Технология и приложения на температурни контролери

Всеки път, когато работите с лазерно устройство, само част от подаваната енергия се преобразува в светлинен сигнал. Останалата се отделя като топлина, която – ако не се контролира – може да повреди компоненти на системата и да намали нейния експлоатационен живот. Това е особено важно за лазерните диоди, както и за много други оптоелектронни устройства.

Например, GaAs лазерен диод, който работи в близкия инфрачервен диапазон, обикновено има работен живот от 10 000 часа при поддържане на температура 25 °C с температурен контрол. Въпреки това ако не се използва температурен контролер, този срок може да намалее с фактор 2 за всеки 10 °C над препоръчителната температура. Следователно е разумно да се внедри охлаждащ модул с температурен контролер, за да се предотвратят повреди и да се спестят разходи. Освен това, така се гарантира качеството на лазерния лъч, понеже прекомерната топлина може да повреди излъчващите фасети, намалявайки както количеството, така и качеството на генерираната светлина.

За да се избегне това, препоръчително е използването на подходящ температурен контролер в комбинация с пасивна и/или активна охладителна система.

[product:206]

Пасивната охладителна система функционира като топлоотвод, към който се отвежда излишната топлина (напр. резервоар с вода и вентилатор). Това може да е достатъчно за ниско- и средномощни системи, но TEC контролер с Пелтие модул осигурява по-надежден подход и по-голяма температурна стабилност.

TEC (термоелектричен охладител) е захранван керамичен модул, който под управление от температурен контролер, охлажда едната страна, като пренася топлината към противоположната повърхност. Монтажът на лазера действа като топлоотвод от горещата страна. Студената страна обикновено се свързва към лазерния модул посредством медна или алуминиева охлаждаща пластина – медта се предпочита заради по-добрите си топлопроводими свойства и равномерното разпределение на температурата.

Управляващият контур се затваря чрез свързване на температурен сензор от TEC контролера към студената пластина. Заводски конфигурирана система със специализиран отвор в охладителя за термистор гарантира бърза реакция чрез минимизиране на топлинната инертност. За приложения с по-висока мощност е препоръчително добавянето на воден охладител към горещата страна на TEC модула. Различни професионални охладителни модули, Пелтие модули и съответните TEC контролери могат да бъдат комбинирани за оптимална работа.

[product:102]

Най-базисната форма за предотвратяване на топлинни повреди е on/off температурният контролер. Той се включва само когато измерената температура надвиши (охлаждане) или падне под (отопление) зададената стойност. Не съществува междинно състояние – контролерът подава 100% мощност до достигане на зададената температура. Тази проста схема е подходяща за системи, които не изискват прецизен температурен контрол.

Използването на PID TEC контролер е най-ефективният начин за защита на чувствителни устройства. PID контролерите са стандарт в индустриалните процеси и – при добре настроени параметри – често превъзхождат по-сложни системи за управление. Около 95% от автоматизираните индустриални процеси използват PID температурни контролери.

[product:181]

PID компоненти:

• Пропорционален (P): мощността е пропорционална на отклонението от зададената стойност; по-високият P коефициент намалява изхода за същата грешка.
• Интегрален (I): елиминира системната грешка чрез интегриране на разликата във времето; по-високият I параметър забавя натрупания термин.
• Деривативен (D): прогнозира бъдещото отклонение, базирано на скоростта на промяна; по-високият D параметър увеличава реакцията към смущения.

Като цяло PID температурният контролер осигурява бърза, превантивна и точна регулация с мигновен отговор при внезапни изменения, което поддържа дълъг експлоатационен живот и стабилна работа на лазерни диоди и оптика.

Не се колебайте да се свържете с нас, ако имате въпроси или специфични изисквания за индивидуален температурен контролер.