DE69934676T2

DE69934676T2 - Uv-radiometer

Info

Publication number: DE69934676T2
Application number: DE69934676T
Authority: DE
Inventors: S. Michael Purcellville CAIN; T. Joe Leesburg MAY; J. Matthew Ashburn McCONNELL; D. Robert Houston RADCLIFF; S. Christopher Sterling ROGERS
Original assignee: Electronic Instrumentation and Tech Inc
Current assignee: Electronic Instrumentation and Tech Inc
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2019-04-03
Also published as: EP1068497B1; EP1068497A1; US6023066A; EP1068497A4; WO1999051950A1; ATE350652T1; DE69934676D1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen die Messung von ultravioletter Strahlung (UV) und insbesondere einen UV-Strahlungsmesser, der eine Datenerfassungseinheit enthält, die an eine Werkstücke befördernde Hochgeschwindigkeitsbahn angebracht wird, um die den Werkstücken in einem UV-Nachbehandlungssystem zugeführte UV-Dosis zu messen.
Hintergrundbeschreibung
Es gibt viele als Monomere bekannte Substanzen, die durch chemische Reaktionen in Polymere umgewandelt werden können. In einigen Fällen werden diese Reaktionen durch chemische Katalysatoren und Initiatoren eingeleitet. Jedoch kann die Polymerisation auch durch Zuführen der Initiationsenergie mit sichtbarem oder ultraviolettem (UV) Licht eingeleitet werden. Derartige fotochemische Reaktionen haben sowohl praktische als auch theoretische Vorteile. Zum Beispiel kann in gewissen Fertigungsprozessen ein Polymer zum Beschichten einer Oberfläche verwendet werden. Die fotochemisch eingeleitete Polymerisation wird als „Nachbehandlung" bezeichnet.
Es gibt viele Anwendungen von UV-gehärteten Polymeren, wobei das Polymer auf eine Oberfläche, wie zum Beispiel Gewebedruckapplikationen, Flaschendruck, Behälterdekorationsapplikationen, Compact Disk (CD) und Digital Video (oder Versatile) Disk (DVD) aufgebracht wird. Diese Applikationen bedürfen einer Nachbehandlungsstation, die typischerweise eine Quelle von hochintensivem UV-Licht beinhaltet, um den fotochemischen Nachbehandlungspolymerisationsprozess einzuleiten.
Da sich die UV-Nachbehandlung weiterentwickelt hat, ist es von zunehmender Bedeutung, ein Verfahren zur Messung der Systemleistung bereitzustellen. Der Energieverlust von UV-Lampen, Lichtleitern und Reflektoren kann Verringerungen der UV-Intensität verursachen und Nachbehandlungsprobleme schaffen. Wenn die Intensität des UV-Lichts unterhalb eines gewissen Pegels fällt, ist es möglich, dass die Nachbehandlung nicht abgeschlossen werden kann, was eine unvollendete Polymerisation des Belags zur Folge hat. Außerdem wird eine Sichtprüfung das Problem nicht aufdecken, da die Oberfläche der Monomerstelle polymerisiert sein kann, aber das Innenvolumen nicht. Deshalb ist es obligatorisch geworden, bei gewissen Applikationen die UV-Energieausgangsleistung des Nachbehandlungssystems periodisch zu messen, um sicherzustellen, dass eine ausreichende UV-Intensität vorhanden ist. Jedoch werden derartige Messungen gewöhnlich nicht gemacht oder sind unter Einsatz von gegenwärtigen UV-Intensitäts-Messinstrumenten in Verfahren, die eine Hochgeschwindigkeits-Gewebebahn zum Befördern von Werkstücken durch eine Nachbehandlungsstation verwenden, nicht möglich. In vielen Fällen sind die Nachbehandlungsapplikationen physikalisch unerreichbar. Dies hat eine wirkliche Prozesssteuerung unmöglich gemacht und stellt ein andauerndes Problem bei der Qualitätssteuerung für viele Applikationen dar.
Das US-Patent 5,008,548 offenbart einen miniaturisierten, tragbaren, batteriebetriebenen, kombinierten Leistungs-Energie-Strahlungsmesser, der zum Messen der Richtung von maximaler UV-Strahlungsleistung bereitgestellt wird, und die Messung der Gesamtenergie über den Dosierungszeitraum. Der Strahlungsmesser ist ein integrales Gerät, das eine LCD-Anzeige zum Anzeigen des Messergebnisses umfasst.
