CN116643604A - 基于波控调节的红外辐射系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外辐射控制技术领域，具体涉及基于波控调节的红外辐射系统及其控制方法，包括红外发射单元，用于发射红外线并作用在接收物体上，包括一发射端，并且该发射端连接在一电路上；波控调节单元，用于调节红外发射单元发射的红外线波长，包括设置于该电路上的滑动变阻器，滑动变阻器用于调整电路上的电流大小；以及温度检测单元，用于检测接收物体的温度；还包括反馈单元，用于通过检测接收物体的温度来调节红外线波长，以保证对接收物体的稳定加热。通过在系统设置的温度检测单元以及反馈单元，能够利用得到的实时温度，合理的调整发射端的发射功率以及发射端的角度，实现高效的杀菌。

Description

基于波控调节的红外辐射系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及红外辐射控制技术领域，具体涉及基于波控调节的红外辐射系统及其控制方法。

背景技术

红外线是一种电磁波，位于可见光红光外端，在绝对零度以上的物体都辐射红外能量，红外波段又可划分为近红外、中红外、远红外三个波段，不同的波段产生在被辐射对象上的温度也有所差异，在利用红外进行杀菌消毒过程中，不同波段的杀菌效果亦有所不同；红外线的产生常是依赖于发射端，在实际的工作过程中，红外辐射功率与正向工作电流成正比,但是当它接近正向电流的大值时,由于电流的热量消耗,设备的温度会升高,从而降低了发光功率，如果发射端的电流太小,则会影响其辐射功率的性能，但是,如果工作电流过大,则会损害其寿命,甚至会烧毁发射端。

因此如何在红外辐射系统中，合理的调控电流，以保证红外辐射的高效稳定，以此实现高效的杀菌显得尤为重要，鉴于此，我们提出一种基于波控调节的红外辐射系统及其控制方法。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了基于波控调节的红外辐射系统及其控制方法，能够有效地解决现有的红外辐射系统中，不能够合理的调控电流，以保证红外辐射的高效稳定的发射，持续的高电流带来的高辐射但会损伤发射端，电流低导致的辐射效果不理想，不能够实现高效杀菌的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供基于波控调节的红外辐射系统，包括红外发射单元，用于发射红外线并作用在接收物体上，包括一发射端，并且该发射端连接在一电路上；

波控调节单元，用于调节红外发射单元发射的红外线波长，包括设置于该电路上的滑动变阻器，滑动变阻器用于调整电路上的电流大小；

以及温度检测单元，用于检测接收物体的温度；

还包括反馈单元，用于通过检测接收物体的温度来调节红外线波长，以保证对接收物体的稳定加热。

进一步地，红外发射单元，由多个呈线性排列的发射端组成，并且相邻两个发射端投射在接收物体上形成投射重合部分，并且将该投射重合部分标记为重合区域；且发射端能够相对于接收物体进行位置以及角度的调整。

进一步地，温度监测单元，将接收物体均匀分隔为多个单位区域，并且每个单位区域均对应一个发射端，以单位区域内的最高温度记为该单位区域的标记温度；将接收物体中的多个单位区域对应的标记温度投影在X-Y平面上，形成实时温度曲线图S。

进一步地，反馈单元包括比对方法，用于将实时温度曲线图S与目的温度曲线M进行比对，比对方法包括以下步骤：S100：在X维度上以单位距离分隔为多个单位比对区域；S110：并在Y维度上明确对应的实时温度曲线图S与目的温度曲线M之间的数值C，高于目的温度曲线M的数值C为正数，低于目的温度曲线M的数值C为负数。

进一步地，反馈单元还包括数据处理模块，用于根据比对方法中得到的数值C调整红外线波长，包括以下步骤：S200:若数值C均为负数，则控制对应发射端所在电路中滑动变阻器的阻值，使电路中的电流增大，提高发射端发射功率，增大红外线波长，直至数值C中正数与负数的个数持平；S210:若数值C均为正数，则控制对应发射端所在电路中滑动变阻器的阻值，使电路中的电流变小，降低发射端发射功率，降低红外线波长，直至数值C中正数与负数的个数持平；S220:当数值C中正数与负数的个数持平时，调整发射端相对于接收物体的角度，增加相邻两个发射端之间重合区域，使得实时温度曲线图S靠近目的温度曲线M，使得实现对接收物体的稳定加热。

