大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种检测报警系统，特别涉及一种大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统。

背景技术

[0002] 紫外光固化技术是一种先进的材料表面处理技术，利用高强度紫外光进行照射，可将涂料等快速固化。与传统的干燥方法相比，紫外光固化具有固化速度快、能耗低、溶剂排放少，生产速度快、废品率低等优势而被越来越广泛地用于众多的工业领域。固化的过程最终是由紫外灯所发出的紫外光进行辐照而得以实现，由此可见，紫外灯的性能和选用在紫外光固化过程中起着无可替代的关键作用。近年来，随着材料科学的不断发展和技术理论的日臻完善，出现了一种新型的紫外灯一无极汞灯。无极汞灯没有直接的电极接头，利用微波(频率2450Mhz)启动，故又称为微波激发灯。在高强度的微波照射下，无极汞灯内部的汞变成汞蒸气，离子化的蒸气混合物变成了一个由微波能量驱动、持续导电的等离子体，从而有效地发射出紫外光、可见光和红外光能量。与传统的汞弧灯相比，无极汞灯不会产生电极氧化、溅射、损耗和密封等问题引起的发黑现象，具有体积小、启动速度快、光效高、光色稳定、寿命长等特点。无电极汞灯以其全新的作用原理和优良的使用性能已经和正在被广泛的科技领域所接受和采纳，具体包括汽车车灯涂料、液晶封装、高压电缆、光纤涂料到电子产品、医疗器械、光盘制造及光学薄膜等领域。完整的微波激发汞灯系统包括磁控管、波导架、无极灯、微波腔和屏蔽网。图1中，磁控管发出微波并通过波导架传递到无极汞灯，无极汞灯由于微波激励发出大强度的紫外光。若磁控管或无极汞灯发生故障，导致无极汞灯系统无法工作，若不能及时发现，严重影响工作效率，而目前没有对磁控管的工作状态和无极汞灯的工作状态进行实时检测的装置。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了解决若磁控管或无极汞灯发生故障，导致无极汞灯系统无法工作，而不能对大功率的无极汞灯系统进行实时检测的问题，本发明提供一种大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统。

[0004] 本发明的大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统，它包括电流强度传感器、光强传感器、第一放大电路、第二放大电路、多通道数据采集系统、控制系统、报警系统和显示系统；

[0005] 电流强度传感器的信号输出端与第一放大电路的信号输入端连接，第一放大电路的放大信号输出端与多通道数据采集系统的第一放大信号输入端连接，

[0006] 光强传感器的信号输出端与第二放大电路的信号输入端连接，第二放大电路的放大信号输出端与多通道数据采集系统的第二放大信号输入端连接，

[0007]多通道数据采集系的采集信号输出端与控制系统的采集信号输入端连接，

[0008] 控制系统的通道选择信号输出端与多通道数据采集系统的通道选择信号输入端连接，

[0009] 控制系统的采集控制信号输出端与多通道数据采集系统的采集控制信号输入端连接，

[0010] 控制系统的采样/保持状态控制信号输出端与多通道数据采集系统的采样/保持状态控制信号输入端连接，

[0011] 控制系统的控制信号输出端和报警系统的控制信号输入端连接，控制系统的显示信号输出端与显示系统的显示信号输入端连接；

[0012] 电流强度传感器用于检测大功率无极汞灯系统中磁控管的工作电流，光强传感器用于检测大功率无极汞灯系统中无极汞灯的光强。

[0013] 所述多通道数据采集系统包括第一采样保持器、第二采样保持器、多路模拟开关和A/D转换器；

[0014] 第一采样保持器的信号输出端与多路模拟开关的第一信号输入端连接，第二采样保持器的信号输出端与多路模拟开关的第二信号输入端连接，多路模拟开关的模拟信号输出端与A/D转换器的模拟信号输入端连接，