Zusammenfassung der Erfindung
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen UV-Strahlungsmesser bereitzustellen, der zur Überwachung von UV-Dosierungen in UV-Nachbehandlungssystemen verwendet werden kann, um eine genaue Prozesssteuerung zu schaffen.
Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, einen UV-Strahlungsmesser zu schaffen, der, als eine Komponente, eine Datenerfassungseinheit aufweist, die ausreichend klein ist, so dass sie in UV-Nachbehandlungsapplikationen platziert werden kann, die normalerweise unzugänglich gewesen sind.
Es ist eine weitere andere Aufgabe der Erfindung, einen UV-Strahlungsmesser zu schaffen, der als eine Komponente eine Datenerfassungseinheit mit einer Größe und Form hat, die eine Anbringung der Datenerfassungseinheit an eine Hochgeschwindigkeits-Gewebebahn zulässt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen UV-Strahlungsmesser bereitzustellen, der als eine andere Komponente ein Datenlesegerät aufweist, in das die Datenerfassungseinheit zum Anzeigen und/oder Verarbeiten der durch die Datenerfassungseinheit während eines Prozessdurchlaufs erfassten aktuellen Daten eingelegt wird.
Gemäß der Erfindung wird ein neuer und einzigartiger UV-Strahlungsmesser, wie in Anspruch 1 definiert, bereitgestellt. Zusätzliche Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorangegangenen und andere Aufgaben, Aspekte und Vorteile sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen besser verständlich, in denen
1 – ein Blockdiagramm der Datenerfassungseinheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
2 – ein Flussdiagramm ist, das den Ablauf zeigt, der durch den Mikroprozessor in der Schaltung aus 1 durchgeführt wird;
3 – ein Blockdiagramm der Datenleseeinheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
4 – eine isometrische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Datenerfassungseinheit ist;
5 – eine Explosionsansicht ist, die den Aufbau der Datenerfas sungseinheit von 4 zeigt;
6 – ein Diagramm ist, das die optische Antwort der in den 4 und 5 gezeigten Datenerfassungseinheit gegenüber einer idealen Kosinus-Antwortkurve zeigt.
7A, 7B und 7C – jeweils eine Draufsicht und Querschnittsansichten entlang der Schnittlinien B-B und C-C einer Form von Trägern für die Datenerfassungseinheit sind, die auf einer Hochgeschwindigkeitsbahn angebracht werden können;
8 – eine isometrische Darstellung einer Vorrichtung ist, die verwendet werden kann, um die Datenerfassungseinheit, die in dem Träger von 7A und 7B gehalten wird, auf einer Hochgeschwindigkeitsbahn anzubringen;
9 – eine isometrische Darstellung einer Vorrichtung ist, die verwendet werden kann, um die Datenerfassungseinheit, die in dem Träger von 7A und 7B gehalten wird, von einer Hochgeschwindigkeitsbahn zu entfernen; und
10 – eine isometrische Darstellung der bevorzugten Ausführungsform der Datenleseeinheit von 3 ist.
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
Nunmehr Bezug nehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 ist ein Blockdiagramm der Datenerfassungseinheit des UV-Strahlungsmessers gemäß der Erfindung gezeigt. Eine UV-Photodiode 11 ist über die differentiellen Eingänge des Operationsverstärkers 12 geschaltet, der die Funktion eines Strom-Spannungs-Wandlers erfüllt. Die Photodiode 11 kann eine eingebaute Linse mit einer Filtereigenschaft haben, welche die UV-Energie in einer interessierenden Bandbreite durch führt. Ein RC-Netzwerk 13, das zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 12 und dessen negativem Eingang angeschlossen ist, dient ebenfalls dazu, eine interessierende Bandbreite eines umgewandelten elektrischen Signals zu definieren. Der Ausgang des Operationsverstärkers ist an einen Analog-Digital (A/D)-Wandler 14 angeschlossen, der das elektrische Signal abtastet und eine digitale Darstellung des abgetasteten Signals speichert. Der A/D-Wandler 14 ist an einen Mikroprozessor 15 angeschlossen und wird von diesem gesteuert. Der Mikroprozessor 15 erzeugt ein Taktsignal und eine Datenanforderung an den A/D-Wandler 14, um zu veranlassen, dass der A/D-Wandler das elektrische Signal abtastet und eine umgewandelte digitale Darstellung des abgetasteten Signals ausliest.
