[实用新型]一种激光功率实时在线监测装置

说明书

一种激光功率实时在线监测装置，包括：信号采集电路、放大电路、钳位稳压电路、单片机处理器、上位机；信号采集电路与放大电路连接，将激光功率信号转换成电压信号，并将所述电压信号发送给放大电路；放大电路与钳位稳压电路连接，接收并放大电压信号，发送给钳位稳压电路；钳位稳压电路与单片机处理器连接，将放大后电压进行限制；单片机处理器与上位机连接，接收钳位稳压电路输出的电压，并进行处理，发送给上位机；上位机输入端与单片机处理器连接，对光功率实时在线监测。本实用新型将光电二极管和单片机处理器集成一体，解决了现有光功率监测装置体积庞大、不能进行功率实时监测及通讯反馈、检测响应时间慢、价格昂贵问题。

技术领域

本实用新型属于激光功率测量及监测技术领域,具体涉及一种激光功率实时在线监测装置。

背景技术

激光作为激光成套设备加工的核心，其性能指标很大程度决定了被加工样品的质量。设备激光的功率稳定性是激光加工的基础，因而准确有效的检测激光加工的输出功率尤其重要。

市面上功率计品牌繁多，按类型分为热电堆型、光电二极管型、以及包含两种传感器的综合探头。现有的常用激光功率测量方案为：在激光出口处放置激光功率探头，激光功率探头采集到激光功率之后，通过数据通讯将功率信息传递给激光功率显示表头，通过激光功率显示表头对激光的功率值进行显示并监测功率稳定性。市面上用于在线集成的功率计很少，并且多以热电探头的形式尝试集成，不能有效实时地对激光功率监测。这些方案存在一些固有的缺陷，例如：(1)体积庞大，不利于设备集成。(2)绝对大多数激光功率显示表头只能显示与记录激光功率数据，不能集成到操作软件中，不能进行功率实时监测及通讯反馈。(3)检测响应时间慢，一般测量稳定时间在1.5s～5s左右。(4)价格昂贵，价格需要上万甚至几十万。

实用新型内容

鉴于上述问题，提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种激光功率实时在线监测装置。

一种激光功率实时在线监测装置，包括：信号采集电路、放大电路、钳位稳压电路、单片机处理器、上位机；

其中，信号采集电路输出端与放大电路连接，信号采集电路将激光功率信号转换成电压信号，并将所述电压信号发送给放大电路；

放大电路输入端与信号采集电路连接，输出端与钳位稳压电路连接，接收激光功率信号转换成电压信号，将电压信号进行放大，将放大后的电压信号发送给钳位稳压电路；

钳位稳压电路输入端与放大电路连接，输出端与单片机处理器连接，接收放大后电信号，并将放大后电压进行限制，使其输入到单片机处理器的电压满足单片机的电压处理阈值；

单片机处理器输入端与钳位稳压电路连接，输出端与上位机连接，接收钳位稳压电路输出的电压值，进行数模转换，并将转换后的数字信号进行处理，发送给上位机；

上位机输入端与单片机处理器连接，接收单片机处理器传输的数字信号，进行软件集成或者处理，对光功率实时在线监测。

进一步地，信号采集电路包括：电源电路、第一滤波电路、光电二极管，电源电路为光电二极管供电；第一滤波电路对电源电压进行滤波，防止电源电压突变或波动较大影响光电二极管正常工作；光电二极管，接收激光，根据不同激光功率响应传导相应不同大小的电流。

进一步地，光电二极管串联一个电阻并并联一个电容，其中串联电阻用于将光电流转换为输出电压，并联的电容用于将脉冲激光转换为稳定输出的电压，将脉冲激光功率信号平滑为稳定输出电压。

进一步地，电源电路为固定电压电源电路或/和可调节电压电源电路。

进一步地，放大电路和钳位稳压电路之间还包括第二滤波电路，所述第二滤波电路对放大后电压进行滤波。

进一步地，所述放大电路为U2A运算放大电路。