CN104991584B - 温控系统以及uv固化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温控系统，用于控制UV固化装置的温度，所述控温系统包括：第一测温模块，检测灯箱内部的温度，并发出一第一温度信号；连通灯箱内部的导气管道；风机，控制导气管道内气流的大小；流量控制件，在导气管道内形成一大小可变的导通口；第二测温模块，检测灯箱中排出的气体的温度，并发出一第二温度信号；控制模块，接收第一温度信号和第二温度信号，根据第一温度信号实时控制风机的转速，并根据灯箱的内部的温度和灯箱中排出的气体的温度之差，控制流量控制件以增加导通口的大小。本发明还提供一种包括上述温控系统的UV固化装置。在本发明中，采用闭合控制，能够实现温度的实时自动控制，有效地控制所述灯箱的内部的温度。

Description

温控系统以及UV固化装置

技术领域

本发明涉及光固化设备技术领域，特别是涉及一种温控系统以及UV固化装置。

背景技术

目前，很多企业在生产加工产品时，需要用到各种UV(紫外)胶进行滴胶固定，然后再利用UV固化装置中的UV灯对UV胶进行及时固化。UV胶又称无影胶、光敏胶、紫外光固化胶，它是指必须通过紫外线光照射才能固化的一类胶粘剂，它可以作为粘接剂使用，也可作为油漆、涂料、油墨等的胶料使用。UV胶固化原理是UV固化材料中的光引发剂(或光敏剂)在紫外线的照射下吸收紫外光后产生活性自由基或阳离子，引发单体聚合、交联和接支化学反应，使粘合剂在数秒钟内由液态转化为固态。UV固化的方法具有环保安全、速度快和相容性好的特点，因此得到了广泛的应用。

典型的UV固化装置包括UV灯、用于放置UV灯的灯箱、UV电子电源(或触发器、镇流器)等部件组成。在UV固化装置开始工作时，UV灯由冷变热的发光过程中有一个变热阶段，此外，当UV灯达到额定功率后，由于UV灯在灯箱内处于密封状态，灯箱内的温度还会继续升高。所以，为了防止UV灯的温度过高，提高UV灯的使用寿命，需要为UV固化装置配置专门的冷却系统大多采用风冷。

现有技术中的风冷采用送风冷却，即将风机正对UV灯，风机向UV灯吹风以冷却UV灯；并且，现有的冷却系统在工作时，只检测UV灯的温度，当UV灯的温度高于设定值时开始送风，当UV灯的温度高于上限值时停机进行人工检查。然而，当UV灯的温度高于设定值时才开始送风，无法在UV灯温度上时及时处理，当UV灯的温度高于上限值时停机检查效率低；此外，现有的送风冷却会把外界的颗粒(particle)等污染物带进UV固化装置内，造成设备的污染。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种温控系统，用于控制UV固化装置的温度，所述UV固化装置包括内部具有容纳空间的灯箱、连通所述灯箱内部的排气口以及设置在所述灯箱的内部的UV灯，所述控温系统包括：

第一测温模块，设置于所述灯箱内部，用于检测所述灯箱内部的温度，并发出一第一温度信号；

连通所述灯箱内部的导气管道；

风机，设置于所述导气管道内，控制所述导气管道内气流的大小；

流量控制件，设置于所述导气管道内，所述流量控制件在所述导气管道内形成一大小可变的导通口；

第二测温模块，检测所述灯箱中排出的气体的温度，并发出一第二温度信号；

控制模块，与所述风机和流量控制件信号连接，所述控制模块接收所述第一温度信号和第二温度信号，并根据所述第一温度信号实时控制所述风机的转速，根据所述灯箱内部的温度和所述灯箱中排出的气体的温度之差，控制所述流量控制件以增加所述导通口的大小。

