JPH022199A - 色素レーザの色素循環装置 - Google Patents

色素レーザの色素循環装置

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JPH022199A
JPH022199A JP14488088A JP14488088A JPH022199A JP H022199 A JPH022199 A JP H022199A JP 14488088 A JP14488088 A JP 14488088A JP 14488088 A JP14488088 A JP 14488088A JP H022199 A JPH022199 A JP H022199A
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dye
pure water
temperature
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water temperature
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JP14488088A
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Takao Kato
隆夫 加藤
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Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/022Constructional details of liquid lasers

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  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は色素レーザに関し、特にレーザ発信装置に対し
1色素を循環供給する色素循環装置に関する。
(従来の技術) レーザの発振波長を精密に同調し、スペクトル帯域を狭
くシ、品出力、高繰り返し化を図るための方式として波
長同調したパルスレーザで励起した色素レーザが用いら
れている。
色素レーザは2色素の光励起により発振するものであり
、エネルギ変換効率を上げ、全波長域をカバーするため
に、上記の各波長各機態別に色素の種類を変える必要が
ある。このようなレーザ装置のレーザ管に対して各種の
色素を供給するための従来の色素循環装置のブロック図
を第2図に示す。色素循環装置は工業用水部(1)、フ
ロン部(2)。
純水部(3)1色素供給部 (4)の4系統から構成さ
れている。工業用水部 (1)は−次冷却器(5)に対
し工業用水を供給し、冷却する機能を有する。
フロン部(2)は冷媒にフロンを用い、冷凍器(6)に
より冷却して、フロンを二次冷却器(7)に供給する。
純水部(3)は純水を冷媒として純水加熱器(8)、純
水リザーバ(9)、純水循環ポンプ(10)により。
純水を三次冷却器(11)に供給する。純水温度検出器
(12)は純水の温度を検出して温度信号(121)を
純水温度制御器(13)へ送る。該制御器の操作出力信
号(131)で純水加熱器用電力調節器(14)を調節
し、前記純水加熱器 (8)による純水への加熱具合を
調整して純水温度を所定の値に制御する。
色素供給部(4)は色素加熱器(15)、色素リザーバ
(16)、色素循環ポンプ(17)、フィルタ(18)
により色素(通常、水のような溶媒に溶解させた状態で
用いられる)をレーザ発振装置に供給する。色素温度検
出器(19)は色素の温度を検出して温度信号(191
)を色素温度制御器(20)へ送る。該制御器の操作出
力信号(201)で色素加熱器用電力調節器(21)を
調節し、前記色素加熱器(15)による色素への加熱具
合を調整して色素温度を所定の値に制御る。該制御器か
らは色素供給流調弁(24)への操作信号(231)と
2色素分流循環流調弁(25)への操作信号(232)
の二つの操作出力信号が発せられており、レーザ発振器
へ供給する流量と、レーザ発振器へ供給することなしに
分流循環する流量とを加減して1色素供給流量を所定の
値に制御する。
このような色素循環装置においてレーザの高出力、高効
率化のために供給色素の温度、流量条件が厳しく、特に
温度の高安定性が要求されている。
上記の様に従来装置では色素供給温度を極力安定させる
必要性から、冷却系を何段にも分けて設置している。色
素供給温度の制御系としては色素供給部(4)における
色素温度制御器(20)だけではなく、純水部(3)に
おいて1色素を冷却、熱交換する三次冷却器(11)の
冷媒である純水自体を定温度制御するために純水温度制
御器(13)を設定することにより冷媒自体の温度安定
性を確保した上で。
被冷却材である色素の温度を制御しようとするものであ
る。
(本発明が解決しようとする課題) 従来の制御系は純水温度制御系と1色素温度制御系が相
互独立で各媒体の温度を制御しているため2種々の外乱