Wie in dem Flussdiagramm von 2 gezeigt ist, ermittelt der Mikroprozessor 15 den Scheitelwert einer UV-Dosis während einer Messung und akkumuliert den Gesamtwert der UV-Dosis während der Messung. Genauer gesagt, der Mikroprozessor 15 im Funktionsblock 21 sendet eine Datenanforderung an den A/D-Wandler 14. Im Entscheidungsblock 22 wartet der Mikroprozessor 15 auf den Datenausgang aus dem A/D-Wandler 14. Wenn die Daten empfangen worden sind, werden sie im Entscheidungsblock 23 getestet, um festzustellen, ob der Wert der aktuellen Daten größer als der Wert des höchsten, vorher gemessenen Wertes ist. Dies ist eine einfache Vergleichsfunktion, welche die Daten der vorherigen höchsten Messung, die in einem Register gespeichert ist, mit dem aktuellen Messwert vergleicht. Wenn der Wert der aktuellen Daten größer als der Wert des höchsten vorher gemessenen Wertes ist, wird der aktuelle Wert in dem Register im Funktionsblock 24 gespeichert. Auf jeden Fall wird der aktuell gemessene Wert mit vorher gemessenen Werten im Funktionsblock 25 akkumuliert und in einem zweiten Register gespeichert. Als nächstes wird ein Test im Entscheidungsblock 26 durchgeführt, um festzustellen, ob UV-Strahlung detektiert wird. Wenn nicht, geht die Einheit in einen Schlaf-Modus 27 über, bis wieder eine UV-Strahlung detektiert wird. Der Prozess wiederholt sich so lange, bis keine UV-Strahlung mehr detektiert wird und das Ende der Messung angezeigt wird.
Zurückkommend auf die 1 sind die Register, welche den gemessenen UV-Dosis-Höchstwert und den akkumulierten Gesamtwert der UV-Dosis speichern, in dem Mikroprozessor 15 integriert. Der Mikroprozessor 15 ist an eine Ein-/Ausgangs (I/O)-Schnittstelle 16 angeschlossen, auf welche das Datenlesegerät mit einer entspre chenden I/O-Schnittstelle zugreift, um die in den zwei Registern gespeicherten Daten auszulesen und anschließend nach dem Auslesen der Daten die zwei Register zurückzusetzen.
Das Datenlesegerät ist im Blockdiagramm in 3 gezeigt. Die I/O-Schnittstelle 31 passt mit der I/O-Schnittstelle 16 der Datenerfassungseinheit zusammen. Typischerweise sind nur zwei Kontakte zwischen den zwei Schnittstellen erforderlich. Die I/O-Schnittstelle 31 ist durch einen bidirektionalen Bus mit dem Mikroprozessor 32 verbunden. Der Mikroprozessor 32 wird durch die Anwenderschnittstelle 33 gesteuert, die in ihrer einfachsten Ausformung zwei Tasten aufweist eine Taste, um die aus der Datenerfassungseinheit gelesenen Daten anzuzeigen, und eine, um die Speicherregister in der Datenerfassungseinheit zurückzusetzen. Als Reaktion auf eine Anwendereingabe von der Anwenderschnittstelle 33 erzeugt der Mikroprozessor 32 einen Befehl, der über die I/O-Schnittstelle 31 an die I/O-Schnittstelle 16 der Datenerfassungseinheit gesendet wird, um die Daten in den zwei Registern des Mikroprozessors 15 auszulesen. Bei einer Zwei-Tasten-Anwenderschnittstelle führt ein einmaliges Drücken der Datenanzeigetaste dazu, dass der akkumulierte Gesamtwert der UV-Dosis ausgelesen wird, und ein zweimaliges Drücken der Datenanzeigetaste führt dazu, dass der UV-Dosis-Scheitelwert ausgelesen wird. Der Mikroprozessor 32 formatiert diese Daten und gibt die Daten an einer Anzeigevorrichtung 34 aus, wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD). Die angezeigten Werte können mit einer für den anzuzeigenden Wert geeigneten Legende, z. B. „TOTAL" oder „SCHEITELWERT" angezeigt werden. Sobald die Werte angezeigt worden sind, drückt der Anwender die Rücksetz-Taste, wodurch der Mikroprozessor 32 einen Rücksetz-Befehl über die I/O-Schnittstelle 31 zu der I/O-Schnittstelle 16 an den Mikroprozessor 15 der Datenerfassungseinheit sendet.
