激光加热电路及加热方法与流程

    专利查询2025-07-17  6


    本公开涉及激光加热,尤其涉及一种激光加热电路及加热方法。


    背景技术:

    1、激光加热是通过激光能量对待加热材料进行加热的过程,其工作过程为:激光束从激光器发射出来,经过传输与聚焦,辐照到材料表面后,一部分被反射,一部分进入材料内部被材料吸收,以使材料表层的温度迅速升高。

    2、激光加热作为一种使用激光束将材料加热到极高温度的工艺,可以提供高功率密度和精确的温度控制,并且激光加热作为一种非接触式加热技术,在各种工业、科学和医疗应用中具有广泛的应用。

    3、然而在实际加热中,现有的激光加热方案仍存在问题。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本公开提供一种激光加热电路及加热方法,能够提高待加热材料的加工质量。

    2、本公开提供了一种激光加热电路,包括:驱动单元和加热单元,其中,所述加热单元包括基板,以及设置于所述基板上的多个加热器件和多个温度探测器件,其中:

    3、所述驱动单元,适于响应于输入的调控信号,生成加热控制信号;以及适于根据第一温度检测信号,各个加热器件和各个温度探测器件在所述基板上的位置信息,确定待加热材料表面的检测温度,并将所述检测温度与目标温度进行比较,以调整所述加热控制信号;

    4、任一加热器件用于响应于所述加热控制信号,输出与所述加热控制信号相对应的加热光束至所述待加热材料;

    5、任一温度探测器件用于检测所述待加热材料表面的温度,并输出对应的第一温度检测信号至所述驱动单元。

    6、在上述实施例中,通过将多个加热器件和多个温度探测器件集成设置在基板,在对待加热材料进行加热的同时,能够实时检测待加热材料表面的温度,实现加热进程和温度检测的一致性,减少时延,从而能够得到表征待加热材料表面的温度的第一温度检测信号;由于各个加热器件和各个温度探测器件在基板上具有不同的位置信息,因而能够更加精确的确定待加热材料表面的检测温度,进而可以精确调整加热光束的强度,提高待加热材料的加工质量。

    7、可选地,多个所述温度探测器件设置于所述基板的不同位置处,多个所述温度探测器件中的至少三个所述温度探测器件形成一个温度检测区域,且多个所述温度检测区域包围所有的加热器件。

    8、在上述实施例中,通过在基板的不同位置处设置多个温度探测器件,且使得由至少三个温度探测器件形成的温度检测区域包围所有的加热器件,能够实现对待加热材料的整个加热面,以及加热点的温度的监控,从而能够更好的控制加热进程,进一步提升待加热材料的加工质量;且通过形成温度检测区域,能够采用较少的温度探测器件(例如温度探测器件的数量少于加热器件的数量),实现对待加热材料整个表面的温度的探测进程。

    9、可选地,多个不同的所述温度检测区域共用至少一个温度探测器件,且被共用的所述温度探测器件位于多个所述加热器件的中心区域。

    10、在上述实施例中,通过使得多个不同的温度检测区域共用的温度探测器件,能够减少所使用的温度探测器件的数量,且有利于以该温度探测器件为基准,确定对应的温度检测区域的温度值。

    11、可选地,多个所述加热器件在所述基板上呈阵列排布,以位于所述基板中心的温度探测器件所在位置为起点,沿所述加热器件的封装半径方向,使得位于所述基板不同位置的加热器件构成多个加热区域,且一个加热区域对应所述待加热材料的一个受热区域;

    12、所述驱动单元,用于根据所述第一温度检测信号所包含的位于所述基板中心的温度探测器件探测到的第一温度,其它温度探测器件中的其中一个温度探测器件探测到的第二温度,以及所述温度探测器件和对应的温度探测器件之间的加热区域的数量,确定各个加热区域的温度,并将所有加热区域的温度作为所述待加热材料表面的温度。

