TWI658873B - 液位變化壓力補償系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種液位變化壓力補償系統，其包含：一容器、一壓力供給器、一非接觸式液面感測器及一處理器，容器之一容置空間容設一液體；壓力供給器提供一壓力至容置空間，使液體由容器之一出口輸出；非接觸式液面感測器設於容置空間且處於液面上方，且用以偵測液體之液面高度變化，以產生一變化訊號；處理器具有一控制模組，控制模組根據變化訊號控制壓力供給器，由壓力供給器調整壓力，令液體之輸出量一致。藉此，達到自動控制液體輸出量一致之精準度。

Description

液位變化壓力補償系統

本發明係關於一種控制系統，尤指一種根據液位變化，能夠自動調控壓力之系統。

按，給料裝置應用相當廣泛，凡舉應用於IC封裝、LED封裝、印刷電路板組裝、生化感測試片的酵素塗佈製程等之點膠裝置，而隨著自動化產業進展，對於給料之精準度也日益提升。

習知的給料裝置，通常會裝設影像模組，透過影像模組觀察給料裝置，於待處理物件上之給料情形，並且根據影像模組所觀察到之給料影像面積，判斷給料量之多寡，藉此調整適當之給料量。然而，給料量容易受到給料製成、環境溫度及溼度等因素影響，導致給料量不精準，僅透過影像調整給料量之方式，無法達到良好之給料精準度。

再者，於給料裝置上架設影像模組，所需之裝置成本高，且會佔據大量之使用空間；另外，以影像監測過程中，由影像之拍攝到判斷控制，需要複雜之影像處理與計算控制，才能夠達到準確之影像判斷，因此，所需消耗之時間較長，並無法連續性之配合生產速度即時判斷影像，並控制調整是當之給料量，因而，導致控制與實際給料間之控制誤差，進而影響生產效率與生產品質。

此外，以製作生化感測試片之點膠裝置而言，生化感測試片所塗佈之酵素量，會影響感測試片之檢測精準度，例如：生化感測試片為血糖試片時，血液需與生化感測試片上之酵素反映，以檢測血糖含量，若是每個生化感測試片上之酵素量不一致，則會導致血糖機所讀取之血糖含量數值不準確。

而此類型之點膠機，大多利用氣壓控制之方式，將點膠容器中之酵素點膠於感測試片上，於點膠之過程中，點膠容器中之酵素量會逐漸下降，若以同樣之氣體壓力將酵素輸出，則導致輸出之酵素量不一致，進而影響生化感測試片之品質。

因此，點膠機於每點完約三千滴之酵素後，必須停機，重新以人工設定控制點膠之氣壓壓力，再進行後續生產，以確保每滴的酵素量正確，但是，便會耗費相當時間作壓力之校正作業，而且以人工調整方式，並無法達到完全精準之調控，如此一來，便會導致生產效率及產品品質大幅度之降低。

為解決上述課題，本發明提供一種液位變化壓力補償系統，透過非接觸式液面感測器偵測液體量之變化，以產生變化訊號，並由控制模組根據變化訊號自動控制壓力供給器，由壓力供給器適時調控壓力大小，令液體之輸出量一致，藉此，達到自動且即時控制液體輸出量一致之精準度。

本發明之一項實施例提供一種液位變化壓力補償系統，其包含：一容器，其具有一容置空間及設有一出口，容置空間容設一液體，液體具有一液面；一壓力供給器，其提供一壓力至容置空間，使液體由出口輸出；一非接觸式液面感測器，其設於容置空間且處於液面上方，非接觸式液面感測器用以偵測液面高度變化，以產生一變化訊號；以及一處理器，其耦接壓力供給器及非接觸式液面感測器，處理器具有一控制模組，控制模組根據變化訊號控制壓力供給器，由壓力供給器調整壓力，令液體之輸出量一致。

藉此，將非接觸式液面感測器設置於液面上方，透過壓力供給器提供壓力至容置空間，使液體由出口輸出，於液體輸出之過程中，由非接觸式液面感測器偵測液體之輸出量變化，以產生變化訊號，並由控制模組根據變化訊號即時控制壓力供給器，由壓力供給器自動調控壓力大小，令液體之輸出量一致，藉此，無須停止生產過程，便能夠以自動化控制方式，達到控制液體輸出量一致之精準度，進而提升生產效率與品質。

