DE202010014176U1

DE202010014176U1 - Apparatus for treating surfaces with discharge monitoring

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Publication number: DE202010014176U1
Application number: DE202010014176U
Authority: DE
Original assignee: TIGRES DR GERSTENBERG GmbH
Current assignee: TIGRES DR GERSTENBERG GmbH
Priority date: 2010-10-11
Filing date: 2010-10-11
Publication date: 2012-01-16
Anticipated expiration: 2020-10-12

Abstract

Vorrichtung zum Behandeln von Oberflächen (26) mit einer ersten Elektrode (10), einer zweiten Elektrode (11) und einer Spannungsquelle (14) zum Anlegen einer Spannung zwischen den beiden Elektroden (10, 11), so dass sich zwischen den Elektroden (10, 11) eine Gasentladung (16) ausbildet, mit der ein zur Behandlung der Oberfläche (26) bestimmtes Arbeitsgas in einen angeregten Zustand versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spannungsquelle (14) und der ersten Elektrode (10) ein Sender (15) angeordnet ist, der aus dem der Elektrode (10) zugeführten Entladungsstrom ein elektromagnetisches Signal erzeugt, und dass ein Empfänger (17) zum Empfangen des von dem Sender abgegebenen Signals sowie eine mit dem Empfänger (17) verbundene Auswerteeinheit (19) vorgesehen sind.Device for treating surfaces (26) with a first electrode (10), a second electrode (11) and a voltage source (14) for applying a voltage between the two electrodes (10, 11) so that between the electrodes (10 , 11) forms a gas discharge (16) with which a working gas intended for treating the surface (26) is put into an excited state, characterized in that a transmitter (15) is located between the voltage source (14) and the first electrode (10) ) is arranged, which generates an electromagnetic signal from the discharge current fed to the electrode (10), and that a receiver (17) for receiving the signal emitted by the transmitter and an evaluation unit (19) connected to the receiver (17) are provided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Oberflächen, die eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist. Es ist eine Spannungsquelle vorgesehen, mit der eine Spannung zwischen den beiden Elektroden angelegt werden kann, die derart bemessen ist, dass sich zwischen den Elektroden eine Gasentladung ausbildet, mit der ein zur Behandlung der Oberfläche bestimmtes Arbeitsgas in einen angeregten Zustand versetzt wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device for treating surfaces which has a first electrode and a second electrode. A voltage source is provided with which a voltage can be applied between the two electrodes, which is dimensioned such that a gas discharge is formed between the electrodes, with which a working gas intended for the treatment of the surface is set in an excited state. The invention also relates to a method of operating such a device.

Bei solchen Vorrichtungen trifft das Arbeitsgas in angeregtem Zustand auf die zu behandelnde Oberfläche. Verunreinigungen auf der Oberfläche reagieren mit dem angeregten Gas, werden von dem Gas aufgenommen und abtransportiert. In einem nachfolgenden Arbeitsschritt kann die Oberfläche beispielsweise lackiert oder beklebt werden. Die Oberfläche ist nach der Vorbehandlung in einem Zustand, in dem sie für solche nachfolgenden Arbeitsschritte gut zugänglich ist.In such devices, the working gas strikes the surface to be treated in an excited state. Impurities on the surface react with the excited gas, are taken up by the gas and transported away. In a subsequent step, the surface can be painted or glued, for example. The surface is after the pretreatment in a state in which it is easily accessible for such subsequent operations.

Die Gasentladung in der Oberflächenbehandlungsvorrichtung entsteht, wenn zwischen den Elektroden eine ausreichend hohe Spannung angelegt wird, so dass das Gas elektrisch leitfähig wird und es zu einem Stromfluss zwischen den Elektroden kommt. Die Entladungsgeneratoren sind häufig so konstruiert und angeordnet, dass eine direkte Sichtprüfung, ob sich die gewünschte Gasentladung zwischen den Elektroden bildet, nicht ohne weiteres möglich ist.The gas discharge in the surface treatment device arises when a sufficiently high voltage is applied between the electrodes, so that the gas becomes electrically conductive and there is a current flow between the electrodes. The discharge generators are often designed and arranged so that a direct visual inspection of whether the desired gas discharge forms between the electrodes is not readily possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Behandeln von Oberflächen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung vorzustellen, mit denen die Gasentladung automatisch überwacht werden kann. Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.The invention is based on the object to present a device for treating surfaces and a method for operating such a device, with which the gas discharge can be monitored automatically. The object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist zwischen der Spannungsquelle und der ersten Elektrode ein Sender angeordnet, der aus dem der Elektrode zugeführten Entladungsstrom ein elektromagnetisches Signal erzeugt. Außerdem sind ein Empfänger zum Empfangen des von dem Sender abgegebenen Signals sowie eine mit dem Empfänger verbundene Auswerteeinheit vorgesehen.According to the invention, a transmitter is arranged between the voltage source and the first electrode, which generates an electromagnetic signal from the discharge current supplied to the electrode. In addition, a receiver for receiving the signal emitted by the transmitter and an evaluation unit connected to the receiver are provided.

