CN114669253A - 一种具有特定气体气氛保护的光固化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有特定气体气氛保护的光固化装置，其包括：透明箱体，用于放置待固化样品并具有密闭腔门，透明箱体上设有通气孔和排气孔，通气孔用于通过设有电子阀门的管路与特定气体气源连通；氧气传感器，设置在透明箱体中，以用于检测透明箱体中的氧气含量；光固化设备，用于对透明箱体中的待固化样品进行照射，光固化设备包括控制芯片，控制芯片与氧气传感器通信连接以接收由氧气传感器所检测的氧气含量，并且控制芯片还与电子阀门通信连接以控制电子阀门的通断。本发明的光固化装置通过自动检测氧气含量或氧气浓度并通过控制特定气体的通入，使得待固化样品能够在满足条件的特定气体气氛保护下进行光固化。

Description

一种具有特定气体气氛保护的光固化装置
技术领域
本发明涉及光固化设备领域，尤其涉及一种具有特定气体气氛保护的光固化装置。
背景技术
UV光固化，在化妆品行业、纳米压印、涂料制备等行业具有重要意义。一些UV光固化过程在空气下无法进行，需要在特定气体气氛下进行。现有技术中缺少特定气体气氛保护的光固化装置，因此亟需一种能够提供特定气体气氛保护的光固化装置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种具有特定气体气氛保护的光固化装置，其包括：透明箱体，用于放置待固化样品并具有密闭腔门，所述透明箱体上设有通气孔和排气孔，所述通气孔用于通过设有电子阀门的管路与特定气体气源连通；氧气传感器，设置在所述透明箱体中，以用于检测所述透明箱体中的氧气含量；光固化设备，用于对所述透明箱体中的待固化样品进行照射，所述光固化设备包括控制芯片，所述控制芯片与所述氧气传感器通信连接以接收由所述氧气传感器所检测的氧气含量，并且所述控制芯片还与所述电子阀门通信连接以控制所述电子阀门的通断。
进一步地，所述透明箱体为两层腔体结构，其中，上层腔体用于放置所述光固化设备，下层腔体用于放置待固化样品。
进一步地，所述通气孔和所述排气孔中的一个设置在所述下层腔体的上部位置处、且另一个设置在所述下层腔体的下部位置处。
进一步地，所述通气孔的数量为至少两个，其中，至少一个通气孔设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个通气孔设置在所述下层腔体的下部位置处，并且所述排气孔的数量为至少两个，其中，至少一个排气孔设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个排气孔设置在所述下层腔体的下部位置处，至少两个所述排气孔处均设有开关阀门。
进一步地，所述氧气传感器的数量为至少两个，其中，至少一个氧气传感器设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个氧气传感器设置在所述下层腔体的下部位置处。
进一步地，在所述下层腔体上还设有用于通入空气的进气孔，所述进气孔处设有开关阀门。
进一步地，所述进气孔的数量为至少两个，其中，至少一个进气孔设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个进气孔设置在所述下层腔体的下部位置处。
进一步地，所述排气孔和所述进气孔处设置的开关阀门为与所述控制芯片通信连接的电子阀门。
进一步地，所述光固化设备还包括散热组件和光源，所述光源为线光源或面光源。
进一步地，所述光固化设备为任意波段下的光固化设备。
本发明的光固化装置通过自动检测氧气含量或氧气浓度并通过控制特定气体的通入，使得待固化样品能够在满足条件的特定气体气氛保护下进行光固化。
附图说明
图1是本发明的光固化装置的整体结构示意图；
图2是本发明的光固化装置的爆炸结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
