可调节光探测器装置的制造方法
【专利说明】可调节光探测器装置
相关申请的交叉引用
[0001 ] 本申请要求于2015年6月30日提交的美国临时专利申请N0.62/186，581和于2014年11月25日提交的美国临时专利申请N0.62/084，056的利益，这些申请的公开内容通过弓I用其全部内容合并于此。
技术领域
[0002]本发明一般地涉及光探测器装置，并且更具体地，涉及在紫外固化应用中使用的可调节光探测器。
【背景技术】
[0003]辐射能量可用在多种制造工艺中以处理施加到各种各样材料的表面、膜和涂层。具体工艺包括但不限于，固化(例如，固定(fixing)、聚合)、氧化、净化和消毒。相较于热处理，使用辐射能量来聚合或达到期望的化学变化的工艺是快速且通常更加廉价的。辐射能量的应用也可被定位于控制表面工艺并仅在应用辐射能量的地方允许优先固化。固化也可以在涂层或薄膜内被定位到界面区，或是定位到涂层或薄膜的体中。通过选择辐射源类型、物理性质(例如，光谱特性)、辐射能量随空间和时间的变化、以及固化化学(例如，涂层成分)能够实现对固化工艺的控制。
[0004]可使用多种辐射源用于固化、固定、聚合、氧化、净化或消毒的应用。这种源的示例包括但不限于，光子、电子或离子束源。典型的光子源包括但不限于，弧光灯、白炽灯、无电极灯以及各种电子和固态源(例如，激光器)。传统的弧形紫外(UV)灯系统和微波驱动的UV灯系统典型地使用熔融石英玻璃或熔融硅石制成的管状球泡壳。
[0005]在许多实例中，监测从作为UV固化灯组件的一部分的现有光探测器装置接收的电流或电压，并且当电流或电压的量与用于UV固化灯组件中的光源的预定值或范围不匹配时确定出错。当发生该错误时，通常表示从UV固化灯组件内的光源接收了不充足的光。因而，UV固化灯组件被指示为关闭并向用户显示错误码。也有可能的是，光探测器装置可能没有正确地运作，这会导致来自光源的光实际上充足时仍返回错误。用户典型地需要替换光源或光探测器装置，或这两者，以再次建立UV固化灯组件的工作。此外，典型地限制用户面对面地放置两个UV固化灯组件，这是因为即使另一光源出故障时，来自一个光源的光可能满足另一光源中的预定值或范围的要求。
【发明内容】
[0006]通过提供一种在UV固化灯应用中使用的可调节和/或可调整的光探测器装置，在本领域中克服了上述问题并获得了技术方案。在一个示例中，光探测器装置包括具有底面的基板。光探测器装置还包括固定至基板底面的光电池。光探测器装置还包括金属块，该金属块具有固定至基板底面以封闭光电池的顶部，在金属块内形成的从金属块的顶部延伸至金属块的底部的开口，以形成用于光传输通过金属块到达光电池的孔。光探测器装置还包括可插入金属块中以改变孔的开口区域的构件。
[0007]在另一示例中，智能紫外固化设备包括具有光源的辐射器和安装在辐射器上的可调节和/或可调整的光探测器装置。
[0008]在另一示例中，一种使用可调节和/或可调整的光探测器装置来操作智能紫外固化设备的方法包括，提供包含光源的辐射器和提供安装在辐射器内的可调节和/或可调整的光探测器装置。可调节和/或可调整的光探测器装置包括放置在基板底面上的光电池，以及金属块，该金属块的顶部被固定至基板的底面从而封闭光电池。在金属块内形成从金属块的顶部延伸至金属块的底部的开口，以形成用于光传输通过金属块到达光电池的孔。可调节光探测器装置还包括可插入金属块中以改变孔的开口区域的构件。方法还包括监测由可调节和/或可调整的光探测器装置的光电池产生的电流或电压值。该电流值或电压值是基于光源的光输出的。方法还包括将电流成电压值与预定的基准输出电流或电压进行比较，并且当电流或电压值不大致等于预定的基准输出电流或电压时，调整金属块内的构件的位置。
[0009]在另一示例中，方法包括基于光源的光输出连续地比较电流或电压值，并且通过闭环控制调整金属块内构件的位置，以补偿光电池感测能力随时间的退化。
[0010]在另一示例中，智能紫外固化设备包括两个辐射器，每一个都包括光源和安装在两个辐射器中每一个内的可调节和/或可调整的光探测器装置。
[0011]在另一示例中，一种操作其光源彼此面对(面对面操作)的两个智能紫外固化设备的方法包括，基于其各自的光源对每个智能紫外固化设备独立地建立基准操作条件。方法还包括使用每个智能紫外固化设备的可调节和/或可调整的光探测器装置，通过连续的监测和闭环控制来补偿源自另一智能紫外固化设备的光源的光。
【附图说明】
