红外热成像在激光行业的应用

一、项目背景

光纤激光器具有光束质量好、能量密度高、电光转换效率高、散热好、结构紧凑、免维护、传输灵活等优点。已成为激光技术发展的主流方向和应用的主力军。光纤激光器的整体电光效率为30%~35%，大部分能量以热量的形式散失。

因此，激光器工作过程中的温度控制直接决定了激光器的质量和使用寿命。传统的接触式测温方式会破坏激光器本体的结构，而单点非接触式测温方式无法准确捕捉光纤温度。利用红外热像仪在光纤激光器生产过程中检测光纤，尤其是光纤熔接处的温度，可以有力地保证光纤产品的开发和质量控制。生产测试过程中对泵浦源、合束器、尾纤等进行测温，保证产品质量。

在应用端红外热成像测温还可以在激光焊接、激光熔覆等场景进行测温。

红外热像仪应用于光纤激光器检测的独特优势：

1、红外热像仪测温具有远距离、非接触、大面积测温的特点。

2、专业测温软件，可自由选择监测温度区域，自动获取和记录最高温度点，提升测试效率。

3、可设置温度阈值、定点采样，多次测温，实现数据自动采集和曲线生成。

4、支持多种形式的超温报警，自动根据设置值判定异常，自动生产数据报告。

5、支持二次开发和技术服务，提供多平台SDK，方便集成开发自动化设备。

二、红外应用

1、光纤熔接点质量监测

在大功率光纤激光器的制造过程中，光纤熔接处可能存在一定尺寸的光学不连续性和缺陷，严重的缺陷会导致光纤熔接处异常发热，从而对激光器造成损坏或烧掉热点。因此，光纤熔接接头的温度监测是光纤激光器制造过程中的一个重要环节。使用红外热像仪可以实现对光纤熔接点的温度监测，从而判断被测光纤熔接点的质量是否合格，提高产品质量。

使用在线式红外热像仪集成到自动化设备上，能够稳定快速的测试光纤温度，提高生产效率。

图1 光纤测温

2、LD泵浦源

单个LD芯片输出的激光功率是有限的。 Pumping 将多个 LD 芯片封装在一起，以增加输出功率。泵浦产生大量热量，因此温度直接影响芯片输出的激光波长。使用红外热像仪对每台泵的来料进行质量检测，不合格的泵退回，保证激光器质量。

泵浦输入输出光纤温度检测。

图2 泵浦温度检测

3、合束器温度检测

合束器的作用是将N个泵浦激光合并为一个激光，实现激光的高功率输出。使用红外热像仪进行工作温度测试，可以对合束器工作是否正常进行判别，提升产品品质。

图3 光纤合束器

4、激光焊接

由于激光焊接的温度很高，所以采用的红外热像仪必须能够测量很高的温度，还要求温度范围广，我们的红外热像仪器测温范围-20-1600℃，可满足焊接过程中的温度范围。

由于焊接的升温过程和整个焊接过程都比较快，所以要采用帧频较高的高速红外热像仪，使用在线式红外热像仪帧率50HZ/100HZ，可以快速捕捉温度变化。由于激光焊接的特殊环境，所以人必须能远离焊接现场，使用红外热像仪能够在线实时进行测温在后台操作。

红外热成像是探测长波红外（8-14um波长）进行成像和测温，不受激光光源的影响。

5、激光熔覆熔池测温

激光熔覆熔池温度变化快，熔池区域小，使用热成像测温可以准确的捕捉到温度的变化和熔池温度场的分布。红外热成像可最高测试2000℃的熔池温度。

在线式红外热成像测温仪—功能特性

（1）超高的响应范围

采用分段式测温参数调取，测温范围多档可选，涵盖-20℃~1600℃，在这个范围内可以实现正常测温，测温精度可达±2%，超出这个范围也可以正常成像。

（2）采用高帧频设计

可以观测快速移动的目标，常规产品帧率25Hz/50Hz，特殊的应用场景还有100Hz高速红外成像测温产品。

（3）采用高透过率无热化镜头

前片镀碳膜，不加装锗窗的情况下也可以起到一定的保护作用，另外也有高透过率的锗窗保护罩可以选配，适应各种恶劣使用场所。

（4）采用千兆网设计网线传输

既保证了远距离传输又保证了传输的可靠性，同时也可让人原理现场环境。

（5）输出全码流无损16Bit温度数据

提供客户端软件及SDK开发包，便于客户进行二次开发和系统集成，充分对被测目标进行个性化温度分析。

三、适用机型

KB26E31 微距红外热成像测温仪

K26E35 在线式红外热成像测温仪

了解更多应用详情，欢迎致电华景康红外咨询专线：400-080-4288。

适用机型