[发明专利]一种适用于低温环境的冰样二氧化碳激光切割系统

说明书

一种适用于低温环境的冰样二氧化碳激光切割系统，属于冰物理及冰样制备技术领域，包括切割系统台架、激光器支架、二氧化碳激光器、激光器加热套管、第一反射镜、第二反射镜、第一纵向同步直线电机、第二纵向同步直线电机、横向直线电机、纵向直线电机滑轨、横向直线电机滑轨、激光切割头、控制器及融水排水孔，二氧化碳激光器发出的二氧化碳激光光束依次经第一反射镜、第二反射镜反射后入射至激光切割头进行冰样切割。本发明可解决传统机械式冰样切割所带来的冰样破碎、损失、污染等问题，激光器加热套管可使整套设备用于极地现场、冰川等低温环境下，为现场进行冰样制备与试验提供条件，融水排水孔可将冰样融水排出，减小融水对冰样的融化影响。

技术领域

本发明属于冰物理及冰样制备技术领域，具体涉及一种适用于低温环境的冰样二氧化碳激光切割系统。

背景技术

对极地冰物理的研究可以帮助人们更深入地了解极地冰盖运动与演化过程。在冰物理研究过程中，冰样的制备与切割是关键环节。传统的机械切割方式对冰样造成较大的扰动，切割效率较低，极易造成样品破碎和损失，同时机械切割方式为接触式切割，会造成样品污染，无法保证纯净度，这对于冰样的研究与分析带来诸多不利。

发明内容

针对传统冰样切割方式的不足，本发明的目的是提供了一种可在低温环境下利用高能二氧化碳激光对冰样进行高效快速、非接触、无污染式切割的系统。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种适用于低温环境的冰样二氧化碳激光切割系统，其特征在于，包括：切割系统台架、激光器支架、二氧化碳激光器、激光器加热套管、第一反射镜、第二反射镜、第一纵向同步直线电机、第二纵向同步直线电机、横向直线电机、纵向直线电机滑轨、横向直线电机滑轨、激光切割头、控制器及融水排水孔，二氧化碳激光器通过激光器支架安装在切割系统台架上，二氧化碳激光器的外部设置有激光器加热套管；激光器加热套管由至少三个沿二氧化碳激光器周向等间隔设置的电加热管组成，至少三个电加热管以相互平行的方式布置；第一反射镜固定在激光器支架上，并位于二氧化碳激光器的二氧化碳激光出射光路上；第二反射镜固定在第一纵向同步直线电机上；纵向直线电机滑轨数量为两个，两个纵向直线电机滑轨对称设置在切割系统台架上；第一纵向同步直线电机和第二纵向同步直线电机分别设置在两个纵向直线电机滑轨上，第一纵向同步直线电机和第二纵向同步直线电机能够沿纵向直线电机滑轨前行、止步或回位；第一纵向同步直线电机和第二纵向同步直线电机均与控制器电连接；横向直线电机滑轨与纵向直线电机滑轨垂直布置，横向直线电机滑轨的一端与第一纵向同步直线电机连接，横向直线电机滑轨的另一端与第二纵向同步直线电机连接；横向直线电机设置在横向直线电机滑轨上，横向直线电机与控制器电连接，横向直线电机能够沿横向直线电机滑轨前行、止步或回位；激光切割头设置在横向直线电机上，并位于第二反射镜的反射光路上；融水排水孔开设在切割系统台架上，呈均匀分布。

作为本发明的一种优选技术方案，所述纵向直线电机滑轨上沿其长度方向设置有齿形带。所述第一纵向同步直线电机和第二纵向同步直线电机内部均具有与纵向直线电机滑轨上的齿形带啮合连接的齿轮。

作为本发明的一种优选技术方案，所述横向直线电机滑轨上沿其长度方向设置有齿形带。所述横向直线电机内部具有与横向直线电机滑轨上的齿形带啮合连接的齿轮。

进一步，上述适用于低温环境的冰样二氧化碳激光切割系统还包括冷却液循环机，冷却液循环机与二氧化碳激光器连接，冷却液循环机用于对二氧化碳激光器进行冷却。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提出了一种适用于低温环境的冰样二氧化碳激光切割系统，将二氧化碳激光切割技术引入冰物理研究的冰样制备过程中，用高能二氧化碳激光束进行冰样切割，可解决传统机械式冰样切割的所带来的冰样破碎、损失、污染等一系列问题，同时激光器加热套管，可使整套设备用于极地现场、冰川等低温环境下，可以满足二氧化碳激光器在低温环境下正常工作，为现场进行冰样制备与试验提供条件。