一、項(xiàng)目背景

光纖激光器具有光束質(zhì)量好、能量密度高、電光轉(zhuǎn)換效率高、散熱好、結(jié)構(gòu)緊湊、免維護(hù)、傳輸靈活等優(yōu)點(diǎn)，已成為激光技術(shù)發(fā)展的主流方向和應(yīng)用的主力軍。光纖激光器的整體電光效率為30%~35%，大部分能量以熱量的形式散失。

因此，激光器工作過程中的溫度控制直接決定了激光器的質(zhì)量和使用壽命。傳統(tǒng)的接觸式測(cè)溫方式會(huì)破壞激光器本體的結(jié)構(gòu)，而單點(diǎn)非接觸式測(cè)溫方式無法準(zhǔn)確捕捉光纖溫度。利用紅外熱像儀在光纖激光器生產(chǎn)過程中檢測(cè)光纖，尤其是光纖熔接處的溫度，可以有力地保證光纖產(chǎn)品的開發(fā)和質(zhì)量控制。生產(chǎn)測(cè)試過程中對(duì)泵浦源、合束器、尾纖等進(jìn)行測(cè)溫，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

在應(yīng)用端紅外熱成像測(cè)溫還可以在激光焊接、激光熔覆等場景進(jìn)行測(cè)溫。

紅外熱像儀應(yīng)用于光纖激光器檢測(cè)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：

1、紅外熱像儀測(cè)溫具有遠(yuǎn)距離、非接觸、大面積測(cè)溫的特點(diǎn)。

2、專業(yè)測(cè)溫軟件，可自由選擇監(jiān)測(cè)溫度區(qū)域，自動(dòng)獲取和記錄最高溫度點(diǎn)，提升測(cè)試效率。

3、可設(shè)置溫度閾值、定點(diǎn)采樣，多次測(cè)溫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和曲線生成。

4、支持多種形式的超溫報(bào)警，自動(dòng)根據(jù)設(shè)置值判定異常，自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)告。

5、支持二次開發(fā)和技術(shù)服務(wù)，提供多平臺(tái)SDK，方便集成開發(fā)自動(dòng)化設(shè)備。

二、紅外應(yīng)用

1、光纖熔接點(diǎn)質(zhì)量監(jiān)測(cè)

在大功率光纖激光器的制造過程中，光纖熔接處可能存在一定尺寸的光學(xué)不連續(xù)性和缺陷，嚴(yán)重的缺陷會(huì)導(dǎo)致光纖熔接處異常發(fā)熱，從而對(duì)激光器造成損壞或燒掉熱點(diǎn)。因此，光纖熔接接頭的溫度監(jiān)測(cè)是光纖激光器制造過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。使用紅外熱像儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖熔接點(diǎn)的溫度監(jiān)測(cè)，從而判斷被測(cè)光纖熔接點(diǎn)的質(zhì)量是否合格，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

使用在線式紅外熱像儀集成到自動(dòng)化設(shè)備上，能夠穩(wěn)定快速地測(cè)試光纖溫度，提高生產(chǎn)效率。

圖1 光纖測(cè)溫

2、LD泵浦源

單個(gè)LD芯片輸出的激光功率是有限的。 Pumping將多個(gè)LD芯片封裝在一起，以增加輸出功率。泵浦產(chǎn)生大量熱量，因此溫度直接影響芯片輸出的激光波長。使用紅外熱像儀對(duì)每臺(tái)泵的來料進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，不合格的泵退回，保證激光器質(zhì)量。

泵浦輸入輸出光纖溫度檢測(cè)。

圖2 泵浦溫度檢測(cè)

3、合束器溫度檢測(cè)

合束器的作用是將N個(gè)泵浦激光合并為一個(gè)激光，實(shí)現(xiàn)激光的高功率輸出。使用紅外熱像儀進(jìn)行工作溫度測(cè)試，可以對(duì)合束器工作是否正常進(jìn)行判別，提升產(chǎn)品品質(zhì)。

圖3 光纖合束器

4、激光焊接

由于激光焊接的溫度很高，所以采用的紅外熱像儀必須能夠測(cè)量很高的溫度，還要求溫度范圍廣。我們的紅外熱像儀器測(cè)溫范圍-20~1600℃，可滿足焊接過程中的溫度范圍。

由于焊接的升溫過程和整個(gè)焊接過程都比較快，所以要采用幀頻較高的高速紅外熱像儀，使用在線式紅外熱像儀幀率50Hz/100Hz，可以快速捕捉溫度變化。因激光焊接的特殊環(huán)境，必須滿足人能遠(yuǎn)離焊接現(xiàn)場，使用紅外熱像儀能夠?qū)崿F(xiàn)在線實(shí)時(shí)進(jìn)行后臺(tái)操作。

紅外熱成像是探測(cè)長波紅外（8-14μm波長）進(jìn)行成像和測(cè)溫，不受激光光源的影響。

5、激光熔覆熔池測(cè)溫

激光熔覆熔池溫度變化快，熔池區(qū)域小，使用熱成像測(cè)溫可以準(zhǔn)確的捕捉到溫度的變化和熔池溫度場的分布。紅外熱成像可最高測(cè)試2000℃的熔池溫度。

在線式紅外熱成像測(cè)溫儀—功能特性

（1）超高的響應(yīng)范圍

采用分段式測(cè)溫參數(shù)調(diào)取，測(cè)溫范圍多檔可選，涵蓋-20℃~1600℃，在這個(gè)范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)正常測(cè)溫，測(cè)溫精度可達(dá)±2%，超出這個(gè)范圍也可以正常成像。

（2）采用高幀頻設(shè)計(jì)

可以觀測(cè)快速移動(dòng)的目標(biāo)，常規(guī)產(chǎn)品幀率25Hz/50Hz，特殊的應(yīng)用場景還有100Hz高速紅外成像測(cè)溫產(chǎn)品。

（3）采用高透過率無熱化鏡頭

前片鍍碳膜，不加裝鍺窗的情況下也可以起到一定的保護(hù)作用，另外也有高透過率的鍺窗保護(hù)罩可以選配，適應(yīng)各種惡劣使用場所。

（4）采用千兆網(wǎng)設(shè)計(jì)網(wǎng)線傳輸

既保證了遠(yuǎn)距離傳輸又保證了傳輸?shù)目煽啃?，同時(shí)也可讓人遠(yuǎn)離現(xiàn)場環(huán)境。

（5）輸出全碼流無損16Bit溫度數(shù)據(jù)

提供客戶端軟件及SDK開發(fā)包，便于客戶進(jìn)行二次開發(fā)和系統(tǒng)集成，充分對(duì)被測(cè)目標(biāo)進(jìn)行個(gè)性化溫度分析。

三、適用機(jī)型

KB26E31 微距紅外熱成像測(cè)溫儀

K26E35 在線式紅外熱成像測(cè)溫儀