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原文传递基于大功率激光器加热材料的装置及方法

专利名称：	基于大功率激光器加热材料的装置及方法
摘要：	本发明公开了一种基于大功率激光器加热材料的装置及方法，该装置包括激光加热机构和测温控温机构；激光加热机构包括加热源组件、样品支撑组件和冷水机，样品支撑组件由样品和用于放置样品的切换式样品台构成，切换式样品台由样品支撑台和辐射换能板组成；加热源组件包括驱动电源、激光器、光束整形器、激光对准平台和冷水机；冷水机的进水口和出水口分别与激光器的出水口和进水口连通，气泵与光束整形器连接；测温控温机构包括热像仪、双色高温计和热电偶、调整热电偶位置的热电偶固定旋转机构及PLC控制器。本发明能够对化学成分不固定、激光吸收率不固定的材料进行局部加热或者加热小面积样品进行实时连续精确地测温控温。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	中北大学
发明人：	张猛;杨海宽;董琦;王高
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-18T00:00:00+0800
申请号：	CN201910246432.3
公开号：	CN109900738A
代理机构：	太原华弈知识产权代理事务所
代理人：	王哲
分类号：	G01N25/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	030051 山西省太原市学院路3号
主权项：	1.一种基于大功率激光器加热材料的装置，包括激光加热机构和测温控温机构；其特征在于：所述激光加热机构包括加热源组件、样品支撑组件和冷水机，所述样品支撑组件是由样品和用于放置样品的切换式样品台构成，所述切换式样品台是由样品支撑台和辐射换能板组成的；所述加热源组件包括驱动电源、激光器、光束整形器、激光对准平台和冷水机，所述驱动电源与激光器电连接，所述激光器通过光纤与光束整形器连接，光束整形器固定安装在可实现四维调节的激光对准平台上；所述冷水机的进水口和出水口分别与激光器的出水口和进水口连通，气泵与光束整形器连接；所述测温控温机构包括热像仪、双色高温计和热电偶、调整热电偶位置的热电偶固定旋转机构及PLC控制器；所述显示器与热像仪电连接；所述双色高温计延伸至样品上方；所述PLC控制器的输入端分别与热电偶和双色高温计电连接，所述PLC控制器的输出端分别与驱动电源和热电偶固定旋转机构电连接。 2.如权利要求1所述的基于大功率激光器加热材料的装置，其特征在于：所述热电偶固定旋转机构是由支撑杆、可转动的固定在支撑杆上方的横杆、在所述横杆的自由端连接有热电偶，在所述热电偶上连接有用于与样品接触的金属弹片；在所述支撑杆和长杆之间、或长杆上设有电机，所述PLC控制器的输出端与电机电连接，通过电机驱动长杆转动使金属弹片离移至样品上方或远离样品。 3.如权利要求1所述的基于大功率激光器加热材料的装置，其特征在于：所述驱动电源为脉冲驱动电源。 4.如权利要求3所述的基于大功率激光器加热材料的装置，其特征在于：所述脉冲驱动电源的型号为：LWG-XXXX/QCW-USB或LWG-XXXX/HP-USB。 5.如权利要求1所述的基于大功率激光器加热材料的装置，其特征在于：所述辐射换能板是由高导热系数的高温陶瓷制成的薄片结构。 6.如权利要求5所述的基于大功率激光器加热材料的装置，其特征在于：所述高温陶瓷选自硼化锆、PCD陶瓷、碳化硅中的一种。 7.一种基于大功率激光器加热材料的方法，其特征在于是通过如下步骤实现的：（1）将样品置于切换式样品台；（2）调节激光对准平台，使激光光束对准样品的下表面进行直接或间接加热；（3）开启冷水机，抽气气泵，开启激光器、热像仪，进行光斑监测和工况监控，样品的温度通过热电偶或双色高温计进行测量，并通过PLC控制器来自动调节激光器功率，使温度保持在相对稳定范围内；（4）测温结束后，关闭激光器，关闭冷水机、抽气气泵。
所属类别：	发明专利