結(jié)露現(xiàn)象

??結(jié)露是指物體表面溫度低于附近空氣露點(diǎn)溫度時(shí)其表面出現(xiàn)冷凝水的現(xiàn)象。結(jié)露是否發(fā)生取決于環(huán)境溫度和環(huán)境濕度所對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度。結(jié)露是我們?nèi)粘Ｉ钪泻芷毡榈默F(xiàn)象，通常結(jié)露現(xiàn)象有，在清晨出現(xiàn)的露水，在冬季出現(xiàn)的大霧、夏天拿出冰凍飲料瓶時(shí)出現(xiàn)“冒汗”的現(xiàn)象等等。

?

產(chǎn)生機(jī)理

??隨著夏天氣溫的升高，空氣能夠包含的水蒸汽就多。反之，空氣溫度低，盡管只有少量水蒸汽，空氣也能夠達(dá)到飽和。也就是說(shuō)，濕空氣的飽和水蒸汽含量與空氣的溫度成正比（氣溫越高，空氣濕度越大）。同理，即使?jié)窨諝獗旧頉](méi)有達(dá)到過(guò)飽和，而與濕空氣接觸的物體、空隙部位、表面及內(nèi)部冷卻到低于濕空氣的飽和溫度時(shí)，則在其界面附近空氣中所含的水蒸汽也會(huì)凝結(jié)成水而變成水滴，也就是出現(xiàn)了凝露現(xiàn)象。即使接觸到的比濕空氣飽和溫度低一點(diǎn)點(diǎn)的物體，凝露也會(huì)發(fā)生。

?

產(chǎn)生原因

??在夏季酷熱潮濕的環(huán)境下，如果在水溫設(shè)定、機(jī)箱密閉及開關(guān)機(jī)順序等方面存在疏漏，就有可能造成光纖激光器內(nèi)部水冷卻的電子部件和光學(xué)器件因?yàn)閮?nèi)外溫差導(dǎo)致表面結(jié)露，從而使激光器的性能降低，乃至損壞激光器。

?

結(jié)露造成的危害

1.?由于光纖激光器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，涉及光學(xué)、電學(xué)等方面，如果在內(nèi)部結(jié)露形成水滴，這些水滴就有可能落在電路板上，造成電路短路等現(xiàn)象；嚴(yán)重的話，也可能燒毀電路板，從而造成激光器故障。

2.?在激光器機(jī)箱內(nèi)部或者輸出頭部位，結(jié)露生成的水滴或者水霧停留在鏡片上，有可能造成激光器功率不穩(wěn)、不足現(xiàn)象或者造成鏡片的損壞。

? ?? ?

?

結(jié)露點(diǎn)與環(huán)境溫度、濕度的關(guān)系

? ?一定溫度的空氣中，水蒸氣的最大含量稱為飽和水蒸汽量，此時(shí)的空氣成為飽和空氣飽和空氣溫度下降時(shí)，空氣中的水蒸氣將凝結(jié)成露，含有水蒸氣的空氣的飽和溫度,?稱為露點(diǎn)溫度。具體的結(jié)露點(diǎn)與環(huán)境溫度、濕度直接的對(duì)照關(guān)系，見(jiàn)下表：

（注：上表中，例如:在氣溫20度，相對(duì)濕度60%的環(huán)境中時(shí)，結(jié)露點(diǎn)溫度為12度，物體表面若低于12度則會(huì)出現(xiàn)水珠結(jié)露的現(xiàn)象。）

?

預(yù)防結(jié)露措施

? ?雖然激光器在設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)做了必要的防潮、防露處理，但無(wú)法完全避免過(guò)于嚴(yán)重的結(jié)露影響。由于結(jié)露是一種客觀存在的物理現(xiàn)象，避免結(jié)露的辦法通常從以下3個(gè)方面來(lái)著手：

1.?在符合激光器冷卻要求的情況下，適當(dāng)設(shè)置水冷機(jī)輸出水的溫度及流量，使水溫高于結(jié)露溫度；

2.?改變激光器工作環(huán)境的溫度和或濕度，使水溫遠(yuǎn)離結(jié)露點(diǎn)溫度；

3.?正確的開關(guān)機(jī)順序可在一定程度預(yù)防激光器的結(jié)露。

?

調(diào)節(jié)水冷機(jī)預(yù)防結(jié)露

下列措施可有效降低結(jié)露出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)與幾率，可做適當(dāng)參考：

1.?低溫水（激光器冷水）水路的水溫一般應(yīng)該設(shè)定在25℃左右，根據(jù)實(shí)際情況可以在18~28℃之間做適當(dāng)調(diào)整，以避免結(jié)露；水流量要求為8~15升/分鐘。如果水冷機(jī)制冷量和流量有多余，可通過(guò)調(diào)高水冷機(jī)水溫，和增大水冷機(jī)流量來(lái)緩解；

2.?高溫水（輸出頭冷水)????即外部光路（QBH接口）冷卻水，此處對(duì)水溫的要求相對(duì)更寬松，水路水溫通常設(shè)定在15~45℃之間；水流量要求為1.5~1.9升/分鐘，這個(gè)溫度應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度和濕度做相應(yīng)的調(diào)整，基本原則是：DI水水溫應(yīng)該在環(huán)境結(jié)露點(diǎn)以上。????