4 ist eine isometrische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Datenerfassungseinheit, die zeigt, dass diese von kleinem und kompaktem Format ist, wodurch sie einzigartig für Applikationen geeignet ist, in denen herkömmliche UV-Dosis-Messinstrumente nicht verwendet werden können. In ihrer bevorzugten Konstruktion ist die Datenerfassungseinheit ungefähr 33 mm × 25 mm × 6 mm groß und wiegt ungefähr 9 Gramm. Diese sehr kleine Größe ermöglicht, dass die Datenerfas sungseinheit in Applikationen verwendet werden kann, die bis jetzt nicht zugänglich waren.
5 ist eine Explosionsansicht der in 4 gezeigten Datenerfassungseinheit. Die Datenerfassungseinheit und deren Batterie sind auf einer gedruckten Leiterplatte (PCB) montiert, die an der gedruckten Leiterplattenbaugruppe (PCB-Gruppe) 51 montiert ist. Die Batterie 51a wird durch einen Haltebügel 51b festgehalten, der ebenfalls als einer der elektrischen Kontakte zu der gedruckten Leiterplatte PCB dient, der an der gegenüberliegenden Seite der Leiterplattenbaugruppe 51 montiert ist. Diese Baugruppe ist zwischen Gehäuseboden 52 und einem Gehäusedeckel 53 eingelegt. Der Gehäusedeckel 53 weist eine Öffnung 54, die von dem Steg 55 umgeben ist, mit einer im Wesentlichen rechtwinkeligen Form auf. Eingefügt in diesem Steg, der die Öffnung 54 umgibt und abdeckt, ist eine Sandwich-Konstruktion, die Fenster 56a und 56b auf beiden Seiten eines Diffusers 57a aufweist. Über diesen Aufbau ist eine Platte 58 mit einer Vielzahl von Löchern angeordnet, die als ein Dämpfer dient. Dieser folgt ein weiterer Diffusor 57b und eine Lochblende 59. Die gesamte Anordnung wird innerhalb der Stegeinfassung durch einen rechtwinkligen Abstandshalter 60 gehalten. Die Leiterplattenbaugruppe 51 ist an dem Gehäusedeckel 53 durch diagonal gegenüberliegende Schrauben 61a und 61b angebracht. Letztendlich ist der Gehäuseboden 52 an dieser Sub-Baugruppe durch zwei diagonal gegenüberliegende Schrauben 62a und 62b gesichert, die von den Schrauben 61a und 61b um ungefähr 180° versetzt sind. Der Gehäusedeckel und der Gehäuseboden sind elektrisch voneinander isoliert und dienen als elektrische Kontakte für das Datenlesegerät.
6 ist ein Diagramm, das die optische Antwort für die in den 4 und 5 gezeigte Datenerfassungseinheit zeigt. Die gewünschte Antwort ist eine Kosinusfunktion, die als Kurve 64 dargestellt ist. Die gemessene Antwort, die als Kurve 65 dargestellt ist, ist eine enge Annäherung an Kurve 64. Dies wird durch die Sandwich-Konstruktion erreicht, die Fenster 56a und 56b auf beiden Seiten des Diffusors 57a, die Dämpfer-Platte 58 und den Diffusor 57b aufweist.
Die Datenerfassungseinheit des UV-Strahlungsmessers gemäß der Erfindung ist einfach zu benutzen. Es gibt keine Drähte oder Anschlussteile. Die Einheit ist immer „EIN", so dass es keine Schalter oder zu drückenden Tasten gibt. Die auf die gedruckten Leiterplatte montierte Batterie stellt die Energie bereit, aber um die Lebensdauer der Batterie zu verlängern, geht die Schaltung in einen energiesparenden „Schlaf-Modus" ungefähr vier Minuten nach der letzten UV-Belichtung über. Die Batterielebensdauer beträgt typischerweise 200 Ablesungen oder ein Jahr. Der Batterieaustausch wird durch die Konstruktion der Datenerfassungseinheit erleichtert. Durch einfaches Entfernen der zwei Schrauben 62a und 62b kann der Gehäuseboden 53 abgenommen werden, um die Batterie 51a aufzudecken.
