一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的制作方法

1.本实用新型实施例涉及二氧化碳激光器应用领域，尤其涉及一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置。


背景技术：

2.近年来，随着激光技术的成熟，激光用于各行各业，应用方法在不断的发展创新，在大功率激光切割设备中，二氧化碳激光管由于造价便宜，出光稳定等各种优势被不断地应用于各种场合。但是二氧化碳激光管因为发光机制问题需要不断使用冷却水进行冷却，否则激光管会因温度上升导致功率下降、寿命缩短、损坏等问题。在使用过程中，保持冷却水循环可靠非常必要，但是现有的探测设备或由机械结构探测、或由电子器件探测，有的还加入不同模块对水循环进行闭环控制，存在或功能单一，或造价昂贵、或技术复杂可靠性低等问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置，以实现精准控制流速和大大增加产品的功能范围和可靠性的效果。
4.本实用新型实施例提供了一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置，包括：
5.采集模块，所述采集模块用于将水流或气流速度转换为感应电动势，并将所述感应电动势转变为采集信号；
6.处理模块，所述处理模块与所述采集模块连接，用于根据所述采集信号生成采样数据，并根据所述采样数据与阈值比较后生成控制信号；
7.输出模块，所述输出模块与所述处理模块连接，用于根据所述控制信号对所述水流或气流进行流量控制。
8.可选的，所述采集模块还包括永磁体旋转模块，所述永磁体旋转模块用于根据所述水流或气流速度推动永磁体进行转动。
9.可选的，所述采集模块还包括感应模块，所述感应模块与所述永磁体旋转模块连接，所述感应模块用于根据所述永磁体的转动生成感应电动势。
10.可选的，所述采集模块还包括采样模块，所述采样模块与所述感应模块连接，所述采样模块用于根据所述感应电动势生成所述采集信号。所述处理模块
11.可选的，还包括信号处理模块，所述信号处理模块用于对所述采集信号进行处理生成采样数据。
12.可选的，所述处理模块还包括mcu模块，所述mcu模块用于根据所述采样数据与阈值进行比较后根据控制算法生成控制信号。
13.可选的，所述输出模块还包括控制模块，所述控制模块用于根据所述控制信号生成驱动信号。
14.可选的，所述输出模块还包括负载模块，所述负载模块用于根据所述驱动信号对所述水流或气流速度进行流量控制。
15.可选的，所述控制模块包括mos管q2和mos管q3，所述输出模块包括电阻r1和电阻r2。
16.可选的，还包括电源模块，所述电源模块与所述处理模块连接，用于提供工作电压。
17.本实用新型实施例公开了一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置，包括：采集模块，采集模块用于将水流或气流速度转换为感应电动势，并将感应电动势转变为采集信号；处理模块，处理模块与采集模块连接，用于根据采集信号生成采样数据，并根据采样数据与阈值比较后生成控制信号；输出模块，输出模块与处理模块连接，用于根据控制信号对水流或气流进行流量控制。本实用新型实施例提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置通过将水流或气流速度转换为感应电动势后转变为连续模拟量进行分析和控制，解决了现有技术中无法准确控制水循环或气循环流速的情况，实现了精准控制流速和大大增加产品的功能范围和可靠性的效果。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例一提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的模块连接图；
19.图2为本实用新型实施例一提供的另一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的模块连接图；
20.图3为本实用新型实施例二提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的模块连接图；
21.图4为本实用新型实施例二提供的另一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的模块连接图；
22.图5为本实用新型实施例二中输出模块的电路图。
具体实施方式
23.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
24.在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
25.此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一模块为第二模块，且类似地，可将第二模块称为第一模块。第一模块和第二
模块两者都是模块，但其不是同一模块。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
26.实施例一
27.图1为本实用新型实施例一提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的模块连接图，本实用新型实施例提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置适用于对水流或气流进行流速控制的情况，具体地，本实用新型实施例一提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置包括：采集模块1、处理模块2和输出模块3。
