一种用于激光加工设备的环境监测及调节系统的制作方法

1.本发明涉及激光加工设备技术领域，具体地说是一种用于激光加工设备的环境监测及调节系统。


背景技术：

2.当前，在激光加工设备中，为了给激光器构建更好的运行环境，通常会将激光器设置于封闭的防护房中，如图11所示，现有的防护房通常配置有包括空调内机51和空调外机52的普通空调，用来调节环境温度，为了避免激光器中的光学镜片结露，防护房中的湿度不宜过高，而普通空调不能很好的调节环境湿度，当环境监测系统监测到防护房中湿度过高时，通常只能利用空调通过降温的方式来除湿，而降温除湿常常会带来过度降温或过度除湿的问题，不利设备的节能运行。并且由于防护房是密闭环境，随着激光加工时间的延续，防护房内的颗粒物会不断积累，防护房内的空气质量越来越差。而加工环境中的温湿度指标及颗粒物含量异常，会导致激光器中的光学镜片表面结露和吸附颗粒物，从而影响激光器正常运行及激光加工设备的产品良品率，甚至影响相关工作人员的健康。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于激光加工设备的环境监测及调节系统，该环境监测及调节系统能够监测激光加工设备防护房内的温湿度、颗粒物含量并对温湿度、颗粒物含量进行调节，使得激光加工设备防护房内的温湿度和空气质量达标。
4.本发明的目的是通过以下技术方案解决的：
5.一种用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：该系统包括plc控制器、设置在激光器旁侧的环境信号采集单元和设置在防护房上部的风管，两端开口的风管由隔板分隔为相互独立的电热丝风管和内机风管，在电热丝风管内布置有电热丝、在内机风管内布置有空调内机、且电热丝风管和内机风管的底部分别布置有能够正反转的风扇；所述风管的开口端上方分别布置有包含滤芯、风道和电动风阀的空气净化装置，滤芯嵌置在防护房顶部的通孔中且滤芯和电动风阀位于相应风道的两端，电动风阀能够封闭相应的风道、或者打开相应的风道并封闭风管的对应端部开口，使风道和风管的对应区域隔离或连通；所述的plc控制器分别与环境信号采集单元、电热丝、风扇、电动风阀以及设置在防护房上方的空调外机电性相连。
6.所述的空气净化装置包括第一净化装置和第二净化装置，第一净化装置布置在电热丝风管的开口端上方且第二净化装置布置在内机风管的开口端上方、或者第二净化装置布置在电热丝风管的开口端上方且第一净化装置布置在内机风管的开口端上方。
7.所述的第一净化装置包括第一滤芯、第一竖直风道、第一电动风阀，第一滤芯嵌置在防护房顶部的相应通孔中，使得防护房外的空气通过第一滤芯过滤后进入防护房内、或者防护房内的空气通过第一滤芯过滤后排到防护房外；所述第一滤芯的下方是第一竖直风
道且第一竖直风道的底端开口设置在对应的电热丝风管的开口端上方或者对应的内机风管的开口端上方；所述第一竖直风道的底端开口处设置能够处于水平位置或竖直位置的第一电动风阀，第一电动风阀与plc控制器电性连接且plc控制器控制第一电动风阀的位置状态，第一电动风阀处于水平位置时的第一竖直风道与对应的电热丝风管或内机风管隔离、使防护房内外的空气不能通过第一竖直风道流通，第一电动风阀处于竖直位置时的第一竖直风道与对应的电热丝风管或内机风管连通，防护房内外的空气能够通过第一竖直风道流通。
8.所述的第二净化装置包括第二滤芯、第二竖直风道、第二电动风阀，第二滤芯嵌置在防护房顶部的相应通孔中，使得防护房外的空气通过第二滤芯过滤后进入防护房内、或者防护房内的空气通过第二滤芯过滤后排到防护房外；所述第二滤芯的下方是第二竖直风道且第二竖直风道的底端开口设置在对应的电热丝风管的开口端上方或者对应的内机风管的开口端上方；所述第二竖直风道的底端开口处设置能够处于水平位置或竖直位置的第二电动风阀，第二电动风阀与plc控制器电性连接且plc控制器控制第二电动风阀的位置状态，第二电动风阀处于水平位置时的第二竖直风道与对应的电热丝风管或内机风管隔离、使防护房内外的空气不能通过第二竖直风道流通，第二电动风阀处于竖直位置时的第二竖直风道与对应的电热丝风管或内机风管连通，防护房内外的空气能够通过第二竖直风道流通。
9.设置在内机风管中的空调内机和设置在防护房顶部的空调外机构成空调器，空调内机和空调外机之间通过冷媒管路和电线连接，形成空调器的制冷、制热回路；所述的空调内机包括布置在内机风管内的膨胀阀和内机转换器、所述的空调外机包括压缩机和外机转换器，压缩机与plc控制器电性连接且plc控制器控制压缩机的启停、制冷和制热。
10.所述的风管采用吊筋水平吊挂在防护房的顶板下方；所述电热丝风管的底部布置有位于电热丝下方的电热丝风扇，电热丝风扇与plc控制器电性连接且plc控制器控制电热丝风扇的启停、正转或反转；所述内机风管的底部布置有位于空调内机下方的内机风扇，内机风扇与plc控制器电性连接且plc控制器控制内机风扇的启停、正转或反转。
11.当防护房内的湿度和pm2.5指标正常且温度过高、或者pm2.5指标正常且温湿度过高时，空气净化装置的风道封闭，plc控制器控制电热丝和其底部的风扇停止运行、控制空调外机的压缩机开启并制冷，使空调内机的出风温度变低，plc控制器控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风；此时防护房内气流形成由内机风管底部的风扇向下吹风、内机风管的开口回风的状态，循环气流通过空调内机降低温度、并且循环气流内的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房外，从而能够降低防护房内的温度或者同时降低防护房内的温度和湿度，使其达到正常水平。
12.当防护房内的湿度和pm2.5指标正常、温度过低时，空气净化装置的风道封闭，plc控制器控制电热丝和其底部的风扇停止运行、控制空调外机的压缩机开启并制热，使空调内机的出风温度升高，plc控制器控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风，此时防护房内气流形成内机风管底部的风扇向下吹风、内机风管的开口回风的状态，循环气流通过空调内机升高温度，从而能够升高防护房内的温度，使其达到正常水平；或者plc控制器控制空调外机的压缩机以及内机风管底部的风扇停止运行、控制电热丝和其底部的风扇启动且风扇向下吹风，此时防护房内的气流形成电热丝风管底部的风扇向下吹风、电热丝风管的开
口回风的状态，循环气流通过电热丝升高温度，从而能够升高防护房内的温度，使其达到正常水平。
13.当防护房内的温湿度指标正常、pm2.5指标过高时，空气净化装置的风道打开且电动风阀封闭风管的开口、使得风道与对应的电热丝风管和内机风管连通，plc控制器控制电热丝和空调外机的压缩机停止运行、控制电热丝底部的风扇停止运行且控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风，此时防护房内的气流形成由内机风管底部的风扇向下吹风，内机风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯处回风、气流再由电热丝底部的风扇到电热丝风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过内机风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房内，防护房内带有超标pm2.5的空气由电热丝风管上方的滤芯过滤排出防护房外，从而将防护房内的pm2.5指标降低，使其达到正常水平；或者plc控制器控制电热丝和空调外机的压缩机停止运行、控制内机风管底部的风扇停止运行且控制电热丝底部的风扇启动并向下吹风，此时防护房内的气流形成由电热丝底部的风扇向下吹风，电热丝风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯处回风、气流再由内机风管底部的风扇到内机风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过电热丝风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房内，防护房内带有超标pm2.5的空气由内机风管上方的滤芯过滤排出防护房外，从而将防护房内的pm2.5指标降低，使其达到正常水平。
14.当防护房内的湿度指标正常、温度和pm2.5指标过高时，空气净化装置的风道打开且电动风阀封闭风管的开口、使得风道分别与对应的电热丝风管和内机风管连通，plc控制器控制电热丝和其底部的风扇停止运行、控制空调外机的压缩机开启并制冷，使空调内机的出风温度变低，plc控制器控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风；此时防护房内气流形成由内机风管底部的风扇向下吹风、内机风管上方的防护房顶板中嵌置的滤芯处回风、气流再由电热丝底部的风扇到电热丝风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过内机风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房内、防护房内带有超标pm2.5的空气由电热丝风管上方的滤芯过滤排出防护房外，同时循环气流通过空调内机降低温度，从而将防护房内的温度和pm2.5指标同时降低，使其达到正常水平。
