采用低温冷却的电网异物激光清除系统的制作方法

本发明涉及一种激光系统，属于激光，特别涉及一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，可广泛应用于电网系统运营维护过程中。

背景技术：

1、由于用激光清除电网上的异物，可以大幅提高异物的清除效率、降低异物清除成本，目前，电网异物清除设备已开始在电网运维系统中大规模使用。由于电网异物清除在野外进行，电网异物清除系统的轻量化是系统的一个刚性要求。激光在产生的过程中，会附带产生大量热量，所以大功率激光系统必须有冷却系统才能工作。在激光系统中，冷却系统的重量要大于激光光学系统的重量，所以激光系统轻量化的主要工作是冷却系统的轻量化。传统的激光冷却普遍采用水冷的方式，因水冷功率密度高，激光器的冷却温度通常保持在25度，处于激光器推荐的工作温度范围。在电网异物激光清除系统中，由于传统水冷技术达不到轻量化的要求，目前普遍采用风冷方案。在风冷电网异物激光清除系统中，激光系统的工作温度比环境温度至少高25度，通常工作在60度附近。目前电网异物激光清除系统普遍采用电光效率最高的半导体激光器作为泵源，对于半导体激光来说，运行温度每升高一度，发光效率降低约0.4％，该功率同时变成了热量；运行温度每升高15度，寿命降低50％。显然，风冷激光系统是以降低发光效率和缩短激光器的使用寿命为代价的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，以克服现有技术中存在的问题，本发明利用轻量化的高效低温冷却技术方案，可以使激光器的工作温度处于推荐的工作温度，相比风冷激光系统可以大幅提高激光器的发光效率，同时设备的寿命大幅提升。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，包括光学发射瞄准系统、带输出光纤的激光系统、电池电源系统、带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱、冷却液、液体搅拌器及密封壳；所述带输出光纤的激光系统的输出光纤与所述光学发射瞄准系统连接；所述带输出光纤的激光系统固定在所述带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱的良导热平面上；所述液体搅拌器设置在所述带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱中；所述带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱的良导热面及固定在其上的所述带输出光纤的激光系统密封设置在所述密封壳中；所述带输出光纤的激光系统的输出光纤密封穿过所述密封壳上设置的通孔；所述电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统供电。

4、进一步地，还包括压缩机、冷凝器、蒸发器及连接压缩机、冷凝器、蒸发器的冷媒管；所述蒸发器通过冷媒管密封设置在所述带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱内部；所述冷媒管穿过所述密封壳。

5、一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，包括光学发射瞄准系统、带输出光纤的激光系统、电池电源系统、冷却板、水泵、冷却液储存箱、冷却液及密封壳；所述带输出光纤的激光系统的输出光纤与所述光学发射瞄准系统连接；所述带输出光纤的激光系统固定在所述冷却板上；所述冷却板及所述带输出光纤的激光系统密封设置在所述密封壳中；所述冷却液储存箱、所述冷却板及所述水泵通过管道串联在一起，使所述冷却液在其中流动；或者，所述水泵设置在所述冷区液储存箱中，所述水泵与所述冷却板通过管道串联在一起，使所述冷却液在其中流动；所述管道密封穿过所述密封壳；所述带输出光纤的激光系统的输出光纤密封穿过所述密封壳上设置的通孔；所述电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统供电。

6、进一步地，还包括压缩机、冷凝器、蒸发器及连接压缩机、冷凝器、蒸发器的冷媒管；所述基于压缩机的冷却系统中的蒸发器通过冷媒管密封设置在所述冷却液储存箱内部；所述冷媒管穿过所述密封壳。

7、一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，包括光学发射瞄准系统、带输出光纤的激光系统、电池电源系统、冷却板、密封壳，还包括组成冷却系统的压缩机和冷凝器；所述压缩机、所述冷却板和所述冷凝器用冷媒管串联在一起，所述冷却板作为冷却系统的蒸发器；所述带输出光纤的激光系统的输出光纤与所述光学发射瞄准系统连接；所述带输出光纤的激光系统固定在所述冷却板上；所述冷却板及所述带输出光纤的激光系统密封设置在所述密封壳中；所述冷媒管密封穿过所述密封壳；所述带输出光纤的激光系统的输出光纤密封穿过所述密封壳上设置的通孔；所述电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统及所述压缩机供电。

