一種激光器用臥式水冷模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于激光器領(lǐng)域，特別涉及一種激光器用臥式水冷模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖激光器在工作時光學(xué)器件及電氣部件會產(chǎn)生大量的熱量，熱量的多少與激光器輸出功率直接相關(guān)。要保證其長期正常運行，需要進行強制散熱處理。目前，激光器一般采用多組帶有冷卻水循環(huán)水道的水冷板分別對光學(xué)電氣部件進行散熱。從結(jié)構(gòu)上區(qū)分，主要分為側(cè)面鉆孔式水冷板及底面開槽式水冷板兩大類，第一種方法可以形成縱橫交錯的孔洞，根據(jù)冷卻水流向，孔洞兩側(cè)或中間節(jié)點處需要進行適當(dāng)封堵，進而形成循環(huán)管道，該方法的缺點在于存在過多的封堵的位置；封堵件占據(jù)過多的水冷板上的有效利用空間；作為水道深長孔的加工困難；封堵位置的密封效果不易控制。第二種方法在底面通過銑削加工形成水流導(dǎo)向道，后利用導(dǎo)熱劑粘接銅管，形成冷卻通道，該方法可根據(jù)需求任意設(shè)置水流導(dǎo)向，不占用水冷板的有效利用空間，生產(chǎn)簡單，故得到及大應(yīng)用。但是，上述水冷板在使用過程中，首先，由于水冷板上下熱量分布不均，在特殊使用條件下(如高濕低溫環(huán)境)，使得水冷板底部易形成水滴且不宜收集，造成激光器內(nèi)部濕度升高，影響激光器使用壽命。其次，水冷板上表面光學(xué)器件及電器元件與水冷板接觸面積小，不能充分發(fā)揮大面板的散熱效果，故導(dǎo)熱效果有待進一步提升。第三，水冷板上安裝的多為精密控制元件及光學(xué)部件，其易受到電源等強電信號及彼此信號干擾。第四，臥式安裝的水冷板水冷管道易存積水。受外界環(huán)境影響，會造成結(jié)冰凍結(jié)，管道腐蝕等問題。第五，水冷板在組合使用過程中，當(dāng)某冷卻水管道出現(xiàn)泄露等問題時，無法進行故障定位。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種激光器用臥式水冷模塊，可以在解決水冷板底部由于底部受熱不均而形成的水滴；可以增加電器光學(xué)元件與上表面的接觸面積；能夠適當(dāng)解決元器件之間的電磁干擾問題；能夠解決臥式水冷板管道積水問題；能夠進行冷卻能力評估，定位冷卻故障。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種激光器用臥式水冷模塊，包括鋁制蓋板，板體，粘結(jié)在板體上的石墨紙，一體式進出水口，溫度傳感器(熱電偶)及鑲嵌于板體上的銅管，一體式進出水口的材質(zhì)為銅，進出水端口高度一致，兩端口中間焊接有一個溫度傳感器B型熱電偶，通過螺釘與板體相連。
[0006]進一步，所述的招制蓋板厚度為l_3mm之間，其內(nèi)腔面粘有石墨紙(其厚度在0.03-lmm之間)；其與進出口垂直面開有風(fēng)道；其通過螺釘與板體固定。
[0007]進一步，所述的板體材質(zhì)為鋁，上下兩表面具有夾角(角度范圍1-10度之間)，其最小厚度H與銅管直徑D的關(guān)系為:板厚H>=1.785水管直徑D ;其上表面粘有石墨紙(其厚度在0.35-lmm之間)，靠近四頂點處，安裝有四個溫度傳感器(B型熱電偶)；其下表面有銅管導(dǎo)向道，其導(dǎo)向道深度為所用銅管直徑的1.3倍；導(dǎo)向道進出口位于水冷模塊安裝水平面的右端；圍繞下表面四周開有半圓槽，半圓槽的寬度為3-5mm。
[0008]進一步，所述的銅管導(dǎo)向道分為直線導(dǎo)向道及圓弧導(dǎo)向道，且進水端導(dǎo)向道為直線導(dǎo)向道，出水端連接圓弧導(dǎo)向道；與圓弧連接的兩直線導(dǎo)向道存在夾角范圍為1-5度。
[0009]進一步，所述的銅管材質(zhì)為黃銅，其裝配到板體上的導(dǎo)向道后，經(jīng)加工處理為D型，并通過導(dǎo)熱膠進行粘結(jié)；其平板狀管壁與下表面間距LI為l-3mm;平板狀管壁邊緣利用熱熔膠粘結(jié)。
[0010]進一步，所述的置盒鋁板水平活動鉸鏈連接在3D光固化打印機機架上。
[0011]本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)的有益效果:
[0012]本實用新型的冷模塊板體中，銅管導(dǎo)向道通過銑削方法加工，導(dǎo)向道所在平面與板體下表面平行，直線導(dǎo)向道的數(shù)量>4，圓弧導(dǎo)向道的直徑至少為銅管直徑的2倍。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0015]圖3為本實用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0016]圖中:10鋁制蓋板；20水冷板板體；30石墨紙；40溫度傳感器；50 —體式進出水口 ；21直導(dǎo)向道；22圓弧導(dǎo)向道；23銅管。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0018]如圖1、圖2、圖3所示，一種激光器用臥式水冷模塊，包括鋁制蓋板10，水冷板20，石墨紙30，一體式進出水口 50，溫度傳感器熱電偶40及鑲嵌在水冷板上的銅管23。該水冷模塊中的水冷板上下表面存在夾角，內(nèi)部鑲嵌銅管，銅管直導(dǎo)向道間互成夾角，水冷板上表面及蓋板內(nèi)表面粘貼石墨紙30。
