Hőmérsékletszabályozó technológia és alkalmazások

Minden lézerkészülék működtetésekor a betáplált energia csak egy részéből keletkezik fényjel, míg a fennmaradó energia hő formájában szabadul fel. Az ellenőrzés nélkül maradt hő károsíthatja a rendszer egyes elemeit és csökkentheti annak élettartamát. Különösen igaz ez lézerdiódák és egyéb optoelektronikai eszközök esetében.

Például egy GaAs lézerdióda, amely a közel-infravörös tartományban működik, jellemzően 10.000 órás élettartamot ér el, ha a hőmérsékletet 25 °C-on tartják hőmérsékletszabályozással. Amennyiben azonban nem alkalmaznak hőmérsékletszabályozót, ez az érték minden 10 °C-os túllépés esetén a felére csökkenhet az ideális hőmérséklet felett. Ezért célszerű hűtőmodult üzemeltetni hőmérsékletszabályozóval a potenciális károsodás elkerülése és költségmegtakarítás érdekében. Egyidejűleg ez biztosítja a lézernyaláb minőségét is, mivel a túlzott hő a kibocsátó felületek károsodásához vezethet, ami mind a kibocsátott fény mennyiségét, mind minőségét rontja.

Ennek elkerülése érdekében ajánlott megfelelő hőmérsékletszabályozót alkalmazni, amely passzív és/vagy aktív hűtőrendszerhez van csatolva.

[product:206]

A passzív hűtőrendszer hőelvezetőként funkcionál, amelyhez a felesleges hő átkerül (pl. víztartály ventilátorral). Bár ez elegendő lehet alacsony és közepes teljesítményű rendszerekhez, a Peltier-modullal szerelt TEC szabályozó általában biztonságosabb megoldást és stabilabb hőmérséklet-szabályozást kínál.

A TEC (termoelektromos hűtő) egy elektromosan táplált kerámia modul, amely hőmérsékletszabályozóval egy oldalát hűti, miközben a hőt az ellenkező felületre továbbítja. A lézerrögzítő a meleg oldal hőelnyelőjeként működik. A hideg oldalt jellemzően réz- vagy alumínium hűtőlemezen keresztül csatolják a lézermodulhoz; réz preferált a jobb hővezető képessége és egyenletes hőmérséklet-eloszlása miatt.

A szabályozóhurkot egy, a TEC vezérlőről a hűtőlemezhez csatlakoztatott hőmérő zárja. Előre konfigurált rendszerek esetében külön nyílás van kialakítva a hőmérő számára a hűtőlemezen, ami minimalizálja a termikus tehetetlenséget, gyors választ biztosítva. Nagyobb teljesítményigényű alkalmazásoknál vízhűtőt célszerű alkalmazni a TEC modul meleg oldalán. Professzionális hűtőmodulok, Peltier elemek és kompatibilis TEC vezérlők széles választéka kombinálható az optimális teljesítmény érdekében.

[product:102]

A legegyszerűbb hőkárosodás elleni védelem a Be/Ki hőmérsékletszabályozó. Ez csak akkor kapcsol be, ha a mért hőmérséklet meghaladja (hűtés) vagy alulmúlja (fűtés) az előre meghatározott értéket. Nincs köztes állapot – a szabályozó teljes teljesítménnyel működik, amíg az érték el nem éri a beállított szintet. Ez az egyszerű elv olyan rendszerekhez ideális, amelyek nem igényelnek precíz hőmérséklet-szabályozást.

PID TEC vezérlő alkalmazásával lehet a leghatékonyabban védeni az érzékeny berendezéseket. A PID szabályozókat széles körben használják ipari folyamatokban, és – megfelelő hangolás esetén – gyakran hatékonyabbak még az összetettebb eljárásoknál is. Az automatizált ipari folyamatok mintegy 95%-ában PID alapú hőmérsékletszabályozót alkalmaznak.

[product:181]

PID komponensek:

• Proporcionális (P): a teljesítmény arányos a célértéktől való eltéréssel; nagyobb P erősítés kisebb kimenetet ad ugyanakkora hibára.
• Integráló (I): megszünteti az állandósult hibát az eltérés időbeli integrálásával; magasabb I érték lassítja a felhalmozódást.
• Deriváló (D): előrejelzi a jövőbeni eltérést a változás sebessége alapján; nagyobb D növeli a válaszkészséget a zavarásokra.

Összességében a PID típusú hőmérsékletszabályozó gyors, proaktív és pontos szabályozást kínál, gyors reagálással az átmeneti változásokra – elősegítve a lézerdiódák és optikai eszközök hosszú élettartamát és stabil működését.

Forduljon hozzánk bizalommal, ha kérdése vagy egyedi igénye van testreszabott hőmérsékletszabályozó tervezéséhez.