CN103438994A - 紫外光辐射照度自动测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种紫外光辐射照度自动测量装置，包括紫外光探测模块和控制模块，所述紫外光探测模块用于测量紫外光的辐射照度；所述紫外光辐射照度自动测量装置还包括驱动模块，其中，所述控制模块，用于向所述驱动模块发出驱动信号，并预先设定紫外光辐射区域中的至少一任意点为测量点；所述驱动模块，用于根据该驱动信号驱动所述紫外光探测模块在紫外光辐射区域内运动，以使得所述紫外光探测模块在预先设定的测量点测量紫外光的辐射照度。本发明所述的紫外光辐射照度自动测量装置可以自动控制紫外光探测模块在紫外光辐射区域内的任意点测量紫外光的辐射照度，不对测量点数进行限制，而且测量点可以任意选取，并可覆盖整个紫外光辐射区域。

Description

紫外光辐射照度自动测量装置
技术领域
本发明涉及紫外光检测领域，尤其涉及一种紫外光辐射照度自动测量装置。 
背景技术
如图1所示，传统的紫外线固化设备的紫外线辐射照度测量装置多为将紫外光探测器11置于探测器载车12上，依靠推拉把手13手动移动探测器移动导轨14和紫外光探测器11的方式改变测量点位置，该紫外光探测器11的移动方式为依靠推拉把手13在探测器移动导轨14上运动，紫外光辐射照度测量点111、紫外光辐射照度测量点112和紫外光辐射照度测量点113为探测器移动导轨14上预留设计的测量点，因此可测量紫外光辐射照度的点数有限，不能覆盖整个紫外光辐射区域。 
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种紫外光辐射照度自动测量装置，可以自动控制紫外光探测模块在紫外光辐射区域内的任意点测量紫外光的辐射照度，不对测量点数进行限制，而且测量点可以任意选取，并可覆盖整个紫外光辐射区域。 
为了达到上述目的，本发明提供了一种紫外光辐射照度自动测量装置，包括紫外光探测模块和控制模块，所述紫外光探测模块用于测量紫外光的辐射照度；所述紫外光辐射照度自动测量装置还包括驱动模块，其中， 
所述控制模块，用于向所述驱动模块发出驱动信号，并预先设定紫外光辐射区域中的至少一任意点为测量点； 
所述驱动模块，用于根据该驱动信号驱动所述紫外光探测模块在紫外光辐射区域内运动，以使得所述紫外光探测模块在预先设定的测量点测量紫外光的 辐射照度。 
实施时，所述驱动模块包括反馈单元，其用于将所述紫外光探测模块在所述紫外光辐射区域中的位置信号传送至所述控制模块； 
所述控制模块，还用于根据该位置信号，向所述驱动模块发送驱动控制信号； 
所述驱动模块，还用于根据该驱动控制信号驱动所述紫外光探测模块运动至预先设定的测量点。 
实施时，所述紫外光探测模块包括紫外光探测单元和光电流处理单元： 
所述紫外光探测单元，用于接收紫外光照射而产生光电流； 
所述光电流处理单元，用于将该光电流信号放大并转换为数字电压信号； 
所述控制模块，还用于对该数字电压信号进行计算而得到紫外光辐射照度。 
实施时，所述紫外光探测单元包括： 
腔体； 
光敏元件，密封于所述腔体内； 
隔热层，设置于所述腔体的内夹层； 
载架，用于承载所述腔体和连接所述驱动模块。 
实施时，所述紫外光探测单元还包括石英片，设置于所述腔体的顶部。 
实施时，所述石英片的紫外光透过率大于90%。 
实施时，所述紫外光探测单元还包括： 
紫外光遮挡片，用于在非测量状态时隔开所述光敏元件和紫外光。 
实施时，所述驱动模块包括第一直线电机、第二直线电机和第三直线电机，其中， 
所述第一直线电机控制所述紫外光探测单元在紫外光探测区域中的X轴方向运动； 
所述第二直线电机和所述第三直线电机控制所述紫外光探测单元在紫外光探测区域中的Y轴方向运动。 
实施时，所述光电流处理单元包括前置放大电路和模数转换电路； 
所述紫外光探测单元，用于接受紫外光照射而产生模拟光电流信号； 
所述前置放大电路，用于将该模拟光电流信号放大并转换为模拟电压信号； 
