CN110665777B - 光纤环紫外固化装置及方法 - Google Patents
光纤环紫外固化装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110665777B CN110665777B CN201911054333.1A CN201911054333A CN110665777B CN 110665777 B CN110665777 B CN 110665777B CN 201911054333 A CN201911054333 A CN 201911054333A CN 110665777 B CN110665777 B CN 110665777B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- height
- optical fiber
- ultraviolet light
- shaft
- fiber ring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 118
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 74
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 21
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 13
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 43
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
- B05D3/061—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation using U.V.
- B05D3/065—After-treatment
- B05D3/067—Curing or cross-linking the coating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Abstract
本发明公开了一种光纤环紫外固化装置及方法,装置包括箱体、紫外光源模块、机械控制模块和机械执行模块;方法包括以下步骤:(A)测出箱体内部的安装轴的高度和辐照强度;(B)计算出所需补偿的光功率和安装轴的高度;(C)确认光功率和安装轴的高度调整数据,并调入光强度补偿程序和高度调整程序,机械控制模块根据高度调整程序中的转速、时间要求控制驱动器,驱动器驱动步进电机进行旋转。本发明采用了光强度测试—数据通信—光功率补偿的闭环控制方式,弥补了紫外光源光功率衰减的不足,采用了安装轴高度测试—数据通信—安装轴高度补偿的闭环控制方式,实现了不同尺寸光纤环向光面高度的一致,保证了光纤环紫外固化的一致性。
Description
技术领域
本发明属于光纤陀螺技术领域,具体涉及一种光纤环紫外固化装置及方法。
背景技术
光纤陀螺具有全固态结构、动态范围宽、启动时间短、抗冲击能力强和抗干扰能力强的特点,广泛应用于惯性导航及制导、姿态控制、定位定向等国防工业领域,在轨道检测、油井测斜等民用领域也得到了广泛的应用。光纤陀螺中的光学器件包含光源、耦合器、Y波导、光纤环和光电探测器五种。其中,Y波导和光纤环组成敏感环,敏感光纤陀螺的所处环境的角速率,属于光纤陀螺的核心部件。作为光纤陀螺光路的主体,光纤环及其制备技术成为光纤陀螺技术的核心技术之一。通常,光纤环制备流程为绕制、紫外固化、老化。绕制过程通常采用高度对称的四极对称绕制技术,以抑制Shupe效应对光纤陀螺的影响。
紫外固化通常采用将光纤环安装于紫外光源下,旋转的方式,以确保固化充分,提升光纤陀螺的温度性能和标度因数性能;老化通常以热处理的方式释放掉光纤环内部的残余应力,以提升光纤陀螺的稳定性。因光纤环绕制所用胶水的成分原因,紫外固化流程所用的光源通常选用UVA波段的中压汞灯,这种灯工作时会发出一定的热量,提高了活性基团的能量,有助于紫外固化过程,尤其是有助于促进光纤环底部紫外胶水的固化。在光纤环紫外固化流程中,通常将光纤环安装于匀速旋转的安装轴上,随后启动安装轴上方的紫外光源,工作特定的时间后,取下光纤环,完成紫外固化过程。
