專利名稱：帶有氣動(dòng)傳動(dòng)防護(hù)屏的輻射探測(cè)儀及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一輻射能量采集儀。更確切地說(shuō)，本發(fā)明是使用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)防護(hù)屏來(lái)屏蔽傳感器的一光纖傳感器。
背景技術(shù)：
在許多工業(yè)處理中，已知曉使用輻射能量源的化學(xué)處理系統(tǒng)。這些化學(xué)處理系統(tǒng)一般地使用放置在生產(chǎn)線內(nèi)產(chǎn)品附近的紫外線(UV)燈或燈泡，以引起發(fā)生在產(chǎn)品內(nèi)或產(chǎn)品上的化學(xué)反應(yīng)。通常這些化學(xué)反應(yīng)被稱之為固化處理或在一些產(chǎn)業(yè)中稱為烘干。業(yè)已發(fā)現(xiàn)UV燈輻射的輻射能量的波長(zhǎng)(可見(jiàn)和不可見(jiàn)光譜)對(duì)能量轉(zhuǎn)移至產(chǎn)品中以實(shí)現(xiàn)所要求的化學(xué)變化特別有效。
輻射在產(chǎn)品上的波長(zhǎng)一般地在從約2.5微米至190毫微米的范圍內(nèi)變化。由系統(tǒng)處理的產(chǎn)品幾乎可是任何東西，但一般地是一“帶”狀的紙、塑料或紙型材料(例如，硬紙板)。“帶”包括傳遞通過(guò)一組輥?zhàn)拥囊贿B串材料。輻射能量源(一般多于一燈或燈泡)沿帶放置各個(gè)點(diǎn)，以將能量輻射至帶上。在該處理過(guò)程中，致使帶表面的涂層或者帶材料自身經(jīng)受一化學(xué)變化。這樣，使帶上的涂層(例如，油墨、漆或粘合劑)或者帶自身固化。
遺憾的是，單個(gè)UV能量燈的性能在其使用期限內(nèi)可變化。一較新的燈比其較舊時(shí)可更強(qiáng)烈地輻射能量。此外，相同規(guī)格的單個(gè)燈性能也可不同。特別地，從一燈至下一燈可更強(qiáng)烈地發(fā)射不同波長(zhǎng)?？梢灶A(yù)料，當(dāng)一燈變舊，其性能一般下降直至其最終損壞。提供給燈的電力也可影響燈的性能。如果用于燈的供電波動(dòng)，由燈產(chǎn)生的特殊的波長(zhǎng)會(huì)強(qiáng)烈變化。燈周圍的空氣溫度的差異以及其使變暖所占時(shí)間的差異也導(dǎo)致波長(zhǎng)強(qiáng)度的變化。所有這些由燈發(fā)射的輻射能量的強(qiáng)度變化會(huì)導(dǎo)致帶的烘干和固化水平的變化。因此，為了優(yōu)化處理以及提供一致的產(chǎn)品，有必要監(jiān)控由燈發(fā)射出的輻射能的量以確保提供給帶適當(dāng)?shù)暮娓珊凸袒瘯r(shí)間。
為了測(cè)量照射到帶上的輻射能量的量或“劑量”，則需要一探測(cè)系統(tǒng)。在過(guò)去，已使用許多測(cè)量該輻射能量總量的方法。一早先的估算能量燈是否提供足夠輻射能量的方法是檢驗(yàn)位于燈下游的帶。雖然這對(duì)于確定帶是否已適當(dāng)?shù)毓袒o予一非常精確的測(cè)量，但是在處理中測(cè)量發(fā)生得太遲，使未適當(dāng)固化的產(chǎn)品不能使用，而浪費(fèi)及丟棄。
另一測(cè)量方法是使用諸如“燈圓盤”(在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)業(yè)已知曉)的電子儀器放置在帶上，并隨著帶移動(dòng)在燈和帶之間，以提供一由燈發(fā)射的輻射能量的總量的檢驗(yàn)測(cè)量。盡管該種方法對(duì)燈的性能給予一更直接的測(cè)量，但是其在裝備期間執(zhí)行，而不是在實(shí)際生產(chǎn)中執(zhí)行，這樣，在實(shí)際的運(yùn)行時(shí)間過(guò)程中，沒(méi)有收集照射到帶上的能量的信息。尤其是，沒(méi)有獲得照射到帶上的輻射能量的變化的測(cè)量。再一次導(dǎo)致未適當(dāng)固化的產(chǎn)品。
為了避免這種產(chǎn)品的浪費(fèi)，設(shè)計(jì)一監(jiān)控提供給每一燈的電源的能量提取的第二種方法，試圖提供一燈實(shí)際使用的能量的“實(shí)時(shí)”測(cè)量。該測(cè)量是一非常粗略且不準(zhǔn)確的方法來(lái)估計(jì)由燈發(fā)射的以及在連續(xù)的基礎(chǔ)上照射到帶上的輻射能量的總量。雖然不準(zhǔn)確，但是該方法是“實(shí)時(shí)”測(cè)定有多少輻射能量照射到帶上的一種嘗試?！皩?shí)時(shí)”測(cè)量輻射能量使更精確地控制帶的固化時(shí)間(例如，通過(guò)改變帶通過(guò)處理的速度來(lái)提供較長(zhǎng)或較短的烘干時(shí)間)變?yōu)榭赡芏档彤a(chǎn)品的浪費(fèi)。遺憾的是，許多因素使測(cè)量從燈提取的能量成為對(duì)照射到帶上的輻射能量的不精確的測(cè)量，其結(jié)果抵消任何從實(shí)時(shí)測(cè)量獲得的優(yōu)點(diǎn)。例如，當(dāng)燈自身老化引起的退化，由燈提取的能量總量會(huì)相對(duì)于發(fā)射的輻射總量而變化。此外，對(duì)提取一特定總量的功率發(fā)射的輻射量會(huì)因燈的不同而變化。為了減輕這些問(wèn)題，電子探測(cè)裝置放置在燈的周圍以測(cè)量從燈發(fā)射的輻射能量的直接輸出。然而，加工處理周圍的環(huán)境條件(例如，高濕、高溫、射頻輻射，和諸如懸浮在空氣中的粘合劑、漆等異物)經(jīng)常導(dǎo)致探測(cè)儀內(nèi)的電子線路擊穿和故障。