Zunächst werden einige Begriffe erläutert. Zwischen zwei Elektroden können sich abhängig von mehreren Parametern unterschiedliche Arten von Entladungen ausbilden. Der Begriff Gasentladung ist als Oberbegriff für die verschiedenen Arten von Entladungen wie Bogenentladung, Koronaentladung, Funkenentladung zu verstehen.First, some terms are explained. Between two electrodes different types of discharges can be formed depending on several parameters. The term gas discharge is to be understood as a generic term for the various types of discharges such as arc discharge, corona discharge, spark discharge.

An der Entstehung der Gasentladung sind meist zwei Elektroden beteiligt. Von der Erfindung umfasst sind auch Vorrichtungen mit mehr als zwei Elektroden. Beispielsweise kann eine Hilfselektrode oder Zündelektrode vorgesehen sein, die die Entstehung der Gasentladung unterstützt. Wird als Gegenelektrode ein separates Teil verwendet, so ist die Elektrode im Sinne der Erfindung der mit diesem Teil zu verbindende Elektrodenanschluss.The formation of the gas discharge usually involves two electrodes. Also included in the invention are devices with more than two electrodes. For example, an auxiliary electrode or ignition electrode can be provided, which supports the formation of the gas discharge. If a separate part is used as the counterelectrode, the electrode in the sense of the invention is the electrode connection to be connected to this part.

Die Erfindung hat erkannt, dass es mit dem erfindungsgemäßen Sender und Empfänger möglich wird, die Gasentladung zu überwachen, ohne dass die Entladungserzeugung durch die Messung negativ beeinflusst wird. Das bei dem Empfänger ankommende Signal wird an die Auswerteeinheit übermittelt und kann dort ausgewertet werden. Im einfachsten Fall kann die Auswertung darauf beschränkt sein, ob eine Gasentladung zwischen den Elektroden besteht oder nicht. Bei Weiterbildungen der Erfindung können auch qualitative Aussagen über den Zustand der Gasentladung getroffen werden.The invention has recognized that it is possible with the transmitter and receiver according to the invention to monitor the gas discharge, without the discharge generation is adversely affected by the measurement. The signal arriving at the receiver is transmitted to the evaluation unit and can be evaluated there. In the simplest case, the evaluation may be limited to whether a gas discharge exists between the electrodes or not. In further developments of the invention, it is also possible to make qualitative statements about the state of the gas discharge.

Mit der Übertragung des elektromagnetischen Signals von einem Sender zu einem Empfänger unterscheidet sich die Erfindung insbesondere von direkten Messungen, bei denen mit einem Messfühler die elektrischen Werte in der Zuleitung zu der Elektrode abgegriffen werden.With the transmission of the electromagnetic signal from a transmitter to a receiver, the invention differs in particular from direct measurements in which a sensor measures the electrical values in the supply line to the electrode.

Es gibt erfindungsgemäße Vorrichtungen, bei denen das Arbeitsgas die Umgebungsluft ist. Es wird dann die Luft angeregt, die sich zufällig in der Umgebung der Gasentladung befindet. Durch Effekte wie thermische Verwirbelung usw. gelangt die angeregte Luft auf die zu behandelnde Oberfläche. In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Arbeitsgaszufuhr, mit der ein Arbeitsgas gezielt in Kontakt mit der Gasentladung gebracht wird. Es kann beispielsweise ein Arbeitsgasstrom erzeugt werden, der an der Gasentladung vorbeigeleitet wird und dann auf die zu behandelnde Oberfläche trifft. Mit einer solchen Arbeitsgaszufuhr kann die Intensität der Oberflächenbehandlung genauer eingestellt werden.There are devices according to the invention in which the working gas is the ambient air. It is then the air excited, which happens to be in the vicinity of the gas discharge. Through effects such as thermal turbulence, etc., the stimulated air reaches the surface to be treated. In an advantageous embodiment, the device comprises a working gas supply, with which a working gas is selectively brought into contact with the gas discharge. For example, a working gas stream can be generated, which is conducted past the gas discharge and then strikes the surface to be treated. With such a working gas supply, the intensity of the surface treatment can be set more accurately.

