專利名稱：用于激光傳輸的浸泡式水冷光纖頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及激光領域，特別涉及一種用于激光傳輸的浸泡式水冷光纖頭。
背景技術：
激光的遠距離傳輸必須要用到光纖，但是，將激光耦合到光纖中的時候，激光將在 光纖端面形成一個較大的能量場(光纖的中間段則不會有這樣的能量場聚集)，于是，將會 產生非常多的冗余熱量，這個熱量將是破壞性的，它將改變光束質量，或者燒壞光纖，而且， 這個破壞性的熱量將隨著激光能量的增加而增加。一般而言，對于小功率的激光，如通訊行業的激光，由于能量比較低，基本上不用 考慮這個熱量的問題，但是，對于大功率的激光，如用于切割、焊接的激光，這個破壞性的 熱量將不容忽視，必須要用到水冷方式進行散熱處理，但是，目前的水冷光纖頭都不是嚴格 意義上的水冷，效果極其的差，原因是發熱的光纖并沒有直接用水進行冷卻，而是將熱量 首先傳遞到空氣，空氣再傳遞到金屬，金屬再傳遞到水，這個過程是一個簡潔冷卻的過程， 簡潔冷卻的熱轉換效率是相當低的，在實踐中也證實了這樣效率極其差的狀態，經常的會 有光纖被燒壞，導致激光設備不能正常使用，若能將水直接冷卻光纖，冷卻效率將是最好 的。在這樣的前提下，一種浸泡式水冷光纖頭就被研發出來了 參見圖1 冷卻水將從9-2進入，由9-1出來，冷卻水直接接觸光纖22，當水從9_2進入后，在 導流套9的作用下，將沿著導流套的外壁往左右流動，從導流套內腔進入，最后由9-1出來， 過程中，光纖是直接浸泡在冷卻水中進行冷卻的。
發明內容本實用新型的目的為了克服上述現有技術存在的問題及缺點，提供一種用于激光 傳輸的浸泡式水冷光纖頭，本實用新型具有冷卻效率高，從而可以用光纖傳輸更大功率的 激光。本實用新型的技術方案如下一種用于激光傳輸的浸泡式水冷光纖頭，包括冷卻空腔、光纖、導流套，其特征在 于光纖密封在冷卻空腔內且穿過導流套，且冷卻空腔上設有冷卻水進口和冷卻水出口，導 流套用環氧樹脂膠膠連在冷卻空腔內壁上，導流套上設的出水口與冷卻空腔冷卻水出口膠 連在一起。所述的冷卻空腔由二個小螺紋圈、二個壓圈、二個小0型圈、二個大螺紋圈、一個 前端蓋、一個后端蓋、大0型圈、外套筒組成，前后二個小0型圈、前后二個大0型圈進行密 封而形成的一個密閉冷卻空腔，前后二個小0型圈將光纖22的前后密封，前后二個大0型 圈將外套筒8的前后密封，前端蓋壓住一大0型圈，一大螺紋圈的螺紋與外套筒旋合并將壓 緊前端蓋和一大0型圈，一壓圈壓住一小0型圈，一小螺紋圈與一大螺紋圈的內螺紋旋合并將壓緊一壓圈和一小0型圈，后端蓋壓住另一大0型圈，另一大螺紋圈的螺紋與套筒旋合并 將壓緊后端蓋和另一大0型圈，另一壓圈壓住另一小0型圈，另一小螺紋圈與另一大螺紋圈 的內螺紋旋合并將壓緊另一壓圈和另一小0型圈。還包括傳感器固定套、溫度傳感器、滑動套筒、連接套筒、金屬軟管，連接套筒與外 套筒通過螺紋連接在一起，滑動套筒套入連接套筒內能軸向滑移，滑動套筒內放置傳感器 固定套，溫度傳感器安裝在傳感器固定套的缺口中，金屬軟管插入滑動套筒的尾部并用緊 定螺釘固定。還包括保護帽，保護帽安裝在冷卻空腔的端部。本實用新型如果沒有導流套9，冷卻水將會由入口 9-2直接走捷徑而快速的由9-1 出去，于是，光纖的頭部處的冷卻水將不會流動，而形成“死水”，這將導致冷卻效果惡化。