正しい選択のためにTechnology

動作原理

パワーおよびエネルギーの熱的測定方法は、放射エネルギーが吸収されて熱に変換され、その結果、アブソーバーで温度上昇が生成されることを利用するものです。吸収されたエネルギーは、次にホットエリア（レーザが照射されたところ）とクールエリア（発生した熱が放熱されるところ）との間の温度勾配をモニタリングすることによって測定することができます。

この測定は、熱電対アレイ（サーモパイル）を用いて行うことができます。温度差は、単一の各熱電対の端で電圧を生成されるので、もしアレイが整然と配列されている場合、結果的な合計電圧は、入射パワーまたはエネルギーに比例することになります。発生する電圧は、ホットエリアとクールエリア間の温度差に依存するので、測定する周囲温度の影響はありません。

サーマルディテクターは、パワーレベルの増加で本質的に高度な線形応答（リニアリティ）を示します。極端な動作温度で生じるリニアリティの軽微な低下は、サーミスターを利用して補償されています。最適化された熱設計により、レーザポイント社の検出器の直線性は優れたものとなっています。例として、60〜1000Wの範囲でPTB(ドイツ国立理工学研究所)によって測定されたW-1000センサーヘッドでは、補償なしで±1％以内に留まっています。

発生した熱はすべて、互いに向き合ったホット＆コールドエリア（軸サーモパイル）で、円形（放射状サーモパイル）または直線形に堆積されたかどうかにかかわらず、それらの熱電対を流れます。全信号は、すべての熱電対で発生した信号の合計で与えられるので、結果的に、レーザビームのサイズや位置に影響を受けません。

応答時間 (response time)は、熱抵抗や熱容量、大部分は、センサーディスクの物理的大きさで決定されます。検出器固有の応答時間は、レーザポイント社製モニター内の専用加速アルゴリズムによって大幅に低減されます。レーザポイント社のA-300型のような検出器は、非常に大きな面積のために固有応答時間は11秒ですが、わずか3.5秒後に最終パワー値が表示されます。

発生した熱を放散させるために、サーマルセンサーは、単なる対流や電気的な低電圧ファン、または水冷で取り除く熱の量に依存したハウジングの中に配置する必要があります。

センサーのオーバーヒートや信号の不安定性を発生させる可能性があるので、センサーとハウジングとの間の熱接触は非常に重要です。ヘッドの最終的な形状やサイズは、動作制限内でセンサー温度を維持するように注意深く設計しなければなりません。優れた熱寸法設計の例は、安全に9KWまで安全に動作できるレーザポイント社製W-6000ヘッドです。