所述模数转换电路，用于将该模拟电压信号转换为数字电压信号； 
所述控制模块，用于对该数字电压信号进行计算而得到紫外光辐射照度数据。 
与现有技术相比，本发明所述的紫外光辐射照度自动测量装置，由于采用了所述驱动模块，其可以根据所述控制模块发出的驱动信号驱动所述紫外光探测模块在紫外光辐射区域内运动，从而使得所述紫外光探测模块可以在预先设定的紫外光辐射区域内的任意点测量紫外光的辐射照度，不对测量点数进行限制，而且测量点可以任意选取，并可覆盖整个紫外光辐射区域。 
附图说明
图1是传统的紫外线固化设备的紫外线辐射照度测量装置的结构图； 
图2是本发明实施例所述的紫外光辐射照度自动测量装置的结构框图； 
图3是所述紫外光探测单元的一实施例的立体图； 
图4是所述紫外光探测单元的一实施例的剖视图； 
图5是本发明实施例所述的紫外光辐射照度自动测量包括的驱动模块的一实施例包括的第一直线电机的结构图； 
图6是本发明实施例所述的紫外光辐射照度自动测量包括的驱动模块的一实施例包括的第二直线电机的结构图； 
图7是本发明实施例所述的紫外光辐射照度自动测量包括的探测器载车、第一直线电机、第二直线电机、第三直线电机和紫外光探测单元之间的连接关系示意图； 
图8是本发明实施例所述的紫外光辐射照度自动测量包括的前置放大模块的一实施例的电路图 
具体实施方式
如图2所示，本发明实施例所述的紫外光辐射照度自动测量装置，包括紫外光探测模块21、控制模块22和驱动模块23，其中， 
所述紫外光探测模块21，用于测量紫外光的辐射照度； 
所述控制模块22，用于向所述驱动模块23发出驱动信号，并预先设定紫外光辐射区域中的至少一任意点为测量点； 
所述驱动模块23，用于根据该驱动信号驱动所述紫外光探测模块21在紫外光辐射区域内运动，以使得所述紫外光探测模块21在预先设定的测量点测量紫外光的辐射照度。 
本发明第一实施例所述的紫外光辐射照度自动测量装置，由于采用了所述驱动模块23，其可以根据所述控制模块22发出的驱动信号驱动所述紫外光探测模块21在紫外光辐射区域内运动，从而使得所述紫外光探测模块21可以在预先设定的紫外光辐射区域内的任意点测量紫外光的辐射照度，与现有的紫外光辐射照度测量装置相比，本发明第一实施例所述的紫外光辐射照度自动测量装置不对测量点数进行限制，而且测量点可以任意选取，并可覆盖整个紫外光辐射区域。 
在实际操作时，在测量紫外光辐射照度之前，本发明第一实施例所述的紫外光辐射照度自动测量装置通过控制模块22将测量条件、测量点数及测量点位置设定好，在测量紫外光辐射照度时，驱动模块23将根据控制模块22预先设定的测量条件依次对各测量点的紫外光辐射照度进行测量，使得多测量点紫外光辐射照度测量无需间断，可一次性完成，且测量点数不受限制，测量点位置可以任意选取，从而可以提高测量精度，并能很大程度缩短测量时间。 
在具体实施时，所述驱动模块23，还用于将所述紫外光探测模块在所述紫外光辐射区域中的位置信号传送至所述控制模块； 
所述控制模块22，还用于根据该位置信号，向所述驱动模块23发送驱动控制信号； 
所述驱动模块23，包括反馈单元，其用于根据该驱动控制信号驱动所述紫外光探测模块21运动至预先设定的测量点，这样可以实现对紫外光辐射照度测量点的精确定位。 
而在现有技术中，如图1所示紫外光探测器11与紫外光辐射照度测量仪15连接，紫外光探测器11的校准，紫外光辐射照度测量点的选取，所述紫外光辐射照度测量仪15测量得到的照度数据的记录等均由人为完成，测量精度 不够精准，测量耗时长，测量效率低，影响产能，不同的紫外光辐射照度测量点的测量结果存在较大偏差。 
根据一种具体实施方式，所述紫外光探测模块包括紫外光探测单元和光电流处理单元： 
所述紫外光探测单元，用于接受紫外光照射而产生光电流； 
所述光电流处理单元，用于将该光电流信号放大并转换为数字电压信号； 
所述控制模块，还用于对该数字电压信号进行计算而得到紫外光辐射照度。 
