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激光行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入快車道，尤其當(dāng)前光纖激光器和半導(dǎo)體激光器已經(jīng)相當(dāng)成熟且已經(jīng)大批量應(yīng)用于軍工、工業(yè)等諸多領(lǐng)域。但無論何種激光器，都需要及時(shí)匹配相關(guān)的激光冷水機(jī)使用，那如何為激光器選擇一臺適合的冷水機(jī)呢？這是很多人非常容易忽略的問題。

現(xiàn)在的激光設(shè)備廠，多數(shù)關(guān)注激光器的參數(shù)，把激光冷水機(jī)作為配套機(jī)器使用，業(yè)內(nèi)均稱之為“水箱”，可見其在激光設(shè)備中的地位并不高。然而激光冷水機(jī)對于激光器的配套使用卻尤其重要。目前國內(nèi)生產(chǎn)激光冷水機(jī)的廠家很多，但研究激光冷水機(jī)的卻相對較少。激光冷水機(jī)系統(tǒng)除基礎(chǔ)的外觀結(jié)構(gòu)件外，主要還包括其內(nèi)部的制冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大方面：制冷系統(tǒng)一般由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器等四大部件組成；控制系統(tǒng)包括了對制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)、節(jié)流閥、循環(huán)水泵、輔助加熱棒等部分的控制，同時(shí)還包括了配套的液位、流量、環(huán)溫等監(jiān)控部分的控制，甚至還包括對外的通訊系統(tǒng)。本文主要從技術(shù)領(lǐng)域介紹如何選擇一款合適的冷水機(jī)匹配激光器。

（高精度激光冷水機(jī)）

其一是制冷量，激光冷水機(jī)的制冷量首先要匹配激光器的發(fā)熱量。目前國內(nèi)設(shè)備廠選擇冷水機(jī)，在不會(huì)選擇的情況下一般優(yōu)先選擇大冷量的，確保冷量足夠，但實(shí)際上大功率的冷水機(jī)體積大，質(zhì)量重，給運(yùn)輸和測試搬運(yùn)等都帶來各種不便。壓縮機(jī)的制冷量隨著蒸發(fā)溫度、冷凝溫度等不同而不同，所以激光冷水機(jī)的制冷量在不同的季節(jié)、不同的環(huán)境溫度（比如實(shí)際使用時(shí)室內(nèi)是否安裝空調(diào)）下差別較大，選擇適當(dāng)?shù)募す饫渌畽C(jī)應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮制冷量，不能太小亦不必冗余太多。另一方面，在選擇不同廠家時(shí)，不能盲目以某一家標(biāo)定的制冷量作為參考依據(jù)，因?yàn)椴煌瑥S家定義制冷量的標(biāo)準(zhǔn)可能相差較大，因而更重要的應(yīng)該以實(shí)際情況測定為準(zhǔn)，避免因廠家虛標(biāo)而引起冷量不足。

其二是冷水機(jī)的揚(yáng)程（或壓力）和流量，當(dāng)前多數(shù)激光設(shè)備廠在選擇冷水機(jī)時(shí)，對于壓力和流量等參數(shù)由激光器廠家指定，一般而言水泵的揚(yáng)程和流量較大，對于激光器散熱均有好處，但加大揚(yáng)程和流量后對于冷水機(jī)水泵選型非常困難，尤其會(huì)將冷水機(jī)的體積、重量、功耗大大提高。從激光器廠家的角度而言，增加揚(yáng)程和流量參數(shù)不僅可以降低激光器內(nèi)部冷板的設(shè)計(jì)難度，同時(shí)可以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。作為激光設(shè)備廠，在選擇激光冷水機(jī)時(shí)，激光器廠家提供的參數(shù)應(yīng)該作為參考，但不可全信，而應(yīng)該根據(jù)實(shí)際測試的結(jié)果，選擇合適的揚(yáng)程、流量的冷水機(jī)，一定程度上可以降低冷水機(jī)的成本，從而提高激光設(shè)備整體的競爭力。

