[实用新型]收集热辐射光的光电检测装置及相应的激光切割头

说明书

本实用新型涉及一种收集热辐射光的光电检测装置及相应的激光切割头，其中，所述的装置包括第一凹面镜、聚光反射镜及光接收及检测模块；所述的第一凹面镜位于激光的光路中，所述的聚光反射镜及所述的检测模块分别位于所述的第一凹面镜的两侧。采用该种收集热辐射光的光电检测装置及相应的激光切割头，既能保护监测装置，也能最大程度减少激光镜片对辐射光的损耗，增加接收信号强度，有效地利用了空间，使得整体结构紧凑，容易模块化，经济适用、还可监控保护镜的脏污状态，对提高切割质量和保护激光切割头内部结构起到积极作用，使激光切割头更加智能化，有利于提高激光切割效率和切割质量，能适用于不同聚焦焦距的切割头。

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，尤其涉及光电检测技术领域，具体是指一种收集热辐射光的光电检测装置及相应的激光切割头。

背景技术

光切割过程中，系统可以设置开光延时和关光延时，但延时的时间都是根据经验设定，在切割过程中容易出现过烧、爆孔或切割未穿透的现象。这些现象都影响切割的效果，同时容易对机床或者激光器造成损坏。因此对切割头工作过程进行监控就显得尤为重要。

目前用于光纤激光应用的切割过程监控装置比较少，主要原因是因为光纤激光器的中心波长与切割和穿孔过程中产生的最大热辐射的波长重合，因此监测光纤激光器切割和穿孔过程的系统比较具有挑战性。

比较多的切割过程监控方法大都采用了CCD或者光谱仪协助监控辐射。如专利CN201520780623.5中采用的就是用CCD监控穿孔过程，如图1所示，激光被准直后，通过选择性光谱折射镜(6-7)，最终经过聚光镜(6-5)汇聚光束，进行切割操作，同时CCD相机(6-1)通过折射镜(6-3)以及选择性光谱折射镜(6-7)，对焦点周围的影像进行成像。该专利中的光谱折射镜(6-7)处在激光光路中，会对激光聚焦光斑的光束质量造成一定影响。同时该专利对CCD性能要求比较高，相机价格比较昂贵。

而一些检测方式采用的都是偏轴的测量方式，例如专利CN201910721966.7，如图2所示，激光光束被聚焦镜(1)汇聚后，产生的热辐射光从喷嘴中进入喷嘴5，经过保护镜2，最终进入光强检测模块中。该方案结构简单，但是由于是偏轴的接收方式，只能检测到特定角度进入光强检测装置中的辐射光，当有辐射光进入但是不处在检测模块的接收范围时，传感器很难响应到热辐射光。

同时在激光和工件相互作用的过程中，穿孔和切割产生的反渣有时候会飞溅到下保护镜上，或者当使用不洁净的辅助气体时，保护镜上也会有脏污。当保护镜出现脏污的时候，激光通过保护镜时，保护镜对激光的反射率会增加，实际照射到工件上的光功率会显著降低，严重影响切割的效果。有时污染甚至会导致保护镜片炸裂，使得灰尘进入到切割头内部，损坏核心光学件。

实用新型内容

本实用新型为了克服至少一个上述现有技术的缺点，提供了一种性能好、增加设备使用寿命的收集热辐射光的光电检测装置及相应的激光切割头。

为了实现上述目的，本实用新型的收集热辐射光的光电检测装置及相应的激光切割头具有如下构成：

该收集热辐射光的光电检测装置，其主要特点是，所述的装置包括第一凹面镜、聚光反射镜及光接收及检测模块；

所述的第一凹面镜位于激光的光路中，所述的聚光反射镜及所述的检测模块分别位于所述的第一凹面镜的两侧；

由所述的第一凹面镜将工件与所述的激光相互作用产生的热辐射光反射至所述的聚光反射镜的反射面，再由所述的聚光反射镜将接收到的所述的热辐射光聚集反射至所述的光接收及检测模块，所述的光接收及检测模块用于检测所述的热辐射光。

较佳地，所述的第一凹面镜与所述的激光之间的夹角呈预设角度，所述的第一凹面镜的凹面朝向激光头的喷嘴，所述的第一凹面镜的非凹面朝向所述的光接收及检测模块。