最后，設(shè)計(jì)遙控收集裝置，其允許由燈發(fā)射的輻射能量收集并傳輸(一般通過(guò)光纖電纜)至放置在遠(yuǎn)離帶周圍的惡劣環(huán)境的一探測(cè)裝置。這些裝置放置在燈的背側(cè)(與帶相對(duì))，允許獲取燈發(fā)射的輻射能量的總量的直接測(cè)量。對(duì)這些裝置作離帶的燈的相對(duì)側(cè)的這種放置有兩個(gè)主要的原因第一，在帶和燈之間僅有很小的空間，以及第二，因?yàn)榇蠖嗉庸ぬ幚碇械膼毫迎h(huán)境直接在帶流動(dòng)和燈機(jī)架的表面之間。帶和燈之間的空間很小以保持諸如氧氣(其會(huì)在一些處理中影響帶的固化)的污染物最小化，以及確保從燈照射到帶上的輻射能量最大化。在該定位的環(huán)境極端惡劣，因?yàn)?，其最直接地接觸燈的輻射和熱量，以及離帶的粘結(jié)物和懸浮污染物。
盡管遙控收集裝置解決了一些上述的問(wèn)題，但是它們?nèi)晕刺峁┱丈涞綆系妮椛淠芰繌?qiáng)度的準(zhǔn)確的測(cè)量。通常地，放置一透明蓋子在燈上以保護(hù)燈元件遠(yuǎn)離懸浮的污染物。該透明蓋子隨著時(shí)間推移變得模糊(由于懸浮的污染物)，其阻止一部分由燈發(fā)射的輻射能量照射到帶上。這樣，放置在燈背部的收集裝置不經(jīng)受這種降低，不能獲得輻射至帶上的能量的一精確的測(cè)量。
如上討論，由于燈和帶之間的小的實(shí)際空間，在帶和燈之間放置一能經(jīng)受強(qiáng)熱和漂浮污染物的惡劣環(huán)境的傳感器是有問(wèn)題的。使用防護(hù)罩的傳感器體積過(guò)大而不能在燈和帶之間定位。足夠小而能放置在所需位置的收集裝置沒(méi)有防護(hù)罩，由于懸浮的污染物和帶周圍的高輻射而快速退化。此外，由于高熱、高輻射、高濕，使包含電子啟動(dòng)部件的傳感器快速退化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一氣動(dòng)致動(dòng)能量收集裝置。該裝置包括具有一能量收集器的一支承件。一防護(hù)屏可滑動(dòng)地附連至支承件并定位在一第一位置和一第二位置。將防護(hù)屏放置在第一位置以使防護(hù)屏遮蓋收集器。將防護(hù)屏放置在第二位置，這樣其不遮蓋收集器。防護(hù)屏偏置在一位置內(nèi)。鄰接防護(hù)屏設(shè)置一室，這樣，當(dāng)室加壓時(shí)，壓力克服防護(hù)屏的偏壓，并在第一位置和第二位置之間移動(dòng)防護(hù)屏。
在能量收集裝置的一較佳的實(shí)施例中，當(dāng)防護(hù)屏放置在第二位置時(shí)，加壓空氣簾在收集器上吹過(guò)。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是一示意圖，示出在固化處理中使用的本發(fā)明的能量收集裝置。
圖2是鄰接一紫外線加熱燈安裝的本發(fā)明的能量收集裝置的一立面視圖。
圖3是本發(fā)明的能量收集裝置的一較佳的實(shí)施例的分解立體圖。
圖3A是本發(fā)明能量收集裝置的縱向支承軸的放大的立體圖。
圖4是本發(fā)明的能量收集裝置的縱向截面視圖，示出在“關(guān)閉”位置的防護(hù)屏。
圖5是本發(fā)明的能量收集裝置的縱向截面視圖，示出在“打開(kāi)”位置的防護(hù)屏。
盡管以上示出的附圖闡述了本發(fā)明的一較佳的實(shí)施例，但是如在討論中提及的，也可考慮其他的實(shí)施例。在所有的實(shí)例中，通過(guò)實(shí)施例(非限制性)公開(kāi)呈現(xiàn)本發(fā)明而無(wú)限制性。應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明原理的范圍和精神內(nèi)，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士可設(shè)計(jì)出多種其它的改型和實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在圖1示出在一示范性的生產(chǎn)過(guò)程中的本發(fā)明的能量收集裝置10。每一能量收集裝置10鄰接一紫外線(UV)燈12(單個(gè)電燈泡或多個(gè)電燈泡皆可)安裝，以能在UV燈12和一連串帶14(通常是一紙或聚合體基底的材料)之間設(shè)置。