一、項目背景
光纖激光器具有光束質(zhì)量好、能量密度高、電光轉換效率高、散熱好、結構緊湊、免維護、傳輸靈活等優(yōu)點(diǎn)，已成為激光技術(shù)發(fā)展的主流方向和應用的主力軍。光纖激光器的整體電光效率為30%~35%，大部分能量以熱量的形式散失。
因此，激光器工作過(guò)程中的溫度控制直接決定了激光器的質(zhì)量和使用壽命。傳統的接觸式測溫方式會(huì )破壞激光器本體的結構，而單點(diǎn)非接觸式測溫方式無(wú)法準確捕捉光纖溫度。利用紅外熱像儀在光纖激光器生產(chǎn)過(guò)程中檢測光纖，尤其是光纖熔接處的溫度，可以有力地保證光纖產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制。生產(chǎn)測試過(guò)程中對泵浦源、合束器、尾纖等進(jìn)行測溫，保證產(chǎn)品質(zhì)量。
在應用端紅外熱成像測溫還可以在激光焊接、激光熔覆等場(chǎng)景進(jìn)行測溫。
紅外熱像儀應用于光纖激光器檢測的獨特優(yōu)勢：
1、紅外熱像儀測溫具有遠距離、非接觸、大面積測溫的特點(diǎn)。
2、專(zhuān)業(yè)測溫軟件，可自由選擇監測溫度區域，自動(dòng)獲取和記錄最高溫度點(diǎn)，提升測試效率。
3、可設置溫度閾值、定點(diǎn)采樣，多次測溫，實(shí)現數據自動(dòng)采集和曲線(xiàn)生成。
4、支持多種形式的超溫報警，自動(dòng)根據設置值判定異常，自動(dòng)生成數據報告。
5、支持二次開(kāi)發(fā)和技術(shù)服務(wù)，提供多平臺SDK，方便集成開(kāi)發(fā)自動(dòng)化設備。
二、紅外應用
1、光纖熔接點(diǎn)質(zhì)量監測
在大功率光纖激光器的制造過(guò)程中，光纖熔接處可能存在一定尺寸的光學(xué)不連續性和缺陷，嚴重的缺陷會(huì )導致光纖熔接處異常發(fā)熱，從而對激光器造成損壞或燒掉熱點(diǎn)。因此，光纖熔接接頭的溫度監測是光纖激光器制造過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節。使用紅外熱像儀可以實(shí)現對光纖熔接點(diǎn)的溫度監測，從而判斷被測光纖熔接點(diǎn)的質(zhì)量是否合格，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
使用在線(xiàn)式紅外熱像儀集成到自動(dòng)化設備上，能夠穩定快速地測試光纖溫度，提高生產(chǎn)效率。
圖1 光纖測溫
2、LD泵浦源
單個(gè)LD芯片輸出的激光功率是有限的。 Pumping將多個(gè)LD芯片封裝在一起，以增加輸出功率。泵浦產(chǎn)生大量熱量，因此溫度直接影響芯片輸出的激光波長(cháng)。使用紅外熱像儀對每臺泵的來(lái)料進(jìn)行質(zhì)量檢測，不合格的泵退回，保證激光器質(zhì)量。
泵浦輸入輸出光纖溫度檢測。
圖2 泵浦溫度檢測
3、合束器溫度檢測
合束器的作用是將N個(gè)泵浦激光合并為一個(gè)激光，實(shí)現激光的高功率輸出。使用紅外熱像儀進(jìn)行工作溫度測試，可以對合束器工作是否正常進(jìn)行判別，提升產(chǎn)品品質(zhì)。
圖3 光纖合束器
4、激光焊接
由于激光焊接的溫度很高，所以采用的紅外熱像儀必須能夠測量很高的溫度，還要求溫度范圍廣。我們的紅外熱像儀器測溫范圍-20~1600℃，可滿(mǎn)足焊接過(guò)程中的溫度范圍。
由于焊接的升溫過(guò)程和整個(gè)焊接過(guò)程都比較快，所以要采用幀頻較高的高速紅外熱像儀，使用在線(xiàn)式紅外熱像儀幀率50Hz/100Hz，可以快速捕捉溫度變化。因激光焊接的特殊環(huán)境，必須滿(mǎn)足人能遠離焊接現場(chǎng)，使用紅外熱像儀能夠實(shí)現在線(xiàn)實(shí)時(shí)進(jìn)行后臺操作。
紅外熱成像是探測長(cháng)波紅外（8-14μm波長(cháng)）進(jìn)行成像和測溫，不受激光光源的影響。
5、激光熔覆熔池測溫
激光熔覆熔池溫度變化快，熔池區域小，使用熱成像測溫可以準確的捕捉到溫度的變化和熔池溫度場(chǎng)的分布。紅外熱成像可最高測試2000℃的熔池溫度。
在線(xiàn)式紅外熱成像測溫儀—功能特性
（1）超高的響應范圍
采用分段式測溫參數調取，測溫范圍多檔可選，涵蓋-20℃~1600℃，在這個(gè)范圍內可以實(shí)現正常測溫，測溫精度可達±2%，超出這個(gè)范圍也可以正常成像。
（2）采用高幀頻設計
可以觀(guān)測快速移動(dòng)的目標，常規產(chǎn)品幀率25Hz/50Hz，特殊的應用場(chǎng)景還有100Hz高速紅外成像測溫產(chǎn)品。
（3）采用高透過(guò)率無(wú)熱化鏡頭
前片鍍碳膜，不加裝鍺窗的情況下也可以起到一定的保護作用，另外也有高透過(guò)率的鍺窗保護罩可以選配，適應各種惡劣使用場(chǎng)所。
（4）采用千兆網(wǎng)設計網(wǎng)線(xiàn)傳輸
既保證了遠距離傳輸又保證了傳輸的可靠性，同時(shí)也可讓人遠離現場(chǎng)環(huán)境。
（5）輸出全碼流無(wú)損16Bit溫度數據
提供客戶(hù)端軟件及SDK開(kāi)發(fā)包，便于客戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和系統集成，充分對被測目標進(jìn)行個(gè)性化溫度分析。