[0012]结合以下附图考虑下文对示例性实施例的详细描述，更容易理解本发明，其中:
[0013]图1是可调节和/或可调整的光探测器装置的透视图。
[0014]图2是灯组件的部分截面图。
[0015]图3是图2的辐射器的内部透视图。
[0016]图4是图2的灯组件的部分内部截面图，示出了半椭圆形主反射器，具有圆形截面的光源，以及可调节和/或可调整的光探测器装置。
[0017]图5是具有光源的图2的灯罩组件的部分内部截面图。
[0018]图6A-6D是具有两个辐射器的灯组件的透视和平面图。
[0019]图7是UV固化灯组件的透视图，示出了多个辐射器。
[0020]图8是示出两个辐射器且在灯罩组件中的灯组件的部分截面图。
[0021 ]图9A和9B是示出了如何校准具有一个或多个辐射器的灯组件的流程图。
[0022]可以理解，附图的目的在于解释本发明的概念，可以不是按比例绘制的。
【具体实施方式】
[0023]图1是根据本公开的示例的光探测器装置1(下文称“装置”)的透视图。装置I可以包括耦接至具有顶面3a和底面3b的基板3的光电池2。普通技术人员已知的是，光电池是当暴露至光或其它电磁辐射时产生电流或电压的电子器件。因此，光电池可以探测并测量各种波长的光。具体地，光电池2可被牢固地固定放置在基板3的底面3b上。在一个示例中，基板3可以为电路板。
[0024]装置I可以包括具有顶部4a和底部4b的金属块4。顶部4a可以固定地耦接至电路板3的底面3b。可以在金属块4内形成开口 5，从而开口 5可以从金属块4的顶部4a延伸至金属块4的底部4b。可以在金属块4的底部4b内形成插孔6。具体地，插孔6可以与开口 5在金属块4内相交。在一个示例中，插孔6大致为圆柱形。装置I可以还包括透镜7，透镜7固定耦接在基板3的底面3b和金属块4的顶部4a之间。透镜7可用于滤光，具体地为被光电池2接收的紫外(UV)光。如图1所示，基板3可以通过两个螺钉固定至金属块的顶部4a。
[0025]装置I可以包括构件8，构件8被配置为可插入金属块4的插孔6中。构件8可以在一端具有配合面9和螺纹8a。在一个示例中，构件8可以为圆柱体，具有贯穿其主体钻出的通孔，该通孔横贯圆柱体的长度。在一个示例中，构件8可为螺钉，具有增加到其主体的通孔，该通孔横贯螺钉的长度。这与具有通孔的圆柱体类似，但代替了线性调整，允许旋转性调整。在一个示例中，构件8可以为开槽销或实心销。在一个示例中，构件8可以被尺寸化和成型为符合插孔6，从而构件8可以容易且牢固地插入插孔6中。插孔6的直径，以及相应的构件8的直径可从0.1英寸变化至0.45英寸。在一个示例中，构件8可以为圆柱形。
[0026]构件8可能够在插孔6内旋转。在一个示例中，构件8可以在插孔6内旋转，与开口5相交以增加或减少深度、有效地增加或减少穿过开口 5的用于被光电池2探测的光的量。因此，穿过开口5抵达光电池2的光量可以被控制。在一个示例中，构件8可以旋转以使得配合面9与金属块4内的开口 5对准。因此，构件8允许光被光电池2探测。在一些示例中，构件8可以旋转以使得孔(aperture) 9与金属块4内的开口 5对准。在其它示例中，构件8可以旋转以使得配合面9与金属块4内的开口 5部分地对准。构件8的配合面9与金属块的开口 5对准的程度取决于在UV固化应用中使用的光源。
[0027]在一些示例中，构件8可以旋转以使得配合面9与金属块4内的开口5不对准，这会导致开口 5在金属块4的底部4b关闭。这在被配置为面对面(face-to-face)的至少两个福射器的操作期间可能会发生，其中来自一个辐射器的光能够满足另一辐射器的光电池的探测需要。为解决这一问题，需要通过部分地关闭开口 5来减少能够被光电池2探测的光量。以此方式，来自对面辐射器的光量减少了，因此当对应辐射器中的灯泡出故障时光电池2是可以检测到的。另外，还有一些情况是，穿过开口5的全部光可以完全关闭，以与“暗”条件中光电池2的输出相比较。因此，构件8可以完全阻挡光到达光电池2。
[0028]在一个示例中，可在装置I上执行初始校准以将构件8适当地定位在金属块4的插孔6中，从而当光源是全新的时针对光源(未示出)调节装置I。具体地，诸如灯泡的光源首次使用时会被完全点亮(fully ignited)，这会使得灯泡发射最大的光输出。在一个示例中，光输出可以是紫外(UV)光。UV光输出可以被装置I中的光电池2感测并测量，且可以被转换成电流或电压。该电流或电压可以与预定的基准电流或电压相比较。基准电流或电压可以通过测量国家标准技术研究所(NIST)