專利名稱：用于準(zhǔn)確控制高功率燈的冷卻過程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制燈，尤其是高功率燈的冷卻過程的方法，其中冷卻過程利用流過燈的冷卻介質(zhì)而發(fā)生。
高功率燈，下文中將被稱作HP燈是一種設(shè)計(jì)成在高功率如高于300W的功率下進(jìn)行工作的燈。在工作期間，必須對HP燈進(jìn)行冷卻以便防止燈由于高功率而過熱。通常，利用通過風(fēng)機(jī)形成的壓縮空氣的流來對HP燈進(jìn)行冷卻。在這個(gè)過程中，沿著HP燈的方向吹送空氣并且使其流過燈。
只要燈被接通時(shí)，就可以對風(fēng)機(jī)進(jìn)行簡單的控制以便產(chǎn)生氣流。然而，還可能以更完善的途徑即根據(jù)在燈附近的溫度的測量結(jié)果對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，該測量結(jié)果構(gòu)成燈自身溫度的可使用的指示。在這種情況下，當(dāng)測量值顯示燈的溫度超過規(guī)定最大值時(shí)，就會將風(fēng)機(jī)接通以便產(chǎn)生使燈的溫度降至可容許的水平的空氣流。只要燈的溫度低于規(guī)定最大值，風(fēng)機(jī)就會被再次接通。應(yīng)當(dāng)理解，如果根據(jù)燈的溫度情況來對風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制，那么風(fēng)機(jī)在燈的工作周期內(nèi)就會被反復(fù)地接通與斷開。
在HP領(lǐng)域的最新研究中提出了所謂的緊湊型功率燈，其在下文中被稱作CP燈。鑒于在工作期間對于CP燈的溫度有嚴(yán)格要求，所以CP燈的冷卻過程應(yīng)當(dāng)被準(zhǔn)確控制。這些要求包括使CP燈的溫度保持于規(guī)定最小值與規(guī)定最大值之間。
本發(fā)明的目的是提供一種用于控制燈的冷卻過程的方法，這種方法可以用于CP燈。這個(gè)目的可以通過以下方法來實(shí)現(xiàn)，其中對冷卻介質(zhì)流的實(shí)際速度進(jìn)行控制從而使其等于與燈的工作功率相關(guān)聯(lián)的所需值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，燈的冷卻過程根據(jù)對冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度的控制情況而進(jìn)行。在這個(gè)過程中，冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度被設(shè)定成與需要被冷卻的燈的工作功率相關(guān)聯(lián)的所需值匹配。如果燈可以變暗，由于冷卻介質(zhì)的流的所需速度可變，所以燈的工作功率就可變。在這種情況下，燈的工作功率與冷卻介質(zhì)的流的所需速度之間的關(guān)系例如就可以列于表中，該表根據(jù)模擬或?qū)嶒?yàn)的結(jié)果來繪制。
對關(guān)于不同值的比較情況的詞語如“相等”和“匹配”，應(yīng)當(dāng)理解這些詞語應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際意義而不是準(zhǔn)確意義來理解。例如，一方面冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度與另一方面冷卻介質(zhì)的流的所需速度可以表示為相等，只要這些值之間的差異處于包括零的預(yù)定小范圍內(nèi)即可。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)之間的重要差異在于根據(jù)本發(fā)明，由于冷卻介質(zhì)的流的所需速度與工作功率相關(guān)聯(lián)，所以燈的工作功率在對燈的冷卻過程的控制中起作用，而根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，燈的實(shí)際溫度或者只是燈接通或斷開的實(shí)際情況在所述過程的控制中起作用。
在使用根據(jù)本發(fā)明的方法的情況下，可以比使用根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法的已知狀況更準(zhǔn)確地控制冷卻過程。由于根據(jù)本發(fā)明的方法比較準(zhǔn)確，所以其適用于控制CP燈的冷卻過程。