然而,上述紫外固化过程中存在两个明显的不足之处:第一,紫外光源在使用的过程中会逐渐发生光功率的衰减,从而导致不同批次固化的光纤环固化度产生差异,最终影响光纤环紫外固化的批次一致性;第二,不同型号的光纤环通常具有不同的直径,这些不同直径的光纤环安装于同一轴上时,光纤环向光面距离紫外光源距离不同,导致向光面接收到的光强不同,会造成不同型号的光纤环固化度产生差异。随着各应用领域对光纤陀螺标度因数、全温性能要求的提升,光纤环的固化度一致性必须进行严格的把控,因此,紫外光源光功率衰减、光纤环向光面高度差这两方面的问题亟待解决。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是:怎样才能够提供一种实施简单、有效保证紫外固化过程中的紫外光辐照强度的一致性以及光纤环向光面高度的一致性的光纤环紫外固化装置及方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用了如下的技术方案:
一种光纤环紫外固化装置,其特征在于,包括:
箱体,所述箱体内设置有感应装置,所述感应装置包括紫外光传感器和距离传感器,通过紫外光传感器感应其附近的紫外光辐照强度,并得到紫外光强度值,同时还通过距离传感器感应其附近的光纤环向光面高度,并得到光纤环向光面高度值;
紫外光源模块,所述紫外光源模块安装于所述箱体的上侧,其发射的紫外光能从上至下照射到箱体内,紫外光源模块的控制器与感应装置相连,并能够接收到感应装置所采集的紫外光光强度值;所述紫外光源模块的控制器能够根据紫外光强度值自动调节紫外光源模块发射的紫外光强度;
机械控制模块,所述机械控制模块设置于所述箱体的一侧,机械控制模块的控制器也与感应装置相连,并能够接收感应装置所得到的光纤环向光面高度值;所述机械控制模块的控制器能够根据光纤环向光面高度值自动调节光纤环的高度;
机械执行模块,所述机械执行模块包括步进电机和升降机构,其中,所述步进电机的输出轴与一安装轴相连,该安装轴背离步进电机的一端伸入所述箱体内,用于安装光纤环,在箱体靠近步进电机的一侧上,对应安装轴的位置竖直设有一条形孔,所述安装轴位于该条形孔内,所述步进电机还与一驱动器相连,该驱动器与机械控制模块的控制器相连;所述升降机构具有一向上延伸的传动轴,该传动轴的上端和步进电机的底部连接,以推动步进电机、驱动器和安装轴上下滑动。
本申请采用了光强度测试—数据通信—光功率补偿的闭环控制方式,弥补了紫外光源光功率衰减的不足,并且实现了紫外辐照强度实时、自动化补偿,确保了紫外辐照强度的一致性;还采用了安装轴高度测试—数据通信—安装轴高度补偿的闭环控制方式,实现了不同尺寸光纤环向光面高度的一致,保证了光纤环紫外固化的一致性。
进一步地,所述紫外光源模块的控制器的控制过程如下:
1)预设紫外光强度标准值;
2)建立光强度补偿模型,根据实施采集的紫外光强度值进行紫外光源模块的发射强度调节,其中,所述光强度补偿模型为:△P=(I0-I1)/α
式中:
△P—补偿光功率,单位为W;
I0—要求辐照强度,单位为mW/cm2;
I1—当前辐照强度,单位为mW/cm2;
α—转换系数,数值为0.0107,单位为/cm2;
紫外光源模块的控制器通过该光强度补偿模型计算出所需补偿的功率。
更进一步地,所述紫外光源模块的控制器在计算出所需补偿的功率后,再根据光功率和辐照强度的转换模型来计算所需调整的辐照强度,其中,光功率和辐照强度的转换模型为:
I=α·P+β
式中:
I—辐照强度,单位为mW/cm2;
P—光功率,单位为W;
α—转换系数,数值为0.0107,单位为/cm2;
β—补偿量,数值为15,单位为mW/cm2。
进一步地,所述步进电机经减速器后与安装轴相连,其中,减速器的减速比为a:1,则步进电机的转速:安装轴的转速=a:1,其中a>1。