Ein Bedürfnis, den Zustand der Gasentladung zu überwachen, besteht insbesondere dann, wenn die Gasentladung mit Wechselspannung betrieben wird. Bei jedem Nulldurchgang der Spannung erlischt die Gasentladung und wird mit der nächsten Halbwelle der Spannung neu gezündet. Bevorzugt kann die Erfindung deswegen angewendet werden, wenn die Spannungsquelle eine Wechselspannungsquelle ist. Die Frequenz der Wechselspannung kann beispielsweise zwischen 5 kHz und 50 kHz, vorzugsweise zwischen 10 kHz und 30 kHz liegen.A need to monitor the state of the gas discharge, in particular, when the gas discharge is operated with AC voltage. At each zero crossing of the voltage the gas discharge extinguishes and is re-ignited with the next half-wave of the voltage. Preferably, the invention can therefore be applied when the voltage source is an AC voltage source. The frequency of the alternating voltage can be, for example, between 5 kHz and 50 kHz, preferably between 10 kHz and 30 kHz.

Es ist ein Ziel der Erfindung, den Einfluss der Messeinrichtung auf den Entladungsstrom möglichst gering zu halten. Erreicht werden kann diese, indem der Sender in Reihe geschaltet wird zwischen der Spannungsquelle und der ersten Elektrode, weil dann keine Abzweigungen oder ähnliches in der Zuleitung erforderlich sind. Allerdings fließt bei einer solchen Reihenschaltung der gesamte Entladungsstrom durch den Sender hindurch. Möchte man dies vermeiden, kann ein Nebenzweig eingerichtet sein, durch den nur ein Teilstrom des Entladungsstroms fließt. Der Sender kann mit dem Teilstrom betrieben werden. Alternativ kann auch ein Wandler zwischen der Spannungsquelle und der Elektrode vorgesehen sein, der einen von dem Entladungsstrom abhängigen Teilstrom erzeugt. Als solcher Wandler kommt beispielsweise ein Transformator in Betracht, bei dem der Entladungsstrom durch die Primärseite fließt und der Sender mit dem Teilstrom auf der Sekundärseite betrieben wird. It is an object of the invention to minimize the influence of the measuring device on the discharge current. This can be achieved by connecting the transmitter in series between the voltage source and the first electrode, because then no branches or the like are required in the supply line. However, in such a series circuit, the entire discharge current flows through the transmitter. If one wishes to avoid this, a secondary branch can be set up, through which only a partial flow of the discharge current flows. The transmitter can be operated with the partial flow. Alternatively, a transducer between the voltage source and the electrode may be provided, which generates a dependent of the discharge current partial flow. As such a converter, for example, comes into consideration, in which the discharge current flows through the primary side and the transmitter is operated with the partial flow on the secondary side.

Damit sich eine Gasentladung zwischen zwei voneinander beabstandeten Elektroden entzündet, ist regelmäßig eine hohe Zündspannung erforderlich. Wenn sich ein Entladungskanal zwischen den Elektroden gebildet hat, sinkt der elektrische Widerstand schlagartig ab und es kann zu hohen Entladungsströmen kommen. Es gibt Sender, insbesondere in Form von Halbleiter-Bauelementen, die auch größeren Entladungsströmen ohne weiteres standhalten können. Kostengünstiger sind aber Sender, die für kleinere Stromstärken ausgelegt sind. Um die Erfindung mit solchen kostengünstigen Sendern nutzen zu können, kann ein Strombegrenzer vorgesehen sein, der einem starken Anstieg der Stromstärke nach der Ausbildung der Gasentladung entgegenwirkt. Ohne einen solchen Strombegrenzer würde der Entladungsstrom stark ansteigen, wenn nach der Ausbildung der Gasentladung der elektrische Widerstand zwischen den Elektroden absinkt. Als Strombegrenzer kommt beispielsweise ein Dielektrikum zwischen den Elektroden in Frage. Möglich ist es auch, geeignete elektrische Netzwerke zwischen die Spannungsquelle und die Elektrode zu schalten, die eine strombegrenzende Wirkung haben.To ignite a gas discharge between two spaced-apart electrodes, a high ignition voltage is required regularly. If a discharge channel has formed between the electrodes, the electrical resistance drops abruptly and high discharge currents can occur. There are transmitters, in particular in the form of semiconductor components, which can easily withstand even larger discharge currents. But cheaper are transmitters that are designed for smaller currents. In order to use the invention with such low-cost transmitters, a current limiter can be provided, which counteracts a sharp increase in the current intensity after the formation of the gas discharge. Without such a current limiter, the discharge current would increase sharply if, after the formation of the gas discharge, the electrical resistance between the electrodes decreases. As a current limiter, for example, a dielectric between the electrodes in question. It is also possible to switch suitable electrical networks between the voltage source and the electrode, which have a current-limiting effect.