優(yōu)選地，確定冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度是控制冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度的過程中的其中一個(gè)步驟。例如，可以借助于本領(lǐng)域中已知的流量計(jì)來確定冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，還可能只使用一個(gè)或多個(gè)壓力傳感器，并根據(jù)壓力傳感器所測的壓力測量結(jié)果來推導(dǎo)出冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度。由于壓力傳感器比流量計(jì)價(jià)格便宜、尺寸更小且性能可靠，所以這種方案可能更有利。此外，關(guān)于壓力的信息不僅可以用于確定冷卻介質(zhì)的流的速度，而且可以用于顯示管道中是否存在泄漏或阻塞，其中冷卻介質(zhì)通過所述管道流動。
現(xiàn)在將參看附圖，對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明，其中類似的零件由相同的參考符號表示，圖中
圖1用圖解法示出了具有燈的燈單元、用于冷卻燈的冷卻單元以及用于控制燈與冷卻單元的根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實(shí)施例的控制單元；圖2用圖解法示出了圖1中所示的燈單元與冷卻單元以及根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實(shí)施例的控制單元；以及圖3用圖解法示出了圖1中所示的燈單元與冷卻單元以及根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實(shí)施例的控制單元。
圖1中示出了具有CP燈10的燈單元1。燈10由杯形反射器11圍繞，反射器11用于在工作期間沿預(yù)定方向引導(dǎo)燈10所發(fā)出的光，燈單元1包括用于點(diǎn)燃燈10的點(diǎn)火器12。
圖1中還示出了具有泵20的冷卻單元2。泵20包括用于吸入空氣的入口21和用于吹送空氣的出口22。在所示的實(shí)例中，過濾器23位于入口21內(nèi)側(cè)以便凈化所吸入的空氣。冷卻單元2包括用于輸送冷卻空氣的管道24，其中管道24的一側(cè)連接于泵20的出口22上，而管道24的另一側(cè)連接于噴嘴25上。燈單元1的反射器11包括孔，噴嘴25延伸通過該孔，以便使得噴嘴25的自由端26位于反射器11內(nèi)側(cè)。
在泵20的工作期間，使空氣沿著噴嘴25的方向流過管道24。噴嘴25的形狀與位置適于使得噴嘴25的自由端26所排出的氣流被引向燈10。由于使用這種構(gòu)型，所以在泵20的工作期間，冷卻空氣就流過燈10，從而使燈10冷卻。
由于燈10的溫度不允許超過預(yù)定最大值，所以必須對燈10進(jìn)行冷卻。在沒有冷卻過程的情況下，僅由于燈10在其工作期間所產(chǎn)生的大量熱量就會使燈10的溫度過高。
為了控制燈10和冷卻空氣的流，提供了控制單元3，其包括驅(qū)動器30、位于管道24中的孔口31以及兩個(gè)壓力傳感器32、33。在以下段落中將對所示控制單元3在燈10與泵20工作期間的工作方式進(jìn)行說明。
燈10的工作功率可為預(yù)定值，但是燈10還可以變暗，以便使不同的暗淡水平對應(yīng)不同的工作功率值。在這種情況下，驅(qū)動器30根據(jù)來自燈單元1的使用者的輸入情況來確定燈10應(yīng)當(dāng)進(jìn)行工作的功率。燈10電連接于驅(qū)動器30的第一電力輸出裝置34上。在這種構(gòu)型中，燈10的工作功率(的值)由第一電力輸出裝置34的電力供應(yīng)(的值)來確定。
如果燈10的工作功率為預(yù)定值，那么就會在驅(qū)動器30中記下冷卻空氣的所需流的預(yù)定速度。如果燈10可以變暗，那么驅(qū)動器30就能夠根據(jù)燈10的工作功率的設(shè)定值來確定冷卻空氣的流的所需速度?？傊ぷ鞴β实闹翟礁邉t氣流的所需值就越高。
氣流的值與泵20所處的工作水平直接相關(guān)。因此，驅(qū)動器30就能夠?qū)⒗鋮s空氣的流的所需速度轉(zhuǎn)化成泵20所需的電力供應(yīng)。為了向泵20實(shí)際供應(yīng)電力，驅(qū)動器30包括第二電力輸出裝置35，并且泵20電連接于驅(qū)動器30的這個(gè)電力輸出裝置上。
重要的是應(yīng)當(dāng)將燈10的溫度準(zhǔn)確保持于預(yù)定極限之間。因此，重要的是應(yīng)當(dāng)對冷卻空氣的流進(jìn)行準(zhǔn)確控制。在這個(gè)方面，由于冷卻空氣的流的速度不僅受泵20的性能的影響，而且受到例如空氣密度的影響，所以有利的是檢查冷卻空氣的流的實(shí)際速度與冷卻空氣的流的所需速度相應(yīng)，其中空氣的密度根據(jù)各種條件如壓力與溫度來確定。對于壓力而言，要注意這個(gè)條件主要根據(jù)使用燈單元1、冷卻單元2以及控制單元3的環(huán)境的高度情況而定。在較高的地區(qū)中，大氣壓的值可以為700mbar，而在較低的地區(qū)中，大氣壓的值顯著變高，如1000mbar。所示的控制單元3設(shè)計(jì)成用于在燈單元1所處環(huán)境的情況下平衡各種變化。確定冷卻空氣的流的實(shí)際速度構(gòu)成實(shí)現(xiàn)這種平衡的過程中的主要因素。