[0015] 控制系统的通道选择信号输出端与多路模拟开关的通道选择信号输入端连接，

[0016] 控制系统的采集控制信号输出端与A/D转换器的采集控制信号输入端连接与；

[0017] A/D转换器的采集信号输出端与控制系统的采集信号输入端连接，

[0018] 第一采样保持器的采样/保持状态控制信号输入端和第二采样保持器的采样/保持状态控制信号输入端同时与控制系统的采样/保持状态控制信号输出端连接，

[0019] 第一采样保持器的采样信号输入端为多通道数据采集系统的第一放大信号输入端，第二采样保持器的采样信号输入端为多通道数据采集系统的第二放大信号输入端。

[0020] 本发明的优点在于，当磁控管发出微波并通过波导架传递到无极汞灯，无极汞灯由于微波激励发出大强度的紫外光。在此过程中，本发明对磁控管的工作状态和无极汞灯的工作状态进行检测。实时测量无极灯的光强与磁控管的工作电流，实现了同时检测磁控管和无极汞灯的工作状态。当大功率无极汞灯系统出现错误的状态，报警系统自动报警，同时根据光强的幅值与工作电流的幅值自动确定工作状态不正常的部分，并在显示系统显示。使工作人员及时发现是哪部分出现了故障，提高了工作效率。

附图说明

[0021] 图1为现有大功率无极汞灯系统的原理示意图。其中，I为磁控管，2为波导架，3为无极汞灯，4为微波腔，5为屏蔽网。

[0022]图2为本发明的所述的大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统的电气原理示意图。

[0023] 图3为具体实施方式二所述的多通道数据采集系统的原理示意图。

[0024] 图4为具体实施方式三所述的霍尔传感器在实际使用时安装的原理示意图。

[0025] 图5为具体实施方式四所述的光强传感器在实际使用时安装的原理示意图。其中A为所述光强传感器在大功率无极汞灯系统的安装位置。

[0026] 图6为具体实施方式四所述的光强传感器在实际使用时安装的具体原理示意图。其中14表示固定装置，15表示微波腔外壁。具体实施方式

[0027] 具体实施方式一:结合图2说明本实施方式，本实施方式所述的大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统，它包括电流强度传感器6、光强传感器7、第一放大电路8、第二放大电路9、多通道数据采集系统10、控制系统11、报警系统12和显示系统13 ；

[0028] 电流强度传感器6的信号输出端与第一放大电路8的信号输入端连接,第一放大电路8的放大信号输出端与多通道数据采集系统10的第一放大信号输入端连接，

[0029] 光强传感器7的信号输出端与第二放大电路9的信号输入端连接,第二放大电路9的放大信号输出端与多通道数据采集系统10的第二放大信号输入端连接，

[0030]多通道数据采集系统10的采集信号输出端与控制系统11的采集信号输入端连接，

[0031] 控制系统11的通道选择信号输出端与多通道数据采集系统10的通道选择信号输入端连接，

[0032] 控制系统11的采集控制信号输出端与多通道数据采集系统10的采集控制信号输入端连接，

[0033] 控制系统11的采样/保持状态控制信号输出端与多通道数据采集系统10的采样/保持状态控制信号输入端连接，

[0034] 控制系统11的控制信号输出端和报警系统12的控制信号输入端连接，控制系统11的显示信号输出端与显示系统13的显示信号输入端连接；

[0035] 电流强度传感器6用于检测大功率无极汞灯系统中磁控管I的工作电流，光强传感器7用于检测大功率无极汞灯系统中无极汞灯3的光强。

[0036] 磁控管I的供电电源为大功率恒压源，在磁控管I的工作过程中工作电压始终保持不变，应用工作电压作为检测对象无法反映出磁控管工作状态的变化；磁控管I发出的大功率微波的强度虽然可以反映出磁控管I的工作状态，但难于测量；磁控管的工作电流随着磁控管的工作状态的变化而变化，且工作电流容易测量，所以可以通过检测磁控管的工作电流实现对磁控管工作状态的检测。由于无极汞灯没有电极，所以其工作状态只能通过无极汞灯的光强进行检测。