15.当防护房内的湿度指标正常、温度过低且pm2.5指标过高时，空气净化装置的风道打开且电动风阀封闭风管的开口、使得风道分别与对应的电热丝风管和内机风管连通，plc控制器控制电热丝和其底部的风扇停止运行、控制空调外机的压缩机开启并制热，使空调内机的出风温度升高，plc控制器控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风，此时防护房内气流形成由内机风管底部的风扇向下吹风、内机风管上方的防护房顶板中嵌置的滤芯处回风、气流再由电热丝底部的风扇到电热丝风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过内机风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房内、防护房内带有超标pm2.5的空气由电热丝风管上方的滤芯过滤排出防护房外，同时循环气流通过空调内机升高温度，从而将防护房内的温度升高、pm2.5指标降低，使其达到正常水平；或者plc控制器控制电热丝和其底部的风扇启动且风扇向下吹风、控制空调外机的压缩机停止运行，此时防护房内气流形成由电热丝风管底部的风扇向下吹风、电热丝风管上方的防护房顶板中嵌置的滤芯处回风、气流再由内机风管底部的风扇到内机风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过电热丝风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房内、防护房内带有超标pm2.5的空气由内机风管上方的滤芯过滤排出防护房外，同
时循环气流通过电热丝升高温度，从而将防护房内的温度升高、pm2.5指标降低，使其达到正常水平。
16.当防护房内的温度和pm2.5指标正常、且湿度过高时，空气净化装置的风道封闭，plc控制器控制电热丝和其底部的风扇停止运行、控制内机风管底部的风扇停止运行，控制空调外机的压缩机开启并制冷，使空调内机的出风温度变低，此时防护房内空气中的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房外，从而将防护房内的湿度降低，使其达到正常水平。
17.当防护房内的温度指标正常、湿度和pm2.5指标过高时，空气净化装置的风道打开且电动风阀封闭风管的开口、使得风道分别与对应的电热丝风管和内机风管连通，plc控制器控制电热丝和其底部的风扇停止运行、控制空调外机的压缩机开启并制冷，使空调内机的温度变低，plc控制器控制内机风管底部的风扇启动并向上吹风，此时防护房的气流形成由内机风管底部的风扇向上吹风、内机风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯处出风、气流再由电热丝风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯到电热丝底部的风扇向室内被动换气的状态，循环气流通过电热丝风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯变成洁净空气进入防护房内、防护房内的带有超标pm2.5的空气由内机风管上方嵌置在防护房顶板中的滤芯过滤排出防护房外，并且循环气流内的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房外，从而将防护房内的湿度和pm2.5指标降低，使其达到正常水平。
18.当防护房内的pm2.5指标达标、温度过低且湿度过高时，空气净化装置的风道封闭，plc控制器控制电热丝和其底部的风扇运行且该风扇向下吹风、控制空调外机的压缩机开启并制冷、控制内机风管底部的风扇停止运行，此时防护房内空气中的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房外，防护房内的气流形成电热丝底部的风扇向下吹风、电热丝风管的开口回风的状态，气流经过热的电热丝温度升高，从而将防护房内的湿度降低、温度升高，使其达到正常水平。
19.进一步的说，所述的激光器通过循环水管路与水冷机(未示出)连接，水冷机设置在防护房外，水冷机用于给激光器中的光学镜片、换热器以及开关电源、机械光闸等发热部件调节温度，且能够让激光器中的发热部件的工作温度保持稳定，水冷机中的循环冷却水温度一般设置在20℃～26℃范围内，优选22
±
1℃。
20.所述的环境监测及调节系统使用时，将防护房内的环境的相对湿度rh的调控范围划分为多个相对湿度区间，在各个相对湿度区间满足露点温度td小于激光器的光学镜片工作温度的下限时，采用露点温度td计算公式计算出对应的温度控制上限值、即目标最高温度tmax；然后从激光器开启前、激光器运行时、激光器停机前后分别进行露点温度控制和pm2.5质量浓度控制。
21.所述的激光器开启前的控制方法为：
22.a.1、pm2.5质量浓度控制
23.a.1.1通过环境信号采集单元采集防护房中的pm2.5质量浓度ρ并反馈给plc控制器，plc控制器将实测的pm2.5质量浓度ρ与pm2.5质量浓度设定值进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
24.a.1.1.1当ρ＜设定值时，满足开机条件，暂不需调节；
25.a.1.1.2当ρ≥设定值时，需要通过环境监测及调节系统将pm2.5质量浓度调至ρ＜设定值；
26.a.2、露点温度td控制
27.将pm2.5质量浓度控制在ρ＜设定值且环境监测及调节系统复位后，再通过环境信号采集单元采集防护房中的环境温湿度数据，确认是否满足露点温度控制要求，如果不满足就要对环境温湿度进行调控，直到满足要求后才能开机；开机前防护房中的环境温湿度应满足如下两个条件中的任一个：
28.条件1：环境温度ta高于激光器的最低运行温度、同时低于激光器的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值；
29.条件2：环境露点温度td低于激光器的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值或某个小于该激光器的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值的设定值。
30.所述露点温度td控制时的环境温湿度监测及调节的具体步骤为：
31.a.2.1环境温度监测：通过环境信号采集单元采集环境温度ta的数据并反馈给plc控制器，plc控制器将实测的环境温度ta与环境温度ta的控制范围进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
32.a.2.1.1当环境温度ta≤环境温度ta的控制范围的下限时，环境温度ta偏低，需要将环境温度ta调节至控制范围内，才能开机；
33.a.2.1.2当环境温度ta处于其控制范围时，满足开机条件，开启水冷机，水冷机输出的循环水将激光器中的光学镜片的温度提高到最佳工作温度范围，并使光学镜片的工作温度保持在该最佳工作温度范围内，此时光学镜片的工作温度高于环境温度ta，不会凝露，开启激光器；
34.a.2.1.3当环境温度ta≥环境温度ta的控制范围的上限时，环境温度ta高于光学镜片的最佳工作温度的最小值，需要进一步结合温湿度数据综合判断是否满足开机条件，判断步骤如下：
35.a.2.1.3.1环境相对湿度数据采集：通过环境信号采集单元采集防护房内的环境相对湿度rh并反馈给plc控制器；
36.a.2.1.3.2环境相对湿度数据比对：plc控制器将实测的相对湿度rh与预设的实测rh区间范围进行比对，确定实测rh所处的分段区间，根据该分段区间确定对应的目标最高温度tmax；
37.a.2.1.3.3环境温度数据采集：通过环境信号采集单元采集防护房内环境温度ta并反馈给plc控制器；
38.a.2.1.3.4环境温度数据比对：plc控制器将实测的环境温度ta与目标最高温度tmax进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
39.a.2.1.3.4.1当ta≤tmax时、且环境的露点温度td＜激光器的光学镜片的最佳工作温度的最小值或某个小于该激光器的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值的设定值，满足开机要求，先开启水冷机，使激光器中的光学镜片的工作温度保持在最佳工作温度范围内，然后开启激光器3；
40.a.2.1.3.4.2当ta＞tmax时、且环境的露点温度td≥激光器的光学镜片的最佳工作温度的最小值或某个小于该激光器的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值的设定值，不满足开机要求，需调节环境温湿度，使其满足开机条件后再开机；
41.a.2.1.3.5调节过程中的环境温度ta逐步降低、湿度也会随之动态降低，在该调节
过程中循环执行a.2.1.3.1至a.2.1.3.4的步骤，直到环境温度ta满足a.2.1.3.4.1的条件时，即可执行a.2.1.3.4.1中的开机操作。
42.所述的激光器运行时的控制方法为：
43.b.1露点温度控制
44.在激光器的运行过程中，该系统的监测和调控过程如下：
45.b.1.1环境湿度数据采集：通过环境信号采集单元采集防护房内的环境相对湿度rh并反馈给plc控制器；
46.b.1.2环境湿度数据比对：plc控制器将实测的相对湿度rh与预设的实测rh区间范围进行比对，确定实测rh所处的分段区间，根据该分段区间确定对应的目标最高温度tmax；
47.b.1.3环境温度数据采集：通过环境信号采集单元采集环境温度ta并反馈给plc控制器；
48.b.1.4环境温度数据比对：plc控制器将实测的环境温度ta与目标最高温度tmax进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
49.b.1.4.1当ta≤tmax时，不需要对环境温湿度进行调控；
50.b.1.4.2当ta＞tmax时，需调节环境温湿度，使其满足激光器的运行条件；
51.b.2、pm2.5质量浓度控制
52.b.2.1通过环境信号采集单元采集防护房中的pm2.5质量浓度ρ并反馈给plc控制器，plc控制器将实测的pm2.5质量浓度ρ与pm2.5质量浓度设定值进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
53.b.2.1.1当ρ＜设定值时，满足激光器的运行条件，暂不需调节；
54.b.2.1.2当ρ≥设定值时，需要通过环境监测及调节系统将pm2.5质量浓度调至ρ＜设定值。
55.所述的激光器停机前后的控制方法为：
56.c.1露点温度控制
