專利名稱：熱穩定輕便型激光儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種激光整機，它特別適用于輕便型、手提式、而又要求激光器在熱穩定條件下正常地連續工作的激光整機。
在激光應用中，它的主要器件之一，激光器必須在良好的散熱條件下才能進行正常工作。
對于激光器的散熱辦法，一般是采用恒速自來水冷卻，或采用大的儲水箱非密封循環冷卻。若采用自來水冷卻，既需要用恒速裝置，又限制了整機使用的機動性。若采用大的儲水箱非密封循環冷卻，則又大大地增加了整機的體積和重量，而且不可避免地出現整機的“熱積累效應”。如采用儲水冷卻的手提式激光醫療機，工作中機箱溫度和激光器的工作溫度隨時間遞增，當它連續工作10分鐘以上時，激光器的輸出功率將下降，就必須停機，使用暫停，因而整機不能連續工作，只能斷續工作。
為了獲得輕便的激光儀，近幾年有不少人對激光器的散熱進行了研究，直接采用風冷、熱管冷卻、導熱片直接散熱等方法，但都未得到很好的效果。
本實用新型的目的是(1)消除整機的“熱積累效應”，使激光器在連續工作時能處于熱穩定的環境中。(2)取消儲水冷卻箱，減小整機的體積和重量。從而獲得熱穩定、輕便型、長時間連續正常工作的激光整機。
本實用新型的特征是它的散熱系統是由吸熱部份(吸熱器)、熱運輸部分、熱交換部分(熱交換器)、驅熱部分(驅熱器)與激光器的有機結合，形成封閉式的導熱回路。載熱介質在該回路中閉合循環，快速地將工作中的廢熱散發到機箱外。
由于導熱系統和激光器是有機結合，在這里激光器的發熱部位，也是導熱系統的一部分(可看作是導熱系統吸熱器的一部分)，導熱系統的載熱介質，也就是激光器的冷卻液，它在熱回路中循環工作。散熱的過程是載熱介質從激光器的發熱部位吸收廢熱后，在循環泵的驅動下，廢熱迅速被運輸到熱交換器釋放熱量，并由驅熱器將釋放出的熱散發到機箱外。
吸熱器是夾層腔體，以便載熱介質在里面流動。外形可作成筒形、螺旋管形、平板形、半圓形，要求與發熱部分的接觸面積盡量大，以提高吸熱效率。對氣體激光器(如CO2激光器)就用它的放電管和冷卻管作腔壁構成吸熱器。
熱運輸部分，包括管道、循環泵、載熱介質、穩流器，載熱介質必須選用“比熱值”高，沸點高，冰點低，粘度小，對導熱系統材料無腐蝕且安全的液體。一般情況下選用水，或水加乙二醇。環循泵要求有良好的密封性能。穩流器是充滿載熱介質的小容器，用以穩定載熱介質的流速。
熱交換器是腔式它的形狀(盤形、螺旋管形、柵欄形等)和大小可根據需要設計。設計的原則是盡可能使散熱面大。根據需要在熱回路中可以安裝一個或數個熱交換器，其安裝位置在冷空氣流動的通路上。制作熱交換器的材料選用導熱性好的導體。
驅熱器選用體積小、重量輕、噪音小、風量大的風機。
本實用新型中所采用的散熱系統，熱的發散機理既不是靠輻射，也不是靠對流或傳導，而是由載熱介質運輸。由于載熱介質比熱值高放出的熱量又被驅熱器迅速散發，因而整個散熱系統吸熱效率高，散熱速度快。從而解決了整機的“熱累積效應”，使激光器在長時間連續運行時仍處在熱穩定的環境中。在導熱系統中取消了儲水冷卻箱，并可將系統作的很小，這就實現激光整機的小型化、輕型化、甚至可以作成手提式。它適用于各種激光整機，無論在激光醫療、激光通訊、民用、軍用方面都有很大的實用價值。
以下結合附圖
所示對本實用新型的實施例作進一步描述。
附圖為導熱穩定輕便型激光儀的一種——手提式CO2激光醫療機結構示意圖(電路系統、光路系統用方框表示，機箱略去)。
圖中(1)——激光器的反射鏡；(2)——激光器的電極；(3)——載熱介質運輸管(即激光器冷卻液進出管)；(4)——激光器外殼；(5)——激光器回氣管；(6)——導熱系統的吸熱器(即激光器的冷卻管)；(7)——激光器放電管；(8)——激光器的工作氣體；(9)——載熱介質(即激光器的冷卻液)；(10)——循環泵；(11)——熱交換器；(12)——驅熱器；(13)——穩流器。
實施例中，選用250mm長的CO2激光器一個、循環泵一個、穩流器一個、風機一個、用銅材制作的螺旋形熱交換器一個，載熱介質采用水。參照附圖所示，將含有載熱介質運輸管(3)與導熱系統的吸熱器(6)、循環泵(10)、穩流器(13)、熱交環器(11)聯結，構成一封閉式回路，并將驅熱器(12)安裝在熱交換器附近，就組成了導熱系統。激光器再與電路系統和光路系統聯接。外面配上機箱就制作了一種熱穩定輕便型手提式CO2激光醫療機，其整機特點〈1〉熱穩定性好，整機能長時間連續運傳；開機5——10分鐘即達到熱平衡，熱平衡溫度僅比環境溫度高5℃左右。長時間連續工作中，熱平衡溫度穩定。〈2〉輕便型由于減小了體積和重量、作成了手提式，大大增加了機動性，可適應城市、鄉村、山區各種環境的住院、門診、出診和巡回醫療。
權利要求1.一種導熱穩定的輕便激光儀，它是由激光器，電路系統、光路系統、導熱系統和機箱構成，其特征在于它的導熱系統是由吸熱部分(吸熱器)、熱運輸部分、熱交換部分(熱交換器)、和驅熱部分(驅熱器)與激光器的有機結合，形成封閉的導熱回路。載熱介質在回路中循環，快速地將廢熱散發到空中。
2.根據權利要求1所述的導熱穩定的輕便激光儀，其特征在于吸熱器是夾層腔體，它的外型可作成筒形、螺旋管形、平板形、半園形。
3.根據權利要求1所述的導熱穩定的輕便激光儀，其特征在于熱運輸部分是由管道、循環泵、載熱介質、穩流器組成。
4.根據權利要求1所述的導熱穩定的輕便激光儀，其特征在于熱交換器是腔式，載熱介質在里面流動。在獲得盡可能大的散熱面的情況下，可根據需要設計成各種空腔式形狀，如盤香形、螺旋管形、柵欄形等。
5.根據權利要求4所述的導熱穩定的輕便激光儀，其特征在于熱交換器要選用導熱性能高的材料。
專利摘要一種導熱穩定輕便型激光儀、它是由激光器、電路系統、光路系統、導熱系統和機箱構成，其特征是它的導熱系統是由吸熱部分、熱運輸部分、熱交換部分和驅熱部分與激光器的有機結合，形成封閉的導熱回路。載熱介質在回路中閉合循環，快速地將激光儀在工作中產生的廢熱散發到空中。采用這種導熱系統的各種激光整機，能使整機在熱穩定的條件下長時間正常工作。又能減小它的體積和重量。
文檔編號G02B27/00GK2057004SQ89213259
公開日1990年5月9日 申請日期1989年10月25日 優先權日1989年10月25日
發明者詹光永, 孫維勇, 寧永, 張壽康, 強希沛, 羅正文 申請人:電子科技大學