由于在紫外固化过程中,光纤环底部通常设有紫外胶水,采用减速器能有效降低安装轴的转速,从而降低光纤环的转速,进而减少紫外胶水的溅出,减少污染。
进一步地,所述机械控制模块的控制器的控制过程如下:
1)预设光纤环向光面高度标准值;
式中:
h1—安装轴高度,单位为cm;
h0—光纤环向光面高度值,单位为cm
Φ—光纤环直径,单位为cm;
3)根据预设的光纤环向光面高度标准值,通过高度调节模型计算出所需调整至的安装轴的高度;然后再根据感应装置所采集到的光纤环向光面高度值,通过高度调节模型获取其实际的安装轴高度,根据实际的安装轴高度与所需调整至的安装轴的高度之间的差值,再通过升降机构进行对实际的安装轴的高度进行调节。
进一步地,所述光纤环紫外固化装置还包括滑轨模块,所述滑轨模块包括竖直设置在条形两侧的滑轨以及与滑轨滑动配合的滑动板,所述安装轴穿过该滑动板后伸入箱体内。
这样,滑轨模块可以跟随安装轴上下移动,确保箱体内部的紫外光线不会泄露至箱体外部。
进一步地,所述升降机构还包括水平设置的调节杆,以及中空设置并外套设在传动轴上的安装筒,所述调节杆穿过该安装筒的中部并和安装筒内的传动轴配合传动;其中,所述调节杆上设置有齿条,所述升降机构的传动轴上还套设有与该齿条配合的的齿轮,以使调节杆的转动能够带动传动轴在竖直方向上的位移;其中,所述调节杆的端部设置有转盘。
这样,升降机构可以通过转盘手动进行调节步进电机的高度,能够对安装轴高度进行调控。
进一步地,还包括底座,所述机械控制模块和所述机械执行模块安装在该底座上;所述箱体内还安装有散热风扇。
这样,散热风扇可以保障箱体内部稳定的气流,在光纤环紫外固化过程中,紫外固化光源中的中压汞灯持续工作过程中会产生热量,热量的积累会使箱体内部温度逐渐升高;散热风扇将箱体内部的热气流吹至箱体外部,导致箱体内部气压降低,在气压的作用下,箱体外部的冷空气进入箱体;持续不断的气流更换,可以确保箱体内部保持相对稳定的温度环境。
本申请另外提供了一种光纤环紫外固化方法,包括如上所述的光纤环紫外固化装置,其特征在于,包括以下步骤:
(A).将光纤环安装于安装轴上,在紫外光源模块内预设紫外光强度标准值,然后启动紫外光源模块,使用感应装置测出箱体内的辐照强度,根据光强度补偿模型△P=(I0-I1)/α,紫外光源模块计算出所需补偿的光功率△P;
(B)在机械控制模块内预设光纤环向光面高度标准值,先根据光纤环向光面高度和安装轴高度的转换模型:计算得出所需调整的安装轴的高度;然后,使用感应装置测出此时箱体内部的光纤环向光面高度值,并将光纤环的直径和安装轴的直径输入机械控制模块,再根据光纤环向光面高度和安装轴高度的转换模型:机械控制模块计算出此时安装轴的高度;通过所需调整的安装轴的高度和此时安装轴的高度之间的差距等得到高度调整数据;
(C)随后确认光功率和安装轴的高度调整数据,并通过调整紫外光源模块的紫外光发射强度,通过高度调整数据来调节机械执行模块以控制安装轴的高度,并根据所需要的转速、时间的要求来控制驱动器,驱动器驱动步进电机进行旋转。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
1.实现了光纤环紫外固化辐照强度的自动补偿;
2.保证了光纤环紫外固化辐照强度长期一致;
3.保证了不同尺寸的光纤环接受到的紫外固化辐照强度一致。
附图说明
图1为本发明光纤环紫外固化装置的结构示意图。
图2为本发明光纤环紫外固化装置的侧视结构示意图。
图3为本发明箱体的结构示意图。
附图标号说明:箱体1;紫外光源模块2;机械控制模块3;感应装置4;步进电机5;升降机构6;安装轴7;驱动器8;传动轴9;滑轨10;滑动板11;散热风扇12;调节杆13;转盘14;安装筒15;底座16。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例:参见图1至图3,一种光纤环紫外固化装置,其特点在于,包括:箱体1、紫外光源模块2、机械控制模块3和机械执行模块,所述箱体1内设置有感应装置,所述感应装置包括紫外光传感器和距离传感器,紫外光传感器内设有紫外辐照计(未图示),该紫外辐照计具有用于感应其附近的紫外光辐照强度的探头,并得到紫外光强度值。