[0019]本實用新型將水冷板為臥式安裝，上表面(安裝電氣部件或者光學(xué)器件)為水平面，下表面(嵌有銅管冷卻管道)，由于兩表面存在角度，各直導(dǎo)向道間存在角度，且進出水端均位于低處，當(dāng)水冷板裝入機箱后，銅管23內(nèi)殘留的冷卻水可以在重力作用下自動向進出水口端流出，進而有效避免由于殘留冷卻水不能自動排出，而導(dǎo)致的銅管23內(nèi)結(jié)冰、生銹和腐蝕現(xiàn)象，延長激光器的使用壽命。
[0020]相對于上表面而言，其上部分布的光學(xué)部件及電器元件均通過小面接觸，熱交換效率不高。為此，上表面整體粘貼石墨紙30，利用石墨紙優(yōu)良的平面導(dǎo)熱特性，使得光學(xué)部件及電器元件產(chǎn)生的熱量均勻的分布在上表面，相比現(xiàn)使用的水冷板，散熱效率可以得到提尚。
[0021]為避免電氣自身及電源等強電器件的相互干擾，利用鋁制蓋板10安裝在上表面上，同時，鋁制蓋板的內(nèi)腔表面均黏附石墨紙30，石墨紙具有優(yōu)良的防屏蔽性能。其可以改善電磁干擾情況。同時，為促進上表面氣流流動，防止由于冷熱不均造成的內(nèi)腔濕度提高，蓋板兩端分別為開空及開有散熱條，進而改善其空氣流通。
[0022]水冷板20的上表面(矩形面)的對角線位置分別布置四個溫度傳感器40，此外，一體式進出水口 50處布置溫度傳感器一只，該五只傳感器分別檢測水冷板的溫度及進出水口端溫度，信號講傳遞給激光器控制板中，通過溫度變化，激光器將可以一方面評估各個水冷模塊工作情況，另一方面在判斷水冷模塊散熱能力降低時，及時定位故障源。
[0023]水冷板20的下表面由于存在傾角，當(dāng)下表面由于冷熱不均而產(chǎn)生水滴時(在特殊使用條件下，如高濕低溫環(huán)境)，其可以沿下表面流下，此外，下面表在四周開有半圓槽，半圓槽的存在可以限制水滴的流向，方便水滴的收集。
[0024]綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種激光器用臥式水冷模塊，包括鋁制蓋板(10)，水冷板(20)，石墨紙(30)，一體式進出水口(50)，溫度傳感器熱電偶(40)及鑲嵌在水冷板上的銅管(23)，該水冷模塊中的水冷板上下表面存在夾角，內(nèi)部鑲嵌銅管，銅管直導(dǎo)向道間互成夾角，水冷板上表面及蓋板內(nèi)表面粘貼石墨紙(30)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述水冷板(20)上下表面夾角大小為1-10度；其上表面對角線位置分布四個溫度傳感器熱電偶(40)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述水冷板(20)的最小厚度與銅管(23)直徑間的關(guān)系為水冷板(20)的最小厚度>=1.785倍銅管(23)直徑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述石墨紙(30)厚度在0.35-lmm之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述水冷板(20)的下表面開有冷卻管導(dǎo)向道，分為直導(dǎo)向道(21)及圓弧導(dǎo)向道(22)，各直導(dǎo)向道之間互不平行。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述水冷板(20)的下表面的各直導(dǎo)向道(21)的夾角大小由所連接的圓弧導(dǎo)向道(22)的半徑大小決定；導(dǎo)向道所在平面與水冷板(20)下表面平行，直線導(dǎo)向道的數(shù)量>4，圓弧導(dǎo)向道的直徑至少為銅管直徑的2倍。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述水冷板(20)的進水端與出水端在同一側(cè)，且進水端與兩個互相垂直且通過圓弧連接的直導(dǎo)向道(21)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述水冷板(20)的下表面邊緣附近開有圓弧槽，圓弧槽的直徑在3-5_。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述一體式進出水口(50)所用材料為銅，進出水口(50)與水平面高度相等，且其位于其上附有溫度傳感器熱電偶(40)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光器用臥式水冷模塊，其特征在于，所述鋁制蓋板(10)的厚度為2-3mm，其內(nèi)腔粘結(jié)有石墨紙(30)。
【專利摘要】本實用新型的目的是提供一種激光器水冷模塊，包括鋁制蓋板（10），水冷板（20），石墨紙（30），一體式進出水口（50），溫度傳感器（熱電偶）（40）及鑲嵌在水冷板上的銅管（23）。該水冷模塊臥式放置，水冷板上下表面存在夾角，內(nèi)部鑲嵌銅管，銅管直導(dǎo)向道間互成夾角，水冷板上表面及蓋板內(nèi)表面粘貼石墨紙（30）?？梢栽诮鉀Q水冷板底部由于底部受熱不均而形成的水滴；可以增加電器光學(xué)元件與上表面的接觸面積；能夠適當(dāng)解決元器件之間的電磁干擾問題；能夠解決臥式水冷板管道積水問題；能夠進行冷卻能力評估，定位冷卻故障。
【IPC分類】H01S3/04
【公開號】CN204858256
【申請?zhí)枴緾N201520606314
【發(fā)明人】邢康林, 邢翠芳, 藍天, 張勇
【申請人】邢康林
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月13日