进一步地，步骤S220中还包括：S221：根据发射端调整的角度，明确相邻两个发射端之间允许调整的限制距离A；S222：在限制距离A内水平调整两个相邻发射端之间的距离，使得重合区域内的实时温度接近目的温度。

一种波控调节的控制方法，包括以下步骤：

S1：将待加热消毒的接收对象至于红外发射单元下侧；

S2：明确需要加热的温度，调整发射端所处电流的大小，以调整发射端的红外发射功率；

S3：根据温度检测单元检测到的接收物体的温度，调整发射端相对于接收物体的红外发射角度，以保证接收物体的温度与目的温度靠近；

S4:根据检测到的接收物体的温度，水平调整两个相邻发射端之间的距，保证接收物体的温度与目的温度靠近，实现对接收物体的高效加热杀菌。

有益效果

本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本发明通过在系统设置的温度检测单元以及反馈单元，能够利用得到的实时温度，合理的调整发射端的发射功率以及发射端的角度，实现高效的杀菌。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的标记温度投影在X-Y平面上的示意图；

图2为本发明发射端发射红外投影在接收物体上的示意图；

图3为本发明数据处理模块处理后，标记温度投影在X-Y平面上的示意图；

图4为本发明数据处理模块处理后，发射端发射红外投影在接收物体上的示意图；

图5为本发明的发射端调整角度后，其红外发射变化示意图；

图6为本发明的发射端调整角度后，位置调整变化示意图；

图7为本发明的比对方法流程示意图；

图8为本发明的数据处理流程示意图；

图9为本发明的波控调节的控制方法流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例一：

参照附图1-附图9中所示，基于波控调节的红外辐射系统，包括红外发射单元，用于发射红外线并作用在接收物体上，包括一发射端，并且该发射端连接在一电路上，发射端可以采用常见的红外发射管，值得说明的是，红外发射管在实际的使用过程中，其发射在接收物体上的强度会由于距离的因素发生改变；

红外辐射系统中还包括波控调节单元，用于调节红外发射单元发射的红外线波长，包括设置于该电路上的滑动变阻器，滑动变阻器用于调整电路上的电流大小，通过设置的波控调节单元，调整红外发射管的功率，进而照射在接收物体上的红外线的强度，进而保证对被加热杀菌物体的温度，保证杀菌效果。

以及温度检测单元，用于检测接收物体的温度，通过设置的温度监测单元，能够及时检测对接收物体上的温度，以得到讯息，考虑是否对红外发射管是否需要进行功率的调整，以保证对接收物体的稳定加热；还包括反馈单元，用于通过检测接收物体的温度来调节红外线波长，以保证对接收物体的稳定加热，利用从接收物体上的温度的信息及时的调整红外发射管的发射功率进而实现对接收物体的稳定加热杀菌。

具体的，红外发射单元，由多个呈线性排列的发射端组成，也及是多个水平排列的多个红外发射管，并且红外发射端发射出的红外线是垂直照射在接收物体上，利用其通电后产生红外线对接收物体进行红外线的照射，实现对接收物体的有效加热，保证实际的杀菌效果，并且相邻两个发射端投射在接收物体上形成投射重合部分，并且将该投射重合部分标记为重合区域，由于红外发射管的发射的红外线由其中心向外侧逐渐变弱，在此种情况下，为了保证红外发射管对接收物体的有效加热，采用单一的高功率的红外发射管的所需要的配套设施较多，成本也会相对应的提高，因此在实际工作过程中，通常采用铺设的多个红外发射管运行，实现红外线的发射，并实现对接收物体的有效加热，当采用水平排列的多个红外发射管进行红外线的发射，那么在此种情况下，相邻两个红外发射管产生的红外线之间会有重合，在本案中，将该重合部分即为重合区域，具体的，重合区域相对单个红外发射管的照射而言，其照射的效果也及是对接收物体的加热程度会更高。

并且值得说明的是，在本系统中，虽然可以通过高电流增加红外发射管的发射功率，但是这样会降低红外发射管的使用寿命，因此在本系统中，通过调整发射端的红外发射角度，使得接收物体上存在重合区域，以此实现在低电流的情况下实现对接收物体的有效加热，且发射端能够相对于接收物体进行位置以及角度的调整。