    13、在上述实施例中,通过以中心区域的温度探测器件所在位置为起始点,沿加热器件的封装半径方向,能够确定由加热器件组成的多个不同的加热区域,且一个加热区域对应待加热材料的一个受热区域,进而驱动单元可以根据第一温度检测信号所包含的温度探测器件探测到的第一温度,其它温度探测器件中的其中一个温度探测器探测到的第二温度,以及温度探测器件和对应的温度探测器之间的加热区域,确定任意一个加热区域的温度,这样能够提高检测到的温度的精度,且能够确定待加热材料整个表面的温度。

    14、可选地,所述驱动单元,用于根据所述第一温度和所述第二温度之间的差值,以及所述温度探测器件和对应的温度探测器所历经的加热区域的个数,确定相邻的加热区域之间的温差,并以所述第一温度为基准,根据所述加热区域所处的位置和所述温差,确定各个加热区域的温度。

    15、在上述实施例中,位于基板上不同位置处的加热器件的参数一致,在获取到加热控制信号时,各个加热器件所出射的加热光束的参数基本一致,这样通过第一温度和第二温度之间的差值,以及温度探测器件和对应的温度探测器所历经的加热区域的个数,能够确定相邻的加热区域之间的温差,进而可以以第一温度为基准,根据加热区域所处的位置和温差,确定各个加热区域的温度,能够提高得到的待加热材料表面的温度的精度。

    16、可选地,所述加热区域位于不同的温度检测区域;

    17、所述驱动单元,用于根据所述第一温度和所述第二温度,以及所述温度探测器件和对应的温度探测器件之间的加热区域,确定各个加热区域在不同温度检测区域内的温度值,并将不同温度检测区域内的温度值的平均值作为各个加热区域的温度。

    18、在上述实施例中,通过采用加热区域中各段温度值的平均值作为待加热材料表面的温度,考虑了不同位置的加热器件对温度探测器的影响,能够更加真实的反映待加热材料表面的当前温度。

    19、可选地,激光加热电路还包括:第一温度检测器件,与所述驱动单元集成设置,适于检测所述驱动单元的温度,并生成第二温度检测信号,其中,所述第一温度检测器件和所述温度探测器件不同;

    20、控制单元,与所述第一温度检测器件耦接,适于根据所述第二温度检测信号,确定所述驱动单元的当前温度值,并将所述驱动单元的当前温度值与第一预设温度值进行比较,生成第一温控调节信号;

    21、温度调节单元,与所述控制单元耦接,适于根据所述第一温控调节信号,选通或断开冷却介质至所述驱动单元的流通路径,以及根据所述冷却介质的温度和所述驱动单元的当前温度值,调节所述冷却介质的流速。

    22、在上述实施例中,通过设置第一温度检测器件和温度调节单元,能够实时调整驱动单元的温度,使得驱动单元工作于安全温度下,从而驱动单元生成的加热控制信号更加稳定,因而能够提高加工质量。

    23、可选地,激光加热电路还包括:第二温度检测器件,适于检测所述加热单元的温度,并生成第三温度检测信号,其中,所述第二温度检测器件和所述温度探测器件不同;

    24、所述控制单元,与所述第二温度检测器件耦接,还适于根据所述第三温度检测信号,确定所述加热单元的当前温度值,并将所述加热单元的当前温度值与第二预设温度值进行比较,生成第二温控调节信号;

    25、所述温度调节单元,还适于根据所述第二温控调节信号,选通或断开所述冷却介质至所述加热单元的流通路径,以及根据所述冷却介质的温度和所述加热单元的当前温度值,调节所述冷却介质的流速。

    26、在上述实施例中,通过设置第二温度检测器件,能够实时调整加热单元的温度,使得加热单元工作于安全温度下,从而加热单元生成的加热光束更加稳定,因而能够提高加工质量。

    27、可选地,所述控制单元,还适于在确定所述驱动单元的当前温度值大于所述第一预设温度值,输出第一告警信息;或者,在确定所述加热单元的当前温度值大于所述第二预设温度值,输出第二告警信息。