57.激光器关闭前应确认防护房中的环境温湿度是否满足露点温度td控制要求，满足则激光器关闭后不需要对防护房中的露点温度td进行调控，当激光器需要停机时，应先关闭激光器，等待一段时间后再关闭冷水机；
58.c.2pm2.5质量浓度控制
59.激光器关闭后还要对防护房中的pm2.5质量浓度持续监测和调控。
60.本发明相比现有技术有如下优点：
61.本发明的环境监测及调节系统能够将风管分区并分别配置空气净化装置，且空气净化装置中的电动风阀能够封闭风管的开口，结构组合相互关联、实现调节功能的协调运用，使得该环境监测及调节系统既能内部调节、又能内外联动调节，实现温湿度调节及空气质量调节的三合一。
62.本发明的环境监测及调节系统通过采用温湿度颗粒三合一传感器，从单一温湿度控制变为温湿度、pm2.5的联动控制。
63.本发明的环境监测及调节系统将传统空调的空调内机分解为包括膨胀阀和内机转换器的空调内机以及布置在风管上的内机风扇，内机风扇从单一吹风风扇转化为双吹、吸风风扇，从而使得升温和除湿分开，保证激光器防护房内的温湿度达标。
64.本发明的环境监测及调节系统通过安装滤芯以引入外部新鲜空气，使五轴机机器人激光器防护房内的空气质量达到设定要求，有效保证激光器光路系统的清洁度，避免污染颗粒物附着在光学镜片表面影响镜片的性能，同时提高防护房内空气质量更有利于设备维护人员的健康。
65.本发明的环境监测及调节系统通过对防护房中的温湿度进行精准调控，将环境的露点温度控制在光学镜片的最佳工作温度以下，能够有效防止激光器中的光学镜片结露，同时也不会出现过度降温或过度除湿的情况，保证设备的节能运行。
附图说明
66.附图1为本发明用于激光加工设备的环境监测及调节系统的结构示意图；
67.附图2为本发明的环境监测及调节系统在温度过高或温湿度过高时的调节示意图；
68.附图3为本发明的环境监测及调节系统在温度过低时的调节示意图；
69.附图4为本发明的环境监测及调节系统在pm2.5过高时的第1调节方案示意图；
70.附图5为本发明的环境监测及调节系统在温度和pm2.5过高时的调节示意图；
71.附图6为本发明的环境监测及调节系统在温度过低和pm2.5过高时的调节示意图；
72.附图7为本发明的环境监测及调节系统在湿度过高时的调节示意图；
73.附图8为本发明的环境监测及调节系统在湿度和pm2.5过高时的调节示意图；
74.附图9为本发明的环境监测及调节系统在温度过低和湿度过高时的调节示意图；
75.附图10为本发明的环境监测及调节系统在pm2.5过高时的第2调节方案示意图
76.附图11为现有技术中激光加工设备的温度调节装置示意图。
77.其中：1—plc控制器；2—环境信号采集单元；3—激光器；4—风管；41—吊筋；42—隔板；5—温湿度调节装置；51—空调内机；511—膨胀阀；512—内机转换器；52—空调外机；521—压缩机；522—外机转换器；53—电热丝；54—电热丝风扇；55—内机风扇；6—空气净化装置；61—第一净化装置；611—第一滤芯；612—第一竖直风道；613—第一电动风阀；62—第二净化装置；621—第二滤芯；622—第二竖直风道；623—第二电动风阀；7—防护房。
具体实施方式
78.下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
79.如图1-9所示：一种用于激光加工设备的环境监测及调节系统，该系统包括plc控制器1、设置在激光器3旁侧的环境信号采集单元2和设置在防护房7上部的风管4，两端开口的风管4由隔板42分隔为相互独立的电热丝风管和内机风管，风管4采用吊筋41水平吊挂在防护房7的顶板下方，在电热丝风管内布置有电热丝53、在内机风管内布置有空调内机51、且电热丝风管和内机风管的底部分别布置有能够正反转的风扇；风管4的开口端上方分别布置有包含滤芯、风道和电动风阀的空气净化装置6，滤芯嵌置在防护房7顶部的通孔中且滤芯和电动风阀位于相应风道的两端，电动风阀能够封闭相应的风道、或者打开相应的风道并封闭风管4的对应端部开口，使风道和风管的对应区域隔离或连通；设置在内机风管中的空调内机51和设置在防护房7顶部的空调外机52构成空调器，空调内机51和空调外机52之间通过冷媒管路和电线连接，形成空调器的制冷、制热回路；plc控制器1分别与环境信号
采集单元2、电热丝53、风扇、电动风阀以及设置在防护房7上方的空调外机52电性相连。
80.下面通过分模块说明来进一步阐述本发明提供的用于激光加工设备的环境监测及调节系统。
81.如图1所示，一种用于激光加工设备的环境监测及调节系统，该系统包括plc控制器1、环境信号采集单元2、环境调节执行单元，plc控制器1用于接收环境信号采集单元2采集的数据并处理、并控制环境调节执行单元执行环境调节指令，环境信号采集单元2用于采集防护房7内的环境中的温度、湿度及pm2.5颗粒物含量数据并传递给plc控制器1，环境调节执行单元用于接收plc控制器1的环境调节指令使防护房7内的环境恢复正常水平。
82.plc控制器1置于专用的环境监测控制柜中，plc控制器1包含cpu模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块等常用部件。
83.环境信号采集单元2为温湿度及颗粒物三合一传感器，三合一传感器设置在防护房7的内壁上并激光器3的位置，用于采集环境中的温度、湿度及pm2.5颗粒物含量数据，并通过电线和modbus通讯协议实时传送给plc控制器1。
84.环境调节执行单元包括风管4、温湿度调节装置5和空气净化装置6。风管4通过吊筋41吊挂在防护房7的顶板下方，且与防护房7顶板大致平行，风管4中有一隔板42将风管4分隔为互不相通的两段、即电热丝风管和内机风管。
85.具体来说，温湿度调节装置5包括空调内机51、空调外机52和电热丝53，空调内机51和电热丝53设置在风管4中、且位于隔板42的两侧，空调外机52设置在防护房7的顶板上方；空调内机51包括布置在内机风管内的膨胀阀511和内机转换器512、空调外机52包括压缩机521和外机转换器522，空调内机51与空调外机52之间通过冷媒管路和电线连接，形成制冷、制热回路；空调内机51中的膨胀阀511和内机转换器512并列设置在风管4中，在空调内机51正下方的风管4底壁上设置有内机风扇55，内机风扇55可以通过正转或反转，将风管4中的空气推进防护房7内、或将防护房7中的空气吸入风管4中，进而排出防护房7外，内机风扇55与plc控制器1连接且plc控制器1控制内机风扇55的启停、正转或反转；空调外机52的压缩机521与plc控制器1连接，plc控制器控制空调外机中压缩机的启停、制冷和制热；电热丝53设置在风管4中，在电热丝53正下方的风管4底壁上设置有电热丝风扇54，电热丝风扇54可以通过正转或反转，将风管4中的空气推进防护房7内、或将防护房7中的空气吸入风管4中，进而排出防护房7外，电热丝风扇54和电热丝53分别与plc控制器1连接，plc控制器1控制电热丝风扇54的启停、正转或反转且plc控制器1控制电热丝53是否加热。
86.上述的温湿度调节装置5可以调节防护房7内的湿度，因激光切割设备不宜在高湿环境下运行，所以温湿度调节装置5通常是用来降低防护房7中的湿度，当环境信号采集单元2监测到防护房内湿度过高时，可以通过空调内机51管路制冷使防护房7内水蒸气遇冷冷凝，水蒸气浓度降低，达到降低湿度的效果；上述的温湿度调节装置5可以调节防护房7内的温度，当环境信号采集单元2监测到防护房内温度过高或过低时，通过空调内机51和空调外机52之间形成的制冷和制热回路调节温度，当利用制冷回路降低湿度时温度会同时降低，如果降低湿度的同时需要升温，可同步启动电热丝53，使防护房7内湿度降低时温度不变或温度升高，单独升温时亦可单独使用电热丝53。
87.上述的空气净化装置6包括配置相同的第一净化装置61和第二净化装置62，第一净化装置61包括第一滤芯611、第一竖直风道612、第一电动风阀613，第二净化装置62包括
第二滤芯621、第二竖直风道622、第二电动风阀623。第一净化装置61中的第一滤芯611嵌置在防护房7顶部通孔中，防护房7外的空气通过第一滤芯611过滤后进入防护房7，防护房7内的空气通过第一滤芯611过滤后排到防护房7外，第一滤芯611下方是第一竖直风道612，第一竖直风道612与下方水平设置的风管4连通，第一竖直风道612口设置有第一电动风阀613，第一电动风阀613可以处于水平位置或竖直位置两种状态，处于水平位置时第一竖直风道612与风管4隔离，防护房7内外的空气不能通过第一竖直风道612流通，第一电动风阀613处于竖直位置时第一竖直风道612与风管4连通，防护房7内外的空气可以通过第一竖直风道612流通。第二净化装置62包括第二滤芯621、第二竖直风道622、第二电动风阀623，第二滤芯621嵌置在防护房7顶部的相应通孔中，使得防护房7外的空气通过第二滤芯过滤621后进入防护房7内、或者防护房7内的空气通过第二滤芯621过滤后排到防护房7外；第二滤芯611的下方是第二竖直风道622且第二竖直风道622的底端开口设置在对应的电热丝风管的开口端上方或者对应的内机风管的开口端上方；第二竖直风道622的底端开口处设置能够处于水平位置或竖直位置的第二电动风阀623，第二电动风阀623与plc控制器1电性连接且plc控制器1控制第二电动风阀623的位置状态，第二电动风阀623处于水平位置时的第二竖直风道622与对应的电热丝风管或内机风管隔离、使防护房7内外的空气不能通过第二竖直风道622流通，第二电动风阀623处于竖直位置时的第二竖直风道622与对应的电热丝风管或内机风管连通，防护房7内外的空气能够通过第二竖直风道622流通。
88.进一步的说，激光器3通过循环水管路与水冷机(未示出)连接，水冷机设置在防护房7外，水冷机用于给激光器3中的光学镜片、换热器以及开关电源、机械光闸等发热部件调节温度，水冷机中的循环冷却水温度一般设置在20℃～26℃范围内，优选22
±
1℃。