於其中一項實施例中，非接觸式液面感測器係雷射光感測器。藉此，相較於習知以影像模組監測方式，更能夠減少設備成本與空間；另外，能夠不間斷連續偵測液體之液面高度變化，並且提供控制器即時之變化訊號，以準確自動控制壓力供給器，達到配合生產速度，準確且快速輸出固定量之液體，進而維持生產效率與品質。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖5所示，本發明提供一種液位變化壓力補償系統100，其連結於給料裝置，於本發明之一項實施例中，液位變化壓力補償系統100連結於一點膠機1；液位變化壓力補償系統100包含：

一容器10，其裝設於點膠機1，容器10概呈圓筒狀，容器10之內部具有一容置空間11，容置空間11容設一液體2，液體2具有一液面3，於本發明實施例中，液面3為等水平之液面3。再者，容器10相對於點膠機1之縱向具有相反設置之一第一端部12及一第二端部13，第二端部13設有一出口131，出口131提供液體2輸出，請參閱圖3至圖5所示。

一壓力供給器20，其設於容器10之外部且靠近第一端部12，壓力供給器20用以提供一壓力至容置空間11中，使液體2由出口131輸出。壓力供給器20具有一動力單元21及一調控單元22，調控單元22用以調控動力單元21輸出之壓力大小，換言之，動力單元21將壓力輸出至容置空間11時，會將液體2由出口131推出，其中，於本發明實施例中，動力單元21係氣壓源，調控單元22係調壓閥，調控單元22用以調整動力單元21輸出至容置空間11中之氣體壓力大小。

一非接觸式液面感測器30，其設於容置空間11中且靠近第一端部12，並處於液面3上方，非接觸式液面感測器30用以偵測液體2之液面3高度變化，於高度變化時產生一變化訊號31，其中，非接觸式液面感測器30用以偵測液面3與非接觸式液面感測器30間之垂直距離變化。

再者，非接觸式液面感測器30能夠係光感測器、聲波感測器或其它相等功效之感測器，於本發明一項實施例中，非接觸式液面感測器30係雷射光感測器，非接觸式液面感測器30具有一感應端32，感應端32能夠投射一感測光線33，由於感測光線33照設於液體2時，容易穿透至液面3下方，為確保量測之準確度，因此，本發明於液體2之液面3上漂浮設置一標記元件40，其中，標記元件40之表面積大於感應端32，感測光線33照設於標記元件40時，不會穿透標記元件40，而且能夠準確照射於標記元件40，所以當非接觸式液面感測器30投射之感測光線33照射至標記元件40時，則能夠準確得知液面3當前之高度，以及液面3高度改變時之變化，以產生變化訊號31。

一處理器50，其耦接於壓力供給器20及非接觸式液面感測器30，處理器50具有一控制模組51，其中，控制模組51具有模糊邏輯規則庫；控制模組51根據變化訊號31控制壓力供給器20之調控單元22，由壓力供給器20之調控單元22調整動力單元21輸出之壓力，令液體2之輸出量一致。

進一步說明，請參閱圖2至圖4所示，由於容置空間11中含有液體2之重量及無容設液體2部分所存在之氣壓，當液體2逐漸輸出減少時，容置空間11中之氣壓與液體2重量會改變，所以無法以固定規則調整動力單元21輸出至容置空間11之壓力，因此，需要透過控制模組51之模糊邏輯規則庫，根據不斷改變之變化訊號31，於模糊邏輯規則庫中搜尋出對應變化訊號31之一壓力補償訊號511，並將壓力補償訊號511傳送至調控單元22，由調控單元22控制動力單元21輸出之壓力大小，以適當之壓力輸出至容置空間11，並將液體2由出口131推出固定之輸出量。

