CN105698926A - 可调节光探测器装置 - Google Patents
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Abstract
一种可调节光探测器装置,可以包括具有底面的基板。光探测器装置可以还包括固定至基板底面的光电池。光探测器装置可以还包括具有固定至基板底面以封闭光电池的顶部的金属块,其中在金属块内形成从金属块的顶部延伸至金属块的底部的开口,以形成用于光传输通过金属块到达光电池的孔。光探测器装置可以还包括可插入金属块中以改变孔的开口区域的构件。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年6月30日提交的美国临时专利申请No.62/186,581和于2014年11月25日提交的美国临时专利申请No.62/084,056的利益,这些申请的公开内容通过引用其全部内容合并于此。
技术领域
本发明一般地涉及光探测器装置,并且更具体地,涉及在紫外固化应用中使用的可调节光探测器。
背景技术
辐射能量可用在多种制造工艺中以处理施加到各种各样材料的表面、膜和涂层。具体工艺包括但不限于,固化(例如,固定(fixing)、聚合)、氧化、净化和消毒。相较于热处理,使用辐射能量来聚合或达到期望的化学变化的工艺是快速且通常更加廉价的。辐射能量的应用也可被定位于控制表面工艺并仅在应用辐射能量的地方允许优先固化。固化也可以在涂层或薄膜内被定位到界面区,或是定位到涂层或薄膜的体中。通过选择辐射源类型、物理性质(例如,光谱特性)、辐射能量随空间和时间的变化、以及固化化学(例如,涂层成分)能够实现对固化工艺的控制。
可使用多种辐射源用于固化、固定、聚合、氧化、净化或消毒的应用。这种源的示例包括但不限于,光子、电子或离子束源。典型的光子源包括但不限于,弧光灯、白炽灯、无电极灯以及各种电子和固态源(例如,激光器)。传统的弧形紫外(UV)灯系统和微波驱动的UV灯系统典型地使用熔融石英玻璃或熔融硅石制成的管状球泡壳。
在许多实例中,监测从作为UV固化灯组件的一部分的现有光探测器装置接收的电流或电压,并且当电流或电压的量与用于UV固化灯组件中的光源的预定值或范围不匹配时确定出错。当发生该错误时,通常表示从UV固化灯组件内的光源接收了不充足的光。因而,UV固化灯组件被指示为关闭并向用户显示错误码。也有可能的是,光探测器装置可能没有正确地运作,这会导致来自光源的光实际上充足时仍返回错误。用户典型地需要替换光源或光探测器装置,或这两者,以再次建立UV固化灯组件的工作。此外,典型地限制用户面对面地放置两个UV固化灯组件,这是因为即使另一光源出故障时,来自一个光源的光可能满足另一光源中的预定值或范围的要求。
发明内容
通过提供一种在UV固化灯应用中使用的可调节和/或可调整的光探测器装置,在本领域中克服了上述问题并获得了技术方案。在一个示例中,光探测器装置包括具有底面的基板。光探测器装置还包括固定至基板底面的光电池。光探测器装置还包括金属块,该金属块具有固定至基板底面以封闭光电池的顶部,在金属块内形成的从金属块的顶部延伸至金属块的底部的开口,以形成用于光传输通过金属块到达光电池的孔。光探测器装置还包括可插入金属块中以改变孔的开口区域的构件。
在另一示例中,智能紫外固化设备包括具有光源的辐射器和安装在辐射器上的可调节和/或可调整的光探测器装置。
在另一示例中,一种使用可调节和/或可调整的光探测器装置来操作智能紫外固化设备的方法包括,提供包含光源的辐射器和提供安装在辐射器内的可调节和/或可调整的光探测器装置。可调节和/或可调整的光探测器装置包括放置在基板底面上的光电池,以及金属块,该金属块的顶部被固定至基板的底面从而封闭光电池。在金属块内形成从金属块的顶部延伸至金属块的底部的开口,以形成用于光传输通过金属块到达光电池的孔。可调节光探测器装置还包括可插入金属块中以改变孔的开口区域的构件。方法还包括监测由可调节和/或可调整的光探测器装置的光电池产生的电流或电压值。该电流值或电压值是基于光源的光输出的。方法还包括将电流成电压值与预定的基准输出电流或电压进行比较,并且当电流或电压值不大致等于预定的基准输出电流或电压时,调整金属块内的构件的位置。
在另一示例中,方法包括基于光源的光输出连续地比较电流或电压值,并且通过闭环控制调整金属块内构件的位置,以补偿光电池感测能力随时间的退化。