具体的，在本系统中，由于设置的多个发射端，每个发射端在接收物体上，由于距离的原因会在接收物体上以发射端的垂直在接收物体上的点为圆心向四周逐渐变弱，因此在接收物体上会存在不同的受温区域，而为了更好的了解接收物体的温度，通过设置的温度监测单元，将接收物体均匀分隔为多个单位区域，并且每个单位区域均对应一个发射端，以单位区域内的最高温度记为该单位区域的标记温度，特别的，单位区域分隔的越小，则温度监测的结果约精确；并且将接收物体中的多个单位区域对应的标记温度投影在X-Y平面上，形成实时温度曲线图S。

具体的，本系统中反馈单元还包括比对方法，用于将实时温度曲线图S与目的温度曲线M进行比对，比对方法包括以下步骤：S100：在X维度上以单位距离分隔为多个单位比对区域；S110：并在Y维度上明确对应的实时温度曲线图S与目的温度曲线M之间的数值C，高于目的温度曲线M的数值C为正数，低于目的温度曲线M的数值C为负数。

通过步骤S100-S110，首先明确需要将接受物体所达到的温度，并在X-Y平面上利用目的温度曲线M进行体现，而通过同样投影在实时温度曲线图S，将两者进行比较，能够很好的将两者进行比较，并直观的得出接收物体实际的温度与需要加热到的目的温度曲线M之间的差距，并将接收物体的不同温度进行区分，高于目的温度曲线M的数值C为正数，低于目的温度曲线M的数值C为负数，可以理解为，正数的数值C对应的单位区域的温度需要降低，避免资源的浪费，并且在此种情况下，可以降低红外发射管所处电路的电流，降低能耗；负数的数值C对应的单位区域的温度需要提高，保证对接收物体的有效加热。

反馈单元还包括数据处理模块，用于根据比对方法中得到的数值C调整红外线波长，包括以下步骤：S200:若数值C均为负数，则控制对应发射端所在电路中滑动变阻器的阻值，使电路中的电流增大，提高发射端发射功率，增大红外线波长，直至数值C中正数与负数的个数持平；S210:若数值C均为正数，则控制对应发射端所在电路中滑动变阻器的阻值，使电路中的电流变小，降低发射端发射功率，降低红外线波长，直至数值C中正数与负数的个数持平；S220:当数值C中正数与负数的个数持平时，调整发射端相对于接收物体的角度，增加相邻两个发射端之间重合区域，使得实时温度曲线图S靠近目的温度曲线M，使得实现对接收物体的稳定加热，实现对接收物体的高效的杀菌。

通过步骤S200-S220，根据检测处的对应的接收物体的温度，当数值C均为负数时，则意味中，当前的红外发射管的发射功率不够，其最大限度对接收物体的加热效率不足以使得接收物体到达目的温度，因此在此种情况下，通过调整发射端所在电路中滑动变阻器的阻值，使电路中的电流增大，提高发射端发射功率，增大红外线波长，提高对接收物体的有效加热；当数值C均为正数，则意味着，当前的红外发射管的功率较高，其早已能够到达目的温度，但在此种情况下，能耗较高，并且此种情况下，高电流也会使得红外发射管的寿命受到影响，在此种情况下，则控制对应发射端所在电路中滑动变阻器的阻值，使电路中的电流变小，降低发射端发射功率，降低红外线波长，直至数值C中正数与负数的个数持平，需要说明的是，调整红外发射管的功率，而至于将数值C中正数与负数的个数持平，其是为了保证红外发射管发射的红外线，其发射端能够加热接收物体的温度最高处，能够超过目的温度，因此后续可通过调整角度的方式保证保证接收物体能够被高效的加热到目的温度，通过该种方式能够确定加热当前接收物体所需要的红外发射管的功率。

并且步骤S220中，参照附图5中所示，还会根据接收物体，对发射端进行角度的调整，当将红外发射管确定了合适的功率后，在接收物体上，存在温度高低不同的问题，因此还可以通过调整发射端的角度，增加相邻两个发射端的发射角度，使得重合区域增大，并且对于发射端的调整是同步的，重合区域相对于单个反射端发射的红外带来的温度是有所差异的，重合区域的温度会提高，进而会使得接收物体上温度升高并靠近目的温度，实现对接收物体的高效的杀菌。

具体的，步骤S220中还包括：S221：根据发射端调整的角度，明确相邻两个发射端之间允许调整的限制距离A；S222：在限制距离A内水平调整两个相邻发射端之间的距离，使得重合区域内的实时温度接近目的温度，实现对接收物体的高效的杀菌。

