Technologie regulace teploty a její aplikace

Při provozu laserového zařízení se pouze část dodané energie přemění na světelný signál. Zbytek se uvolní ve formě tepla, které—pokud není regulováno—může poškodit části vašeho systému a zkrátit jeho životnost. Toto je zvláště důležité u laserových diod a mnoha dalších optoelektronických komponent.

Například GaAs laserová dioda pracující v blízké infračervené oblasti má typicky životnost 10 000 hodin při udržování teploty na 25 °C s použitím teplotní regulace. Pokud však není použit regulátor teploty, tato hodnota se snižuje na polovinu s každých 10 °C nad ideální teplotou. Proto je vhodné použít chladicí modul řízený regulátorem teploty, aby se předešlo poškození a zamezilo ekonomickým ztrátám. Zároveň to zajišťuje kvalitu laserového svazku, neboť nadměrné teplo může poškodit výstupní facety a snížit množství i kvalitu generovaného světla.

Aby se tomuto zabránilo, doporučuje se použití vhodného regulátoru teploty v kombinaci s pasivním a/nebo aktivním chladicím systémem.

[product:206]

Pasivní chladicí systém působí jako tepelný odvod, na který je odváděno přebytečné teplo (například vodní nádrž s ventilátorem). Pro některé nízko- a středněvýkonné systémy může toto řešení postačovat, obecně však TEC regulátor s Peltierovým modulem zajišťuje bezpečnější provoz a vyšší teplotní stabilitu.

TEC (termoelektrický chladič) je napájený keramický modul, který pod řízením regulátoru ochlazuje jednu stranu a přenáší teplo na protilehlou plochu. Držák laseru slouží na horké straně jako tepelný výměník. Na studenou stranu je obvykle připojen laserový modul přes měděnou nebo hliníkovou chladičovou desku; měď je preferována díky lepším tepelným vlastnostem a rovnoměrnému rozložení teploty.

Regulační smyčka je uzavřena připojením teplotního senzoru z TEC regulátoru na chladičovou desku. Přednastavený systém s dedikovaným otvorem pro termistor v chladičové desce minimalizuje tepelnou setrvačnost a zajišťuje rychlou odezvu. Pro větší výkony doporučujeme přidat vodní chlazení na horké straně TEC modulu. Pro optimální vlastnosti lze kombinovat různé profesionální chladicí moduly, Peltierovy články i odpovídající TEC regulátory.

[product:102]

Nejzákladnější formou ochrany proti tepelnému poškození je on/off regulátor teploty. Spíná napájení pouze v případě, že naměřená teplota překročí nastavenou hodnotu (chlazení) nebo k ní klesne (ohřev). Neexistuje mezistav—regulátor aplikuje 100% výkonu, dokud není dosažena nastavená hodnota. Toto jednoduché řešení je vhodné pro systémy, které nevyžadují přesné řízení teploty.

Použití PID TEC regulátoru je nejúčinnějším způsobem ochrany citlivých zařízení. PID regulátory se hojně používají v průmyslových procesech a při správném nastavení často překonávají i sofistikovanější schémata. Přibližně 95 % automatizovaných průmyslových procesů využívá PID regulátory teploty.

[product:181]

Komponenty PID:

• Proporcionální (P): výkon je úměrný rozdílu od nastavené hodnoty; vyšší P gain snižuje výkon při stejné odchylce.
• Integrální (I): eliminuje dlouhodobou odchylku integrací rozdílu v čase; vyšší I zpomaluje akumulaci tohoto členu.
• Derivační (D): predikuje budoucí odchylku na základě rychlosti změny; vyšší D zvyšuje odezvu na rušení.

Celkově PID regulátor teploty nabízí rychlou, proaktivní a přesnou regulaci s okamžitou reakcí na náhlé změny—zajišťuje dlouhou životnost a stabilní výkon laserových diod i optických soustav.

Neváhejte nás kontaktovat v případě dotazů nebo specifických požadavků na zákaznický regulátor teploty.