在另一示例中,智能紫外固化设备包括两个辐射器,每一个都包括光源和安装在两个辐射器中每一个内的可调节和/或可调整的光探测器装置。
在另一示例中,一种操作其光源彼此面对(面对面操作)的两个智能紫外固化设备的方法包括,基于其各自的光源对每个智能紫外固化设备独立地建立基准操作条件。方法还包括使用每个智能紫外固化设备的可调节和/或可调整的光探测器装置,通过连续的监测和闭环控制来补偿源自另一智能紫外固化设备的光源的光。
附图说明
结合以下附图考虑下文对示例性实施例的详细描述,更容易理解本发明,其中:
图1是可调节和/或可调整的光探测器装置的透视图。
图2是灯组件的部分截面图。
图3是图2的辐射器的内部透视图。
图4是图2的灯组件的部分内部截面图,示出了半椭圆形主反射器,具有圆形截面的光源,以及可调节和/或可调整的光探测器装置。
图5是具有光源的图2的灯罩组件的部分内部截面图。
图6A-6D是具有两个辐射器的灯组件的透视和平面图。
图7是UV固化灯组件的透视图,示出了多个辐射器。
图8是示出两个辐射器且在灯罩组件中的灯组件的部分截面图。
图9A和9B是示出了如何校准具有一个或多个辐射器的灯组件的流程图。
可以理解,附图的目的在于解释本发明的概念,可以不是按比例绘制的。
具体实施方式
图1是根据本公开的示例的光探测器装置1(下文称“装置”)的透视图。装置1可以包括耦接至具有顶面3a和底面3b的基板3的光电池2。普通技术人员已知的是,光电池是当暴露至光或其它电磁辐射时产生电流或电压的电子器件。因此,光电池可以探测并测量各种波长的光。具体地,光电池2可被牢固地固定放置在基板3的底面3b上。在一个示例中,基板3可以为电路板。
装置1可以包括具有顶部4a和底部4b的金属块4。顶部4a可以固定地耦接至电路板3的底面3b。可以在金属块4内形成开口5,从而开口5可以从金属块4的顶部4a延伸至金属块4的底部4b。可以在金属块4的底部4b内形成插孔6。具体地,插孔6可以与开口5在金属块4内相交。在一个示例中,插孔6大致为圆柱形。装置1可以还包括透镜7,透镜7固定耦接在基板3的底面3b和金属块4的顶部4a之间。透镜7可用于滤光,具体地为被光电池2接收的紫外(UV)光。如图1所示,基板3可以通过两个螺钉固定至金属块的顶部4a。
装置1可以包括构件8,构件8被配置为可插入金属块4的插孔6中。构件8可以在一端具有配合面9和螺纹8a。在一个示例中,构件8可以为圆柱体,具有贯穿其主体钻出的通孔,该通孔横贯圆柱体的长度。在一个示例中,构件8可为螺钉,具有增加到其主体的通孔,该通孔横贯螺钉的长度。这与具有通孔的圆柱体类似,但代替了线性调整,允许旋转性调整。在一个示例中,构件8可以为开槽销或实心销。在一个示例中,构件8可以被尺寸化和成型为符合插孔6,从而构件8可以容易且牢固地插入插孔6中。插孔6的直径,以及相应的构件8的直径可从0.1英寸变化至0.45英寸。在一个示例中,构件8可以为圆柱形。
构件8可能够在插孔6内旋转。在一个示例中,构件8可以在插孔6内旋转,与开口5相交以增加或减少深度、有效地增加或减少穿过开口5的用于被光电池2探测的光的量。因此,穿过开口5抵达光电池2的光量可以被控制。在一个示例中,构件8可以旋转以使得配合面9与金属块4内的开口5对准。因此,构件8允许光被光电池2探测。在一些示例中,构件8可以旋转以使得孔(aperture)9与金属块4内的开口5对准。在其它示例中,构件8可以旋转以使得配合面9与金属块4内的开口5部分地对准。构件8的配合面9与金属块的开口5对准的程度取决于在UV固化应用中使用的光源。
在一些示例中,构件8可以旋转以使得配合面9与金属块4内的开口5不对准,这会导致开口5在金属块4的底部4b关闭。这在被配置为面对面(face-to-face)的至少两个辐射器的操作期间可能会发生,其中来自一个辐射器的光能够满足另一辐射器的光电池的探测需要。为解决这一问题,需要通过部分地关闭开口5来减少能够被光电池2探测的光量。以此方式,来自对面辐射器的光量减少了,因此当对应辐射器中的灯泡出故障时光电池2是可以检测到的。另外,还有一些情况是,穿过开口5的全部光可以完全关闭,以与“暗”条件中光电池2的输出相比较。因此,构件8可以完全阻挡光到达光电池2。