[0037] 控制系统控制着多通道数据采集系统、显示系统的工作，同时根据数据采集系统所采集的磁控管工作电流信号与无极灯光强信号强度的幅值为依据进行判断。当光强与电流的幅值全部在正常工作范围时，显示系统同时显示电流幅值与光强幅值；当出现二者的幅值不在正常工作范围时，控制系统启动报警系统，同时根据电流信号与光强信号的逻辑关系确定不正常工作的部分，并通过显示系统显示。控制系统的控制逻辑是本领域技术人员惯用的技术手段，并可以使用多种方法来控制本实施方式的检测报警系统，实现对大功率无极汞灯系统的工作状态进行实时检测。

[0038] 具体实施方式二:结合图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统的进一步限定，所述多通道数据采集系统10包括第一米样保持器10-1、第二米样保持器10-2、多路模拟开关10-3和A/D转换器10-4 ；

[0039] 第一米样保持器10-1的信号输出端与多路模拟开关10-3的第一信号输入端连接，第二采样保持器10-2的信号输出端与多路模拟开关10-3的第二信号输入端连接，多路模拟开关10-3的模拟信号输出端与A/D转换器10-4的模拟信号输入端连接，

[0040] 控制系统11的通道选择信号输出端与多路模拟开关10-3的通道选择信号输入端连接，

[0041] 控制系统11的采集控制信号输出端与A/D转换器10-4的采集控制信号输入端连接与;

[0042] A/D转换器10-4的采集信号输出端与控制系统11的采集信号输入端连接，

[0043] 第一米样保持器10-1的米样/保持状态控制信号输入端和第二米样保持器10-2的采样/保持状态控制信号输入端同时与控制系统11的采样/保持状态控制信号输出端连接，

[0044] 第一采样保持器10-1的采样信号输入端为多通道数据采集系统10的第一放大信号输入端，第二采样保持器10-2的采样信号输入端为多通道数据采集系统10的第二放大信号输入端。

[0045] 放大电路是将电流强度传感器6和光强传感器7输出的电信号进行调整，将其放大至适合于多通道A/D转换器转换的幅值；多通道数据采集系统10的作用是将电流强度传感器6和光强传感器7输出的两路模拟信号转换为数字信号，为后续的控制系统提供控制的依据。为了保证电流与光强的信号具有同步性，系统加入了采样保持器。应用2个采样保持器，使采样保持器同时工作在保持状态并应用AD转换器分时采集即可实现同步性。

[0046] 本实施方式所述的采样保持器的型号均为LF398。

[0047] 具体实施方式三:结合图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一或二所述的大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统的进一步限定，

[0048] 所述电流强度传感器6为霍尔传感器，采用磁控管的供电电流穿过所述霍尔传感器的圆环的方式放置霍尔传感器。

[0049] 霍尔传感器不直接串联在电路中、不影响被测电流强度、安装方便，只需将供电电流导线穿过霍尔传感器的圆环即可。如图4所示。

[0050] 具体实施方式四:结合图5和图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一或二所述的大功率无极汞灯系统的工作状态检测报警系统的进一步限定，

[0051] 光强传感器7为紫外光敏电阻探测器NSL02025A。

[0052] 若无极汞灯3由于灯体故障或者寿命的原因出现工作状态的变化，其辐射光强会有很大的变化，而在正常工作时，若磁控管I发出的微波频率稳定，则紫外灯的辐射光强无较大波动，因此，此检测报警系统的光强检测部分所需测量精度较低，可以选用光敏电阻作为光强传感器。本系统选用的光强探测器为紫外光敏电阻探测器NSL02025A，安装结构示意图如图5和图6所示。A点为光敏电阻探测器的位置，紫外光敏电阻探测器NSL02025A通过微波腔16内壁上的固定装置将其固定，紫外光敏电阻探测器NSL02025A的感光面正对无极汞灯的中心。在紫外光敏电阻探测器NSL02025A后方的微波腔体上开一个细孔，紫外光敏电阻探测器NSL02025A电信号线经由此孔穿连接至微波腔外的第二放大电路9及后续部分。为防止微波泄漏，固定装置14除紫外光敏电阻探测器NSL02025A的感光面外，其余部分密闭。