电弧检测等离子处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种处理装置，具体涉及一种电弧检测等离子处理装置，属于汽车密封条生产加工技术领域。

背景技术：

汽车密封条产线由挤出→硫化→等离子处理→喷涂/点胶→植绒→切割各生产环节组成，在喷涂、植绒工艺前需要通过等离子体表面处理提高材料附着力。如果等离子电源发生故障时，无法对材料进行处理，会导致材料附着力不够而产生废品，现有的方式是从高压变压器反馈电信号，当等离子不喷射等离子时触发告警，但因为电信号有时会不稳定，出现误告警和不告警的情况，引起整条产线的异动，本领域的技术人员一直尝试解决该问题的方案，但是效果均不理想，因此，迫切的需要一种新的方案解决该技术问题。

技术实现要素：

本实用新型正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种电弧检测等离子处理装置，该技术方案采集等离子体的物理信号， 直接反应等离子体的喷射情况，整条产线不会因为等离子体误检测而产生异动情况，

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下，一种电弧检测等离子处理装置，其特征在于，所述处理装置包括可编程序控制器、可控高压脉冲电源、罗茨风机、等离子腔体、高压变压器、光纤透镜、石英导光柱以及电弧检测器，所述罗茨风机通过送风软管连接等离子腔体，所述高压脉冲电源通过高压变压器连接等离子腔体，所述石英导光柱一端直接连接到等离子腔体内喷嘴，采集放电过程中产生的电弧光信号，另一端紧密连接到光纤透镜，避免了环境光源的干扰，利用石英材料的隔热性能又避免放电过程产生的高温，提高光纤透镜使用的可靠性。来自等离子腔体内的电弧光，通过光纤传送到电弧检测器，检测结果送至可编程序控制器，所述可编程序控制器将控制信号发送至可控高压脉冲电源。

作为本实用新型的一种改进，所述电弧检测器包括受光元件、灵敏度调节电路、电压比较器、RC延时电路、驱动电路、基准恒压源、三端稳压器以及指示灯，所述受光元件通过灵敏度调节电路连接电压比较器，基准恒压源连接电压比较器的输入，输出通过RC延时电路连接驱动电路，所述驱动电路产生工作电平输出，连接指示灯和三端稳压器。

作为本实用新型的一种改进，所述可控高压脉冲电源由220V交流供电，工作时高压变压器能获得高频高压脉冲信号，该信号传送到高压电极，所述高压电子位于等离子腔体内。由于等离子腔体外壳接地，因此高压电极与腔体之间形成放电。同时，罗茨风机通过送风软管在等离子腔体内形成气流，等离子体受气流作用从喷嘴喷出，作用于被处理材料的表面，提高其附着力。

作为本实用新型的一种改进，所述受光元件选用波长400~1000nm的光敏二极管，在5V的反向电压下工作。无光照时的暗电流及其微弱（小于1uA），其阻抗大于5兆欧姆，通常光照条件下，电流升高到2~5mA,阻抗降到几千欧姆，检测器利用光敏管的光电流特性转换成电压信号。

作为本实用新型的一种改进，所述灵敏度调节电路使用可调电阻器改变光电流转换成的电压信号，实现灵敏度调节。该方案为了适应不同的工作环境，避免周边外来光源的影响。

作为本实用新型的一种改进，所述检测器中的基准恒压源采用电压基准芯片LM385B-1.2V，电压比较电器采用集成芯片LM393。工作过程中，比较电路将来自电弧光转换而产生的电压经灵敏度调节后与基准恒压源比较，输出一个高电平的工作信号，或低电平的停止信号。RC延时电路将反应时间确定为50ms。

作为本实用新型的一种改进，检测器中的驱动电路为NPN型功率三极管，指示灯为LED发光二极管。当高电平工作信号时，驱动电路将工作信号反向后送到可编程序控制器并点亮工作指示灯；当低电平停止信号时，驱动电路将停止信号反向后送到可编程序控制器并熄灭工作指示灯。

作为本实用新型的一种改进，所述等离子腔体内设置有等离子喷口，通过等离子电源将高压引入喷口，产生等离子电弧。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点，1）该技术方案结构紧凑，方便实用；2）该技术方案等离子炬温度超过120摄氏度，产生等离子电弧温度超过1000摄氏度。在材料处理过程中，如果电源故障未产生电弧将严重影响产品质量，特别是在汽车密封条的生产线中，如果没有及时检测到等离子电源的故障，而采取相应行动，则会导致大批量的不合格产品。3） 该方案采用物理检测电弧的方式，可以不受外部环境或电源的干扰，直接采样电弧，将其转换为光信号，并反馈给电弧检测电路，由此确保电源故障时可以及时给出动作，采取停止下游设备或更换备用电源，避免大量不合格品的产生；4）使用先进的现场可编程序控制器（PLC）技术，可实现整条生产线的远程监控，提高自动化生产水平。5）整个技术方案设计成本较低，便于进一步的推广应用。