Der Weg, auf dem die Datenerfassungseinheit UV-Energie ausgesetzt wird, hängt von der spezifischen Applikation ab. In einer Gewebedruck-Applikation läuft die Datenerfassungseinheit auf der Gewebebahn und durchläuft die UV-Nachbehandlungsstation. Sie wird vor Erreichen der Druckstationseinsatzstelle entfernt. Alternativ kann die Datenerfassungseinheit mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als normale Geschwindigkeiten durch das Verfahren „vorgerückt" werden. Die Messungen sind linear. Wenn die Gewebebahn zum Beispiel gerade mit 300 Fuß pro Minute läuft und auf 30 Fuß pro Minute verlangsamt wird, um die Einheit hindurch „vorzurücken", können die resultierenden Dosis-Ablesungen durch Zehn dividiert werden.
Die Datenerfassungseinheit kann den UV-Prozess auf einer optionalen Transportunterlage durchlaufen, wie in den 7A, 7B und 7C gezeigt ist. Die Transportunterlage hat die Form eines rechteckigen Flächenstückes 70 mit einer Tasche 71 an seiner oberen Fläche zur Aufnahme der Datenerfassungseinheit. Die gesamte obere Fläche, ausgenommen der unmittelbare Bereich der Tasche 71, ist mit einem Teil eines Klettstoffs 72 bedeckt. Die Tasche 71 hat zwei Lappen 73 und 74, die an ihren unteren Flächen den passenden Teil des Klettstoffes haben. Einer dieser Lappen kann hochgezogen werden, um das Einlegen der Datenerfassungseinheit in die Tasche 71 zu ermöglichen. Die Datenerfassungseinheit wird in der Tasche 71 durch einfaches Drücken des Lappens zurück auf die obere Fläche des Flächenstückes 70 gesichert. Auf die untere Fläche 75 des Flächenstückes 70 ist ein erneuerbares klebriges Haftmittel aufgetragen. Dieses kann als eine Flüssigkeit unter Einsatz eines geeigneten Applikators aufgetragen werden oder das Haftmittel kann alternativ ein doppelseitiges Band sein, das erneuert werden kann. Das klebrige Haftmittel wird verwendet, um das Flächenstück 70 an einer Hochgeschwindigkeitsbahn zu sichern.
8 zeigt ein Beispiel einer Rollenvorrichtung, die verwendet werden kann, um das Flächenstück 70 auf eine Hochgeschwindigkeitsbahn aufzubringen. Diese Vorrichtung umfasst einen Handgriff 81 an einem Ende eines Stiels 82, an dem an dessen anderem Ende eine Rolle 83 ist. Die Konstruktion ist einer geradegerichteten Malerrolle nicht unähnlich, jedoch sind anstelle eines Flors an der Rolle 83 zwei schmale Streifen des passenden Klettmaterials 84a und 84b bereitgestellt. Weiterhin ist mit Bezug auf 8 und zurückkommend auf die 7 das Flächenstück 70 um die Rolle 83 gewunden, so dass das Klettmaterial 84a und 84b mit dem Klettstoff 72 an gegenüberliegenden Kanten des Flächenstücks 70 in Berührung kommt. Auf diese Weise wird das klebrige Haftmittel an der unteren Fläche 75 des Flächenstücks freigelegt. Durch Berührung der Rolle 83 mit der Gewebebahn mit der Achse der Rolle senkrecht zur Wegrichtung der Gewebebahn, wird das Flächenstück 70 schnell an die Bahn angeheftet.
Nachdem das Flächenstück 70 die UV-Nachbehandlungsstation auf der Bahn durchlaufen hat, ist es erforderlich, es zu entfernen, um die gemessenen Daten auszulesen. Dies wird mit der in der 9 gezeigten Vorrichtung ausgeführt. Diese Vorrichtung ähnelt der in 8 gezeigten darin, dass sie einen Handgriff 91 an einem Ende eines Stiels 92 aufweist, an dessen anderem Ende eine Rolle 93 ist. Diese Rolle 93 ist jedoch vollständig mit dem passenden Klettmaterial 94 oberflächenbedeckt. Weiterhin wird mit Bezug auf 9 und zurückkommend auf 7, wenn diese Rolle auf der Gewebebahn mit ihrer Rotationsachse senkrecht zu der Vorschubrichtung der Bahn platziert ist und das die Datenerfassungseinheit tragende Flächenstück 70 darunter entlangläuft, der gesamte Bereich des Klettstoffes 72 an der oberen Fläche des Flächenstücks 70 durch das Klettmaterial 94 ergriffen. Die Verbindungskraft des Klettmaterials ist stärker als das Anhaften des klebrigen Haftmittels an dem Unterteil des Flächenstücks 70, was bewirkt, dass das Flächenstück von der Gewebebahn entfernt wird.