在一个示例中,可在装置1上执行初始校准以将构件8适当地定位在金属块4的插孔6中,从而当光源是全新的时针对光源(未示出)调节装置1。具体地,诸如灯泡的光源首次使用时会被完全点亮(fullyignited),这会使得灯泡发射最大的光输出。在一个示例中,光输出可以是紫外(UV)光。UV光输出可以被装置1中的光电池2感测并测量,且可以被转换成电流或电压。该电流或电压可以与预定的基准电流或电压相比较。基准电流或电压可以通过测量国家标准技术研究所(NIST)可追溯的“标准灯泡”来确定。已知的标准灯泡的光输出可以被测量,并且之后与当光电池在控制的条件下暴露至来自该灯泡的光时的光电池的电压或电流输出相关联。控制的条件可以包括与灯泡表面的距离、温度、观察角度等等。
在一个示例中,可以通过与控制辐射器或与辐射器相关的电源的微处理器相关的软件来执行当前测量的电流或电压之间的比较。光电池2可以具有特定的输出光谱,其取决于光电池的性能参数和正在探测的光量。为了针对光源来调节装置1,测量的光输出需要被设为预定的基准输出。微处理器(辐射器或电源中皆未示出)可以读取该输出,进行解释,并将其与基准进行比较。基于该比较,微处理器可以向电机(未示出)发送信号以调整插孔6内的构件8。可以在连续基础(continuousbasis)上执行对输出的监测。在一个示例中,可以建立反馈环,其中微处理器可以向电机发送信号,这可能通过改变构件8的位置或深度来导致关闭或打开开口5。因此,插孔6内构件8的位置可以被调整为允许更多或更少的光穿过开口5并到达光电池2。具体地,可以旋转构件8(优选地通过电机)以将移入或移出插孔6,直至构件8的配合面9以特定量/度与金属块4中的开口5对准。在一个示例中,电机可以借由蜗轮或伞齿轮旋转构件8。当测量的光电流或电压与预定的基准输出电流或电压大致相等时,可以确定特定的对准量。一旦实现特定的对准度,电机停止,从而停止构件8的任何进一步旋转,并且之后齿轮将构件8固定在插孔6内的该对准位置中。
构件8的配合面9在插孔6内的对准位置的特定量可以存储在存储器(未示出)中,并在软件中被等同为性能参数。校准之后,可以使用闭环控制调整插孔6中的构件8,以补偿光电池2、光源或光电池2与光源的组合的性能变化。
在一个示例中,也取决于光源的类型来针对光源调节装置1,因为不同的光源在不同的光谱范围中具有不同的光输出。对于特定的光波长范围,光被感测时的光电池的敏感度以及所产生的电流和电压输出是特定的。例如,光电池可以被优化为感测350纳米至450纳米波长范围的光。不同灯泡类型的光谱输出也是不同的。一些灯泡在350至450纳米范围具有显著的能量,而其它灯泡则会少。能够针对灯泡的输出调节光探测器装置的能力允许对光电池的最优感测范围中的能量变化进行补偿。这继而优化了光探测器的探测良好和异常的灯泡输出的能力。能够基于光电池的最优感测范围中的基准能量水平区分灯泡类型的能力允许在不牺牲敏感度和性能的情况下改变辐射器中的灯泡类型。另外,由于各辐射器的光探测器装置可以被调节以使安装在其辐射器中的灯泡类型处于最优性能,从而可以在包含多个辐射器的产品线上执行灯泡类型的混合而不损失灵敏度。
图2是UV固化灯组件10的透视图,示出了辐射器12和灯罩组件14。图3是图2的辐射器12的内部透视图。图4是图2的UV固化组件10的部分截面图,示出了半椭圆形主反射器16和具有圆形截面的光源20。图5是图2的灯罩组件14的部分内部截面图,示出了半椭圆形主反射器16和与次反射器25及端反射器26配合的具有圆形截面的光源20。
现在参见图2-5,设备10可以包括辐射器12和灯罩组件14。辐射器12可以包括具有大致为平滑的半椭圆形状的主反射器16,该主反射器16具有用于接收微波辐射以激发光源20的一对射频(RF)槽口18,以及用于接收空气流以冷却光源20的多个开口22。光源20可以包括灯(例如模块灯,诸如没有电极或玻璃-至-金属封装的微波驱动灯泡(例如具有大致为圆形的截面的管状灯泡)的微波驱动灯)。光源20可放置在由主反射器16形成的半椭圆的内焦点上。光源20和主反射器16可以沿着从纸面向外的方向(未示出)的轴线性延伸。一对端反射器24(示出一个)可以终结主反射器16的相对侧以形成大致半椭圆形反射性圆柱体。图2-5的灯罩组件14可以包括具有大致平滑的椭圆形状的次反射器25。第二对端反射器26(示出一个)终结次反射器25的相对侧以形成大致半椭圆形反射性圆柱体。
具有圆形截面的工件管30被容纳在端反射器26中的圆形开口28中。开口28的中心和工件管30的轴可以位于由主反射器16形成的半椭圆的外焦点处(即,由次反射器25形成的半椭圆的焦点)。工件管30和次反射器25可以沿着从纸面向外的方向(未示出)的轴线性延伸。反射器空腔40可以由主反射器16、次反射器25以及端反射器24、26来形成。