帶14利用輥?zhàn)?6沿方向15(見(jiàn)圖1中的箭頭)在一孔模18下前進(jìn)，孔模擠出(涂覆)一粘結(jié)劑層22(或者諸如油墨、漆等的其它涂層)至帶14上。當(dāng)帶14在燈12前并在輥?zhàn)?6(或者其它的帶支承結(jié)構(gòu))之間行進(jìn)時(shí)，帶14和在其上的粘結(jié)劑層22受熱，并由燈12發(fā)射的輻射能量固化粘結(jié)劑層。設(shè)置能量收集裝置10以能收集一部分自每一燈12提供給帶14的輻射能量。這樣，能量收集裝置10暴露于由帶14經(jīng)受的實(shí)際的輻射能量，因此，緩解了在過(guò)去的收集裝置中碰到的能量探測(cè)問(wèn)題。應(yīng)該指出的是，該處理結(jié)構(gòu)僅是使用本發(fā)明的能量收集裝置10的示范性的處理。在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的能量收集裝置10可用于要求的收集輻射能量的任何數(shù)量的處理中。例如，能量收集裝置10可在打印處理中使用，其中輻射能量用于烘干施加到基底上的油墨。
在圖2中示出本發(fā)明的能量收集裝置10安裝至一紫外線燈組件12。在該實(shí)施例中，能量收集裝置10固定至一安裝托架24。以該種方式安裝能量收集裝置10允許其使用安裝螺釘25或者其它在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的安裝方法沿?zé)艚M件12的本體的任意位置定位。
收集裝置10不包括電子部件，代之以供給一加壓氣來(lái)操作裝置10。相應(yīng)地，一加壓氮管線26穿過(guò)燈組件12的孔27A延伸至收集裝置10。氮管線26提供壓縮的氮?dú)?較佳的是近似3至100psi)至能量收集裝置10。應(yīng)該注意到，使用的壓縮氮?dú)馐鞘痉缎缘?，其它任何的壓縮氣體可供給至能量收集裝置10(例如，空氣)。在本發(fā)明的收集裝置10內(nèi)，一旦能量已收集，其通過(guò)一光纖電纜從探測(cè)器輸出以作進(jìn)一步的分析。相應(yīng)地，一光纖電纜28延伸穿過(guò)紫外線燈組件12的孔27B，并附連至能量收集裝置10。在圖2中，示出能量收集裝置10處于一第一關(guān)閉位置。
如圖3所示，每一能量收集裝置10包括一安裝體30，一普通的管狀防護(hù)屏32，一氣動(dòng)配件34，一光纖支架36以及一防護(hù)裝置38。安裝體30一般包括較佳地設(shè)置在安裝體30和凹腔42兩側(cè)的安裝孔40A。凹腔部分42一般從安裝體30銑磨以完全地延伸通過(guò)光收集裝置10的安裝體30(從一端至另一端)。使用防護(hù)螺釘40B插入安裝孔40A內(nèi)將防護(hù)裝置38安裝在安裝體30的一側(cè)。防護(hù)裝置38用作遮蓋凹腔42的一側(cè)。該安裝防護(hù)裝置38的多樣性允許能量收集裝置10在相對(duì)于燈組件12的多種位置被安裝，而仍提供防止外來(lái)物碰撞的保護(hù)。當(dāng)安裝完畢時(shí)，防護(hù)裝置38設(shè)置在收集輻射能量的安裝體30的相對(duì)側(cè)。在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，雖然防護(hù)裝置38是理想的，但如果不設(shè)置防護(hù)裝置38也不超越本發(fā)明的范圍。
安裝體30較佳的最大長(zhǎng)度、寬度和深度尺寸分別近似為3.375英寸、1英寸和0.5英寸或不足。較佳的，能量收集裝置10的總體尺寸(包括防護(hù)裝置38、光纖支架36和氣動(dòng)配件34)小于4.25英寸、1.25英寸和0.625英寸(即，長(zhǎng)度、寬度和深度尺寸)。盡管這些尺寸反映易于制造的較佳實(shí)施例的尺寸，但是如果處理要求小的話，裝置10可做成較小的尺寸。維持0.625英寸或小于其的最小的總體尺寸允許裝置10安裝在帶16和燈12之間(見(jiàn)圖1)的最小空間內(nèi)。在許多處理中，有必要保持帶14和燈12之間的距離最小化以確保從燈12照射到帶14上的輻射能量總量最大化，以及確保進(jìn)入該空間的污染物不影響帶14。污染物可包括氧氣，其會(huì)不利地影響固化處理。通過(guò)較小地保持該距離，帶14和燈12之間的區(qū)域可有效地充滿惰性氣體(諸如，氮?dú)?，保持處理的完整性。應(yīng)該指出的是，雖然已討論了本發(fā)明的收集裝置的具體尺寸，但是可定制尺寸以適合所需的應(yīng)用，包括增加尺寸以構(gòu)造一較大的裝置。
