一种干燥传统UV墨的LED设备

技术领域

本发明涉及UV光源技术领域，尤其涉及一种干燥传统UV墨的LED设备。

背景技术

目前整体LED研发状态及缺陷，LED模组封装厂家组织系统生产，无行业匹配性经验，系统结构性、稳定性差，系统与印刷行业匹配性差，干燥效果不彻底，频繁更换UV汞灯作为能源不足的补偿。根据2025水俣公约，2025年所有的含汞制品禁止使用，也包含汞灯。促使市场继续寻找新一代的替换品作为干燥UV墨时的灯具，也就给当今的LED大功率的研发产业带来机会，同时也造成很多不符合UV墨固化要求的设备上市竞争，给目前LED固化市场替换的信心造成很大的打击。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供了一种干燥传统UV墨的LED设备，发热量均匀，可以瞬时干燥UV传统墨，并且保留足够余量以便固化不同墨层的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种干燥传统UV墨的LED设备，包括灯罩、LED模组、监控模块、冷却板和石英片，所述监控模块和冷却板设置在灯罩内，所述监控模块与LED模组电连接，所述石英片设置在灯罩的侧面，所述石英片设置在LED模组的发光面的前端，所述冷却板开设有水流通道，所述水流通道具有进水口和出水口，所述进水口和出水口延伸出灯罩外，所述LED模组固定在冷却板上，且LED模组和冷却板之间涂设有导热层，所述水流通道内设置有流速传感器和温度传感器，所述流速传感器和温度传感器与监控模块电连接，当流速传感器和温度传感器所感应数值超过设定值，监控模块切断LED模组的电源。

进一步的，所述LED模组包括PCB基板、LED芯片和透镜，所述LED芯片固定在PCB基板上，所述透镜设置在LED芯片的发光面的前端。

进一步的，所述LED模组由发光波长为365UM、385UM、395UM的三种LED芯片以1:3:6的比例组成。

进一步的，所述LED模组由发光波长为365UM、385UM、395UM的三种LED芯片以5:4:1的比例组成。

进一步的，所述导热层为硅脂。

进一步的，所述冷却板为铝制件或铜制件。

进一步的，所述LED模组设置有多个，所述监控模块设置有多个继电器开关，所述监控模块连接输入电源，所述输入电源经过继电器开关连接到LED模组，每个继电器开关对应一个LED模组，所述监控模块具有温度监测电路和电压监测电路，所述温度监测电路用于监测每个LED模组的温度，当LED模组的温度超过设定值，继电器开关切断LED模组的电源，所述电压监测电路用于监测每个LED模组的电压，当LED模组的电压超过设定值，继电器开关切断LED模组的电源。

本发明的有益效果是：

通过采用上述技术方案，本发明的干燥传统UV墨的LED设备采用导热系数较高的导热层进行LED模组与冷却板进行热交换，热量由冷却板内的水流通道带出至外部的冷冻机制冷，将LED模组产生的热量散走，同时采用流速传感器和温度传感器对水流通道内的水流状态进行采集，保护LED模组正常运行，使得LED模组的达到汞灯的正常发光值，瞬时干燥UV传统墨，并且拥有正常的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明干燥传统UV墨的LED设备的整体结构图；

图2是本发明干燥传统UV墨的LED设备的中部截面结构图；

图3是本发明干燥传统UV墨的LED设备的LED模组的结构图；

图4是本发明干燥传统UV墨的LED设备的LED模组电路的电路连接图。

附图标记：1、灯罩；2、LED模组；21、导热层；22、PCB基板；23、LED芯片；24、透镜；3、监控模块；31、流速传感器；32、温度传感器；33、继电器开关；34、输入电源；4、冷却板；41、水流通道；42、进水口；43、出水口；5、石英片；6、导线入口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

一种干燥传统UV墨的LED设备，包括灯罩1、LED模组2、监控模块3、冷却板4和石英片5，监控模块3和冷却板4设置在灯罩1内，监控模块3与LED模组2电连接，石英片5设置在灯罩1的侧面，石英片5设置在LED模组2的发光面的前端，冷却板4开设有水流通道41，水流通道41具有进水口42和出水口43，进水口42和出水口43延伸出灯罩1外，LED模组2固定在冷却板4上，且LED模组2和冷却板4之间涂设有导热层21，水流通道41内设置有流速传感器31和温度传感器32，流速传感器31和温度传感器32与监控模块3电连接，当流速传感器31和温度传感器32所感应数值超过设定值，监控模块切断LED模组的电源。其中，导热层21优选导热性能好的硅脂，冷却板4为导热性能好的铝制件或铜制件。

