一种LED紫外辐射标准源及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种LED紫外辐射标准源及其控制方法，以及一种紫外辐射照度计的检定设备及方法。所述LED紫外辐射标准源包括至少一个紫外LED光源头、积分球、电路系统、伺服系统以及控制器。所述控制器连接所述电路系统及所述伺服系统，并被配置为：获取目标辐照强度及目标峰值波长；根据经由所述伺服系统采集的辐照强度调整所述LED驱动电路的输出功率，以使所述第二紫外辐射光的辐照强度稳定在所述目标辐照强度；以及根据经由所述伺服系统采集的峰值波长调整所述散热驱动电路的输出功率，以使所述第二紫外辐射光的峰值波长稳定在所述目标峰值波长。标峰值波长。标峰值波长。

【技术实现步骤摘要】
一种LED紫外辐射标准源及其控制方法


[0001]本专利技术涉及辐射度计量测试技术，尤其涉及一种LED紫外辐射标准源、一种LED紫外辐射标准源的控制方法、一种紫外辐射照度计的检定设备，以及一种紫外辐射照度计的检定方法。

技术介绍

[0002]紫外固化是利用紫外辐射作为能源，引发具有化学活性的液体配方产生辐射聚合、辐射交联等反应，从而在基体表面实现快速反应的固化过程。作为一种快速发展的高新技术产业，紫外固化具有固化速度快、涂膜质量高、环境污染少、能量消耗低等特点，因而发展潜力巨大、应用前景广阔，并基于其所获得的各种材料被誉为面向21世纪的绿色工业产品。
[0003]在紫外固化的实际应用中，辐射照度对涂料的固化效果具有重要影响。一方面，在使用过程中，紫外LED的辐射照度会随着时间的增加而逐渐衰减。当辐射照度低于某个阈值时，会导致涂料的固化反应不充分，以及固化过程不彻底。另一方面，当LED紫外辐射照度过大时，容易导致涂层老化，从而影响涂料的固化效果。
[0004]作为一种性能可靠、使用便利的宽波段紫外辐射测量设备，LED紫外辐射照度计被广泛用于测量LED紫外辐射源到达涂层表面的辐射照度或辐射能量，能为产品的生产过程提供可靠的参数依据。然而，由于LED紫外固化辐射源的功率较大、辐射照度较强，LED紫外辐射照度计的探测器极易在辐射源的长期照射下产生老化，从而影响设备的测量重复性和稳定性。因此，为了确保测量结果的准确、可靠，必须定期对LED紫外辐射照度计进行校准。
[0005]紫外辐射照度计的检定设备主要包括紫外辐射照度标准器、紫外辐射源和紫外辐射照度比较测量装置，其中，传统的检定设备一般采用黑光型高压汞灯作为紫外辐射源。然而，在LED紫外固化领域，紫外固化的辐射源一般采用大功率的紫外LED。一方面，相比于大功率的紫外LED，传统的黑光型高压汞灯与其存在较大的光谱功率分布差异，会严重影响测量结果的准确性。另一方面，传统的黑光型高压汞灯的紫外辐照强度一般不大于1000μW/cm2，而LED紫外固化领域的大功率紫外LED在涂料表面产生的辐照强度一般大于500mW/cm2，两者之间相差500倍的辐照强度。实验结果表明，采用黑光型高压汞灯作为紫外辐射源的检定设备校准的紫外辐射照度计，对LED紫外固化领域的大功率紫外LED的测量结果的误差可达到20％以上。
[0006]为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种紫外辐射照度计的检定技术，用于提供匹配紫外固化领域的LED紫外辐射照度计的光谱功率分布及辐射照度范围的紫外辐射标准源，从而提升LED紫外辐射照度计的校准精度，以提升LED紫外辐射照度计的测量结果的准确性及可靠性。

