CN111299011A - 带液位自动控制功能的led荧光粉胶循环系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统，包括进料模块、循环模块、测距模块及上位机系统：所述进料模块包括进料管道、进料控制阀门和进气管道；所述循环模块包括一个循环料筒和一个蠕动电机，料筒顶部连接进气阀门，两端分别接入进料管道和电机出料口；所述测距模块包括激光液位传感器和透光镜，激光测距传感器通过螺丝固定在料筒顶部，激光通过透光镜后投射到液面。本发明改进了传统的循环工艺，并可实现物料余量实时显示和物料实时补给的功能，有利于实现物料液位的自动控制和远程监控，保证了喷涂时出料量稳定，从而提高涂覆质量。
Description
技术领域
本发明涉及非牛顿流体的自动循环和液位自动控制领域，特别涉及带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统及方法。
背景技术
LED荧光粉涂覆环节是LED封装过程中的最关键的一环。在喷涂之前需要将荧光粉、硅胶和稀释液按照一定的比例配置好，并充分搅拌均匀后将其盛放到与喷头相连的料筒中等待喷涂。由于荧光粉胶体混合物的特性影响，若其长时间处于静置状态，荧光粉会在料筒底部产生沉淀，这将会对喷涂效果造成不利，为此必须引入循环系统用来不断搅拌荧光粉胶体以减少沉淀。此外，在喷涂过程中，由于料筒内物料的不断减少，而进料压力保持不变，所以单位时间内喷头处的出料量会随时间发生变化，这将导致同一批次的涂层厚度前后有较大差异，所以有必要对料筒内液位自动控制系统展开研究。
目前工业生产中主流的荧光粉胶循环系统是采用双料筒结构构成U型管循环系统，两个料筒各配一对光电传感器和一套气压控制装置，但这种结构需要两个气阀频繁切换开关，且荧光粉胶体浓度会影响光电传感器精度，难以实现平稳有效的循环控制。此外，目前很少考虑料筒液位的自动控制问题。这两个问题都会影响最终的喷涂效果，造成涂层厚度的均匀性和一致性较差。因此在高精度生产过程中需要一套循环效果较好且同时考虑液位自动控制的系统。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统。
本发明的另一目的在于提供带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统，包括循环模块、进料模块、测距模块、EFD喷枪以及上位机；
所述循环模块包括循环料筒和蠕动电机，所述循环料筒用于盛放一定量的LED荧光粉胶，所述蠕动电机通过抽吸循环料筒内的荧光粉胶体实现循环；
所述进料模块包括进料管道、进料控制阀门和进气管道；所述进料控制阀门的一端通过进料管道与LED荧光粉胶原料池相连，进料控制阀门的另一端通过进料管道与循环料筒相连；所述进气管道两端分别连接气源、循环料筒的顶部，并通过继电开关控制；
所述测距模块包括激光测距传感器、透光镜，所述激光测距传感器包括激光发射单元和反射光接收单元，并通过螺丝固定在循环料筒盖上；所述透光镜既能保证激光可以通过，避免有溅起的荧光粉胶直接沾染到传感器，又可以保证循环料筒的密闭性；
所述EFD喷枪两端通过软管分别与循环料筒底部和蠕动电机进料口相连，EFD喷枪内部具有荧光粉胶槽和胶体流动通路；
所述上位机分别与继电控制单元、气压控制单元、电机控制单元液位显示单元和液位控制单元相连；所述继电控制单元分别与进料控制阀门、进料气压阀门和激光测距传感器相连，所述气压控制单元与气压控制装置相连，所述电机控制单元与蠕动电机相连，所述液位显示单元用于物料剩余量的显示，所述液位控制单元用于实现液位的自动控制。
所述气压控制装置是指进气控制阀门、继电开关；继电控制单元控制进料气压阀门的开、关。气压控制单元控制进料气压阀门的开度，通过调整进料气压阀门的开度大小，来调整气压。
所述进料控制阀门为电磁阀，并与控制板卡相连。
所述蠕动电机采用串口通信方式，电机速度可调，范围为0-300r/s，且具有正转和反转两种运动状态。
本发明还包括控制板卡，用来控制硬件运行，实现相应的硬件功能。控制板卡、进料控制阀、循环料筒、激光测距传感器和喷枪构成了闭环控制系统，用以实现液位的自动控制。
本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：
带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环方法，包括以下步骤：