进一步的，在所述温控系统中，至少所述风机所在段的导气管道连接所述排气口。

进一步的，在所述温控系统中，所述导气管道为一段式导气管道，所述导气管道包括进风口和出风口，所述导气管道的进风口连接所述排气口。

进一步的，在所述温控系统中，所述第二测温模块位于所述导气管道的出风口处。

进一步的，在所述温控系统中，所述风机设置于所述流量控制件和所述导气管道的出风口之间。

进一步的，在所述温控系统中，所述流量控制件包括多个百叶窗式的板条，旋转所述板条调整所述板条之间的间距，控制所述导通口的大小。

进一步的，在所述温控系统中，所述控制模块包括一计算模块和一PWN输出模块，所述PWN输出模块连接所述计算模块，所述计算模块根据所述第一温度信号和第二温度信号，计算所述风机的转速以及所述导通口的大小，所述PWN输出模块将所述风机的转速以及所述导通口的大小转化为PWN信号占空比后，输出给所述风机和流量控制件。

进一步的，在所述温控系统中，所述温控系统还包括一转换电路，所述转换电路分别连接控制模块、风机和流量控制件，实现所述控制模块与风机和流量控制件的光电隔离，所述转换电路接收所述控制模块发出的信号，并进行电平转换和滤波后，输出给所述风机和流量控制件。

进一步的，在所述温控系统中，所述温控系统还包括一显示温度的显示模块，所述显示模块连接所述第二测温模块。

根据本发明的另一面，还提供一种UV固化装置，包括如上所述任意一项所述温控系统。

在本发明提供一种温控系统以及UV固化装置中，所述控温系统包括第一测温模块、导气管道、风机、流量控制件、第二测温模块和控制模块，所述第一测温模块检测所述灯箱内部的温度，所述第二测温模块检测所述灯箱中排出气体的温度，并反馈给所述测温模块，当所述灯箱的内部的温度和所述灯箱中排出的气体的温度之差大于等于一设定值时，所述控制模块控制所述流量控制件加大所述导通口，以实现快速排风，从而采用闭合控制，能够实现温度的实时自动控制，有效地控制所述灯箱的内部的温度，防止所述灯箱的内部的温度过高。

进一步的，至少所述风机所在段的导气管道连接所述排气口，以实现排风冷却，可以有效地避免外界的颗粒(particle)等污染物带进UV固化装置内。

附图说明

图1为本发明第一实施例的UV固化装置的示意图；

图2-图3为本发明第一实施例的导气管道的立体示意图；

图4为本发明第一实施例的板条之间的间距随温度的变化曲线；

图5为本发明第一实施例的温度随时间的变化曲线；

图6、图7为本发明第二实施例的导气管道的立体示意图；

图8为本发明第三实施例的UV固化装置的示意图。

具体实施例

下面将结合示意图对本发明的温控系统以及UV固化装置进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于，本发明提供一种温控系统，用于控制UV固化装置的温度，所述UV固化装置包括内部具有容纳空间的灯箱、连通所述灯箱内部的排气口以及设置在所述灯箱内部的UV灯，所述控温系统包括：第一测温模块，设置于所述灯箱内部，用于检测所述灯箱内部的温度，并发出一第一温度信号；连通所述灯箱内部的导气管道；风机，设置于所述导气管道内，控制所述导气管道内气流的大小；流量控制件，设置于所述导气管道内，所述流量控制件在所述导气管道内形成一大小可变的导通口；第二测温模块，检测所述灯箱中排出的气体的温度，并发出一第二温度信号；控制模块，接收所述第一温度信号和第二温度信号，并与所述风机和流量控制件信号连接，所述控制模块根据所述第一温度信号实时控制所述风机的转速，并根据所述灯箱内部的温度和所述灯箱中排出气体的温度之差，控制所述流量控制件以增加所述导通口的大小；当所述第一测温模块检测到所述灯箱内部的温度升高时，所述控制模块控制所述风机的转速；当所述灯箱内部的温度和所述灯箱中排出气体的温度之差大于等于一设定值时，所述控制模块控制所述流量控制件加大所述导通口，以实现快速排风，从而采用闭合控制，能够实现温度的实时自动控制，有效地控制所述灯箱的内部的温度，防止所述灯箱的内部的温度过高。