安裝體和防護(hù)裝置一般都由鋁材料磨成。選擇鋁是因?yàn)槠涮峁┮惠p型的、易于成形的、耐熱和輻射的材料。而且鋁堅(jiān)固能抵擋在工業(yè)安裝中出現(xiàn)的任何沖擊。然而應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，盡管鋁是較佳的，但是也可使用任何滿足裝置10放置的處理環(huán)境要求的其他材料。選擇的較佳的材料是能夠抵擋在處理中使用的化學(xué)品料，因而在裝置10運(yùn)行中不會(huì)出現(xiàn)裝置的“磨損”。換而言之，裝置10應(yīng)較佳地構(gòu)造成，能防止由磨損引起的形成裝置10的材料顆粒的碎落，以及影響全部操作或裝置10的致動(dòng)或操作。一可選擇性地使用諸如陽(yáng)極氧化或特氟隆的保護(hù)涂層來(lái)進(jìn)一步在處理環(huán)境中保護(hù)裝置10。
安裝體30內(nèi)的凹腔42使安裝體30呈現(xiàn)大致上“C”型?！癈”的腿在凹腔42的兩側(cè)形成第一和第二支承腿44A和44B。較佳地，凹腔42設(shè)置成第二腿44B比第一腿44A厚。在最佳的實(shí)施例中，第一腿44A沿安裝體30的長(zhǎng)度延伸0.375英寸。第二腿44B沿安裝體30的長(zhǎng)度延伸1.375英寸。設(shè)置穿過(guò)每一支承腿44A和44B的支承鏜孔46A和46B，并軸向?qū)R。較佳地，支承鏜孔46A具有一近似為0.75英寸的直徑，且支承鏜孔46B具有一近似為0.3125英寸的直徑。設(shè)置一縱向的支承軸50穿過(guò)支承鏜孔46A和46B以由支承臂44A和44B支承。較佳地，設(shè)置一組螺釘48A和一組螺釘孔48B穿過(guò)第一腿44A，以固定相對(duì)裝置10的縱向的支承軸50位置的就位，然而在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，也可使用其他的方法來(lái)阻止縱向的支承軸50從支承鏜孔46A和46B移出。一透明管52(較佳的是石英)、一壓縮彈簧54、一防護(hù)屏32以及光纖支架36相對(duì)支承軸50同軸地設(shè)置。盡管透明管52較佳的是石英，但是還可使用能抵擋處理環(huán)境條件的任何透輻射的材料。通過(guò)穿過(guò)光纖支架36內(nèi)螺紋孔36B的一組定位螺釘36A，將光纖支架36固定至支承軸50。然后，光纖電纜28以本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士已知的方式固定至光纖支架36。
氣動(dòng)配件34是本技術(shù)領(lǐng)域的那些熟練人士已知的一種類型。較佳地，氣動(dòng)配件34旋入在第二支承腿44B的鏜孔46B內(nèi)。一旦組裝完成，支承軸50的第一端58設(shè)置在氣動(dòng)配件的內(nèi)側(cè)(最佳地如圖4和5所示)。
如圖3A所示，支承軸50具有一縱軸線56、一第一端58和一第二端60。較佳地，支承軸50沿其長(zhǎng)度增加直徑。較佳地，支承軸50從第一端58至第二端60的最大長(zhǎng)度近似為3.125英寸。從第一端58，一第一直徑61A沿著支承軸50延伸近似二分之一路程(較佳地近似為1.375英寸)。一較大的第二直徑61B從一擴(kuò)大的軸肩63A延伸并繼續(xù)支承軸50的剩余長(zhǎng)度(較佳地是1.75英寸)至第二端60。軸肩63A形成從第一直徑部分61A至第二直徑部分61B的過(guò)渡。盡管對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士顯而易見(jiàn)的是，該軸肩63A可以垂直于縱軸線56，但較佳的是，其形成與縱軸線56小于90度的夾角。在第二直徑部分61B內(nèi)，一收集孔62設(shè)置在接近第二端60的支承軸50內(nèi)。光纖鏜孔64沿支承軸50的縱軸線56從支承軸50的第二端60延伸，以便與收集孔62連通。不管安裝體30如何安裝，通過(guò)將保持支承軸50在安裝體30內(nèi)的定位螺釘48A(圖3所示)松開(kāi)，支承軸50可繞其縱軸線線56轉(zhuǎn)動(dòng)，以使收集孔62面對(duì)燈12(見(jiàn)圖1)。在一較佳的實(shí)施例中，支承軸50可大約轉(zhuǎn)動(dòng)320度。
如圖3A所示，收集孔62較佳地具有與縱軸線56約成45度夾角的第一和第二反射側(cè)65A和65B，以接收進(jìn)入收集孔62的輻射光子(例如，能量)。反射側(cè)65B引導(dǎo)能量使其平行支承軸50的縱軸線線56移動(dòng)。光纖鏜孔64穿過(guò)第一反射側(cè)65A延伸以與收集孔62連通。第二反射側(cè)65B引導(dǎo)能量朝向光纖鏜孔64(進(jìn)一步參照?qǐng)D5描述)。為便于生產(chǎn)，反射側(cè)65A和65B設(shè)置成與縱軸線56成45度角。應(yīng)該注意的是，在不離開(kāi)本發(fā)明的范圍的情況下可使用其它的夾角。例如，反射側(cè)65A可設(shè)置成垂直縱軸線56，而保持反射側(cè)65B的45度夾角。在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，按照所要求的探測(cè)的能級(jí)，每一側(cè)(與縱軸線)的夾角可在0至90度之間獨(dú)立地變化。
