专利名称：一种溶液自动添加系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自 动控制技术领域，更具体的说，涉及一种溶液自动添加系统。
背景技术：
在印制电路板(Printed Circuit Board, PCB)制程中的表面处理设备中，微蚀 (酸洗)液在生产的过程中为了保证其一定浓度，需要根据过板面积的多少定时定量地添 加新液，以使溶液浓度保持在正常的工艺范围内，保证产品质量。关于溶液的添加，目前常 采用人工添加和自动添加两种方式，而人工添加不仅耗费大量的人力和时间，而且添加量 和添加时间控制不准确也会影响产品的质量。自动添加方式不仅节省了人工和时间，而且 添加及时、准确又可节约溶液。中国申请号为200820214330. 0的专利公开了一种显影液自动添加系统，如图1所 示，该显影液自动添加系统包括光电检测装置101、控制装置、泵体106和备用显影液存储 装置105。其中，控制装置包括计数器102、定时器103和泵体启动器104。所述光电检测装 置101安装于入料口，并与所述控制装置连接，所述控制装置与所述泵体106连接，所述泵 体106分别与备用显影液存储装置105和显影机工作腔107连接。它的自动添加原理为， 光电检测装置101在入料口处给从传动带108上通过的工件109计数，计数器102接收光 电检测装置101检测工件数量的一个信号，当工件的数量达到其预设值时，输出给泵体106 一个信号，驱动泵体106转动，泵体106从所述备用显影液存储装置105中将备用显影液输 送给干膜显影机上的显影机工作腔107，同时所述计数器102也将一路脉冲信号输送给所 述定时器103，当所述定时器103达到设定值时，切断所述泵体106，从而完成药液的添加。以上技术由于泵体在起动时的速度和正常运转时的速度不同以及管路容易产生 空气等因素影响，使每次添加时管道中的流量有差异。因此在用时间控制添加量的时候，会 使得每次添加的溶液的多少有差异，不能达到精确控制添加量的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够精确添加溶液的溶液添加系统。为了解决上述技术问题，本发明提供一种溶液添加系统，包括添加泵通过管路和 所述添加泵的吸水口相连的溶液暂存缸和控制系统，其特征在于，还包括和所述添加泵的出水口通过管路相连的溶液过渡盒；和所述溶液过渡盒通过管路相连的溶液缸，所述溶液过渡盒竖直高度高于所述溶 液缸的竖直高度；均设置在所述溶液缸和所述溶液过渡盒之间管路上的自重调节阀和控制阀，所述 控制系统控制所述控制阀的开启和关闭。优选的，上述溶液添加系统中，所述溶液过渡盒为透明的过渡盒，且其表面设有容 积刻度。优选的，上述溶液添加系统中，所述溶液过渡盒和所述溶液缸上均设有溢流管路。
优选的，上述溶液添加系统中，所述添加泵和溶液过渡盒之间的管路上设有从添 加泵到溶液过渡盒方向上导通的单向阀。优选的，上述溶液添加系统中，还包括循环泵；
所述循环泵的吸水口和出水口分别通过管路和所述溶液暂存缸相连。优选的，上述溶液添加系统中，所述循环泵的出水口位于所述溶液暂存缸的顶端。优选的，上述溶液添加系统中，和所述循环泵的出水口相连的管路的出口端至少 分支成两路。优选的，上述溶液添加系统中，还包括安装于入料口用于检测工件入板个数的入 板计数检测装置；检测所述溶液过渡盒内液位的过渡盒液位检测装置；当所述入板计数检测装置检测到的工件数量达到预设个数时，所述控制系统开启 所述控制阀并开始计时，当计时时间和预设的添加时间相同时，关闭所述控制阀；当所述过渡盒液位检测装置检测到溶液过渡盒内的液位不低于预设液位时，所述 控制系统关闭所述添加泵。优选的，上述溶液添加系统中，所述自重调节阀位于所述溶液过渡盒和所述控制 阀之间。优选的，上述溶液添加系统中，所述过渡盒液位检测装置为液位传感器。优选的，上述溶液添加系统中，所述溶液暂存缸内在所述循环泵的吸水口的同一 液面处设有循环液位传感器；当所述循环液位传感器检测到溶液暂存缸内的液位位于该传感器以下时，控制系 统关闭所述循环泵。优选的，上述溶液添加系统中，所述控制系统还包括显示模块，用于在所述循环泵 空运转时，显示报警信息。相对上述背景技术，本发明所提供的溶液添加系统，通过在溶液暂存缸和溶液缸 之间设置溶液过渡盒，并令过渡盒的高度高于溶液缸的高度，且在所述溶液缸和所述溶液 过渡盒之间管路上设置自重调节阀。首先将溶液从溶液暂存缸抽到溶液过渡盒内，由于溶 液过渡盒的高度高于溶液缸，所以在溶液过渡盒内的溶液会因为重力的作用流入溶液缸， 添加溶液时，首先打开控制阀，由于自重调节阀的作用，会使得流入溶液缸内的溶液流入速 度一直保持勻速，因此能够达到用时间控制添加量，实现精确添加溶液的目的。