同时,距离传感器可发射出红外线,该红外线用于感应其附近的光纤环向光面高度,并得到光纤环向光面高度值。所述紫外光源模块2安装于所述箱体1的上侧,其发射的紫外光能从上至下照射到箱体1内,紫外光源模块2的控制器与感应装置4相连,并能够接收到感应装置所采集的紫外光光强度值。所述紫外光源模块2的控制器能够根据紫外光强度值自动调节紫外光源模块2发射的紫外光强度。所述机械控制模块3设置于所述箱体1的一侧,机械控制模块3的控制器也与感应装置4相连,并能够接收感应装置4所得到的光纤环向光面高度值。所述机械控制模块3的控制器能够根据光纤环向光面高度值自动调节光纤环的高度。所述机械执行模块包括步进电机5和升降机构6,其中,所述步进电机5的输出轴与一安装轴7相连,该安装轴7背离步进电机5的一端伸入所述箱体1内,用于安装光纤环,在箱体1靠近步进电机5的一侧上,对应安装轴7的位置竖直设有一条形孔(未图示),所述安装轴7位于该条形孔内,所述步进电机5还与一驱动器8相连,该驱动器8与机械控制模块3的控制器相连。所述升降机构6具有一向上延伸的传动轴9,该传动轴9的上端和步进电机5的底部连接,以推动步进电机5、驱动器8和安装轴7上下滑动。
本申请采用了光强度测试—数据通信—光功率补偿的闭环控制方式,弥补了紫外光源光功率衰减的不足,并且实现了紫外辐照强度实时、自动化补偿,确保了紫外辐照强度的一致性;还采用了安装轴高度测试—数据通信—安装轴高度补偿的闭环控制方式,实现了不同尺寸光纤环向光面高度的一致,保证了光纤环紫外固化的一致性。
其中,所述紫外光源模块2的控制器的控制过程如下:
1)预设紫外光强度标准值;
2)建立光强度补偿模型,根据实施采集的紫外光强度值进行紫外光源模块2的发射强度调节,其中,所述光强度补偿模型为:△P=(I0-I1)/α
式中:
△P—补偿光功率,单位为W;
I0—要求辐照强度,单位为mW/cm2;
I1—当前辐照强度,单位为mW/cm2;
α—转换系数,数值为0.0107,单位为/cm2;
紫外光源模块2的控制器通过该光强度补偿模型计算出所需补偿的功率。
当紫外光辐照强度要求为550mW/cm2,当感应装置4测试的辐照强度为510mW/cm2时,根据光强度补偿模型:△P=(I0-I1)/α,紫外光源系统1自动计算出需要补偿的光功率,由此可知,紫外光源系统1自动补偿的光功率为3.74W。
更进一步地,所述紫外光源模块2的控制器在计算出所需补偿的功率后,再根据光功率和辐照强度的转换模型来计算所需调整的辐照强度,其中,光功率和辐照强度的转换模型为:
I=α·P+β
式中:
I—辐照强度,单位为mW/cm2;
P—光功率,单位为W;
α—转换系数,数值为0.0107,单位为/cm2;
β—补偿量,数值为15,单位为mW/cm2。
其中,所述步进电机5经减速器(未图示)后与安装轴7相连,其中,减速器的减速比为a:1,则步进电机5的转速:安装轴7的转速=a:1,其中a>1。
由于在紫外固化过程中,光纤环底部通常设有紫外胶水,采用减速器能有效降低安装轴的转速,从而降低光纤环的转速,进而减少紫外胶水的溅出,减少污染。
其中,所述机械控制模块3的控制器的控制过程如下:
1)预设光纤环向光面高度标准值;
式中:
h1—安装轴高度,单位为cm;
h0—光纤环向光面高度值,单位为cm
Φ—光纤环直径,单位为cm;
3)根据预设的光纤环向光面高度标准值,通过高度调节模型计算出所需调整至的安装轴的高度;然后再根据感应装置所采集到的光纤环向光面高度值,通过高度调节模型获取其实际的安装轴高度,根据实际的安装轴高度与所需调整至的安装轴的高度之间的差值,再通过升降机构进行对实际的安装轴的高度进行调节。
当光纤环向光面高度要求为38cm,安装轴的高度与光纤环直径之间的关系为 在固化直径Φ1为1.8cm的光纤环时,使用的安装轴直径为1cm,安装轴的高度为36.6cm,因此,机械控制模块将利用自动控制方式将安装轴的高度调整为36.6cm;固化直径Φ2为1.2cm的光纤环时,使用的安装轴直径为0.8cm,安装轴的高度为37.0cm。因此,机械控制模块将利用自动控制方式将安装轴的高度调整为37.0cm。在调整过程中,滑轨模块、步进电机和驱动器都将随安装轴一同改变高度。
