[发明专利]一种实时检测激光清洗状态和质量的激光清洗系统及方法

说明书

本发明涉及激光清洗技术，具体涉及一种实时检测激光清洗状态和质量的激光清洗系统及方法，本发明包括，清洗用激光器、激光清洗头、光谱收集系统、控制模块和PC机；PC机，通过线缆分别与光谱收集系统和控制模块相连接，用于接收光谱收集系统发送的光谱信息及向控制模块发送控制命令；控制模块，分别与清洗用激光器、激光清洗头、光谱收集系统相连接，用于向光谱收集系统发送采集触发信号及同时向清洗用激光器、激光清洗头发送控制命令；本发明可以安装在机械手中，对大体积样品进行移动式清洗及测量，使清洗过程及质量更精细化，同时可以通过清洗质量信息对清洗过程实现闭环操作，实现全自动清洗。可以有效的提高清洗质量程度与完成度。

技术领域

本发明涉及激光清洗技术，具体涉及一种实时检测激光清洗状态和质量的激光清洗系统及方法。

背景技术

传统的清洗工业主要依靠利用化学试剂或机械的方法对样品表面进行清洗，以达到去除样品表层物质的目的。使用化学试剂，对于不同类型的样品需要考虑不同的试剂，种类繁杂且工艺繁琐，同时还加大了环境污染。使用机械方法往往对样品有所损伤，无法达到精细清洗的目的。激光清洗是随着激光技术的发展而新兴的清洗技术，其有着非接触、无热效应、可精确清洗、适用于各种材料的特点，被认为是最可靠、最有效的清洗技术。而目前的激光清洗技术，无法实时获取清洗的状态及质量好坏信息，其工艺参数还是靠经验摸索来确定，这严重制约了激光清洗技术的发展。

发明内容

针对目前激光清洗技术的不足，本发明提供一种可在激光清洗过程中实时检测激光清洗状态和质量的激光清洗系统及激光清洗状态和质量的检测方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种实时检测激光清洗状态和质量的激光清洗系统，包括，清洗用激光器、激光清洗头、光谱收集系统、控制模块和PC机；

所述PC机，通过线缆分别与光谱收集系统和控制模块相连接，用于接收光谱收集系统发送的光谱信息及向控制模块发送控制命令；

所述控制模块，分别与清洗用激光器、激光清洗头、光谱收集系统相连接，用于向光谱收集系统发送采集触发信号及同时向清洗用激光器、激光清洗头发送控制命令。

所述光谱收集系统包括：二向色镜、光谱收集镜组、光纤、光谱仪；激光清洗头进行清洗产生的等离子光依次经激光清洗头、二向色镜、光谱收集镜组、通过光纤发送光谱仪中。

所述清洗用激光器的激光出射方向与激光清洗头的激光入射方向夹角为90°；

激光清洗过程中产生的等离子体光通过激光清洗头后，沿激光入射方向，经过二向色镜透射，进入光谱收集透镜组，聚焦至光纤端面，等离子体光经过光纤后，进入光谱仪，光谱仪经过光电转换，获得光谱数据，传送至PC机。

所述清洗用激光器的激光出射方向与激光清洗头的激光入射方向夹角为0°；

激光清洗过程中产生的等离子体光通过激光清洗头后，沿激光入射方向，经过二向色镜反射，进入光谱收集透镜组，聚焦至光纤端面，等离子体光经过光纤后，进入光谱仪，光谱仪经过光电转换，获得光谱数据，传送至PC机。

所述光谱收集镜组为单片或多片透镜，所述光谱收集镜组放置在沿等离子体光光路的二向色镜与光纤之间。

所述激光清洗头为带振镜扫描型的线阵或面阵激光清洗镜头，用于实现不同样品大小指定区域的扫描清洗。

所述一种实时检测激光清洗状态和质量的激光清洗方法，包括以下步骤：

1)PC机向控制模块发送调节工艺参数的控制命令；

2)同步光谱采集：在激光清洗过程中，通过控制模块给出光谱仪光谱采集触发信号，在指定清洗区域内从清洗开始时刻同步给出光谱采集信号，光谱采集时间为指定单位清洗区域内的时长；

3)PC机采集光谱仪光电转化的光谱数据；