縱向支承軸50較佳地由鋁形成(但也可使用其他的材料)。如前所述，鋁是輕型的且特別抗具有輻射和熱量的惡劣工業(yè)條件。此外，鋁易于拋光以允許輻射光子的高反射，無(wú)需鑲嵌或涂覆一第二反射材料至收集孔62的兩側(cè)65上。雖然在一較佳的實(shí)施例中，拋光兩第一和第二反射側(cè)65A和65B以提供一反射表面(由于易于生產(chǎn))，但是為了操作裝置10，僅需要第二反射側(cè)65B提供反射表面。此外，側(cè)65A和65B可按照裝置10所要求的收集特征改變反射性。例如，可將一特氟隆涂層(或者其它類似的涂層)涂復(fù)至反射側(cè)65A和65B的其中一側(cè)或兩側(cè)，以建立一擴(kuò)散表面(在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士業(yè)已知曉)，再一次允許按照被監(jiān)控的具體處理優(yōu)化裝置10(鏡面反射器與漫射反射器)的收集特征。
沿第二直徑部分61B的長(zhǎng)度(較佳地，離第二端60近似0.75英寸)在近似中途處，繞縱向支承軸50形成有一環(huán)63B。環(huán)63B在軸肩63A和收集孔62之間、接近收集孔62處與支承軸50同軸地設(shè)置。沿縱向支承軸50的長(zhǎng)度(較佳的，離支承軸50的第一端58近似1.25英寸)近似中途處，在第一直徑部分61A接近軸肩63A處設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)排氣孔67。一壓力鏜孔68沿支承軸50的縱軸線線56從支承軸50的第一端58至排氣孔67延伸，并與排氣孔67以及通過(guò)氣動(dòng)配件34的氣體管線26連通。
如圖4所示，光纖元件66被引導(dǎo)穿過(guò)光纖鏜孔64至收集孔62內(nèi)，以接收照射到收集孔62上的輻射。這樣，光纖光纜28、光纖支架36和收集孔62都輻射連通。應(yīng)該注意的是，為了清晰起見(jiàn)，對(duì)能量收集裝置10按照無(wú)圖2和3中所示的防護(hù)屏38的情況下作圖示和描述。光纖支架36相對(duì)支承軸50在第一端58和收集孔62之間由固定螺釘36A同軸地連接。透明管52(或者石英或者透明護(hù)罩)相對(duì)支承軸50接近支承軸50的第一端58設(shè)置，并保持在支承軸50上的環(huán)63B和光纖支架36之間的適當(dāng)位置。這樣設(shè)置石英管52以包圍收集孔62。石英管52用作防止照明收集裝置10周圍環(huán)境的外來(lái)物體進(jìn)入收集孔62。該保護(hù)措施有助于防止對(duì)延伸進(jìn)入收集孔62的光纖元件66的損壞。應(yīng)該注意的是，雖然收集器62較佳地是上述的形狀，但在不離開(kāi)本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，也可使用其它形狀的收集器(例如，引導(dǎo)光纖元件66垂直于支承軸50的縱軸線56延伸)。
保護(hù)屏32相對(duì)支承軸50可移動(dòng)地設(shè)置在壓縮彈簧54和光纖支架36之間。該防護(hù)屏32包括一第一端72A和一第二端72B。防護(hù)屏32具有一第一直徑部分74A和一第二直徑部分74B(見(jiàn)圖4)。第一直徑部分74A從第一端72A延伸至近似在沿防護(hù)屏32的縱向長(zhǎng)度(較佳的近似為0.625英寸)的三分之一路徑處的一點(diǎn)。第二直徑部分74B延伸防護(hù)屏32的余下縱向長(zhǎng)度(較佳的近似為1.125英寸)至防護(hù)屏32的第二端72B。從第一直徑部分74A至第二直徑部分74B的過(guò)渡，相對(duì)防護(hù)屏32的內(nèi)壁78A環(huán)向地形成一內(nèi)部軸肩77A。內(nèi)部軸肩77A從第一直徑部分74A至第二直徑部分74B徑向向外地延伸。該過(guò)渡還相對(duì)防護(hù)屏32的外壁78B環(huán)向地形成一外部軸肩77B。外部軸肩77B從第一直徑部分74A至第二直徑部分74B徑向向外地延伸?？v向支承軸50的第一端58設(shè)置在氣動(dòng)配件34內(nèi)，這樣，壓力鏜孔68與氣動(dòng)配件34內(nèi)的配件孔34A連通。壓縮彈簧54接近支承軸50的第一端58，在氣動(dòng)配件34內(nèi)的彈簧套34B和防護(hù)屏32的第一端72A之間，相對(duì)縱向支承軸50同軸地設(shè)置。