89.本发明提供的用于激光加工设备的环境监测及调节系统具有两种不同的控制方式，第一种是对防护房7内的温湿度、pm2.5进行实时联动控制；第二种是基于露点温度td对防护房7内的温湿度进行分段控制、以及控制防护房7内的pm2.5质量浓度，其中基于露点温度td对防护房7内的温湿度进行分段控制是通过对相对湿度rh进行分段实现的，每一段相对湿度rh都对应一个目标最高温度tmax，只要将环境温度ta控制在目标最高温度tmax以下，就可以保证露点温度td低于设定值，进而保证光学镜片不结露。
90.一、防护房7内的温湿度、pm2.5进行联动控制
91.下面通过8个具体实施例来介绍本发明提供的用于激光加工设备的环境监测及调节系统的具体工作方式，以阐述本发明的调节原理。
92.实施例1温度过高或温湿度过高的调节
93.如图2所示，当环境信号采集单元2监测到防护房7内的湿度和pm2.5指标正常且温度过高、或者pm2.5指标正常且温湿度过高时，plc控制器1启动温湿度调节装置5进行降温和除湿调节。
94.plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至水平位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4隔离。
95.plc控制器1控制电热丝53和电热丝风扇54停止运行，控制空调外机52的压缩机521开启并制冷，使内机转换器512的温度降低，plc控制器1控制内机风扇55启动并向下吹风。此时防护房7内气流形成内机风扇55向下吹风，风管4右侧回风的状态，循环气流通过内部转换器512降低温度，并且循环气流内的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房外，从而
能够降低防护房7内的温度或者同时降低防护房7内的温度和湿度，使其达到正常水平。
96.实施例2温度过低的调节
97.如图3所示，当环境信号采集单元2监测到防护房7内的湿度和pm2.5指标正常、温度过低时，plc控制器1启动温湿度调节装置5进行升温调节。
98.plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至水平位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4隔离。
99.plc控制器1控制电热丝53和电热丝风扇54停止运行，plc控制器1控制空调外机52的压缩机521开启并制热，使内机转换器512的温度升高，plc控制器1控制内机风扇55启动并向下吹风；此时防护房7内的气流形成由内机风扇55向下吹风、风管4右侧回风的状态，循环气流通过内机转换器512温度升高，从而将防护房7内的温度升高，使其达到正常水平。
100.实施例3pm2.5过高的调节
101.如图4所示，当环境信号采集单元2监测到防护房7内的温湿度指标正常、pm2.5指标过高时，plc控制器1启动温湿度调节装置5降低pm2.5指标。
102.plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至竖直位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4连通。
103.plc控制器1控制电热丝53和电热丝风扇54停止运行，plc控制器1控制压缩机521停止运行，plc控制器1控制内机风扇55启动并向下吹风；此时防护房7内的气流形成内机风扇55向下吹风，防护房7顶板中嵌置的第二滤芯621处回风、气流再由电热丝风扇54到第一滤芯611向室外被动换气的状态；循环气流通过第二滤芯621变成洁净空气进入防护房7内，防护房7内带有超标pm2.5的空气由第一滤芯611过滤排出防护房7外，从而将防护房7内的pm2.5指标降低，使其达到正常水平。
104.实施例4温度和pm2.5指标过高的调节
105.如图5所示，当环境信号采集单元2监测到防护房7内的湿度指标正常、温度和pm2.5指标过高时，plc控制器1启动温湿度调节装置5降低温度和pm2.5指标。
106.plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至竖直位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4连通。
107.plc控制器1控制电热丝53和电热丝风扇54停止运行，plc控制器1控制压缩机521运行并制冷，使内机转换器512温度降低，plc控制器1控制内机风扇55启动并向下吹风。此时防护房7内的气流形成由内机风扇55向下吹风、防护房7顶板中嵌置的第二滤芯621处回风、气流再由电热丝风扇54到第一滤芯611向室外被动换气的状态，循环气流通过第二滤芯621变成洁净空气进入防护房7内，防护房7内的带有超标pm2.5的空气由第一滤芯611过滤排出防护房7外，并且循环气流通过内机转换器512温度降低，从而将防护房7内的温度和pm2.5指标同时降低，使其达到正常水平。
108.实施例5温度过低和pm2.5指标过高的调节
109.如图6所示，当环境信号采集单元2监测到防护房7内的湿度指标正常、温度过低且pm2.5指标过高时，plc控制器1启动温湿度调节装置5升高温度，同时降低pm2.5指标。
110.plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至竖直位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622与风管4连通。
111.plc控制器1控制电热丝53和电热丝风扇54停止运行，plc控制器1控制压缩机521
运行并制热，使内机转换器512的温度升高，plc控制器1控制内机风扇55启动并向下吹风；此时防护房气流形成内机风扇55向下吹风、防护房顶板中嵌置的第二滤芯621处回风、气流再由电热丝风扇54到第一滤芯611向室外被动换气的状态，循环气流通过第二滤芯621变成洁净空气进入防护房7内，防护房7内的带有超标pm2.5的空气由第一滤芯611过滤排出防护房7外，并且循环气流通过内机转换器512温度升高，从而将防护房7内温度升高、pm2.5指标降低，使其达到正常水平。
112.实施例6湿度过高的调节
113.如图7所示，当环境信号采集单元2监测到防护房7内的温度和pm2.5指标正常、且湿度过高时，plc控制器1启动温湿度调节装置5降低湿度。
114.plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至水平位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4隔离。
115.plc控制器1控制电热丝53、电热丝风扇54、内机风扇55停止运行，plc控制器1控制压缩机521开启并制冷，内机转换器512温度变极低；此时防护房7内空气中的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房7外，从而将防护房7的内湿度降低，使其达到正常水平。
116.实施例7湿度和pm2.5指标过高的调节
117.如图8所示，当环境信号采集单元2监测到防护房7内的温度指标正常、湿度和pm2.5指标过高时，plc控制器1启动温湿度调节装置5降低湿度和pm2.5指标。
118.plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至竖直位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4连通。
119.plc控制器1控制电热丝53和电热丝风扇54停止运行、plc控制器1控制压缩机521开启并制冷，内机转换器512温度变极低，plc控制器1控制内机风扇55启动并向上吹风，此时防护房7的气流形成由内机风扇55向上吹风、防护房7顶板中嵌置的第二滤芯621处出风、气流再由第一滤芯611到电热丝风扇54向室内被动换气的状态，循环气流通过第一滤芯611变成洁净空气进入防护房7内、防护房7内的带有超标pm2.5的空气由第二滤芯621过滤排出防护房7外，并且循环气流内的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房7外，从而将防护房7内的湿度和pm2.5指标降低，使其达到正常水平。
120.实施例8温度过低和湿度过高的调节
121.如图9所示，当环境信号采集单元2监测到防护房7内的pm2.5指标达标、温度过低且湿度过高时，plc控制器1启动温湿度调节装置5升高温度、降低湿度。
122.plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至水平位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4隔离。
123.plc控制器1控制电热丝53运行，控制电热丝风扇54运行并向下吹风，plc控制器1控制压缩机521开启并制冷，控制内机风扇55停止运行；此时防护房7内空气中的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房7外，防护房7内的气流形成电热丝风扇54向下吹风、风管4左侧回风的状态，气流经过热的电热丝53温度升高。从而将防护房7内的湿度降低、温度升高，使其达到正常水平。
124.二、基于露点温度td对防护房7内的温湿度进行分段控制、以及控制防护房7内的pm2.5质量浓度
125.因为激光器3中使用的光学镜片对温度比较敏感，当光学镜片的工作温度在22℃
±
1℃范围内时，激光器3的光电转化率最高，因此本发明中的环境温湿度调节目标，就是采用水冷机将光学镜片的工作温度控制在22℃
±
1℃范围内时，通过对防护房7内的环境温湿度进行监控和调节，使环境中的露点温度td始终低于光学镜片的工作温度，这样就能确保光学镜片及镜座不结露，如果环境中的露点温度td高于光学镜片的工作温度，光学镜片周侧的镜座上就会发生结露现象，镜座上温度较低的冷凝水流到温度较高的光学镜片表面，导致镜片炸裂，激光器3控制系统会立即报错并停机，激光加工工序暂停，在工业化产线中任一工序的意外暂停都会影响整条产线的生产效率，甚至带来生产停滞等严重后果，因此要尽量消除因光学镜片凝露导致激光器3意外停机的风险。