为了更清楚地说明本发明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为现有技术中一种溶液添加系统的示意图；图2为本发明实施例提供的一种溶液添加系统的示意图；图3为本发明实施例所提供控制系统的一种具体实施方式
的示意图。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种能够精确添加溶液的溶液添加系统。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，所描述的实施例仅仅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。请参阅图2，图3，图2为本发明实施例提供的一种溶液添加系统的示意图，图3为 本发明实施例所提供控制系统的一种具体实施方式
的示意图。
其中，1为溶液暂存部分，11为溶液暂存缸，12为循环泵，13为循环管路，14为循环 液位传感器，2为溶液添加部分，21为添加泵，22为单向阀，23为添加管路，24为溢流管路，3 为溶液添加控制部分，31为溶液缸，32为溶液过渡盒，33为自重调节阀，34为控制阀，35为 过渡盒液位检测装置，36为入板计数检测装置。本发明实施例公开溶液添加系统，包括添加泵21，用于提供溶液的添加动力；溶液暂存缸11，通过管路和所述添加泵21的吸水口相连的，溶液暂存缸11为溶液 配备的容器；溶液过渡盒32，与所述添加泵21的出水口通过添加管路23相连，工作时，添加泵 21将溶液暂存缸11配备好的溶液先泵到溶液过渡盒32内，其中，溶液过渡盒32竖直高度 高于所述溶液缸31的竖直高度；溶液缸31，和所述溶液过渡盒32通过管路相连，自重调节阀33和控制阀34，均设置在所述溶液缸31和所述溶液过渡盒32之间管 路上。控制阀34用于关闭和开启溶液过渡盒32与溶液缸31之间的管道；自重调节阀33 用于保持流入溶液缸内的溶液流入速度勻速，自重调节阀33为普通的球阀阀门，用于手动 调节管路液体流量。添加溶液时，预先将溶液暂存缸11通过添加泵21抽到溶液过渡盒32内，由于溶 液过渡盒32得高度比溶液缸31的设置高度高，由于重力的作用，溶液过渡盒32内的溶液 会通过管路流入溶液缸，由于自重调节阀得作用，会使得流入溶液缸31内的溶液流入速度 一直保持勻速，因此能够达到用时间控制添加量，实现精确添加溶液的目的。为了方便直观观测溶液每次的添加量，本发明提供的溶液过渡盒32优选为透明 PVC(乙烯基的聚合物质)材料的过渡盒，且其表面设有容积刻度。本发明还包括连接在所述溶液过渡盒32和所述溶液缸31上的相应位置上的溢流 管路24。此处的相应位置根据添加溶液的多少而不同，一般设置在需要溢流的最高液位处。 当溶液过渡盒32和溶液缸31内的溶液超出上述液位时，溢流管路24可将溶液溢流出。溢 流出的溶液可以通过管路导入溶液暂存缸11内。为了防止添加泵21停止后溶液倒流，所述添加泵21和溶液过渡盒32之间的管路 上设有单向阀22，且保证单向阀22在从溶液过渡盒32到添加泵21的方向上处于关闭状 态。由于单向阀22的单向通流作用，使得在添加泵21停止后，溶液不会倒流。为了保证溶液暂存缸11内配置的溶液均勻，防止溶液沉淀或结晶，本发明还设置 了循环泵12，该循环泵12的吸水口和出水口分别通过管路和所述溶液暂存缸11相连。通过循环泵12的运转，使溶液暂存缸11内的溶液不断循环，保持其内的溶液处于均勻的状态，避免溶液浓度部均勻的现象。循环泵12的吸水口和所述溶液暂存缸11相连接的位置低于所述循环泵12的出 水口和所述溶液暂存缸11相连接的位置。循环泵12的吸水口略低，能够使得循环泵12抽 到更多的溶液。和所述循环泵12的出水口相连的循环管路13的出口端分支成两路，且位于所述 溶液暂存缸11的顶端。这样设置有助于溶液的循环，将循环管路13置于溶液暂存缸11的 顶端，可以通过溶液的重力加大溶液下流时的能量，分支成两路可以顾及到溶液暂存缸11 内更多的角落，加快溶液的循环。上面描述的是本发明提供的溶液添加系统的机械结构，对于上述机械结构可以通 过现有技术中的控制装置实现其自动添加溶液的功能，本机械结构能够在使用计时器时， 达到用时间控制添加量，实现精确添加溶液的目的。