[发明专利]一种手持式激光清洗装置及方法

说明书

本发明公开了一种手持式激光清洗装置及方法。本发明包括光纤激光器(1)、激光准直器(2)、手持式激光清洗头(3)。本发明可以将输入激光的圆形光斑转换成能量分布均匀的线形光斑，提高清洗效果和清洗效率。清洗激光光斑长度可调，应用场景广泛。采用简单的反射率监测法，用于监测清洗效果，减少了元器件的数量，使结构更加简单紧凑。工作距离为定值，不因调焦过程发生变化。同时可以配套定长镜筒，保证镜筒端面即为焦面，给实际使用带来极大的方便。本发明公开的手持式激光清洗装置结构紧凑，体积小，重量轻，成本低，清洗效果均匀，效率高，不仅可以用于手持式清洗，还可以半自动和全自动清洗，具有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及激光清洗领域，具体涉及一种手持式激光清洗装置及方法。

背景技术

激光清洗技术是近年来飞速发展起来的新型清洗技术，其原理是通过把高能量的激光束聚焦后照射在物体表面，使物体表面的污染物、涂层、氧化腐蚀生锈的表层发生振动、融化、蒸发或燃烧，最终脱离物体表面，以此达到清洗的目的。与传统的清洗技术相比，该技术具有无研磨和非接触性，对被清洗物体表面无机械作用力，不会损伤物体的表面或介质，且不会带来环境污染问题。

手持式激光清洗设备更是一种适合于工业应用的小型激光清洗设备。手持式激光清洗设备由于其具有很高的灵活性，能很好地满足小范围、多品种、场地变换频繁的清洗工况要求，能够对已经安装好的零组件进行原位清洗等特点被广泛使用。

然而，目前激光清洗领域，仍然存在着诸多不足之处：

(1)手持式激光清洗设备采用圆形激光光束会聚成点光斑进行逐点清洗，点光斑的面积约为1平方毫米量级，逐点清洗效率低下。

(2)手持式激光清洗设备的优势在于灵活性，可以适用多种应用场景，但目前大多设备针对不同应用场景，激光光斑参数不可调，均为点光斑，不能很好的适应不同的应用场景。

(3)使用手持式激光清洗设备进行作业时，设备与待加工工件之间的工作距离难以准确定位，工作过程中设备与工件距离不一致或扫描速度不均匀会导致工件表面出现明显的色差痕迹(俗称斑马纹)，其实质是表面粗糙度发生严重改变，表面质量严重下降，甚至可能引起基体的损伤。

(4)手持式激光清洗设备由于各种原因，很难满足结构紧凑，体积小，重量轻的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种手持式激光清洗装置。本装置包括光纤激光器、激光准直器、手持式激光清洗头。本发明可以将输入激光的圆形光斑转换成能量分布均匀的线形光斑，提高清洗效果和清洗效率。清洗激光光斑长度可调，应用场景广泛。采用简单的反射率监测法，用于监测清洗效果，减少了元器件的数量，使结构更加简单紧凑。工作距离为定值，不因调焦过程发生变化。同时可以配套定长镜筒，保证镜筒端面即为焦面，给实际使用带来极大的方便。本发明公开的手持式激光清洗装置结构紧凑，体积小，重量轻，成本低，清洗效果均匀，效率高，不仅可以用于手持式清洗，还可以半自动和全自动清洗，具有很大的应用前景。

本发明的技术解决方案如下：

光纤激光器输出激光波长λ，输出激光经过传能光纤传输至激光准直器，激光经过所述激光准直器后变成平行光束进入手持式激光清洗头，所述手持式激光清洗头外形如装置图中虚线所示，其内部构造按照激光传输方向依次是第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、反射镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜、吸尘器、实时监测器件。激光经过所述第十透镜之后打到待清洗样品表面上。控制器与所述光纤激光器、手持式激光清洗头、实时监测器件分别相连。

所述第一透镜为负透镜、第二透镜为正透镜、第三透镜为负透镜、第四透镜为正透镜、第五透镜为负透镜、第六透镜为正透镜、第七透镜为正透镜、第八透镜为正透镜、第九透镜为正透镜、第十透镜为平面透镜。