如图4所示,可以在辐射器12内形成两个钻孔及安装孔17,以将图1的装置1安装在辐射器12上,以使得仅装置1的金属块4的底部4b朝向反射器空腔40。具体地,可以使用安装孔17来定位装置1的具有开口5的金属块4的底部4b,以使得开口5允许光从光源20穿过孔22或槽18抵达至光电池2。包括具有构件8的插孔6的金属块4的剩余部分、透镜7、基板3及光电池2可被定位于远离光源20。在一个示例中,装置1可以通过RF槽口18或开口22中的一个观察光源20的输出。
在操作中,通过射频(RF)辐射源(诸如位于辐射器12中的磁控管29),将光源20中的气体激发为等离子态。光源20中被激发的气体的原子返回至较低能级,从而发射紫外光(UV)。UV光线38从光源20全方向地辐射,到达主反射器16、次反射器25及端反射器24、26的内表面。大部分UV光线38被朝向工件管30的中心轴反射。光源20和反射器设计被优化为在置于工件管30内部的工件(workproduct)(也从纸面向外线性扩展)的表面处产生最大峰值光强(灯辐射)。
在一个示例中,在操作中,装置1中的光电池2可以感测并测量UV光线38,并将UV光线38转换成电流或电压。该电流成电压可以被监测并与预定的基准输出电流或电压进行比较。如前所述,可以由微处理器(未示出)读取该电流或电压值,对该值进行解释,并将其与预定的基准输出电流或电压进行比较。基于这种比较,微处理器可以向电机传送信号以调整插孔6内的构件8。可以在连续基础上执行这种监测。在一个示例中,有可能存在反馈环(诸如辐射器或电源控制系统中的闭环反馈控制),其中,在进行比较之后,微处理器可以向电机发送信号,继而电机通过改变构件8的位置或深度来关闭或打开开口5。
在一个示例中,电流或电压值可以高于预定的基准输出电流或电压值。因此,电流或电压可能高于光源20或工件管30的UV固化所需要的值。因此,可以调整插孔6内构件8的位置以针对光源20来调节装置1。如前所述,微处理器可以向电机(未示出)传送信号以调整插孔6内的构件8。具体地,可以旋转构件8(优选地通过电机)以将构件8移入或移出插孔6,直至构件8的配合面9以特定量/度与金属块4中的开口5对准。如上所述,电机可以优选地使用蜗轮或伞齿轮旋转构件8。另外,当测量的光电流或电压与预定的基准输出电流或电压大致相等时,可以确定特定的对准度。进一步地,当达到特定的对准度时,电机停止,从而停止构件8的任何进一步旋转,并且之后齿轮将构件8固定在插孔6内的该对准位置中。
在另一示例中,电流成电压值可以小于预定的基准输出电流或电压值。因此,可能没有足够的电流或电压以使光源20产生充足的UV光线38用于工件管30的UV固化。因此,可以调整插孔6内构件8的位置以针对光源20调节装置1。如前所述,微处理器可以向电机(未示出)传送信号以调整插孔内的构件8。具体地,可以旋转构件8(优选地通过电机)以将构件8移入或移出插孔6,直至构件8的配合面9以特定量/度与金属块4中的开口5对准。如上所述,电机可以使用蜗轮或伞齿轮旋转构件8。另外,如上所述,当测量的光电流或电压与预定的基准输出电流或电压大致相等时,可以确定特定的对准度。进一步地,当达到了该特定的对准度时,电机停止,从而停止构件8的任何进一步旋转,并且之后齿轮将构件8固定在插孔6内的该对准位置中。
图6A-6D是UV固化灯组件的透视和平面图,示出了两个辐射器。在一个示例中,期望的是,降低能够穿过开口5抵达至光电池2的光量,从而辐射器可以面对面地放置或呈角度放置,其中一个辐射器发射的光可以被另一辐射器的光电池感测。如果由于它们彼此面对(以某些角度直到面对面)从而安装在辐射器A中的光电池可以感测辐射器B的光输出,则如果辐射器A中的灯泡出故障时,辐射器A中的光电池将无法辨别出灯泡A不再发射光,这是因为其能感测来自辐射器B的光并“相信”灯泡A仍在工作。为了克服这个问题,在辐射器B关闭时读取辐射器A中的灯泡的基准。使用微控制器、反馈环和电机,构件8可以被定位在开口5中,从而可用的光量被降低50%。在辐射器A关闭时对辐射器B执行相同的操作。当两个辐射器都打开时,每个光电池将接收100%的光并能够在一个灯泡烧坏或不再工作而使光减少至50%时进行辨别。
