用於確定紫外線系統中的RF源的適用性的系統和方法與流程

2023-05-11 21:47:07 2

本發明總體上涉及用於照射襯底的紫外線(「UV」)系統，更具體地，涉及確定在這種系統中使用的RF源的適用性。

背景技術：

常規的UV系統包括一個或多個磁控管和封閉在燈頭中的UV燈泡。UV燈泡安裝在金屬微波腔或室內，並且磁控管通過一個或多個波導耦合到微波室的內部。在施加功率時，磁控管通過波導生成射頻(「RF」)能量進入微波室。RF能量激發並點燃微波室中的UV燈泡內的氣體，從而使氣體進入等離子體狀態。結果，UV燈泡開始發射UV能量，UV能量可以用於多種應用。例如，UV能量可以被引導到襯底，以用於固化其上的材料或改變其表面的目的。

在常規UV系統中使用的磁控管是消耗品，其壽命由許多因素確定，包括操作的總小時數、操作溫度以及其它條件。當磁控管到達其壽命的終點時，磁控管變得不適合使用並且需要更換。然而，關於確定何時更換磁控管以及更換磁控管是否適合與UV系統一起使用，常規UV系統具有某些缺點。

例如，已經發現在高於其額定溫度的溫度下操作磁控管在減少磁控管壽命中起主要作用。傳統的燈頭在燈頭內包括遙感裝置，用於推斷磁控管的溫度。然而，由於燈頭中的空氣流動和熱傳遞導致的變化和滯後，這些遠程感測裝置可能提供關於磁控管的操作溫度的不準確和延遲的讀數。結果，常規UV系統可能不能基於磁控管的操作溫度提供對磁控管壽命的準確預測。這種對磁控管壽命的精確預測的缺乏可能導致用戶早於必要更換磁控管，或相反地不能更換磁控管直到其失效之後。因為更換磁控管的停機時間可能是昂貴的，所以用戶通常選擇實施過度積極的維護計劃，以在磁控管失效之前更換磁控管。但積極的更換計劃會增加成本。

常規的UV系統也不能監視磁控管不兼容性。從UV系統發射的UV能量的強度很大程度上取決於由磁控管提供的RF能量的大小。為此，常規UV系統需要具有嚴格規格的高功率磁控管。然而，一旦準備更換原始製造商的磁控管，一些用戶可能用不滿足所需規格的磁控管來更換磁控管。這種更換可能降低UV系統的有效性或具有其它負面結果。

例如，典型的大體積UV系統包括兩個高功率磁控管，其以差別20MHz的特定頻率提供RF能量。20MHz的差異足以阻止操作期間磁控管之間的光譜幹擾，同時還優化關於強度和光譜輸出的UV能量輸出。更大的差異將不利地影響UV燈泡的激發和點燃，導致更長的啟動時間和減少的UV能量的發射。此外，因為將磁控管耦合到UV燈泡的每個波導具有與耦合的磁控管的頻率成正比的幾何，所以使用具有不兼容頻率的磁控管導致與UV燈泡的RF耦合減小。因此，使用發射與同一UV系統中的另一個磁控管的RF頻率太接近的RF頻率的更換磁控管可能導致光譜幹擾甚至損壞。另一方面，使用發射與該系統中另一個磁控管的RF頻率太遠的RF頻率的更換磁控管可能導致UV輸出的不可接受的水平或均勻性。

其它因素也影響更換的磁控管與UV系統的兼容性。例如，每個磁控管包括一定尺寸和形狀的燈絲，所述燈絲用於生成自由電子，從而開始生成RF能量。然而，對於給定的UV系統不適當的燈絲尺寸和形狀可以阻止磁控管適當地起動或導致磁控管損壞。此外，一些磁控管簡單地具有較低的質量並且具有較短的有效壽命，這導致更頻繁的磁控管更換。此外，更換磁控管還必須與UV系統的電源兼容以正常發揮作用。

最近，已經開發了使用替選的固態電路來生成必需的RF能量的UV系統，其在製造成本，耐久性和其它性能度量方面具有潛在的優勢。然而，上述可適用於磁控管RF源的一些擔心也適用於固態源，例如需要確定固態RF源是否已經達到其使用壽命的終點，固態源是否在適當的溫度和其它適當的環境條件下使用，以及這些可能如何影響使用壽命，以及需要確保固態RF源與其所安裝的UV系統兼容並且滿足安裝環境的適當規範。

出於這些原因以及其它原因，期望提供改進的UV系統和方法，用於確保UV系統的RF源適合於與該系統一起使用。

技術實現要素：

一種用於照射襯底的UV系統，包括：RF源，該RF源可以是磁控管或固態源或能夠生成RF能量的其它RF源；UV燈，該UV燈在由通過磁控管生成的RF能量激發時能夠發射UV能量；以及耦合到磁控管的監視器。該監視器包括與RF源相關的數據。此外，UV系統包括能夠與監視器通信的控制器。

在一個方面，包括監視器和與控制器通信允許驗證過程，其中控制器基於監視器的數據確定RF源是否適於與UV系統一起操作，這防止在UV系統中使用不當的RF源，不當的RF源的使用會導致出現性能降級和潛在的損害。