Das Flächenstück haftet an der Bahn auch während der vertikalen Fortbewegung und/oder bei hohen Geschwindigkeiten. Aufgrund seines extrem kleinen Oberflächenbereichs und dem sehr geringem Profil kann die Datenerfassungseinheit tatsächlich um Leitrollen laufen. Die Datenerfassungseinheits-Abtastrate von 2000 Ab tastungen pro Sekunde stellt sicher, dass Messungen akkurat bei hohen Bahngeschwindigkeiten aufgenommen werden können. Das gleiche Flächenstück 70 kann ebenfalls verwendet werden, um ein direktes Anhaften an anderen Artikeln, z. B. Dosen, Tuben, etc., die das Nachbehandlungsverfahren durchlaufen müssen, bereitzustellen. Bei vielen Applikationen ist ein Anhaften an einer Bahn oder einem Produkt zum Durchlaufen des UV-Verfahrens nicht erforderlich. Bei diesen Applikationen ist die Datenerfassungseinheit ausreichend klein, um sie direkt in eine Dose, einen Becher oder eine Tube einzusetzen. Compact Disk (CD) und Digitale Versatile Disk (DVD)-Hersteller, die CDs und DVDs überprüfen und/oder beschichten, können die Datenerfassungseinheit in eine der CD-Schachteln setzen, um zu überprüfen, ob die Gesamt-UV-Dosis den Parametern für eine optimale Nachbehandlung entspricht.
Nach Aufnahme einer Messung wird die Datenerfassungseinheit in das Datenlesegerät eingesetzt. Dies ist in der 10 dargestellt. Das Datenlesegerät 101 ist, wie die Datenerfassungseinheit, batteriebetrieben. Ein an einer Linie arbeitender Techniker könnte mit einem Bändsel oder einer Tasche ausgestattet werden, um das Datenlesegerät zu tragen, und beim Entfernen der Datenerfassungseinheit von dem Träger würde der Techniker die Datenerfassungsvorrichtung 102 in einen Schlitz 103 einschieben, der in einem Ende des Datenlesegerätes 101 bereitgestellt ist. Es gibt keine Polarität zu der Datenerfassungsvorrichtung oder dem Datenlesegerät, so dass die Datenerfassungseinheit 102 in beliebiger Ausrichtung in dem Schlitz 103 eingesetzt werden kann. Das Datenlesegerät enthält an einer Seite zwei Tasten, eine Auswahltaste 104 und eine Rücksetztaste 105 und eine LCD-Anzeigevorrichtung 106. Durch Drücken der „Auswahl"-Taste 104 kann der Anwender die UV-Dosis überprüfen, die in der LCD-Anzeigevorrichtung 106 angezeigt wird. Ein einmaliges Drücken der Auswahltaste zeigt die UV-Gesamtdosis an und ein zweimaliges Drücken auf die Auswahltaste zeigt den Scheitelwert der UV-Dosis an. Die Dosis bleibt in der Datenerfassungseinheit so lange gespeichert, bis die „Rücksetz"-Taste 105 an dem Datenlesegerät gedrückt wird. Dadurch werden die Register in der Datenerfassungsvorrichtung für eine andere Messung geleert.
Obwohl die Erfindung anhand einer einzigen bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung mit Än derungen innerhalb des Rahmens der anhängigen Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

Ultraviolett (UV)-Strahlungsmesser zum Zwecke der Messung einer UV-Dosis, die einem Werkstück zugeführt wird, das durch ein Ultraviolett-Nachbehandlungssystem transportiert wird, die aufweist: – eine Datenerfassungseinheit (102), die eine Größe hat, die zulässt, dass sie das UV-Nachbehandlungssystem passiert; und – ein Datenlesegerät (101), in das die Datenerfassungseinheit (102) zum Anzeigen und/oder Verarbeiten der durch die Datenerfassungseinheit (102) während eines Prozessdurchlaufs erfassten aktuellen Daten eingesetzt ist.