其中,所述光纤环紫外固化装置还包括滑轨模块,所述滑轨模块包括竖直设置在条形两侧的滑轨10以及与滑轨10滑动配合的滑动板11,所述安装轴7穿过该滑动板11后伸入箱体内。
这样,滑轨模块可以跟随安装轴上下移动,确保箱体内部的紫外光线不会泄露至箱体外部。
其中,所述升降机构还包括水平设置的调节杆13,以及中空设置并外套设在传动轴9上的安装筒15,所述调节杆13穿过该安装筒15的中部并和安装筒15内的传动轴9配合传动;其中,所述调节杆13上设置有齿条,所述升降机构的传动轴9上还套设有与该齿条配合的的齿轮,以使调节杆13的转动能够带动传动轴9在竖直方向上的位移;其中,所述调节杆的端部设置有转盘。
实施时,所述升降机构还包括用于驱动传动轴9上下位移的驱动电机,该驱动电机与机械控制模块3的控制器相连,通过机械控制模块3的控制器可以实现调节升降机构的升降功能。
这样,升降机构还可以通过转盘手动进行调节步进电机的高度,本申请通过机械控制模块对步进电机进行精确控制,通过转盘进行较粗的控制,两者结合,能够更好地对安装轴高度进行调控。
其中,还包括底座16,所述机械控制模块3和所述机械执行模块安装在该底座6上;所述箱体1内还安装有散热风扇12。
这样,散热风扇可以保障箱体内部稳定的气流,在光纤环紫外固化过程中,紫外固化光源中的中压汞灯持续工作过程中会产生热量,热量的积累会使箱体内部温度逐渐升高;散热风扇将箱体内部的热气流吹至箱体外部,导致箱体内部气压降低,在气压的作用下,箱体外部的冷空气进入箱体;持续不断的气流更换,可以确保箱体内部保持相对稳定的温度环境。
实施时,光纤环向光面高度要求为38cm,安装轴的高度与光纤环直径之间的关系(如公式3)。固化直径Φ1为1.8cm的光纤环时,使用的安装轴直径为1cm,安装轴的高度为36.6cm,因此,机械控制模块将利用自动控制方式将安装轴的高度调整为36.6cm;固化直径Φ2为1.2cm的光纤环时,使用的安装轴直径为0.8cm,安装轴的高度为37.0cm。因此,机械控制模块将利用自动控制方式将安装轴的高度调整为37.0cm。在调整过程中,滑轨模块、步进电机和驱动器都将随安装轴一同改变高度。
本申请另外提供了一种光纤环紫外固化方法,包括如上所述的光纤环紫外固化装置,其具体实施时,包括以下步骤:
(A).将直径为1.6cm的光纤环安装于直径为0.8cm安装轴上,在紫外光源模块内预设紫外光强度标准值,然后启动紫外光源模块,使用感应装置测出箱体内的辐照强度,根据光强度补偿模型△P=(I0-I1)/α,紫外光源模块计算出所需补偿的光功率△P;
(B)在机械控制模块内预设光纤环向光面高度标准值,先根据光纤环向光面高度和安装轴高度的转换模型:计算得出所需调整的安装轴的高度;然后,使用感应装置测出此时箱体内部的光纤环向光面高度值,并将光纤环的直径和安装轴的直径输入机械控制模块,再根据光纤环向光面高度和安装轴高度的转换模型:机械控制模块计算出此时安装轴的高度;通过所需调整的安装轴的高度和此时安装轴的高度之间的差距等得到高度调整数据;
(C)随后确认光功率和安装轴的高度调整数据,并通过调整紫外光源模块的紫外光发射强度,通过高度调整数据来调节机械执行模块以控制安装轴的高度,并根据所需要的转速、时间的要求来控制驱动器,驱动器驱动步进电机进行旋转。
其中,箱体内的散热风扇保持持续工作;感应装置保持持续工作,并不断将实时测试的紫外光辐照强度和光纤环向光面高度信息分别输送给紫外光源模块和机械控制模块。
这样,感应装置不断将实时测试的紫外光辐照强度和光纤环向光面高度信息分别输送给紫外光源模块和机械控制模块,作为光功率、安装轴高度调节的依据,以确保紫外光辐照强度、光纤环向光面高度始终保持一致,最终确保光纤环接收到的光强一致。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种光纤环紫外固化装置,其特征在于,包括:
箱体,所述箱体内设置有感应装置,所述感应装置包括紫外光传感器和距离传感器,通过紫外光传感器感应其附近的紫外光辐照强度,并得到紫外光强度值,同时还通过距离传感器感应其附近的光纤环向光面高度,并得到光纤环向光面高度值;
