【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及为了广泛的加热、加工或处理的目的将所选择的热红外(IR)波长辐射或能量直接注入到目标物体当中。如下面所要说明的一样，这些目的可包括加热、提高或保持物件的温度、或是在不同的工业、医疗、消费品或商业环境的范围内激励目标物体。这里所说明的方法和系统尤其适用于这样的操作，即操作需要或是受益于以特别选定的波长进行辐射、或是起脉动或注入辐射的能力。当目标以高速移动以及在与目标呈非接触环境中时，本专利技术是特别有利的。本专利技术提供了基于红外激光的系统，其中选择了对于宽范围的终端应用极容易编程的窄波长。本专利技术教示了一种新颖并且独创类型的红外辐射系统，该系统由一个或多个激光器组成，这些激光器是通过一类全新的窄波长固态辐射发射设备来非常适当地制成，在本文件中随后将会特别参考这种窄波长固态辐射发射设备中的一个变量。更具体的，本专利技术涉及一种将一个或多个特定优化波长的红外辐射注入目标当中的全新并且高效方式，其中在某些方面的目的是用来影响目标的温度。为了引证例子中的少量取样，对于红外注入的“目标”可以从在如下的宽范围内的物体中选出，该范围内的物体包括制造操作中的各个部件、对于材料的连续卷绕进行处理的领域、烹饪加工中的食品、或是在医疗诊治中的病人等。尽管下面所说明的本专利技术的特定实施例是一个特别关于塑料瓶预成型回热(reheat)操作的例子，但是在这里所包括的概念还可以被应用到许多其他值得注意的场合。其还...
【技术保护点】
一种在塑造或加工操作之前执行塑料目标部件的非接触热处理的系统，包括： 可操作来以方便辐射加热的应用的方式定位塑料目标部件的装置；以及热监视及控制部，塑料部件被定位在该热监视及控制部当中用于曝光，该热监视及控制部包括一个或多个基于固态Ｒ ＥＤ的激光器二极管，该激光器二极管发射经过直接电流－至－光子转换处理的从１．１到５．０微米波长范围内的红外辐射能量，其中将该激光器二极管设置成阵列，以使从该阵列发射的大部分辐射能量入射到部分的目标部件中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-6-7 11/448,6301.一种在塑造或加工操作之前执行塑料目标部件的非接触热处理的系
统，包括：
可操作来以方便辐射加热的应用的方式定位塑料目标部件的装置；以及
热监视及控制部，塑料部件被定位在该热监视及控制部当中用于曝光，该
热监视及控制部包括一个或多个基于固态RED的激光器二极管，该激光器二
极管发射经过直接电流-至-光子转换处理的从1.1到5.0微米波长范围内的红
外辐射能量，其中将该激光器二极管设置成阵列，以使从该阵列发射的大部分
辐射能量入射到部分的目标部件中。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括非平面镜，该非平面镜被特
别成形来方便将改善的热红外辐射能量从多个激光器二极管传递到目标部件。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，激光器二极管阵列至少由某些用
来分散辐射光束的设备组成，从而在目标的表面上彼此重叠来自至少某些设备
的至少某些辐射输出图案。
4.根据权利要求1所述的系统，进一步包括扫描设备，该扫描设备可操
作用来将由该阵列所发射的热红外辐射能量再次导向到所选择的部分的目标
部件。
5.根据权利要求4所述的系统，进一步包括与扫描设备相关联的镜，该
镜可操作用来将辐射能量导向到所选择的部分的目标部件。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，该扫描设备能够再次导向平面内
的、二维的扫描区域内的辐射能量，并因此可通过用来移动目标经过辐射区域
的传送装置来提供在第三维上的运动。
7.根据权利要求4所述的系统，其中，该扫描设备能够再次导向三维扫
描区域内的辐射能量。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，可编程该扫描设备，从而能够利
用由控制系统确定的信号来控制时间量、辐射量、或辐射的放置中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括多个激光器扫描设备，该多
个激光器扫描设备可操作用来将由阵列发射的热红外辐射能量再次导向到所
选择的部分的目标部件。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，该可操作定位的装置是一种可重
复地传送塑料目标部件进入及离开热处理区域的传送装置。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，控制装置被设置为用来确定何
时向所选择的基于RED的激光器二极管提供电流，从而它们的辐射能量输出
的定时可与传送装置同步以如期望的一样来辐射目标。
12.根据权利要求1所述的系统，其中，在与经过热监视及控制部的单独
的成型目标部件的传送同步的脉冲输出的时间内，基于RED的激光器二极管
可操作用来发射脉冲模式下的辐射能量。
13.根据权利要求1所述的系统，进一步包括被配置用来从热监视及控制
部内的空气和机械部件中去除废弃的热量的至少一个对流冷却设备或传导冷
却设备。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，该传导冷却设备是用来通过紧