技术实现思路

[0007]以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是
所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。
[0008]为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提供了一种LED紫外辐射标准源、一种LED紫外辐射标准源的控制方法、一种紫外辐射照度计的检定设备，以及一种紫外辐射照度计的检定方法，能够提供匹配紫外固化领域的LED紫外辐射照度计的光谱功率分布及辐射照度范围的紫外辐射标准源，从而提升LED紫外辐射照度计的校准精度，以提升LED紫外辐射照度计的测量结果的准确性及可靠性。
[0009]具体来说，本专利技术的第一方面提供的上述LED紫外辐射标准源包括至少一个紫外LED光源头、积分球、电路系统、伺服系统以及控制器。所述至少一个紫外LED光源头，包括：紫外LED单元，用于提供第一紫外辐射光；以及散热模块，用于为所述紫外LED单元散热。所述积分球包括多个开孔，其中，至少一个第一开孔连接所述至少一个紫外LED光源头，以获取至少一个所述第一紫外辐射光，第二开孔连接伺服系统，第三开孔用于输出经由所述积分球的内壁漫反射后的第二紫外辐射光。所述电路系统包括：LED驱动电路，用于为所述紫外LED单元供电；以及散热驱动电路，用于为所述散热模块供电。所述伺服系统经由所述第二开孔监测所述第二紫外辐射光的辐照强度及峰值波长。所述控制器连接所述电路系统及所述伺服系统，并被配置为：获取目标辐照强度及目标峰值波长；根据经由所述伺服系统采集的辐照强度调整所述LED驱动电路的输出功率，以使所述第二紫外辐射光的辐照强度稳定在所述目标辐照强度；以及根据经由所述伺服系统采集的峰值波长调整所述散热驱动电路的输出功率，以使所述第二紫外辐射光的峰值波长稳定在所述目标峰值波长。
[0010]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述控制器被进一步配置为：比较所述第二紫外辐射光的峰值波长与所述目标峰值波长；响应于所述第二紫外辐射光的峰值波长大于所述目标峰值波长的比较结果，增大所述散热驱动电路的输出功率；以及响应于所述第二紫外辐射光的峰值波长小于所述目标峰值波长的比较结果，减小所述散热驱动电路的输出功率。
[0011]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述控制器被进一步配置为：比较所述第二紫外辐射光的辐照强度与所述目标辐照强度；响应于所述第二紫外辐射光的辐照强度大于所述目标辐照强度的比较结果，减小所述LED驱动电路的输出功率；以及响应于所述第二紫外辐射光的辐照强度小于所述目标辐照强度的比较结果，增大所述LED驱动电路的输出功率。
[0012]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述控制器还被配置为：根据所述目标辐照强度，确定所述LED驱动电路的第一初始功率；根据所述第一初始功率以及所述目标峰值波长，确定所述散热驱动电路的第二初始功率；以及经由所述电路系统，根据所述第一初始功率向所述LED驱动电路供电，并根据所述第二初始功率向所述散热驱动电路供电，以驱动所述LED紫外辐射标准源。
[0013]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述紫外LED光源头包括转接口及多条支路。所述多条支路分别连接所述转接口，并经由所述转接口连接所述积分球的所述第一开孔。每条所述支路上分别设有至少一个所述紫外LED单元。设于各所述支路的紫外LED单元发出的紫外辐射光，分别经由对应的支路汇集到所述转接口，以形成所述第一紫外辐射光，
再经由所述转接口输入所述积分球。
[0014]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，各所述支路中分别设置有光学元件，用于将对应支路输出的紫外辐射光会聚到所述转接口，和/或将对应支路输出的紫外辐射光的辐射方向转向所述第一开孔。
[0015]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，所述转接口中设置有光学元件，用于汇聚各所述支路输出的紫外辐射光，和/或将各所述支路输出的紫外辐射光的辐射方向转向所述第一开孔。
[0016]进一步地，在本专利技术的一些实施例中，每条所述支路上分别设有多个紫外LED单元。所述多个紫外LED单元根据预设的散热间距均匀地集成于紫外LED灯板。所述LED驱动电路连接所述紫外LED灯板来为所述多个紫外L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED紫外辐射标准源，其特征在于，包括：至少一个紫外LED光源头，包括：紫外LED单元，用于提供第一紫外辐射光；以及散热模块，用于为所述紫外LED单元散热；积分球，包括多个开孔，其中，至少一个第一开孔连接所述至少一个紫外LED光源头，以获取至少一个所述第一紫外辐射光，第二开孔连接伺服系统，第三开孔用于输出经由所述积分球的内壁漫反射后的第二紫外辐射光；电路系统，包括：LED驱动电路，用于为所述紫外LED单元供电；以及散热驱动电路，用于为所述散热模块供电；伺服系统，经由所述第二开孔监测所述第二紫外辐射光的辐照强度及峰值波长；以及控制器，连接所述电路系统及所述伺服系统，并被配置为：获取目标辐照强度及目标峰值波长；根据经由所述伺服系统采集的辐照强度调整所述LED驱动电路的输出功率，以使所述第二紫外辐射光的辐照强度稳定在所述目标辐照强度；以及根据经由所述伺服系统采集的峰值波长调整所述散热驱动电路的输出功率，以使所述第二紫外辐射光的峰值波长稳定在所述目标峰值波长。2.如权利要求1所述的LED紫外辐射标准源，其特征在于，所述控制器被进一步配置为：比较所述第二紫外辐射光的峰值波长与所述目标峰值波长；响应于所述第二紫外辐射光的峰值波长大于所述目标峰值波长的比较结果，增大所述散热驱动电路的输出功率；以及响应于所述第二紫外辐射光的峰值波长小于所述目标峰值波长的比较结果，减小所述散热驱动电路的输出功率。3.如权利要求1或2所述的LED紫外辐射标准源，其特征在于，所述控制器被进一步配置为：比较所述第二紫外辐射光的辐照强度与所述目标辐照强度；响应于所述第二紫外辐射光的辐照强度大于所述目标辐照强度的比较结果，减小所述LED驱动电路的输出功率；以及响应于所述第二紫外辐射光的辐照强度小于所述目标辐照强度的比较结果，增大所述LED驱动电路的输出功率。4.如权利要求2所述的LED紫外辐射标准源，其特征在于，所述控制器还被配置为：根据所述目标辐照强度，确定所述LED驱动电路的第一初始功率；根据所述第一初始功率以及所述目标峰值波长，确定所述散热驱动电路的第二初始功率；以及经由所述电路系统，根据所述第一初始功率向所述LED驱动电路供电，并根据所述第二初始功率向所述散热驱动电路供电，以驱动所述LED紫外辐射标准源。5.如权利要求1所述的LED紫外辐射标准源，其特征在于，所述紫外...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁成，林方盛，吉慕尧，黄必勇，成卫海，石雷兵，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：