[发明专利]一种激光清洗的在线监测方法

说明书

本发明提供了一种激光清洗的在线监测方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在待清洗物体上部署光纤传感器；(2)采用1064nm激光清洗样品获得样品表面应力和温度的变化；(3)处理所获得的应力和温度的变化数据，实时反馈激光清洗的进程。本发明用于精确、实时地监测激光清洗的效果，有利于激光清洗效率的提高，保证清洗质量。

技术领域

本发明涉及激光清洗技术和激光清洗技术的在线监测，特别是可以做到对待清洗物体的物理性质(应力、温度)的实时监测的方法。

背景技术

进入新世纪以来，传统的清洗方式受到了极大的冲击，激光清洗作为一种新型的表面处理技术，完全可以替代传统的清洗方法，在除漆、除锈、除油以及除氧化物等方面都有广泛的应用。伴随着激光清洗技术的逐渐成熟，激光清洗可以进入工业化阶段，具有广阔的应用前景。但是，目前在激光清洗的过程中，由于清洗参数的不同，容易对基底造成损伤，或是污物没有彻底清洗干净，导致清洗过的产品质量缺少保证。因此，急需一种方法可以对激光清洗的过程进行实时监测，既保证清洗质量又可以避免基底受到损伤，提高清洗效率，保证清洗质量。

发明内容

根据上述情况，需要提供一种监测技术，在激光清洗的过程中对待清洗物体的物理性质进行实时监测，解决现在激光清洗技术存在的清洗不干净以及损伤基底的问题，保证清洗质量。

本发明的发明目的是通过以下技术方案来实现的：

一种激光清洗的在线监测方法，包括：在待清洗物体主体结构上部署相应数量的F-P型光纤传感器，形成测试点。根据F-P型光纤传感器元件的属性变化，得到相应的光学参量的变化，进而计算出测试点的应力、温度这两个物理量的变化情况。方案中采用稳定的宽带源SL S202L作为光源，DWDM波分复用器进行分光处理，每分光连接一个探头和环形器，经过光电探测器处理后，采用计算机提取所需参数，计算测试点处的应力以及温度的变化情况。

上述的激光清洗的在线监测方法，其中，还包括：所部署的光纤传感器元件包括测应力应变的F-P型光纤传感器和测量温度的F-P型光纤传感器。所选择的F-P型光纤传感器的测量参数必须满足应力、温度的变化范围，保证在激光清洗的过程中F-P型光纤传感器不会受到损伤，在激光清洗的实时监测过程中，我们之所以选择F-P型光纤传感器，是因为F-P型光纤传感器的腔体长度、介质的折射率等参数会受到物体应力、温度的影响，在激光清洗的过程中，测试点的应力、温度的变化都将引起光纤传感器腔体长度、介质折射率的变化，通过分析光纤传感器相应参数的变化情况，可获得待清洗物体表面应力、温度的变化情况。

上述的激光清洗的在线监测方法，其中：对于待清洗物体较薄的情况下，所部署的光纤传感器装置应紧贴在待清洗物体非激光照射的表面，并且固定；对于待清洗物体较厚的情况下，所部署的光纤传感器装置应紧贴在待清洗物体激光照射的附近区域，并且固定。这样处理，可以保证在监测激光清洗的过程中光纤传感器元件不会受到损坏。

上述的激光清洗的在线监测方法，其中：所述的待清洗对象可以是较大的物体，如：古建筑等，也可以是较薄的物体，如：常用的钢板、铁板等。如果待清洗物体是较大的物体，光纤传感器元件可以部署在清洗区域的附近；如果待清洗物体是钢板，铁板等物体，在保证光纤传感器元件不受损伤的情况下，我们可以将光纤传感器元件部署在待清区域的对面。可以得到比较明显的参数变化，更加准确的分析待清洗物体实时的物理性质的变化。

上述的激光清洗的在线监测方法，其中：应用基于薄膜分振幅干涉原理的F-P型光纤传感器获得相应的待清洗物体的应力和温度的变化，其具体依据如下，根据相关干涉原理我们可以得到经过光纤传播后的总体反射率和透射率为：

其中：R₁，R₂是腔体的反射率，T₁，T₂是透射率，θ是往返腔体一次产生的相位移。