图7是UV固化灯组件的透视图,示出了多个辐射器。图中示出了中心圆管外壳,具有处于一端的大垫圈。远离该端为灯罩外壳,其具有可以安装辐射器的开口。图7示出了安装的三个辐射器,但是在一个示例中,该机器具有总共能够安装八个辐射器的能力。另外,如图7所示,没有彼此正对地安装的两个辐射器,但是可能将下方的两个辐射器安装为正对着相对侧的它们的对方。这种设计中,工件管30(如图5所示)可以插入垫圈中,并且沿着机器的整个长度推进,穿过另一端上的类似垫圈。工件管30可被垫圈保持在适当的位置。典型地,工件管30可放置在灯罩的中心轴,从而所有的辐射器面距离工件管30相同的距离。待固化的物件,在该情况中是较小口径的管,其可被馈入到工件管的中心,穿过辐射器面前方的工件管,并且作为固化的工件而穿出另一端。
图8是灯组件的部分截面图,示出了灯罩组件14中的两个辐射器12和13。辐射器13与辐射器12类似,并且可以包括与辐射器12相同的部件。具体地,辐射器13可以包括具有大致平滑的半椭圆形状的主反射器15,其具有用于接收微波辐射以激发光源21的一对RF狭口19,以及用于接收空气流以冷却光源21的多个开口22。在一个示例中,光源21可以与辐射器12中的光源20相同。光源21可以包括灯(例如模块灯,诸如没有电极或玻璃-至-金属的微波驱动灯泡(例如具有大致为圆形的截面的管状灯泡)的微波驱动灯)。在另一示例中,光源21可以与辐射器12中的光源20不同,如此光源21可以包含具有与光源20不同的光谱输出的材料/等离子。例如,光源20可以为HerausNoblelightAmericaLLC制造的H灯泡,光源21可以为HerausNoblelightAmericaLLC制造的D灯泡。因此,光源20和光源21可以具有在光探测器装置1的感测范围中的不同的光输出。在一个示例中,发射可以被光探测器1探测到的光线的任何具有面对面光源的辐射器12,可能潜在地引起这样的情况:光探测器1可能需要被调节以区分两个光源20、21。光源21可以放置在由主反射器15形成的半椭圆的内焦点。光源21和主反射器15可以沿着从纸面向外的方向(未示出)的轴线性延伸。一对端反射器25(示出一个)可以终结主反射器15的相对侧以形成大致半椭圆形的反射性圆柱体。图6-8的灯罩组件14可以包括具有大致平滑的椭圆形状的次反射器25。第二对端反射器26(示出一个)可以终结次反射器25的相对侧以形成大致半椭圆形的反射性圆柱体。
可以在辐射器12和13内各形成两个钻孔攻丝孔(drilledandtappedhole)17(如图4所示),以将图1的装置1安装在辐射器12和13的每个上,以使得仅装置1的金属块4的底部4b朝向反射器空腔40。具体地,可以经由安装孔17来定位装置1的具有开口5的金属块4的底部4b,以使得开口5允许来自光源20和21的光通过。包括具有构件8的插孔6的金属块4的剩余部分、透镜7、基板3及光电池2可以被定位于远离光源20和21。在一个示例中,装置1可以通过辐射器12中的RF槽口18或开口22中的一个观察辐射器12中光源20的输出,并且可以观察辐射器13中光源21的输出。
在一个示例中,可以在辐射器12中的装置1上执行初始校准以将构件8适当地定位在金属块4的插孔6中,从而当光源是全新的时针对光源(未示出)调节装置1。具体地,诸如灯泡的光源20首次使用时会被完全点亮,这会使得灯泡发射最大的光输出。在一个示例中,光输出是UV光。光输出38可以被装置1中的光电池2感测并测量,其将光输出38转换成电流或电压。该电流或电压可以与预定的基准输出电流或电压相比较。基准输出电流或电压可以通过测量国家标准技术研究所(NIST)可追溯的“标准灯泡”来确定。已知的标准灯泡的光输出可以被测量,并且之后与当光电池在控制的条件下暴露至来自该灯泡的光时的光电池的电压或电流输出相关联。控制的条件可以包括与灯泡表面的距离、温度、观察角度等等。在一个示例中,可以通过执行位于辐射器或电源中的微处理器中的软件来执行电流或电压及测量的电流或电压之间的比较。光电池2可以具有特定的输出,其取决于光电池的性能参数和正在探测的光量。为了针对光源来调节装置1,测量的光输出需要被设为预定的基准输出。微处理器(辐射器或电源中皆未示出)可以读取该输出,进行解释,并将其与基准进行比较。基于这种比较,微处理器可以向电机(未示出)传送信号以调整插孔6内的构件8。可以在连续基础上执行输出的监测。在一个示例中,可以存在反馈环,其中微处理器可以向电机传送信号,继而通过改变构件8的位置或深度来关闭或打开开口5。同样地,插孔6内构件8的位置可以被调整为允许更多或更少的光穿过开口5并到达光电池2。具体地,构件8被旋转(优选地可以通过电机)以将移入或移出插孔6,直至构件8的配合面9以特定水平/度与金属块4中的开口5对准。在一个示例中,电机可以使用蜗轮或伞齿轮旋转构件8。当测量的光电流或电压与预定的基准输出电流或电压大致相同或大致相等时,可以确定特定的对准水平。一旦实现该特定的对准水平,电机停止,继而停止构件8的任何进一步旋转,并且之后齿轮将构件8固定在插孔6内的该对准位置中。
