，极大地减小损失，保障产品性能，获得更多盈利增长，具有实用工业价值。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种高功率光纤激光器回光探测及其保护电路，其特征在于：包括用于将采集到的激光器回光信号转换为电流信号的回光探测器PD、用于将回光功率电流信号转换为稳定的电压信号的I-U转换电路、回光电压比较电路、激光器回光控制保护处理电路；其中，回光探测器PD与I-U转换电路连接，I-U转换电路与回光电压比较电路连接，回光电压比较电路与激光器回光控制保护处理电路连接，激光器回光控制保护处理电路连接光纤激光器。

本实用新型所产生的有益效果是：针对大功率光纤激光器切割超高反射性材料时，为了避免回光过大损害激光器泵源、合束器等重要器件的问题，本设计实现了实时探测回光功率大小，并与可适应各种材料切割得到的预设值比较后，产生的回光功率报警与否信号由单片机处理，完成智能化控制。本实用新型电路设计抗干扰强，灵敏度高，极大地减小损失，具有实用工业价值。

附图说明

图1为本实用新型电路连接原理框图；

图2为图1中I-U转换电路原理图；

图3为图1中回光电压比较电路原理图；

图4图1中回光功率报警参考电压控制电路原理图；

图5为图1中截为上部分的激光器回光控制保护处理电路原理图；

图6为图1中截为下部分的激光器回光控制保护处理电路原理图；

图7为本实用新型时序控制程序流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明：

如图1所示，本实用新型的工作原理为：InGaAs PIN光电探测器PD将不同的激光器回光信号转换为电流信号，经运算放大器POA4340组成I-U转换电路采样不同的回光功率电压，转换为稳定的电压幅值信号，然后输出给LM2901组成的回光电压比较电路与预设保护电压比较，最后将比较信号上传主控芯片STM32F407ZG，由其内部ADC模块处理后，转换为数字信号，完成回光信号的实时采集和报警保护处理，实现激光器回光过大保护功能。

如图2所示，本实用新型的I-U转换电路包括POA4340两级运算放大器，即前级运算放大器U4A、后级电压跟随器U4B，前级运算放大器U4A的3脚与电容C1的一端、电阻R1的一端、回光探测器PD的N端连接，回光探测器PD的P端接地，电阻R1的另一端与电容C1的另一端连接，然后又与前级运算放大器U4A的1脚连接，前级运算放大器U4A的1脚又通过电阻R2连接到后级电压跟随器U4B的5脚，前级运算放大器U4A的8脚接电源5V，2脚和4脚分别接地，后级电压跟随器U4B的6脚和7脚连接，并通过电阻R3输出回光率电压信号S-H。