附图说明

图1 为本实用新型工作原理示意图；

图2为本电弧检测器组成原理示意图；

图中：1、高压电极，2、石英导光柱，3、送风软管，4、光纤，5、接地。

具体实施方式：

为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。

实施例1：参见图1、图2，一种电弧检测等离子处理装置，所述处理装置包括可编程序控制器、可控高压脉冲电源、罗茨风机、等离子腔体、高压变压器、光纤透镜、石英导光柱以及电弧检测器，所述罗茨风机通过送风软管连接等离子腔体，所述高压脉冲电源通过高压变压器连接等离子腔体，所述石英导光柱一端直接连接到等离子腔体内喷嘴，采集放电过程中产生的电弧光信号，另一端紧密连接到光纤透镜，避免了环境光源的干扰，利用石英材料的隔热性能又避免放电过程产生的高温，提高光纤透镜使用的可靠性。来自等离子腔体内的电弧光，通过光纤传送到电弧检测器，检测结果送至可编程序控制器，所述可编程序控制器将控制信号发送至可控高压脉冲电源。

进一步地，所述电弧检测器包括受光元件、灵敏度调节电路、电压比较器、RC延时电路、驱动电路、基准恒压源、三端稳压器以及指示灯，所述受光元件通过灵敏度调节电路连接电压比较器，基准恒压源连接电压比较器的输入，输出通过RC延时电路连接驱动电路，所述驱动电路产生工作电平输出，连接指示灯和三端稳压器。

所述可控高压脉冲电源由220V交流供电，工作时高压变压器能获得高频高压脉冲信号，该信号传送到高压电极1，所述高压电子位于等离子腔体内。由于等离子腔体外壳接地，因此高压电极与腔体之间形成放电。同时，罗茨风机通过送风软管3在等离子腔体内形成气流，等离子体受气流作用从喷口喷出，作用于被处理材料的表面，提高其附着力。

所述受光元件选用波长400~1000nm的光敏二极管，在5V的反向电压下工作。无光照时的暗电流极其微弱（小于1uA），其阻抗大于5兆欧姆，通常光照条件下，电流升高到2~5mA,阻抗降到几千欧姆，检测器利用光敏管的光电流特性转换成电压信号。

所述灵敏度调节电路使用可调电阻器改变光电流转换成的电压信号，该方案为了适应不同的工作环境，通过灵敏度调节，可避免周边外来光源的影响。

所述检测器中的基准恒压源采用电压基准芯片LM358_1.2V，电压比较电器采用集成芯片LM393。工作过程中，比较电路将来自电弧光转换而产生的电压经灵敏度调节后与基准恒压源比较，输出一个高电平的工作信号，或低电平的停止信号。RC延时电路将反应时间确定为50ms。

检测器中的驱动电路为NPN型功率三极管，指示灯为LED发光二极管。当高电平工作信号时，驱动电路将工作信号反向后送到可编程序控制器并点亮工作指示灯；当低电平停止信号时，驱动电路将停止信号反向后送到可编程序控制器并熄灭工作指示灯。

所述等离子腔体设置有等离子喷口，通过等离子电源将高压引入喷口，产生等离子电弧，在气流作用下等离子输出。

工作原理：参见图1、图2，一种电弧检测等离子处理装置，图1为等离子设备工作示意图，

电弧是一种气体放电现象，当电极之间的电位差达到某一临界值后，产生持续而强烈的火花（电弧光），形成等离子体。光纤4是利用光的完全内反射原理传输光波的一种介质，具有抗电磁干扰，耐高压，可弯曲，损耗低，电绝缘性能好等优点，本实用新型利用光纤将电弧光引导到电弧检测装置，实现生产过程中等离子气体的智能化监控。该设备中的可控高压脉冲电源由220V交流供电，工作时高压变压器能获得高频高压脉冲信号，该信号传送到高压电极1，由于等离子腔体外壳接地，因此高压电极与腔体之间形成放电。同时，罗茨风机通过送风软管3在等离子腔体内产生气流，等离子体受气流作用从喷口喷出，作用于被处理材料的表面，提高其附着力。石英导光柱一端直接连接到等离子腔体喷口内侧，采集放电过程中产生的电弧光信号，另一端密闭连接到光纤透镜，密封条件下避免了环境光源的干扰，利用石英材料的隔热性能又避免放电过程产生的高温，提高光纤透镜使用的可靠性。光纤4将放电过程中产生的电弧光信号传送到较远距离的电弧检测器，检测结果送到可编程序控制器（PLC），因此当等离子工作异常时，电弧光减弱或消失，此时，可编程序控制器PLC及时发出报警信号，并控制高压脉冲电源停止工作。

图2为电弧检测器原理框图，该检测器使用24V为驱动电路供电，该电压满足通用PLC输入电压的要求，通过三端稳压器稳压到5V，为检测器内部电路供电。来自等离子腔体内的电弧光，通过光纤传送到检测器的受光元件，形成一个随光强而变化的电压信号，电压的大小可通过灵敏度调节电路进行调节，该电压与基准恒压源进行比较，比较电路的输出经RC延时电路滤除干扰后，送驱动电路，产生工作电平输出，并点亮指示灯，该电平送到可编程序控制器（PLC）。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。