本发明实施例提供的溶液添加系统，还包括入板计数检测装置36，该检测装置安装于入料口处，用于检测工件的入板个数，该 入板计数检测装置36优选为入板计数传感器；过渡盒液位检测装置35，检测所述溶液过渡盒32内的液位，该过渡盒液位检测装 置35优选为过渡盒液位传感器；控制阀34，设置在所述溶液缸31和所述溶液过渡盒32之间的管路上；控制系统，主要由三部分构成，输入模块、输出模块、监控控制和处理模块。其中， 用于检测的传感器和输入模块相连，此处说的相连时一种信号的传输，可以通过有线和无 线两种形式进行信号的传输。本发明提供的控制系统中的输入模块和输出模块可以为多个，即每个传感器对应 自己的输入模块或部分传感器对应一个输入模块，另一部分对应着另一个输入模块，输入 模块和输出模块也可以仅为一个，所有传感器均和输入模块相连。同理，输出模块和处理模 块也可以是上述情况，不再赘述。连接输入模块(可以为一个也可以为多个)的外部元件有入板计数传感器36、循 环液位传感器14和过渡盒液位传感器35。连结输出模块接口的输出设备有循环泵12、添 加泵21和控制阀34。监控控制部位主要是人机界面，人机界面中的人机交互平台设计有“手动添加”和 “自动添加”两种功能，可根据需求自主选择；人机交互平台可设置“板数”、“添加时间”并可 在线监控添加时的状态。控制系统的控制原理输入模块接口的外部元件各传感器将信号 经输入模块传输到处理模块，处理模块根据人机交互平台设置的参数和输入模块的信号处 理后输出信号给输出模块，由输出模块驱动输出接口的各种设备。输入、输出模块的状态同 时显示在人机界面上。下面对本发明提供的控制系统做详细的描述。控制系统，包括人机交互平台、第一输入模块、第一处理模块和第一输出模块；其中，人机交互平台用于提供自动添加参数的设置，该自动添加参数具体为板数 和添加时间；所述第一输入模块用于接收所述入板计数检测装置36和过渡盒液位检测装置35发送的信号，并将该信号传输给第一处理模块；
所述第一处理模块接收所述第一输入模块传输的信号，并将所述入板计数检测装 置36发送的信号处理为相应的板数，当该板数与人机交互平台中设置的板数相同时，通知 第一输出模块开启所述控制阀34并开始计时，当计时时间和人机交互平台中设置的添加 时间相同时，通知第一输出模块关闭所述控制阀34，当接收到所述过渡盒液位检测装置35 发送的信号时，通知第一输出模块关闭所述添加泵21 ；所述第一输出模块用于执行第一处理模块发送的命令。本发明所提供的溶液添加系统，通过设置检测溶液过渡盒32内液面高度的过渡 盒液位检测装置35，在过渡盒和溶液缸之间的管路上设置控制阀34。添加泵21将溶液从 溶液暂存缸11抽到溶液过渡盒32内，当过渡盒液位检测装置35检测到溶液过渡盒32内 液位高度达到设定值(此处的设定值，对于传感器形式的检测装置来说，可以通过设定过 渡盒液位检测装置35的高度来实现，当传感器感觉到液面时，即所谓的达到设定值)时，便 通知控制装置关闭添加泵；当入料口的入板计数检测装置36检测到与人机交互平台中预 设板数相同的板数时，控制系统开启控制阀，控制阀开启后，控制系统开始计时，当计时时 间和人机交互平台中设置的添加时间相同时，控制阀动作OFF关断流入，自动添加完成。当 控制阀OFF后，添加泵21动作向溶液过渡盒32补充溶液，等待下一轮添加。本发明优选的将自重调节阀33位于所述溶液过渡盒32和所述控制阀34之间，即 将控制阀34设置在相对于自重调节阀33较低的位置，这样在开启控制阀34时，溶液便会 流入溶液缸31内。为了避免循环泵12的空运转，本发明提供的溶液添加系统在溶液暂存缸11内和 所述循环泵12的吸水口与所述溶液暂存缸11相接位置的同一液面处设有循环液位传感器 14 ；所述控制系统还包括第二输入模块、第二处理模块和第二输出模块，所述第二输 入模块用于接收循环液位传感器14发送的信号并将该信号传输给所述第二处理模块，所 述第二处理模块接收该信号并通知所述第二输出模块关闭所述循环泵12，所述第二输出模 块执行第二处理模块发送的命令。由于在循环泵12的吸水口与所述溶液暂存缸11相接位置的同一液面处设有循环 液位传感器14，所以当溶液暂存缸11液位过低时，即循环泵12空运转时，循环液位传感器 14触发信号到控制系统使循环泵停止运转，保护循环泵空运转。本发明提供的控制系统中还包括显示模块，用于在所述循环泵12空运转时，显示 报警信息，通知人们向溶液暂存缸11内配置新的溶液。