    28、在上述实施例中,通过输出第一告警信息或者第二告警信息,能够提醒操作人员及时发现并处理故障,提高运行安全性。

    29、相应的,本公开实施例还提供一种激光加热方法,应用于前述任一示例所述的激光加热电路,所述激光加热方法包括:

    30、响应于输入的调控信号,生成加热控制信号;

    31、响应于所述加热控制信号,输出与所述加热控制信号相对应加热光束至待加热材料,以及在同步检测所述待加热材料表面的温度,并生成第一温度检测信号;

    32、根据所述第一温度检测信号,各个加热器件和各个温度探测器件在所述基板上的位置信息,确定所述待加热材料表面的检测温度,并将所述检测温度与目标温度进行比较,以调整所述加热控制信号。

    33、在上述实施例中,能够在对待加热材料进行加热的同时,实时检测待加热材料表面的温度,以实现加热和温度检测的一致性,减少时延,从而能够基于表征待加热材料表面的温度的第一温度检测信号,各个加热器件和各个温度探测器件在基板上的位置信息,能够更加精确的确定待加热材料表面的检测温度,进而可以精确调整加热光束的强度,因而能够提高待加热材料的加工质量。


    技术特征:

    1.一种激光加热电路,其特征在于,包括:驱动单元和加热单元,其中,所述加热单元包括基板,以及设置于所述基板上的多个加热器件和多个温度探测器件,其中:

    2.根据权利要求1所述的激光加热电路,其特征在于,多个所述温度探测器件设置于所述基板的不同位置处,多个所述温度探测器件中的至少三个所述温度探测器件形成一个温度检测区域,且多个所述温度检测区域包围所有的加热器件。

    3.根据权利要求2所述的激光加热电路,其特征在于,多个不同的所述温度检测区域共用至少一个温度探测器件,且被共用的所述温度探测器件位于多个所述加热器件的中心区域。

    4.根据权利要求1所述的激光加热电路,其特征在于,多个所述加热器件在所述基板上呈阵列排布,以位于所述基板中心的温度探测器件所在位置为起点,沿所述加热器件的封装半径方向,使得位于所述基板不同位置的加热器件构成多个加热区域,且一个加热区域对应所述待加热材料的一个受热区域;

    5.根据权利要求4所述的激光加热电路,其特征在于,所述驱动单元,用于根据所述第一温度和所述第二温度之间的差值,以及所述温度探测器件和对应的温度探测器所历经的加热区域的个数,确定相邻的加热区域之间的温差,并以所述第一温度为基准,根据所述加热区域所处的位置和所述温差,确定各个加热区域的温度。

    6.根据权利要求4或5所述的激光加热电路,其特征在于,所述加热区域位于不同的温度检测区域;

    7.根据权利要求1所述的激光加热电路,其特征在于,还包括:

    8.根据权利要求7所述的激光加热电路,其特征在于,还包括:

    9.根据权利要求8所述的激光加热电路,其特征在于,所述控制单元,还适于在确定所述驱动单元的当前温度值大于所述第一预设温度值,输出第一告警信息;或者,在确定所述加热单元的当前温度值大于所述第二预设温度值,输出第二告警信息。

    10.一种激光加热方法,其特征在于,应用至权利要求1至9任一项所述的激光加热电路,所述激光加热方法包括:


    技术总结
    本公开提供一种激光加热电路及加热方法,激光加热电路包括:驱动单元和加热单元,其中,加热单元包括基板,以及设置于基板上的多个加热器件和多个温度探测器件,驱动单元,适于响应于输入的调控信号,生成加热控制信号;以及适于根据第一温度检测信号,各个加热器件和各个温度探测器件在所述基板上的位置信息,确定待加热材料表面的检测温度,并将所述检测温度与目标温度进行比较,以调整所述加热控制信号;任一加热器件用于响应于所述加热控制信号,输出与加热控制信号相对应的加热光束至待加热材料;任一温度探测器件用于检测待加热材料表面的温度,并输出对应的第一温度检测信号至驱动单元。采用上述技术方案,能够提高待加热材料的加工质量。

    技术研发人员:杨强强,肖岩
    受保护的技术使用者:深圳市柠檬光子科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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