126.为了更精准的将环境的露点温度td控制在理想范围内，我们以光学镜片最优工作温度22
±
1℃的下限为基准，对环境的温湿度进行分段控制，采用露点计算公式，计算出各个相对湿度的区间满足露点温度td＜20℃时对应的温度控制上限值、即目标最高温度tmax，将计算所得数据列入表1中，其中表1的e列为相对湿度rh的分段区间，同一行中的d列为该相对湿度rh的区间范围内的目标最高温度tmax，例如第5行e列的湿度区间是68％＜rh≤73％，同一行d列的目标最高温度tmax为25℃，则表示当防护房中的环境相对湿度rh在68％＜rh≤73％范围内时，需要将环境温度ta控制在25℃以下，就能保证该环境条件下的露点温度td始终低于光学镜片的工作温度，不会发生结露现象，从而有效预防镜片炸裂。
127.露点温度td的计算公式为：式中：td为防护房中的露点温度；rh为防护房中的相对湿度；ta为防护房中的环境温度；tn和m为与温度相关的常数，具体常数值如下：当0＜ta≤50℃时，tn＝243.12，m＝17.62。
128.表1环境温度、相对湿度、露点对照表
[0129][0130]
当光学镜片的工作温度高于环境温度ta或露点温度td时，光学镜片不会结露，由光学镜片的最优工作温度范围22℃
±
1℃，可知其最优工作温度下限为21℃，为了防止光学镜片结露，需要将环境中的露点温度td控制在21℃以下，就能保证光学镜片的工作温度始终高于露点温度td，结合实际情况综合考虑温度监测和调控的误差，为了确保光学镜片不凝露，本发明拟将环境的露点温度td控制在20℃以下，优选露点温度td的控制范围在19.79
±
0.2℃，通过环境温湿度的动态调节，将环境的露点温度td控制在该范围内，就能保证光学镜片在22
±
1℃的温度范围内工作时不结露。
[0131]
在不启用空调的情况下，大部分地区的室内环境温度一般不会高于40℃，所以本环境监测及调节系统的环境温度ta的调控范围上限为40℃；同时根据大部分地区室内环境相对湿度的情况，本环境监测及调节系统将环境相对湿度rh的调控范围选定为30％～93％。在上述选定的温湿度范围内，对温度和湿度进行匹配式分段控制，确保在每段温湿度控制范围内，环境的露点温度td始终低于光学镜片的工作温度。
[0132]
因为激光器3中的光学镜片对环境清洁度有一定要求，所以在调节环境温湿度的基础上还需要将pm2.5的质量浓度控制在一定范围内，避免因防护房中的pm2.5质量浓度过高，导致光学镜片表面附着过量的污染颗粒物，使镜片对激光的反射率降低，进而影响激光器3性能。在本发明的环境监测和调节系统中拟将pm2.5的质量浓度控制在75μg/m3以下。
[0133]
根据激光器3的不同工作状态，基于露点温度td对防护房7内的温湿度进行分段控制、以及控制防护房7内的pm2.5质量浓度将环境监测控制分为三个阶段、且每个阶段分为两部分，其中三个阶段分别是：激光器3开启前、激光器3运行时、激光器3停机前后，两部分分别是：露点温度控制部分和pm2.5质量浓度控制部分。
[0134]
a.第一阶段：激光器3开启前的环境监测及调节、以及水冷机和激光器3的启动控制
[0135]
a.1第一阶段第一部分：pm2.5质量浓度控制
[0136]
激光器3开启前，防护房7中的pm2.5质量浓度应控制在75μg/m3以下，具体监测及调节步骤如下：
[0137]
a.1.1通过环境信号采集单元2采集防护房7中的pm2.5质量浓度ρ并反馈给plc控制器1，plc控制器1将实测的pm2.5质量浓度ρ与75μg/m3进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
[0138]
a.1.1.1当ρ＜75μg/m3时，满足开机条件，暂不需调节；
[0139]
a.1.1.2当ρ≥75μg/m3时，需要通过环境监测及调节系统将pm2.5质量浓度ρ调至ρ＜75μg/m3，调节方法有如下两种，任选一种执行即可。
[0140]
调节方法1：plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至竖直位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4连通。
[0141]
plc控制器1控制内机风扇55启动并向下吹风；此时防护房7内的气流形成内机风扇55向下吹风，防护房7顶板中嵌置的第二滤芯621处回风、气流再由电热丝风扇54到第一滤芯611向室外被动换气的状态；循环气流通过第二滤芯621变成洁净空气进入防护房7内，防护房7内的pm2.5质量浓度超标的空气由第一滤芯611过滤排出防护房7外，该过程简称空气外循环，可以将防护房7内的pm2.5质量浓度降低，使其达到ρ＜75μg/m3的开机要求，然后暂停空气外循环，plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至水平位置，第一电动风阀613关闭第一竖直风道612、第二电动风阀623关闭第二竖直风道622，同时打开相应的风管4开口，plc控制器1控制内机风扇55停止运行。该调节方法1可采用图4所示的调节示意图。
[0142]
调节方法2：plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至竖直位置，使第一竖直风道612和第二竖直风道622分别与风管4连通。
[0143]
plc控制器1控制电热丝风扇54启动并向下吹风；此时防护房7内的气流形成电热丝风扇54向下吹风，防护房7顶板中嵌置的第一滤芯611处回风、气流再由内机风扇55到第二滤芯621向室外被动换气的状态；循环气流通过第一滤芯611变成洁净空气进入防护房7内，防护房7内的pm2.5质量浓度超标的空气由第二滤芯621过滤排出防护房7外，该过程简称空气外循环，可以将防护房7内的pm2.5质量浓度降低，使其达到ρ＜75μg/m3的开机要求，然后暂停空气外循环，plc控制器1控制第一电动风阀613、第二电动风阀623旋转至水平位置，第一电动风阀613关闭第一竖直风道612、第二电动风阀623关闭第二竖直风道622，同时打开相应的风管4开口，plc控制器1控制电热丝风扇54停止运行。该调节方法2可采用图10所示的调节示意图。
[0144]
a.2第一阶段第二部分：露点温度td控制
[0145]
将pm2.5质量浓度控制在ρ＜75μg/m3，且暂停空气外循环以后，再通过环境信号采集单元2采集防护房7中的环境温湿度数据，确认是否满足露点温度控制要求，如果不满足就要对环境温湿度进行调控，直到满足要求后才能开机。
[0146]
开机前防护房7中的环境温湿度应满足如下两个条件中的任一个。
[0147]
条件1：环境温度ta高于激光器3的最低运行温度15℃、同时低于光学镜片的最佳
工作温度的最小值21℃，即15℃＜ta＜21℃；
[0148]
条件2：环境露点温度td低于20℃，即td＜20℃。
[0149]
环境温湿度监测及调节的具体步骤为：
[0150]
a.2.1环境温度监测：通过环境信号采集单元2采集环境温度ta的数据并反馈给plc控制器1，plc控制器1将实测的环境温度ta与环境温度ta的控制范围15℃＜ta＜21℃进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
[0151]
a.2.1.1当ta≤15℃时，环境温度ta偏低，需要将环境温度ta调节至15℃＜ta＜21℃范围内，才能开机，升温方法有如下两种，任选一种执行即可。
[0152]
升温方法1：plc控制器1控制空调外机52的压缩机521开启并制热，使空调内机51的出风温度升高，plc控制器1控制内机风扇55启动并向下吹风，此时防护房7内气流形成内机风扇55向下吹风、内机风管的开口回风的状态，简称升温内循环，循环气流通过空调内机升高温度，从而升高防护房7内的环境温度ta，使其达到15℃＜ta＜21℃的温度控制范围；该升温方法1可采用图2所示的调节示意图。
[0153]
升温方法2：plc控制器1控制空调外机52的压缩机521以及内机风扇55停止运行、控制电热丝53和电热丝风扇54启动且风扇54向下吹风，此时防护房7内的气流形成电热丝风扇54向下吹风、电热丝风管的开口回风的状态，简称升温内循环，循环气流通过电热丝53升高温度，从而升高防护房7内的环境温度ta，使其达到15℃＜ta＜21℃的温度控制范围；该升温方法2可采用图9所示的调节示意图。
[0154]
a.2.1.2当15℃＜ta＜21℃时，满足开机条件，开启水冷机，水冷机输出的循环水将激光器3中的光学镜片的温度提高到22℃
±
1℃，并使光学镜片的工作温度保持在该温度范围内，此时光学镜片的工作温度高于环境温度ta，不会凝露，开启激光器3；
[0155]
a.2.1.3当环境温度ta≥21℃时，环境温度ta高于光学镜片的最佳工作温度的最小值，在该环境条件下开启激光器3可能会发生凝露，需要进一步结合温湿度数据综合判断是否满足开机条件，判断步骤如下：
[0156]
a.2.1.3.1环境相对湿度数据采集：通过环境信号采集单元2采集防护房7内的环境相对湿度rh并反馈给plc控制器1；
[0157]
a.2.1.3.2环境相对湿度数据比对：plc控制器1将实测的相对湿度rh与表1中e列的实测rh区间范围进行比对，确定实测rh在表1中所处的分段区间，根据该分段区间确定对应d列中的目标最高温度tmax；
[0158]
a.2.1.3.3环境温度数据采集：通过环境信号采集单元2采集环境温度ta并反馈给plc控制器1；
[0159]
a.2.1.3.4环境温度数据比对：plc控制器1将实测的环境温度ta与目标最高温度tmax进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
[0160]
a.2.1.3.4.1当ta≤tmax时，环境的露点温度td＜20℃，满足开机要求，先开启水冷机，使激光器3中的光学镜片的工作温度保持在22℃
±
1℃范围内，然后开启激光器3；
[0161]
a.2.1.3.4.2当ta＞tmax时，环境的露点温度td≥20℃，不满足开机要求，需调节环境温湿度，使其满足开机条件后再开机，调节方法如下：