紫外光源模块,所述紫外光源模块安装于所述箱体的上侧,其发射的紫外光能从上至下照射到箱体内,紫外光源模块的控制器与感应装置相连,并能够接收到感应装置所采集的紫外光光强度值;所述紫外光源模块的控制器能够根据紫外光强度值自动调节紫外光源模块发射的紫外光强度;
机械控制模块,所述机械控制模块设置于所述箱体的一侧,机械控制模块的控制器也与感应装置相连,并能够接收感应装置所得到的光纤环向光面高度值;所述机械控制模块的控制器能够根据光纤环向光面高度值自动调节光纤环的高度;
机械执行模块,所述机械执行模块包括步进电机和升降机构,其中,所述步进电机的输出轴与一安装轴相连,该安装轴背离步进电机的一端伸入所述箱体内,用于安装光纤环,在箱体靠近步进电机的一侧上,对应安装轴的位置竖直设有一条形孔,所述安装轴位于该条形孔内,所述步进电机还与一驱动器相连,该驱动器与机械控制模块的控制器相连;所述升降机构具有一向上延伸的传动轴,该传动轴的上端和步进电机的底部连接,以推动步进电机、驱动器和安装轴上下滑动;
所述紫外光源模块的控制器的控制过程如下:
1)预设紫外光强度标准值;
2)建立光强度补偿模型,根据实施采集的紫外光强度值进行紫外光源模块的发射强度调节,其中,所述光强度补偿模型为:△P=(I0-I1)/α
式中:
△P—补偿光功率,单位为W;
I0—要求辐照强度,单位为mW/cm2;
I1—当前辐照强度,单位为mW/cm2;
α—转换系数,数值为0.0107,单位为/cm2;
紫外光源模块的控制器通过该光强度补偿模型计算出所需补偿的功率;
所述紫外光源模块的控制器在计算出所需补偿的功率后,再根据光功率和辐照强度的转换模型来计算所需调整的辐照强度,其中,光功率和辐照强度的转换模型为:
I=α·P+β
式中:
I—辐照强度,单位为mW/cm2;
P—光功率,单位为W;
α—转换系数,数值为0.0107,单位为/cm2;
β—补偿量,数值为15,单位为mW/cm2;
所述机械控制模块的控制器的控制过程如下:
1)预设光纤环向光面高度标准值;
式中:
h1—安装轴高度,单位为cm;
h0—光纤环向光面高度值,单位为cm
Φ—光纤环直径,单位为cm;
3)根据预设的光纤环向光面高度标准值,通过高度调节模型计算出所需调整至的安装轴的高度;然后再根据感应装置所采集到的光纤环向光面高度值,通过高度调节模型获取其实际的安装轴高度,根据实际的安装轴高度与所需调整至的安装轴的高度之间的差值,再通过升降机构进行对实际的安装轴的高度进行调节。
2.如权利要求1所述的光纤环紫外固化装置,其特征在于,所述步进电机经减速器后与安装轴相连,其中,减速器的减速比为a:1,则步进电机的转速:安装轴的转速=a:1,其中a>1。
3.如权利要求1所述的光纤环紫外固化装置,其特征在于,所述光纤环紫外固化装置还包括滑轨模块,所述滑轨模块包括竖直设置在条形两侧的滑轨以及与滑轨滑动配合的滑动板,所述安装轴穿过该滑动板后伸入箱体内。
4.如权利要求1所述的光纤环紫外固化装置,其特征在于,所述升降机构还包括水平设置的调节杆,以及中空设置并外套设在传动轴上的安装筒,所述调节杆穿过该安装筒的中部并和安装筒内的传动轴配合传动;其中,所述调节杆上设置有齿条,所述升降机构的传动轴上还套设有与该齿条配合的齿轮,以使调节杆的转动能够带动传动轴在竖直方向上的位移;其中,所述调节杆的端部设置有转盘。
5.如权利要求1所述的光纤环紫外固化装置,其特征在于,还包括底座,所述机械控制模块和所述机械执行模块安装在该底座上;
所述箱体内还安装有散热风扇。
6.一种光纤环紫外固化方法,包括如权利要求1至5中任一权利要求所述的光纤环紫外固化装置,其特征在于,包括以下步骤:
(A).将光纤环安装于安装轴上,在紫外光源模块内预设紫外光强度标准值,然后启动紫外光源模块,使用感应装置测出箱体内的辐照强度,根据光强度补偿模型△P=(I0-I1)/α,紫外光源模块计算出所需补偿的光功率△P;