Die Wellenlänge der von dem Sender ausgesendeten elektromagnetischen Strahlen wird zweckmäßig gewählt. Einerseits soll die Wellenlänge nicht so groß sein, dass sich Störsignale von der Gasentladung oder dem Entladungsstrom negativ auswirken. Andererseits soll die Wellenlänge nicht so klein sein, dass die Auswertung aufgrund hoher Strahlungsenergie erschwert wird. Vorzugsweise liegt die Wellenlänge im Bereich der optischen Strahlung. Der Bereich der optischen Strahlung umfasst nicht nur das sichtbare Licht, sondern alle Wellenlängen, die mittels eines Lichtwellenleiters übertragen werden können. Die Wellenlänge kann beispielsweise zwischen 100 nm und 100 mm, vorzugsweise zwischen 200 nm und 1 mm, weiter vorzugsweise zwischen 350 nm und 800 nm liegen. Bei dem Sender kann es sich um eine Leuchtdiode handeln, die Licht der entsprechenden Wellenlänge aussendet. Vorzugsweise sendet die Leuchtdiode sichtbares Licht aus.The wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the transmitter is appropriately selected. On the one hand, the wavelength should not be so great that spurious signals from the gas discharge or the discharge current have a negative effect. On the other hand, the wavelength should not be so small that the evaluation is made more difficult due to high radiation energy. The wavelength is preferably in the range of the optical radiation. The range of optical radiation includes not only the visible light but all wavelengths that can be transmitted by means of an optical waveguide. The wavelength may be, for example, between 100 nm and 100 mm, preferably between 200 nm and 1 mm, more preferably between 350 nm and 800 nm. The transmitter may be a light emitting diode emitting light of the corresponding wavelength. Preferably, the light emitting diode emits visible light.

Dioden haben die Eigenschaft, dass sie den Stromfluss in einer Richtung sperren. Insbesondere wenn die Gasentladung mit Wechselspannung betrieben wird, ist eine solche Sperrwirkung unerwünscht. Es kann deswegen eine zu der Leuchtdiode antiparallel geschaltete zweite Diode vorgesehen sein. Die Sperrrichtung der einen Diode entspricht dann jeweils der Durchlassrichtung der anderen Diode. Die zweite Diode kann ebenfalls eine Leuchtdiode sein. Aus den beiden Leuchtdioden können dann unabhängig voneinander Aussagen über den Zustand der Gasentladung abgeleitet werden.Diodes have the property that they block the flow of current in one direction. In particular, when the gas discharge is operated with alternating voltage, such a blocking effect is undesirable. It can therefore be provided in anti-parallel to the LED second diode connected. The reverse direction of one diode then corresponds to the forward direction of the other diode. The second diode may also be a light emitting diode. From the two LEDs can then be independently derived statements about the state of the gas discharge.

Der Empfänger ist vorzugsweise so eingerichtet, dass er das von dem Sender empfangene Signal wieder in ein elektrisches Signal umwandelt. Das elektrische Signal kann über eine elektrische Leitung zu der Auswerteeinheit übertragen werden, wo es auf Informationen über den Zustand der Gasentladung ausgewertet wird. Es ist möglich, den Empfänger in direkter Nachbarschaft zu dem Sender anzuordnen. Allerdings besteht dann die Gefahr, dass man sich über die elektrische Zuleitung des Empfängers Störsignale einfängt. Von Vorteil kann es deswegen sein, die Vorrichtung so einzurichten, dass der Empfänger von dem Sender beabstandet ist.The receiver is preferably arranged to convert the signal received by the transmitter back into an electrical signal. The electrical signal can be transmitted via an electrical line to the evaluation unit, where it is evaluated for information about the state of the gas discharge. It is possible to arrange the receiver in direct proximity to the transmitter. However, there is then the danger that one captures interference signals via the electrical supply line of the receiver. It may therefore be advantageous to set up the device such that the receiver is spaced from the transmitter.