舉例說明：請參閱圖2及圖5所示，將容器10裝設於點膠機1，容器10中容設之液體2為酵素，動力單元21輸出至容器10之容置空間11的壓力，用以將液體2由出口131輸出，並點膠於感測試片作塗佈製程為生化感測試片；於生產生化感測試片之過程中，容器10中之液體2會隨之減少，而非接觸式液面感測器30會不間斷之投射感測光線33至標記元件40，以精準偵測液體2之變化，並且持續不斷傳送變化訊號31至處理器50，而控制模組51於接收到變化訊號31之同時，傳送對應變化訊號31之壓力補償訊號511至調控單元22，由調控單元22控制動力單元21輸出之壓力大小，以適當之壓力輸出至容置空間11，而液體2便能夠輸出固定之輸出量至感測試片，進而確保每個感測試片上之液體2之輸出量相同。

藉此，便能夠以自動化控制方式，達到精準控制液體2輸出量一致之功效，進而提升生產效率與品質。

再者，透過非接觸式液面感測器30能夠不間斷連續偵測液體2之液面3高度變化，並且提供處理器50即時之變化訊號31，以準確自動控制壓力供給器20，達到配合生產速度，準確且快速輸出固定輸出量之液體2，進而維持生產效率與品質。

另外，控制模組51之模糊邏輯規則庫，能夠根據不斷變化之液體2，傳送對應變化訊號31之壓力補償訊號511至壓力供給器20，由調控單元22精準之控制動力單元21輸出之壓力大小，以確保動力單元21輸出適當之壓力，使液體2輸出量保持一致，藉以，達到有效率且精準之生產效能與品質。

以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。

1‧‧‧點膠機

2‧‧‧液體

3‧‧‧液面

100‧‧‧液位變化壓力補償系統

10‧‧‧容器

11‧‧‧容置空間

12‧‧‧第一端部

13‧‧‧第二端部

131‧‧‧出口

20‧‧‧壓力供給器

21‧‧‧動力單元

22‧‧‧調控單元

30‧‧‧非接觸式液面感測器

31‧‧‧變化訊號

32‧‧‧感應端

33‧‧‧感測光線

40‧‧‧標記元件

50‧‧‧處理器

51‧‧‧控制模組

511‧‧‧壓力補償訊號

圖1係本發明系統架構方塊示意圖。 圖2係本發明連結示意圖。 圖3係本發明系統結構示意圖。 圖4係本發明實施例示意圖，表示動力單元輸出壓力至容置空間，令液體由出口輸出。 圖5係本發明設於點膠機示意圖。

Claims (9)

1. 一種液位變化壓力補償系統，其包含：一容器，其具有一容置空間及設有一出口，該容置空間容設一液體，該液體具有一液面，該液面為等水平液面；一壓力供給器，其提供一壓力至該容置空間，使該液體由該出口輸出；一非接觸式液面感測器，其設於該容置空間且處於該液面上方，該非接觸式液面感測器用以偵測該液面與該非接觸式液面感測器間之垂直距離變化，以產生一變化訊號；以及一處理器，其耦接該壓力供給器及該非接觸式液面感測器，該處理器具有一控制模組，該控制模組根據該變化訊號控制該壓力供給器，由該壓力供給器調整該壓力，令該液體之輸出量一致。
2. 如請求項1所述之液位變化壓力補償系統，其中，該壓力供給器具有一動力單元及一調控單元，該調控單元用以調控該動力單元輸出之壓力大小。
3. 如請求項2所述之液位變化壓力補償系統，其中，該控制模組根據該變化訊號操控該調控單元，由該調控單元調整該動力單元輸出之壓力，令該液體之輸出量一致。
4. 如請求項2或3所述之液位變化壓力補償系統，其中，該動力單元係氣壓源，該調控單元係調壓閥。
5. 如請求項1或3所述之液位變化壓力補償系統，其中，該控制模組具有模糊邏輯規則庫。
6. 如請求項1所述之液位變化壓力補償系統，其中，該非接觸式液面感測器係雷射光感測器。
7. 如請求項6所述之液位變化壓力補償系統，更具有一標記元件，其浮置於該液面，該非接觸式液面感測器投射一感測光線至該標記元件，以偵測該液面之高度變化。
8. 如請求項6所述之液位變化壓力補償系統，其中，該容器具有相反設置之一第一端部及一第二端部，該非接觸式液面感測器設於該第一端部與該液面間，該出口設於該第二端部，該壓力供給器設於該容器之外部且靠近該第一端部。
9. 如請求項1所述之液位變化壓力補償系統，其中，該容器裝設於一點膠機。