光纖激光器系統(tǒng)及其監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光纖激光器系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，還涉及一種光纖激光器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖激光器以其轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好等優(yōu)勢被廣泛應用于材料加工、美容與醫(yī)療、軍事科技、光纖通信等技術(shù)領(lǐng)域。其中，高功率光纖激光器主要被應用在材料加工和處理方面，尤其是金屬材料的切割與焊接方面。高功率光纖激光器以電力進行驅(qū)動，其電光轉(zhuǎn)換效率在30%左右，大約有70%的能量將要以熱量的形式散失掉。高功率光纖激光器因其輸出功率高而具有發(fā)熱量高、風險高的特點，其穩(wěn)定性以及安全性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要針對上述問題，提供一種安全性以及穩(wěn)定性較高的光纖激光器系統(tǒng)的監(jiān)控裝置。
[0004]還提供一種安全性以及穩(wěn)定性較高的光纖激光器系統(tǒng)。
[0005]一種光纖激光器系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，用于對所述光纖激光器系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，包括:溫度監(jiān)測模塊，包括多個溫度探測器，分別設(shè)置于所述光纖激光器系統(tǒng)中的不同位置處，用于實時監(jiān)測相應位置處的溫度并形成溫度信號輸出；光強監(jiān)測模塊，包括多個光電探測器，分別設(shè)置于所述光纖激光器系統(tǒng)中的不同位置處，用于實時監(jiān)測相應位置處的光強并形成光強信號輸出；以及主控制器，分別與所述溫度監(jiān)測模塊、所述光強監(jiān)測模塊連接，用于接收所述溫度信號和所述光強信號，并根據(jù)所述溫度信號和所述光強信號判斷所述光纖激光器系統(tǒng)是否正常運行；所述主控制器還用于在判斷出所述光纖激光器系統(tǒng)未正常運行時產(chǎn)生報警信息，控制所述光纖激光器系統(tǒng)停止工作。
[0006]在其中一個實施例中，所述監(jiān)控裝置還包括存儲器，用于存儲各溫度探測器的預設(shè)溫度范圍以及各光電探測器的預設(shè)光強范圍；所述主控制器用于在任意一溫度探測器監(jiān)測到的溫度信號不在其預設(shè)溫度范圍內(nèi)或者任意一光電探測器監(jiān)測到的光強信號不在其預設(shè)光強范圍內(nèi)時，生成報警信息；所述存儲器還用于存儲所述報警信息。
[0007]在其中一個實施例中，所述監(jiān)控裝置還包括報警模塊，與所述主控制器連接，用于接收所述報警信息并根據(jù)所述報警信息發(fā)出警報。
[0008]一種光纖激光器系統(tǒng)，包括用于對所述光纖激光器系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控的監(jiān)控裝置；所述監(jiān)控裝置包括:溫度監(jiān)測模塊，包括多個溫度探測器，分別設(shè)置于所述光纖激光器系統(tǒng)中的不同位置處，用于實時監(jiān)測相應位置處的溫度并形成溫度信號輸出；光強監(jiān)測模塊，包括多個光電探測器，分別設(shè)置于所述光纖激光器系統(tǒng)中的不同位置處，用于實時監(jiān)測相應位置處的光強并形成光強信號輸出；以及主控制器，分別與所述溫度監(jiān)測模塊、所述光強監(jiān)測模塊連接，用于接收所述溫度信號和所述光強信號，并根據(jù)所述溫度信號和所述光強信號判斷所述光纖激光器系統(tǒng)是否正常運行；所述主控制器還用于在判斷出所述光纖激光器系統(tǒng)未正常運行時產(chǎn)生報警信息，控制所述光纖激光器系統(tǒng)停止工作。