已知類型的流量計(jì)能夠測量穿過管道24的冷卻空氣的流的速度，所述流量計(jì)可以用于確定冷卻空氣的流的實(shí)際速度。然而，比已知類型的流量計(jì)更準(zhǔn)確的測量計(jì)將優(yōu)選地用于測量冷卻CP燈10所用的冷卻空氣流的速度。而且，已知類型的流量計(jì)尺寸相當(dāng)大并且價(jià)格昂貴。由于這些原因，本發(fā)明就提出了一種用于確定穿過管道24的冷卻空氣流實(shí)際速度的替代方法。
根據(jù)本發(fā)明，冷卻空氣的流的實(shí)際速度從由兩個(gè)壓力傳感器32、33所記錄的數(shù)據(jù)推導(dǎo)出，其中一個(gè)壓力傳感器32為絕對壓力傳感器32，而另一個(gè)壓力傳感器33為相對壓力傳感器33。
絕對壓力傳感器32在管道24中的絕對壓力測量位置27處測量空氣壓力的值。絕對壓力測量位置27可以是位于管道24中的任何適用位置，但是其優(yōu)選地盡可能地靠近噴嘴25。如果泵20并未進(jìn)行工作，那么空氣壓力的測量值就相當(dāng)于環(huán)境大氣壓的值，這個(gè)值主要受高度影響。如果泵20正在生成氣流，那么空氣壓力的測量值就相當(dāng)于大氣壓與管道24中的剩余壓力之和。
空氣壓力與溫度和空氣密度直接相關(guān)。假定溫度的影響可以忽略，那么就可以根據(jù)絕對壓力傳感器32所記錄的空氣壓力的值來確定空氣密度。然而，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可能將溫度的影響考慮在內(nèi)。例如，控制單元30可以帶有溫度計(jì)或其它用于測量溫度的裝置，并且驅(qū)動器30可以設(shè)置成用于處理溫度測量結(jié)果與壓力測量結(jié)果以便確定空氣密度。
相對壓力傳感器33測量跨過孔口31的壓降值，該孔口31構(gòu)成了管道24的限定收縮結(jié)構(gòu)。為了測量壓降值，相對傳感器33連接于管道24中的兩個(gè)壓力測量位置28、29上，其中第一壓力測量位置28位于孔口31的上游，而第二壓力測量位置29位于孔口31的下游。冷卻空氣的流的壓力受到孔口31的影響，從而當(dāng)冷卻空氣流從第一壓力測量位置28流至第二壓力測量位置29時(shí)，其壓力的值減少。
壓力傳感器32、33所測的壓力測量結(jié)果使確定穿過管道24的冷卻空氣的流的速度成為可能，該速度等于穿過孔口31的冷卻空氣的流的速度。穿過孔口31的冷卻空氣流的速度為穿過孔口的壓差除以空氣密度之商的平方根的函數(shù)。如以上所述，空氣密度的值可以根據(jù)絕對壓力傳感器32所記錄的空氣壓力情況而定。冷卻空氣的流的速度可以根據(jù)空氣密度的這個(gè)值和穿過孔口31的壓降值來確定。
有利地，對絕對壓力傳感器32進(jìn)行控制以便使其在令泵20致動而生成氣流之前進(jìn)行測量。作為其初始測量結(jié)果的值與環(huán)境的大氣壓值相對應(yīng)。這個(gè)值被存儲于驅(qū)動器30中，而后在根據(jù)相對壓力傳感器33所測的測量結(jié)果確定流的實(shí)際速度的過程中，驅(qū)動器30能夠確定空氣密度的值。此外，在冷卻過程期間，通過用絕對壓力傳感器32所測的氣壓值減去大氣壓的存儲值，驅(qū)動器30就能夠確定剩余壓力的值。按照這種方法，在冷卻過程的起始處，絕對壓力傳感器32在平衡高度對管道24中冷卻空氣流的實(shí)際速度的影響方面起作用，而在冷卻過程期間，絕對壓力傳感器32在監(jiān)控冷卻單元2的狀態(tài)方面起作用。
上述方法使用絕對壓力傳感器32和相對壓力傳感器33來確定冷卻空氣的流的速度，該方法的優(yōu)點(diǎn)在于壓力傳感器32、33價(jià)格較低且工作準(zhǔn)確。在使用這種方法的情況下，與利用已知類型的流量計(jì)來確定流的實(shí)際速度的情況相比就可以更準(zhǔn)確地確定冷卻空氣的流的實(shí)際速度。應(yīng)當(dāng)理解，這種方法的應(yīng)用并不局限于對燈進(jìn)行冷卻的范圍內(nèi)。相反地，這種方法可以應(yīng)用于任何需要確定流的實(shí)際值的情況下。
絕對壓力傳感器32的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)就是其能夠檢測管道24中的泄漏或者噴嘴25與管道24之間的連接的缺失。例如，當(dāng)燈單元1被使用者更換后就可能發(fā)生后一種情況。絕對壓力傳感器32所測的壓力值的偏差，即低于預(yù)計(jì)的值為從管道24逸出的空氣的指示。其還可以檢測流管道24或噴嘴25的阻塞情況，在這種情況下，絕對壓力傳感器32所測的壓力值將會高于預(yù)計(jì)值。