密热耦合到激光器二极管阵列的安装装置上的液体冷却的热传导元件连续地
冷却基于RED的激光器二极管从而连续地将热量从设备中传导出去以保持它
们的温度在所期望的范围内的子系统。
15.根据权利要求1所述的系统，进一步包括温度传感器，该温度传感器
被配置用来测量在进入热监视及控制部之前目标部件的温度从而确定潜在的
热含量。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，使用温度控制系统来根据目标
部件温度产生应用到基于RED的激光器二极管上的控制信号。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，测量目标部件的子部分的温度
并且使用用来生成控制信号的数据，该控制信号用于将基于RED的激光器的
加热应用到目标部件的子部分以便将其加热到用于目标部件的进一步处理的
预先指定的温度。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，通过高速红外传感器测量目标
部件的子部分的温度，该高速红外传感器能够测量各个单独的目标部件的温度
并且使得控制系统形成闭环以便按照需要唯一地辐射各个独立的目标部件以
产生为随后加工所选择的温度轮廓。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，通过高速红外相机子系统测量
目标部件的子部分的温度，该高速红外相机子系统能够测量各个独立的目标部
件的温度并且使得控制系统形成闭环以便按照需要唯一地辐射各个独立的目
标部件以产生为随后加工所选择的温度轮廓。
20.根据权利要求1所述的系统，其中，基于RED的激光器二极管的阵
列可操作用来发射介于1.5到3.5微米波长范围内的辐射能量。
21.根据权利要求1所述的系统，其中，基于RED的激光器二极管可操
作用来发射介于被特别调谐到满足用来制造特定目标部件的材料的加热需求
的至少一个窄波长范围内的辐射能量。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，由于至少某些目标部件的材料
组合物中的各波长的吸收率特性，为了辐射目标而选择至少两种波长。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，根据目标组合物材料的基础吸
收带来选择为了辐射目标而选择的波长，并且选择为了辐射目标而选择的波长
以优化加热所期望的深度、加热位置、加热速度、或要加热的厚度中的至少一
个。
24.一种在拉伸吹塑操作之前加热热塑预成型件的方法，所述方法包括如
下步骤：
将一系列的预成型件反复地传送经过吹塑机的热监视及控制部；
通过利用激光器二极管辐射预成型件，将预成型件的温度提高到所期望的
加工温度，其中该激光器二极管被配置用来发射至少一种入射到预成型件的所
选择部分的选择波长的热红外辐射能量；以及
利用冷却系统，从吹塑机的热监视及控制部的部件中去除废弃的热量。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，通过得知热塑材料的吸收特性
来选择为辐射预成型件而选择的波长，从而优化热穿透的深度、加热速度、加
热位置、或要加热的厚度中的至少一个。
26.根据权利要求24所述的方法，进一步包括如下步骤：
在预成型件进入热监视及控制部之前，测量到来的预成型件的温度以衡量
潜在的热含量；
基于到来的预成型件温度来产生应用到激光器二极管上的控制信号；
将这些控制信号传送到激光器二极管；以及
使用控制信号将正确定时的电流的控制信号应用到所选择的激光器二极
管，从而激光器二极管的输出与传送装置同步。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，扫描设备再次导向激光器二极
管的辐射输出以入射到预成型件的所选择部分，其中所述扫描设备与各个的预
成型件的传送同步。
28.根据权利要求24所述的方法，进一步包括测量目标部件的子部分的
温度以及产生将激光器二极管的加热应用到子部分的控制信号。
29.根据权利要求27所述的方法，其中，可编程化控制扫描设备，从而
扫描设备可改变辐射入射到预成型件的所选择部分的时间。
30.根据权利要求27所述的方法，其中，激光器二极管是被设置为多个
设备阵列的基于RED的激光器二极管。
31.根据权利要求24所述的方法，其中，通过也使用加热预成型件的石
英灯辐射来增大激光器二极管辐射。
32.一种用来将热红外辐射热量选择性地注入到目标中的系统，该系统包
括：
至少一个固态射线发射激光器二极管，所述至少一个激光器二极管是对于
目标的相关应用的热红外辐射能量输出的所选择的波长之一；
用来定位目标以便通过基于激光器二极管的系统的辐射来加热这些目标
的装置；
安装装置，用来定位阵列中的所述至少一个激光器二极管，从而将阵列的
辐射导向到目标的所选择部分；以及
用来控制到所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：丹伍德F罗斯三世，斯蒂芬D切赫，唐W科克伦，小诺埃尔爱德华摩根，
申请(专利权)人：普瑞斯克技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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