以下请参阅图1-图3具体说明本发明的第一实施例，其中，图1为本发明第一实施例的UV固化装置的示意图；图2-图3为本发明第一实施例的导气管道的立体示意图。在本实施例中，所述控温系统20用于控制UV固化装置1的温度。

如图1所示，所述UV固化装置1包括内部具有容纳空间的灯箱10、连通所述灯箱10的内部的排气口12、设置在所述灯箱10的内部的UV灯11以及控温系统20，所述控温系统20包括第一测温模块210、导气管道220、风机230、流量控制件240、第二测温模块250和控制模块260。在本实施例中，所述排气口12为排气管道13的出口，在本发明的其它实施例中，所述排气口12还可以直接设置在所述灯箱10的壁上，此为本领域的技术人员可以理解的，在此不作赘述。一般的，所述UV固化装置1还包括连通所述灯箱10的内部的入气口14，一般的，所述入气口14处设置有过滤组件，以阻止颗粒等污染物进入所述灯箱10。

其中，所述第一测温模块210设置于所述灯箱10的内部，用于检测所述灯箱10的内部的温度(即内部温度)，并发出一第一温度信号V1。在本实施例中，所述第一测温模块210为一热电偶，以测量内部温度，所述控温系统20还可以包括一电压式温度传感器，以采集所述热电偶的信号，从而输出所述第一温度信号V1。一般的，为了保证所测温度的准确性，可以对所述热电偶测量的温度进行修正，修正公式为本领域的普通技术人员可以理解的，在此不作赘述。所述第二测温模块250用于检测所述灯箱10中排出的气体的温度(即外部温度)，并发出一第二温度信号V4。在本实施例中，所述第二测温模块250为单线数字温度传感器，采用美国Dallas公司的单线数字温度传感器芯片DS18820，可直接将被测温度转化为数字信号，供所述控制模块260处理。所述单线数字温度传感器测温范围为-55-125℃，且在0℃-85℃之间的精度为±0.5℃，可以编程设定9bit～12bit的分辨。

所述导气管道220连通所述灯箱10的内部，以用于向所述灯箱10的内部通风，以冷却所述灯箱10的内部温度。所述导气管道220内设置有风机230和流量控制件240，所述风机230用于控制所述导气管道220内气流的大小，所述流量控制件240在所述导气管道220内形成一大小可变的导通口。

如图1所示，所述控制模块260接收所述第一温度信号V1和第二温度信号V4，并与所述风机230和流量控制件240信号连接，所述控制模块260根据所述第一温度信号V1实时控制所述风机230的转速，控制风的流量，并根据所述第一温度信号V1和第二温度信号V4之差，控制所述流量控制件240以增加所述导通口的大小，以实现快速排风，从而采用闭合控制，能够实现温度的实时自动控制，有效地控制所述灯箱10的内部的温度，防止所述灯箱10的内部的温度过高。

较佳的，所述控制模块260包括一计算模块261和一PWN输出模块262，所述计算模块261与所述第一测温模块210和第二测温模块250信号连接，所述计算模块261采用模糊免疫PID算法，根据所述第一温度信号V1和第二温度信号V4，计算所述风机230的转速以及所述导通口的大小。所述PWN输出模块262连接所述计算模块231，所述PWN输出模块262将所述风机230的转速以及所述导通口的大小转化为PWN信号占空比后，输出给所述风机230和流量控制件240，从而只需调节PWN信号的占空比就可以控制所述风机230和流量控制件240。