在圖1所示的構(gòu)型中，壓力傳感器所測的壓力測量結(jié)果被輸送至驅(qū)動器30。驅(qū)動器30包括用于接收代表絕對壓力傳感器32所測壓力值的信號的第一信號輸入裝置36。驅(qū)動器30包括用于接收代表相對壓力傳感器33所測壓力值的信號的第二信號輸入裝置37。
驅(qū)動器30設(shè)計(jì)成用于處理壓力傳感器32、33所測的測量結(jié)果并且用于確定穿過管道24的冷卻空氣流的實(shí)際速度。有利地，驅(qū)動器30還設(shè)計(jì)成用于檢查絕對壓力傳感器32所測的壓力值是否處于工作值的正常范圍內(nèi)。在這種情況下，驅(qū)動器30可以設(shè)計(jì)成在發(fā)現(xiàn)空氣壓力的測量值處于工作值的正常范圍之外時(shí)，產(chǎn)生警告信號并且/或者停止燈10的工作，還可能停止冷卻單元2的工作。
為了確定泵20的工作功率的所需值，驅(qū)動器30設(shè)計(jì)成用于根據(jù)燈10的工作功率來比較穿過管道24的冷卻空氣流的實(shí)際速度和按照需要穿過管道24的冷卻空氣流的速度。如果所比較的值相同或者只是偏離容許的限度，那么就保持在第二電力輸出裝置35處供給泵20的電力值。如果發(fā)現(xiàn)所比較的值之間存在過大的差異，就對在第二電力輸出裝置35處供給泵20的電力值進(jìn)行調(diào)節(jié)以便消除差異。
優(yōu)選地，只要燈10點(diǎn)燃，就對冷卻空氣流的實(shí)際速度與冷卻空氣的所需值進(jìn)行持續(xù)比較。由于燈為CP燈，所以準(zhǔn)確控制冷卻空氣流非常重要。如果冷卻空氣流的速度嚴(yán)重偏離根據(jù)燈10的工作功率所需的值超過相當(dāng)長的時(shí)期，那么將會對燈10的性能及其本身造成負(fù)面影響。這種狀況甚至可能導(dǎo)致燈10總體故障。
重要的是絕對壓力傳感器32能夠記錄壓力的可能值的整個(gè)范圍，這個(gè)范圍覆蓋了幾百毫巴。此外，重要的是相對壓力傳感器33能夠準(zhǔn)確測量穿過孔口31的壓降值。由于壓降值的變化明顯小于管道24中空氣壓力的變化，因而所設(shè)計(jì)的相對壓力傳感器33足以記錄較窄范圍的值。因此，相對壓力傳感器33能夠極好地滿足關(guān)于準(zhǔn)確性的需求，由于根據(jù)相對壓力傳感器33所測的壓力測量結(jié)果來直接控制冷卻空氣流，所以這樣做很有利。
本發(fā)明提供了一種可能性，即在工作周期的起始處檢查管道24與噴嘴25的狀態(tài)。按照這種方法，由于可選擇直至絕對壓力傳感器32所測的壓力值處于可接受的極限內(nèi)時(shí)才點(diǎn)燃燈10，所以安全性得以增強(qiáng)。
燈10的工作功率的值與穿過管道24的冷卻空氣的所需流之間的關(guān)系主要取決于燈10的特性。如果燈10可以變暗，那么關(guān)于驅(qū)動器30中所述關(guān)系可呈現(xiàn)的形式就存在若干種選擇。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，使用哪種形式并非必須。例如，所述關(guān)系在驅(qū)動器30中可以設(shè)置成一種表，其中驅(qū)動器30能夠利用外推技術(shù)推導(dǎo)出各個(gè)值。
驅(qū)動器30的一個(gè)重要方面在于控制單元3的這個(gè)部件設(shè)計(jì)成用于控制對燈10與泵20的電力供應(yīng)。按照這種方法，就可以使對泵20的電力供應(yīng)與對燈10的電力供應(yīng)相聯(lián)系。
控制單元3的一個(gè)有利方面在于其能夠確定空氣壓力與冷卻空氣的流。按照這種方法，就可以將確定空氣壓力的優(yōu)點(diǎn)與確定冷卻空氣的流的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。確定空氣壓力顯示出管道24中存在泄漏或噴嘴25與管道24之間的連接存在缺失，而確定流則顯示出燈10的冷卻過程的特性。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可能只使用流量計(jì)來測量冷卻空氣的流，但是在這種情況下，將沒有關(guān)于管道24和噴嘴25的狀態(tài)的信息。
應(yīng)當(dāng)理解，燈單元1、冷卻單元2以及控制單元2可以設(shè)置于固定裝置中。例如，這種固定裝置可以是活動頭式固定裝置。而且，燈單元1、冷卻單元2以及控制單元2可以是有利地應(yīng)用CP燈的任意裝置如投影儀的一部分。
本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，本發(fā)明的范圍并不限于上述實(shí)例，在不背離附屬權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可能存在若干修正與改型。
