CN114003070B - 具有温度控制的灯 - Google Patents

Abstract

一个实施例提供了一种灯装置，包括：至少一根灯丝；一定量的汞合金；与灯装置连接的散热器组件；以及至少一个控制电路，包括加热元件和温度测量元件，加热元件和温度测量元件连接到至少一根灯丝，其中控制电路改变向加热元件输送的电功率，从而相对于温度设定点控制灯装置的内部温度。描述并要求保护其他方面。

Description

具有温度控制的灯

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年7月28日提交的名称为“LAMP WITH TEMPERATURE CONTROL”的序列号为63/057,573的美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及水质处理，并且更具体地涉及控制用于处理水性流体的紫外光。

背景技术

水的适当消毒对于确保水质至关重要。随着对更清洁水源的需求增加，水消毒方法也随之发展以应对日益严峻的挑战。供水可能含有重金属、沉积物、化学品、杀虫剂等。水源也可能含有病原体，例如微生物、病毒等。如果不进行处理，这些水对于人类或动物使用可能不健康或不安全。水的紫外(UV)光处理可以用于灭活病原体。水可以通过小室或更大的容器，在那里水经受UV光照射。紫外光处理可以破坏病原体的核酸。遗传物质的破坏可以使病原体无法执行重要的细胞功能，从而使它们无害。因此，尽管水源含有微生物、病毒或类似物，但这种紫外工艺可以使水成为可饮用的。

发明内容

综上所述，一个实施例提供了一种灯装置，包括：至少一根灯丝；一定量的汞合金；与灯装置连接的散热器组件；以及至少一个控制电路，包括加热元件和温度测量元件，所述加热元件和所述温度测量元件连接到至少一根灯丝，其中，控制电路改变向加热元件输送的电功率，从而相对于温度设定点控制灯装置的内部温度。

另一实施例提供了一种用于控制灯的内部温度的方法：测量灯装置的温度，其中，灯包括：至少一根灯丝；一定量的汞合金；与灯连接的散热器；以及至少一个控制电路，包括加热元件和温度感测元件，所述加热元件和所述温度感测元件连接到至少一根灯丝；将灯的测量温度与温度设定点进行比较；以及基于比较使用至少一个控制电路控制灯的测量温度。

又一实施例提供了一种用于控制灯的产品，包括：存储代码的存储设备，代码能够由处理器执行并且包括：测量灯的内部温度的代码，其中，灯包括：至少一根灯丝，包括一定量的汞合金；与至少一根灯丝连接的散热器；以及至少一个控制电路，包括温度感测元件和加热元件，所述温度感测元件和所述加热元件连接到至少一根灯丝；将灯的测量温度与温度设定点进行比较的代码；基于比较使用散热器和至少一个控制电路中的至少一个控制灯的内部温度的代码。

以上是概述，因此可能包含简化、概括和细节的省略；因此，本领域的技术人员将理解，该概述仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。

为了更好地理解实施例及实施例的其他和进一步的特征和优点，结合附图参考以下描述。本发明的范围在所附权利要求中指出。

附图说明

图1示出了灯控制电路的示例实施例。

图2示出了灯控制电路的另一个示例实施例。

图3示出了加热电路的另一个示例实施例。

图4示出了灯控制电路的另一个示例实施例。

图5示出了灯控制电路的另一个示例实施例。

图6示出了用于控制灯组件的系统的实施例的框图。

图7示出了灯组件的示例实施例的示意图。

图8示出了灯组件的示例实施例的示意图。

图9示出了示例灯温度控制系统的流程图。

图10示出了计算机电路的示例。

具体实施方式

将容易理解的是，除了所描述的示例实施例之外，如在本文中的图中大体描述和示出的实施例的部件可以以多种不同的配置来布置和设计。因此，如附图中所表示的示例实施例的以下更详细描述并非旨在限制所要求保护的实施例的范围，而仅是示例实施例的代表。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”(或类似物)的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，在本说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”等不一定都指代相同的实施例。

此外，在一个或多个实施例中，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。在以下描述中，提供了许多具体细节以给出对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、部件、材料等来实践各种实施例。在其他实例中，未详细示出或描述众所周知的结构、材料或操作。以下描述仅旨在通过示例的方式，并且简单地说明某些示例实施例。

在最佳性能范围之外的温度范围内，灯(包括紫外(UV)灯)的性能可能会降低。灯器件(lamp fixture)的温度和/或环境温度会影响灯的光输出。这可能部分是由于灯内的蒸汽压力，灯内的蒸汽压力取决于灯器件和/或环境温度。有些灯可能使用汞合金。汞合金可以对灯提供适当光输出的温度范围进行扩展。汞合金可以对灯提供适当光输出的温度范围进行修改或扩展。汞合金可以改变灯内的蒸汽压力与灯的温度之间的关系。