28.所述采集模块1用于将水流或气流速度转换为感应电动势，并将所述感应电动势转变为采集信号。参阅图2，图2为本实施例一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的模块连接图，在本实施例中，所述采集模块1还包括永磁体旋转模块11，所述永磁体旋转模块11用于根据所述水流或气流速度推动永磁体进行转动。具体地，永磁体旋转模块11包括永磁体和叶片，永磁体是指在开路状态下能长期保留较高剩磁的磁体，使用周期较长。液体或者气体推动旋转的叶片，永磁体设置于叶片上，从而实现了通过旋转叶片实现了转动永磁体的效果。
29.所述采集模块1还包括感应模块12，所述感应模块12与所述永磁体旋转模块11连接，所述感应模块12用于根据所述永磁体的转动生成感应电动势。
30.在本实施例中，感应模块12包括了多个感应线圈，并且包括了如电容、二极管等根据不同功能添加的辅助器件，叶片旋转带动永磁体转动，从而切割永磁体的磁场并在线圈上产生感应电动势。
31.所述采集模块1还包括采样模块13，所述采样模块13与所述感应模块12连接，所述采样模块13用于根据所述感应电动势生成所述采集信号。
32.在本实施例中，采样模块13一般包括运放电路、电容、电阻等等电器元件，通过实际需求进行组合配置采样方式和采样数据范围，用户可以根据实际需求进行适应性调整，在本实施例中不做具体限定。使用水流
‑
动能
‑
磁场
‑
电动势的转换方式，在线圈上感应出的电动势进行实施水流检测，相比于采用霍尔传感器等数字量方式，感应出来的模拟量相对于数字量具有更大的范围和连续性，对采样电路采样速度和性能要求更低。
33.所述处理模块2与所述采集模块1连接，用于根据所述采集信号生成采样数据，并根据所述采样数据与阈值比较后生成控制信号。
34.在本实施例中，所述处理模块2还包括信号处理模块21，所述信号处理模块21用于对所述采集信号进行处理生成采样数据。具体地，信号处理模块21包括运放电路、电容、电阻等等电器元件，与采样模块13相同，信号处理模块21也可以根据实际需求进行适应性调整，将采集信号生成采样数据，具体地，采样数据为模拟信号，避免脉冲数字量的计数占用mcu资源，模拟量的采样占用的资源更少。
35.所述处理模块2还包括mcu模块22，所述mcu模块22用于根据所述采样数据与阈值进行比较后根据控制算法生成控制信号。
36.在本实施例中，mcu为微控制单元(microcontroller unit)，又称单片微型计算机
(single chip microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(central process unit；cpu)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(timer)、usb、a/d转换、uart、plc、dma等周边接口，甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。mcu模块22将采样数据和阈值进行比较后根据算法对控制模块31进行控制，阈值为用户设置的标准水流或气流对应的采样数据。
37.所述输出模块3与所述处理模块2连接，用于根据所述控制信号对所述水流或气流进行流量控制。
38.在本实施例中，所述输出模块3还包括控制模块31，所述控制模块31用于根据所述控制信号生成驱动信号。具体地，控制模块31可以根据实际情况采用igbt、mos管、继电器等其中一种或者多种不同开关进行组合控制负载，并包含采用的开关元件的驱动电路组成。
39.所述输出模块3还包括负载模块32，所述负载模块32用于根据所述驱动信号对所述水流或气流速度进行流量控制。
40.在本实施例中，包含一个大功率小阻值的可调电阻及一个小功率大阻值的电阻组成，可根据不同场景应用需求采用其他电子元器件进行辅助设计。
41.本实用新型实施例公开了一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置，包括：采集模块，采集模块用于将水流或气流速度转换为感应电动势，并将感应电动势转变为采集信号；处理模块，处理模块与采集模块连接，用于根据采集信号生成采样数据，并根据采样数据与阈值比较后生成控制信号；输出模块，输出模块与处理模块连接，用于根据控制信号对水流或气流进行流量控制。本实用新型实施例提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置通过将水流或气流速度转换为感应电动势后转变为连续模拟量进行分析和控制，解决了现有技术中无法准确控制水循环或气循环流速的情况，实现了精准控制流速和大大增加产品的功能范围和可靠性的效果。
42.实施例二
43.图3为本实用新型实施例二提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的模块连接图，本实用新型实施例提供的二种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置适用于对水流或气流进行流速控制的情况，具体地，本实用新型实施例二提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置包括：采集模块1、处理模块2和输出模块3和电源模块4。
44.所述采集模块1用于将水流或气流速度转换为感应电动势，并将所述感应电动势转变为采集信号。参阅图4，图4为本实施例二中一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置的模块连接图，在本实施例中，所述采集模块1还包括永磁体旋转模块11，所述永磁体旋转模块11用于根据所述水流或气流速度推动永磁体进行转动。具体地，永磁体旋转模块11包括永磁体和叶片，永磁体是指在开路状态下能长期保留较高剩磁的磁体，使用周期较长。液体或者气体推动旋转的叶片，永磁体设置于叶片上，从而实现了通过旋转叶片实现了转动永磁体的效果。
