用于運行等離子體產(chǎn)生裝置的方法和控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于運行等離子體產(chǎn)生裝置的方法和根據(jù)權(quán)利要求15的前序部分的用于運行等離子體產(chǎn)生裝置的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]申請人提供用于基板的等離子體涂層的設(shè)備，其中在所謂的等離子燃燒器中在陽極與陰極之間產(chǎn)生等離子體，粉末狀的噴涂材料被注入到所述等離子體中。所述等離子體通過對在陽極與陰極之間流過的氣體離子化而形成，所述氣體將注入的粉末拋撒到基板表面上。這樣的等離子燃燒器可被看作為等離子體產(chǎn)生裝置。
[0003]為了點火等離子體，之前可調(diào)節(jié)數(shù)量的、具有幾千伏大小和毫秒范圍內(nèi)的持續(xù)時間的電壓脈沖作為點火電壓施加在陽極與陰極之間。如果點火嘗試沒有成功，則啟動另一次嘗試。
[0004]為了維持等離子體，在開始等離子體的點火之前已經(jīng)在陽極與陰極之間施加了一個恒定的、相對于點火電壓明顯更小的、例如在約55至300V范圍內(nèi)的維持電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]與此相對，本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種用于運行等離子體產(chǎn)生裝置的方法和控制裝置，所述方法和控制裝置能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體產(chǎn)生裝置的經(jīng)濟(jì)的運行。根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)借助具有權(quán)利要求1特征的方法和具有權(quán)利要求15特征的控制裝置來解決。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，在點火過程期間持續(xù)地執(zhí)行以下檢驗，即等離子體的點火是否成功。附加地，點火電壓從起始點火電壓開始被提高并且在識別出等離子體的成功點火之后，在陽極與陰極之間的電壓被降低到維持電壓。
[0007]點火電壓可作為直流電壓、任意頻率的交流電壓或作為具有任意脈沖間歇比和任意脈沖形狀的脈沖式直流電壓來實施。
[0008]所述任務(wù)也借助用于運行等離子體產(chǎn)生裝置的控制裝置來解決，該控制裝置被設(shè)置用于，在陽極與陰極之間施加維持電壓，在該陽極與該陰極之間應(yīng)形成等離子體，并且為了點火等離子體在陽極與陰極之間施加點火電壓。根據(jù)本發(fā)明，該控制裝置被設(shè)置用于，在點火過程期間持續(xù)地執(zhí)行以下檢驗，即等離子體的點火是否成功，從起始點火電壓開始升高點火電壓并且在識別出等離子體的成功點火之后將陽極與陰極之間的電壓降低到維持電壓。
[0009]通過根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的應(yīng)用，點火電壓僅僅對點火過程所必需長地施加并且此外也不施加不必要高的、而是僅僅施加對于等離子體的點火實際所需的點火電壓。施加高的電壓脈沖能夠?qū)е碌入x子體產(chǎn)生裝置、即例如等離子燃燒器的損壞。在使用根據(jù)本發(fā)明的方法或根據(jù)本發(fā)明的控制裝置時避免了這樣的電壓脈沖，使得避免了由于電壓脈沖所引起的損壞并且實現(xiàn)了等離子體產(chǎn)生裝置的經(jīng)濟(jì)的運行。此外，通過重復(fù)的電壓脈沖產(chǎn)生電磁波，所述電磁波能夠敏感地干擾在該等離子體產(chǎn)生裝置的周圍環(huán)境中的電子設(shè)備的運行。在使用根據(jù)本發(fā)明的方法或根據(jù)本發(fā)明的控制裝置時避免了重復(fù)的電壓脈沖，使得不產(chǎn)生電磁波或產(chǎn)生至少不干擾的電磁波。
[0010]等離子體產(chǎn)生裝置尤其是作為用于基板的等離子體涂層的設(shè)備的等離子燃燒器來實施。但是，等離子體產(chǎn)生裝置例如也被實施為用于電弧焊、等離子切割、高速火焰噴涂、火焰絲材噴涂或火焰粉末噴涂的裝置的一部分。還可能的是，使用等離子體產(chǎn)生裝置用于點火燃燒過程。
[0011]維持電壓尤其是由維持電壓源產(chǎn)生并且點火電壓由單獨的點火電壓源產(chǎn)生，這兩者都被等離子體產(chǎn)生裝置的控制裝置控制。但是也可能的是，僅僅設(shè)置一個電壓源，該電壓源不僅產(chǎn)生維持電壓而且產(chǎn)生點火電壓。
[0012]維持電壓尤其是已經(jīng)在點火過程開始之前或與點火過程開始同時施加。
[0013]為了檢驗是否等離子體的點火已經(jīng)成功，特別是測量在陽極與陰極之間流動的電流。在此尤其是可以測量所謂的點火電流，即基于點火電壓流動的電流。只要在陽極與陰極之間還沒有形成等離子體，陽極和陰極就彼此電絕緣。通過離子化在陽極與陰極之間的氣體，電荷載體變得自由，所述電荷載體能夠?qū)崿F(xiàn)陽極與陰極之間的通過電流。等離子體的成功點火尤其是在所測量的電流超過可規(guī)定的電流閾值時被識別出。附加地，識別還可取決于以下條件，即所述電流閾值必須在可規(guī)定的時間間隔內(nèi)無中斷地被超過。