参见图1和图2，本发明提供了一种具有特定气体气氛保护的光固化装置，其包括：透明箱体1，用于放置待固化样品并具有密闭腔门15，所述透明箱体1上设有通气孔10和排气孔11，所述通气孔10通过设有电子阀门的管路(例如，阀门软管)与特定气体气源(例如，特定气体浓缩瓶)连通，以能够通过通气孔10向透明箱体1中通入特定气体气源，从而使得透明箱体处于特定气体气氛中；氧气传感器2，设置在所述透明箱体1中，以用于检测所述透明箱体1中的氧气含量；光固化设备3，用于对所述透明箱体1中的待固化样品进行照射，所述光固化设备3包括控制芯片，所述控制芯片与所述氧气传感器2通信连接以接收由所述氧气传感器2所检测的氧气含量，并且所述控制芯片还与所述电子阀门通信连接以控制所述电子阀门的通断。
在本发明的上述技术方案中，首先，通过打开密闭腔门将待固化样品放置在透明箱体中，并关好腔门；随后，通过氧气传感器检测透明箱体中的氧气浓度，通过控制芯片将所检测到的氧气浓度与预设值进行比较，当氧气浓度高于预设值时，通过控制芯片控制电子阀门打开以向透明箱体中通入特定气体(例如，氮气)，同时排气孔打开以排出空气，直到由氧气传感器检测到的氧气浓度降低至预设值时，程序启动光固化设备进行曝光并控制曝光时间，在曝光期间，持续通入特定气体直至曝光结束；最后，打开腔门取出样品。由此，实现了特定气体气氛保护下的光固化过程。
本发明的光固化装置通过自动检测氧气含量或氧气浓度并通过控制特定气体的通入，使得待固化样品能够在满足条件的特定气体气氛保护下进行光固化。
如图1和图2所示的，所述透明箱体1可以为两层腔体结构，其中，上层腔体13可以用于放置所述光固化设备3，下层腔体14可以用于放置待固化样品。此种情况下，氧气传感器、通气孔和排气孔也相应设置在下层腔体14中。当然可以理解的，透明箱体1的结构并不限于此，透明箱体1也可以为单层腔体结构。
在实际应用中，不同的光固化过程可能需要在不同的特定气体气氛保护下进行，例如，氮气、氦气气体气氛等。由于需要通过通气孔10来通入特定气体，通过排气孔11来排出空气，为了提高通气和排气效率，通气孔10和排气孔11的设置位置优选地取决于特定气体与空气的密度对比来进行确定。如果特定气体的密度大于空气，则优选地通气孔10设置在下层腔体14的下部位置处，排气孔11则设置在下层腔体14的上部位置处，如果特定气体的密度小于空气，则优选地通气孔10在下层腔体14的上部位置处，而排气孔11则设置在下层腔体14的下部位置处。
在进一步的实施方式中，为了使同一光固化装置可以应用于不同特定气氛下的光固化，如图1所示，可以在透明箱体1(具体地，下层腔体14)上设置至少两个通气孔10和至少两个排气孔11，并且至少一个通气孔10设置在所述下层腔体14的上部位置处，至少一个通气孔10设置在所述下层腔体14的下部位置处，类似地，至少一个排气孔11设置在所述下层腔体14的上部位置处，至少一个排气孔11设置在所述下层腔体14的下部位置处，并且至少两个所述排气孔处可以均设有开关阀门。
在上述进一步的实施方式中，可以根据特定气体气氛的需要，选择使用不同的通气孔10和排气孔11，以提高通气和排气效率。例如，当需要的特定气体的密度大于空气时，选择使用位于下层腔体14的下部位置处的通气孔10和位于下层腔体14的上部位置处的排气孔11；反之亦然。
另外，可以理解的，为了保证对透明箱体中的氧气含量的准确检测，关于氧气传感器2，其具体布置位置同样取决于特定气体与空气的密度对比。考虑到此，在优选的实施方式中，可以在透明箱体1(具体地，下层腔体14)中布置至少两个氧气传感器，其中，至少一个氧气传感器2设置在所述下层腔体14的上部位置处，至少一个氧气传感器2设置在所述下层腔体14的下部位置处。在这种情况下，只有当由两个氧气传感器2所检测的氧气含量或氧气浓度同时满足低于设定值时才进行曝光。
在实际操作中，当完成对某一待固化样品的光固化之后，打开腔门取出样品，在打开腔门的过程中，使得下层腔体14重新恢复到空气气氛，从而可以接着放入下一个待固化样品，进而重复如上面所述的光固化控制过程。
但是，在某些情形下，可能需要对同一待固化样品连续进行不同特定气体气氛下的光固化。当进行完一种特定气体气氛下的光固化之后，需要先使得箱体内恢复为空气气氛，以能够接着通过对氧气含量的检测实现其他特定气氛浓度的控制。为了省去打开腔门这一动作，在优选的实施方式中，可以在所述下层腔体14上进一步设有用于通入空气的进气孔，所述进气孔处设有开关阀门。从而可以通过打开相应开关阀门来向下层腔体14中通入空气。