Für die Signalübertragung von dem Sender zu dem Empfänger ist vorzugsweise ein Lichtwellenleiter vorgesehen. Mit dem Lichtwellenleiter können die Signale übertragen werden, ohne dass elektrische Störsignale eingefangen werden.For the signal transmission from the transmitter to the receiver, an optical waveguide is preferably provided. With the fiber optic cable, the signals can be transmitted without electrical interference signals are captured.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine Spannungsquelle. Mit der Spannungsquelle wird eine Spannung zwischen den beiden Elektroden angelegt, so dass sich zwischen den Elektroden eine Gasentladung ausbildet. Mit der Gasentladung wird ein Arbeitsgas in einen angeregten Zustand versetzt. Das Arbeitsgas in angeregtem Zustand kann zur Behandlung von Oberflächen genutzt werden. Aus dem Entladungsstrom wird ein elektromagnetisches Signal erzeugt und ausgesendet. Mit einem Empfänger wird das elektromagnetische Signal empfangen. Das Signal wird ausgewertet, um eine Information über den Zustand der Gasentladung zu gewinnen.The invention also relates to a method of operating such a device. The device comprises a first electrode, a second electrode and a voltage source. With the voltage source, a voltage between the two electrodes is applied, so that forms a gas discharge between the electrodes. With the gas discharge, a working gas is put into an excited state. The working gas in an excited state can be used for the treatment of surfaces. From the discharge current, an electromagnetic signal is generated and emitted. With a receiver, the electromagnetic signal is received. The signal is evaluated to obtain information about the state of the gas discharge.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das elektromagnetische Signal mittels eines Lichtwellenleiters zwischen dem Sender und dem Empfänger übertragen. Die Wellenlänge des elektromagnetischen Signals sollte dann derart sein, dass eine Übertragung über den Lichtwellenleiter möglich ist. Nachdem es empfangen wurde, kann das elektromagnetische Signal in ein elektrisches Signal umgewandelt werden, um die Auswertung zu erleichtern. Das Arbeitsgas kann gezielt zugeführt werden, so dass es in Kontakt mit der Gasentladung kommt. Das Verfahren kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die oben mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben sind.In an advantageous embodiment, the electromagnetic signal is transmitted by means of an optical waveguide between the transmitter and the receiver. The wavelength of the Electromagnetic signal should then be such that a transmission over the optical waveguide is possible. Once received, the electromagnetic signal can be converted to an electrical signal to facilitate evaluation. The working gas can be selectively supplied so that it comes in contact with the gas discharge. The method can be developed with further features which are described above with reference to the device according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, given by way of advantageous embodiments. Show it:

1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 1 : a schematic representation of a device according to the invention;

2 und 3: weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen; 2 and 3 : further embodiments of devices according to the invention;

4 und 5: einen Ausschnitt aus 3 bei alternativen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen. 4 and 5 : a section from 3 in alternative embodiments of inventive devices.

Eine in 1 gezeigte Vorrichtung zur Oberflächenvorbehandlung umfasst zwei Elektroden 10, 11, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Von den Elektroden 10, 11 erstrecken sich Leitungen 12, 13 zu einer Spannungsquelle 14. Die Spannungsquelle 14 erzeugt eine Wechselspannung mit einer Frequenz in der Größenordnung von 20 kHz. Die Amplitude der Spannung ist so groß, dass in jeder Halbwelle der Spannung eine Gasentladung 16 über den Abstand zwischen den beiden Elektroden 10, 11 hinweg gezündet wird. Nach Überschreiten der Zündspannung bildet sich ein Entladungskanal. Der Entladungskanal hat einen geringen elektrischen Widerstand, so dass eine klassische Bogenentladung entsteht. Mit dem Nulldurchgang der Spannung erlischt die Bogenentladung, um sich kurz danach erneut aufzubauen.An in 1 Surface pretreatment device shown comprises two electrodes 10 . 11 , which are arranged at a distance from each other. From the electrodes 10 . 11 extend lines 12 . 13 to a voltage source 14 , The voltage source 14 generates an alternating voltage with a frequency in the order of 20 kHz. The amplitude of the voltage is so great that in each half-wave of the voltage a gas discharge 16 over the distance between the two electrodes 10 . 11 ignited away. After exceeding the ignition voltage, a discharge channel is formed. The discharge channel has a low electrical resistance, creating a classic arc discharge. With the zero crossing of the voltage, the arc discharge goes out, to build up again shortly thereafter.