[0014]只要識別出等離子體的點火是成功的，點火電壓就不再被升高，而是更確切地說被降低到維持電壓。所述降低尤其是在識別出點火之后突然進(jìn)行。但是也可以的是，點火電壓沿著預(yù)給定的變化曲線降低。
[0015]起始點火電壓尤其是為0V，但是起始點火電壓也可具有其它值。
[0016]點火電壓為了點火等離子體尤其是嚴(yán)格單調(diào)上升地升高。所述升高尤其是以恒定的斜率進(jìn)行，所述恒定斜率例如可以在lOOV/ms與10000ν/μ8之間。但是也可以的是，點火電壓以其它方式和方法升高，例如點火電壓可以逐級地升高。
[0017]在本發(fā)明的構(gòu)型中，點火電壓由點火設(shè)備施加，該點火設(shè)備在成功點火之后從陽極和/或陰極上分離。該分離尤其是通過打開一個或兩個開關(guān)實現(xiàn)，所述開關(guān)被布置在該點火設(shè)備與陽極或陰極之間。所述開關(guān)尤其是也被等離子體產(chǎn)生裝置的所述控制裝置控制。通過點火設(shè)備與陽極和/或陰極的分離，可以在點火設(shè)備與等離子體產(chǎn)生裝置的其它部件之間不發(fā)生干擾的相互作用。
[0018]在本發(fā)明的構(gòu)型中，識別參數(shù)被分配給所應(yīng)用的陽極-陰極對并且等離子體的點火根據(jù)該識別參數(shù)執(zhí)行。因此，該點火能夠與實際存在的陽極-陰極對匹配地進(jìn)行，即例如與實際存在的等離子燃燒器匹配。例如在升高和/或降低到維持電壓時可以使用匹配的起始點火電壓、點火電壓的匹配的變化曲線。識別參數(shù)尤其是表征等離子燃燒器并且例如可作為連續(xù)的數(shù)字或等離子燃燒器的序號來實施。該識別參數(shù)尤其可以被自動地確定，例如等離子燃燒器可以擁有本身的燃燒器控制裝置，識別參數(shù)被存儲在該燃燒器控制裝置中并且可以被該等離子體產(chǎn)生裝置的控制裝置讀出。但是，識別參數(shù)也可以被手動地輸入到等離子體產(chǎn)生裝置的控制裝置中。
[0019]在本發(fā)明的構(gòu)型中，檢測、存儲和分析點火電壓的直到等離子體成功點火的變化曲線的至少一個參量。尤其是存儲所謂的最終點火電壓、即在識別出成功點火的時刻的點火電壓。但是也可以代替于此地或附加地存儲其它參量、例如點火電壓的斜率。從存儲的參量能夠推斷出等離子體產(chǎn)生裝置的狀態(tài)。這些參量尤其是能夠在存儲之后被繼續(xù)處理。例如可以計算平均值或者執(zhí)行濾波。
[0020]尤其是，所述識別參數(shù)與所述參量共同地被存儲。因此，所存儲的參量例如能夠被用于點火的所描述的、與實際存在的陽極-陰極對匹配的執(zhí)行。對此，尤其是在等離子體點火之前確定所使用的陽極-陰極對的識別參數(shù)并且隨后根據(jù)為該陽極-陰極對所存儲的參量進(jìn)行點火。
[0021]在本發(fā)明的構(gòu)型中，對所存儲的參量的時間變化曲線進(jìn)行分析。對此尤其是應(yīng)理解為，在不同的點火過程中確定并存儲的參量被相互比較。從這些參量的變化能夠推斷出等離子體產(chǎn)生裝置的特性變化。
[0022]參量的變化尤其是相對于所屬的比較值來確定。為此，監(jiān)控當(dāng)前確定的參量是否與所屬的比較值偏差一個可規(guī)定的量。如果是這種情況，例如可以推斷出，該等離子體產(chǎn)生裝置必須被檢查并且必要時維修或更換部件。對此可以由該等離子體產(chǎn)生裝置的控制裝置示出一個提示或者觸發(fā)一個警報。所述量例如可以作為一個可規(guī)定的絕對邊界值、例如用于點火電壓變化的電壓邊界值或例如作為一個可規(guī)定的與所屬的比較值的百分比偏差來實施。
[0023]所述比較值例如可針對確定類型的等離子體產(chǎn)生裝置來確定和存儲。
[0024]比較值尤其也可以從所存儲的參量中確定并且被存儲。該比較值例如可作為確定的第一參量、即例如為等離子體的點火所必需的第一點火電壓來實施。但是，例如也可以使用在等離子體產(chǎn)生裝置開始運行之后的可規(guī)定數(shù)量的參量的平均值作為比較值。
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征及細(xì)節(jié)根據(jù)隨后實施例的描述以及根據(jù)附圖得出，在所述附圖中相同或功能相同的元件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
[0026]在此:
圖1示出等離子體產(chǎn)生裝置的示意圖，和
圖2示出在點火根據(jù)圖1的等離子體產(chǎn)生裝置時的電壓變化曲線的示圖。
【具體實施方式】
[0027]根據(jù)圖1，等離子體產(chǎn)生裝置10具有帶有陽極12和陰極13的陽極-陰極對11，該等離子體產(chǎn)生裝置例如可以被實施為用于基板的等離子體涂層的設(shè)備