UV-Strahlungsmesser nach Anspruch 1, wobei die Datenerfassungseinheit (102) aufweist: – eine UV-Demodulatordiode (11), die mit einem Strom-Spannungs-Wandler verbunden ist; – einen Analog-Digital (A/D)-Wandler (14) der angeschlossen ist, um ein Spannungssignal von dem Strom-Spannungswandler zu empfangen; – einen Mikroprozessor (15), der mit dem A/D-Wandler (14) zur Steuerung des Abtastens des Spannungssignals und des Auslesens und Speicherns umgewandelter digitaler Werte verbunden ist; und – eine Ein-/Ausgangs (I/O)-Schnittstelle (16), die mit dem Mikroprozessor (15) verbunden ist, wobei ein Datenpfad für gespeicherte digitale Werte bereitgestellt wird.
UV-Strahlungsmesser nach Anspruch 2, wobei der Mikroprozessor (15) programmiert ist, jeden digitalen Wert zu testen, um einen Scheitelwert zu erfassen, der einer UV-Höchstdosis entspricht, und um digitale Werte zu akkumulieren, die einer UV-Gesamtdosis entsprechen.
UV-Strahlungsmesser nach Anspruch 2, wobei das Datenlesegerät (101) aufweist: – eine zweite I/O-Schnittstelle (31) zur Verbindung mit der erstgenannten Schnittstelle (16) zusammenpasst; – einen zweiten Mikroprozessor (32), der mit der zweiten I/O-Schnittstelle (31) verbunden ist; – eine Anwenderschnittstelle (33), die mit dem zweiten Mikroprozessor (32) zum Eingeben von Befehlen, zum Lesen von Daten und zum Rücksetzen der Datenerfassungseinheit (102), verbunden ist, wobei der zweite Mikroprozessor (32) als Antwort auf einen Befehl, Daten zu lesen, eine Datenabfrage an den erstgenannten Mikroprozessor (15) über die erstgenannte und die zweite I/O-Schnittstelle (16, 31) sendet, und als Antwort auf einen Rücksetzbefehl einen Rücksetzungsbefehl an den erstgenannten Mikroprozessor (15) sendet; und – eine Anzeigevorrichtung (34), die mit dem zweiten Mikroprozessor (32) verbunden ist, wobei der zweite Mikroprozessor (32) aus dem erstgenannten Mikroprozessor (15) empfangenen Daten formatiert und die Daten an der Anzeigevorrichtung (34) anzeigt.
UV-Strahlungsmesser nach Anspruch 4, wobei der erstgenannte Mikroprozessor (15) programmiert ist, jeden digitalen Wert zu testen, um einen Scheitelwert zu erfassen, der einer UV-Höchstdosis entspricht, und um digitale Werte zu akkumulieren, die einer UV-Gesamtdosis entsprechen, und wobei der zweite Mikroprozessor (32) auf die Anwenderschnittstelle (33) zum gesonderten Auslesen und Anzeigen der UV-Höchst- und Gesamtdosis reagiert.
UV-Strahlungsmesser nach Anspruch 1, der ferner einen Träger aufweist, in den das Datenerfassungsgerät (102) eingelegt werden kann, wobei der Träger Mittel zur temporären Befestigung an Mittel zum Transportieren des der UV-Nachbehandlung ausgesetzten Produktes hat.
UV-Strahlungsmesser nach Anspruch 6, wobei der Träger ein Flächenstück (70) aus flexiblem Material mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche (75) aufweist, die obere Fläche eine Tasche (71) zum Aufnehmen der Datenerfassungseinheit (102) hat und die untere Fläche (75) von einem erneuerbaren klebrigen Haftmittel zum temporären Haften des Flächenstücks (70) an einem Gewebe bedeckt ist.
UV-Strahlungsmesser nach Anspruch 7, wobei mindestens ein Teil der oberen Fläche des Flächenstücks (70) mit einem Teil eines Klettmaterials (84a, 84b) bedeckt ist, wobei ein Aufnahmeteil des Klettmaterials (84a, 84b) das Entfernen des Flächenstücks (70) von dem Gewebe zulässt.