常规的灯可以使用无源系统来控制汞合金温度。无源系统可以依赖于在条件范围内的预测的灯性能。条件可以包括灯环境或环境温度、调光等。无源系统可以以固定速率或开环速率补偿温度。有源系统可能需要附加的电源。附加的电源可以加热汞合金。这些附加的电源可能增加灯的成本、维护、复杂性等。

用于控制汞合金温度的常规方法和系统可能限制灯的最大功率输出。对汞合金温度的更精确控制将导致灯功率输出的更高性能。无源系统受到灯部件的组合公差的限制，例如汞合金的成分和数量、气体的成分和压力、灯丝尺寸、以及与环境的热耦合。

由于可用汞合金材料温度的范围有限，灯的功率可能受到限制。如果针对无源或开环方法功率太高，则汞合金温度可能变得太高，灯效率下降，或者在极端情况下，由于汞蒸汽压力过高，灯输出显著下降。温度的闭环控制通过在公差和环境条件范围内保持对汞合金温度的更精确控制来减少这些问题。所需要的是一种使用具有较低成本和复杂性的自适应装置来精确控制汞合金温度的系统和方法。

因此，一个实施例提供了一种用于控制灯的温度的装置和方法。具体地，可以对灯和相关联的灯丝、汞合金、相关联的部件、灯内的蒸汽等控制温度以优化灯的光输出和性能。在一个实施例中，灯装置可以具有至少一根灯丝。可以存在一定量的汞合金。汞合金可以位于灯内的灯丝上或灯丝附近。灯装置可以具有散热器组件。灯装置可以具有一个或多个温度控制电路。灯可以具有温度感测元件。温度控制电路可以向一根或多根灯丝引入加热负载。散热器和加热功率的组合可以控制由温度感测元件测量的汞合金的温度。灯的温度可以保持在设定点、高于或低于阈值、保持在一个范围内，等等。温度控制电路可以与灯中的每根灯丝并联、串联或串联和并联电配置。在一个实施例中，灯温度的控制不需要用于温度控制的进一步的连接部。在一个实施例中，可以存在从灯到灯外部的控制装置或电源的数据连接部。

总之，一个实施例提供了一种灯装置，包括：灯，具有用于汞合金的至少一个位置、一定量的汞合金；散热器组件，在用于汞合金的至少一个位置附近热连接到灯，温度传感器和加热负载热耦合到散热器；以及与至少一根灯丝连接的至少一个温度控制电路，其中温度控制电路通过经由与至少一根灯丝的连接从灯电源汲取功率来引入加热负载，使得加热负载加热用于汞合金的至少一个位置，从而基于温度设定点控制灯装置的内部温度和用于汞合金的至少一个位置以及汞合金。

另一个实施例提供一种用于控制灯的内部温度的方法：测量与灯的内部温度相关的温度，其中，灯包括：用于汞合金的至少一个位置；一定量的汞合金；与用于汞合金的至少一个位置热连接的散热器；以及与至少一根灯丝连接的至少一个温度控制电路；将与灯的内部温度有关的温度与温度设定点进行比较；以及基于比较，使用散热器和至少一个温度控制电路中的至少一个来控制灯的内部温度。

又一个实施例提供了一种用于控制灯的产品，包括：存储代码的存储设备，代码能够由处理器执行并且包括：用于测量与灯的内部温度相关的温度的代码，其中灯包括：灯，具有用于汞合金的至少一个位置；一定量的汞合金；散热器组件，在用于汞合金的至少一个位置附近热连接到灯，温度传感器和加热负载热耦合到散热器；以及与至少一根灯丝连接的至少一个温度控制电路；用于将由温度传感器确定的灯的内部温度与温度设定点进行比较的代码；以及用于基于比较使用至少一个温度控制电路控制灯的内部温度的代码。

又一个实施例提供了一种用于控制灯的产品，包括：存储代码的存储设备，代码能够由处理器执行并且包括：使用与灯的辐射输出相关的测量的辐射强度的代码，其中灯包括：灯，具有用于汞合金的至少一个位置；一定量的汞合金；散热器组件，在用于汞合金的至少一个位置附近热连接到灯，温度传感器和加热负载热耦合到散热器；以及与至少一根灯丝连接的至少一个温度控制电路；暴露于灯的输出的至少一个辐射传感器；用于将至少一个辐射传感器的输出与辐射设定点进行比较并使用该比较来确定温度设定点的代码；用于将由温度传感器确定的灯的内部温度与所确定的温度设定点进行比较的代码；以及用于基于比较使用至少一个温度控制电路控制灯的内部温度从而控制灯的辐射输出和内部温度的代码。

