由于激光器非常精确,需要很多部件来确保它们正常工作。如果一个组件关闭,整个激光器将无法正常工作。温度传感器有助于确保激光器正常工作,下面一起来看看。
一、什么是温度传感器
在了解不同的激光温度传感器之前,必须了解它们在激光系统中的作用。在使用激光时,需要尽可能地消除外部变量。确保激光稳定且准确,其中一个重要的控制变量是温度。
有些激光器必须充电约 30 分钟才能达到最大功率。激光是通过辐射发射放大的光,当它们打开时,它们会积聚热量。这种热量会首先干扰激光器本身和一些保持激光器功能和稳定的外围设备。
随着温度升高或在某些情况下冷却下来,激光质量会发生变化,从而影响激光器的稳定性。如果激光不稳定,它就无法正常发挥作用。数据点将不正确,切割将不干净,数据将无法传输。所有这些都可能复合,导致更多问题。温度变化也可能损坏激光器本身。
温度管理在激光系统中至关重要,这就是为什么人们开发了温度控制器来解决温度变化的原因。
二、什么是温度控制器
温度控制器是任何激光系统的关键部分,因为它可以快速识别和处理温度变化。制造商将它们设计为可以感知温度何时高于或低于指定温度范围并做出适当反应。温度控制器可以将激光二极管加热或冷却到合适的温度窗口。激光二极管内有一个热电冷却器 (TEC),这是一种在施加正电流或负电流时适当加热或冷却系统的装置。
然而,在温度控制器和 TEC 可以做到这一点之前,控制器必须首先感知温度变化。它使用温度传感器来执行此操作,并且根据激光器的类型和一般应用,有多种传感器选项可供选择。最常见的温度传感器是:
1、热敏电阻
2、热电偶
3、铂电阻温度器件 (RTD)
4、集成电路传感器
三、热敏电阻的优点和缺点
对于不同的应用,最常见的温度传感器是热敏电阻,它们经常用作激光温度传感器。它们相对较小并且具有快速响应时间,这使得它们通常非常有效地感知温度变化并在它们失控之前进行调整。它是一种非线性电阻器件,这意味着它需要一个小而精确的电流源才能运行。
这些热敏电阻之所以起作用,是因为温度变化会导致电阻发生变化。当电阻因温度变化而下降或上升时,热敏电阻使用 Steinhart-Hart 方程将电阻转换为温度。热敏电阻的电阻变化很大,这意味着它们甚至可以测量最小的温度变化。根据热敏电阻材料的种类,与其他传感器相比,您还会看到最小的漂移。
它们的工作范围通常在 –25°C 至 +125°C 之间。
四、热电偶的优点和缺点
热敏电阻的工作范围较小,而热电偶可以测量更大范围内的温度变化,大约 −180°C 至 +2,320°C。虽然它们可以测量此范围内的变化,但它们有一些缺点。热电偶的稳定性较差,结果的可重复性较差。它们的范围非常适合大型应用,响应时间也很快,但它们可能无法记录较小的温度变化。它们是更实惠的温度传感器选项之一,使其成为工业应用的绝佳选择。
五、铂电阻温度器件 (RTD) 的优缺点
与其他温度传感器相比,RTD 如此独特的部分原因在于它们非常稳定和准确。随着时间的推移,不会有太大的漂移,它会迅速注意到任何温度变化并做出相应的反应。但是,它们的电阻变化相对较小,因此很难测量微小的温度变化。此外,RTD 比其他一些温度传感器选项更昂贵。
综上所述,RTD 是一个不错的选择。正如我们提到的,它们可以发现从 –250°C 到 750°C 的宽范围内的变化,并且非常稳定。这些因素使它们非常适合需要精确温度控制的长期应用。
六、IC 传感器的优点和缺点
热电偶、RTD 和热敏电阻是非线性的,而 IC 传感器是线性的,这意味着可以轻松地将它们的输出转换为 °C。这些传感器也没有最大的工作范围,从大约 –55°C 到 150°C。
虽然 IC 传感器有一些缺点,但与其他传感器相比,它们非常小且功耗低。这些优势使它们非常适合健身追踪和计算系统等应用。
每个不同的温度传感器都有特定的用途,但它们对于确保您的激光系统正常工作都很重要。如果没有这些传感器,将很难检测到激光系统的温度是否有问题需要加热或冷却。