(B)在机械控制模块内预设光纤环向光面高度标准值,先根据光纤环向光面高度和安装轴高度的转换模型:计算得出所需调整的安装轴的高度;然后,使用感应装置测出此时箱体内部的光纤环向光面高度值,并将光纤环的直径和安装轴的直径输入机械控制模块,再根据光纤环向光面高度和安装轴高度的转换模型:机械控制模块计算出此时安装轴的高度;通过所需调整的安装轴的高度和此时安装轴的高度之间的差距得到高度调整数据;
(C)随后确认光功率和安装轴的高度调整数据,并通过调整紫外光源模块的紫外光发射强度,通过高度调整数据来调节机械执行模块以控制安装轴的高度,并根据所需要的转速、时间的要求来控制驱动器,驱动器驱动步进电机进行旋转。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911054333.1A CN110665777B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 光纤环紫外固化装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911054333.1A CN110665777B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 光纤环紫外固化装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110665777A CN110665777A (zh) | 2020-01-10 |
CN110665777B true CN110665777B (zh) | 2021-11-16 |
Family
ID=69085332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911054333.1A Expired - Fee Related CN110665777B (zh) | 2019-10-31 | 2019-10-31 | 光纤环紫外固化装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110665777B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114228004B (zh) * | 2021-11-15 | 2024-03-15 | 江苏长灿光电科技有限公司 | 可快速精确定位的5g光纤阵列uv固化光源系统 |
CN115895574B (zh) * | 2022-10-14 | 2023-11-07 | 武汉长盈通光电技术股份有限公司 | 一种uvled点光源固化的绕环胶及配套光纤环固化装置 |
CN116803547A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-09-26 | 深圳劲嘉集团股份有限公司 | 多波长耦合的uv固化设备 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203683387U (zh) * | 2013-12-17 | 2014-07-02 | 中天科技光纤有限公司 | 一种光纤紫外光强度自动控制装置 |
CN109049445A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-21 | 河北科技大学 | 一种高精度光纤环圈固化封装设备和处理工艺 |
CN208730405U (zh) * | 2018-08-07 | 2019-04-12 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 用于制备低密度泡沫的紫外光辐照装置 |
CN209446713U (zh) * | 2018-09-27 | 2019-09-27 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 可升降的数字化紫外光源校准仪 |
-
2019
