UV固化工艺中的紫外光照强度监测与控制系统的设计

来源 :北京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangjunfeng_2009
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UV(Ultraviolet,紫外线)固化技术因其清洁、高效等特点,在出现并发展了半个世纪之后的今天,广泛应用于各个领域。在装饰性板材领域,采用UV固化工艺的“炫晶板”作为后起之秀,拥有着低成本、生产周期短、环保、装饰效果好等特点,与传统的装饰性板材相比优势明显,发展潜力巨大。在其生产加工过程中,UV光源的光照强度是直接影响到固化效果进而直接影响产品装饰效果的重要因素之一。在实际生产中,紫外光源老化、电压波动等原因都会对固化成型质量产生较大的偏差,影响生产效率,同时也造成了能量的浪费。但业界缺乏对光源控制这一概念的重视,光源控制水准一直停滞在过去。针对这种情况,本文在介绍了 UV光固化技术的发展现状和趋势的基础之上,基于STM32,从硬件到软件两方面着手,设计了紫外光照度强度监测与反馈控制系统。在根据需求确定控制系统设计方案之后,通过仿真实验证明了其可行性;最后,将反馈控制系统接入UV光固化机,由实验来确定系统对UV光源的调整能力,确认设计方案的实用性。本文的主要研究内容与成果如下:首先,基于控制系统需要,给出各硬件的参数和选择依据,设计了控制系统各部分的硬件原理图。包括STM32最小系统、传感器模块设计和触摸屏模块设计等。针对UV光源没有准确数学模型的情况,本文选择并设计了模糊PID控制器。同时基于本文在硬件和软件方面的设计,在Matlab/Simulink仿真环境中建立模型并验算。对比同一时刻下由传感器测出的紫外光强度检测值与由触摸屏输入的紫外光强度设定值,得出的偏差经过模糊PID控制器运算,得到控制量并输出。最后,以VEML6070紫外光照芯片和STM32最小系统为核心构建了紫外光照强度与反馈控制系统,在实验中通过与光固化机的旧有系统进行光源控制能力的对比,通过实验数据证明了本文所设计的控制系统可以帮助解决UV固化过程中光照强度不稳定的问题。
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