在一些實施例中，監視器的數據包括專用於RF源的識別碼，並且控制器通過基於監視器的數據中的識別碼確定RF源是否與UV系統兼容來確定RF源是否適於與UV系統一起操作。附加地或替選地，監視器可以通過連接器剛性地耦合到RF源。如本文所使用的，剛性耦合意味著連接器在不損壞連接器和/或監視器的情況下不容易從RF源移除。附加地或替選地，RF源可以包括具有翅片的熱沉，並且監視器可以通過連接器耦合到RF源的翅片。

在另一方面，包括監視器和與控制器的通信允許管理RF源的壽命周期，其中控制器UV系統還包括與控制器耦合的操作時間資料庫，並且控制器能夠將所述RF源的實際操作時間的運行總計存儲在所述資料庫中。因此，控制器可以能夠基於存儲在資料庫中的RF源的實際操作時間的運行總計來預測RF源的剩餘壽命。

在所公開的實施例中，控制器包括在使用RF源期間更新的操作時間資料庫。在一些實施例中，監視器能夠在監視器的數據中存儲RF源的實際操作時間的運行總計，並且控制器能夠基於被包括在監視器的數據中的RF源的實際操作時間的運行總計來預測RF源的剩餘壽命。另外，控制器可以被配置為如果控制器預測RF源沒有剩餘壽命，則確定RF源不適合與UV系統一起操作。

在一些實施例中，監視器的數據包括RF源的操作溫度，並且控制器基於監視器的數據中包括的操作溫度來確定RF源是否適合於與UV系統一起操作。另外，控制器可以被配置為如果操作溫度超過設定的最大操作溫度，則確定RF源不適合與UV系統一起操作。

一種用於確定RF源是否適合在用於照射襯底的UV系統中使用的方法，該方法包括從耦合到RF源和控制器的監視器傳送與RF源有關的數據。該方法還包括利用控制器基於數據確定RF源是否適於與UV系統一起使用，以及如果RF源不適合與UV系統一起使用，則利用控制器生成錯誤信號。

在一些實施例中，與RF源相關的數據包括RF源的識別碼，並且基於數據確定RF源是否適合與UV系統一起使用包括基於識別碼確定RF源是否與UV系統兼容。附加地或替選地，該方法可以包括將錯誤信號發送到控制器/電源以阻止RF源操作，和/或發送到用戶界面以顯示錯誤消息。

在一些實施例中，與RF源相關的數據包括RF源的操作溫度，並且基於數據確定RF源是否適合與UV系統一起使用包括：如果RF源的操作溫度大於設定的最大操作溫度，則確定RF源不適合與UV系統一起使用。

用於管理在用於照射襯底的UV系統中使用的RF源的壽命周期的方法包括從耦合到RF源的監視器向控制器傳送與RF源有關的數據。該方法還包括將RF源的實際操作時間的運行總計存儲在資料庫中，以基於RF源的實際操作時間的運行總計來預測RF源的剩餘壽命。

在一些實施例中，UV系統的控制器包括操作時間資料庫並且存儲與RF源相關的數據，其可以包括RF源的實際操作時間的運行總計。在這種情況下，確定RF源是否適合與UV系統一起使用可以包括基於實際操作時間的運行總計來預測RF源的剩餘壽命，以及如果RF源沒有預測的剩餘壽命，則確定RF源不適合與UV系統一起使用。另外，該方法可以包括：響應於預測RF源沒有剩餘壽命，在監視器中指示RF源沒有預測的剩餘壽命。該方法還可以包括檢查監視器中的指示，以及如果發現指示符，則確定RF源不適合與UV系統一起使用。

在一些實施例中，與RF源相關的數據包括RF源的操作溫度，並且基於數據確定RF源是否適合與UV系統一起使用包括確定RF源的操作溫度源是否大於設定的最大操作溫度。響應於確定RF源的操作溫度大於設定的最大操作溫度，監視器中的過溫度計數器遞增，並且如果過溫度計數器大於設定的最大值則做出確定RF源不適合與UV系統一起使用。

在一些實施例中，與RF源相關的數據包括高/低指示符，並且基於數據確定RF源是否適合與UV系統一起使用包括基於高/低指示符確定RF源是否處於RF源的適當的組合。

附圖說明

圖1是包括耦合到一個或多個磁控管的一個或多個監視器的UV系統的示意圖。

圖2是在UV系統中兩個監視器和兩個磁控管之間的耦合的示意圖。

圖3是磁控管和用於將監視器耦合到磁控管的連接器的等距視圖。

圖4是連接器和監視器的等距視圖。

圖5是磁控管和連接器之間的耦合的橫截面圖。

圖6是監視器中的數據的示意圖。

圖7是用於確定磁控管是否適合與UV系統一起使用的流程圖。

圖8是用於確定磁控管是否適合與UV系統一起使用的另一流程圖。

應當理解，附圖不一定是按比例的，呈現了圖示本發明的基本原理的各種特徵的稍微簡化的表示。本文公開的操作序列的具體設計特徵(包括例如各種所示部件的具體尺寸、定向、位置和形狀)將部分地由特定預期應用和使用環境來確定。所示實施例的某些特徵相對於其它特徵被放大或變形，以促成可視化和清楚的理解。特別地，例如，為了清楚或說明，薄特徵可能被加厚。