本发明提供的可以自动添加溶液的添加系统，实现了精确自动添加的功能，减少 了工人的劳动强度和时间，提升了产品的质量，提高了溶液的利用率。适用范围广，造价成 本低，操作方便。以上对本发明所提供的溶液添加系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对 本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法 及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前 提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保 护范围内。
权利要求
一种溶液添加系统，包括添加泵(2 1)通过管路和所述添加泵(21)的吸水口相连的溶液暂存缸(11)和控制系统，其特征在于，还包括和所述添加泵(21)的出水口通过管路相连的溶液过渡盒(32)；和所述溶液过渡盒(32)通过管路相连的溶液缸(31)，所述溶液过渡盒(32)竖直高度高于所述溶液缸(31)的竖直高度；均设置在所述溶液缸(31)和所述溶液过渡盒(32)之间管路上的自重调节阀(33)和控制阀(34)，所述控制系统控制所述控制阀的开启和关闭。
2.如权利要求1所述的溶液添加系统，其特征在于，所述溶液过渡盒(32)为透明的过 渡盒，且其表面设有容积刻度。
3.如权利要求2所述的溶液添加系统，其特征在于，所述溶液过渡盒(32)和所述溶液 缸(31)上均设有溢流管路。
4.如权利要求1所述的溶液添加系统，其特征在于，所述添加泵(21)和溶液过渡盒 (32)之间的管路上设有从添加泵(21)到溶液过渡盒(32)方向上导通的单向阀(22)。
5.如权利要求1所述的溶液添加系统，其特征在于，还包括循环泵(12)；所述循环泵(12)的吸水口和出水口分别通过管路和所述溶液暂存缸(11)相连。
6.如权利要求5所述的溶液添加系统，其特征在于，所述循环泵(12)的出水口位于所 述溶液暂存缸(11)的顶端。
7.如权利要求6所述的溶液添加系统，其特征在于，和所述循环泵(12)的出水口相连 的管路的出口端至少分支成两路。
8.如权利要求1-7任一项所述的溶液添加系统，其特征在于，还包括安装于入料口用 于检测工件入板个数的入板计数检测装置(36)；检测所述溶液过渡盒(32)内液位的过渡盒液位检测装置(35)；当所述入板计数检测装置(36)检测到的工件数量达到预设个数时，所述控制系统开 启所述控制阀(34)并开始计时，当计时时间和预设的添加时间相同时，关闭所述控制阀 (34)；当所述过渡盒液位检测装置(35)检测到溶液过渡盒(32)内的液位不低于预设液位 时，所述控制系统关闭所述添加泵(21)。
9.如权利要求8所述的溶液添加系统，其特征在于，所述自重调节阀(33)位于所述溶 液过渡盒(32)和所述控制阀(34)之间。
10.如权利要求8所述的溶液添加系统，其特征在于，所述过渡盒液位检测装置(35)为液位传感器。
11.如权利要求8所述的溶液添加系统，其特征在于，所述溶液暂存缸(11)内在所述循 环泵(12)的吸水口的同一液面处设有循环液位传感器(14)；当所述循环液位传感器(14)检测到溶液暂存缸(11)内的液位位于该传感器以下时， 控制系统关闭所述循环泵(12)。
12.如权利要求11所述的溶液自动添加系统，其特征在于，所述控制系统还包括显示 模块，用于在所述循环泵(12)空运转时，显示报警信息。
全文摘要
本发明公开了一种溶液添加系统，包括添加泵通过管路和所述添加泵的吸水口相连的溶液暂存缸和控制系统，还包括和所述添加泵的出水口通过管路相连的溶液过渡盒；和所述溶液过渡盒通过管路相连的溶液缸，所述溶液过渡盒竖直高度高于所述溶液缸的竖直高度；均设置在所述溶液缸和所述溶液过渡盒之间管路上的自重调节阀和控制阀，所述控制系统控制所述控制阀的开启和关闭。由于溶液过渡盒的高于溶液缸，所以在溶液过渡盒内的溶液会因为重力的作用流入溶液缸，添加溶液时，首先打开控制阀，由于自重调节阀的作用，会使得流入溶液缸内的溶液流入速度一直保持匀速，能够达到用时间控制添加量，实现精确添加溶液的目的。
文档编号G05D9/12GK101873765SQ20101019177
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月1日 优先权日2010年6月1日
发明者叶现青, 李代杰, 赵顺滨, 闵秀红 申请人:深南电路有限公司