于 是，考慮設計了導流套9，導流套9會將冷卻水分為外層和內層，光纖處在冷卻水的內層，水 在這里沒有“死水”，將會提高冷卻效果。保護帽1是對光纖22的斷面起保護作用的的一個零件，使用時，將會去掉這個保 護帽。滑動套筒18可以在連接套筒20內軸向滑移一段不長的距離，是用于光纖以及套在 光纖外面的金屬軟管21在盤曲或伸展時，光纖與金屬軟管有長度上的變動，而這個可以滑 移的套筒18就是為了保證光纖與金屬軟管的長度差補償。滑動套筒18內放置傳感器固定 套16，無需固定，需要時可以隨時頂出來，方便更換溫度傳感器17。溫度傳感器17安裝在 傳感器固定套16的缺口中，主要是檢測水冷外的光纖溫度，這個傳感器是光纖的第二個保 障當水冷不足以降低光纖溫度的時候，升高的光纖溫度將會讓溫度傳感器17感受到，將 控制系統停止激光的輸出，從而對光纖進行第二次保護。本實用新型的特點1、光纖的頭部完全浸泡在冷卻水中，保持最佳的冷卻效果，從 而能讓大功率激光通過光纖進行傳導。2、在無水冷段的光纖出，增設了溫度傳感器，形成了 第二道保障防線，當無水冷段的光纖溫度過高的時候，可以通過系統的控制，停止激光的輸 出，從而保證光纖的安全。
圖1是浸泡式水冷光纖頭的總裝圖。圖2是浸泡式水冷光纖頭各個零件的裝配順序圖。具體實施方法結合附圖對本實用新型作進一步的描述。參見圖1、圖2，本實用新型包括保護帽1、冷卻空腔、光纖22、導流套9、傳感器固定 套16、溫度傳感器17、滑動套筒18、連接套筒20、金屬軟管21，光纖22密封在冷卻空腔內且 穿過導流套9，且冷卻空腔上設有冷卻水進口 9-2和冷卻水出口 9-1，導流套9用環氧樹脂 膠膠連在冷卻空腔內壁上，導流套9上設的出水口與冷卻空腔冷卻水出口膠連在一起；所 述的冷卻空腔由二個小螺紋圈(2，15)、二個壓圈(3，14)、二個小0型圈(4，13)、二個大螺紋 圈(5，12)、一個前端蓋6、一個后端蓋11、大0型圈(7，10)、外套筒8組成，前后二個小0型 圈(4，13)、前后二個大0型圈(7，10)進行密封而形成的一個密閉冷卻空腔，前后二個小0 型圈(4，13)將光纖22的前后密封，前后二個大0型圈(7，10)將外套筒8的前后密封，前 端蓋6壓住一大0型圈7，一大螺紋圈5的螺紋與外套筒8旋合并將壓緊前端蓋6和一大0型圈7，一壓圈3壓住一小0型圈4，一小螺紋圈2與一大螺紋圈5的內螺紋旋合并將壓緊 一壓圈3和一小0型圈4，后端蓋11壓住另一大0型圈10，另一大螺紋圈12的螺紋與套筒 8旋合并將壓緊后端蓋11和另一大0型圈10，另一壓圈14壓住另一小0型圈13，另一小螺 紋圈15與另一大螺紋圈12的內螺紋旋合并將壓緊另一壓圈14和另一小0型圈13，保護帽 1安裝在冷卻空腔的端部；連接套筒20與外套筒8通過螺紋連接在一起，滑動套筒18套入 連接套筒20內能軸向滑移，滑動套筒18內放置傳感器固定套16，溫度傳感器17安裝在傳 感器固定套16的缺口中，金屬軟管21插入滑動套筒18的尾部并用緊定螺釘19固定。冷 卻水進口 9-2、冷卻水出口 9-1將外接快速插頭(本圖未畫)。形成冷卻空腔主要是由前后四個0型圈進行密封而形成的一個密閉冷卻空腔， 即小0型圈4和13用于光纖22的前后密封，大0型圈7和10用于密封冷卻外腔；如果沒 有導流套9，冷卻水將會由冷卻水進口 9-2直接走捷徑而快速的由冷卻水出口 9-1出去，于 是，光纖的頭部處的冷卻水將不會流動，而形成“死水”，這將導致冷卻效果惡化。