45.所述采集模块1还包括感应模块12，所述感应模块12与所述永磁体旋转模块11连接，所述感应模块12用于根据所述永磁体的转动生成感应电动势。
46.在本实施例中，感应模块12包括了多个感应线圈，并且包括了如电容、二极管等根据不同功能添加的辅助器件，叶片旋转带动永磁体转动，从而切割永磁体的磁场并在线圈
上产生感应电动势。
47.所述采集模块1还包括采样模块13，所述采样模块13与所述感应模块12连接，所述采样模块13用于根据所述感应电动势生成所述采集信号。
48.在本实施例中，采样模块13一般包括运放电路、电容、电阻等等电器元件，通过实际需求进行组合配置采样方式和采样数据范围，用户可以根据实际需求进行适应性调整，在本实施例中不做具体限定。使用水流
‑
动能
‑
磁场
‑
电动势的转换方式，在线圈上感应出的电动势进行实施水流检测，相比于采用霍尔传感器等数字量方式，感应出来的模拟量相对于数字量具有更大的范围和连续性，对采样电路采样速度和性能要求更低。
49.所述处理模块2与所述采集模块1连接，用于根据所述采集信号生成采样数据，并根据所述采样数据与阈值比较后生成控制信号。
50.在本实施例中，所述处理模块2还包括信号处理模块21，所述信号处理模块21用于对所述采集信号进行处理生成采样数据。具体地，信号处理模块21包括运放电路、电容、电阻等等电器元件，与采样模块13相同，信号处理模块21也可以根据实际需求进行适应性调整，将采集信号生成采样数据，具体地，采样数据为模拟信号，避免脉冲数字量的计数占用mcu资源，模拟量的采样占用的资源更少。
51.所述处理模块2还包括mcu模块22，所述mcu模块22用于根据所述采样数据与阈值进行比较后根据控制算法生成控制信号。
52.在本实施例中，mcu为微控制单元(microcontroller unit)，又称单片微型计算机(single chip microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(central process unit；cpu)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(timer)、usb、a/d转换、uart、plc、dma等周边接口，甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。mcu模块22将采样数据和阈值进行比较后根据算法对控制模块31进行控制，阈值为用户设置的标准水流或气流对应的采样数据。
53.所述输出模块3与所述处理模块2连接，用于根据所述控制信号对所述水流或气流进行流量控制。
54.在本实施例中，所述输出模块3还包括控制模块31，所述控制模块31用于根据所述控制信号生成驱动信号。具体地，控制模块31可以根据实际情况采用igbt、mos管、继电器等其中一种或者多种不同开关进行组合控制负载，并包含采用的开关元件的驱动电路组成。
55.所述输出模块3还包括负载模块32，所述负载模块32用于根据所述驱动信号对所述水流或气流速度进行流量控制。
56.在本实施例中，包含一个大功率小阻值的可调电阻及一个小功率大阻值的电阻组成，可根据不同场景应用需求采用其他电子元器件进行辅助设计。具体地，参阅图5，图5为输出模块3的电路图，所述控制模块31包括mos管q2和mos管q3，所述输出模块3包括电阻r1和电阻r2。
57.在本实施例中，水流检测中，在有限空间内，水流流过空间，推动空间中的叶片旋转，使得安装在管道中的叶片上的永磁体一同做旋转运动，产生变化的磁场切割线圈，在永磁体外部，感应线圈因为电磁感应产生出电动势，此时mcu通过控制开启mos管q3，通过连接至信号处理模块21和采样模块13，最终产生的电动势通过adc采样反馈到mcu中，实现水流
‑
动能
‑
磁场
‑
电动势的转换和采集。在流速控制中，永磁体旋转速度同流速一同线性增加，水
流速度过快会导致设备不稳定等不良后果，所以需要控制水流速度，当安装在叶片上的永磁体旋转过快，通过mos管q3的电流会增大，将会导致感应模块12内的感应电动势增大，在信号处理模块21、采样模块13的实时反馈下，mcu实时检测水流速度，当达到水流速度阈值，mcu通过相关驱动模块，把连接感应线圈和大功率可调电阻的mos管进行驱动导通，此时可以调节大功率可调电阻阻值，减小其电阻值大小，使得流过该电阻的电流增大，同时，流过感应线圈的电流亦同步增大，该电流会产生一个与永磁体相反的磁场，故电流在感应线圈流动会产生一个反向扭矩，使得永磁体受到一个相反的力，这个力与大功率可调电阻的阻值大小成反比，通过调节可调电阻的阻值、永磁体的磁场强度都可以使得旋转的叶片受力可控，进而可以调节叶片旋转受力，达到调节流速的效果。
58.电源模块4与所述处理模块2连接，用于提供工作电压。
59.在本实施中，电源模块4可以为连接市电的电源适配器，也可以为储能电池，一般地，电源模块4将电压转换为3v后输送到mcu中。
60.本实用新型实施例公开了一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置，包括：采集模块，采集模块用于将水流或气流速度转换为感应电动势，并将感应电动势转变为采集信号；处理模块，处理模块与采集模块连接，用于根据采集信号生成采样数据，并根据采样数据与阈值比较后生成控制信号；输出模块，输出模块与处理模块连接，用于根据控制信号对水流或气流进行流量控制。本实用新型实施例提供的一种二氧化碳激光器的水循环或气循环的检测控制装置通过将水流或气流速度转换为感应电动势后转变为连续模拟量进行分析和控制，解决了现有技术中无法准确控制水循环或气循环流速的情况，实现了精准控制流速和大大增加产品的功能范围和可靠性的效果。
61.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。