因此,构件8的配合面9在插孔6内的对准位置的特定水平可以存储在存储器(未示出)中,并在软件中被等同为性能参数。校准之后,可以使用闭环控制调整插孔6中的构件8,并补偿光电池2、光源21或光电池2与光源21的组合的性能变化。在一个示例中,也取决于光源21的类型来针对光源21调节装置1。
在另一示例中,在辐射器13中的装置1上执行初始校准以将构件8适当地定位在金属块4的插孔6中,从而当光源21是全新的时针对光源21来调节装置1。在辐射器13中的装置1上执行的初始校准与在辐射器12中的装置1上执行的初始校准可以是相同的。
如上所述,在操作中,通过射频(RF)辐射源(诸如位于辐射器12中的磁控管29),将光源21中的气体激发到等离子态。光源20中被激发的气体的原子返回至较低能级,从而发射紫外光(UV)。UV光线38从光源20全方向地辐射,达到主反射器16、次反射器25及端反射器24、26的内表面。大部分UV光线38被朝向工件管30的中心轴反射。光源21和反射器设计被优化为在置于工件管30内部的工件(也从纸面向外线性扩展)的表面处产生最大峰值光强(灯辐射)。在一个示例中,工作中,辐射器12中的装置1的光电池2可以感测并测量UV光线38,并将UV光线38转换成电流或电压。类似地,工作中,辐射器13中的装置1的光电池2也可以感测并测量UV光线38,并将UV光线38转换成电流或电压。
与上述操作类似,通过射频(RF)辐射源(诸如位于辐射器13中的磁控管29),将光源21中的气体激发为等离子态。光源21中被激发的气体的原子发射UV光线39(与UV光线38类似),光源21全方向地辐射该UV光线39,并且大部分UV光39被反射朝向工件管30的中心轴。光源21和反射器设计被优化为在置于工件管30内部的工件(也从纸面向外线性扩展)的表面处产生最大峰值光强(灯辐射)。在一个示例中,在操作中,辐射器13中的装置1的光电池2可以感测并测量UV光线39,并将UV光线39转换成电流或电压。类似地,在操作中,辐射器12中的装置1的光电池2也可以感测并测量UV光线39,并将UV光线39转换成电流或电压。在一个示例中,从辐射器12中的装置1和辐射器13中的装置1接收的电流或电压可以被监测并与第一预定的基准输出电流或电压进行比较。在另一示例中,从辐射器13中的装置1接收的电流可以被监测并与第二预定的基准输出电流或电压进行比较。在一个示例中,第一预定的基准输出电流或电压与第二预定的基准输出电流或电压相同。在另一示例中,第二预定的基准输出电流或电压与第一预定的基准输出电流或电压不同。如果光源20和21是不同的类型(例如由于灯泡填充物不同从而等离子类型不同),则基准预定输出可能不同。取决于辐射器12与辐射器13的接近度以及这两者面对面的紧密程度,可能需要对各光探测器装置1中的光电池2建立不同的工作感测级别。如此做可以补偿辐射器12中光电池2探测到的从辐射器13发散的光量,反之亦然。进行这种补偿,使得在辐射器12或13中任一变弱或出故障时,其中光探测器能继续探测来自光源20的光输出。如上所述,具有两个被此面对的辐射器的一个问题是,来自一个辐射器的光输出能够满足置于另一辐射器中的光电池,反之亦然。因此,极其难以精确地进行确定两个辐射器是否都正常工作。因此,例如,如果一个辐射器被损坏以至光源无法工作,则由于两个辐射器中的每个的光电池可以继续感测来自另一辐射器的UV光线,从而系统不能探测到出现了问题。因此,系统不能探测出一个辐射器中的光源出了故障。然而,在关于图1和图6A-8描述的示例中,系统不能探测出一个辐射器中的光源出了故障。系统能够调节辐射器12和13的每个中的装置1,以使得来自辐射器12和13每个中的装置1的电流或电压输出满足第一预定的基准输出电流或电压和第二预定的基准输出电流或电压。
