[发明专利]一种水中除漆方法及装置

说明书

本发明涉及激光清洗技术领域，特别是涉及一种水中除漆方法及装置。方法包括：根据激光脉冲在水中的声阻抗参数确定激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度；基于动量守恒定律，根据激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度确定水和漆层接触面的系数以及漆层和基底接触面的系数；根据水和漆层接触面的系数以及漆层和基底接触面的系数确定激光脉冲的能量密度范围。在实际应用中，只要选取的激光能量密度位于确定的激光脉冲能量密度范围内，就可利用该激光脉冲高效、高质地去除水中漆层。

技术领域

本发明涉及激光清洗技术领域，特别是涉及一种水中除漆方法及装置。

背景技术

近年来，随着光学技术的快速发展和激光器性能的不断提高，使得应用激光除去大面积漆层成为可能。

对于一些长期处于水中的物体，如船舶、大型桥梁等，常常因受到水的侵蚀导致表面涂层脱落，需要对其进行定期的检修和保养。为了不影响新漆层的质量，必须对原有漆层进行清洗和去除，基底的清洁度甚至会严重影响钢制产品的服役寿命。

激光在对水下物体除漆的过程中，对激光参量的选取会极大地影响漆层的去除效率和效果。现有为提升漆层去除效果，常常在漆层靠近水的一侧加入液体约束层，通过大量的实验摸索得到合适的用于漆层去除的激光参量，费时费力，且效率很低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种水中除漆方法及装置。基于水、漆层和基底材料各自的声阻抗及物理性质，计算出漆层去除时激光的最佳能量密度范围，通过选取能量密度位于最佳能量密度范围内的激光脉冲，可实现水中漆层的高质、高效去除。

为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种水中除漆方法，包括：

根据激光脉冲在水中的声阻抗参数确定所述激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度；

基于动量守恒定律，根据所述激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度确定水和漆层接触面的系数以及漆层和基底接触面的系数；

根据所述水和漆层接触面的系数以及所述漆层和基底接触面的系数确定所述激光脉冲的能量密度范围；

利用能量密度在所述能量密度范围内的激光脉冲实现水中除漆。

可选的，根据激光脉冲在水中的声阻抗参数确定所述激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度，具体包括：

根据水的声阻抗和漆层的声阻抗确定所述激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度。

可选的，所述水和漆层接触面的系数包括水和漆层接触面的反射系数以及水和漆层接触面的透射系数。

可选的，所述漆层和基底接触面的系数包括漆层和基底接触面的反射系数以及漆层和基底接触面的透射系数。

可选的，基于动量守恒定律，根据所述激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度确定水和漆层接触面的系数，具体包括：

根据所述激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度，确定水中质点参数和漆层中质点参数；

根据所述水中质点参数和所述漆层中质点参数，基于动量守恒定律，确定所述水和漆层接触面的反射系数和透射系数。

可选的，根据所述激光脉冲在水中耦合进漆层的峰值冲击力强度，计算所述漆层中入射波的质点速度和反射波的质点速度；

根据所述入射波的质点速度和所述反射波的质点速度确定所述漆层的质点应力和质点速度；

根据所述水的声阻抗确定所述水的质点应力和质点速度；

根据所述漆层的质点应力和质点速度以及所述水的质点应力和质点速度，基于动量守恒定律，确定所述水和漆层接触面的反射系数和透射系数。