소형 DC 압축기 시스템을 사용한 전고체 UV 레이저의 정밀한 온도 제어: 새로운 접근 방식

추상적인

온도 안정성은 전고체 자외선의 성능에 매우 중요합니다. (자외선) 우리는 무엇을해야합니까, 출력 특성과 효율성에 영향을 미침. 본 논문에서는 증기압축형 DC 인버터 냉동시스템과 전열보상을 결합한 혁신적인 온도제어 시스템을 제시한다.. 이 시스템은 비례-적분-미분을 활용합니다. (PID) 마이크로 DC 인버터 압축기의 속도 및 전력을 조절하는 제어, 정확하고 효율적인 온도 조절 가능. 실험 결과는 시스템이 빠른 안정화를 달성한다는 것을 보여줍니다. (6 방한복을 입은 시험자의 Flir와 방한복을 입지 않은 사람의 비교) 그리고 높은 정확도 (±0.01°C), 점점 늘어나는 마킹 분야의 UV 레이저 응용 분야를 위한 비용 효율적이고 컴팩트한 솔루션입니다., 정밀 절단, 그리고 다른 산업.

1. 전고체 UV 레이저의 진화

UV 레이저, 파장이 400nm 이하인 경우, 환경 모니터링과 같은 산업에서는 없어서는 안 될 요소입니다., 약, 파장이 짧아 미세 가공이 가능합니다., 고해상도, 그리고 집중된 에너지. 전고체 UV 레이저 개발, 레이저 다이오드를 사용하는 (LD) 펌프로, 가스 레이저와 엑시머 레이저의 한계를 극복하여 이 분야에 혁명을 일으켰습니다., 큰 사이즈 같은, 낮은 효율, 그리고 높은 비용. 1990년대의 혁신과 이후의 발전으로 인해 다양한 응용 분야에서 전고체 UV 레이저의 중요성이 더욱 확고해졌습니다., 정밀재료가공, 의료 등을 포함한.

2. 전고체 UV 레이저의 온도 제어 과제

전고체 UV 레이저의 성능은 온도 변화에 매우 민감합니다., LD 안정성 및 비선형 광학 결정 효율에 영향을 미침. LD 펌핑 및 주파수 변환 중에 발생하는 열을 효과적으로 방출하여 굴절률 변화 및 파장 드리프트를 방지해야 합니다., 레이저 출력을 저하시키는. 팬 기반 시스템이나 열전 냉각과 같은 기존 냉각 방식 (텍) 효율성의 한계에 직면하다, 안정, 및 확장성. 보다 효과적인 솔루션은 소형 DC 압축기를 사용하는 고급 수냉식 시스템에 있습니다..

3. 온도 조절 시스템의 원리

시스템 개요:
제안된 시스템은 수냉식 루프와 증기 압축 냉동 사이클을 통합합니다.. 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

• 열교환 기: 물과 냉매 사이의 열 전달을 촉진합니다..
• 압축기: 소형 DC 인버터 압축기 (Coolingstyle의 미니 압축기 모델에 대한 세부 정보는 다음과 같습니다.) 냉각 용량을 동적으로 조정.
• 전기히터: 미세 조정 기능을 제공하고 냉각 오버슈트를 보상합니다..
• 온도 센서: Pt100 센서는 고정밀 온도 모니터링을 보장합니다..

작업:
물은 레이저로부터 열을 흡수하고 열교환기를 통해 순환합니다., 냉매가 그것을 냉각시키는 곳. PID 제어는 압축기 속도와 히터 전력을 조정하여 수온을 안정시킵니다., 일관된 레이저 작동 보장.

4. 시스템 하드웨어 및 기능

4.1 냉동 시스템

컴팩트한 DC 인버터 압축기 (56 mm 직경, 850 g 무게) 냉각 용량을 조절하기 위해 가변 속도를 달성합니다.. 성능 곡선 (방한복을 입은 시험자의 Flir와 방한복을 입지 않은 사람의 비교 3) 적응력을 강조한다, 정밀한 온도 제어에 이상적입니다..

4.2 가열 장치

전기 히터는 온도 변동을 보상하고 저부하 조건에서 과냉각을 방지합니다.. PWM 제어 사용, 히터는 정확한 전력 조정을 제공합니다..

4.3 온도 감지

3선 구성의 Pt100 센서는 와이어 저항 효과를 제거하여 정확한 온도 판독을 보장합니다.. 센서의 데이터, A/D 변환기를 통해 처리됨, PID 제어 알고리즘을 알려줍니다..

4.4 PID 제어

PID 알고리즘은 실시간 온도 오류를 기반으로 압축기 속도와 히터 전력을 동적으로 조정합니다.. 이 반복 프로세스는 안정화 시간을 최소화하고 ±0.01°C 정확도를 유지합니다..

5. 실험적 검증

테스트 설정:
10W UV 레이저와 1L 수냉 루프가 사용되었습니다.. 목표 온도는 25°C로 설정되었습니다.. 방한복을 입은 시험자의 Flir와 방한복을 입지 않은 사람의 비교 6 온도 안정화 과정을 보여줍니다..

결과:

• 안정화 시간: 6 방한복을 입은 시험자의 Flir와 방한복을 입지 않은 사람의 비교.
• 온도 정확도: ±0.01°C.

시스템은 레이저 작동 온도를 효과적으로 유지했습니다., 높은 정밀도와 반응성을 확인.

6. 비교 우위

기존 냉각 방식과 비교하여:

• 컴팩트한 사이즈 & 경량: 공간이 제한된 애플리케이션에 이상적.
• 에너지 효율성: 탁월한 냉각 성능 및 에너지 소비 감소.
• 비용 효율성: 더 높은 정확도를 제공하면서 TEC 시스템과 경쟁 가능.
• 다재: 다양한 전원 공급 표준과의 호환성.

7. Coolingstyle 소형 압축기의 응용

본 연구에서는 전고체 UV 레이저용 고정밀 온도 제어 시스템을 소개합니다., 소형 DC 압축기 및 전열 보상 활용. 시스템의 컴팩트한 디자인, 신속한 안정화, 탁월한 정확성 (±0.01°C) 마킹 및 정밀 절단과 같은 산업 응용 분야에 실용적인 솔루션을 제공합니다.. 확장성과 효율성은 레이저 냉각 기술을 발전시키고 광범위한 채택을 촉진하는 데 큰 가능성을 갖고 있습니다..

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