此外，雖然附圖和以下描述將通過參考作為磁控管的RF源來解釋和說明本發明，但是應當理解，本發明的原理同樣適用於固態類型的RF源、或可用於UV系統中的其它RF源。

具體實施方式

圖1提供了包括封裝在燈頭103中的一個或多個磁控管102的示例性UV系統100。磁控管102經由一個或多個波導106耦合到微波室105中的UV燈泡104。每個波導106與耦合到其的磁控管102的頻率在幾何上成比例。以這種方式，每個波導能夠將由磁控管102生成的RF能量引導至UV燈泡104。在從控制器/電源108施加功率時，磁控管102生成RF能量，RF能量由波導106引導至UV燈泡104。RF能量激發並且點燃UV燈泡104，從而使UV燈泡104發射UV能量109。UV能量109通過細網格金屬絲屏110朝向基板112引導。細網格金屬絲屏110能夠允許UV能量109離開燈頭103，同時阻止RF能量進行相同的操作。

如前所述，在UV系統100中安裝和使用不合適的磁控管102可能導致次優的UV能量產生和/或物理損壞。為了避免這些問題，UV系統100還包括耦合到磁控管102的一個或多個監視器114。每個監視器114包括處理器和存儲器，並且促成識別與其耦合的磁控管102，從而確保磁控管102滿足UV系統100的嚴格要求並且與其完全兼容。此外，每個監視器114能夠記錄與耦合到其的磁控管102的操作有關的數據。這樣的數據可以用於精確地預測每個磁控管102的剩餘壽命，以及警告用戶危險的操作條件和/或關閉UV系統100。以這種方式，可以延長磁控管102的壽命，並且可以避免積極性的或過早的磁控管更換計劃。下面更詳細地描述監視器114的這些特徵的附加細節。

在一個實施例中，每個磁控管102具有耦合到其上的一個或多個監視器114。或者，兩個或更多個磁控管102可以耦合到相同的一個或多個監視器114。

監視器114耦合到控制器116，控制器116能夠經由有線或無線地與監視器114通信，並且還能夠處理從監視器114接收的數據。為此，控制器116還包括處理器和存儲器。雖然控制器116在圖1中被示出為在燈頭103的外部，但是它也可以位於燈頭103中。控制器116耦合到控制器/電源108和用戶接口118。在處理從監視器114接收的數據時，控制器116能夠生成相應的信號並且向所耦合的裝置中的任一個發送相應的信號。在接收到信號時，控制器/電源108和用戶接口118中的每一個能夠基於接收信號中的信息採取適當的動作，這將在下面更詳細地描述。

儘管圖1將控制器116、控制器/電源108、用戶接口118和監視器114示為單獨的裝置或模塊，但是這些項中的兩個或更多個可以合併到同一裝置中。例如，監視器114和控制器116可以合併到一個裝置中，和/或，控制器116、控制器/電源108和/或用戶接口118可以合併到一個裝置中。類似地，監視器114和控制器116的功能可以由一個裝置實現，和/或控制器116、控制器/電源108和/或用戶接口118的功能可以由一個裝置實現。給定許多可能的組合，本領域技術人員將認識到在本文所述的實施例的範圍內的圖1的項的其它合適的配置和組合。

在一些實施例中，監視器114通過從磁控管框架或翅片測量磁控管102的操作溫度來幫助預測磁控管102的剩餘壽命，這將在下面更詳細地描述。在高於其額定操作溫度的溫度下操作磁控管102降低了磁控管的壽命。因此，監視磁控管102的操作溫度有助於UV系統100以增加的精度預測磁控管102的剩餘壽命，這使得製造商能夠避免過度積極或過早的更換計劃。通常，製造商將磁控管102定級為在相對於磁控管102的框架或翅片的溫度下操作。因此，在該實施例中，監控器114耦合到磁控管102的框架或翅片。雖然磁控管102的框架為監視器114提供用於精確地確定磁控管102的當前操作溫度的適當的溫度測量，由於翅片更接近磁控管102的熱源，磁控管102的翅片可用於關於檢測磁控管102的操作溫度的變化提供更快的響應時間。

在一些實施例中，控制器116和/或監視器114已經在其中編碼了最大操作溫度。在UV系統100的操作期間，監視器114周期性地檢測磁控管102的操作溫度，並且可以將與這種檢測到的操作溫度相關的數據發送到控制器116。在一個示例性實施例中，這些檢測在UV系統100通電時執行並且之後每隔10秒執行。如果監視器114和/或控制器116檢測到磁控管102在大於設定的最大操作溫度的溫度下操作(這在本文中被稱為極端操作溫度條件)，則控制器116和/或監視器114可以遞增存儲在其中的計數器。一旦檢測到極端操作溫度條件，或替選地計數器達到設定的最大值，則控制器116生成相應的信號並發送相應的信號到控制器/電源108和/或用戶接口118。以這種方式，然後可以採取適當的動作來去除極端操作溫度條件，從而延長磁控管102的壽命並且阻止對UV系統100的物理損壞。

在一個示例性實施例中，控制器116將相應的信號發送到控制器/電源108，控制器/電源108關閉UV系統100，阻止磁控管102操作，和/或減小到磁控管102的功率。替選地或附加地，控制器116可以將相應的信號發送到用戶接口118。用戶接口118包括顯示器120，其能夠呈現關於極端操作溫度條件的錯誤消息。UV系統100還可以包括能夠冷卻燈頭103的內容物的冷卻裝置(未示出)。極端操作溫度條件的指示還可以使得控制器116生成並且發送相應的信號到冷卻裝置和/或控制器/電源108，以使冷卻裝置開始或增加燈頭103的冷卻。

