温度稳定的LED辐照系统和LED技术方案

提供了一种温度稳定的LED辐照系统。该系统包括LED。温度传感器被布置为感测LED附近的温度。耦接到所述温度传感器和所述LED的电路被配置为基于所感测的温度来调整到所述LED的功率。

【技术实现步骤摘要】
具有温度变化的LED连续恒定辐照相关申请的交叉引用本申请基于并要求2016年2月18日提交的美国临时专利申请No.62/296,776的优先权，其内容通过引用完整地并入本文。
技术介绍
在线湿化学分析仪用于各种工业中以提供对过程样本中的分析物的连续指示。该连续指示可以由分析仪本地地提供和/或远程地提供给一个或多个合适的设备，以便提供对化学过程的控制和/或监测。在线湿化学分析仪的一种具体类型是在线二氧化硅分析仪。这些设备被配置为在过程样本中产生反应，其允许确定样本中的二氧化硅的指示。这种分析仪可用于确定锅炉水、锅炉给水、软化水和蒸汽冷凝物中的二氧化硅含量。虽然这种分析仪在各种工业中是有用的，但它们尤其适用于发电厂锅炉。在这种系统中，二氧化硅可以形成硅酸盐沉积物，其可能损坏涡轮机和在水-蒸汽涡轮循环中使用的其他发电设备。因此，具有高压涡轮的发电厂通常仔细地监测二氧化硅，以确保有效的检测和去除/修复。在线二氧化硅分析仪的一个具体示例是由RosemountAnalytical、EmersonAutomationSolutions公司出售的商品名称型号为CFA3030的二氧化硅分析仪。在线二氧化硅分析仪通常将采用已知的反应，使得能够容易地检测过程样本中的二氧化硅。这种反应的一个示例被称为钼蓝方法。在钼蓝方法中，钼酸盐(通常为钼酸钾的形式)用于与过程样本/溶液中的二氧化硅反应，以产生适合于比色检测的化合物。根据钼蓝方法，基于通过湿化学过程形成的硅钼酸的颜色来测量水中的二氧化硅含量。
技术实现思路
提供了一种温度稳定的LED辐照系统。该系统包括LED。温度传感器被布置为感测所述LED附近的温度。耦接到所述温度传感器和所述LED的电路被配置为基于所感测的温度来调整到所述LED的功率。在阅读下面的详细描述并查看相关联的附图时，表征所要求保护的实施例的这些和各种其他特征和优点将变得显而易见。附图说明图1示出了根据本专利技术实施例的比色分析仪的一部分。图2A是示出了根据本专利技术实施例的辐照度对温度的图表。图2B是示出了根据本专利技术实施例的辐照度对电流的图表。图3A至图3B示出了根据本专利技术实施例的LED电路。图4示出了根据本专利技术实施例的用于LED控制的方法的流程图。具体实施方式本公开涉及一种在温度变化期间保持恒定辐照度的发光二极管(LED)。各种比色湿化学分析仪采用LED以便产生比色测量所需的光。LED利用穿过p-n结的电子流来产生光。当以恒定电流驱动时，LED的辐照度是LED的环境的温度(即LED基板(管芯)的温度)的函数。当LED发射更接近红外光(IR)光谱的光时，尤其如此。在许多情况下，辐照度的这些基于温度的变化对于LED的用户可以是可接受的。然而，在一些应用中，例如比色分析仪，这种变化可能引起测量误差。当LED用作比色分析仪的光源时，光源的光强度随着放置分析仪的环境的温度而变化。光吸收率A在下面的等式1中给出：A＝-log10(I/I0)等式1其中I是在反应之后颜色已经显现时测量的光强度，并且I0是在颜色显现之前测量的光强度。在湿化学分析仪的操作期间，对光强度的这两次测量发生在不同的时间。如果环境温度在过程期间改变并且如果LED以恒定电流驱动，则测量的(I/I0)的计算将包括由辐照度对温度的依赖性所引起的误差。图1示出了根据本专利技术实施例的比色分析仪的一部分。比色分析仪100可以用于通过使光照104穿过液体108来分析位于测光单元106中的液体108。LED102产生穿过液体108并由光传感器110检测的光照104。光传感器110可以是检测光的特性的任何传感器，包括但不限于比色计、光谱辐射计、分光光度计或密度计。为了比较由比色分析仪100进行的多次测量，光照104必须一致。如果在测量之间存在光照104的变化，则必须对该变化进行调整，否则测量之间的比较将不准确。图2A中示出了LED的问题。图表200具有表示温度的X轴202和表示辐照度的Y轴204。趋势线206示出了随着LED的温度增加，LED的辐照度如何降低。该问题的一个解决方案是，如果温度改变，则从测光单元106排出液体108并且测量未受阻挡的光照104作为控制值。然后，在保持温度的同时，用液体108重新填充测光单元106，将光照104投射过液体108并测量实验值。然后，可以通过控制值调整实验值。这是一种可行的解决方案，但是具有排水-重新填充的成本，并且在基于变化的光照104值调整测量值期间也增加了错误的可能性。一种更好的解决方案是，随着温度变化，确保由LED102产生的光照104保持恒定。LED的辐照度不仅仅由温度决定。图2B是示出了根据本专利技术实施例的辐照度对电流的图表。图表250具有表示电流的X轴252和表示辐照度的Y轴254。趋势线256示出了随着提供给LED的电流增加，LED的辐照度如何增加。为了使LED在变化的温度环境中保持恒定的辐照度，可以改变提供给LED的电流。例如，随着温度增加，电流也将必须增加以保持恒定的辐照度。图3A示出了根据本专利技术实施例的LED电路。LED电路300包括LED302、LED驱动电路304、反馈电路308和温度传感器306。温度传感器306被设置为感测LED302附近的温度。温度传感器306可以是具有随温度变化的电特性的任何合适的结构。示例包括电阻温度检测器(RTD)、热电偶、热敏电阻等。在一个实施例中，温度传感器306可以利用散热器耦接到LED302管芯/基板。温度传感器306耦接到反馈电路308，反馈电路308向LED驱动电路304提供信号。反馈电路308和/或驱动电路304可以被实现为数字或模拟电路的任何组合。例如，反馈电路308可以使用具有模数转换器的微控制器来实现，该模数转换器接收来自温度传感器306的信号并提供温度的数字指示。然后，该数字指示可以由LED驱动电路304用来计算和调整提供给LED302的功率，从而基于所测量的温度控制辐照度。在一个实施例中，LED驱动电路304和反馈电路308是单个电路的组件。虽然图3A所示的实施例示出了与LED302分离的温度传感器306，但是明确预期的是，可以实践温度传感器是LED302的一部分或布置在LED封装内的实施例。图3B示出了一个实施例，其中LED驱动电路304、反馈电路308和温度传感器306布置在LED302内。然而，这些组件中的任何一个可以与LED302分离。图4示出了根据本专利技术实施例的用于LED控制的方法的流程图。辐照度稳定400包括三个步骤。在框402，在LED附近测量温度。在一个实施例中，在LED内进行温度测量。在框404，计算功率调整。功率调整的计算使用在框402中测量的温度作为输入。在一个实施例中，该计算包括来自制造商的温度对辐照度数据。在另一实施例中，该计算包括与测量的温度相乘的温度-辐射常数。在框406，使用来自框404的计算来调整到LED的功率。可以通过以数字和/或模拟电路的任何组合实现的电路来进行该调整。在调整提供给LED的功率之后，可以重复循环并且不断地调整提供的功率以补偿任何温度变化。虽然已经参照优选实施例对本专利技术进行了描述，本领域技术人员将会认识到的是，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可以实现形式和细节上的修改。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度稳定的LED辐照系统，包括：LED；温度传感器，被布置为感测所述LED附近的温度；以及电路，耦接到所述温度传感器和所述LED，其中所述电路被配置为基于所感测的温度来调整到所述LED的功率。

