Technologie en Toepassingen van Temperatuurregelaars

Bij gebruik van een lasercomponent wordt slechts een gedeelte van het toegevoerd vermogen omgezet in een lichtsignaal. Het resterende deel wordt afgevoerd als warmte, die - indien niet gereguleerd - schade kan veroorzaken aan systeemonderdelen en de levensduur vermindert. Dit is met name relevant voor laserdiodes en vele andere opto-elektronische apparaten.

Zo heeft een GaAs-laserdiode die werkt in het nabij-infrarood doorgaans een bedrijfsduur van 10.000 uur indien de temperatuur met temperatuurregeling wordt gehouden op 25 °C. Echter, wanneer geen temperatuurregelaar wordt toegepast, halveert deze levensduur voor elke 10 °C boven de ideale temperatuur. Om schade en onnodige kosten te voorkomen is het verstandig een koelmodule met temperatuurregelaar toe te passen. Dit waarborgt tevens de kwaliteit van de laserbundel, aangezien overmatige warmte de emitterende facetten kan aantasten met afname van zowel de kwantiteit als kwaliteit van het uitgestraalde licht tot gevolg.

Gebruik hiervoor een aangepaste temperatuurregelaar in combinatie met een passief en/of actief koelsysteem.

[product:206]

Een passief koelsysteem werkt als een warmte-afvoer waarin overtollige warmte wordt overgedragen (bijvoorbeeld een watertank met ventilator). Dit is voldoende voor sommige systemen met lage of middelhoge vermogens, maar een TEC-controller met Peltier-module biedt doorgaans meer veiligheid en nauwkeurigere temperatuurstabiliteit.

Een TEC (thermo-elektrische koeler) is een aangedreven keramisch element dat onder controle van een temperatuurregelaar één zijde koelt terwijl het warmte naar het tegenoverliggende oppervlak transporteert. De lasermontage fungeert als warmtewisselaar aan de warme zijde. De koude zijde wordt meestal gekoppeld aan de lasermodule door een koperen of aluminium koelplaat; koper heeft hierbij de voorkeur vanwege zijn superieure thermische eigenschappen en gelijkmatige temperatuurverdeling.

De regelkring wordt gesloten door een temperatuursensor van de TEC-controller aan te sluiten op de koelplaat. Een fabrieksmatig gepreconfigureerd systeem met een speciale uitsparing voor de thermistor in de koelplaat verzekert een snelle respons door minimale thermische traagheid. Voor toepassingen met hoger vermogen kan aan de warme zijde van de TEC-module tevens een waterkoeler toegevoegd worden. Er zijn diverse professionele koelmodules, Peltier-elementen en bijbehorende TEC-regelaars te combineren voor optimale prestaties.

[product:102]

De meest elementaire vorm van oververhittingspreventie is een aan/uit-temperatuurregelaar. Deze schakelt enkel in wanneer de gemeten temperatuur boven (koelen) of onder (verwarmen) een ingestelde waarde ligt. Er is geen tussenstand - de regelaar levert 100% vermogen tot de ingestelde waarde is bereikt. Dit eenvoudige principe is geschikt voor systemen waar geen precieze temperatuurbeheersing is vereist.

Het inzetten van een PID TEC-regelaar is de meest effectieve methode om gevoelige componenten te beschermen. PID-regelaars worden breed toegepast in industriële processen en - mits goed afgesteld - presteren deze vaak beter dan complexere systemen. Circa 95% van de geautomatiseerde industriële processen maakt gebruik van PID-temperatuurregelaars.

[product:181]

PID-componenten:

• Proportioneel (P): Het vermogen is evenredig aan het verschil met de setpoint; een hogere P-versterking vermindert de uitgang voor dezelfde fout.
• Integraal (I): Corrigeert de stationaire afwijking door het verschil over de tijd te integreren; een hogere I-waarde vertraagt de geaccumuleerde component.
• Differentieel (D): Anticipeert op toekomstige afwijkingen op basis van de snelheidsverandering; een hogere D-versterking verhoogt de respons op verstoringen.

Al met al biedt een PID-temperatuurregelaar snelle, proactieve en nauwkeurige sturing met een directe reactie op plotselinge veranderingen - dit ondersteunt een lange levensduur en stabiele werking van laserdiodes en optica.

Neem gerust contact op bij vragen of specifieke wensen voor een aangepaste temperatuurregelaar.