Die Vorrichtung umfasst eine Zuleitung 21, durch die ein Arbeitsgas zugeführt wird. Das Arbeitsgas kann beispielsweise Luft sein. Das Arbeitsgas umströmt die Gasentladung und wird dabei in einen angeregten Zustand versetzt, in dem es gegebenenfalls schwach leuchtet. Anschließend trifft das Arbeitsgas, wie mit dem Pfeil angedeutet, auf die Oberfläche eines Substrats 26. Mit dem Arbeitsgas werden Verunreinigungen von der Oberfläche abgetragen und die Oberfläche ist anschließend in einem Zustand, in dem sie gut beklebt oder lackiert werden kann.The device comprises a supply line 21 through which a working gas is supplied. The working gas may be, for example, air. The working gas flows around the gas discharge and is thereby placed in an excited state in which it may be weakly lit. Subsequently, the working gas, as indicated by the arrow, hits the surface of a substrate 26 , With the working gas impurities are removed from the surface and the surface is then in a state in which it can be well glued or painted.

In der Leitung 13 zwischen der Spannungsquelle 14 und der Elektrode 10 ist eine Leuchtdiode 15 angeordnet. Die Leuchtdiode 15 ist in Reihe geschaltet, so dass der gesamte Entladungsstrom, der durch die Gasentladung 16 fließt, auch durch die Leuchtdiode 15 fließt. Die Leuchtdiode 15 ist so robust ausgelegt, dass sie die entsprechenden Stromstärken verträgt. Die Leuchtdiode 15 sendet Licht aus, dessen Intensität von dem durch die Leuchtdiode 15 fließenden Strom abhängt. Das Licht hat eine Wellenlänge von 700 nm. Da durch die Leuchtdiode 15 der gleiche Strom fließt wie durch die Gasentladung 16, ist das von der Leuchtdiode 15 ausgesendete Licht ein elektromagnetisches Signal, in dem Informationen über den Zustand der Gasentladung 16 enthalten sind.In the line 13 between the voltage source 14 and the electrode 10 is a light emitting diode 15 arranged. The light-emitting diode 15 is connected in series, so that the total discharge current caused by the gas discharge 16 flows, also through the LED 15 flows. The light-emitting diode 15 is designed so robust that it can withstand the corresponding currents. The light-emitting diode 15 emits light whose intensity is from that through the light emitting diode 15 flowing electricity depends. The light has a wavelength of 700 nm. Because of the light emitting diode 15 the same current flows as through the gas discharge 16 , that's from the light emitting diode 15 Light emitted an electromagnetic signal in which information about the state of the gas discharge 16 are included.

Benachbart zu der Leuchtdiode 15 ist ein lichtempfindliches Bauteil angeordnet. Hier ist das lichtempfindliche Bauteil eine Fotodiode 17, es kommen aber auch Fototransistoren und ähnliches in Betracht. Das von der Leuchtdiode 15 ausgesandte Licht trifft auf die Fotodiode 17, die sensitiv ist für Licht mit einer Wellenlänge zwischen 600 nm und 800 nm. Mit der Fotodiode 17 wird das von der Leuchtdiode 15 ausgesandte Licht empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Das elektrische Signal wird über eine Leitung 18 zu einer Auswerteeinheit 19 geleitet. In der Auswerteeinheit 19 wird das elektrische Signal ausgewertet und es wird eine Information über den Zustand der Gasentladung ausgegeben. Im einfachsten Fall unterscheidet die Information nur zwischen den beiden Zuständen „Gasentladung an” und „Gasentladung aus”. Falls es gewünscht ist, können dem Signal auch weitere Informationen über den Zustand der Gasentladung entnommen werden.Adjacent to the light emitting diode 15 a photosensitive member is arranged. Here, the photosensitive member is a photodiode 17 , but there are also phototransistors and the like into consideration. That of the LED 15 emitted light hits the photodiode 17 which is sensitive to light with a wavelength between 600 nm and 800 nm. With the photodiode 17 this will be from the light emitting diode 15 Received light received and converted into an electrical signal. The electrical signal is transmitted via a cable 18 to an evaluation unit 19 directed. In the evaluation unit 19 the electrical signal is evaluated and information about the state of the gas discharge is output. In the simplest case, the information only distinguishes between the two states "gas discharge on" and "gas discharge off". If desired, further information about the state of the gas discharge can also be taken from the signal.

