一種染液自動偵測回饋裝置的製作方法
2023-05-16 06:06:01 1
專利名稱：一種染液自動偵測回饋裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種染液偵測回饋裝置，特別是一種染液自動偵測回饋裝置。
背景技術：
在偏光板或是一般光學薄膜製程中，常需要將薄膜放入染槽內與染液中溶質反應以進行染色動作，而這些薄膜也因染有染液中的溶質而具有一些特殊的光學性質。
截至目前為至，由於染槽內染液中溶質會與薄膜反應而濃度改變，因此，在薄膜染色製程中還包括有染液中溶質濃度偵測、溶質添加等步驟。而這些步驟仍主要採用人工方式進行，因此染槽內染液中溶質濃度的控制十分不易。請參考圖1所示的傳統染液偵測回饋的流程步驟圖。
首先以人工方式對染槽內染液(例如是硼酸(H3BO3))取樣，並將取出的染液作為試劑，此為步驟110。之後，將取樣出的染液以檢劑(例如是氫氧化鈉)滴定，並以肉眼根據染液經檢劑滴定後顏色的變化判定染液中溶質的濃度，此為步驟120。最後，每間隔一段時間(例如是4小時)進行一次染槽內染液中溶質濃度的檢測，即執行步驟110以及步驟120，以根據被檢測出的染液中溶質濃度而決定染槽內需要添加溶質或是水。若染槽內染液中溶質濃度不足則添加溶質，若染槽內染液中溶質濃度超過則添加水，此為步驟130。
假設染槽內染液中溶質為硼酸且其目標濃度為A％，而使用傳統染液偵測回饋流程步驟後，其結果為染液中硼酸硼酸濃度的最大值以及最小值將分別落在A+0.06％以及A-0.06％。此代表硼酸濃度飄移過大。
因此，當以人工方式進行染液偵測以及回饋時，每間隔一段時間才去檢測染槽內染液中硼酸的濃度，並不能有效反應染槽內染液中硼酸濃度的實時變化，且不能實時恢復染槽內染液中硼酸的目標濃度，而造成染槽內染液中的硼酸濃度無法有效控制，且相對影響在薄膜染色製程中，薄膜染色的品質。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種染液自動偵測回饋裝置，可在薄膜染色製程中，預防染槽內染液中溶質的濃度飄移，以提高薄膜染色的品質。
本實用新型目的是這樣實現的，一種染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於包括一染槽，其內儲存一染液；一偵測裝置，經由路徑連接染槽，自動取樣染槽內的染液並檢測取樣的染液中溶質的濃度；一染液母液儲存槽，經由路徑連接染槽，其內儲存染液的母液並將母液導入染槽，以調整染槽內染液中的溶質的濃度；以及一加藥控制裝置，其輸入連接偵測裝置，其輸出連接染液母液儲存槽，根據偵測裝置偵測的染槽內染液中溶質的濃度，控制染液母液儲存槽流入染槽的母液數量。
本實用新型的技術效果是，可在薄膜染色製程中，有效控制染槽內染液中溶質濃度飄移，以提高薄膜染色的品質。
以下結合附圖並通過具體實例對本實用新型進行詳細說明。
圖1是習知染液偵測回饋的流程步驟圖；圖2是本實用新型較佳實施例的染液自動偵測回饋裝置的方塊示意圖；圖3是本實用新型較佳實施例的具有圖控裝置以及警示裝置的染液自動偵測回饋裝置的方塊示意圖；以及圖4是圖控裝置的顯示欄位示意圖。
附圖標記說明110～130步驟；300、400染液自動偵測回饋裝置；310染槽；325、335、425信號；320偵測裝置；330加藥控制裝置；340染液母液儲存槽；315、345路徑；410圖控裝置；420警示裝置。
具體實施方式
在基於在薄膜製程中，染液濃度的偵測以及回饋採用使用人工方式進行，造成染槽內染液中溶質濃度無法有效控制，因而相對影響薄膜染色的品質。因此，本實用新型提出一種染液自動偵測回饋裝置，考慮以自動化的設備取代人工方式作為染液偵測以及回饋之用，以提高控制染液中溶質濃度的精準度，進而提高薄膜染色的品質。
請參考圖2所示的本實用新型較佳實施例的染液自動偵測回饋裝置的方塊示意圖。在圖2中，染液自動偵測回饋裝置300主要包括溶質可容納染液與其它材料作用的染槽310；偵測染槽310內染液中溶質濃度的偵測裝置320；用以儲存染液母液以準備添加至染槽310內的染液母液儲存槽340。染液自動偵測回饋裝置300根據偵測裝置320所偵測出染槽310內染液中溶質濃度，控制染液母液儲存槽340將其內母液導入至染槽310的數量。
在本實用新型較佳實施例中，此染液自動偵測回饋裝置300可例如運用於太陽眼鏡上的光學薄膜的染色，因此染槽310中所存放的染液可例如是包含硼酸的藥液，而染液母液儲存槽340所儲存的染液母液即為溶質硼酸。
而此染液自動偵測回饋裝置300運作的流程如下當光學薄膜進入染槽310內後，光學薄膜即於染槽310內與染液發生作用，而使得染槽310內染液中的溶質，即硼酸，濃度減少，在此同時透過偵測裝置320由路徑315自動對染槽310內染液取樣後，偵測裝置320將取樣後的染液與例如是強鹼的氫氧化鈉的檢劑滴定，並根據染液滴定前與滴定後的電位差判定染液中硼酸的濃度。因此，此偵測裝置320可例如使用一硼酸全自動滴定儀，且藉由此偵測裝置320自動化的取樣以及硼酸濃度判斷，染槽310內染液中的硼酸濃度可相當正確地被判斷出。