另外，可以理解地，为了提供通气和排气效率，所述进气孔的数量可以为至少两个，其中，至少一个进气孔设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个进气孔设置在所述下层腔体的下部位置处。从而可以根据箱体内的特定气体与空气密度的对比，选择打开相应的进气孔和排气孔。
进一步地，为了减少人工干预的过程，以实现光固化过程的自动化控制，所述开关阀门可以为与所述控制芯片通信连接的电子阀门，从而通过控制芯片来自动控制进气孔和排气孔的通断。
进一步地，所述光固化设备3还包括散热组件和光源，所述光源可以为线光源或面光源。在采用线光源时，光固化设备可进行扫描固化。
进一步地，所述光固化设备为任意波段下的光固化设备，并且可设定工作时间与工作功率，当氧气含量传感器检测到样品腔内氧气含量低于预设值时，控制芯片控制光固化设备开启，至工作时间结束关闭。
另外，关于透明箱体1，其可以由亚克力、玻璃等透明材料制备而成。
本发明的优点：
1、将光固化设备与特定气体气氛产生设备结合，满足大部分光固化情况需要控制气氛中氧气含量的需求。
2、具有氧气含量传感器，智能控制特定气体的通断，可精确限定气氛中的氧气含量，无需手动控制，操作简单，节省气体成本，对环境无危害。
3、光固化设备具有智能控制芯片，其开启关闭条件与氧气含量传感器联通，当氧气含量传感器检测到氧气含量低于预设值时，开启光固化设备，工作预设时间后自动关闭，然后断开通入特定气体，可保证固化时氧气含量始终满足固化所需条件固化效果达到最佳。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有特定气体气氛保护的光固化装置，其特征在于，包括：
透明箱体，用于放置待固化样品并具有密闭腔门，所述透明箱体上设有通气孔和排气孔，所述通气孔用于通过设有电子阀门的管路与特定气体气源连通；
氧气传感器，设置在所述透明箱体中，以用于检测所述透明箱体中的氧气含量；
光固化设备，用于对所述透明箱体中的待固化样品进行照射，所述光固化设备包括控制芯片，所述控制芯片与所述氧气传感器通信连接以接收由所述氧气传感器所检测的氧气含量，并且所述控制芯片还与所述电子阀门通信连接以控制所述电子阀门的通断。
2.根据权利要求1所述的光固化装置，其特征在于，所述透明箱体为两层腔体结构，其中，上层腔体用于放置所述光固化设备，下层腔体用于放置待固化样品。
3.根据权利要求2所述的光固化装置，其特征在于，所述通气孔和所述排气孔中的一个设置在所述下层腔体的上部位置处、且另一个设置在所述下层腔体的下部位置处。
4.根据权利要求2所述的光固化装置，其特征在于，所述通气孔的数量为至少两个，其中，至少一个通气孔设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个通气孔设置在所述下层腔体的下部位置处，并且所述排气孔的数量为至少两个，其中，至少一个排气孔设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个排气孔设置在所述下层腔体的下部位置处，至少两个所述排气孔处均设有开关阀门。
5.根据权利要求4所述的光固化装置，其特征在于，所述氧气传感器的数量为至少两个，其中，至少一个氧气传感器设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个氧气传感器设置在所述下层腔体的下部位置处。
6.根据权利要求5所述的光固化装置，其特征在于，在所述下层腔体上还设有用于通入空气的进气孔，所述进气孔处设有开关阀门。
7.根据权利要求6所述的光固化装置，其特征在于，所述进气孔的数量为至少两个，其中，至少一个进气孔设置在所述下层腔体的上部位置处，至少一个进气孔设置在所述下层腔体的下部位置处。
8.根据权利要求7所述的光固化装置，其特征在于，所述排气孔和所述进气孔处设置的开关阀门为与所述控制芯片通信连接的电子阀门。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光固化装置，其特征在于，所述光固化设备还包括散热组件和光源，所述光源为线光源或面光源。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的光固化装置，其特征在于，所述光固化设备为任意波段下的光固化设备。
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