壓縮彈簧54沿箭頭方向70(圖4)將防護(hù)屏32朝向支承軸50的第二端60偏壓，直到防護(hù)屏32的第二端72B接合光纖支架36。壓縮彈簧54通過(guò)在防護(hù)屏的第一端72A和氣動(dòng)配件34之間受壓而對(duì)防護(hù)屏32提供偏壓力。盡管本發(fā)明的較佳實(shí)施例使用一彈簧，但是也可選擇使用在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已知的其它偏壓裝置(或力)(例如，彈性體元件或者磁耦合)。防護(hù)屏32由此位于在收集孔62上的一第一關(guān)閉位置，因而阻止輻射能量的光子75進(jìn)入收集孔62。如圖所示的，防護(hù)屏第一端72A包括一環(huán)形凸緣76，其與支承軸第一直徑部分61A密封地接合。雖然其與第一直徑部分61A密封地接合，但是環(huán)形凸緣76可相對(duì)于支承軸50滑動(dòng)。通過(guò)對(duì)支承軸50的第一直徑部分61A的表面(或者在環(huán)形凸緣76上)涂復(fù)一特氟隆涂層(或硬面層)，可增強(qiáng)該滑動(dòng)功能。特氟隆涂層還有助于防止會(huì)影響處理以及裝置10運(yùn)行時(shí)從裝置10產(chǎn)生的粒子(或者“磨損”)。通過(guò)確保裝置10的磨損最小，裝置10變?yōu)樘幚碇械囊弧俺志谩辈糠?。換而言之，在生產(chǎn)線的壽命期間，裝置10一般無(wú)需替換。
防護(hù)屏32的第一直徑部分74A的內(nèi)壁78A與支承軸第二直徑部分61B(見(jiàn)圖4)保持緊公差。環(huán)63B與防護(hù)屏32的內(nèi)壁78A沿防護(hù)屏32的第二直徑部分74B可滑動(dòng)地接合。再一次，通過(guò)對(duì)支承軸50的第二直徑部分61B的表面或是環(huán)63B涂復(fù)一特氟隆涂層可增強(qiáng)兩表面之間的滑動(dòng)。一加壓室(或者壓力室)84形成在防護(hù)屏32的環(huán)形凸緣76和支承軸50的環(huán)63B之間。當(dāng)推動(dòng)壓縮氮?dú)?或者其它壓縮氣體)通過(guò)氣體管線26時(shí)，壓縮氮?dú)怆x開(kāi)排氣孔67并進(jìn)入加壓室84。壓縮氣體在支承軸50(沿第一直徑部分61A部分)的防護(hù)屏32的突緣76、支承軸50的第一軸肩以及防護(hù)屏第一直徑部分74A的內(nèi)壁78A之間截留。集攏這些邊界形成加壓室84。當(dāng)加壓室84內(nèi)的壓力形成時(shí)，壓縮彈簧54的偏壓力被克服。
如圖5所示，增加的壓力驅(qū)使防護(hù)屏克服彈簧54的偏壓力，沿箭頭方向86(圖5)朝向支承軸50的第一端58移動(dòng)。防護(hù)屏32被驅(qū)使朝向縱向的支承軸50的第一端58，直到防護(hù)罩32的外臺(tái)肩77B接合在第二支承腿44B上的停止面90。停止面90形成在接近凹腔42的第二支承腿44B上并繞支承膛孔46B延伸。當(dāng)外臺(tái)肩77B接合停止面90時(shí)，阻止防護(hù)屏32沿箭頭方向86的任何進(jìn)一步移動(dòng)。接著，將能量收集裝置10放置在第二“打開(kāi)”位置。在第二“打開(kāi)”位置，可見(jiàn)光子75能傳播通過(guò)石英管52并進(jìn)入收集孔62內(nèi)，以照射光纖元件66。輻射能量接著通過(guò)光纖光纜28傳輸至一遠(yuǎn)處的探測(cè)單元(未示出)作記錄和分析。
當(dāng)防護(hù)屏32朝向縱向支承軸50的第一端58移動(dòng)時(shí)，防護(hù)屏32的內(nèi)臺(tái)肩77A在支承軸50的第一直徑部分61A上移動(dòng)。一旦內(nèi)臺(tái)肩77A移動(dòng)通過(guò)軸臺(tái)肩63A，防護(hù)屏32的第一直徑部分74A的內(nèi)壁78A與支承軸50的第二直徑部分61B不再密封接合。當(dāng)防護(hù)屏32的外臺(tái)肩77B接合安裝體30的停止面90時(shí)，防護(hù)屏32的第一直徑部分74A繞支承軸50的第一直徑部分61A設(shè)置。防護(hù)屏32的第二直徑部分74B大致上繞支承軸的第二直徑部分61B設(shè)置。通過(guò)如此的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使加壓室84的范圍擴(kuò)展，這樣，室84現(xiàn)由防護(hù)屏32的環(huán)形凸緣76、防護(hù)屏32的內(nèi)壁78A(沿第一和第二直徑部分74A和74B)、環(huán)63B和支承軸50(沿第一直徑部分61A和第二直徑部分61B部分)形成。如上所述，縱向支承軸50的環(huán)63B沿防護(hù)屏32的第二直徑部分74B與防護(hù)屏32的內(nèi)壁78A可滑動(dòng)地接合。
較佳地，防護(hù)屏32的內(nèi)壁78A和環(huán)63B之間的環(huán)形交界面具有一公差，這樣允許少量壓縮氣體在該交界面從加壓室84泄漏。逃逸的壓縮氣體形成一氣體簾，其朝向支承軸50的第二端60(在圖5中沿箭頭95方向)沿支承軸50同軸地延伸。當(dāng)防護(hù)屏處于第二“打開(kāi)”位置時(shí)，該氣體簾在石英管52上被引導(dǎo)，通過(guò)它們的吹動(dòng)，起阻止外來(lái)物質(zhì)(包括處理中的水蒸氣)碰撞石英管52的作用。通過(guò)形成如此一氣體簾，由于氣體簾起驅(qū)逐粒子并阻止它們粘附石英管52的作用，所以，提高能量收集裝置10的效力。這樣，氣體簾抑制了會(huì)隨著時(shí)間推移使石英管52模糊并阻止能量收集裝置10獲取能量光子75的精確測(cè)量。因此，氣體簾有助于減少裝置10的保養(yǎng)并減少裝置10需要置換的可能性，使其成為系統(tǒng)的一永久部分(前面已討論)。