在包装印刷业中的墨层固化需要合适的UV能量，干燥传统UV印刷中胶印UV墨、柔印UV墨、凹印UV墨的墨层所需能量为300mj/cm²-500mj/cm²,因此在固化时需要LED模组2出发合适的UV能量，同时LED模组2的温度会快速升高，而温度过高会引起LED模组2被烧坏，因此采用换热的方式将LED模组2产生的热量散走。采用导热系数较高的导热层21进行LED模组2与冷却板4进行热交换，热量由冷却板4内的水流通道41带出至外部的冷冻机制冷，冷冻机温度控制在22-28摄氏度之间，水流为闭环运行，采用流速传感器31和温度传感器32对水流通道41内的水流状态进行采集，一旦水流通道41内水流不畅或水温显示异常，则认为水流通道41内水流不足以带走LED模组2产生的热量，将LED模组2电流切断，保护LED模组2正常运行。

具体流速传感器31和温度传感器32的设定值可以根据以下参数设定。

输入部分电学参数：1、输入电压Vin；2、输入电流Iin；3、输入电功率Pe。

温度衡量参数：1、环境温度Ta, 环境最高温度Tamax，本项目最重要的环境温度，不是环境的空气温度，而是冷却水的温度；2、焊接点温度Ts, 焊接点最高温度Tsmax；3、芯片结温Tj, 芯片结温最高温度Tjmax。

光电转换效率η=辐射功率/电功率，以LED芯片辐射功率为8000-11000mW ,电功率为22.8-24W，所以光电转换效率为33.3-48.2%，做散热分析建议用光电转换效率30%做计算。

散热理论计算，电功率Pe=Vin*Iin，热功率等于电功率乘以光电转化效率，也就是P 热=Pe*η。热功率有以下三种方式耗散出去：1、热辐射；2、热传导；3、热交换，可以表示：P热=P热辐射+P热传导+P热交换。热辐射在本项目中所起作用不大，可不做分析。热传导中：Tc =Tj - P*Rjc，其中Tc 是外壳的温度，Tj 是芯片的结温，P 为芯片的总电功率，Rjc 为芯片PN 结到外壳的总热阻。热交换中：P热交换=C*(T1-T0)*m，其中C 为水的热容比，T1为出水端水温，T0为进水端水温。Η=P 热交换/Pe 为热交换系数。

其中LED模组2由PCB基板22、LED芯片23和透镜24组成，LED芯片23固定在PCB基板22上，透镜24设置在LED芯片23的发光面的前端，单个LED模组2的PCB基板22上可以分布有5*5、5*6、5*8个LED芯片23，LED芯片23作为LED模组2模组的发光件，LED芯片23在发光时，发热量聚集在PCB基板22和LED芯片23上，热量通过PCB基板22背面的导热层21传导到冷却板4，LED芯片23的发光光源通过透镜24平面镜投射后，二次透镜点对点进行聚焦叠加，可以在最少量偏光损耗条件下最大能量叠加，达到300mj/cm²-500mj/cm²的能量范围，固化所定义的膜层。

并且经过实验测试，365UM、385UM、395UM的三种波段都可干燥专色墨层。设定了一定范围， 将目前传统UV白墨与黑墨固化所需的能量值纳入其中，就可以固化在这一幅值之间CMYK所有颜色固化需要的能量值。其中，LED模组2以365UM、385UM、395UM的三种波段的LED芯片以1:3:6的比例组成，能够很好地干燥白墨墨层，LED模组2以365UM、385UM、395UM的三种波段的LED芯片以1:3:6的比例组成，能够很好地干燥黑墨墨层。

LED模组2设置有多个，监控模块3设置有多个继电器开关33，监控模块3连接输入电源34，输入电源34经过继电器开关33连接到LED模组2，每个继电器开关33对应一个LED模组2，监控模块3具有温度监测电路和电压监测电路，温度监测电路用于监测每个LED模组2的温度，当LED模组2的温度超过设定值，继电器开关33切断LED模组的电源，电压监测电路用于监测每个LED模组2的电压，当LED模组23的电压超过设定值，继电器开关33切断LED模组2的电源。

所有结构都设置在灯罩1内，输入电源34和其它导线从灯罩1的侧面的导线入口6连接到监控模块3，一支灯罩1内部一般有8-30个LED模组1，为了监控每个LED模组2是否处于正常状态，监控模块3对每个LED模组2的电压、电流、温度进行检测，其中电压和温度为重点检测对象，当LED模组2的电压过高或温度过高时，继电器开关33切断LED模组2的电源，防止单个每个LED模组2短路造成整个辅助电路烧毁，引起整个系统的崩溃。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。