除了存儲與檢測到極端操作溫度條件的次數相關的計數器之外，控制器116和/或監視器114還可以存儲導致檢測到極端操作溫度條件的特定操作溫度。所存儲的計數器和/或溫度信息可以用於保修評估目的以及預測磁控管102的剩餘壽命。

監視器114和/或控制器116還能夠記錄磁控管102的實際操作時間的運行總計，以進一步促進預測其剩餘壽命。在一些實施例中，監視器114和/或控制器116以250小時的增量記錄磁控管102的操作時間。替選地，磁控管102的操作時間可以以100小時的增量被存儲。

在一個實施例中，隨著磁控管102的實際操作時間被更新，磁控管102的實際操作時間在監視器114和控制器116之間交換並且存儲在其的每個上。例如，控制器116可以耦合到磁控管使用定時器，其能夠檢測UV系統100何時處於「燈開啟」狀態或「燈關閉」狀態。在該示例中，控制器116向監視器114發送表示磁控管102的實際操作時間的數據，然後將該數據存儲在監視器114上。

此外，控制器116可以能夠將磁控管102的實際操作時間的運行總計存儲在與其耦合或包括在其中的操作時間資料庫117中。在一些實施例中，控制器116將多於一個磁控管102的實際操作時間的運行總計存儲在操作時間資料庫117中，這將在下面更詳細地描述。

在一些實施例中，控制器116基於存儲在操作時間資料庫117和/或監視器114中的磁控管102的實際操作時間的運行總計來預測磁控管102的剩餘壽命。除了操作時間，控制器116還可以基於極端溫度檢測計數器以及(如果可用的話)存儲在其中或在監視器114中的相關溫度來進行剩餘壽命的預測。

在失效的邊緣上操作磁控管102可能損壞UV系統100和/或不利地影響照射過程，以及在更換磁控管102時導致額外的意外停機時間。為了避免這些問題發生，在一個示例性實施例中，一旦磁控管已經操作了多個預先指定的小時，例如在10,000至12,000小時的範圍內，則控制器116生成並且向用戶接口118發送相應的信號，用戶接口118顯示磁控管102必須更換或接近需要更換的錯誤消息，取決於實際操作時間的運行總計落在哪個範圍內。附加地或替選地，控制器116可以生成並且發送對應信號到控制器/電源108，其阻止磁控管102操作。在這種情況下，控制器116可以阻止UV系統100操作，直到相應的磁控管102被更換為適合於UV系統100的要求的磁控管，由此確保UV系統100不在通過使用失效的或不兼容的磁控管102而導致的危險條件下操作，和/或UV系統100在照射過程中不會失效。

在一些實施例中，一旦控制器116預測磁控管102沒有剩餘的剩餘壽命並且因此應當被更換，則磁控管102沒有預測剩餘壽命的指示存儲在與其耦合的一個或多個監視器114內。例如，可以通過將「已使用」位從「0」設定為「1」，將指示存儲在監視器114中。附加地或替選地，特定磁控管102沒有預測的剩餘壽命的指示可以存儲在資料庫中，所述資料庫在控制器116中或與控制器116通信，例如操作時間資料庫117。在任一情況下，資料庫被認為是出於本文的目的與控制器116耦合。此後，控制器116將基於所存儲的指示阻止磁控管102操作和/或使得錯誤消息顯示在用戶界面118上。

在一些實施例中，當磁控管102接近處於其預測壽命跨度的結束時(例如，預測的剩餘壽命為250小時或更短)時，控制器116也生成相應的信號並且向用戶發送相應的信號至用戶接口118以顯示關於該影響的消息。基於這樣的信息，製造商可以確定磁控管102是否包括足夠的壽命跨度以完成照射項目，從而避免磁控管102在項目中間失效的情況。另外，如果製造商需要獲得更換磁控管102，則該消息提醒製造商在當前磁控管102故障之前這樣做。

監視器114還可以包括與耦合到其的磁控管102有關的識別信息。該識別信息由控制器116使用以確認磁控管102的兼容性，並在資料庫(例如，操作時間資料庫117)中組織與磁控管102相關聯的操作數據，包括磁控管102是否沒有預測的剩餘壽命，如上所述。另外，識別信息可以使控制器116能夠確保在UV系統100中使用的磁控管102的組合是安全和最優的(例如，磁控管102被構造成生成具有以20MHz分開的頻率的RF能量)。

在一個實施例中，監視器114包括與耦合到其的磁控管102相關的編碼在其中的識別碼(「ID」)和序列號。ID被控制器116用於確定耦合的磁控管102與UV系統100兼容。ID可以是非唯一的，從而允許控制器116基於存儲的ID中的任何變化確定耦合的磁控管102與UV系統是不兼容的。如果是，則控制器116生成相應的信號並將其發送到控制器/電源108和/或用戶接口118，從而導致其每一個阻止磁控管102被啟動和/或導致向用戶顯示錯誤消息。以這種方式，阻止不適合與UV系統100一起使用的不兼容的磁控管102在UV系統100內操作，或至少對此做出警告。因此，用戶不能或不會通過併入不能滿足UV系統100的嚴格要求的磁控管102(例如具有不當的燈絲尺寸或RF頻率輸出的磁控管102)來損壞UV系統100。

