[发明专利]用于将激光焦点控制在流体束内部的清洁设备和方法以及包括清洁设备的系统

权利要求书

1.一种清洁设备(1)，包括被布置为产生流体束(2)的流体组件(9)，所述流体组件(9)包括外壳(10)，所述外壳(10)具有流体入口端口(11)、出口孔(12)、所述流体入口端口(11)与所述出口孔(12)之间的流体流动路径(13)、以及激光输入端口(24)，其特征在于，所述清洁设备(1)包括光学组件(20)，所述光学组件包括：

-激光束光学装置(23)，被配置为引导第一激光束(5)通过所述激光输入端口(24)、并进一步通过所述出口孔(12)，并且将所述第一激光束(5)聚焦在所述流体束(2)内部；

-感测装置(26)，被配置为发射通过所述激光输入端口(24)、并进一步通过所述出口孔(12)的感测信号(28)，以接收所述感测信号(28)的由所述流体束(2)反射的反射信号(29)，并且被配置为基于所述反射信号(29)来确定所述流体束(2)的长度数据，其中所述光学组件(20)被布置为基于所确定的所述长度数据来调节所述激光束光学装置(23)，以便控制所述第一激光束(5)的焦点。

2.根据权利要求1所述的清洁设备(1)，其中所述感测信号(28)是第二激光束，并且其中所述感测装置(26)包括飞行时间感测光学装置，所述飞行时间感测光学装置被配置为生成所述第二激光束、并且检测所述反射信号(29)。

3.根据权利要求2所述的清洁设备(1)，其中所述第一激光束(5)和所述第二激光束具有不同的颜色，并且其中所述激光束光学装置(23)包括分色镜(30)，所述分色镜(30)被布置为反射所述第一激光束、并且透射所述第二激光束。

4.根据前述权利要求中任一项所述的清洁设备(1)，其中所述激光束光学装置(23)包括：扩展元件(32)，被布置为使所述第一激光束(5)扩展；轴向可移动聚焦元件(33)，被布置为使所述第一激光束(5)聚焦；以及致动器(34)，被布置为基于控制信号来调节聚焦元件(33)的轴向移动。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的清洁设备(1)，其中所述光学组件(20)包括：清洁设备控制单元(55)，被配置为接收所述长度数据，以及基于所接收的所述长度数据来生成控制信号、并且将所述控制信号发送到所述激光束光学装置(23)，由此所述激光束光学装置(23)被配置为基于所述控制信号来调节所述第一激光束(5)的所述焦点。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的清洁设备(1)，其中所述光学组件(20)包括容纳所述激光束光学装置(23)的壳体(22)。

7.根据权利要求6所述的清洁设备(1)，其中所述壳体(22)被布置有激光出口端口(63)，所述激光出口端口(63)与所述激光输入端口(24)和所述出口孔(12)同轴布置。

8.根据权利要求1-3和7中任一项所述的清洁设备(1)，其中所述出口孔(12)的流动面积小于所述流体流动路径(13)在所述外壳(10)内的面积，并且其中所述流体组件(9)包括多个平行的子流动路径(16A)，所述多个平行的子流动路径(16A)被布置为与所述出口孔(12)平行、并且在所述外壳(10)内，以便在所述外壳(10)中产生层流。

9.根据权利要求1-3和7中任一项所述的清洁设备(1)，其中所述出口孔(12)具有抵靠所述外壳(10)内部的锋利边缘。

10.根据权利要求1-3和7中任一项所述的清洁设备(1)，其中所述外壳(10)包括管(18)，所述管(18)用于引导所述外壳(10)内部的所述第一激光束(5)、所述感测信号(28)和所述反射信号(29)。

11.根据权利要求1-3和7中任一项所述的清洁设备(1)，其中所述第一激光束(5)和所述感测信号(28)被配置为同步脉冲，使得在所述第一激光束(5)关闭时，所述感测信号(28)能够被发射，并且所述反射信号(29)能够被接收。