之後，當偵測裝置320判斷出染槽310內染液中硼酸的濃度後，偵測裝置320即可送出一信號325告知加藥控制裝置330以作為加藥控制裝置330送出一信號335控制染液母液儲存槽340由路徑345添加硼酸至染槽310數量的依據。此外，為了讓自動偵測回饋裝置300可運用於設定染槽310內染液中硼酸的目標濃度，因此，此加藥控制裝置330可例如是一可程序邏輯控制(Programmable Logic Controller)的機臺，且具有可設定染槽310內染液中硼酸目標濃度控制的程序。
通常，為了加藥控制裝置330讀取偵測裝置320輸出信號325的可靠度，以避免加藥控制裝置330誤判信號325所代表染槽310內染液中硼酸的濃度，信號325的傳輸可使用ASC II-code作為其編碼方式。
在本實用新型較佳實施例中，此控制染槽內硼酸目標濃度的程序可具有下列運算公式Vd×P1+Vi×P2＝(Vd+Vi)×target即Vi＝〔(target-P1)/(P2-target)〕Vd其中，Vd為染槽310內染液的體積，P1為染槽310內硼酸的濃度，Vi為染液母液儲存槽340由路徑345添加至染槽340的硼酸體積，P2為染液母液儲存槽340由路徑345添加至染槽340的硼酸濃度，target為染槽310內染液中硼酸的目標濃度，例如是落在1.5～10.0％之間。
因此，此加藥控制裝置330可根據具有上述運算公式的程序以偵測裝置320判斷出的染槽310內硼酸濃度，以控制染液母液儲存槽340由路徑345添加至染槽340的硼酸數量，而準確地控制染槽310內染液中硼酸的濃度。
不過，在染液自動偵測回饋裝置300運作過程中，若染槽310內染液與被送至染槽310內的硼酸均勻混合所需的一循環時間大於偵測裝置320對染槽310內染液取樣以及偵測出染槽310內染液中硼酸濃度所需的取樣分析時間時，將會造成偵測裝置320所偵測出染槽310內染液中硼酸的濃度並不能實際反應染液母液儲存槽340添加硼酸至染槽310後，對染槽310內染液中硼酸濃度所造成的影響。
因此，加藥控制裝置330還需具有一延遲計時的程序，用以延後接收偵測裝置320所輸出的代表染槽310內染液中硼酸濃度的信號325。
舉例來說，若染槽310內染液與每次由染液母液儲存槽340添加的硼酸完全混合所需的循環時間為30分鐘，而偵測裝置320對染槽310內染液取樣以及偵測出染槽310內染液中硼酸濃度所需的取樣分析時間為8分鐘，則加藥控制裝置330會停止接收由偵測裝置320所輸出的代表染槽310內染液中硼酸濃度的信號325約20分鐘，以控制染液母液儲存槽340在此20分鐘內停止由路徑345添加硼酸至染槽310內。
此外，為了使此染液自動偵測回饋裝置300更人性化，此染液自動偵測回饋裝置300更可在加藥控制裝置330上增設一例如是人機界面的圖控裝置以方便使用者讀取染槽310內染液中硼酸濃度以及設定加藥控制裝置330具有程序中參數的設定值，或是額外增加一警示裝置，以顯示染槽310內染液中硼酸濃度是否在預期標準內。
請參考圖3，圖3是本實用新型較佳實施例的具有圖控裝置以及警示裝置的染液自動偵測回饋裝置的方塊示意圖。在圖3中，染液自動偵測回饋裝置400與圖2相比，其在加藥控制裝置330上增設一圖控裝置410以及額外增設一警示裝置420。
其中，圖控裝置410可具有以下顯示欄位，例如是讀取染槽310內硼酸濃度以及設定加藥控制裝置330中程序的參數設定值，以方便使用者讀取。請同時參考圖4，圖4是圖控裝置410的顯示欄位示意圖。在圖3中，目標濃度相當於前述運算公式中的target，實際濃度相當於前述運算公式的P1，6％相當於上述運算公式中P2為使用6，延遲計時則是指加藥控制裝置330延後接收偵測裝置320所輸出的代表染槽310內染液中硼酸濃度的信號325的時間為1200秒。
至於警示裝置420，可使用不同顏色的警示燈亮以作為不同訊息的傳達。例如，紅色警示燈亮表示染槽310內染液中硼酸濃度超過目標濃度的狀態，藍色警示燈亮表示染液母液儲存槽340正在加藥的狀態，以及綠色警示燈亮表示染槽310內染液中硼酸濃度在規範值內的狀態。
因此，加藥控制裝置330為了輸出一信號425以控制警示裝置420的警示燈亮，此染液母液儲存槽330可能還需要一程序，根據偵測裝置320偵測染槽310內硼酸所判定的濃度，以及根據加藥控制裝置330是否致動染液母液儲存槽340，以控制警示裝置420的警示燈亮。
最後，當染槽310內染液中硼酸濃度只要低於目標濃度超過0.01％時，加藥控制裝置330偵測裝置320所偵測出染槽310內染液中硼酸濃度，立即控制染液母液儲存槽340將其內的硼酸添加至染槽310內，以使染槽310內染液中硼酸濃度隨即恢復預期的濃度。因此，染槽310內染液中硼酸濃度可以立即且有效地控制，且濃度的飄移量皆在預期範圍內。
