利用模糊控制技术控制电热膜敷膜的方法技术

本发明专利技术公开一种模糊控制电热膜敷膜工艺，包括如下步骤：将基材置于加热的敷膜窑内；按预定的温度及电热膜成膜效率对基材喷膜；适时检测基材温度并将检测结果送至单片机；单片机适时输出控制电热膜成膜效率的信号；结束喷膜，取出敷有电热膜的基材。可以适时检测基材的温度变化情况，单片机执行模糊推理程序，根据温度的偏差及偏差变化率控制电热膜液体在基材上的成膜效率，以保证电热膜液体在基材表面水解氧化反应的效果一致性，提高了敷膜产品的合格品率，降低了电加热元件的成本，同时也使电热膜元件在功率上保持一致，可实现电热膜元件产业化，节约大量能源，具有较高的经济效益和社会效益。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电热膜敷膜工艺，尤其是一种利用模糊控制技术控制电热膜敷膜的工艺。
技术介绍
电热膜元件是一种新型的电热材料，其电加热效率比传统的电加热元件提高了30％以上。可是，到目前为止，电热膜元件并没有广泛应用，主要原因是因为现有的敷膜工艺没有解决电热膜元件的一致性问题。现有的电热膜元件的敷膜工艺有多种，比较常用的是喷射法。而喷射法通常有以下两种形式一种是小规模的制作工艺，即将基材预热，把预热后的基材放置在已经加热的敷膜炉中，使炉温升至400～700℃，再将液体状的电热膜材料从炉膛口喷入炉膛内，电热膜液体经高温汽化在基材表面产生水解反应，形成一层氧化膜，降温后从炉内取出敷有电热膜的基材即可；另一种则是大规模的制作工艺，即是开环控制自动敷膜工艺，工艺过程与前者基本相同，只是可以在定时、定温的条件下自动完成基材进炉、液体喷射及基材出炉的过程，包括控制液体喷射过程中基材的运动速度(转动和移动)。以上所述现有的两种敷膜工艺都是依靠有经验的镀膜人员，根据经验总结出的指标和个人在敷膜时的感觉来预定敷膜工艺的关键要素，即敷膜炉温度、敷膜时间及成膜效率，却没有对基材的温度、成膜效率进行适时控制，实际上，这样的工艺是不能保证电热膜元件的一致性的。电热膜元件的一致性是指电热膜液体在基材表面水解氧化反应的效果一致性，反应时的温度条件则直接影响着电热膜液体在基材表面水解氧化反应的效果，不同的温度条件下形成氧化膜的含量是有很大差别的。前述的敷膜工艺是在设定敷膜炉温度、设定液体喷量的条件下进行喷射的，而在实际连续喷射过程中，每次喷射时电热膜液体在基材上的水解反应都会使基材温度下降，虽然，敷膜炉所设定的温度恒定，但是基材的实际温度却是随时变化的。这种温度偏差和偏差的变化率，使氧化膜形成的条件发生了变化，即电热膜液体在基材表面水解氧化反应的效果不适时一致，使敷膜产品合格品率极低，造成大量的材料浪费，电加热元件的成本很高，难以普及应用。并且，所形成的电热膜元件在功率上都存在着差异，很难实现产业化。
技术实现思路
本专利技术的目的是要解决现有技术所存在的电热膜元件的不一致性，提供一种用现有的模糊控制技术控制的电热膜敷膜工艺。本专利技术的技术解决方案是一种模糊控制电热膜敷膜工艺，包括如下步骤a.将基材置于加热的敷膜窑内；b.按预定的温度及电热膜成膜效率对基材喷膜；c.适时检测基材温度并将检测结果送至单片机；d.单片机适时输出控制电热膜成膜效率的信号；e.结束喷膜，取出敷有电热膜的基材。所述的c步骤的还包括检测成膜厚度，并将检测结果送至单片机。所述的c步骤还可包括检测敷膜窑内的压力并将检测结果送至单片机。所述的d步骤为单片机输出控制喷膜枪与基材之间距离的信号。所述的d步骤为单片机输出控制基材运动速度的信号。所述的d步骤为单片机输出控制电热膜液体喷射流量的信号。所述的d步骤也可为单片机同时输出控制喷膜枪与基材之间距离的信号及控制基材运动速度的信号或单片机同时输出控制喷膜枪与基材之间距离的信号、控制基材运动速度的信号及控制电热膜液体喷射流量的信号。本专利技术将现有的模糊控制技术应用在电热膜敷膜工艺上，可以适时检测基材的温度变化情况，单片机执行模糊推理程序，根据温度的偏差及偏差变化率控制电热膜液体在基材上的成膜效率，以保证电热膜液体在基材表面水解氧化反应的效果一致性，提高了敷膜产品的合格品率，降低了电加热元件的成本，同时也使电热膜元件在功率上保持一致，可实现电热膜元件产业化，节约大量能源，具有较高的经济效益和社会效益。附图说明图1为本专利技术实施例电路原理框图。