参见图6A-8,如果例如,如果辐射器12中的光源20停止工作,则从辐射器12中的装置1的光电池2接收到的电流或电压值将小于第一预定的基准输出电流或电压值。因此,插孔6内构件8的位置可被调整以针对光源21来调节辐射器12中的装置1。如上所述,信号被发送至电机(未示出)以调整插孔6内的构件8。具体地,构件8被旋转(优选地通过电机)以移入或移出插孔6,直至构件8的配合面9以特定量/度与金属块4中的开口5对准。另外,如上所述,当测量的光电流或电压与第一预定的基准输出电流或电压大致相同时,可以确定特定的对准度。进一步地,如上所述,当达到了该特定的对准度时,电机停止,继而停止构件8的任何进一步旋转,并且之后齿轮将构件8固定在插孔6内的该对准位置中。
类似地,当辐射器12中的光源20停止工作时,从辐射器13中的装置1的光电池2接收到的电流或电压值可能小于第二预定的基准输出电流或电压值。因此,插孔6内构件8的位置可被调整以针对光源21来调节辐射器13中的装置1。如上所述,信号被传送至电机(未示出)以调整插孔内的构件8。具体地,构件8可以被旋转(优选地通过电机)以移入或移出插孔6,直至构件8的配合面9以特定水平/度与金属块4中的开口5对准。另外,如上所述,当测量的光电流或电压与第二预定基准输出电流或电压大致相同时,可以确定特定的对准度。进一步地,如上所述,当达到了该特定的对准度时,电机停止,继而停止构件8的任何进一步旋转,并且之后齿轮将构件8固定在插孔6内的该对准位置中。
图9A和9B是示出了如何校准具有一个或多个辐射器的灯组件的流程图900。在示例中,在框905,可以提供包括第一光源的第一辐射器。在框910,可以提供安装在第一辐射器上的第一光探测器装置。第一光探测器装置可以包括具有底面的基板。第一光探测器装置还可以包括固定至基板底面的第一光电池。第一光探测器装置进一步可以包括第一金属块,该第一金属块具有固定至基板底面以封闭光电池的顶部。可以在第一金属块内形成从第一金属块的顶部延伸至第一金属块的底部的第一开口,以形成用于光传输通过第一金属块到达第一光电池的第一孔。第一光探测器装置还可以包括可插入第一金属块中以改变第一孔的第一开口区域的第一构件。
在示例中,在框915,可以监测由第一光探测器装置的第一光电池产生的电流值或电压值。该电流值或电压值可以是基于第一光源的光输出的。在框920,可以将电流值或电压值与第一预定的基准输出电流或第一预定的输出电压中的一个进行比较。在框925,在当前值不大致等于第一预定的基准输出电流或第一预定的基准输出电压中的一个时,调整第一金属块内第一构件的位置。第一构件可以被旋转以移入或移出在第一金属块内所形成的插孔,直至第一构件的第一孔以特定度与第一金属块的第一开口对准。在当前值中的一个与第一预定的基准输出电流或第一预定的基准输出电压中的一个大致相等时,确定特定的对准度。
在一个示例中,在框930,提供了包括第二光源的第二辐射器。在框935,可以提供安装在第二辐射器上的第二光探测器装置。第二光探测器装置可以包括具有底面的基板。第二光探测器装置还可以包括固定至基板底面的第二光电池。第二光探测器装置还可以包括第二金属块,第二金属块具有固定至基板底面以封闭第二光电池的顶部。可以在第二金属块内形成从第二金属块的顶部延伸至第二金属块的底部的第二开口,以形成用于光传输通过第二金属块到达光电池的第二孔。第二光探测器装置还可以包括可插入第二金属块中以改变第二孔的第二开口区域的第二构件。第二辐射器被定位成至少部分地面对第一辐射器,以使得从第一辐射器发散的光至少部分地通过第二孔的第二开口区域被第二光探测器接收。
在示例中,在框940,可以监测由第二光探测器装置的第二光电池产生的电流值或电压值。该电流值或电压值可以是基于第一辐射器的第一光源关闭时的第二光源的光输出的。在框945,可以将电流值或电压值与第二预定的基准输出电流或第二预定的输出电压进行比较。在框950,在当前值不大致等于第二预定的基准输出电流或第二预定的基准输出电压时,调整第二金属块内第二构件的位置。
第二构件可以被旋转以移入或移出第二金属块内形成的插孔,直至第二构件的第二孔以特定度与第二金属块的第二开口对准。在当前值中的一个与第二预定的基准输出电流或第二预定的基准输出电压中的一个大致相等时,确定特定的对准度。
可以理解,上文旨在进行说明,而不是限制。在阅读和理解上文之后,许多其它示例对本领域技术人员而言是清楚的。因此,应参考所附权利要求、以及这些权利要求享有的等同物的全部范围来确定本公开的范围。
Claims (20)
1.一种光探测器装置,包括:
具有底面的基板;
固定至基板底面的光电池;
具有顶部的金属块,所述顶部被固定至基板底面以封闭光电池;
在金属块内形成的开口,所述开口从金属块的顶部延伸至金属块的底部,以形成用于光传输通过金属块到达光电池的孔;以及