一般的，所述控制模块260还可以包括A/D转换器263、D/A转换器264、A/D转换器265，A/D转换器263连接于所述第一测温模块210和计算模块261之间，如果所述第一测温模块210发出的第一温度信号V1为模拟信号，则A/D转换器263将模拟信号转化为数字信号V1’。D/A转换器264、A/D转换器265依次连接于所述第二测温模块250和计算模块261之间，如果所述第二测温模块250发出的第二温度信号V4为数字信号，则D/A转换器264、A/D转换器265将数字信号转化为模拟信号，并将模拟信号转化为所述计算模块261可以识别的数字信号。其中，所述控制模块260可以采用美国Microchip公司生产的PIC单片机。它是8bitCMOS低功耗单片机采用RISC技术和流水总线技术，具有价格低、速度快、体积小等特点；内置A/D转换器和PWM输出模块；芯片内部设有E2PROM，方便读写温度，简化了软硬件设计；片内的SSP模块是完整的MSSP，其优点是支持12c通信模式下作为主控制器件时的硬件控制能力。所述控制模块260并不限于上述公开的范围，本领域的普通技术人员可以根据具体的需要进行设置。

一般的，带动摇摆所述流量控制件240及风机230运行的电机和所述控制模块260的供电电源不同，较佳的，为了进行电平转换，所述温控系统20还包括一转换电路270，所述转换电路分别连接控制模块260、风机230和流量控制件240，实现所述控制模块260与风机230和流量控制件240的光电隔离，一般，带动摇摆所述流量控制件240及风机230运行的电机具有电机驱动放大电路，采用光电隔离实现所述控制模块260和电机驱动放大电路的电气隔离。所述转换电路270接收所述控制模块260发出的占空比信号V2’、V3’，并进行电平转换和滤波后，输出给所述风机230和流量控制件240。

较佳的，所述温控系统20还包括一显示温度的显示模块280，所述显示模块280连接所述第二测温模块250，以显示所述第二测温模块250测得的温度。

较佳的，至少所述风机230所在段的导气管道220连接所述排气口12，以实现排风冷却，如图1所示，气流(图1中虚线箭头)从所述入气口14进入所述灯箱10，并在所述风机230的作用下，经所述排气口12排出，实现排气冷却，可以有效地避免外界的颗粒(particle)等污染物带进UV固化装置1内。具体的，在本实施例中，所述导气管道220为一段式导气管道，即所述导气管道220为一整段的管道，所述导气管道220包括进风口221和出风口222，所述导气管道220的进风口221连接所述排气口12，可以有效地控制排风。所述导气管道220可以与所述排气管道13一体成型，所述风机230可以设置于所述流量控制件240和所述导气管道220的出风口222之间，所述第二测温模块250位于所述导气管道220的出风口222处，以检测外部温度。

在本实施例中，如图2和图3所示，所述流量控制件240包括多个百叶窗式的板条241，旋转所述板条241调整所述板条241之间的间距，控制所述导通口242的大小。

所述UV固化装置1在开始工作时，打开所述UV灯11，使得所述灯箱10的内部的温度升高，所述第一测温模块210检测到所述灯箱10的内部的温度，并将包括该温度信息的第一温度信号V1发送给所述控制模块260。A/D转换器263接收所述第一温度信号V1，并将转化后的数字信号V1’发送给所述计算模块261，所述计算模块261计算出所述灯箱10的内部的温度下对应的所述风机230的转速，并发出一转速信号V2给所述PWM输出模块262，所述PWM输出模块262将所述转速信号V2转化为占空比信号V2’，占空比信号V2’经所述转换电路270转化为转换信号V2”后，发送给所述风机230，以控制所述风机230的转速。

在所述UV固化装置1在开始工作时，所述灯箱10的内部的温度和所述灯箱10中排出的气体的温度之差小于一设定值，所述导通口较小，在本实施例中，如图2所示，所述板条241之间的距离D1较小，所述板条241之间间隙形成所述导通口242。此时，仅仅调节所述风机230的转速，以改变流经所述灯箱10的风速，就可以很好地控制所述灯箱10的内部的温度。并且，在所述灯箱10的内部的温度开始上升时可以及时控制设备内的温度，以实时控制温度。

