[发明专利]电容采集放大器及使用放大器的激光头调整装置

说明书

本发明提供一种电容采集放大器，包括TEC控制器，所述TEC控制器分别与LC谐振电路、信号调理放大电路电性连接，电容采集放大器还具有传感器信号输出接口；所述TEC控制器，包括调理电路，还包括供电电路、至少一个滤波电路、限流电路和调节电路；所述调理电路集成于芯片中，所述芯片，其用于电性连接供电电路、滤波电路、限流电路和调节电路；基于电容采集放大器，本发明还提出了一种激光头调整装置，包括电容采集放大器，所述电容采集放大器与激光器主体电性连接，激光器主体与调整装置主体连接。

技术领域

本发明属于激光切割技术领域，具体涉及电容采集放大器及使用放大器的激光头调整装置。

背景技术

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。激光切割属于热切割方法之一。

在激光切割加工过程中，为了保证最佳的切割质量与切割效率，激光焦点通常位于待切割工件表面以下固定位置，因此需要控制激光喷嘴与工件表面的距离保持一致，该距离也被称作切割高度，一般在0.2~3mm间。由于待切割工件表面可能不平整，以及切割过程中工件振动等因素，需要动态地调节激光喷嘴位置以保持其与待切割工件的高度一致，否则将使得切割质量低下甚至无法切割透工件。

为了达到动态调节激光喷嘴高度的目的，即设计一种随动控制系统来自动调节切割高度，需要测量激光喷嘴与工件表面的距离。目前行业内广泛使用的方法为基于电容的间接测量方法，具体为：激光喷嘴与待切割工件会构成电容器的两个极板，二者之间会形成一个1~100pF的电容。当激光喷嘴与待切割工件之间距离增加，该电容减小；反之电容增大。借助该电容的测量，可以间接地获得激光喷嘴与待切割工件之间的距离。

测量激光喷嘴与待切割工件之间的电容通常采用振荡器电路，基于LC振荡器原理，将激光喷嘴与待切割工件之间的电容转化为频率信号输出的部件称为电容采集放大器。

然而，现有的电容采集放大器存在如下问题：由于谐振电路通常由电感、电容、三极管、运算放大器等电子元件构成，所有的电子元器件均存在温漂，即随着环境温度变化电子元器件的参数将发生变化，具体为电感电容值变化、三极管增益变化等。进而会引起谐振频率的温漂，最终影响电容采集放大器的精度。在激光切割实际使用场景中，环境温度变化会影响电容采集放大器的精度，因此需要定期进行电容标定过程，影响了切割效率。

发明内容

本发明的目的是提供电容采集放大器及使用放大器的激光头调整装置

一种调理电路，包括两个运算放大器，第一运算放大器的反相输入端分别电性连接有并联的第二十电阻、第二十一电阻和第二十四电阻，所述第二十四电阻的另一端与第一运算放大器的输出端电性连接，第二十电阻的另一端电性连接有NTC热敏电阻，NTC热敏电阻的另一端与信号地端电性连接，所述第一运算放大器的正相输入端电性连接有并联的第二十二电阻和第二十三电阻，所述第二十三电阻的另一端与信号地端电性连接；

第二运算放大器的反相输入端与第二十五电阻的一端电性连接，第二十五电阻的另一端与第一运算放大器的输出端电性连接，所述第二十五电阻上并联有依次串联的第二十六电阻和第四十七电容，所述第二运算放大器的反相输入端、输出端分别与第四十九电容的两端电性连接，所述第四十九电容上并联有依次串联的第二十七电阻和第四十八电容，所述第二运算放大器的正相输入端电性连接有并联的第二十八电阻和第二十九电阻，第二十九电阻的另一端与信号地端电性连接。

基于上述调理电路，本发明还提出了一种芯片，所述芯片包括上述两个运算放大器。

基于上述芯片，本发明还提了一种TEC控制器，包括芯片、供电电路、至少一个滤波电路、限流电路和调节电路；

所述芯片，其用于电性连接供电电路、滤波电路、限流电路和调节电路；

所述供电电路，其用于为电路不同模块供电；