[0162]
调节防护房7中的环境温度ta使其降低，降温调节方法如下：plc控制器1控制空调外机52的压缩机521开启并制冷，使内机转换器512的温度降低，plc控制器1控制内机风扇
55启动并向下吹风；此时防护房7内的气流形成内机风扇55向下吹风，风管4右侧回风的状态，循环气流通过内部转换器512降低温度，简称降温内循环，并且循环气流内的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房7外，由此可知，在环境温度ta逐步降低的过程中，湿度也会随之动态降低，在该过程中循环执行a.2.1.3.1至a.2.1.3.4的步骤，直到环境温度ta满足a.2.1.3.4.1的条件时，即可执行a.2.1.3.4.1中的开机操作；该降温调节方法可采用图2所示的调节示意图。
[0163]
b.第二阶段：激光器运行过程中的环境监测及调节
[0164]
b.1第二阶段第一部分：露点温度控制
[0165]
激光器3在运行过程中会持续发热，防护房7内的环境温度ta逐渐升高，同时外部环境温湿度也会变化，因此在激光器3运行和外部环境温湿度变化的共同影响下，防护房7内的温湿度也会波动，所以在激光器3运行过程中，需要通过环境监测和调节系统，对防护房7中的环境温湿度进行全程监测和调控，确保防护房7内的环境露点温度td始终小于20℃，即可防止光学镜片结露实现调控目标，监测和调控过程如下：
[0166]
b.1.1环境湿度数据采集：通过环境信号采集单元2采集防护房7内的环境相对湿度rh并反馈给plc控制器1；
[0167]
b.1.2环境湿度数据比对：plc控制器1将实测的相对湿度rh与表1中e列的实测rh区间范围进行比对，确定实测rh在表1中所处的分段区间，根据该分段区间确定对应d列中的目标最高温度tmax；
[0168]
b.1.3环境温度数据采集：通过环境信号采集单元2采集环境温度ta并反馈给plc控制器1；
[0169]
b.1.4环境温度数据比对：plc控制器1将实测的环境温度ta与目标最高温度tmax进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
[0170]
b.1.4.1当ta≤tmax时，不需要对环境温湿度进行调控；
[0171]
b.1.4.2当ta＞tmax时，需调节环境温湿度，使其满足激光器运行最佳条件。
[0172]
调节防护房7中的环境温度ta使其降低，调节方法同a.2.1.3.4.2中陈述的方法，在环境温度逐步降低的过程中，湿度也会随之动态降低，在该过程中循环执行b.1.1至b.1.4的调控程序，直到环境温度ta满足b.1.4.1的条件时，即可暂停环境温湿度调控；持续监测防护房中的温湿度数据，当环境温度ta达到b.1.4.2限定的指标时，立即启动b.1.1至b.1.4的调控程序。
[0173]
b.2第二阶段第二部分：pm2.5质量浓度控制
[0174]
激光器3运行过程中防护房7里的pm2.5质量浓度会逐渐升高，对防护房7中pm2.5质量浓度的监测及调节步骤如下：
[0175]
b.2.1通过环境信号采集单元2采集pm2.5质量浓度ρ反馈给plc控制器1，plc控制器1将实测的pm2.5质量浓度ρ与75μg/m3进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：
[0176]
b.2.1.1当ρ＜75μg/m3时，满足激光器运行条件，暂不需调节；
[0177]
b.2.1.2当ρ≥75μg/m3时，需要通过环境监测及调节系统将pm2.5质量浓度ρ调至ρ＜75μg/m3，调节方法同a1.1.2中陈述的方法，在此不再赘述。
[0178]
c.第三阶段：激光器停机前后的环境监测及调节、以及水冷机和激光器的停机控制。
[0179]
c.1第三阶段第一部分：露点温度控制
[0180]
激光器3关闭前应确认防护房7中的环境温湿度是否满足b.1中的露点温度td控制要求，激光器3关闭后不需要对防护房7中的露点温度td进行调控，当激光器3需要停机时，应先关闭激光器3，等待约5分钟后再关闭冷水机。
[0181]
c.2第三阶段第二部分：pm2.5质量浓度控制
[0182]
激光器3关闭后还要对防护房7中的pm2.5质量浓度持续监测和调控，防止因环境中的污染颗粒物浓度过高，进入激光器3的光路系统中附着在光学镜片表面，导致光学镜片的光学性能下降。激光器3关闭后对防护房7中的pm2.5质量浓度持续监测和调控的方法同b.2中陈述的方法，在此不再赘述。
[0183]
本发明的环境监测及调节系统使激光器防护房7内的空气质量达到设定要求，有效保证激光器3的光路系统的清洁度，避免污染颗粒物附着在光学镜片表面影响镜片的性能，同时提高防护房7内空气质量更有利于设备维护人员的健康。进一步的说，通过对防护房7中的温湿度进行精准调控，将环境的露点温度控制在光学镜片的最佳工作温度以下，能够有效防止激光器3中的光学镜片结露，同时也不会出现过度降温或过度除湿的情况，保证设备的节能运行。
[0184]
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

技术特征：
1.一种用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：该系统包括plc控制器(1)、设置在激光器(3)旁侧的环境信号采集单元(2)和设置在防护房(7)上部的风管(4)，两端开口的风管(4)由隔板(42)分隔为相互独立的电热丝风管和内机风管，在电热丝风管内布置有电热丝(53)、在内机风管内布置有空调内机(51)、且电热丝风管和内机风管的底部分别布置有能够正反转的风扇；所述风管(4)的开口端上方分别布置有包含滤芯、风道和电动风阀的空气净化装置(6)，滤芯嵌置在防护房(7)顶部的通孔中且滤芯和电动风阀位于相应风道的两端，电动风阀能够封闭相应的风道、或者打开相应的风道并封闭风管(4)的对应端部开口，使风道和风管的对应区域隔离或连通；所述的plc控制器(1)分别与环境信号采集单元(2)、电热丝(53)、风扇、电动风阀以及设置在防护房(7)上方的空调外机(52)电性相连。2.根据权利要求1所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的空气净化装置(6)包括第一净化装置(61)和第二净化装置(62)，第一净化装置(61)布置在电热丝风管的开口端上方且第二净化装置(62)布置在内机风管的开口端上方、或者第二净化装置(62)布置在电热丝风管的开口端上方且第一净化装置(61)布置在内机风管的开口端上方。3.根据权利要求2所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的第一净化装置(61)包括第一滤芯(611)、第一竖直风道(612)、第一电动风阀(613)，第一滤芯(611)嵌置在防护房(7)顶部的相应通孔中，使得防护房(7)外的空气通过第一滤芯过滤(611)后进入防护房(7)内、或者防护房(7)内的空气通过第一滤芯(611)过滤后排到防护房(7)外；所述第一滤芯(611)的下方是第一竖直风道(612)且第一竖直风道(612)的底端开口设置在对应的电热丝风管的开口端上方或者对应的内机风管的开口端上方；所述第一竖直风道(612)的底端开口处设置能够处于水平位置或竖直位置的第一电动风阀(613)，第一电动风阀(613)与plc控制器(1)电性连接且plc控制器(1)控制第一电动风阀(613)的位置状态，第一电动风阀(613)处于水平位置时的第一竖直风道(612)与对应的电热丝风管或内机风管隔离、使防护房(7)内外的空气不能通过第一竖直风道(612)流通，第一电动风阀(613)处于竖直位置时的第一竖直风道(612)与对应的电热丝风管或内机风管连通，防护房(7)内外的空气能够通过第一竖直风道(612)流通。4.根据权利要求2所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的第二净化装置(62)包括第二滤芯(621)、第二竖直风道(622)、第二电动风阀(623)，第二滤芯(621)嵌置在防护房(7)顶部的相应通孔中，使得防护房(7)外的空气通过第二滤芯过滤(621)后进入防护房(7)内、或者防护房(7)内的空气通过第二滤芯(621)过滤后排到防护房(7)外；所述第二滤芯(611)的下方是第二竖直风道(622)且第二竖直风道(622)的底端开口设置在对应的电热丝风管的开口端上方或者对应的内机风管的开口端上方；所述第二竖直风道(622)的底端开口处设置能够处于水平位置或竖直位置的第二电动风阀(623)，第二电动风阀(623)与plc控制器(1)电性连接且plc控制器(1)控制第二电动风阀(623)的位置状态，第二电动风阀(623)处于水平位置时的第二竖直风道(622)与对应的电热丝风管或内机风管隔离、使防护房(7)内外的空气不能通过第二竖直风道(622)流通，第二电动风阀(623)处于竖直位置时的第二竖直风道(622)与对应的电热丝风管或内机风管连通，防护房(7)内外的空气能够通过第二竖直风道(622)流通。