例如，可以提供多個(gè)噴嘴25來代替所示實(shí)例中的僅一個(gè)噴嘴25。應(yīng)當(dāng)理解，如果提供多個(gè)噴嘴25，那么燈單元1的反射器11就包括多個(gè)孔。使用多個(gè)噴嘴25就為冷卻燈10的不同側(cè)提供了有利的可能性從而使得所有的側(cè)可以被同時(shí)冷卻，或者一次使用一個(gè)噴嘴25來冷卻燈10的一側(cè)，這一側(cè)構(gòu)成燈的上側(cè)并且其比燈的另一側(cè)熱。由于構(gòu)成燈的上側(cè)的燈10的一側(cè)并非總是相同，所以在燈10被移動的情況下就與后一種選擇相關(guān)。
在使用多個(gè)噴嘴25的情況下，管道24可以設(shè)計(jì)成使其在測量位置27、28、29之后分離，參看冷卻空氣在其中流動的方向。在這種構(gòu)型中，足以應(yīng)用一組絕對壓力傳感器32和相對壓力傳感器33。為了監(jiān)控管道24的不同支管的狀態(tài)，可以使用可控式氣動開關(guān)等等，以便臨時(shí)阻塞除正被檢查的一條支管以外的所有支管。
另一種可能性就是每個(gè)噴嘴25連接于個(gè)別管道24上，每條管道24與個(gè)別組的絕對壓力傳感器32和相對壓力傳感器33相關(guān)聯(lián)。在這種構(gòu)型中，可以對個(gè)別管道24中的冷卻空氣的流進(jìn)行單獨(dú)檢查與控制。
應(yīng)當(dāng)理解，如果使用多個(gè)噴嘴25，那么對于冷卻單元2與控制單元3的設(shè)計(jì)而言就存在多種可能性，并且前述段中對這些可能性中的兩個(gè)的敘述并不具有限定作用。
所示的燈10為CP燈，但是并不意味著燈不可以是在工作期間需要冷卻的任何適用的燈。在任何情況下，燈10可以是任意類型的HP燈。
總之，冷卻單元2具有用于形成冷卻介質(zhì)的流的泵20，所提供的冷卻單元2用于在工作期間冷卻燈單元1的高功率燈10，其中燈10可以變暗。冷卻介質(zhì)的流的速度由控制單元3控制，控制單元3包括驅(qū)動器30，驅(qū)動器30用于控制對冷卻單元2的泵20的電力供應(yīng)與對燈單元1的燈10的電力供應(yīng)?？刂茊卧?的驅(qū)動器30設(shè)計(jì)成根據(jù)燈10的工作功率來確定冷卻介質(zhì)流的所需速度。
控制單元3包括用于記錄冷卻介質(zhì)的流的壓力的絕對壓力傳感器32和用于記錄穿過孔口31的冷卻介質(zhì)流的壓降的相對壓力傳感器33?？刂茊卧?的驅(qū)動器30設(shè)計(jì)成用于處理所記錄的流壓力與所記錄的流壓降以便確定冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度。通過調(diào)節(jié)對泵20的電力供應(yīng)可以準(zhǔn)確控制冷卻介質(zhì)的流的速度，以便實(shí)現(xiàn)冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度與冷卻介質(zhì)的流的所需速度匹配。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，控制單元3可以按照各種方式設(shè)置?？刂茊卧?并非必須要包括圖1中所示的絕對壓力傳感器32、相對壓力傳感器33以及孔口31。在以下段落中，對多個(gè)控制單元3的可能替代實(shí)施例進(jìn)行討論。
在一個(gè)比較簡單的實(shí)施例中，控制單元3只包括驅(qū)動器30，其在第一電力輸出裝置34處連接于燈單元1上并在第二電力輸出裝置35處連接于泵20上。在這個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動器30可以設(shè)計(jì)成向燈10與泵20供應(yīng)相應(yīng)預(yù)定值的電力。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)重要方面，選擇泵20的電力值以便利用所生成的冷空氣的流而使燈10的溫度可以保持于預(yù)定最小值和預(yù)定最大值之間。因此，假定環(huán)境條件如大氣壓力的平均值，根據(jù)燈10的工作功率的值來確定供給泵20的電力值。由于沒有傳感器32、33，所以就不能提供對冷卻空氣的流的所獲得速度的反饋，從而就不能平衡環(huán)境條件中的各種變化。此外，其不能檢查冷卻單元2的狀況。如果燈10可以變暗，那么驅(qū)動器30就包含燈10和泵20的電力值的至少兩種組合，并且根據(jù)燈10的設(shè)定工作功率來找出供給泵20的適當(dāng)電力值。