所述UV固化装置1继续工作，使得所述灯箱10的内部的温度不断升高，同时所述第二测温模块250检测到所述灯箱10排出的气体的温度，并将包括该温度信息的第二温度信号V4发送给所述控制模块260。D/A转换器264和A/D转换器265依次对所述第二温度信号V4进行转化，并将转化后的数字信号V5发送给所述计算模块261，所述计算模块261比较所述灯箱10的内部的温度和所述灯箱10中排出的气体的温度，根据所述灯箱10的内部的温度和所述灯箱10中排出的气体的温度之差计算所述导通口的大小。当所述灯箱10的内部的温度和所述灯箱10中排出的气体的温度之差大于等于一设定值时，所述控制模块260控制所述流量控制件240加大所述导通口。具体的，所述控制模块260计算出所述导通口的大小，在本实施例中，所述计算模块261计算出所述板条241的转动角度，并发出一角度信号V3给所述PWM输出模块262，所述PWM输出模块262将所述角度信号V3转化为占空比信号V3’，占空比信号V3’经所述转化电路270转化为转换信号V3”后，发送给所述流量控制件240，以控制所述导通口的大小。

在本实施例中，如图3所示，所述流量控制件240接收到所述控制模块260的信号，所述板条241旋转，使得所述板条241之间的距离D2增大，从而使得所述板条241之间间隙形成所述导通口242增大，以改变流经所述灯箱10的气体流量，加快排风，同时控制流经所述灯箱10的风速，通过气体流量和风速的同时控制，可以自动地控制所述灯箱10的内部的温度，提高温度控制的可靠性，避免停机。

如图4所示，图4为本发明第一实施例的板条之间的间距随温度的变化曲线，在图4中，横坐标表示所述灯箱10的内部的温度，单位为℃，纵坐标表示所述板条241之间的间距，单位为厘米，由图4可以看出，当所述灯箱10的内部的温度在较低时(44℃之内)，所述板条241之间的间距随温度的升高而增加；当所述灯箱10的内部的温度达到一定温度时(高于44℃)，所述板条241完全打开，所述板条241之间的间距达到最大，使得流经所述灯箱10的气体流量最大，以实现加快排风。

如图5所示，图5为本发明第一实施例的温度随时间的变化曲线，在图5中，横坐标表示所述UV固化装置1的工作时间，单位为秒，纵坐标表示所述灯箱10的内部的温度，单位为℃，由图5可以看出，在所述UV固化装置1刚开始工作时，所述灯箱10的内部的温度随时间的增加而升高，当所述UV固化装置1工作稳定(所述UV固化装置1工作27秒)后，所述灯箱10的内部的温度达到稳定，不会过高，由此可以看出，本实施例的所述温控系统20可以有效地实时控制所述UV固化装置1的温度。

本发明的较佳实施例如上所述，但是，本发明的温控系统并不限于上述公开的内容，例如：

所述流量控制件240并不限于为多个百叶窗式的板条241，如图6和图7所示，图6-图7为本发明第二实施例的导气管道的立体示意图，在图6-图7中与图1-图3中相同的标号表示同一部件，在本发明的第二实施例中，所述流量控制件240为一个抽拉板341，通过拉动所述抽拉板341以调整所述导通孔342的大小，在本发明第二实施例中亦可以方便的控制气体流量，亦在本发明的思想范围之内；

此外，所述导气管道220并不限于为一段式导气管道，如图8所示，图8为本发明第三实施例的UV固化装置的示意图，在图8中与图1-图3中相同的标号表示同一部件，在本发明的第三实施例的UV固化装置2中，所述控温系统30的所述导气管道220分为两段，所述风机230所在段的导气管道220a连接所述排气口12，以实现排风冷却，所述流量控制件240所在段的导气管道220b连接所述入气口14，亦可以实现闭合控制，亦在本发明的思想范围之内。