如图3、图4所示，所述紫外光探测单元的一实施例包括： 
腔体211； 
光敏元件212，密封于所述腔体21内； 
隔热层213，设置于所述腔体211的内夹层； 
载架214，用于承载所述腔体211和连接所述驱动模块213（在图3中，为了使得腔体211的结构清晰可见，因此将所述腔体211绘制于所述载架214的上方，所述载架214和所述驱动模块23之间的连接关系图3、图4中未示）。 
在所述紫外光探测单元的该实施例中，为了使得紫外光辐射照度测量结果不受外界温度的影响，所述光敏元件212被密封在所述腔体211内，由于该腔体212是暴露在紫外光灯的辐射范围内的，且紫外光灯本身也会发热，因此为了避免长时间的紫外光辐射将会影响所述腔体211内部的光敏元件212的寿命和测量精度，所述腔体211的内夹层设置有隔热层213。 
具体的，如图4所示，所述紫外光探测单元还包括石英片215，其设置于所述腔体211的顶部； 
所述石英片215为对紫外光具有高透过率的石英片，所述石英片215通过第一螺丝216和第二螺丝217固定于所述腔体212的顶部。 
优选的，所述石英片的紫外光透过率大于90% 
具体的，如图3所示，所述紫外光探测单元还包括： 
紫外光遮挡片218，用于在非测量状态时隔开所述光敏元件211和紫外光； 
非测量状态时，所述紫外光遮挡片218所述紫外光遮挡片216例如可以为百叶门、金属遮挡片或其它防紫外光材质制成的遮挡片）关闭，阻止紫外光进 入腔体212。 
根据一种具体实施方式，所述驱动模块23包括第一直线电机、第二直线电机和第三直线电机，其中，第一直线电机控制紫外光探测单元的X轴方向运动，第二直线电机和第三直线电机控制紫外光探测单元的Y轴方向运动；采用第一直线电机、第二直线电机和第三直线电机代替人力搬动所述紫外光探测单元，并可以二维驱动定位所述紫外光探测单元，可测量紫外光辐射区域的任意点的紫外光辐射照度，可测量的点数更多，测量点定位更准确。 
如图5所示，第一直线电机包括第一底座2211、第一定子2212、第一动子2213、第一滑轨2214、第一滑块2215、第一导带2216、第一动子座2217、第一极限开关2218、第二极限开关2219、第一位置反馈部件221A、第一防撞器221B和第二防撞器221C，其中， 
所述第一定子2212和所述第一滑轨2214分别固定于所述第一底座2211上； 
所述第一滑块2215设置于所述第一滑轨2214上； 
所述第一导带2216固定于所述第一底座2211上； 
所述第一动子座2217，设置于所述第一导带2216上，用于固定所述第一动子2213，以使得所述第一动子2213可以随着所述第一滑块2215沿着所述第一滑轨2214运动； 
所述第一极限开关2218和所述第二极限开关2219分别设置于所述第一底座2211上与所述第一滑轨2214的两侧端对应处； 
所述第一位置反馈部件221A，设置于所述第一底座2211上，用于向所述控制模块25反馈所述第一动子2213的位置； 
所述第一防撞器221B和所述第二防撞器221C分别设置于所述第一滑轨2214的两端侧； 
所述第一直线电机的第一动子2213与所述载架213连接（图5中未示）。 
如图6所示，第二直线电机包括第二底座2221、第二滑轨2222、第三滑轨2223、第二滑块2224、第三滑块2225、第四滑块2226、第五滑块2227、第二定子2228、第二导带2229、第二动子座222A、第二动子222B、第二位置反馈部件222C、第三极限开关222D、第四极限开关222E、第三防撞器222F、 第四防撞器222G、第五防撞器222H、第六防撞器222I和挡板222J，其中， 
所述第二滑轨2222、所述第三滑轨2223和所述定子2228分别固定于所述第二底座2221上； 
所述第二滑块2224和所述第三滑块2225分别设置于所述第二滑轨2222上； 
所述第四滑块2226和所述第五滑块2227分别设置于所述第三滑轨2223上； 