編碼在監視器114中的序列號從具有相同ID(即，也與UV系統100兼容)的其它磁控管102識別每個特定磁控管102。為此，序列號是唯一的，並且控制器116可以通過磁控管的序列號來組織與資料庫(例如，操作時間資料庫117)中的磁控管102的操作相關的數據。例如，當控制器116確定預測到磁控管102的剩餘壽命不存在時，控制器116可以在操作時間資料庫117中存儲該確定的指示與磁控管102的序列號。因此，在監視器114中所存儲的ID識別耦合到其的磁控管102的類型或兼容性，並且唯一序列號標識特定磁控管102。替選地，監視器114可僅存儲唯一序列號，然後由控制器116用於組織並且用於確認磁控管102(例如，具有查找表)的兼容性。

在一些實施例中，監視器114還可以包括與其耦合的磁控管102相關的高/低指示符。如前所述，為了確保UV系統100的最優操作並且阻止由同時操作的兩個或更多個磁控管102之間的幹擾所導致的損壞，可以構造UV系統100的磁控管102，以在不同頻率下(例如在相差20MHz的頻率下)生成RF能量。例如，UV系統100可以旨在與「高」磁控管102和「低」磁控管102一起使用，高磁控管102在比由低磁控管102生成的RF的頻率高出例如20MHz的頻率下生成RF能量。在這種情況下，每個監視器114的高/低指示符指示與其耦合的磁控管102是高磁控管102還是低磁控管102。

控制器116能夠從當前安裝的磁控管102的監視器114讀取高/低指示符，以確保當前安裝的磁控管102達到適當的組合。例如，如果安裝了高磁控管102和低磁控管102，則控制器116可以被配置為將磁控管102視為處於適當的組合。相反，如果安裝了兩個高磁控管102或兩個低磁控管102，則控制器116可被配置為將磁控管102視為處於不當的組合，並且因此不適合與UV系統100一起使用。如果控制器116確定當前安裝的磁控管102包括不當的組合，則控制器116可以阻止UV系統100操作和/或導致經由用戶界面118顯示合適的錯誤消息，從而避免或減少由利用UV系統100中的磁控管102的不當的組合。

圖2示出了監視器114和磁控管102之間的耦合。特別地，磁控管102包括高磁控管102a和低磁控管102b。如前所述，高磁控管102a被構造成以比由低磁控管102b生成的RF能量更高的頻率(諸如，高出20MHz)生成RF能量。例如，在特定實施例中，高磁控管102a可以被構造為生成2.47GHz的RF能量，並且低磁控管102b可以被構造為生成2.45GHz的RF能量。高磁控管102a和低磁控管102b中的每一個經由連接器202耦合到監視器114，監視器114包含與耦合到其的磁控管102特有的標識和/或操作數據。監視器114耦合到控制器116，其能夠處理如上所述的操作和識別數據。

監視器114可以設置在機械連接器裝置202(以下稱為連接器202)附近和/或熱耦合到機械連接器裝置202，並且因此可以能夠通過連接器202接收磁控管102的溫度數據。以這種方式，監視器114能夠促成檢測極端操作溫度條件和/或促成基於磁控管102的操作溫度以增加的精度預測剩餘的磁控管壽命。

參照圖3，在一個實施例中，包含監視器114的連接器202(參見圖4)包括適配於在磁控管102的兩個翅片206之間滑動的平坦部分(或突片)204。平坦部分204可包括一個或多個柔性部分208，所述一個或多個柔性部分208從平坦部分204突出(例如在平坦部分204的每一側上)，並且適配於朝平坦部分204彎曲。以這種方式，當平坦部分204在翅片206之間滑動時，翅片206朝平坦部分204致偏柔性部分208，這在連接器202和翅片206之間產生摩擦力。摩擦力有助於將連接器202固定在翅片206之間。此外，柔性部分208使得連接器202改變寬度，從而允許連接器202被放置在不同距離的翅片206之間。

如圖4所示，在一個實施例中，平坦部分204被噴塗導電塗層210並且熱耦合到監視器114。以這種方式，當平坦部分204在磁控管102的翅片206之間滑動時，監視器能夠以通過平坦部分204檢測磁控管102的操作溫度，並且因此促成檢測極端操作溫度條件。同樣，在所示的實施例中，熱縮212被放置在監視器114周圍。熱縮212在監視器114周圍提供三百六十度的RF屏蔽。從RF觀點看，由於所涉及的高功率和在啟動磁控管102時通常出現的大RF脈衝，磁控管102中的和周圍的環境可能是嘈雜的。這樣的環境可能干擾監視器114與控制器116通信的能力，特別是當在它們之間實現無線通信時。熱縮212將監視器114與嘈雜的RF環境屏蔽，從而減少對監視器114和控制器116之間的通信的幹擾。

如圖5所示，在一些實施例中，連接器202剛性地耦合到磁控管102的一個或多個翅片206，這意味著連接器202在不損壞連接器202和/或監視器114的情況下不容易從磁控管102移除。連接器202可以經由任何粘合劑214剛性地耦合到一個或多個翅片206，粘合劑214當放置在平坦部分204和一個或多個翅片206之間時能夠將平坦部分204永久地固定到一個或多個翅片206，而不顯著幹擾監視器114檢測磁控管102的操作溫度的能力。在一個示例中，粘合劑214可以包括環氧樹脂或由環氧樹脂組成。

