相關(guān)申請的交叉引用

本申請基于并要求2016年2月18日提交的美國臨時專利申請no.62/296,776的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用完整地并入本文。

背景技術(shù)：

在線濕化學分析儀用于各種工業(yè)中以提供對過程樣本中的分析物的連續(xù)指示。該連續(xù)指示可以由分析儀本地地提供和/或遠程地提供給一個或多個合適的設(shè)備，以便提供對化學過程的控制和/或監(jiān)測。

在線濕化學分析儀的一種具體類型是在線二氧化硅分析儀。這些設(shè)備被配置為在過程樣本中產(chǎn)生反應(yīng)，其允許確定樣本中的二氧化硅的指示。這種分析儀可用于確定鍋爐水、鍋爐給水、軟化水和蒸汽冷凝物中的二氧化硅含量。雖然這種分析儀在各種工業(yè)中是有用的，但它們尤其適用于發(fā)電廠鍋爐。在這種系統(tǒng)中，二氧化硅可以形成硅酸鹽沉積物，其可能損壞渦輪機和在水-蒸汽渦輪循環(huán)中使用的其他發(fā)電設(shè)備。因此，具有高壓渦輪的發(fā)電廠通常仔細地監(jiān)測二氧化硅，以確保有效的檢測和去除/修復(fù)。在線二氧化硅分析儀的一個具體示例是由rosemountanalytical、emersonautomationsolutions公司出售的商品名稱型號為cfa3030的二氧化硅分析儀。

在線二氧化硅分析儀通常將采用已知的反應(yīng)，使得能夠容易地檢測過程樣本中的二氧化硅。這種反應(yīng)的一個示例被稱為鉬藍方法。在鉬藍方法中，鉬酸鹽(通常為鉬酸鉀的形式)用于與過程樣本/溶液中的二氧化硅反應(yīng)，以產(chǎn)生適合于比色檢測的化合物。根據(jù)鉬藍方法，基于通過濕化學過程形成的硅鉬酸的顏色來測量水中的二氧化硅含量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

提供了一種溫度穩(wěn)定的led輻照系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括led。溫度傳感器被布置為感測所述led附近的溫度。耦接到所述溫度傳感器和所述led的電路被配置為基于所感測的溫度來調(diào)整到所述led的功率。

在閱讀下面的詳細描述并查看相關(guān)聯(lián)的附圖時，表征所要求保護的實施例的這些和各種其他特征和優(yōu)點將變得顯而易見。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的比色分析儀的一部分。

圖2a是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的輻照度對溫度的圖表。

圖2b是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的輻照度對電流的圖表。

圖3a至圖3b示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的led電路。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于led控制的方法的流程圖。

具體實施方式

本公開涉及一種在溫度變化期間保持恒定輻照度的發(fā)光二極管(led)。各種比色濕化學分析儀采用led以便產(chǎn)生比色測量所需的光。led利用穿過p-n結(jié)的電子流來產(chǎn)生光。當以恒定電流驅(qū)動時，led的輻照度是led的環(huán)境的溫度(即led基板(管芯)的溫度)的函數(shù)。當led發(fā)射更接近紅外光(ir)光譜的光時，尤其如此。在許多情況下，輻照度的這些基于溫度的變化對于led的用戶可以是可接受的。然而，在一些應(yīng)用中，例如比色分析儀，這種變化可能引起測量誤差。

當led用作比色分析儀的光源時，光源的光強度隨著放置分析儀的環(huán)境的溫度而變化。光吸收率a在下面的等式1中給出：

a＝-log10(i/i⁰)等式1

其中i是在反應(yīng)之后顏色已經(jīng)顯現(xiàn)時測量的光強度，并且i⁰是在顏色顯現(xiàn)之前測量的光強度。在濕化學分析儀的操作期間，對光強度的這兩次測量發(fā)生在不同的時間。如果環(huán)境溫度在過程期間改變并且如果led以恒定電流驅(qū)動，則測量的(i/i⁰)的計算將包括由輻照度對溫度的依賴性所引起的誤差。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的比色分析儀的一部分。比色分析儀100可以用于通過使光照104穿過液體108來分析位于測光單元106中的液體108。led102產(chǎn)生穿過液體108并由光傳感器110檢測的光照104。光傳感器110可以是檢測光的特性的任何傳感器，包括但不限于比色計、光譜輻射計、分光光度計或密度計。