所述第二动子座222A，设置于所述第二导带2229上，用于固定所述第二动子222B，以使得所述第一动子222B可以随着所述第二滑块2224、所述第三滑块2225、所述第四滑块2226和所述第五滑块2227沿着所述第二滑轨2222和所述第三滑轨2223运动； 
所述第三极限开关222D和所述第四极限开关222E分别设置于所述第二底座2221上与所述第二滑轨2222的两侧端对应处； 
所述第二位置反馈部件222C，设置于所述第二底座2221上，用于向所述控制模块25反馈所述第二动子222B的位置； 
所述第三防撞器222F和所述第四防撞器222G分别设置于所述第二滑轨2222的两端侧； 
所述第五防撞器222H和所述第六防撞器222I分别设置于所述第三滑轨2223的两端侧； 
所述第二直线电机的动子和所述第三直线电机的动子分别与所述第一直线电机的底座连接。 
所述第二直流电机的结构和所述第三直流电机的结构相同。 
如图7所示，在实际操作时，本发明所述的紫外光辐射照度自动测量装置还包括探测器载车20； 
第一直线电机231的第一动子与紫外光探测单元201的载架连接，第二直线电机232的动子和所述第三直线电机233的动子分别与所述第一直线电机231的底座连接；所述第一直线电机231、第二直线电机232和第三直线电机233设置于探测器载车20上。 
所述第一直线电机、所述第二直线电机和所述第三直线电机在工作时，当 定子通入电流后，在定子和动子之间的气隙中会产生行波磁场，在行波磁场与动子的永磁体的作用下产生驱动力，从而实现运动部件的直线运动。通过所述第一直线电机的位置反馈部件、所述第二直线电机的位置反馈部件和所述第三直线电机的位置反馈部件，可以精确定位紫外光探测单元在紫外光辐射区域的坐标，以利于紫外光辐射照度测量点的选取。 
而在现有技术中，如图1所示，每测量一紫外光辐射照度测量点的紫外光辐射照度均需做一次紫外线灯的开关动作和探测器移动导轨14的升降动作，对紫外光固化设备本身部件造成一定损耗。 
根据一种具体实施方式，所述光电流处理单元包括前置放大电路和模数转换电路； 
所述紫外光探测单元，用于接受紫外光照射而产生微小模拟光电流信号； 
所述前置放大电路，用于将该微小模拟光电流信号放大并转换为模拟电压信号； 
所述模数转换电路，用于将该模拟电压信号转换为数字电压信号； 
所述控制模块，用于对该数字电压信号进行计算和修正而得到紫外光辐射照度数据。 
图8是前置放大模块的一实施例的电路图。 
如图8所示，所述前置放大电路24包括运算放大器D、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、反馈电阻R5、第一电位器RV1、第二电位器RV2、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，其中， 
第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2和第一调节电位器RV1构成调零电路，通过调节第一电位器RV1可将集成运算放大电路失调调零； 
第一电阻R1和第一电容C1用于补偿集成运算放大电路的偏置电流，第二电位器RV2用于调整集成运算放大电路的增益； 
当紫外光探测单元201接收紫外光辐射后产生微小模拟电流信号，微小模拟电流信号经反馈电阻R5和第二电位器RV2之后产生压差输出电压信号，通过调节电第二位器RV2的阻值可以调整输出电压的大小。 
在具体实施时，所述紫外光辐射照度自动测量装置还包括显示模块和存储模块； 
所述显示模块，用于显示紫外光辐射照度数据； 
所述存储模块，用于存储紫外光辐射照度数据。 
本发明所述的紫外光辐射照度自动测量装置测量照度的具体步骤如下： 
步骤一：测量参数设定，测量前先由控制模块对测量参数进行设置，其内容包括： 
测量点数及位置选取，可在显示界面的二维坐标中选取测量点的位置或通过键盘直接输入测量点的坐标值； 
在软件界面中选取同一点的重复测量次数； 
在软件界面中选择每点的测量时间，即百叶门打开的时间； 