[0009]在其中一個實施例中，所述光纖激光器系統(tǒng)包括光纖激光器組模塊以及合束器模塊；所述光纖激光器組模塊中包括多個子光纖激光器；所述多個子光纖激光器的輸出光纖分別與所述合束器模塊的輸入光纖連接；所述溫度監(jiān)測模塊包括設(shè)置于每個子光纖激光器以及所述合束器模塊中的溫度探測器；所述光強監(jiān)測模塊包括設(shè)置于每個子光纖激光器以及所述合束器模塊中的光電探測器。
[0010]在其中一個實施例中，所述子光纖激光器包括半導體激光二極管、光模塊以及輸出光纖；所述光模塊包括反射光柵、增益光纖、輸出光柵以及第一包層光消除器；半導體激光二極管發(fā)出的泵浦光順次經(jīng)過反射光柵、增益光纖、輸出光柵后形成信號光后經(jīng)由所述輸出光纖輸出；所述第一包層光消除器用于去除所述輸出光纖中的包層光；設(shè)置于每個子光纖激光器中的溫度探測器包括分別設(shè)置于第一包層光消除器的輸入端以及輸出端的溫度探測器；設(shè)置于所述每個子光纖激光器中的光電探測器包括設(shè)置于所述光模塊后向端以及設(shè)置于所述子光纖激光器的輸出光纖上的光電探測器。
[0011]在其中一個實施例中，每個子光纖激光器的輸出光纖與合束器模塊的輸入光纖采用熔接的方式進行連接；所述多個光電探測器包括設(shè)置于每個子光纖激光器的輸出光纖與合束器模塊的輸入光纖二者的熔接點上的光電探測器。
[0012]在其中一個實施例中，所述合束器模塊的輸出光纖通過熔接的方式與所述光纖激光器系統(tǒng)的輸出光纜連接；設(shè)置于合束器模塊中的光電探測器包括分別設(shè)置于所述合束器模塊內(nèi)、所述合束器模塊的輸入光纖上、以及所述合束器模塊的輸出光纖與所述輸出光纜二者的熔接點上的光電探測器。
[0013]在其中一個實施例中，所述合束器模塊包括第二包層光消除器；設(shè)置于合束器模塊中的溫度探測器包括分別設(shè)置于所述第二包層光消除器的輸入端和輸出端的溫度探測器。
[0014]在其中一個實施例中，所述監(jiān)控裝置還包括存儲器，用于存儲各溫度探測器的預設(shè)溫度范圍以及各光電探測器的預設(shè)光強范圍；所述主控制器用于在任意一溫度探測器監(jiān)測到的溫度信號不在其預設(shè)溫度范圍內(nèi)或者任意一光電探測器監(jiān)測到的光強信號不在其預設(shè)光強范圍內(nèi)時，生成報警信息；所述存儲器還用于存儲所述報警信息。
[0015]上述光纖激光器系統(tǒng)及其監(jiān)控裝置，溫度監(jiān)測模塊以及光強監(jiān)測模塊會對光纖激光器系統(tǒng)中相應位置處的溫度以及光強進行實時監(jiān)測并形成溫度信號以及光強信號后輸出。主控制器可以根據(jù)實時獲取到的溫度信號以及光強信號對光纖激光器系統(tǒng)是否正常運行進行判斷，并在光纖激光器未正常運行時產(chǎn)生報警信息，控制光纖激光器系統(tǒng)停止工作，從而確保光纖激光器系統(tǒng)具有較好的安全性以及穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016]圖1為一實施例中的光纖激光器系統(tǒng)的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為一實施例中的光纖激光器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖3為圖2所示實施例中的光纖激光器系統(tǒng)中的子光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]圖1為一實施例中的光纖激光器的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)框圖。該監(jiān)控裝置用于對光纖激光器系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，其包括溫度監(jiān)測模塊110、光強監(jiān)測模塊120、主控制器130、存儲器140以及報警模塊150。