In 2 ist eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Eine Stiftelektrode 10 ist von einer Ringelektrode 11 umgeben, wobei zwischen der Stiftelektrode 10 und der Ringelektrode 11 ein Dielektrikum 20 angeordnet ist. Über Leitungen 12, 13 sind die Elektroden an eine Wechselspannungsquelle 14 angeschlossen. Wenn die Zündspannung erreicht ist, bildet sich zwischen den Elektroden 10, 11 ein Entladungskanal. Wegen des Dielektrikums 20 kann jedoch nur eine begrenzte Zahl von Ladungsträgern in den Entladungskanal nachfolgen. Die Entladung erlischt deswegen sofort wieder, wenn die beweglichen Ladungsträger aus dem Dielektrikum erschöpft sind. Dieser Vorgang geschieht sehr schnell, so dass während einer Halbwelle der Spannung mehrfach Entladungskanäle entstehen und wieder erlöschen können. Diese Art von gebremster Entladung wird häufig als Koronaentladung bezeichnet.In 2 another embodiment of a device according to the invention is shown. A pin electrode 10 is from a ring electrode 11 surrounded, between the pin electrode 10 and the ring electrode 11 a dielectric 20 is arranged. Via cables 12 . 13 are the electrodes to an AC source 14 connected. When the ignition voltage is reached, forms between the electrodes 10 . 11 a discharge channel. Because of the dielectric 20 However, it can follow only a limited number of charge carriers in the discharge channel. The discharge therefore immediately disappears again when the mobile charge carriers from the dielectric are exhausted. This process happens very quickly, so that during a half-wave of the voltage multiple discharge channels arise and can go out again. This type of braked discharge is often referred to as corona discharge.

Indem die Entladungskanäle direkt nach ihrer Entstehung wieder unterbrochen werden, wirkt das Dielektrikum 20 als Strombegrenzer. Der Entladungsstrom zwischen der Stiftelektrode 10 und der Ringelektrode 11 ist wesentlich schwächer als der Strom in der Bogenentladung 16 der 1.By the discharge channels are interrupted again immediately after their formation, the dielectric acts 20 as current limiter. The discharge current between the pin electrode 10 and the ring electrode 11 is much weaker than the current in the arc discharge 16 of the 1 ,

Durch die Ringelektrode 11 und das Dielektrikum 20 hindurch erstreckt sich eine Zuleitung 21 für ein Arbeitgas. Das Arbeitsgas strömt durch den Ringspalt zwischen den Elektroden und tritt am offenen Ende aus der Vorrichtung aus. Auf seinem Weg durch den Ringspalt kommt das Arbeitsgas mit den Entladungen in Kontakt und wird dadurch in einen angeregten Zustand versetzt, so dass es zur Oberflächenvorbehandlung des Substrats 26 genutzt werden kann.Through the ring electrode 11 and the dielectric 20 extends through a supply line 21 for a working gas. The working gas flows through the annular gap between the electrodes and exits the device at the open end. On its way through the annular gap, the working gas comes into contact with the discharges and is thereby put into an excited state, so that it is used for surface pretreatment of the substrate 26 can be used.

In der Leitung 13 sind eine Leuchtdiode 15 und eine weitere Diode 22 antiparallel zueinander geschaltet. Während der positiven Halbwelle der Spannung fließt der Strom durch die eine der beiden Dioden, während der negativen Halbwelle fließt der Strom durch die andere Diode. Keine der Dioden wird in Sperrrichtung mit einer großen Spannung belastet.In the line 13 are a light emitting diode 15 and another diode 22 switched in anti-parallel to each other. During the positive half-wave of the voltage, the current flows through one of the two diodes, while during the negative half-wave the current flows through the other diode. None of the diodes is loaded in the reverse direction with a large voltage.

Die Leuchtdiode 15 sendet während der entsprechenden Halbwelle Licht aus, das mit dem durch die Leuchtdiode 15 fließenden Entladungsstrom korrespondiert. Die zu der Leuchtdiode 15 benachbarte Fotodiode 17 nimmt das Lichtsignal auf und wandelt es in ein elektrisches Signal um, das über die Leitung 18 zu der Auswerteeinheit 19 geleitet wird und dort ausgewertet wird.The light-emitting diode 15 emits light during the corresponding half-wave, with that through the light-emitting diode 15 flowing discharge current corresponds. The to the light emitting diode 15 adjacent photodiode 17 picks up the light signal and converts it into an electrical signal that goes over the wire 18 to the evaluation unit 19 is conducted and evaluated there.