UV-Strahlenmesser nach Anspruch 1, wobei die Datenerfassungseinheit (102) aufweist: – eine gedruckte Leiterplattenbaugruppe (51) einschließlich einer Batterie (51a), die durch einen Haltebügel (51b) festgehalten wird, der ebenfalls als ein elektrischer Kontakt zu einer an der gedruckten Leiterplattenbaugruppe (51) montierten gedruckten Leiterplatte (PCB) dient; – einen Gehäuseboden (52) und einen Gehäusedeckel (53), zwischen denen die gedruckte Leiterplattenbaugruppe (51) eingelegt ist, wobei der Gehäusedeckel (53) eine Öffnung (54) hat, die von dem Steg umgeben ist; – eine Sandwich-Konstruktion, die in dem die Öffnung (54) umgebenden Steg (55) eingefügt ist, wobei die Sandwich-Konstruktion erste und zweite Fenster (56a, 56b) auf beiden Seiten eines ersten Diffusors (57a) aufweist; – eine Platte mit einer Vielzahl von Löchern über der Sandwich-Konstruktion, die als Dämpfer dient; und – einen zweiter Diffusor (57b) und eine Lochblende (59), die mit einer Fotodiode (11) auf der gedruckten Schaltung (PCB) fluchtet; – die an dem Gehäusedeckel (53) angebrachte gedruckte Leiterplattengruppe (51), wobei der Gehäuseboden (52) an dem Gehäusedeckel (53) befestigt ist.
UV-Strahlenmesser nach Anspruch 9, wobei der Gehäusedeckel (53) und der Gehäuseboden (52) elektrisch voneinander isoliert sind und als elektrische Kontakte für das Datenlesegerät (101) dienen.
Verfahren zur Durchführung einer Messung einer Ultraviolettdosis, die einem Werkstück in einem UV-Nachbehandlungssystem zugeführt wird, wobei das der UV-Nachbehandlung ausgesetzte Produkt durch das UV-Nachbehandlungssystem befördert wird und das Verfahren die Schritte aufweist: – temporäres Anbringen einer Datenerfassungseinheit (102), um das UV-Nachbehandlungssystem zu passieren, wobei die Datenerfassungseinheit (102) Abmessungen hat, die ihr ermöglichen, eine UV-Nachbehandlungs-Station während eines Verfahrensdurchlaufs zu passieren; – Wiederbeschaffen der Datenerfassungseinheit (102) nach dem Durchlauf durch die UV-Nachbehandlungs-Station; und – Einsetzen der Datenerfassungseinheit (102) in das Datenlesegerät (101), das durch die Datenerfassungseinheit (102) während eines Verfahrensdurchlaufs gesammelte Daten anzeigt und/oder verarbeitet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Datenerfassungseinheit (102) zuerst in einen Träger eingesetzt und der Träger temporär an Mittel angebracht wird, die das der UV-Nachbehandlung ausgesetzte Produkt transportieren.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Träger ein Flächenstück (70) aus flexiblem Material mit einer oberen Fläche und einer unteren Fläche (75) aufweist, die obere Fläche eine auf ihr ausgebildete Tasche (71) zur Aufnahme der Datenerfassungseinheit (102) hat und die untere Fläche (75) von einem erneuerbaren klebrigen Haftmittel zum temporären Haften des Flächenstücks (70) an einer Bahn bedeckt ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei mindestens ein Teil der oberen Fläche des Flächenstücks (70) mit dem einen Teil eines Klettmaterials (84a, 84b) bedeckt ist, der Schritt der temporären Anbringung durch Einsatz der ersten Rolle (83) mit einem kleinen durch ein Verbindungsteil des Klettmaterials (84a, 84b) bedeckten Bereich ihrer Fläche ausgeführt wird, wobei das Flächenstück (70) an die erste Rolle (83) mit der nach außen zeigenden unteren Fläche (75) und angebracht wird und das Anpressen der Rolle (83) an das sich bewegende Gewebe das Flächenstück (70) mit dem klebrigen Haftmittel mit an dem Gewebe verbindet, und der Schritt des Abnehmens ausgeführt wird durch Einsatz einer zweiten Rolle (93) mit ihrer durch ein Verbindungsteil des Klettmaterials (94) vollkommen bedeckten Oberfläche, wobei die zweite Rolle (93) an das sich bewegende Gewebe gepresst wird, so dass das Flächenstück (70), das die Datenerfassungseinheit (102) trägt, unter der zweiten Rolle (93) entlangläuft, wobei das Klettmaterial (84a, 84b) an der zweiten Rolle (93) eine Verbindungskraft hat, die das Anhaften des klebrigen Haftmittels übersteigt, wodurch das Abnehmen des Flächenstücks (70) von der Bahn ermöglicht wird.