??3. 設(shè)備停用時(shí)，激光器應(yīng)當(dāng)斷開交流電源，水冷機(jī)也應(yīng)關(guān)閉。

?

安裝空調(diào)機(jī)柜或?qū)⒓す馄鞣胖迷诳照{(diào)房間

??由于實(shí)際使用現(xiàn)場(chǎng)的條件復(fù)雜，最佳的方式是在系統(tǒng)集成或安裝時(shí)專門考量。通常的做法有：

1.?機(jī)柜采用密封設(shè)計(jì)，并外掛工業(yè)空調(diào)來(lái)控制機(jī)柜內(nèi)部的溫度和濕度，相當(dāng)于激光器工作在一個(gè)較小的隔離空間內(nèi)，可以有效避免結(jié)露；

2.?在安裝現(xiàn)場(chǎng)，如果空間和成本允許的情況下，可考慮建造一間小的空調(diào)房，激光器和機(jī)柜工作在這個(gè)隔離間內(nèi)也可非常有效地避免結(jié)露；

? ?通過(guò)上圖對(duì)露點(diǎn)的對(duì)比，可以看出，夏天隨著溫度的升高，空氣濕度的增加，結(jié)露點(diǎn)溫度也在上升。為了防止結(jié)露現(xiàn)象，激光器冷水水溫就要提高，但隨著水溫的升高，激光器又會(huì)出現(xiàn)高溫報(bào)警（我公司800W激光器冷水水溫范圍：18~25±3℃）。所以基于以上情況，我們建議，將激光器放置在安裝有空調(diào)的機(jī)柜內(nèi)，或者放置在空調(diào)房間里面，這樣通過(guò)調(diào)整空調(diào)溫度改變室溫，從而可以保證機(jī)箱內(nèi)的各個(gè)元件、光學(xué)器件處于相對(duì)穩(wěn)定安全的溫濕度環(huán)境下。如果機(jī)箱沒(méi)有處于密閉狀態(tài)，則機(jī)箱外的高溫高濕的空氣就能進(jìn)入機(jī)箱內(nèi)部，在遇到內(nèi)部通水冷卻的元件時(shí)，則在其表面遇冷凝結(jié)，造成可能的損害。同時(shí)建議，最好在晚上不加工的時(shí)候，空調(diào)也保持開啟狀態(tài)。

?

確保正確的開關(guān)機(jī)順序

??在夏季時(shí)，室溫和空氣濕度都保持在一個(gè)較高的值，又設(shè)備所在環(huán)境不可能完全封閉，這樣激光器內(nèi)部會(huì)不可避免地接觸到潮濕的空氣。使用時(shí)，若開機(jī)立刻使用，仍然會(huì)有造成結(jié)露的風(fēng)險(xiǎn)；關(guān)閉激光器時(shí)，水冷機(jī)也應(yīng)當(dāng)關(guān)閉，以防止因溫差過(guò)大而導(dǎo)致在停機(jī)狀況下產(chǎn)生結(jié)露。正確的開關(guān)機(jī)順序也能一定程度預(yù)防激光器在停機(jī)狀態(tài)時(shí)的結(jié)露，以省去不必要的麻煩。

通常的做法為：

??開機(jī)順序：1.?開啟激光器之前，先讓機(jī)柜空調(diào)/室內(nèi)空調(diào)開始運(yùn)行30分鐘；2.?待機(jī)柜內(nèi)或室溫穩(wěn)定之后，開啟水冷機(jī)，運(yùn)行一會(huì)至設(shè)定溫度；3.?開啟激光器。

??關(guān)機(jī)順序：1.關(guān)水冷機(jī)，2關(guān)激光器，切不可關(guān)閉激光器后讓水冷機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。

?

冷卻水的維護(hù)

??水冷機(jī)中的水會(huì)隨著使用時(shí)間而水質(zhì)變差，水中就會(huì)有很多雜質(zhì)或者微生物。在某些情況下，就有可能會(huì)造成光纖輸出端頭部位的腐蝕，從而造成光纖及出光故障。因此，定期的清理水箱和換水也是必不可少的。若水箱密閉良好，可每隔3-6個(gè)月進(jìn)行一次換水。

?

小結(jié)

?????

??隨著夏天的到來(lái)，氣溫的升高，空氣濕度增大，在激光器使用過(guò)程中不可避免的會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，充分了解結(jié)露現(xiàn)象、結(jié)露機(jī)理及相關(guān)正確的預(yù)防方法，可有效地避免結(jié)露現(xiàn)象的發(fā)生。

??雖然上述對(duì)預(yù)防結(jié)露的方法是分開說(shuō)明的，但在實(shí)際使用中，應(yīng)將各方式綜合起來(lái)使用，這樣才能有效的保護(hù)激光器遠(yuǎn)離結(jié)露點(diǎn)，從而避免結(jié)露現(xiàn)象的出現(xiàn)，以確保激光器優(yōu)質(zhì)、高效的工作。