- 2019-10-31 CN CN201911054333.1A patent/CN110665777B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203683387U (zh) * | 2013-12-17 | 2014-07-02 | 中天科技光纤有限公司 | 一种光纤紫外光强度自动控制装置 |
CN208730405U (zh) * | 2018-08-07 | 2019-04-12 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 用于制备低密度泡沫的紫外光辐照装置 |
CN109049445A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-21 | 河北科技大学 | 一种高精度光纤环圈固化封装设备和处理工艺 |
CN209446713U (zh) * | 2018-09-27 | 2019-09-27 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 可升降的数字化紫外光源校准仪 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110665777A (zh) | 2020-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110665777B (zh) | 光纤环紫外固化装置及方法 | |
CN107764844B (zh) | 大型ct检测设备的位置调整系统及其调整方法 | |
CN210375032U (zh) | 一种起重机轨道平顺度检测装置 | |
CN112444215B (zh) | 一种起重机轨道平顺度检测装置 | |
CN115320664A (zh) | 轨道平顺度检测的接收装置及轨道平顺度的检测系统 | |
CN103699159B (zh) | 一种光纤紫外光强度自动控制装置及其控制方法 | |
CN105352983A (zh) | 一种空间位置调节方法 | |
US4307296A (en) | Method of observing the core region of optical fibers and preforms | |
CN206019573U (zh) | 一种具备智能照明系统的复合式影像测量仪 | |
CN103925884B (zh) | 一种径向支承键装配间隙自动测量装置 | |
CN208635947U (zh) | 一种光纤扭转测量装置 | |
CN107727248A (zh) | 一种高精度光功率光波长测试机台 | |
CN216348401U (zh) | 一种应用于光纤生产的高温炉炉口测径装置 | |
CN108645384A (zh) | 一种放线仪及放线方法 | |
CN201653543U (zh) | 分布光度计旋转台 | |
CN112606595B (zh) | 基于数学函数图像绘制方法进行山体滑坡预测的装置 | |
KR100383627B1 (ko) | 변형화학 기상증착법을 이용한 광섬유 모재 제조장치에서자동 석영관 레벨링장치 | |
CN108692841A (zh) | 一种光纤扭转测量装置及方法 | |
CN106896399A (zh) | 一种带有自动控制系统的x射线检测系统 | |
CN216770985U (zh) | 一种带有旋转光源设施的助航灯具光强自动测量装置 | |
CN208427850U (zh) | 一种激光3d曲面打标设备 | |
CN207610675U (zh) | 一种数字化平面度标准装置 | |
CN208240609U (zh) | 一种自动升降扫描电镜样品座系统 | |
CN114607922B (zh) | 一种土地规划面积测量装置及其测量方法 | |
CN218822768U (zh) | 激光工作站光纤接头激光功率测量装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211116 |