【技术特征摘要】
2016.02.18 US 62/296,7761.一种温度稳定的LED辐照系统，包括：LED；温度传感器，被布置为感测所述LED附近的温度；以及电路，耦接到所述温度传感器和所述LED，其中所述电路被配置为基于所感测的温度来调整到所述LED的功率。2.根据权利要求1所述的温度稳定的LED辐照系统，其特征在于，所述LED是比色分析仪中的照明源。3.根据权利要求1所述的温度稳定的LED辐照系统，其特征在于，通过连续控制所述LED的功率来使所述LED的辐照度保持恒定。4.根据权利要求1所述的温度稳定的LED辐照系统，其特征在于，通过控制到所述LED的电流来调整功率。5.根据权利要求1所述的温度稳定的LED辐照系统，其特征在于，所述温度传感器通过散热器耦接到所述LED。6.根据权利要求1所述的温度稳定的LED辐照系统，其特征在于，所述温度传感器布置在所述LED内。7.根据权利要求1所述的温度稳定的LED辐照系统，其特征在于，所述电路包括：数字电路组件和模拟电路组件。8.一种发光二极管LED，所述LED包括：温度传感器，被配置为感测所述LED内的温度；以及电路，耦接到所述温度传感器和电源，其中所述电路被配置为基于所感测的温度来调整提供给所述LED的功率。9.根据权利要求8所述的LED，其特征在于，所述温...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔林·塞奥巴努，杰弗里·劳伦斯·卢密保，
申请(专利权)人：罗斯蒙特分析公司，
类型：发明
国别省市：美国,US