具体的，通过步骤S221-S222，参照附图6中所示，当对红外发射管进行角度调整完成后，通过调整相邻两个发射端之间的距离，也会进一步提高重合区域，同时也会对应的提高重合区域的温度，具体的，发射端的外侧的温度要低于内侧的温度，通过将相邻两个发射端的进行靠近，也会提高重合区域的温度，最大程度的使得发射管发射的红外能够将接收物体加热到目的温度。

实施例二：

一种波控调节的控制方法，包括以下步骤：

S1：将待加热消毒的接收对象至于红外发射单元下侧；

S2：明确需要加热的温度，调整发射端所处电流的大小，以调整发射端的红外发射功率；

S3：根据温度检测单元检测到的接收物体的温度，调整发射端相对于接收物体的红外发射角度，以保证接收物体的温度与目的温度靠近；

S4:根据检测到的接收物体的温度，水平调整两个相邻发射端之间的距，保证接收物体的温度与目的温度靠近，实现对接收物体的高效加热杀菌。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.基于波控调节的红外辐射系统，其特征在于，包括：

红外发射单元，用于发射红外线并作用在接收物体上，包括一发射端，并且该发射端连接在一电路上；

波控调节单元，用于调节红外发射单元发射的红外线波长，包括设置于该电路上的滑动变阻器，滑动变阻器用于调整电路上的电流大小；

以及温度检测单元，用于检测接收物体的温度；

还包括反馈单元，用于通过检测接收物体的温度来调节红外线波长，以保证对接收物体的稳定加热。

2.根据权利要求1所述的基于波控调节的红外辐射系统，其特征在于，

红外发射单元，由多个呈线性排列的发射端组成，并且相邻两个发射端投射在接收物体上形成投射重合部分，并且将该投射重合部分标记为重合区域；

且发射端能够相对于接收物体进行位置以及角度的调整。

3.根据权利要求2所述的基于波控调节的红外辐射系统，其特征在于，

温度监测单元，将接收物体均匀分隔为多个单位区域，并且每个单位区域均对应一个发射端，以单位区域内的最高温度记为该单位区域的标记温度；

将接收物体中的多个单位区域对应的标记温度投影在X-Y平面上，形成实时温度曲线图S。

4.根据权利要求3所述的基于波控调节的红外辐射系统，其特征在于，

反馈单元包括比对方法，用于将实时温度曲线图S与目的温度曲线M进行比对，比对方法包括以下步骤：

S100：在X维度上以单位距离分隔为多个单位比对区域；

S110：并在Y维度上明确对应的实时温度曲线图S与目的温度曲线M之间的数值C，高于目的温度曲线M的数值C为正数，低于目的温度曲线M的数值C为负数。

5.根据权利要求4所述的基于波控调节的红外辐射系统，其特征在于，反馈单元还包括数据处理模块，用于根据比对方法中得到的数值C调整红外线波长，包括以下步骤：

S200:若数值C均为负数，则控制对应发射端所在电路中滑动变阻器的阻值，使电路中的电流增大，提高发射端发射功率，增大红外线波长，直至数值C中正数与负数的个数持平；

S210:若数值C均为正数，则控制对应发射端所在电路中滑动变阻器的阻值，使电路中的电流变小，降低发射端发射功率，降低红外线波长，直至数值C中正数与负数的个数持平；

S220:当数值C中正数与负数的个数持平时，调整发射端相对于接收物体的角度，增加相邻两个发射端之间重合区域，使得实时温度曲线图S靠近目的温度曲线M，使得实现对接收物体的稳定加热。

6.根据权利要求5所述的基于波控调节的红外辐射系统，其特征在于，步骤S220中还包括：

S221：根据发射端调整的角度，明确相邻两个发射端之间允许调整的限制距离A；

S222：在限制距离A内水平调整两个相邻发射端之间的距离，使得重合区域内的实时温度接近目的温度。

7.一种波控调节的控制方法，应用于如权利要求6中所述的基于波控调节的红外辐射系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将待加热消毒的接收对象至于红外发射单元下侧；

S2：明确需要加热的温度，调整发射端所处电流的大小，以调整发射端的红外发射功率；

S3：根据温度检测单元检测到的接收物体的温度，调整发射端相对于接收物体的红外发射角度，以保证接收物体的温度与目的温度靠近；

S4:根据检测到的接收物体的温度，水平调整两个相邻发射端之间的距，保证接收物体的温度与目的温度靠近，实现对接收物体的高效加热杀菌。