（三種不同水泵的對比）

其三是溫度控制，不同的激光器對溫控精度要求不一致。光纖激光器主要需要將熱量帶走，一般提出的精度要求為±1℃，實(shí)際上在±2℃甚至是水溫35℃以內(nèi)均可使用，但對于紫外激光器等對精度要求很高，要求達(dá)到±0.1℃甚至更高。精度要求高的激光器對于配套冷水機(jī)的選型要求非常嚴(yán)格，對于激光冷水機(jī)廠家的技術(shù)也是一種考驗(yàn)，此時(shí)的冷水機(jī)其控制系統(tǒng)算法尤為重要。目前國內(nèi)真正能做到穩(wěn)態(tài)下±0.1℃以內(nèi)的激光冷水機(jī)廠家并不多，對于部分冷水機(jī)廠甚至是前期的鈑金廠轉(zhuǎn)型而言，其控制系統(tǒng)采用的是直接從市面上采購過來的控制器或PID表簡單控制，無法實(shí)現(xiàn)高精度的控制。

（優(yōu)于±0.1℃的激光冷水機(jī)測試曲線）

其四是由終端用戶倒推激光冷水機(jī)的選擇。當(dāng)前仍有部分廠家為了節(jié)約成本還在使用R22制冷劑開發(fā)激光冷水機(jī)，而R22制冷劑因其對臭氧層的破壞已經(jīng)逐步被替代，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)禁止使用。如果整套激光設(shè)備是出口相關(guān)國家，那么對于冷水機(jī)選擇同時(shí)需要考慮環(huán)保問題。當(dāng)然還有對應(yīng)國家電壓制式的問題，在這方面我們提倡在可能的范圍內(nèi)盡量使用直流變頻壓縮機(jī)，因?yàn)椴捎弥绷鞴╇姡煌瑖沂褂镁梢酝ㄟ^AC-DC電源模塊調(diào)制即可，而AC-DC電源模塊的普適性強(qiáng)，直流變頻壓縮機(jī)的使用不僅有利于高精度的溫控，同時(shí)也是未來節(jié)能減排的主要方向。

（微型直流變頻壓縮機(jī)）

其五是對通訊的需求。目前國內(nèi)大多數(shù)激光冷水機(jī)只是單機(jī)工作，最多一個(gè)報(bào)警信號與上位機(jī)相連，當(dāng)冷水機(jī)異常時(shí)，激光設(shè)備至多知道冷水機(jī)有問題，但卻不知道具體是什么問題，如何排查。國外的冷水機(jī)需求多數(shù)要求增加通訊接口，通過與上位機(jī)之間的通訊可以讓上位機(jī)了解到機(jī)器的內(nèi)部參數(shù)，比如壓縮機(jī)的工作狀態(tài)、水泵的工作狀態(tài)等等。而國內(nèi)的冷水機(jī)需求僅僅關(guān)注成本。若希望激光設(shè)備的整體性更強(qiáng)，激光冷水機(jī)作為一個(gè)重要部件，理應(yīng)與主機(jī)實(shí)時(shí)通訊，甚至將冷水機(jī)的運(yùn)行情況一并納入到激光設(shè)備的控制系統(tǒng)中，這樣才能有效的提高激光設(shè)備的核心競爭力，也能更好地做好整套產(chǎn)品的售后維護(hù)和服務(wù)。

（屏幕顯示）

當(dāng)然，除了上述幾點(diǎn)冷水機(jī)選型時(shí)所需要關(guān)注的重點(diǎn)外，還需要結(jié)合其他諸多因素的綜合考慮，比如噪音、能耗、體積等。但無論如何選擇，都不建議在某個(gè)或某些參數(shù)上選擇冗余過多，這樣很可能帶來其他參數(shù)的損失或成本的大幅提升。

總而言之，冷水機(jī)散熱應(yīng)該是激光設(shè)備不可或缺的重要部分，不應(yīng)該被作為附屬品被簡單定義為“水箱”，在選擇時(shí)只是簡單的比較價(jià)格。中國制造要想變成中國智造甚至中國創(chuàng)造，不僅需要高大上的航空航天、生物醫(yī)藥、芯片技術(shù)等等，還需要很多基礎(chǔ)的材料學(xué)、熱處理學(xué)和制造工藝。