在經(jīng)過(guò)一預(yù)定時(shí)間，(一般由一計(jì)算機(jī)化的控制器指示，未示出)，加壓室84降壓，而壓縮彈簧54再一次將防護(hù)屏32偏壓至第一“關(guān)閉”位置內(nèi)(見(jiàn)圖4)。較佳地，對(duì)裝置提供一低水平的加壓(在彈簧54的偏壓力下)，這樣即使處于“關(guān)閉”位置，裝置10的公差允許裝置10內(nèi)的正壓非常緩慢地從裝置10泄漏。通過(guò)允許氣體在裝置部件之間的接合面逃逸，阻止了外來(lái)物質(zhì)進(jìn)入裝置。尤其是，當(dāng)裝置開(kāi)動(dòng)時(shí)，可阻止防護(hù)屏32被“粘住”。
以這種方式，沒(méi)有對(duì)能量收集裝置10的不適當(dāng)?shù)耐{，如由于石英管52的模糊或光纖元件66的退化造成的威脅，即可多次測(cè)量能量光子75。因?yàn)闆](méi)有電子部件包括在能量收集裝置10內(nèi)，所以能量收集裝置10周圍環(huán)境的惡劣水平(例如，熱度、輻射、濕度等)不會(huì)影響能量收集裝置10的運(yùn)行。此外，相對(duì)少的運(yùn)動(dòng)部件允許能量收集裝置10比現(xiàn)有技術(shù)的收集裝置小而不突出。整體的小尺寸允許裝置10放置在以前不易放入的環(huán)境內(nèi)。所有的這些優(yōu)點(diǎn)提供了將能量收集裝置10放置在可直接測(cè)量直接影響烘干處理的輻射光子75的測(cè)量的位置的可能(換句話說(shuō)，當(dāng)帶前進(jìn)時(shí)，本發(fā)明的輻射收集裝置“可看見(jiàn)”相同的輻射能量輸出)。更精確的測(cè)量允許過(guò)程的較佳控制、浪費(fèi)較少產(chǎn)品以及增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。
雖然參照較佳的實(shí)施例描述本發(fā)明，但是在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練人士應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，在不離開(kāi)本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明作變化。
權(quán)利要求
1.一能量收集裝置，其包括一具有能量收集器的支承件；一可滑動(dòng)地附連至支承件的防護(hù)屏，防護(hù)屏在一第一位置和一第二位置之間可移動(dòng)，其中，在第一位置防護(hù)屏遮蓋收集器，而在第二位置防護(hù)屏不遮蓋收集器，其中，防護(hù)屏被偏置在其中一位置內(nèi)；以及一鄰接防護(hù)屏設(shè)置的室，這樣，引入壓縮氣體至室內(nèi)克服該偏壓，并將防護(hù)屏移動(dòng)至一相對(duì)位置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括一彈簧，其設(shè)置在防護(hù)屏和支承件之間，以偏壓防護(hù)屏至第一位置。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括一安裝體，其具有一第一腿和一第二腿，其中，支承件固定地安裝至第一腿和第二腿。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，一第一鏜孔延伸穿過(guò)第一腿，一第二鏜孔延伸穿過(guò)第二腿，其中，支承件設(shè)置穿過(guò)第一和第二鏜孔。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，支承件可轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在第一和第二鏜孔內(nèi)。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，還包括一可定位的防護(hù)裝置附連至安裝體。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，支承件由鋁制成。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，安裝體具有至少一個(gè)約小于0.625英寸的總體尺寸。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，支承件還包括一第一端、一第二端、一從第一端至第二端延伸的縱軸線、一沿縱軸線線從第二端至收集器延伸的光纖鏜孔、一排氣孔以及一沿縱軸線線從第一端至排氣孔延伸的壓力鏜孔。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，支承件包括一第一端和一第二端，且還包括一固定至第二端的光纖支架。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，支承件包括一第一端和一第二端，且還包括一固定至第一端的氣動(dòng)配件。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，支承件包括一第一端和一第二端，其中，支承件從第一端至第二端小于約3英寸。