綜合上述，本實用新型提出一種染液自動偵測回饋裝置，藉由自動化的設備，對染槽內染液取樣、判斷其溶質濃度，以及添加染液母液回饋至染槽中，並適當控制添加染液母液回饋至染槽內的時間點，因此，染槽內染液中溶質的濃度的確可實時且有效地被控制在預期範圍內，不易飄移，而提高了相對應的薄膜染色的品質。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，當不能以此限制本實用新型的範圍。因此凡依本實用新型權利要求所做的均等變化及修飾，仍將不失本實用新型的要義所在，亦不脫離本實用新型的精神和範圍的，都應視為本實用新型的進一步實施。
權利要求1.一種染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於包括一染槽，其內儲存一染液；一偵測裝置，經由路徑連接染槽，自動取樣染槽內的染液並檢測取樣的染液中溶質的濃度；一染液母液儲存槽，經由路徑連接染槽，其內儲存染液的母液並將母液導入染槽，以調整染槽內染液中的溶質的濃度；以及一加藥控制裝置，其輸入連接偵測裝置，其輸出連接染液母液儲存槽，並根據偵測裝置偵測的染槽內染液中溶質的濃度，控制染液母液儲存槽流入染槽的母液數量。
2.如權利要求1所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於，該偵測裝置根據該染液的電位差，判定該染液中該溶質的濃度。
3.如權利要求2所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於，該偵測裝置為一全自動滴定儀。
4.如權利要求3所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於，該加藥控制裝置一可編程邏輯控制裝置。
5.如權利要求4所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於，該加藥控制裝置具有一第一裝置，根據一目標濃度並根據該偵測裝置所偵測出該染槽內該染液中該溶質的濃度，控制該染液母液儲存槽將其內該母液導入至該染槽的數量。
6.如權利要求5所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於，該加藥控制裝置具有一第二裝置，根據每次該染槽內該染液與該母液均勻混合所需的一循環時間以及根據該偵測裝置取樣該染槽內的該染液與判定該染液濃度所需的一取樣分析時間，控制該緩衝裝置停止根據該偵測裝置所偵測出該染槽內該染液的濃度，以控制該染液母液儲存槽將其內該母液導入至該染槽的數量的時間。
7.如權利要求6所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於，該加藥控制裝置還具有一圖控裝置，用以顯示該染槽內該染液中溶質濃度、該第一、該第二裝置中的參數設定值、該目標濃度、每次加入該染槽內的該染液母液體積等，以及用以供一使用者調整該第一、該第二程序中的參數設定值、該目標濃度、每次加入該染槽內的該母液體積。
8.如權利要求7所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於還包括一警示裝置，受該加藥控制裝置控制，以顯示該染液自動偵測回饋裝置目前狀態。
9.如權利要求8所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於，該加藥控制裝置具有一第三裝置，根據該偵測裝置偵測該染槽內該染液中該溶質所判定的濃度，以及根據該加藥控制裝置是否致動該染液母液儲存槽，以使該顯示裝置顯示該染液自動偵測回饋裝置目前狀態。
10.如權利要求9所述的染液自動偵測回饋裝置，其特徵在於，這些狀態包括該染液中該溶質濃度超過該目標濃度的狀態、該染液母液儲存槽正在加藥的狀態以及該染液在一規範值內的狀態。
專利摘要本實用新型是一種染液自動偵測回饋裝置，包括一染槽，其內儲存一染液；一偵測裝置，經由路徑連接染槽，自動取樣染槽內的染液並檢測取樣的染液中溶質的濃度；一染液母液儲存槽，經由路徑連接染槽，其內儲存染液的母液並將母液導入染槽，以調整染槽內染液中的溶質的濃度；一加藥控制裝置，其輸入連接偵測裝置，其輸出連接染液母液儲存槽，根據偵測裝置偵測的染槽內染液中溶質的濃度，控制染液母液儲存槽流入染槽的母液數量。因此，藉由染液自動偵測回饋裝置的自動化設備可有效控制染槽內染液中溶質的濃度。
文檔編號G02B5/30GK2677950SQ200320102570
公開日2005年2月9日 申請日期2003年11月4日 優先權日2003年11月4日
發明者陳世明, 鄭堯中, 王宜屏 申請人:力特光電科技股份有限公司