8、一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，包括光学发射瞄准系统、带输出光纤的激光系统、电池电源系统、冷却板及半导体制冷器；所述半导体制冷器的冷端与冷却板固定连接；所述带输出光纤的激光系统的输出光纤与所述光学发射瞄准系统连接；所述带输出光纤的激光系统固定在所述冷却板上；所述电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统及所述半导体制冷器供电。

9、进一步地，还包括密封壳，所述密封壳用于将所述冷却板上不包括半导体制冷器的区域及所述带输出光纤的激光系统密封。

10、进一步地，所述带输出光纤的激光系统为半导体激光系统，包含至少一个光纤输出半导体激光模块。

11、进一步地，所述带输出光纤的激光系统为光纤激光器。

12、进一步地，所述光学发射瞄准系统至少包括依次设置的正透镜光组、负透镜光组及合波镜；所述合波镜对所述带输出光纤的激光系统发出的光反射，并由所述正透镜光组与所述负透镜光组组成的内调焦式系统发射出去，所述合波镜对可见光瞄准波段的光透射；所述负透镜光组能够沿光轴方向运动；所述正透镜光组与所述负透镜光组组成的内调焦式系统将正透镜光组侧的场景成像到合波镜侧的某个面上，用于瞄准。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

14、本发明采用水冷或冷媒直接冷却或半导体制冷器冷却，可以保证激光器在理想工作温度下工作。相比风冷系统，寿命增加多倍，效率提高约12％，同时，系统的重量不高于相应功率的风冷系统。

15、进一步地，在针对小功率系统的实施技术方案中，直接利用液体储存的冷量对激光器冷却，实现系统的轻量化和低噪声化。

16、进一步地，在针对小功率系统的实施技术方案中，直接利用半导体制冷器对激光器冷却，实现系统的轻量化和低噪声化。

17、进一步地，在某些实施技术方案中，通过直接采用半导体激光器作为激光系统，提高了系统的电光效率、降低了系统成本并减轻了系统重量。

技术特征：

1.一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，包括光学发射瞄准系统、带输出光纤的激光系统(djgxt)、电池电源系统、带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱(dlqyccx)、冷却液、液体搅拌器(ytjbq)及密封壳(mfk)；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)的输出光纤与所述光学发射瞄准系统连接；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)固定在所述带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱(dlqyccx)的良导热平面上；所述液体搅拌器(ytjbq)设置在所述带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱(dlqyccx)中；所述带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱(dlqyccx)的良导热面及固定在其上的所述带输出光纤的激光系统(djgxt)密封设置在所述密封壳(mfk)中；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)的输出光纤密封穿过所述密封壳(mfk)上设置的通孔；所述电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统(djgxt)供电。

2.根据权利要求1所述的一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，还包括压缩机、冷凝器(lnq)、蒸发器(zfq)及连接压缩机、冷凝器(lnq)、蒸发器(zfq)的冷媒管；所述蒸发器(zfq)通过冷媒管密封设置在所述带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱(dlqyccx)内部；所述冷媒管穿过所述密封壳(mfk)。

3.一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，包括光学发射瞄准系统、带输出光纤的激光系统(djgxt)、电池电源系统、冷却板(lqb)、水泵(sb)、冷却液储存箱(lqyccx)、冷却液及密封壳(mfk)；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)的输出光纤与所述光学发射瞄准系统连接；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)固定在所述冷却板(lqb)上；所述冷却板(lqb)及所述带输出光纤的激光系统(djgxt)密封设置在所述密封壳(mfk)中；所述冷却液储存箱(lqyccx)、所述冷却板(lqb)及所述水泵(sb)通过管道串联在一起，使所述冷却液在其中流动；或者，所述水泵(sb)设置在所述冷区液储存箱(lqyccx)中，所述水泵(sb)与所述冷却板(lqb)通过管道串联在一起，使所述冷却液在其中流动；所述管道密封穿过所述密封壳(mfk)；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)的输出光纤密封穿过所述密封壳(mfk)上设置的通孔；所述电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统(djgxt)供电。