Bei dem Entladungsgenerator gemäß 3 gibt es kein Dielektrikum zwischen der Stiftelektrode 10 und der Ringelektrode 11. Stattdessen ist in der Leitung 12 ein elektrisches Netzwerk 23 oder eine andere elektrische Vorrichtung angeordnet angeordnet, die eine dem Dielektrikum vergleichbare strombegrenzende Wirkung hat. Auch bei der Ausführungsform gemäß 3 bildet sich deswegen eine Koronaentladung zwischen der Stiftelektrode 10 und der Ringelektrode. Das durch die Zuleitung 21 zugeführte Arbeitsgas wird durch die Entladung angeregt und kann zur Oberflächenvorbehandlung des Substrats 26 genutzt werden.In the discharge generator according to 3 there is no dielectric between the pin electrode 10 and the ring electrode 11 , Instead, is in the line 12 an electrical network 23 or another electrical device is arranged, which has a dielectric-comparable current-limiting effect. Also in the embodiment according to 3 Therefore, a corona discharge forms between the pin electrode 10 and the ring electrode. That through the supply line 21 supplied working gas is excited by the discharge and can be used for surface pretreatment of the substrate 26 be used.

Das von der Leuchtdiode 15 ausgesandte Licht wird durch einen Lichtwellenleiter 24 zu einer von der Leuchtdiode 15 entfernten Fotodiode 17 geleitet. Wenn die Fotodiode 17 und die Auswerteeinheit 19 einen Abstand zu den Elektroden 10, 11 und der Entladungserzeugung haben, ist die Gefahr vermindert, dass die Auswertung durch Störsignale beeinträchtigt wird.That of the LED 15 emitted light is transmitted through an optical fiber 24 to one of the light emitting diode 15 removed photodiode 17 directed. If the photodiode 17 and the evaluation unit 19 a distance to the electrodes 10 . 11 and the discharge generation, the risk is reduced that the evaluation is affected by interference signals.

Die 4 und 5 zeigen Ausführungsformen, bei denen nicht der gesamte Entladungsstrom durch die Leuchtdiode 15 fließt. In 4 sind ein größerer Widerstand 25 und ein kleinerer Widerstand 26 parallel zueinander geschaltet. Die Leuchtdiode 15 wird mit dem Strom betrieben, der durch den größeren Widerstand 25 fließt. In 5 ist ein Wandler in Form eines Transformators 27 zwischen die Spannungsquelle 14 und die Elektrode 11 geschaltet. Der Entladungsstrom fließt durch die Primärseite des Transformators 27 und induziert einen Teilstrom auf der Sekundärseite. Die Leuchtdiode 15 wird mit dem auf der Sekundärseite fließenden Teilstrom betrieben.The 4 and 5 show embodiments in which not the entire discharge current through the light emitting diode 15 flows. In 4 are a greater resistance 25 and a smaller resistance 26 connected in parallel. The light-emitting diode 15 is powered by the current caused by the greater resistance 25 flows. In 5 is a transformer in the form of a transformer 27 between the voltage source 14 and the electrode 11 connected. The discharge current flows through the primary side of the transformer 27 and induces a partial flow on the secondary side. The light-emitting diode 15 is operated with the flowing on the secondary side partial flow.

Claims

Device for treating surfaces ( 26 ) with a first electrode ( 10 ), a second electrode ( 11 ) and a voltage source ( 14 ) for applying a voltage between the two electrodes ( 10 . 11 ), so that between the electrodes ( 10 . 11 ) a gas discharge ( 16 ), which is used to treat the surface ( 26 ) is put into an excited state, characterized in that between the voltage source ( 14 ) and the first electrode ( 10 ) a transmitter ( 15 ) is arranged, which from that of the electrode ( 10 ) generates an electromagnetic signal and that a receiver ( 17 ) for receiving the signal emitted by the transmitter and one with the receiver ( 17 ) associated evaluation unit ( 19 ) are provided.

Surface treatment device according to claim 1, characterized in that a working gas supply ( 21 ) is provided.

Surface treatment device according to claim 1 or 2, characterized in that the voltage source ( 14 ) is an AC voltage source.

Surface treatment device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmitter ( 15 ) is connected in series between the voltage source ( 14 ) and the first electrode ( 10 ).

Surface treatment device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmitter ( 15 ) is connected in a side branch of the discharge current.

Surface treatment device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transmitter ( 15 ) is fed via a converter.

Surface treatment device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a current limiter ( 20 . 23 ), which is a strong increase in the current intensity after the formation of the gas discharge ( 16 ) counteracts.

Surface treatment device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the wavelength of the electromagnetic signal is in the optical range.

Surface treatment device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the transmitter ( 15 ) is a light emitting diode.

Surface treatment device according to claim 9, characterized in that one to the light emitting diode ( 15 ) antiparallel connected second diode ( 22 ) is provided.

Surface treatment device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the receiver ( 17 ) from the transmitter ( 15 ) is spaced.

Surface treatment device according to claim 11, characterized in that an optical waveguide ( 24 ) is provided to receive the signal from the transmitter ( 15 ) to the recipient ( 17 ) transferred to.