图2为本专利技术实施例工艺流程图。具体实施例方式下面将结合附图说明本专利技术的具体实施例。如图1所示为本专利技术实施例的电路原理框图。本专利技术实施例中的敷膜炉的结构同现有技术中的敷膜炉基本相同，即在敷膜窑内安装有用于卡住基材的卡具，同时也有可控制基材运动的装置，使基材即能以中心为轴进行转动，同时又能平行移动。同现有技术不同的是电热膜喷枪与基材的位置可通过电信号控制进行调整，如电动机械手即可。在电热膜液体进入喷枪的管路中，设有可调节电热膜液体流量元件，如电磁阀等。敷膜炉内还安装了可检测基材温度变化的温度传感器，可检测成膜厚度的传感器，如光谱探测针，还有检测炉窑内压力的压力的传感器。温度传感器、成膜厚度传感器及压力传感器的输出通过A/D转换电路接单片机输入接口电路，单片机的输出接口电路接限制喷枪位置的电动机械手、可控制基材运动的装置及控制电热膜喷量的电磁阀。与单片机还相接有键盘、显示器等。单片机执行模糊推理程序。如图2所示为本专利技术实施例的工艺流程图。首先将基材的基本数据输入到单片机，如基材的材质、型号等数据。单片机根据所输入的数据决定基材的预热温度及敷膜窑的加热温度。即将陶瓷管在置于热窑内加热到180℃，即在升温区对陶瓷管预热，再将陶瓷管置于已加热到预定温度(700℃)的敷膜窑内，按单片机所设定的温度及电热膜成膜效率对基材喷膜；即在设定的温度下，设定好喷枪与基材的距离、基材的运动速度(转动和移动)及电热膜的流量，按动喷枪开关，对基材喷膜。在喷膜的过程中，每次喷射时电热膜液体在基材上的水解反应都会使基材温度下降，此时，设置在敷膜窑内的温度传感器将适时检测温度的变化情况，并将检测结果送至单片机；单片机软件则会计算出温度的偏差及偏差变化率，并根据温度的偏差及偏差变化率计算出成膜的厚度，单片机适时输出控制电热膜成膜效率的控制信号，可通过以下方式控制成膜效率控制喷膜枪与基材之间距离、控制基材运动速度，即控制基材的转动和平移速度，控制电热膜液体喷射流量；此三种方式可单独使用，也可同时使用两种或三种方式，当喷膜达到目标功率时，单片机自动控制或人为控制开关，结束喷膜，取出敷有电热膜的基材。在适时检测温度的同时，也可通过成膜厚度传感器适时检测电热膜的成膜厚度，将检测结果与温度检测信号同时送至单片机，单片机根据温度偏差、温度偏差变化率及适时的成膜厚度，输出控制成膜效率的信号，成膜效率的控制信号同前所述。为了保证安全生产，设置在敷膜窑内的压力传感器将适时检测敷膜窑内的压力，并将检测结果送至单片机。单片机根据所输入的信号，及时关闭喷枪开关，结束喷膜。权利要求1.一种模糊控制电热膜敷膜工艺，包括如下步骤a.将基材置于加热的敷膜窑内；b.按预定的温度及电热膜成膜效率对基材喷膜；c.适时检测基材温度并将检测结果送至单片机；d.单片机适时输出控制电热膜成膜效率的信号；e.结束喷膜，取出敷有电热膜的基材。2.根据权利要求1所述的一种模糊控制电热膜敷膜工艺，其特征在于所述的c步骤还包括检测成膜厚度，并将检测结果送至单片机。3.根据权利要求1或2所述的模糊控制电热膜敷膜工艺，其特征在于所述的c步骤还包括检测敷膜窑内的压力并将检测结果送至单片机。4.根据权利要求1或2所述的模糊控制电热膜敷膜工艺，其特征在于所述的d步骤为单片机输出控制喷膜枪与基材之间距离的信号。5.根据权利要求1或2所述的模糊控制电热膜敷膜工艺，其特征在于所述的d步骤为单片机输出控制基材运动速度的信号。6.根据权利要求1或2所述的模糊控制电热膜敷膜工艺，其特征在于所述的d步骤为单片机输出控制电热膜液体喷射流量的信号。7.根据权利要求4所述的模糊控制电热膜敷膜工艺，其特征在于所述的d步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模糊控制电热膜敷膜工艺，包括如下步骤：ａ．将基材置于加热的敷膜窑内；ｂ．按预定的温度及电热膜成膜效率对基材喷膜；ｃ．适时检测基材温度并将检测结果送至单片机；ｄ．单片机适时输出控制电热膜成膜效率的信号；ｅ．结束喷膜，取 出敷有电热膜的基材。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：何平，
申请(专利权)人：何平，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]