5.根据权利要求1所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：设置在内机风管中的空调内机(51)和设置在防护房(7)顶部的空调外机(52)构成空调器，空调内机(51)和空调外机(52)之间通过冷媒管路和电线连接，形成空调器的制冷、制热回路；所述的空调内机(51)包括布置在内机风管内的膨胀阀(511)和内机转换器(512)、所述的空调外机(52)包括压缩机(521)和外机转换器(522)，压缩机(521)与plc控制器(1)电性连接且plc控制器(1)控制压缩机(521)的启停、制冷和制热。6.根据权利要求1所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的风管(4)采用吊筋(41)水平吊挂在防护房(7)的顶板下方；所述电热丝风管的底部布置有位于电热丝(53)下方的电热丝风扇(54)，电热丝风扇(54)与plc控制器(1)电性连接且plc控制器(1)控制电热丝风扇(54)的启停、正转或反转；所述内机风管的底部布置有位于空调内机(51)下方的内机风扇(55)，内机风扇(55)与plc控制器(1)电性连接且plc控制器(1)控制内机风扇(55)的启停、正转或反转。7.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：当环境信号采集单元(2)监测到防护房(7)内的湿度和pm2.5指标正常且温度过高、或者pm2.5指标正常且温湿度过高时，并反馈给plc控制器(1)；在plc控制器(1)发出的控制指令下，空气净化装置(6)的风道封闭，plc控制器(1)控制电热丝(53)和其底部的风扇停止运行、控制空调外机(52)的压缩机(521)开启并制冷，使空调内机(51)的出风温度变低，plc控制器(1)控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风；此时防护房(7)内气流形成由内机风管底部的风扇向下吹风、内机风管的开口回风的状态，循环气流通过空调内机(51)降低温度、并且循环气流内的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房(7)外，从而能够降低防护房(7)内的温度或者同时降低防护房(7)内的温度和湿度，使其达到正常水平。8.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：当环境信号采集单元(2)监测到防护房(7)内的湿度和pm2.5指标正常、温度过低时，并反馈给plc控制器(1)；在plc控制器(1)发出的控制指令下，空气净化装置(6)的风道封闭，plc控制器(1)控制电热丝(53)和其底部的风扇停止运行、控制空调外机(52)的压缩机(521)开启并制热，使空调内机(51)的出风温度升高，plc控制器(1)控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风，此时防护房(7)内气流形成内机风管底部的风扇向下吹风、内机风管的开口回风的状态，循环气流通过空调内机(51)升高温度，从而能够升高防护房(7)内的温度，使其达到正常水平；或者plc控制器(1)控制空调外机(52)的压缩机(521)以及内机风管底部的风扇停止运行、控制电热丝(53)和其底部的风扇启动且风扇向下吹风，此时防护房(7)内的气流形成电热丝风管底部的风扇向下吹风、电热丝风管的开口回风的状态，循环气流通过电热丝(53)升高温度，从而能够升高防护房(7)内的温度，使其达到正常水平。9.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：当环境信号采集单元(2)监测到防护房(7)内的温湿度指标正常、pm2.5指标过高时，并反馈给plc控制器(1)；在plc控制器(1)发出的控制指令下，空气净化装置(6)的风道打开且电动风阀封闭风管(4)的开口、使得风道与对应的电热丝风管和内机风管连通，plc控制器(1)控制电热丝(53)和空调外机(52)的压缩机(521)停止运行、控制电热丝(53)底部的风扇停止运行且控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风，此时防护房(7)内的气流形成由内机风管底部的风扇向下吹风，内机风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯处回风、气流再
由电热丝(53)底部的风扇到电热丝风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过内机风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房(7)内，防护房(7)内带有超标pm2.5的空气由电热丝风管上方的滤芯过滤排出防护房(7)外，从而将防护房(7)内的pm2.5指标降低，使其达到正常水平；或者plc控制器(1)控制电热丝(53)和空调外机(52)的压缩机(521)停止运行、控制内机风管底部的风扇停止运行且控制电热丝(53)底部的风扇启动并向下吹风，此时防护房(7)内的气流形成由电热丝(53)底部的风扇向下吹风，电热丝风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯处回风、气流再由内机风管底部的风扇到内机风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过电热丝风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房(7)内，防护房(7)内带有超标pm2.5的空气由内机风管上方的滤芯过滤排出防护房(7)外，从而将防护房(7)内的pm2.5指标降低，使其达到正常水平。10.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：当环境信号采集单元(2)监测到防护房(7)内的湿度指标正常、温度和pm2.5指标过高时，并反馈给plc控制器(1)；在plc控制器(1)发出的控制指令下，空气净化装置(6)的风道打开且电动风阀封闭风管(4)的开口、使得风道分别与对应的电热丝风管和内机风管连通，plc控制器(1)控制电热丝(53)和其底部的风扇停止运行、控制空调外机(52)的压缩机(521)开启并制冷，使空调内机(51)的出风温度变低，plc控制器(1)控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风；此时防护房(7)内气流形成由内机风管底部的风扇向下吹风、内机风管上方的防护房(7)顶板中嵌置的滤芯处回风、气流再由电热丝(53)底部的风扇到电热丝风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过内机风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房(7)内、防护房(7)内带有超标pm2.5的空气由电热丝风管上方的滤芯过滤排出防护房(7)外，同时循环气流通过空调内机(51)降低温度，从而将防护房(7)内的温度和pm2.5指标同时降低，使其达到正常水平。11.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：当环境信号采集单元(2)监测到防护房(7)内的湿度指标正常、温度过低且pm2.5指标过高时，并反馈给plc控制器(1)；在plc控制器(1)发出的控制指令下，空气净化装置(6)的风道打开且电动风阀封闭风管(4)的开口、使得风道分别与对应的电热丝风管和内机风管连通，plc控制器(1)控制电热丝(53)和其底部的风扇停止运行、控制空调外机(52)的压缩机(521)开启并制热，使空调内机(51)的出风温度升高，plc控制器(1)控制内机风管底部的风扇启动并向下吹风，此时防护房(7)内气流形成由内机风管底部的风扇向下吹风、内机风管上方的防护房(7)顶板中嵌置的滤芯处回风、气流再由电热丝(53)底部的风扇到电热丝风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过内机风管上方的滤芯变成洁净空气进入防护房(7)内、防护房(7)内带有超标pm2.5的空气由电热丝风管上方的滤芯过滤排出防护房(7)外，同时循环气流通过空调内机(51)升高温度，从而将防护房(7)内的温度升高、pm2.5指标降低，使其达到正常水平；或者plc控制器(1)控制电热丝(53)和其底部的风扇启动且风扇向下吹风、控制空调外机(52)的压缩机(521)停止运行，此时防护房(7)内气流形成由电热丝风管底部的风扇向下吹风、电热丝风管上方的防护房(7)顶板中嵌置的滤芯处回风、气流再由内机风管底部的风扇到内机风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯向室外被动换气的状态，循环气流通过电热丝风管上方的滤芯变成洁净
空气进入防护房(7)内、防护房(7)内带有超标pm2.5的空气由内机风管上方的滤芯过滤排出防护房(7)外，同时循环气流通过电热丝(53)升高温度，从而将防护房(7)内的温度升高、pm2.5指标降低，使其达到正常水平。12.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：当环境信号采集单元(2)监测到防护房(7)内的温度和pm2.5指标正常、且湿度过高时，并反馈给plc控制器(1)；在plc控制器(1)发出的控制指令下，空气净化装置(6)的风道封闭，plc控制器(1)控制电热丝(53)和其底部的风扇停止运行、控制内机风管底部的风扇停止运行，控制空调外机(52)的压缩机(521)开启并制冷，使空调内机(51)的出风温度变低，此时防护房(7)内空气中的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房(7)外，从而将防护房(7)内的湿度降低，使其达到正常水平。13.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：当环境信号采集单元(2)监测到防护房(7)内的温度指标正常、湿度和pm2.5指标过高时，并反馈给plc控制器(1)；在plc控制器(1)发出的控制指令下，空气净化装置(6)的风道打开且电动风阀封闭风管(4)的开口、使得风道分别与对应的电热丝风管和内机风管连通，plc控制器(1)控制电热丝(53)和其底部的风扇停止运行、控制空调外机(52)的压缩机(521)开启并制冷，使空调内机(51)的温度变低，plc控制器(1)控制内机风管底部的风扇启动并向上吹风，此时防护房(7)的气流形成由内机风管底部的风扇向上吹风、内机风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯处出风、气流再由电热丝风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯到电热丝(53)底部的风扇向室内被动换气的状态，循环气流通过电热丝风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯变成洁净空气进入防护房(7)内、防护房(7)内的带有超标pm2.5的空气由内机风管上方嵌置在防护房(7)顶板中的滤芯过滤排出防护房(7)外，并且循环气流内的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房(7)外，从而将防护房(7)内的湿度和pm2.5指标降低，使其达到正常水平。