又一个实施例提供了一种用于控制灯的产品，包括：灯电源，具有用于与控制电路进行通信的至少一个连接部；存储代码的存储设备，代码能够由处理器执行并且包括：使用与灯的辐射输出相关的测量的辐射强度的代码，其中灯包括：灯，具有用于汞合金的至少一个位置；一定量的汞合金；散热器组件，在用于汞合金的至少一个位置附近热连接到灯，温度传感器和加热负载热耦合到散热器；以及至少一个温度控制电路，连接到至少一根灯丝并且还连接到用于与灯电源进行通信的至少一个连接部；暴露于灯的输出的至少一个辐射传感器；用于将至少一个辐射传感器的输出与辐射设定点进行比较并使用该比较来确定温度设定点并确定灯丝电流和电压设定点、灯电弧电流或功率设定点中的一个或多个的组合的代码；用于将灯丝电流和电压、电弧电流或功率设定点或多个设定点发送到灯电源的代码；用于将由温度传感器确定的灯的内部温度与所确定的温度设定点进行比较的代码；以及用于基于比较使用至少一个温度控制电路控制灯的内部温度从而控制灯的辐射输出和内部温度的代码。

通过参考附图将最好地理解示出的示例实施例。以下描述仅旨在通过示例的方式，并且简单地说明某些示例实施例。

参考图1，实施例可以包含汞合金加热器电路。汞合金加热器电路可以与至少一个灯丝连接部电串联放置。在常规方式中，具有接触部的灯座102可以是到灯电源的连接点。在一个实施例中，可以存在使用数据线(data wire)110的附加连接部。具有接触部的灯座102可以具有五个接触部(contact)，接触部从数据线110引出连接部。这些接触部可以包括：灯丝连接部108、第二灯丝连接部109、灯丝导线106和第二灯丝导线107。灯丝导线106和第二灯丝导线107可以不受阻碍地从灯101延伸到具有接触部的灯座102。示出并描述了示例实施例，公开了其他实施例。在一个实施例中，串联控制电路103可以与灯丝导线(即灯丝导线104和第二灯丝导线105)串联连接到灯101，提供到具有接触部的灯座102的灯丝连接部108和第二灯丝连接部109。在一个实施例中，串联控制电路103包含如图2所示的用于控制汞合金的加热的电路。示出并描述了示例实施例，公开了其他实施例。

参考图2，在一个实施例中，控制器201可以连接到数据接口203。数据接口可以具有数据连接部202。数据接口可以具有至少一个导体，所述至少一个导体与灯丝连接部204或第二灯丝连接部205一起使用或不与灯丝连接部204或第二灯丝连接部205一起使用。数据连接部202可以用于向外部设备(例如连接的灯电源)发送数据或从其接收数据。

在一个实施例中，控制器201可以连接到至少一个温度传感器212。温度传感器可以测量任何或全部灯体温度，并且可以在汞合金位置处或附近测量灯附近的环境温度等。在一个实施例中，可以存在多个温度传感器。

在一个实施例中，控制器201可以具有两个输出210和211。输出210和211可以分别接通或关断功率开关208和功率开关209，功率开关208和功率开关209在接通时分别绕过串联加热器电路215和串联加热器电路216。操作中的控制器201可以使用内部存储的预编程的温度设定点、范围、阈值等。预编程的温度设定点可以建立目标温度和/或控制功率开关208和功率开关209的占空比以保持温度设定点、范围、阈值等。

在一个实施例中，功率开关208和功率开关209可以具有以下特性。功率开关208和功率开关209可以是可以串联连接以形成AC开关的两个N沟道增强型功率MOSFET器件。根据控制器201的输出对功率开关208和功率开关209的控制可以使用隔离的光伏栅极驱动器或其他方法。

在一个实施例中，系统可以具有一个或多个串联加热器电路。在一个实施例中，串联加热器电路215和串联加热器电路216可以一起工作以将电能作为热量耗散。一个或多个串联加热器电路可以热耦合到灯上的汞合金位置。串联加热器电路215和串联加热器电路216可以在灯操作期间由于电弧电流或灯丝电流而耗散功率。在控制器201没有通电的情况下，功率开关208和功率开关209可以设计为常开，那么可以存在所提供的一定程度的加热，即使控制器201没有通电。

控制器201可以连接到灯丝连接部204和第二灯丝连接部205以及灯丝导线206和灯丝导线207。一根或多根灯丝导线206和207连接到灯丝，并且通过那些连接控制器201可以从串联加热器电路215和/或串联加热器电路216的串联电压降以及跨灯丝连接部204和第二灯丝连接部205的电压之一或两者获得电源电压。备选地，数据连接部202可以为控制器201供电。

在一个实施例中，可以在控制器201内使用诸如串联线性或升压和降压开关电源转换电路之类的电源来为电路供电。控制器201的逻辑可以用低压直流电操作，并且可以由灯电路中的更低或更高的直流或交流电压供电。