當將連接器202剛性地耦合到磁控管102時，則在不損壞監視器114的情況下將監視器114從磁控管102解耦合將變得困難(如果並非不可能)。這有助於阻止監視器114與一個磁控管102解耦合併且移動到另一個磁控管102(例如不適合與UV系統100一起使用的磁控管102(例如，不兼容的磁控管102，導致磁控管102的不當組合的磁控管102，沒有預測的剩餘壽命的磁控管102等))。因此，當安裝不兼容的磁控管102時，剛性耦合有助於阻止用戶誤用UV系統100。類似地，剛性耦合還幫助阻止用戶通過安裝磁控管102的不當組合和/或通過其中故障的或老的磁控管102具有額外的剩餘壽命的布置情況來誤用UV系統100。如上所述，所有這些條件可能導致對UV系統100的物理損壞和/或次優的UV產生。

此外，即使用戶能夠在不損壞監視器114的情況下從磁控管102移除連接器202，控制器116也能夠經由從磁控管102返回的溫度值檢測到連接器202已經移動。更具體地，如果連接器202與一個磁控管102解耦合，然後與另一個磁控管102耦合，並且連接器202與每個磁控管102的耦合位置不相同或非常相似，則由監視器114檢測的來自新的磁控管102的溫度將是非特徵性的，從而允許控制器116確定監視器114已被篡改。作為響應，控制器116可以執行上述動作中的一個(例如，指示序列號沒有剩餘壽命、顯示消息、阻止磁控管啟動等)。

在替選實施例中，連接器202包括突起，該突起鉚接到磁控管102的翅片206的特定位置，使用或不使用粘合劑214。在另一個實施例中，連接器202包括夾子，該夾子固定到磁控管102的翅片206的特定位置，使用或不使用粘合劑214。

在替選實施例中，連接器202可以具有專用形式或形狀，使得其將不與不兼容的磁控管102集成。在這種情況下，監視器114可以被結合在別處，諸如在控制器116處或附近。附加地或替選地，可以使用專用連接器202來將監視器114耦合到控制器116。在一些實施例中，可以使用其它硬體元件(例如，熱電偶或熱敏電阻和合適的控制電路)來代替監視器114和/或控制器116執行其功能，或除了監視器114和/或控制器116以外可以另外使用其它元件來執行其功能。在連接器202、監視器114和/或控制器116之間加密數據還可以通過多種已知技術來實現，包括軟體或硬體中的技術，諸如私鑰加密、用於嵌入有序號等的監視器序列號的私鑰生成籤名等。

給定許多可能的連接器類型和構造，本領域技術人員將認識到在本文所述的實施例的範圍內的若干其它合適的連接器202和配置。例如，連接器202可以是監視器114的一部分和/或促成(諸如用粘合劑214)將監視器114直接安裝到磁控管102。

在一些實施例中，連接器202可以諸如經由上述技術之一耦合到磁控管102的框架216(圖3)，而不是耦合到磁控管102的翅片206。如前所述，製造商通常相對於磁控管102的框架或翅片定級磁控管102的操作溫度。因此，翅片206或框架216可以為由監控器114促成的確定提供最相關的溫度數據，諸如預測剩餘壽命和/或檢測極端操作溫度。然而，由於翅片206通常更靠近磁控管102的熱源，因此關於檢測磁控管102的操作溫度的變化，使用翅片206來檢測操作溫度可以提供更快的響應時間。

圖6示出了可以存儲在監視器114中的數據，以促成確定與其耦合的磁控管102是否適合與UV系統100一起使用，從而確保UV系統100以最優方式操作，並且由磁控管102導致的物理損壞的風險降低。更具體地，在所示的實施例中，監視器114包括只讀存儲器(「ROM」)300、靜態隨機存取存儲器(「SRAM」)302和電可擦除可編程只讀存儲器(「EEPROM」)303。

在該示例中，監視器114的ROM 300包括對應於特定磁控管102的唯一序列號301，如上所述。EEPROM 303包括多個數據元素，包括例如非易失性用戶字節304、非易失性用戶字節306和配置寄存器308。

在所示實施例中，用戶字節304包括表示耦合到監視器114的磁控管102的ID的ID位304a。如前所述，控制器116能夠從監視器讀取ID位304a以確定磁控管102是否是滿足在UV系統100中正確操作的嚴格要求的類型。

在一些示例性實施例中，用戶字節304還包括溫度位304b，該溫度位304b表示耦合到監視器114的磁控管102被發現在極端操作溫度條件下操作的次數。在一些實施例中，控制器116可以被配置成僅在發現磁控管102在極限操作溫度條件下操作設定次數和/或設定時間量的情況下(例如，如果溫度位304b記錄磁控管102已經在極限操作溫度條件下操作八次、持續八秒等)才顯示警告或關閉UV系統100。

用戶字節304還可以包括高/低位304c，該高/低位304c表示耦合到監視器114的磁控管是高磁控管102a還是低磁控管102b。例如，具有值'1'的高/低位304c可以指示耦合到監視器114的磁控管102是高磁控管102a，並且具有值'0'的高/低位304c可以指示磁控管102是低磁控管102b。如上所述，高/低位304c可以由控制器116讀取以確保在UV系統100中安裝磁控管102的適當組合(例如，一個高磁控管102a和一個低磁控管102b)。

在所示實施例中，用戶字節306包括表示磁控管102的實際操作時間的運行總計的小時計數器位306a。控制器116可讀取小時計數器位306a以預測耦合到監視器114的磁控管102的剩餘壽命。用戶字節306還可以包括已使用位306b，並且當控制器116預測磁控管102沒有剩餘壽命時，它可以使得已使用位306b從低變為高。