在對于圖1所示的實(shí)施例做出改進(jìn)的另一個(gè)替代實(shí)施例中，控制單元3包括代替絕對壓力傳感器32的剩余壓力傳感器。這個(gè)實(shí)施例提供了一種可能性，即根據(jù)剩余壓力傳感器所測的剩余壓力值來檢查冷卻單元2的狀態(tài)。然而，由于不能夠從剩余壓力傳感器獲得關(guān)于大氣壓力的信息，所以控制單元3不能平衡大氣壓力值的各種變化對冷卻空氣流的速度的影響。在使用這個(gè)實(shí)施例的控制單元3的情況下，根據(jù)相對壓力傳感器33所測的壓降和設(shè)置于驅(qū)動器30中的空氣密度的預(yù)定值來確定冷卻空氣的流的實(shí)際速度。優(yōu)選地，空氣密度的預(yù)定值以大氣壓力的平均值為依據(jù)，例如，大氣壓力的平均值可以是950mbar與1050mbar之間的任意值。
在對于圖1所示的實(shí)施例做出改進(jìn)的又一個(gè)替代實(shí)施例中，控制單元3包括代替絕對壓力傳感器32的剩余壓力傳感器，但不包括孔口31和相對壓力傳感器33。在這個(gè)實(shí)施例中，控制單元3只能夠測量冷卻空氣的流的剩余壓力值。根據(jù)這個(gè)值，可以顯示冷卻單元2的狀態(tài)。此外，由于流的實(shí)際速度與具有規(guī)定特性的噴嘴25的剩余壓力相關(guān)聯(lián)，所以也可以顯示流的實(shí)際速度。然而，不可能獲得關(guān)于環(huán)境條件的信息，并且不能非常準(zhǔn)確地確定冷卻空氣的流的實(shí)際速度。
在對于圖1所示的實(shí)施例做出改進(jìn)的又一個(gè)替代實(shí)施例中，控制單元3包括驅(qū)動器30、孔口31以及相對壓力傳感器33，但不包括絕對壓力傳感器32。由于沒有絕對壓力傳感器32，所以就不能檢查冷卻單元2的狀態(tài)。此外，不能平衡環(huán)境條件中的各種變化。相反，空氣密度的預(yù)定值設(shè)置于驅(qū)動器30中，驅(qū)動器30用于計(jì)算泵20所生成的冷卻空氣的流的實(shí)際速度。空氣密度的預(yù)定值可以以大氣壓力的平均值為依據(jù)，例如，大氣壓力的平均值可以是950mbar與1050mbar之間的任意值，如上所述。
在圖2所示的又一個(gè)替代實(shí)施例中，控制單元3包括驅(qū)動器30、孔口31以及相對壓力傳感器33，但不包括絕對壓力傳感器32，如前段中所述的實(shí)施例。然而，根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，相對壓力傳感器33的一側(cè)連接于第一壓力測量位置28上，而其另一側(cè)穿過開關(guān)閥38連接于第二壓力測量位置29上。這個(gè)開關(guān)閥38使得可以選擇是將相對壓力傳感器33連接于第二壓力測量位置29上還是連接于大氣壓力所占據(jù)的環(huán)境中。開關(guān)閥38可以受到控制以便使其位置連續(xù)更替從而可以按照交替方式使用相對壓力傳感器33。當(dāng)連接于第二壓力測量位置29上時(shí)，相對壓力傳感器33能夠確定穿過孔口31的壓降；當(dāng)連接于環(huán)境中時(shí)，其能夠確定剩余壓力。按照這種方法，只包括相對壓力傳感器33的控制單元3的這個(gè)實(shí)施例可以起到剩余壓力傳感器加上相對壓力傳感器33的控制單元3的實(shí)施例的作用，如以上進(jìn)一步描述。
在圖3所示的又一個(gè)替代實(shí)施例中，控制單元3包括驅(qū)動器30和絕對壓力傳感器32，但不包括孔口31和相對壓力傳感器33。絕對壓力傳感器32受到控制以便在工作周期開始處進(jìn)行測量，該測量工作在使泵20致動而生成氣流之前進(jìn)行。按照這種方法，找出環(huán)境壓力的值，并將其存儲于驅(qū)動器30中。在冷卻過程期間，通過用絕對壓力傳感器32所測的空氣壓力值減去大氣壓力的存儲值，驅(qū)動器30就能夠確定剩余壓力值。此外，由于考慮流的實(shí)際速度與用于具有規(guī)定特性的噴嘴25的剩余壓力的值相關(guān)聯(lián)，所以驅(qū)動器30能夠計(jì)算管道中的冷卻空氣的流的實(shí)際速度，如上所述。在這個(gè)過程中，由于絕對壓力傳感器32能夠確定在每個(gè)冷卻過程開始處的大氣壓力的值，并且驅(qū)動器30能夠根據(jù)大氣壓力的測量值來確定空氣密度，所以其就能夠平衡高度對流的實(shí)際速度的影響。此外，其能夠從絕對壓力傳感器32所測的壓力值推導(dǎo)出關(guān)于冷卻單元2的信息。
權(quán)利要求