在一个实施例中，控制器201可以是微控制器单元(MCU)，微控制器单元可以包含处理器核心、程序存储器、至少一个串行通信端口和数字输出以控制功率开关208和功率开关209。MCU设备可以包括非易失性存储器，例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。该EEPROM存储器可以保存数据，该数据包括温度设定点、历史温度、位置、时间、灯周期、灯功率、以及可以适合MCU中存储的特定控制程序的其他操作数据。控制器201可以是常规的模拟控制器(例如比较器、锯齿波发生器)以产生模拟PWM输出以控制功率开关208和功率开关209。

在一个实施例中，当灯丝连接部204和第二灯丝连接部205中的电流在相同的方向上流动例如流入或流出灯电弧(lamp arc)时，控制器201可以从跨串联加热器电路215和/或串联加热器电路216的电压降获得功率。在一个实施例中，控制器201从灯电弧电流获得用于控制的功率。

在一个实施例中，控制器201可以使用数据连接部202向灯电源报告加热器随时间的状态。在一个实施例中，灯电源可以增加灯电弧输出以补偿加热器中的功率。在没有数据连接部202的实施例中，灯电源可以通过观察灯电弧电压的调制来测量加热器的状态，因此能够确定加热器功率并相应地进行补偿而无需与控制器201通信。

在一个实施例中，当灯丝连接部204和第二灯丝连接部205两者中的电流以相反方向流动时，例如净电流流入或流出灯丝连接部204或第二灯丝连接部205，控制器201可以从灯丝连接部204和第二灯丝连接部205之间的电压获得功率。因此，控制器201可以从灯丝电流获得用于控制的功率。

参考图3，在一个实施例中，加热器的包括二极管301和二极管302在内的一个段(segment)都可以允许交流电双向流动。附加地或备选地，由于二极管正向压降，二极管可以耗散功率。该电路可以通过连接部307和连接部308与灯丝串联放置。附加的二极管(303、304、305和306)可以类似地用于增加电压降，例如，以针对给定电流耗散更多的功率。使用结二极管的替代方案可以使用齐纳二极管或雪崩二极管，这导致不对称的功率耗散，取决于齐纳电压与正向电压的比率。例如，段的数量可以是二的整数倍，使得功率在整个加热回路中是对称的。例如，作为功率耗散元件的结二极管可以允许正向压降以限制耗散的功率并在控制加热器的电路发生故障的情况下自调节二极管的温度，因为二极管正向电压具有负温度系数。作为另一个示例，作为功率耗散元件的结二极管可以允许在串联充分多的加热器段的情况下，跨加热器的电压可以足够大以用于向控制电路提供包括超过加热器电流的范围的电源，而简单的电阻加热器不会在较低的电流下为电源提供足够的电压。

参考图7，在一个实施例中，灯701可以包括加热组件702，灯丝703从加热组件702露出。加热组件702是针对图1所描述的代表性示例。加热组件702可以被设计为提供灯701的端部的冷却。冷却可以足以用于最佳汞合金温度操作，需要加热组件702施加一些加热。这种冷却的应用可以适用于不同的灯或操作温度范围，同时保持相同的基本操作原理。冷却至低于最佳值的某个程度可以允许通过在灯组件可能已经在之内(例如用于水处理应用的套筒内部)操作的期望操作温度范围内施加热量来朝向最佳值控制汞合金温度。

参考图8，示出了如图7所示的实施例的分解视图。在一个实施例中，灯801可以具有加热器电路板806和控制电路板805，在基座803、盖802和罩804上使用螺钉等将加热器电路板806和控制电路板805固定到灯。在一个实施例中，可以在盖802和灯801之间使用导热材料。此外，可以在基座803和灯801之间使用导热材料。在一个实施例中，导热材料可以用粘合剂、水泥(cement)、导热可压缩垫等固定。在一个实施例中，控制器805可以通过位于加热器806上的温度传感器附接到加热器806。加热器806可以热耦合到基座803并安装到基座803。在一个实施例中，可以在加热器806和基座803之间使用诸如粘合剂、糊剂、导热可压缩垫等的导热材料。在一个实施例中，在实际中将加热器806上的温度传感器最靠近灯表面上的汞合金位置放置可能是优选的。

参考图4，在一个实施例中，汞合金加热器电路可以与至少一个灯丝连接部电并联放置。在一个实施例中，汞合金加热器电路可以结合灯电源414中的可以控制灯丝电压和电流以保持所需的灯丝加热功率和汞合金加热功率的电路来工作。

在一个实施例中，灯电源414可以经由灯丝导体(409，410，411，和412)和数据线413连接到灯座402。这些灯丝导体分别与灯组件本身内的灯丝导线406、灯丝导线407、灯丝导线405和灯丝导线404相对应。