(1)将配好的荧光粉胶体混合物注入原料池，登录上位机系统，设置好参数，开启激光测距传感器；所述参数包括液面预设值、电机转速；
(2)激光测距传感器得到测量数据后，再结合循环料筒高度和半径参数，通过计算后得出当前液面高度和料筒内物料量，并实时显示到上位机上，以便远程监控等操作；
(3)将当前液面高度和页面高度预设值相比较，若当前液面高度低于预设值，进料控制阀门动作，打开进料阀门，同时激光测距传感器继续工作并实时计算、显示与反馈，直到液面高度达到预设值时，进料控制阀门再次动作，关闭进料控制阀门；
(4)当液面高度大于零时，开启电机并设置正转；
(5)上述步骤完成后，进气控制阀门的继电开关动作，打开进气阀门，给循环料筒内荧光粉胶混合物施加一定的表面压力，防止在喷涂时由沉淀或者未搅拌均匀导致的较大颗粒物堵塞喷头，此时进入待喷涂状态；
(6)在喷头开始动作后，循环料筒内的荧光粉胶混合物余量随时间变化，此时再次进入步骤(3)，实时调整液位，以保证单位时间内喷头出料量一致，从而实现高精度喷涂。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明采用料筒加蠕动电机的循环系统，避免了荧光粉沉淀现象的产生，且过程更加简便、更加平稳，改善了传统的循环工艺。
2、本发明采用激光测距法，液位高度及料筒内物料剩余量的计算简单，且可通过上位机实时显示，利于实现远程监控。
3、本发明采用闭环控制系统实现料筒内液位自动控制，保证了喷头处出料量的稳定，有利于实现高精度喷涂。
附图说明
图1是本发明所述带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统的结构示意图；
图2是本发明所述带激光测距模块的循环料筒盖剖视图；
图3是本发明的液位自动控制系统框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-3所示，带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统，包括进料模块、循环模块、测距模块及上位机；
所述进料模块由进料管道1、进料控制阀门2和进气管道3构成，所述进料控制阀门2为电磁阀，与控制板卡相连，且两端通过进料管道1分别与LED荧光粉胶原料池和循环料筒4相连，所述进料控制阀门2和进气管道3均与气源相连，并受继电开关11控制。
所述循环模块由一个循环料筒4和蠕动电机5构成，所述循环料筒用于盛放一定量的LED荧光粉胶，所述蠕动电机通过串口通信方式与上位机相连，且电机速度可调，范围为0-300r/s，当电机正转时，通过底部进料口6抽吸料筒内的荧光粉胶体，再经料筒上部的出料口7放出，以此实现料筒内荧光粉胶体的循环流动，避免了沉淀现象的产生。此外，当料筒内液位高于出料口7时，可以设置电机反转，此时进料口和出料口互换。所述循环料筒4底部和蠕动电机5底部进料口之间连接着EFD喷枪8，用以实现喷涂功能。
所述测距模块由激光测距传感器9和透光镜10构成，所述激光测距传感器包括激光发射单元和反射光接收单元，并通过螺丝固定在循环料筒4顶部盖上，所述透光镜9既能保证激光可以通过，又可以保证循环料筒的密闭性，避免有溅起的荧光粉胶直接沾染到传感器表面。激光传感器开启后，将检测到的液面高度实时在上位机上实时显示并将数据反馈到液位控制系统输入端，与设定值比较后再经控制器生产控制量。若液面高度低于预设值，则打开进料控制阀门，继续上料，直到液面达到预设值时，关闭进料控制阀门，从而实现料筒内液位高度的自动控制，其系统控制框图如图3所示。
本发明具体的工作工程：
(1)将配好的荧光粉胶体混合物注入原料池，登录上位机系统，设置好液面预设值、电机转速等参数，开启激光测距传感器；
(2)激光测距传感器得到测量数据后，再结合料筒高度和料筒半径等参数，通过计算后得出当前液面高度和料筒内物料量，并实时显示到上位机上，以便远程监控等操作；
(3)将当前液面高度和页面高度预设值相比较，若当前液面高度低于预设值，进料控制阀门动作，打开进料阀门，同时激光测距传感器继续工作并实时计算、显示与反馈，直到液面高度达到预设值时，进料控制阀门再次动作，关闭进料控制阀门；
(4)当液面高度大于零时，开启电机并设置正转，
(5)上述步骤完成后，进气控制阀门的继电开关动作，打开进气阀门，给料筒内荧光粉胶混合物施加一定的表面压力，防止在喷涂时由沉淀或者未搅拌均匀导致的较大颗粒物堵塞喷头，此时进入待喷涂状态；