為了比較由比色分析儀100進行的多次測量，光照104必須一致。如果在測量之間存在光照104的變化，則必須對該變化進行調(diào)整，否則測量之間的比較將不準確。圖2a中示出了led的問題。圖表200具有表示溫度的x軸202和表示輻照度的y軸204。趨勢線206示出了隨著led的溫度增加，led的輻照度如何降低。

該問題的一個解決方案是，如果溫度改變，則從測光單元106排出液體108并且測量未受阻擋的光照104作為控制值。然后，在保持溫度的同時，用液體108重新填充測光單元106，將光照104投射過液體108并測量實驗值。然后，可以通過控制值調(diào)整實驗值。這是一種可行的解決方案，但是具有排水-重新填充的成本，并且在基于變化的光照104值調(diào)整測量值期間也增加了錯誤的可能性。

一種更好的解決方案是，隨著溫度變化，確保由led102產(chǎn)生的光照104保持恒定。led的輻照度不僅僅由溫度決定。圖2b是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的輻照度對電流的圖表。圖表250具有表示電流的x軸252和表示輻照度的y軸254。趨勢線256示出了隨著提供給led的電流增加，led的輻照度如何增加。為了使led在變化的溫度環(huán)境中保持恒定的輻照度，可以改變提供給led的電流。例如，隨著溫度增加，電流也將必須增加以保持恒定的輻照度。

圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的led電路。led電路300包括led302、led驅(qū)動電路304、反饋電路308和溫度傳感器306。溫度傳感器306被設(shè)置為感測led302附近的溫度。溫度傳感器306可以是具有隨溫度變化的電特性的任何合適的結(jié)構(gòu)。示例包括電阻溫度檢測器(rtd)、熱電偶、熱敏電阻等。在一個實施例中，溫度傳感器306可以利用散熱器耦接到led302管芯/基板。

溫度傳感器306耦接到反饋電路308，反饋電路308向led驅(qū)動電路304提供信號。反饋電路308和/或驅(qū)動電路304可以被實現(xiàn)為數(shù)字或模擬電路的任何組合。例如，反饋電路308可以使用具有模數(shù)轉(zhuǎn)換器的微控制器來實現(xiàn)，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器接收來自溫度傳感器306的信號并提供溫度的數(shù)字指示。然后，該數(shù)字指示可以由led驅(qū)動電路304用來計算和調(diào)整提供給led302的功率，從而基于所測量的溫度控制輻照度。在一個實施例中，led驅(qū)動電路304和反饋電路308是單個電路的組件。

雖然圖3a所示的實施例示出了與led302分離的溫度傳感器306，但是明確預(yù)期的是，可以實踐溫度傳感器是led302的一部分或布置在led封裝內(nèi)的實施例。圖3b示出了一個實施例，其中l(wèi)ed驅(qū)動電路304、反饋電路308和溫度傳感器306布置在led302內(nèi)。然而，這些組件中的任何一個可以與led302分離。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于led控制的方法的流程圖。輻照度穩(wěn)定400包括三個步驟。在框402，在led附近測量溫度。在一個實施例中，在led內(nèi)進行溫度測量。

在框404，計算功率調(diào)整。功率調(diào)整的計算使用在框402中測量的溫度作為輸入。在一個實施例中，該計算包括來自制造商的溫度對輻照度數(shù)據(jù)。在另一實施例中，該計算包括與測量的溫度相乘的溫度-輻射常數(shù)。

在框406，使用來自框404的計算來調(diào)整到led的功率。可以通過以數(shù)字和/或模擬電路的任何組合實現(xiàn)的電路來進行該調(diào)整。在調(diào)整提供給led的功率之后，可以重復(fù)循環(huán)并且不斷地調(diào)整提供的功率以補償任何溫度變化。

雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認識到的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以實現(xiàn)形式和細節(jié)上的修改。