4.根据权利要求3所述的一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，还包括压缩机、冷凝器(lnq)、蒸发器(zfq)及连接压缩机、冷凝器(lnq)、蒸发器(zfq)的冷媒管；所述基于压缩机的冷却系统中的蒸发器(zfq)通过冷媒管密封设置在所述冷却液储存箱(lqyccx)内部；所述冷媒管穿过所述密封壳(mfk)。

5.一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，包括光学发射瞄准系统、带输出光纤的激光系统(djgxt)、电池电源系统、冷却板(lqb)、密封壳(mfk)，还包括组成冷却系统的压缩机(ysj)和冷凝器(lnq)；所述压缩机(ysj)、所述冷却板(lqb)和所述冷凝器(lnq)用冷媒管串联在一起，所述冷却板(lqb)作为冷却系统的蒸发器；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)的输出光纤与所述光学发射瞄准系统连接；所述带输出光纤的激光系统固定在所述冷却板(lqb)上；所述冷却板(lqb)及所述带输出光纤的激光系统(djgxt)密封设置在所述密封壳(mfk)中；所述冷媒管密封穿过所述密封壳(mfk)；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)的输出光纤密封穿过所述密封壳(mfk)上设置的通孔；所述电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统(djgxt)及所述压缩机(ysj)供电。

6.一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，包括光学发射瞄准系统、带输出光纤的激光系统(djgxt)、电池电源系统、冷却板(lqb)及半导体制冷器；所述半导体制冷器的冷端与冷却板(lqb)固定连接；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)的输出光纤与所述光学发射瞄准系统连接；所述带输出光纤的激光系统(djgxt)固定在所述冷却板(lqb)上；所述电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统(djgxt)及所述半导体制冷器供电。

7.根据权利要求6所述的一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，还包括密封壳(mfk)，所述密封壳(mfk)用于将所述冷却板(lqb)上不包括半导体制冷器的区域及所述带输出光纤的激光系统(djgxt)密封。

8.根据权利要求1、3、5或6任一项所述的一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，所述带输出光纤的激光系统(djgxt)为半导体激光系统，包含至少一个光纤输出半导体激光模块。

9.根据权利要求1、3、5或6任一项所述的一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，所述带输出光纤的激光系统(djgxt)为光纤激光器。

10.根据权利要求1、3、5或6任一项所述的一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，其特征在于，所述光学发射瞄准系统至少包括依次设置的正透镜光组(ztjgz)、负透镜光组(ftjgz)及合波镜(hbj)；所述合波镜(hbj)对所述带输出光纤的激光系统(djgxt)发出的光反射，并由所述正透镜光组(ztjgz)与所述负透镜光组(ftjgz)组成的内调焦式系统发射出去，所述合波镜(hbj)对可见光瞄准波段的光透射；所述负透镜光组(ftjgz)能够沿光轴方向运动；所述正透镜光组(ztjgz)与所述负透镜光组(ftjgz)组成的内调焦式系统将正透镜光组(ztjgz)侧的场景成像到合波镜(hbj)侧的某个面上，用于瞄准。

技术总结
本发明公开了一种采用低温冷却的电网异物激光清除系统，包括带输出光纤的激光系统，带输出光纤的激光系统固定在带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱的良导热平面上；液体搅拌器设置在带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱中；带有至少一个良导热平面的冷却液储存箱的良导热面及固定在其上的带输出光纤的激光系统密封设置在密封壳中；带输出光纤的激光系统的输出光纤密封穿过密封壳上设置的通孔；电池电源系统为所述带输出光纤的激光系统提供能量。本发明可以大幅提高激光器的发光效率，同时设备的寿命大幅提升。

技术研发人员：方笑尘,方强
受保护的技术使用者：宁波冈仁波齐激光技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15