于是，考慮 設計了導流套9，導流套9會將冷卻水分為外層和內層，光纖處在冷卻水的內層，水在這里 沒有“死水”，將會提高冷卻效果。保護帽1是對光纖22的斷面起保護作用的的一個零件，使用時，將會去掉這個保 護帽。滑動套筒18可以在連接套筒20內軸向滑移一段不長的距離，是用于光纖以及套 在光纖外面的金屬軟管21在盤曲或伸展時，光纖與金屬軟管有長度上的變動，而這個可以 滑移的套筒18就是為了保證光纖與金屬軟管的長度差補償。滑動套筒18內放置傳感器固 定套16，無需固定，需要時可以隨時頂出來，方便更換溫度傳感器17。溫度傳感器17安裝 在傳感器固定套16的缺口中，主要是檢測水冷外的光纖溫度，這個傳感器是光纖的第二個 保障當水冷不足以降低光纖溫度的時候，升高的光纖溫度將會讓溫度傳感器17感受到， 將控制系統停止激光的輸出，從而對光纖進行第二次保護。
權利要求一種用于激光傳輸的浸泡式水冷光纖頭，包括冷卻空腔、光纖、導流套，其特征在于光纖密封在冷卻空腔內且穿過導流套，且冷卻空腔上設有冷卻水進口和冷卻水出口，導流套用環氧樹脂膠膠連在冷卻空腔內壁上，導流套上設的出水口與冷卻空腔冷卻水出口膠連在一起。
2.根據權利要求1所述的用于激光傳輸的浸泡式水冷光纖頭，其特征在于所述的冷 卻空腔由二個小螺紋圈、二個壓圈、二個小0型圈、二個大螺紋圈、一個前端蓋、一個后端 蓋、大0型圈、外套筒組成，前后二個小0型圈、前后二個大0型圈進行密封而形成的一個密 閉冷卻空腔，前后二個小0型圈將光纖22的前后密封，前后二個大0型圈將外套筒8的前 后密封，前端蓋壓住一大0型圈，一大螺紋圈的螺紋與外套筒旋合并將壓緊前端蓋和一大0 型圈，一壓圈壓住一小0型圈，一小螺紋圈與一大螺紋圈的內螺紋旋合并將壓緊一壓圈和 一小0型圈，后端蓋壓住另一大0型圈，另一大螺紋圈的螺紋與套筒旋合并將壓緊后端蓋和 另一大0型圈，另一壓圈壓住另一小0型圈，另一小螺紋圈與另一大螺紋圈的內螺紋旋合并 將壓緊另一壓圈和另一小0型圈。
3.根據權利要求2所述的用于激光傳輸的浸泡式水冷光纖頭，其特征在于還包括傳 感器固定套、溫度傳感器、滑動套筒、連接套筒、金屬軟管，連接套筒與外套筒通過螺紋連接 在一起，滑動套筒套入連接套筒內能軸向滑移，滑動套筒內放置傳感器固定套，溫度傳感器 安裝在傳感器固定套的缺口中，金屬軟管插入滑動套筒的尾部并用緊定螺釘固定。
4.根據權利要求2或3所述的用于激光傳輸的浸泡式水冷光纖頭，其特征在于還包 括保護帽，保護帽安裝在冷卻空腔的端部。
專利摘要本實用新型涉及一種用于激光傳輸的浸泡式水冷光纖頭，包括冷卻空腔、光纖、導流套，光纖密封在冷卻空腔內且穿過導流套，且冷卻空腔上設有冷卻水進口和冷卻水出口，導流套用環氧樹脂膠膠連在冷卻空腔內壁上，導流套上設的出水口與冷卻空腔冷卻水出口膠連在一起。本實用新型有效地提高冷卻效率，從而可以用光纖傳輸更大功率的激光。并增加了溫度傳感器，主要是檢測沒有水冷部分的光纖溫度，這個傳感器是光纖的第二個保障。
文檔編號G02B6/26GK201757791SQ201020277409
公開日2011年3月9日 申請日期2010年8月2日 優先權日2010年8月2日
發明者吳軒, 韓小平 申請人:武漢逸飛激光設備有限公司