や負荷変動に対する応答性の点で改良の余地があった。
例えば工業用水温度の変動が外乱となって純水温度に変
化が生じた場合、純水温度制御手段は純水温度のみを補
正するように作用する。この外乱が色素温度にまで影響
を与えてしまった場合2色素温度制御手段は1色素温度
のみの補正を行い。
純水温度制御手段は色素温度の補正を行うようには作用
しない。レーザ発振装置が必要とする色素の条件はレー
ザ側の機能、波長により設定温度。
流量とも異なるものであり、複数のレーザ発振装置(色
素供給部(4)から観なときの負荷側)に対して共通の
色素供給部が設置されるようなシステム構成では、この
負荷側の条件変動によって色素温度が影響を受けた場合
1色素温度制御手段のみがこれを補正しようと制御動作
を行なうが、純水温度制御手段は色素温度の制御動作を
行うようには作用しない。
すなわち、従来の制御系では色素流量制御系と色素温度
制御系が相互独立であり1例えば色素流量をレーザ発振
装置の要因で変化させた場合、供給流量と分流循環流量
が変化するため1色素温度にも変化が生じ、外乱を受け
た場合と同様になることがあった。この場合1色素温度
の補正だけでなく、純水の温度も補正すれば応答性の向
上を図ることが可能であるが、前述のように相互独立の
ため色素温度でのみ補正しなければならなかった。
本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたもので
あって、純水温度制御系1色素温度制御系と色素流量制
御系の協調をとることにより1色素循環装置の多段冷却
系の上流側下流側のいずれの外乱要因にも高精度に追従
できる制御系を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 手段と、この純水温度制御手段で温度制御後の純水温度
を検出する純水温度検出手段を持つ純水部と、この純水
温度制御手段で温度制御された純水により冷却される色
素容液の温度が所定の温度になるよう温度調節を行う色
素温度制御手段と、温度制御された色素容液の温度を検
出する色素温度検出手段と6色素容液の流量を測定する
色素流量検出手段と、この色素流量検出手段の検出結果
に基づいて色素流量の制御を行う色素流量制御手段とを
備えた色素供給部とを備え、前記色素温度検出手段の信
号を前記純水温度制御手段及び前記色素流量制御手段に
フィードバックし、所定の色素温度になるよう前記純水
温度及び前記色素流量を制御することにより8色素を所
定の流量及び温度前記構成ににより、純水温度は検出し
た純水温度と色素温度に基づき、設定された目標値との
偏差が減少するよう制御される。色素温度は検出した色
素温度に基づき設定された目標値との偏差が減少するよ
う制御される。色素流量は検出した色素流量と色素温度
に基づき設定された目標値との偏差が減少するよう制御
される。
(実施例) 以下1本発明の実施例を第1図に基づいて説明する。第
1図は一実施例を示すものでr tl’ζ成要素の名称
2番号は第2図と同様としである。従って従来例との差
違について以下に述べる。
まず構成上の差異であるが、純水温度制御器(113)
は従来、純水温度の制御を純水温度のみによって行うだ
けであったが、実施例では色素温度制御器(20)の操
作出力信号(201)を制御用信号として入力している
。同様に色素流量制御器(23)は従来、検出した流量
が目標値になるよう制御するだけであったが、実施例で
は色素温度制御器(20)の操作出力信号(201)も
入力し、前記流量を制御している。即ち色素温度制御器
(20)はその操作出力信号(201)を色素加熱器用
電力調節器(21)へ出力するだけでなく、純水温度制
御器(113)と色素流量制御器(123)へ制御目標
量として出力することにより2色素温度制御を一次ルー
プ、純水温度制御及び色素流量制御を二次ループとする
一種のカスケード制御系を構成している。通常のカスケ
ード制御系は操作端を二次ループだけが有するが。
本実施例では一次ループ(色素加熱器用電力調節器(2
1)) 、二次ルーフ責純水加熱器用電力調節器(14
)及び色素供給流調弁(24)/色素分流循環流調弁(
25))の両方が操作端を有している。
以上の構成から明らがなように本実施例では制御系が以
下の作用を行なう。
色素温度制御器(20)は色素温度検出器(19)がら
送られてくる色素温度信号(191)と、内部設定され
た色素温度制御目標量との偏差に基づいてPID制御演
算を行い、この偏差を解消するように色素加熱器用電力
調節器(21)を操作出方信号(201)で操作する。
また純水温度制御器(113)及び色素流量制御器(1
23)に制御目標量として操作出力信号(201)を入
力させる。
純水温度制御器(113)は純水温度検出器(12)か
ら送られてくる純水温度化g(121)に対して1色素
温度制御器操作出力信号(201)を制御目標量として
偏差を求め、PID制御演算を行い、この偏差を解消す
るように純水加熱器用電力調節器(14)を操作出力信
号(131)で戎作する。
色素流量制御器(123)は色素流量検出器(22)か