在一个实施例中，并联控制电路403可以通过数据线408和数据线413与灯电源414进行通信，以指示用于汞合金加热所需的操作电流。灯电源414可以按请求设置409-410上的灯丝输出的输出电流限制，并将灯丝输出电压设置为导致所需灯丝加热的值。此时，并联控制电路403具有跨灯丝导线406和407连接的加热器，灯电源414的灯丝连接部(409至410)上的灯丝输出可以在恒流模式下操作，因为电路的阻抗现在是单独的灯丝的阻抗的大约1/10。

在一个实施例中，并联控制电路403可以接通和关断跨灯丝导线406和407的汞合金加热器的连接；当汞合金加热器关断时，灯丝连接部(409至410)上的灯电源414的灯丝输出在恒压模式下操作，因为电路的阻抗现在是热或冷灯丝电阻，远大于加热器电阻。灯电源414可以测量灯丝电流和电压，以确定所传送的灯丝功率，并且可以通过从并联控制电路403发送的测量的灯丝电压数据来提供或增强对灯丝电压的这种测量。

在一个实施例中，汞合金温度可以由并联控制电路403控制，并且灯丝加热的控制可以通过灯电源414来实现，除了灯丝连接部(409至410)上的总输出包括灯丝功率和汞合金的加热功率两者。

在一个实施例中，具有接触部的灯座402可以是到灯电源的连接点，具有或不具有来自数据线408的可选连接。具有接触部的灯座402可以具有从数据线408、灯丝连接部406、灯丝连接部407、灯丝导线404和灯丝导线405引出连接的五个接触部。灯丝导线(404、405、406和407)可以不受阻碍地从灯401延伸到具有接触部的灯座402。

在一个实施例中，控制电路403可以与灯丝导线406和407并联地连接到灯401。并联控制电路403可以包含用于控制汞合金的加热的电路(参考图5)。

参考图5，在一个实施例中，控制器501可以连接到具有数据连接部505的数据接口504。数据连接部可以是至少一个导体，所述至少一个导体与灯丝输入502或灯丝输入503中的一个或多个一起使用或不与其一起使用。数据连接部505可以用于向外部设备发送数据或接收来自外部设备的数据，该外部设备包括连接的灯电源。

在一个实施例中，控制器501可以连接到至少一个温度传感器507，温度传感器507测量汞合金位置处或附近的任何或全部灯体温度、灯附近的环境温度等。控制器501可以具有用于接通或关断功率开关509的输出，功率开关509在接通时跨灯丝输入502和灯丝输入501连接并联加热器电阻510。控制器501可以使用内部存储的预编程的温度设定点、阈值、范围等以建立目标温度并控制功率开关509的占空比以保持温度设定点、阈值、范围等。

在一个实施例中，功率开关509可以是串联连接以形成AC开关的两个N沟道增强型功率MOSFET器件。在一个实施例中，根据控制器501的输出控制栅极电路以实现功率开关509可以使用隔离的光伏栅极驱动器或其他方法。公开并设想了与示例N沟道增强型功率MOSFET器件不同的用于根据控制器501控制加热器的接通和关断的替代方法。

在一个实施例中，并联加热器可以将热耦合到灯上的汞合金位置的电功率作为热量来耗散。在控制器501本身没有通电的情况下，加热器电阻510可以被功率开关509断开连接。

在一个实施例中，与灯丝输入端502和灯丝输入端503连接的控制器501可以允许从灯丝电压为控制器501电路供电。备选地，数据连接部505也可以为控制器501供电。在一个实施例中，可以在控制器501内使用诸如串联线性或升压降压开关电源转换电路等的电源技术来为其电路供电，因此，可以通过灯电路中较低或较高的直流电压或交流电压为控制器501(其逻辑可以以低压直流电工作)供电。

在一个实施例中，控制器501可以是微控制器单元(MCU)，该微控制器单元包含处理器核心、程序存储器、至少一个串行通信端口和数字输出以控制功率开关509。MCU设备可以包括非易失性存储器，例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。该EEPROM存储器可以保存数据，该数据包括温度设定点、历史温度、位置、时间、灯周期、灯功率、以及可以适合MCU中存储的特定控制程序的其他操作数据。

在一个实施例中，控制器501可以是常规的模拟控制器(例如比较器、锯齿波发生器)以产生模拟PWM输出以控制功率开关509，在这种情况下，图4的灯电源可以以这样的时间间隔测量在电源端子处看到的灯丝电流和电压，以便在加热器接通时和在加热器关断时对电压和电流进行采样，并且通过这样做能够通过先前所述的恒定电流和恒定电压输出的相同组合来控制灯丝和加热器功率。

