紅外與激光工程軍用裝備的激光清洗技術應用研究(jiu)侯素霞12，羅積軍徐軍張清(qing)華(hua)1（1.第二炮兵工(gong)程學(xue)院，陜西(xi)西(xi)安(an)710025；2.西(xi)安(an)交通大學(xue)核能科學(xue)與工(gong)程系，陜西(xi)西(xi)安(an)710049）景(jing)。在(zai)分析激光清(qing)洗機(ji)理(li)的(de)基礎上，設計了。
中有一(yi)(yi)臺(tai)C2激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器，用(yong)于(yu)(yu)能量輸(shu)出；He-Ne激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器一(yi)(yi)臺(tai)，由分光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)鏡(jing)將(jiang)其光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)分為兩部分，一(yi)(yi)部分用(yong)于(yu)(yu)同(tong)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)路對(dui)準，一(yi)(yi)部分用(yong)于(yu)(yu)檢測插(cha)頭(tou)芯的(de)清洗(xi)質(zhi)量；望遠鏡(jing)系(xi)統一(yi)(yi)個，用(yong)于(yu)(yu)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)擴束(shu)，以提高工作效(xiao)率，在望遠鏡(jing)系(xi)統的(de)輸(shu)出端加上光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)闌，以改善輸(shu)出光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)的(de)模式和光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)直(zhi)徑；同(tong)軸(zhou)吹氣噴嘴一(yi)(yi)個，用(yong)于(yu)(yu)將(jiang)霉菌汽化物吹走并保護光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)系(xi)統不被它(ta)污損；固(gu)定(ding)裝置一(yi)(yi)個，用(yong)于(yu)(yu)固(gu)定(ding)激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)器和待洗(xi)插(cha)頭(tou)；激光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)防護眼鏡(jing)一(yi)(yi)個，用(yong)于(yu)(yu)操作人員的(de)安全防護。
能(neng)(neng)量(liang)的選擇要(yao)求在不損傷插(cha)(cha)頭的情況下選擇盡可能(neng)(neng)大的功(gong)(gong)率(lv)密度(du)(du)以(yi)提(ti)高清(qing)洗效(xiao)率(lv)。根據分(fen)析(xi)可知(zhi)，插(cha)(cha)頭承(cheng)受(shou)激(ji)(ji)光(guang)(guang)能(neng)(neng)量(liang)最(zui)弱的部(bu)位是(shi)插(cha)(cha)頭的絕(jue)緣材(cai)(cai)料，所以(yi)激(ji)(ji)光(guang)(guang)功(gong)(gong)率(lv)密度(du)(du)必須(xu)低于(yu)絕(jue)緣材(cai)(cai)料的損傷閾值(zhi)(zhi)，同時激(ji)(ji)光(guang)(guang)能(neng)(neng)量(liang)必須(xu)高于(yu)霉(mei)菌的清(qing)洗閾值(zhi)(zhi)。對十插(cha)(cha)頭座(zuo)的針眼(yan)狀內孔(kong)(kong)，光(guang)(guang)束在孔(kong)(kong)內會產生類似激(ji)(ji)光(guang)(guang)鉆孔(kong)(kong)加工中的光(guang)(guang)束溝道效(xiao)應(ying)，使反射損失減輕，甚(shen)至不損失。在孔(kong)(kong)內，由(you)于(yu)多(duo)級反射，光(guang)(guang)能(neng)(neng)量(liang)被霉(mei)菌充(chong)分(fen)吸收，孔(kong)(kong)就(jiu)好像是(shi)光(guang)(guang)束的陷阱，可提(ti)高激(ji)(ji)光(guang)(guang)清(qing)洗效(xiao)率(lv)，又可在保(bao)證(zheng)清(qing)洗效(xiao)果的情況下降低激(ji)(ji)光(guang)(guang)能(neng)(neng)量(liang)密度(du)(du)，減少(shao)對孔(kong)(kong)壁和絕(jue)緣材(cai)(cai)料的熱影響。
實(shi)(shi)驗(yan)分析(xi)利用該裝置對某部基地的(de)地下坑道(dao)軍用控制光(guang)纜10根(gen)編號后進(jin)行清(qing)(qing)洗實(shi)(shi)驗(yan)，實(shi)(shi)驗(yan)數(shu)據(ju)見表1.在表1中(zhong)，清(qing)(qing)洗效果主要以(yi)聲發射儀(yi)（型號AESM）實(shi)(shi)時監測清(qing)(qing)洗過程的(de)聲發射信(xin)號而做出的(de)判斷。其中(zhong)9號電(dian)纜的(de)材料已嚴重老化，導致清(qing)(qing)洗失敗(bai)。其它9根(gen)電(dian)纜的(de)清(qing)(qing)洗效果都(dou)在良好以(yi)上。
激光清洗霉菌過程中，插頭不同部位接受激光輻照的時間不盡相同，并且霉菌的生長情況對各部位的輻照時問也有影響。接受激光輻照時間最長的部位是插頭芯的頭部，由于插頭芯頭部為圓錐狀鋁基材料，對激光能量吸收很少，所以不會對其造成損傷。其次是基部的絕緣材料，為適應電纜的焊接環境，絕緣材料為耐高溫材料（橡膠耐高溫值G>0），用于清除霉菌的瞬時高功率激光不會對其造成損傷，且絕緣材料位于插頭的底部，當霉菌數量較多，輻照時間較長時，由于霉菌的散射和反射作用，絕緣材料接受的激光輻照量不會有明顯的增加。
根據(ju)插頭的(de)清潔率對(dui)激(ji)(ji)光(guang)器的(de)開關進行精確控制，以減小對(dui)基體絕緣(yuan)材料的(de)熱影響。插頭清潔度的(de)測(ce)量(liang)可通過插頭芯對(dui)He-Ne激(ji)(ji)光(guang)能量(liang)的(de)散(san)射情況和激(ji)(ji)光(guang)清洗霉菌時(shi)產(chan)生的(de)聲信(xin)號(hao)來(lai)測(ce)量(liang)。激(ji)(ji)光(guang)束的(de)準(zhun)確垂(chui)直對(dui)正，由He-Ne激(ji)(ji)光(guang)來(lai)完成(cheng)，同時(shi)要(yao)(yao)求(qiu)固定(ding)裝置相對(dui)位置保(bao)持恒定(ding)，相互垂(chui)直度良好，以減少激(ji)(ji)光(guang)對(dui)其他(ta)部分不必要(yao)(yao)的(de)熱效(xiao)應。
討論為確保清洗效果和安全可靠，對選用的C2激光器的功率通過理論估算和反復實驗來加以確定。在設計中著重考慮的問題：能量的選擇，掃描時間的選擇，絕緣材料和霉菌的吸收性能，激光器開關的精確控制，插頭清潔度的測量，激光束的準確垂直對正，這些還需要進一步的研究。激光清洗技術作為一個重要應用領域，與機械、化學等傳統清洗方法相比，具有以下特點：清潔度遠高于化學清洗工藝；適用的基材范圍廣泛；通過調控激光器工藝參數，在不損傷基材表面的基礎上，可以有效去除銹跡，使工件表面復舊如新；激光清洗設備可多次(ci)使用(yong)，運行成本低。激光清洗(xi)在設備維修保養中的應用(yong)越來越重要。