13.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，收集器還包括一第一側(cè)壁，其相對(duì)縱軸線約45度傾斜，其中，光纖鏜孔延伸穿過(guò)第一側(cè)壁；以及一第二側(cè)壁，其相對(duì)縱軸線約45度傾斜，其中，引導(dǎo)撞擊第二側(cè)壁的能量朝向光纖鏜孔。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，收集器包括至少一反射面；以及一輻射傳感器，其中，反射面引導(dǎo)照射收集器的能量光子朝向傳感器。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，收集器包括至少一漫射面；以及一輻射傳感器，其中，漫射面引導(dǎo)照射收集器的能量光子朝向傳感器。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括一安裝在收集器上的輻射傳送蓋。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置具有一在收集器上的轉(zhuǎn)移壓縮氣體的孔。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置具有約為4.25英寸乘以1.25英寸乘以0.625英寸的最大整體尺寸。
19.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，始終允許小量壓縮氣體從室內(nèi)泄漏。
20.一能量收集裝置，其包括一具有一第一支承件和一第二支承件的安裝體；一縱向支承軸，其具有一設(shè)置在第一支承件內(nèi)的第一端和一設(shè)置在第二支承件內(nèi)的第二端，第一端包括一壓力鏜孔，第二端包括一收集器；一設(shè)置在支承件的收集器和第一端之間的排氣孔；一氣動(dòng)配件相對(duì)縱向支承軸的第一端設(shè)置，并與排氣孔連通；一固定至縱向支承軸的第二端的光纖支架，它與收集器輻射連通；一相對(duì)縱向支承軸在排氣孔和光纖支架之間設(shè)置的防護(hù)屏；以及一相對(duì)縱向支承軸在防護(hù)屏和氣動(dòng)配件之間設(shè)置的彈簧，這樣，彈簧偏壓防護(hù)屏朝向一遮蓋收集器的位置，其中壓縮氣體被引導(dǎo)至壓力鏜孔內(nèi)，氣體朝向防護(hù)屏被推出排氣孔，克服彈簧偏壓，并沿縱向支承軸平移防護(hù)屏以不遮蓋收集器。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，還包括一安裝在收集器上的透明護(hù)罩。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，引導(dǎo)壓縮氣體的氣簾通過(guò)透明護(hù)罩。
23.一用來(lái)收集從一紫外線燈朝向一連串帶上的輻射能量的方法，其包括在帶和紫外線燈之間設(shè)置一收集器；偏壓一防護(hù)屏至一第一位置遮蓋收集器，這樣，無(wú)輻射能量可達(dá)到收集器；以及使用氣動(dòng)壓力平移防護(hù)屏至一第二位置，這樣，防護(hù)屏不遮蓋收集器，允許輻射能量到達(dá)收集器上。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，還包括防護(hù)屏處于第二位置時(shí)，在收集器上引導(dǎo)一空氣簾。
全文摘要
本發(fā)明是一氣動(dòng)致動(dòng)能量收集裝置。該裝置包括具有一能量收集器的一支承件。一防護(hù)屏可滑動(dòng)地附連至支承件，并可在一第一“關(guān)閉”位置和一第二“打開(kāi)”位置之間移動(dòng)。在其第一位置內(nèi)，防護(hù)屏遮蓋收集器，而在其第二位置，防護(hù)屏不遮蓋收集器。防護(hù)屏偏置在其中一位置內(nèi)。鄰接防護(hù)屏設(shè)置一室，這樣，當(dāng)室加壓時(shí)，克服防護(hù)屏的偏壓，且防護(hù)屏在第一位置和第二位置之間移動(dòng)。
文檔編號(hào)G01J1/02GK1502038SQ01821033
公開(kāi)日2004年6月2日 申請(qǐng)日期2001年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月22日
發(fā)明者D·W·庫(kù)恩斯, D W 庫(kù)恩斯, T·M·克勞森, 克勞森, S·W·李, 李, S·R·范霍斯, 范霍斯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司