1.一種控制燈(10)尤其是高功率燈的冷卻過程的方法，其中利用流過燈(10)的冷卻介質(zhì)來進(jìn)行冷卻過程，其中對冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度進(jìn)行控制以便使其與同(10)的工作功率相關(guān)聯(lián)的所需值相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括以下步驟a)確定冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度；b)將在步驟a)期間確定的冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度與冷卻介質(zhì)的流的所需速度進(jìn)行比較；如果發(fā)現(xiàn)冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際值與所需速度之間存在差異，c)就調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度以便使其等于冷卻介質(zhì)的流的所需速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在步驟a)期間確定冷卻介質(zhì)流的實(shí)際速度的過程中直接測量冷卻介質(zhì)的流的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中測量冷卻介質(zhì)的流的至少一個(gè)壓力特性以便在步驟a)期間確定冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中對穿過位于冷卻介質(zhì)流中的孔口(31)的冷卻介質(zhì)的壓降進(jìn)行測量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中對冷卻介質(zhì)流相對于環(huán)境大氣壓力的剩余壓力進(jìn)行測量。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中對冷卻介質(zhì)的壓力進(jìn)行測量，該壓力為環(huán)境大氣壓力和超過所述環(huán)境大氣壓力的冷卻介質(zhì)流的剩余壓力之和。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中交替測量穿過位于冷卻介質(zhì)流中的孔口(31)的冷卻介質(zhì)的壓降和冷卻介質(zhì)流相對于環(huán)境大氣壓力的剩余壓力。
9.一種裝置，包括燈單元(1)，其具有燈(10)尤其是高功率燈；冷卻單元(2)，其在工作期間用于冷卻燈(10)；以及控制單元(3)，其用于控制對燈單元(1)的電力供應(yīng)和對冷卻單元(2)的電力供應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中冷卻單元(2)包括用于生成冷卻介質(zhì)的流的抽吸裝置(20)和用于將冷卻介質(zhì)的流引向燈(10)的引導(dǎo)裝置(24、25)，其中控制單元(3)包括用于確定冷卻介質(zhì)流的實(shí)際速度的流確定裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中流確定裝置包括至少一個(gè)壓力傳感器(32、33)，所述傳感器用于記錄冷卻介質(zhì)的流的至少一個(gè)壓力特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中流確定裝置包括孔口(31)，其位于冷卻介質(zhì)的流中；以及相對壓力傳感器(33)，其用于記錄穿過孔口(31)的冷卻介質(zhì)的流的壓降。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中流確定裝置包括剩余壓力傳感器，其用于記錄冷卻介質(zhì)的流相對于環(huán)境大氣壓力的剩余壓力。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其中流確定裝置包括用于記錄冷卻介質(zhì)流的壓力的絕對壓力傳感器(32)，該壓力為環(huán)境大氣壓力與冷卻介質(zhì)的流相對于環(huán)境大氣壓力的剩余壓力之和。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中流確定裝置包括孔口(31)，其位于冷卻介質(zhì)的流中；以及相對壓力傳感器(33)，其中沿著冷卻介質(zhì)流動的方向觀察，相對傳感器(33)的一側(cè)連接于位于孔口(31)上游的第一相對壓力測量位置(28)上；以及可控開關(guān)裝置，沿著冷卻介質(zhì)流動的方向觀察，其用于以交替方式將相對傳感器(33)的另一側(cè)連接于位于孔口(31)下游的第二相對壓力測量位置(29)上，以便記錄穿過孔口(31)的冷卻介質(zhì)的流的壓降，并且連接于位于冷卻介質(zhì)的流的外側(cè)的位置處，以便記錄冷卻介質(zhì)的流相對于環(huán)境大氣壓力的剩余壓力。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中任一項(xiàng)所述的裝置，其中控制單元(3)包括連接于燈(10)和至少一個(gè)壓力傳感器(32、33)上的驅(qū)動器(30)，該驅(qū)動器(30)設(shè)計(jì)成根據(jù)對燈(10)的電力供應(yīng)和由至少一個(gè)壓力傳感器(32、33)所記錄的冷卻介質(zhì)流的至少一個(gè)壓力特性來確定對冷卻單元(2)的電力供應(yīng)。