在所示實施例中，EEPROM還包括配置寄存器308。配置寄存器308可以被設定以配置檢測到的溫度的解析度或精度。

SRAM 302諸如通過字節0和1，從EEPROM 303讀取和向EEPROM 303寫入溫度測量，以及從監視器114請求和讀取溫度測量。在一些實施例中，EEPROM 303可以僅能夠被重寫一定次數(諸如50,000次)，在這種情況下，小時計數器位306a中的每個計數器可以表示磁控管102的多個小時的操作。以這種方式，監視器114能夠在不超過寫入極限的情況下將磁控管102的實際操作時間的運行總計存儲到設定的最大操作時間。

儘管圖6示出兩個非易失性用戶字節304和306，但本領域技術人員將認識到，監視器114可以包括其它非易失性或易失性數據元素和組織結構，包括附加字節或位。此外，在監視器114中存儲和/或跟蹤的信息可以以任何合適的方式由其字節或位表示，並且不限於本文所描述的特定布置。

圖7示出用於確定磁控管102是否適合與UV系統100一起使用的流程圖400。流程圖400可以由諸如UV系統100的UV系統實現。更具體地，UV系統100的控制器116可以實施流程圖400的全部或部分以確保安裝的磁控管102對於與UV系統100一起使用是安全的並且將有助於提供最優量的UV能量。

開始，UV系統100被通電(塊402)，並且控制器116從耦合到磁控管102的監視器114(例如從用戶字節304)讀取ID位304a(塊404)。如果ID位304a不能被讀取(塊406的「N」分支)，或者ID位304a未能指示耦合的磁控管102與UV系統100兼容(塊408的「N」分支)，則控制器116對控制器/電源108和/或用戶接口118生成相應信號，以分別阻止UV系統100操作和/或以生成錯誤消息(塊410)。例如，模板ID可以存儲在控制器116中或可由控制器116訪問，並且控制器116可以通過將ID位304a與模板ID進行比較來確定磁控管102是否兼容。如果ID匹配，則認為磁控管102是兼容的。因此，如果ID位304a可讀(塊406的「Y」分支)並且與模板ID匹配(塊408的「Y」分支)，從而指示耦合的磁控管102與UV系統100兼容，則控制器可以進行確定和/或預測磁控管102是否具有任何剩餘壽命。

在一些實施例中，在UV系統100啟動時，控制器116還查詢每個磁控管102的每個監視器114，以確定所安裝的磁控管102是否處於適當的組合。具體地，控制器116可以從監視器114讀取高/低位304c，從而確定與其耦合的每個磁控管102是高磁控管102a還是低磁控管102b。如前所述，在相同UV系統100中使用兩個高磁控管102a或兩個低磁控管102b可能導致物理損壞。因此，如果控制器116從高/低位304c確定安裝了磁控管102的不當組合，則在該實施例下，控制器116生成到控制器/電源108和/或用戶接口118的相應信號以分別阻止UV系統100操作和/或以生成錯誤消息。

在確定磁控管102與UV系統100兼容之後，控制器116確定磁控管102是否具有預測的剩餘壽命。為此，控制器116諸如通過讀取耦合到磁控管102的監視器114中的已使用位306b來檢查是否已經設定了表示磁控管102已被完全使用並且應當被更換的指示(塊412)。如果已使用位306b不能被讀取(塊414的「N」分支)或已被設定(塊416的「Y」分支)，則控制器116生成對控制器/電源108和/或用戶接口118的相應信號，以分別阻止UV系統100操作和/或生成錯誤消息(塊410)。替選地，如果已使用位306b可以被讀取(塊414的「Y」分支)並且尚未設定(塊416的「N」分支)，則控制器116可繼續確定預測磁控管102剩餘多少操作時間。

為了做出該決定，控制器116可以從監視器114(例如從小時計數器位306a)讀取已經由磁控管102消耗的實際操作時間的運行總計(塊418)。如果控制器116不能從監視器114讀取實際操作時間(塊420的「N」分支)，或者實際操作時間大於設定的最大操作時間(例如12,000小時)(塊422的「Y」分支)，則控制器116生成對控制器/電源108和/或用戶接口118的相應信號，分別以阻止UV系統100操作和/或以生成錯誤消息(塊410)。然而，如果可以從監視器114讀取實際操作時間(塊420的「Y」分支)並且實際操作時間小於或等於設定的最大操作時間(塊422的「N」分支)，則控制器116可以繼續從監視器114讀取唯一序列號301，諸如從監視器114的ROM 300讀取唯一序列號301(塊424)。

如果控制器116不能從監視器114讀取唯一的序列號301(塊426的「N」分支)，則控制器116向控制器/電源108和/或用戶接口118生成相應的信號分別以阻止UV系統100操作和/或以生成錯誤消息(塊410)。替選地，如果控制器116能夠讀取唯一序列號301(塊426的「Y」分支)，則控制器116確定唯一序列號301是否已經存在於耦合到控制器116的資料庫(例如操作時間資料庫117)中(塊428)。如果不是(塊428的「N」分支)，則控制器116將唯一序列號301添加到資料庫(塊430)，並且向控制器/電源108和/或用戶接口118生成UV系統100可以操作的信號(塊432)。