[0021]溫度監(jiān)測模塊110包括多個溫度探測器，分別設(shè)置于光纖激光器系統(tǒng)中的不同位置處，用于實時監(jiān)測相應位置處的溫度并形成溫度信號后輸出給主控制器130。光強監(jiān)測模塊120包括多個光電探測器，分別設(shè)置于光纖激光器系統(tǒng)中的不同位置處，用于實時監(jiān)測相應位置處的光強并形成光強信號后輸出給主控制器130。具體地，溫度探測器會將實時監(jiān)測到的溫度轉(zhuǎn)換為電阻信號，然后再取樣轉(zhuǎn)化為電壓信號；光電探測器將實時監(jiān)測到的光強信號轉(zhuǎn)換為電流信號，再經(jīng)電阻取樣轉(zhuǎn)換為電壓信號。轉(zhuǎn)化后的電壓信號再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后輸出給主控制器130，由主控制器130進行處理。溫度探測器/光電探測器反饋給主控制器130的溫度/光強信號會隨其相應位置處的溫度/光強的增大而增大。
[0022]主控制器130分別與溫度監(jiān)測模塊110、光強監(jiān)測模塊120連接，用于接收其輸出的溫度信號以及光強信號。主控制器130會根據(jù)接收到的溫度信號以及光強信號判斷光纖激光器系統(tǒng)是否正常運行，并在判斷出光纖激光器系統(tǒng)未正常運行時產(chǎn)生報警信息，控制光纖激光器系統(tǒng)停止工作。具體地，存儲器140中存儲有各溫度探測器的預設(shè)溫度范圍以及各光電探測器的預設(shè)光強范圍。主控制器130會將接收到的各溫度信號以及光強信號與該信號對應的預設(shè)范圍進行比較判斷，若其中任意一信號不在其預設(shè)范圍內(nèi)時則產(chǎn)生報警信息，則控制光纖激光器系統(tǒng)停止工作。存儲器140則還會對報警信息進行存儲，作為定位報警位置的依據(jù)。其中，報警信息中包括異常數(shù)據(jù)、監(jiān)測到該異常數(shù)據(jù)的探測設(shè)備以及報警原因，從而方便操作者對報警位置進行快速定位，盡快排除隱患或者故障，確保光纖激光器系統(tǒng)的正常運行。報警模塊150會根據(jù)該報警信息發(fā)出警報，提示操作者。
[0023]上述光纖激光器系統(tǒng)的監(jiān)控裝置，溫度監(jiān)測模塊110以及光強監(jiān)測模塊120會對光纖激光器系統(tǒng)中相應位置處的溫度或者光強進行實時監(jiān)測并形成溫度信號以及光強信號后輸出。主控制器130可以根據(jù)實時獲取到的溫度信號以及光強信號對光纖激光器系統(tǒng)是否正常運行進行判斷，并在光纖激光器未正常運行時產(chǎn)生報警信息，控制光纖激光器系統(tǒng)停止工作，從而確保光纖激光器系統(tǒng)具有較好的安全性以及穩(wěn)定性。
[0024]在一實施例中，上述監(jiān)控裝置在前述實施例的基礎(chǔ)上還包括定位模塊。定位模塊與主控制器連接，用于根據(jù)主控制器產(chǎn)生的報警信息定位報警位置處，從而便于操作人員迅速找到報警位置對故障或者故障隱患進行排除，確保整個系統(tǒng)的正常運行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及安全性。
[0025]本發(fā)明還提供了一種光纖激光器系統(tǒng)，其包括前述實施例中的監(jiān)控裝置。在一實施例中，光纖激光器系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，其包括光纖激光器組模塊210、合束器模塊220以及輸出光纜230，如圖2所示。光纖激光器組模塊210包括多個子光纖激光器212。每個子光纖激光器212的輸出光纖330與合束器模塊220的輸入光纖224連接。合束器模塊220的輸出光纖226則與輸出光纜230連接。在本實施例中，合束器模塊220中設(shè)置有第二包層光消除器222，用于去除輸出光纖226上的包層光。子光纖激光器212的部分結(jié)構(gòu)示意如圖3所示，其包括半導體激光二極管(LD) 310、光模塊320以及輸出光纖330。光模塊320包括反射光柵322、增益光纖324、輸出光柵(Out Coupler，OC) 326以及第一包層光消除器(mode strippe