参考图6，示出了与集成温度控制的灯组件一起使用的灯电源(见图8)的主要元件的实施例的框图。在一个实施例中，功率因数校正601可以产生DC BUS 602，该DC BUS 602可以为灯电源中的其他电路供电。偏置功率转换器603采用DC BUS 602并提供灯电源中的数字和模拟控制所需的低电压。偏置功率转换器603可以是降压型或反激式(flybacktype)。微控制器607可以是单个集成电路微控制器设备或多个设备，具有诸如UART或USART之类的串行通信外围设备、用于传感器输入的模数转换、通常为ROM或FLASH的存储程序存储器、用于程序变量的随机存取存储器(RAM)、用于功率级控制的脉宽调制(PWM)输出。微控制器607本身或连同模拟接口电路(例如栅极驱动器集成电路)可以控制电弧功率转换器605、灯丝1转换器608和灯丝2转换器604。微控制器607可以接通或关断，调节来自电弧功率转换器605、灯丝1转换器608和灯丝2转换器604的电压、电流或功率中的任何或全部，无论是纯粹通过数字方式还是通过模拟功率控制电路和微控制器607信号的组合。

在操作中，电弧功率转换器605的输出可以使用耦合变压器610与灯丝1功率转换器606的输出进行耦合，该变压器被设计成将电弧功率转换器605的输出耦合为灯电源的灯丝输出线上的共模输出。

类似地，在操作中，电弧功率转换器605的输出可以使用耦合变压器609与灯丝2功率转换器604的输出进行耦合，该变压器609被设计成将电弧功率转换器605的输出耦合为灯电源的灯丝输出线上的共模输出。

在一个实施例中，灯电源(见图8)可以具有由灯丝1功率转换器606和灯丝2功率转换器604表示的一个或两个独立可控的灯丝输出，并且可以通过微控制器607控制这些灯丝输出以在选定的恒定电流和恒定电压水平下操作，这些水平可编程使得恒定电压模式可以用于灯丝加热并在如图4中的并联加热器操作具有接通的加热器时自动提供恒定电流。

在一个实施例中，微控制器607可以使用数据和功率耦合电路611来形成到具有(如图1或图4所示的)集成温度控制的灯组件的接口。数据和功率耦合电路611可以提供双向数据路径并同时耦合功率。一种耦合数据和功率的方法是调整电压源的串联阻抗的大小以提供充分的电流来操作图1或图4中的集成温度控制，并将数据耦合到相同的电源线上，使用AC耦合方法(调制器解调器)或DC耦合，例如串行数据传输，通过使用晶体管相对于数据路径的任一端处的一个灯丝连接部将电源线拉低至接近零伏。可以使用其他有线或无线数据通信方法。

在一个实施例中，图8的灯电源可以构造有两个这样的数据和功率耦合电路，每根灯丝一个。图8的灯电源可以用于为多于一个的灯供电，并且这种多灯电源在存在多个灯等的情况下可以或可以不组合冗余电路，例如单个微控制器或单偏置功率转换器。

参考图9，示出了示例灯温度控制系统的流程图。通篇提供了其他实施例和进一步的细节。在一个实施例中，可以控制灯的温度。在一个实施例中，灯装置可以包括至少一根灯丝。一定量的汞合金可位于灯丝中的至少一根上。灯装置可以具有散热器和控制装置以向至少一根灯丝和一定量的汞合金提供热负载。

在901，在一个实施例中，系统可以使用温度传感器测量灯的内部温度(见图1)。传感器和相关联的控制器的示例实施例由图2示出并且在相应的说明书内。

在902，在一个实施例中，系统可以将灯的内部温度与温度设定点进行比较。将灯温度控制到设定点的系统的示例实施例在图2和图5中示出，并且在相应的说明书内。

在903，在一个实施例中，系统可以确定内部灯温度是否已经达到温度设定点。在一个实施例中，将来自温度传感器的内部灯温度与温度设定点进行比较。系统可以尝试将内部灯温度保持在设定点。可以基于灯的光输出的优化结合灯的环境条件和灯的使用来确定设定点。

在904，在一个实施例中，如果灯的内部温度没有达到温度设定点，则系统可以采取校正动作和/或继续测量内部灯温度。例如，系统可以继续加热或冷却灯直到达到设定点。在一个实施例中，系统可以使用散热器或热负载来分别冷却或加热灯。在图2、图3和图4中并且在相应的说明书内描述了加热的实施例。可以使用如图5和图6中所示并且在相应说明书内的控制器来调整加热和/或冷却。附加地或备选地，系统可以输出警报、记录事件等。