(6)在喷头开始动作后，料筒内的荧光粉胶混合物余量随时间变化，此时再次进入步骤(3)，实时调整液位，以保证单位时间内喷头出料量一致，从而实现高精度喷涂。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统，其特征在于，包括循环模块、进料模块、测距模块、EFD喷枪以及上位机；
所述循环模块包括循环料筒和蠕动电机，所述循环料筒用于盛放一定量的LED荧光粉胶，所述蠕动电机通过抽吸循环料筒内的荧光粉胶体实现循环；
所述进料模块包括进料管道、进料控制阀门和进气管道；所述进料控制阀门的一端通过进料管道与LED荧光粉胶原料池相连，进料控制阀门的另一端通过进料管道与循环料筒相连；所述进气管道两端分别连接气源、循环料筒的顶部，并通过继电开关控制；
所述测距模块包括激光测距传感器、透光镜，所述激光测距传感器包括激光发射单元和反射光接收单元，并通过螺丝固定在循环料筒盖上；
所述EFD喷枪两端通过软管分别与循环料筒底部和蠕动电机进料口相连，EFD喷枪内部具有荧光粉胶槽和胶体流动通路；
所述上位机分别与继电控制单元、气压控制单元、电机控制单元液位显示单元和液位控制单元相连；所述继电控制单元分别与进料控制阀门、进料气压阀门和激光测距传感器相连，所述气压控制单元与气压控制装置相连，所述电机控制单元与蠕动电机相连，所述液位显示单元用于物料剩余量的显示，所述液位控制单元用于实现液位的自动控制。
2.根据权利要求1所述带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统，其特征在于，所述气压控制装置是指进气控制阀门、继电开关；继电控制单元控制进料气压阀门的开、关。
3.根据权利要求1所述带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统，其特征在于，所述进料控制阀门为电磁阀，并与控制板卡相连。
4.根据权利要求1所述带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环系统，其特征在于，所述蠕动电机采用串口通信方式，电机速度可调，范围为0-300r/s，且具有正转和反转两种运动状态。
5.带液位自动控制功能的LED荧光粉胶循环方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将配好的荧光粉胶体混合物注入原料池，登录上位机系统，设置好参数，开启激光测距传感器；所述参数包括液面预设值、电机转速；
(2)激光测距传感器得到测量数据后，再结合循环料筒高度和半径参数，通过计算后得出当前液面高度和料筒内物料量，并实时显示到上位机上；
(3)将当前液面高度和页面高度预设值相比较，若当前液面高度低于预设值，进料控制阀门动作，打开进料阀门，同时激光测距传感器继续工作并实时计算、显示与反馈，直到液面高度达到预设值时，进料控制阀门再次动作，关闭进料控制阀门；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Nansha District Avenue South Ring of 511458 cities in Guangdong province Guangzhou City, No. 25 Hua Da Guangzhou production and Research Institute Applicant after: SOUTH CHINA University OF TECHNOLOGY Applicant after: GUANGZHOU INSTITUTE OF MODERN INDUSTRIAL TECHNOLOGY Address before: 510640 Tianhe District, Guangdong, No. five road, No. 381, Applicant before: SOUTH CHINA University OF TECHNOLOGY Applicant before: GUANGZHOU INSTITUTE OF MODERN INDUSTRIAL TECHNOLOGY |
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| CB02 | Change of applicant information |