14.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：当环境信号采集单元(2)监测到防护房(7)内的pm2.5指标达标、温度过低且湿度过高时，并反馈给plc控制器(1)；在plc控制器(1)发出的控制指令下，空气净化装置(6)的风道封闭，plc控制器(1)控制电热丝(53)和其底部的风扇运行且该风扇向下吹风、控制空调外机(52)的压缩机(521)开启并制冷、控制内机风管底部的风扇停止运行，此时防护房(7)内空气中的水蒸气遇冷冷凝成液态水导流到防护房(7)外，防护房(7)内的气流形成电热丝(53)底部的风扇向下吹风、电热丝风管的开口回风的状态，气流经过热的电热丝(53)温度升高，从而将防护房7内的湿度降低、温度升高，使其达到正常水平。15.根据权利要求1-6任一所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的环境监测及调节系统还包括水冷机，设置在防护房(7)外的水冷机通过循环水管路与激光器(3)连接，水冷机用于给激光器(3)中的发热部件调节温度且能够让激光器(3)中的发热部件的工作温度保持稳定。16.根据权利要求15所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的环境监测及调节系统使用时，将防护房(7)内的环境的相对湿度rh的调控范围划分为多个相对湿度区间，在各个相对湿度区间满足露点温度td小于激光器(3)的光学镜片工作温度的下限时，采用露点温度td计算公式计算出对应的温度控制上限值、即目标最高温度
tmax；然后从激光器(3)开启前、激光器(3)运行时、激光器(3)停机前后分别进行露点温度控制和pm2.5质量浓度控制。17.根据权利要求16所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的激光器(3)开启前的控制方法为：a.1、pm2.5质量浓度控制a.1.1通过环境信号采集单元(2)采集防护房(7)中的pm2.5质量浓度ρ并反馈给plc控制器(1)，plc控制器(1)将实测的pm2.5质量浓度ρ与pm2.5质量浓度设定值进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：a.1.1.1当ρ＜设定值时，满足开机条件，暂不需调节；a.1.1.2当ρ≥设定值时，需要通过环境监测及调节系统将pm2.5质量浓度调至ρ＜设定值；a.2、露点温度td控制将pm2.5质量浓度控制在ρ＜设定值且环境监测及调节系统复位后，再通过环境信号采集单元(2)采集防护房(7)中的环境温湿度数据，确认是否满足露点温度控制要求，如果不满足就要对环境温湿度进行调控，直到满足要求后才能开机；开机前防护房(7)中的环境温湿度应满足如下两个条件中的任一个：条件1：环境温度ta高于激光器(3)的最低运行温度、同时低于激光器(3)的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值；条件2：环境露点温度td低于激光器(3)的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值或某个小于该激光器(3)的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值的设定值。18.根据权利要求17所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：露点温度td控制时的环境温湿度监测及调节的具体步骤为：a.2.1环境温度监测：通过环境信号采集单元(2)采集环境温度ta的数据并反馈给plc控制器(1)，plc控制器(1)将实测的环境温度ta与环境温度ta的控制范围进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：a.2.1.1当环境温度ta≤环境温度ta的控制范围的下限时，环境温度ta偏低，需要将环境温度ta调节至控制范围内，才能开机；a.2.1.2当环境温度ta处于其控制范围时，满足开机条件，开启水冷机，水冷机输出的循环水将激光器(3)中的光学镜片的温度提高到最佳工作温度范围，并使光学镜片的工作温度保持在该最佳工作温度范围内，此时光学镜片的工作温度高于环境温度ta，不会凝露，开启激光器(3)；a.2.1.3当环境温度ta≥环境温度ta的控制范围的上限时，环境温度ta高于光学镜片的最佳工作温度的最小值，需要进一步结合温湿度数据综合判断是否满足开机条件，判断步骤如下：a.2.1.3.1环境相对湿度数据采集：通过环境信号采集单元(2)采集防护房(7)内的环境相对湿度rh并反馈给plc控制器(1)；a.2.1.3.2环境相对湿度数据比对：plc控制器(1)将实测的相对湿度rh与预设的实测rh区间范围进行比对，确定实测rh所处的分段区间，根据该分段区间确定对应的目标最高温度tmax；
a.2.1.3.3环境温度数据采集：通过环境信号采集单元(2)采集防护房(7)内环境温度ta并反馈给plc控制器(1)；a.2.1.3.4环境温度数据比对：plc控制器(1)将实测的环境温度ta与目标最高温度tmax进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：a.2.1.3.4.1当ta≤tmax时、且环境的露点温度td＜激光器(3)的光学镜片的最佳工作温度的最小值或某个小于该激光器(3)的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值的设定值，满足开机要求，先开启水冷机，使激光器(3)中的光学镜片的工作温度保持在最佳工作温度范围内，然后开启激光器3；a.2.1.3.4.2当ta＞tmax时、且环境的露点温度td≥激光器(3)的光学镜片的最佳工作温度的最小值或某个小于该激光器(3)的光学镜片的最佳工作温度范围的最小值的设定值，不满足开机要求，需调节环境温湿度，使其满足开机条件后再开机；a.2.1.3.5调节过程中的环境温度ta逐步降低、湿度也会随之动态降低，在该调节过程中循环执行a.2.1.3.1至a.2.1.3.4的步骤，直到环境温度ta满足a.2.1.3.4.1的条件时，即可执行a.2.1.3.4.1中的开机操作。19.根据权利要求16所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的激光器(3)运行时的控制方法为：b.1露点温度控制在激光器(3)的运行过程中，该系统的监测和调控过程如下：b.1.1环境湿度数据采集：通过环境信号采集单元(2)采集防护房(7)内的环境相对湿度rh并反馈给plc控制器(1)；b.1.2环境湿度数据比对：plc控制器(1)将实测的相对湿度rh与预设的实测rh区间范围进行比对，确定实测rh所处的分段区间，根据该分段区间确定对应的目标最高温度tmax；b.1.3环境温度数据采集：通过环境信号采集单元(2)采集环境温度ta并反馈给plc控制器(1)；b.1.4环境温度数据比对：plc控制器(1)将实测的环境温度ta与目标最高温度tmax进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：b.1.4.1当ta≤tmax时，不需要对环境温湿度进行调控；b.1.4.2当ta＞tmax时，需调节环境温湿度，使其满足激光器(3)的运行条件；b.2、pm2.5质量浓度控制b.2.1通过环境信号采集单元(2)采集防护房(7)中的pm2.5质量浓度ρ并反馈给plc控制器(1)，plc控制器(1)将实测的pm2.5质量浓度ρ与pm2.5质量浓度设定值进行比对，根据比对结果选择执行如下操作：b.2.1.1当ρ＜设定值时，满足激光器(3)的运行条件，暂不需调节；b.2.1.2当ρ≥设定值时，需要通过环境监测及调节系统将pm2.5质量浓度调至ρ＜设定值。20.根据权利要求16所述的用于激光加工设备的环境监测及调节系统，其特征在于：所述的激光器(3)停机前后的控制方法为：c.1露点温度控制激光器(3)关闭前应确认防护房(7)中的环境温湿度是否满足露点温度td控制要求，满
足则激光器(3)关闭后不需要对防护房(7)中的露点温度td进行调控，当激光器(3)需要停机时，应先关闭激光器(3)，等待一段时间后再关闭冷水机；c.2pm2.5质量浓度控制激光器(3)关闭后还要对防护房(7)中的pm2.5质量浓度持续监测和调控。

技术总结
本发明公开了一种用于激光加工设备的环境监测及调节系统，该系统包括PLC控制器、环境信号采集单元和风管，两端开口的风管由隔板分隔为布置电热丝的电热丝风管和布置空调内机的内机风管，且电热丝风管和内机风管的底部分别布置有能够正反转的风扇；风管的开口端上方分别布置有包含滤芯、风道和电动风阀的空气净化装置，滤芯嵌置在防护房顶部的通孔中且滤芯和电动风阀位于相应风道的两端，电动风阀能够封闭相应的风道、或者打开相应的风道并封闭风管的端部开口，使风道和风管的对应区域隔离或连通；PLC控制器分别与环境信号采集单元、电热丝、风扇、电动风阀、空调外机电性相连。本发明的环境监测及调节系统能调节温湿度和空气质量达标。量达标。量达标。


技术研发人员：翁敏 周成龙 金光普 徐磊
受保护的技术使用者：江苏维力安智能科技有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/1