相反，如果控制器116確定唯一序列號301已經在資料庫中(塊428的「Y」分支)，則控制器116繼續檢查資料庫中為該唯一序列號301記錄的實際操作時間的運行總計(塊434)。如果對於唯一序列號301(塊436的「Y」分支)已經記錄了大於設定的最大操作時間(例如大於12,000小時)，則控制器116生成相應的信號到控制器/電源108和/或用戶接口118以分別阻止UV系統100操作和/或生成錯誤消息(塊438)。控制器116還更新資料庫以指示對應於唯一序列號301的磁控管102沒有留下預測剩餘壽命(塊440)，並且(諸如通過設定已使用位306b)來指示在監視器114中沒有留下預測剩餘壽命(塊442)。然而，如果對於唯一序列號601(436的「N」塊)已經在資料庫中記錄了少於設定的最大操作時間，則控制器116向控制器/電源108和/或用戶接口118生成相應的UV系統100可以操作的信號(塊432)。

在控制器116生成UV系統100可以操作的信號(塊432)之後，當UV系統100變得可操作並且處於「燈開啟」狀態時，控制器116啟動磁控管使用定時器(塊444)。此後，當UV系統進入「燈關閉」狀態時，控制器116停止磁控管使用計時器(塊446)。控制器116然後更新監視器114中的實際操作時間的運行總計，例如通過每100小時磁控管操作遞增小時計數器位306a，和/或更新與耦合到控制器116的資料庫內的唯一序列號301相關聯的實際操作時間的運行總計(塊448)。

圖8示出了用於確定磁控管102是否適合與UV系統100一起使用的另一流程圖500。流程圖500可以類似地由UV系統(諸如UV系統100)實現。更具體地，UV系統100的控制器116可以實現流程圖500的全部或部分，以確保安裝的磁控管102在UV系統100中安全操作並且有助於提供最優量的UV能量。

開始，當UV系統100可操作時，控制器116(諸如經由監視器114)讀取磁控管102的操作溫度(塊502)。例如，可以在啟動時從監視器114讀取溫度，然後每10秒周期性地讀取溫度，並且與存儲在控制器116中的設定的最大操作溫度(諸如，70℃)進行比較。如果不能讀取磁控管102的操作溫度(塊504的「N」分支)，則控制器116向控制器/電源108和/或用戶接口118生成相應的信號，以分別阻止UV系統100操作和/或生成錯誤消息(塊506)。替選地，如果可以讀取操作溫度(塊504的「Y」分支)，則可以(諸如，經由用戶接口118)顯示當前操作溫度(塊508)。

控制器116然後確定檢測到的操作溫度是否大於存儲在其中的設定的最大操作溫度(塊510)。如果控制器116確定檢測到的操作溫度小於或等於設定的最大操作溫度(塊510的「N」分支)，則控制器116繼續監視磁控管102的操作溫度(塊502)。然而，如果控制器116確定操作溫度大於設定的最大操作溫度(塊510的「Y」分支)，則控制器116(諸如，經由溫度位304b)遞增監視器114中的過溫度計數器。此後，控制器116確定過溫度計數器是否超過其中編程的設定最大值(塊514)。如果是(塊514的「Y」分支)，則控制器116向控制器/電源108生成相應的信號，以關閉系統和/或向用戶接口118發送相應的信號以生成錯誤消息(塊506)。相反，如果控制器116確定過熱溫度計數器(塊514的「N」分支)沒有超過設定的最大值，則控制器116繼續監視磁控管102的操作溫度(塊502)。

上述溫度監視技術使得UV系統100能夠繼續操作，直到極限操作溫度條件發生預編程次數(諸如8次)。以這種方式，UV系統100不被非特徵性或單一溫度尖峰關閉。然而，在替選實施例中，控制器116可以被配置為每當磁控管102被確定為處於極端溫度操作條件時關閉UV系統和/或導致錯誤消息的生成。在其它實施例中，控制器116還可以考慮導致檢測到極端操作溫度條件的溫度值。例如，控制器116可以用高於設定的最大操作溫度的設定溫度閾值編程。控制器116可以被配置成當磁控管102被確定為在最大操作溫度和設定溫度閾值之間的溫度下操作高次數時導致UV系統100的關閉和/或生成錯誤消息，並且可以被配置為當磁控管102被確定為在高於設定溫度閾值的溫度下操作相對較低的次數時導致UV系統100的關閉和/或錯誤消息的生成。以這種方式，在較高的不安全溫度下操作比在較低的不安全溫度下操作被給予更大的權重。在另一個實施例中，控制器116可以被配置成當磁控管102的溫度接近設定的最大操作溫度時導致警告的生成。

如本文所使用的，術語「耦合」不意味著限制其中連接兩個模塊或裝置的介質。而是，「耦合」在本文中用於表示能夠彼此通信，無論是物理上還是數據方面以及是否通過中間裝置或模塊。例如，「耦合」可以指兩個裝置或模塊之間的物理連接或無線連接，其間具有或不具有附加裝置或模塊。此外，如果一個在另一個中實現或者能夠訪問另一個，則認為兩個裝置或模塊「耦合」。

雖然已經通過對各種實施例的描述說明了本發明，並且儘管已經相當詳細地描述了這些實施例，但是申請人的目的不是限制所附權利要求的範圍或以任何方式將所附權利要求的範圍限制為這樣的細節。其它優點和修改對於本領域技術人員將是顯而易見的。因此，本發明在其更廣泛的方面不限於所示和所描述的具體細節、代表性設備和方法以及說明性示例。因此，在不脫離申請人的總體發明構思的精神或範圍的情況下，可以對這些細節進行改變。