17.根據(jù)從屬于權(quán)利要求13、14的權(quán)利要求16所述的裝置，其中驅(qū)動器(30)設(shè)計(jì)成用于檢查壓力傳感器(32)所記錄的冷卻介質(zhì)流的壓力特性的值是否處于預(yù)定的值的范圍內(nèi)，如果其檢測到壓力傳感器(32)所記錄的冷卻介質(zhì)流的壓力特性的值處于所述預(yù)定的值的范圍之外，就會停止對燈(10)的電力供應(yīng)。
18.根據(jù)從屬于權(quán)利要求15的權(quán)利要求16所述的裝置，其中驅(qū)動器(30)設(shè)計(jì)成用于檢查壓力傳感器(33)所記錄的冷卻介質(zhì)流的剩余壓力的值是否處于預(yù)定的值的范圍內(nèi)，如果其檢測到壓力傳感器(33)所記錄的冷卻介質(zhì)流的剩余壓力的值處于所述預(yù)定的值的范圍之外，就會停止對燈(10)的電力供應(yīng)。
19.一種投影儀，其包括根據(jù)權(quán)利要求9-18中任一項(xiàng)所述的裝置。
20.一種移動頭固定裝置，其包括根據(jù)權(quán)利要求9-18中任一項(xiàng)所述的裝置。
21.一種驅(qū)動器(30)，其用于控制在工作期間對具有燈(10)的燈單元(1)的電力供應(yīng)與對用于冷卻燈(10)的冷卻單元(2)的電力供應(yīng)，其中冷卻單元(2)的工作功率的所需值與燈(10)的工作功率之間的關(guān)系設(shè)置于所述驅(qū)動器(30)中。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的驅(qū)動器(30)，其設(shè)計(jì)成還根據(jù)冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度來確定冷卻單元(2)的工作功率的值。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的驅(qū)動器(30)，其設(shè)計(jì)成根據(jù)冷卻介質(zhì)的流的至少一個(gè)壓力特性的值來計(jì)算冷卻介質(zhì)的流的實(shí)際速度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的驅(qū)動器(30)，其設(shè)計(jì)成用于檢查冷卻介質(zhì)流的壓力特性的值是否處于預(yù)定的值的范圍內(nèi)，如果其檢測到冷卻介質(zhì)流的壓力特性的值處于所述預(yù)定的值的范圍之外，就會停止對燈(10)的電力供應(yīng)。
25.一種用于確定穿過管道(24)的冷卻介質(zhì)流的值的方法，包括測量冷卻介質(zhì)的壓力值的步驟，該壓力為環(huán)境大氣壓力與冷卻介質(zhì)的流相對于環(huán)境大氣壓力的剩余壓力之和。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括以下步驟測量穿過位于冷卻介質(zhì)流中的孔口(31)處的冷卻介質(zhì)的壓降的值；根據(jù)冷卻介質(zhì)的壓力的測量值來確定冷卻介質(zhì)的密度值；以及根據(jù)冷卻介質(zhì)的密度的確定值和穿過孔口(31)的冷卻介質(zhì)流的壓降的測量值來確定冷卻介質(zhì)的流的速度。
全文摘要
一種具有用于形成氣流的泵(20)的冷卻單元(2)被提供用于在工作期間冷卻高功率燈(10)。氣流的值由控制單元(3)進(jìn)行控制，該控制單元所包括的驅(qū)動器(30)根據(jù)燈(10)的工作功率情況來確定氣流的所需值?？刂茊卧?3)包括兩個(gè)壓力傳感器(32、33)，這兩個(gè)傳感器用于測量氣流壓力以及穿過孔口(31)的氣流的壓降。驅(qū)動器(30)設(shè)計(jì)成用于處理測量結(jié)果以便確定氣流的實(shí)際值。通過調(diào)節(jié)對泵(20)的電力供應(yīng)來準(zhǔn)確控制氣流的值以便實(shí)現(xiàn)氣流的實(shí)際值與氣流的所需值匹配。
文檔編號H01J61/52GK1788180SQ200480012806
公開日2006年6月14日 申請日期2004年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月14日
發(fā)明者W·J·梅斯, J·A·J·斯托夫菲斯, E·M·E·維斯他落伊坦 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司