在905，在一个实施例中，如果灯的内部温度已经达到温度设定点，则系统可以继续测量内部灯温度。该系统可以连接到通信网络。系统可以提醒用户或网络。警报可以是以下形式：音频、视觉、数据、将数据存储到存储设备、通过连接或无线系统发送输出，打印输出等。系统可以记录信息，例如测量位置、校正措施、地理位置、时间、日期、测量周期数、唯一灯标识符等。警报或日志可以是自动化的，这意味着系统可以自动输出是否需要校正。该系统还可以具有相关联的警报、限制、设定点或预定阈值。

因此，本文描述的各种实施例代表对灯控制技术的技术改进。使用如本文所述的技术，实施例可以使用方法和设备来控制灯。这与具有上述限制的常规方法形成对比。这种技术提供了一种更好的方法来控制灯并提高灯效率。

虽然可以在信息处理设备中使用各种其他电路、电路系统或组件，但是关于根据本文描述的各种实施例中的任一个的用于利用灯进行水处理的仪器，图10中示出了示例。设备电路10’可以包括在芯片设计构建上的测量系统，例如特定计算平台(例如，移动计算、桌面计算等)。软件和处理器被组合在单个芯片11’中。处理器包括本领域公知的内部算术单元、寄存器、高速缓冲存储器、总线、I/O端口等。内部总线等取决于不同的供应商，但基本上所有外围设备(12’)都可以附接到单个芯片11’。电路10’将处理器、存储器控制和I/O控制器集线器全部组合到单个芯片11’中。此外，这种类型的系统10’通常不使用SATA或PCI或LPC。例如，常见的接口包括SDIO和I2C。

存在电力管理芯片13’(例如电池管理单元BMU)，该电力管理芯片13’管理例如经由可充电电池14’提供的电力，该可充电电池14’可以通过连接到电源(未显示)来再充电。在至少一种设计中，使用单个芯片(例如11’)来提供类似BIOS的功能和DRAM存储器。

系统10’通常包括用于连接各种网络(例如电信网络)和无线互联网设备(例如接入点)的WWAN收发器15’和WLAN收发器16’中的一个或多个。此外，通常包括设备12’，例如，发射和接收天线、振荡器、PLL等。系统10’包括用于数据输入和显示/呈现的输入/输出设备17’(例如，用户可以容易地访问的远离单光束系统放置的计算位置)。系统10’通常还包括各种存储器设备，例如闪存18’和SDRAM 19’。

从上文可以理解，一个或多个系统或设备的电子部件可以包括但不限于至少一个处理单元、存储器、以及将包括存储器在内的各种组件耦接到处理单元的通信总线或通信装置。系统或设备可以包括各种设备可读介质或可以对其访问。系统存储器可以包括以易失性和/或非易失性存储器形式的设备可读存储介质，例如只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)。作为示例而非限制，系统存储器还可以包括操作系统、应用程序、其他程序模块和程序数据。所公开的系统可以在实施例中使用以控制灯。

如本领域技术人员将理解的，各个方面可以体现为系统、方法或设备程序产品。因此，各方面可以采用完全硬件实施例或包括软件的实施例的形式，这些实施例在本文中可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，各方面可以采用在一个或多个设备可读介质中体现的设备程序产品的形式，所述一个或多个设备可读介质包含设备可读程序代码。

应当注意，本文描述的各种功能可以使用存储在诸如非信号存储设备之类的设备可读存储介质上的指令来实现，其中指令由处理器执行。在本文档的上下文中，存储设备不是信号，并且“非暂时性”包括除信号介质之外的所有介质。

用于执行操作的程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写。程序代码可以完全在单个设备上执行、部分在单个设备上执行、作为独立软件包执行、部分在单个设备上并且部分在另一个设备上执行、或者完全在另一个设备上执行。在一些情况下，设备可以通过包括局域网(LAN)或广域网(WAN)的任何类型的连接或网络进行连接，或者连接可以通过其他设备(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)、通过无线连接(例如，近场通信)、或通过硬线连接(例如，通过USB连接)来实现。

本文参考附图描述示例实施例，附图示出了根据各种示例实施例的示例方法、设备和产品。应当理解，动作和功能可以至少部分地由程序指令来实现。这些程序指令可以提供给设备(例如手持式测量设备)的处理器，或提供给其他可编程数据处理设备以产生机器，使得经由设备的处理器执行的指令实现指定的功能/动作。

应注意，本文提供的值应被解释为包括如使用术语“约”所指示的等效值。等效值对于本领域普通技术人员将是清楚的，但至少包括通过最后有效数字的普通四舍五入获得的值。

本公开是出于说明和描述的目的而呈现的，但并非旨在穷举或限制。许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是清楚的。选择并描述示例实施例是为了解释原理和实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的各种修改的各种实施例的公开。

因此，虽然本文已经参考附图描述了说明性示例实施例，但是应当理解，该描述不是限制性的，并且本领域技术人员可以在不脱离本公开的范围或精神的情况下影响其中的各种其他变化和修改。