能够插入金属块中以改变孔的开口区域的构件。
2.根据权利要求1所述的光探测器装置,其中插孔形成在金属块内。
3.根据权利要求2所述的光探测器装置,其中插孔与金属块内的开口相交。
4.根据权利要求2所述的光探测器装置,其中构件经由插孔能够被插入金属块中。
5.根据权利要求2所述的光探测器装置,其中构件能够在插孔内旋转以改变孔的开口区域。
6.根据权利要求1所述的光探测器装置,其中构件的旋转使得孔大致与金属块的开口对准。
7.根据权利要求1所述的光探测器装置,其中构件的旋转使得孔与金属块的开口部分地对准。
8.根据权利要求1所述的光探测器装置,其中构件具有符合插孔的形状的形状。
9.根据权利要求1所述的光探测器装置,还包括耦接在基板底面和金属块顶部之间的透镜。
10.一种智能紫外固化设备,包括:
包括光源的辐射器;以及
安装在辐射器上的光探测器装置,所述光探测器装置包括具有底面的基板、固定至基板底面的光电池、顶部被固定至基板底面的金属块、在金属块内形成的从金属块的顶部延伸至金属块的底部以形成用于光传输通过金属块到达光电池的孔的开口、以及能够插入金属块中以改变孔的开口区域的构件。
11.根据权利要求10所述的设备,其中光探测器装置从辐射器凸出,以使得金属块的底部能够插入辐射器上形成的缝中。
12.根据权利要求10所述的设备,其中金属块的底部面向辐射器内部的反射器腔。
13.根据权利要求10所述的设备,其中光探测器装置包括在金属块内形成的插孔,插孔与金属块内的开口相交,并且构件经由插孔插入金属块中。
14.根据权利要求10所述的设备,其中,当电流值或电压值中的一个不分别大致等于预定的基准输出电流或预定的基准输出电压中的一个时,构件在插孔内的位置被调整。
15.根据权利要求10所述的设备,其中,构件被旋转以移入或移出插孔,直至构件的孔以特定度与金属块的开口对准。
16.根据权利要求15所述的设备,其中,当电流值或电压值中的一个与预定的基准输出电流或预定的基准输出电压中的一个大致相等时,特定的对准度被确定。
17.一种方法,包括:
提供包括第一光源的第一辐射器;
提供安装在第一辐射器上的第一光探测器装置,第一光探测器装置具有带有底面的基板、固定至基板底面的第一光电池、具有顶部的第一金属块,其中所述顶部固定至基板底面以封闭第一光电池、在第一金属块内形成的从第一金属块的顶部延伸至第一金属块的底部以形成用于光传输通过第一金属块到达第一光电池的第一孔的第一开口、以及能够插入第一金属块中以改变第一孔的第一开口区域的第一构件;
监测由第一光探测器装置的第一光电池产生的电流值或电压值中的一个,其中电流值或电压值中的一个是基于第一光源的光输出的;
将电流值或电压值中的一个与第一预定的基准输出电流或第一预定的输出电压中的一个进行比较;以及
在当前值不大致等于第一预定的基准输出电流或第一预定的基准输出电压中的一个时,调整第一金属块内第一构件的位置。
18.根据权利要求17所述的方法,还包括,旋转第一构件以移入或移出第一金属块内形成的插孔,直至第一构件的第一孔以特定度与第一金属块的第一开口对准。
19.根据权利要求17所述的方法,其中,在当前值中的一个与第一预定的基准输出电流或第一预定的基准输出电压中的一个大致相等时,确定特定的对准度。
20.根据权利要求17所述的方法,还包括:
提供包括第二光源的第二辐射器;
提供安装在第二辐射器上的第二光探测器装置,第二光探测器装置具有带有底面的基板、固定至基板底面的第二光电池、具有顶部的第二金属块,其中所述顶部被固定至基板底面以封闭第二光电池、在第二金属块内形成的从第二金属块的顶部延伸至第二金属块的底部来形成用于光传输通过第二金属块到达光电池的第二孔的第二开口、以及能够插入第二金属块中以改变第二孔的第二开口区域的第二构件,第二辐射器被定位成至少部分地面对第一辐射器以使得从第一辐射器发出的光至少部分地通过第二孔的第二开口区域被第二光探测器接收;
监测由第二光探测器装置的第二光电池产生的电流值或电压值中的一个,其中电流值或电压值中的一个是基于第一辐射器的第一光源关闭时的第二光源的光输出的;
将电流值或电压值中的一个与第二预定的基准输出电流或第二预定的输出电压中的一个进行比较;以及
在当前值不大致等于第二预定的基准输出电流或第二预定的基准输出电压中的一个时,调整第二金属块内第二构件的位置。
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