直线电机移动速度设定。 
步骤二：确认被测量设备处于辐射照度测量模式后，点击开始测量： 
第一直线电机的动子带动载架做X轴方向运动，同时，第二直线电机的动子和第三直线电机的动子带动第一直线电机的底座沿Y轴方向做同步运动，最终使得紫外光探测单元的光敏元件处于第一测量点位置； 
待紫外光探测单元初始化校正完成后，百叶门打开，光敏元件开始接受紫外光照射； 
紫外光探测单元接受紫外光照射后产生的微小光电流流向前置放大电路，微小光电流经前置放大电路放大后转化为电压信号输入到模数转换电路将输入的模拟电压信号转换为数字电压信号后经过计算和修正，将照度数据输出于显示模块显示并储存测量结果； 
达到设定测量时间后，百叶门关闭，此时，紫外光探测单元不再接受紫外光照射，从而完成第一测量点的一次测量，如需要进行同一点多次测量，重复以上步骤； 
第一直线电机、第二直线电机和第三直线电机带动紫外光探测单元移动到第二测量点位置，重复以上步骤完成对第二测量点的测量。 
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (9)

1.一种紫外光辐射照度自动测量装置，包括紫外光探测模块和控制模块，所述紫外光探测模块用于测量紫外光的辐射照度；其特征在于，所述紫外光辐射照度自动测量装置还包括驱动模块，其中，
所述控制模块，用于向所述驱动模块发出驱动信号，并预先设定紫外光辐射区域中的至少一任意点为测量点；
所述驱动模块，用于根据该驱动信号驱动所述紫外光探测模块在紫外光辐射区域内运动，以使得所述紫外光探测模块在预先设定的测量点测量紫外光的辐射照度。
2.如权利要求1所述的紫外光辐射照度自动测量装置，其特征在于，
所述驱动模块包括反馈单元，其用于将所述紫外光探测模块在所述紫外光辐射区域中的位置信号传送至所述控制模块；
所述控制模块，还用于根据该位置信号，向所述驱动模块发送驱动控制信号；
所述驱动模块，还用于根据该驱动控制信号驱动所述紫外光探测模块运动至预先设定的测量点。
3.如权利要求1或2所述的紫外光辐射照度自动测量装置，其特征在于，所述紫外光探测模块包括紫外光探测单元和光电流处理单元：
所述紫外光探测单元，用于接收紫外光照射而产生光电流；
所述光电流处理单元，用于将该光电流信号放大并转换为数字电压信号；
所述控制模块，还用于对该数字电压信号进行计算而得到紫外光辐射照度。
4.如权利要求3所述的紫外光辐射照度自动测量装置，其特征在于，所述紫外光探测单元包括：
腔体；
光敏元件，密封于所述腔体内；
隔热层，设置于所述腔体的内夹层；
载架，用于承载所述腔体和连接所述驱动模块。
5.如权利要求4所述的紫外光辐射照度自动测量装置，其特征在于，所述紫外光探测单元还包括石英片，设置于所述腔体的顶部。
6.如权利要求5所述的紫外光辐射照度自动测量装置，其特征在于，所述石英片的紫外光透过率大于90%。
7.如权利要求4所述的紫外光辐射照度自动测量装置，其特征在于，所述紫外光探测单元还包括：
紫外光遮挡片，用于在非测量状态时隔开所述光敏元件和紫外光。
8.如权利要求4所述的紫外光辐射照度自动测量装置，其特征在于，所述驱动模块包括第一直线电机、第二直线电机和第三直线电机，其中，
所述第一直线电机控制所述紫外光探测单元在紫外光探测区域中的X轴方向运动；
所述第二直线电机和所述第三直线电机控制所述紫外光探测单元在紫外光探测区域中的Y轴方向运动。
9.如权利要求3所述的紫外光辐射照度自动测量装置，其特征在于，所述光电流处理单元包括前置放大电路和模数转换电路；
所述紫外光探测单元，用于接受紫外光照射而产生模拟光电流信号；
所述前置放大电路，用于将该模拟光电流信号放大并转换为模拟电压信号；
所述模数转换电路，用于将该模拟电压信号转换为数字电压信号；
所述控制模块，用于对该数字电压信号进行计算而得到紫外光辐射照度数据。
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