综上所述，本发明提供一种温控系统以及UV固化装置，所述控温系统包括：第一测温模块，设置于所述灯箱的内部，检测所述灯箱的内部的温度，并发出一第一温度信号；连通所述灯箱的内部的导气管道；风机，设置于所述导气管道内，控制所述导气管道内气流的大小；流量控制件，设置于所述导气管道内，所述流量控制件在所述导气管道内形成一大小可变的导通口；第二测温模块，检测所述灯箱中排出的气体的温度，并发出一第二温度信号；控制模块，接收所述第一温度信号和第二温度信号，并与所述风机和流量控制件信号连接，所述控制模块根据所述第一温度信号实时控制所述风机的转速，并根据所述灯箱的内部的温度和所述灯箱中排出的气体的温度之差，控制所述流量控制件以增加所述导通口的大小。与现有技术相比，本发明提供的温控系统具有以下优点：

当所述第一测温模块检测到所述灯箱的内部的温度升高时，所述控制模块控制所述风机的转速；当所述灯箱的内部的温度和所述灯箱中排出的气体的温度之差大于等于一设定值时，所述控制模块控制所述流量控制件加大所述导通口，以实现快速排风，从而采用闭合控制，能够实现温度的实时自动控制，有效地控制所述灯箱的内部的温度，防止所述灯箱的内部的温度过高。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种温控系统，用于控制UV固化装置的温度，所述UV固化装置包括内部具有容纳空间的灯箱、连通所述灯箱内部的排气口以及设置在所述灯箱内部的UV灯，其特征在于，所述控温系统包括：

第一测温模块，设置于所述灯箱内部，用于检测所述灯箱内部的温度，并发出一第一温度信号；

连通所述灯箱内部的导气管道；

风机，设置于所述导气管道内，控制所述导气管道内气流的大小；

流量控制件，设置于所述导气管道内，所述流量控制件在所述导气管道内形成一大小可变的导通口；

第二测温模块，检测所述灯箱中排出的气体的温度，并发出一第二温度信号；

控制模块，与所述风机和流量控制件信号连接，所述控制模块接收所述第一温度信号和第二温度信号，并根据所述第一温度信号实时控制所述风机的转速，根据所述灯箱内部的温度和所述灯箱中排出的气体的温度之差，控制所述流量控制件以增加所述导通口的大小。

2.如权利要求1所述温控系统，其特征在于，至少所述风机所在段的导气管道连接所述排气口。

3.如权利要求2所述温控系统，其特征在于，所述导气管道为一段式导气管道，所述导气管道包括进风口和出风口，所述导气管道的进风口连接所述排气口。

4.如权利要求3所述温控系统，其特征在于，所述第二测温模块位于所述导气管道的出风口处。

5.如权利要求3所述温控系统，其特征在于，所述风机设置于所述流量控制件和所述导气管道的出风口之间。

6.如权利要求1所述温控系统，其特征在于，所述流量控制件包括多个百叶窗式的板条，旋转所述板条调整所述板条之间的间距，控制所述导通口的大小。

7.如权利要求1-6中任意一项所述温控系统，其特征在于，所述控制模块包括一计算模块和一PWN输出模块，所述PWN输出模块连接所述计算模块，所述计算模块根据所述第一温度信号和第二温度信号，计算所述风机的转速以及所述导通口的大小，所述PWN输出模块将所述风机的转速以及所述导通口的大小转化为PWN信号占空比后，输出给所述风机和流量控制件。

8.如权利要求1-6中任意一项所述温控系统，其特征在于，所述温控系统还包括一转换电路，所述转换电路分别连接控制模块、风机和流量控制件，实现所述控制模块与风机和流量控制件的光电隔离，所述转换电路接收所述控制模块发出的信号，并进行电平转换和滤波后，输出给所述风机和流量控制件。

9.如权利要求1-6中任意一项所述温控系统，其特征在于，所述温控系统还包括一显示温度的显示模块，所述显示模块连接所述第二测温模块。

10.一种UV固化装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述温控系统。