Claims (18)

1.一种用于处理水性流体的紫外UV灯装置，包括：

至少一根灯丝；

用于汞合金的位置；

一定量的汞合金；

散热器组件，在用于汞合金的所述位置附近热耦合到所述灯装置，温度传感器和加热元件热耦合到所述散热器组件；以及

至少一个温度控制电路，包括所述温度传感器和所述加热元件，所述温度传感器和所述加热元件电连接到所述至少一根灯丝，其中，所述温度控制电路改变向所述加热元件输送的电功率，从而相对于温度设定点控制所述灯装置的内部温度；所述温度控制电路通过所述加热元件来获得用于控制的电功率，

其中所述温度控制电路被配置为通过经由与所述至少一根灯丝的电连接从灯电源汲取功率来引入加热负载，由此所述加热元件加热用于汞合金的所述位置，从而基于所述温度设定点来控制所述灯装置的内部温度和所述汞合金。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，灯是低压汞合金灯。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述温度控制电路相对于所述至少一根灯丝处于并联配置，并且其中所述至少一个温度控制电路以1:1的比率与所述至少一根灯丝电连通。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一根灯丝包括多于一根的灯丝，并且其中所述温度控制电路相对于所述多于一根的灯丝处于串联配置并且与所述多于一根的灯丝电连通。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述内部温度低于所述温度设定点时，所述至少一个温度控制电路加热所述一定量的汞合金。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述散热器组件和所述至少一个温度控制电路将所述一定量的汞合金的温度保持在相对于所述温度设定点的预定范围内。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述散热器组件和所述至少一个温度控制电路将灯输出保持在预定范围内。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括数据连接部，其中所述数据连接部发送并接收外部设备数据。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述灯装置不包括基于固定速率或开环速率中的至少一个来补偿所述内部温度的无源系统。

10.一种控制用于处理水性流体的紫外UV灯装置的内部温度的方法：

测量灯装置的温度，其中，所述灯装置包括：至少一根灯丝；用于汞合金的位置；一定量的汞合金；散热器，在用于汞合金的所述位置附近连接到所述灯装置，温度传感器和加热元件热耦合到所述散热器；以及至少一个温度控制电路，包括加热元件和所述温度传感器，所述加热元件和所述温度传感器连接到所述至少一根灯丝，其中所述温度控制电路通过所述加热元件来获得用于控制的电功率；

将所述灯装置的测量温度与温度设定点进行比较；以及

基于所述比较，使用所述至少一个温度控制电路控制所述灯装置的测量温度，

其中所述温度控制电路通过经由与所述至少一根灯丝的电连接从灯电源汲取功率来引入加热负载，使得所述加热负载加热用于汞合金的所述位置，从而相对于温度设定点来控制所述灯装置的内部温度和所述汞合金。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述灯是低压汞合金灯。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述温度控制电路相对于所述至少一根灯丝处于并联配置，并且其中所述至少一个温度控制电路以1:1的比率与所述至少一根灯丝电连通。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一根灯丝包括多于一根的灯丝，并且其中所述温度控制电路相对于所述多于一根的灯丝处于串联配置并且与所述多于一根的灯丝电连通。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述至少一个温度控制电路响应于所述测量温度低于所述温度设定点而加热所述一定量的汞合金。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述散热器组件和所述温度控制电路将所述一定量的汞合金的温度保持在相对于所述温度设定点的预定范围内。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述散热器组件和所述温度控制电路将灯输出保持在预定范围内。

17.根据权利要求10所述的方法，还包括数据连接部，其中所述数据连接部发送并接收外部设备数据。

18.一种用于控制用于处理水性流体的紫外UV灯装置的产品，包括：

存储代码的存储设备，所述代码能够由处理器执行并且包括：

测量所述灯装置的内部温度的代码，其中，所述灯装置包括：

至少一根灯丝，包括一定量的汞合金；用于汞合金的位置；散热器，在用于汞合金的所述位置附近连接到所述至少一根灯丝，温度传感器和加热元件热耦合到所述散热器；以及至少一个温度控制电路，包括所述温度传感器和加热元件，所述温度传感器和所述加热元件连接到所述至少一根灯丝，其中所述温度控制电路通过所述加热元件来获得用于控制的电功率；

将所述灯装置的测量温度与温度设定点进行比较的代码；以及

基于所述比较使用所述散热器和所述至少一个控制电路中的至少一个控制所述灯的内部温度的代码，

其中所述温度控制电路通过经由与所述至少一根灯丝的电连接从灯电源汲取功率来引入加热负载，使得所述加热负载加热用于汞合金的所述位置，从而相对于温度设定点来控制所述灯装置的内部温度和所述汞合金。