ら送られてくる色素流量信号(221)に対して、制御
目標量である操作出力信号(201)との偏差を求め、
PID制御演算を行い、この偏差を解消するように色素
供給流調弁(24)と色素分流循環流調弁(25)を互
いに開閉逆方向となるような操作出力特性を有する操作
信号(231)と(232)で操作する。
このようにして構成1作用する本実施例は以下の効果を
有する。
純水温度制御器(13)は純水温度信号(121)に変
動があった場合に修正制御動作を行うのはもちろんのこ
と1色素温度循環ループにおいて色素温度信号(191
)の変動があった場合2色素温度制御器操作出力信号(
201)の変化となって現われ、修正制御動作を行うこ
とができる。
色素流量制御器(123)は色素流量信号(221)に
変動があった場合に修正制御動作を行うのはもちろんの
こと1色素温度循環ループにおいて色素温度信号(19
1)の変動があった場合1色素温度制御器操作出力信号
(201)の変化となって現われ、修正制御動作を行う
ことができる。
色素温度制御器(20)は色素温度変動に対して直接的
に色素加熱器用電力調節器部1)を操作するばかりでな
く1色素温度に影響を与える純水温度や色素供給流量5
色素分流循環流量を操作することができる。
本発明は以上の実施例の他にも種々変形が可能である。
例えば二次ループを純水温度制御ループあるいは色素供
給流量ループのいずれか一方のみにして、他方は従来通
りの独立ループとしても一定の効果は得られる。色素温
度制御器7純水温度制御器1色素流量制御器の制御演算
方式はPID制御以外のものでもよい。熱交換のような
時定数の大きいプロセスではサンプルPI制御方式も適
する。また1本実施例のように各制御器から構成しない
で一台のDDC装置でソフトウェアにより演算処理する
こともできる。
[発明の効果] 工業用水温度の変動が外乱となって純水温度が変動した
場合や、レーザ発振装置側の条件で色素併給流量が変動
した場合に、それぞれ純水温度制御ループや色素供給流
量制御ループの二次ループの測定信号が変化するので各
二次ループがローカルに修正制御を行うことができる。
もし、これらの外乱が色素温度にまで影響した場合は一
次ループの色素加熱器用電力調節器の制御動作と二次ル
ープの制御動作が同時に行える。
又、°二次ループでは一次ループの操作出力をその制御
目標量として追従制御するので、二次ループ自身の測定
信号の変化だけのときより大きな制御偏差く制御目標量
−測定量)が得られることになり、修正制御動作を大き
くすることができる。
即ち、小外乱時はローカルに安定性よく、大外乱時は応
答性よく色素温度の制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を説明するブロック図、第2
図は従来の技術を説明するブロック図である。 1・・・・・・・・・工業用水部 2・・・・・・・・・フロン部 3・・・・・・・・・純水部 4・・・・・・・・・色素供給部 5・・・・・・・・・−次冷却器 6・・・・・・・・・冷凍機 7・・・・・・・・・二次冷却器 8・・・・・・・・・純水加熱器 9・・・・・・・・・純水リザーバ 10・・・・・・・・・純水循環ポンプ11・・・・・
・・・・三次冷却器 12・・・・・・・・・純水温度検出器13・・・・・
・・・・純水温度制御器−1純水加熱器用電力網節器 色素加熱器 色素リザーバ 色素循環ポンプ フィルタ 色素温度検出器 色素温度制御器 色素加熱器用電力調節器 色素流量検出器 色素流量制御器−1 色素供給流調弁 色素分流循環流調弁 ・・・純水温度制御器−2 ・・・色素流量制御器−2 純水温度信号 純水温度制御器操作出力信号 色素温度信号 色素温度制御器操作出力信号 色素流量信号 色素供給流調弁操作信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 工業用水を用い冷却した冷媒によって冷却される純水の
    温度が所定の温度になるよう温度調節を行う純水温度制
    御手段とこの純水温度制御手段で温度制御後の純水温度
    を検出する純水温度検出手段を持つ純水部と、この純水
    温度制御手段で温度制御された純水により冷却される色
    素容液の温度が所定の温度になるよう温度調節を行う色
    素温度制御手段と温度制御された色素容液の温度を検出
    する色素温度検出手段と色素容液の流量を測定する色素
    流量検出手段とこの色素流量検出手段の検出結果に基づ
    いて色素流量の制御を行う色素流量制御手段とを備えた
    色素供給部とを備え、前記色素温度検出手段の信号を前
    記純水温度制御手段及び前記色素流量制御手段にフィー
    ドバックし、純水温度制御手段及び色素流量制御手段の
    各々において設定されている目標値との偏差を減少させ
    るように純水温度及び色素流量を制御し、色素レーザ発
    振装置に色素を供給する色素レーザの色素循環装置。
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