專利名稱：無接觸式實驗室設(shè)備控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于控制設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種針對實驗室環(huán)境而設(shè) 計的無接觸式實驗室設(shè)備控制器。
背景技術(shù)：
對于目前的實驗室設(shè)備來說，其控制器都是采用接觸式機械按鍵來接收用戶的觸 發(fā)操作。由于某些實驗室需要進行一些腐蝕性或者溶解性的氣體性實驗，當實驗室控制器 在這種環(huán)境下使用一段時間后，就會受到一定程度的腐蝕而加速老化，從而導致控制器控 制失靈而導致實驗設(shè)備的失效或者發(fā)生誤動作，甚至威脅到實驗室人員的人身安全，使實 驗室的財產(chǎn)遭受損失。以通風柜控制器為例進行說明。通風柜是目前絕大多數(shù)實驗室內(nèi)部進行危險性 大、易揮發(fā)實驗、強酸強堿實驗的重要設(shè)備，所以其控制器的優(yōu)劣對實驗室安全尤為重要。 而傳統(tǒng)的通風柜控制器都是使用機械式按鍵，且控制器主機均未進行隔離和防火防爆設(shè) 計。這種控制器在長時間的工作過程中，由于不可避免地會接觸到實驗室環(huán)境中的腐蝕性 化學物質(zhì)，因此會導致控制器失靈，或者因電火花而產(chǎn)生爆炸，這為實驗室的安全運行埋下 ^T* 係急 O基于此，如何提高實驗室控制器的安全性和耐用性是目前實驗室設(shè)備設(shè)計和生產(chǎn) 過程中需要解決的一項主要問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種無接觸式的實驗室設(shè)備控制器，以減少實驗室內(nèi) 部腐蝕性氣體對控制器內(nèi)部電路板和元器件的侵蝕，提高控制器運行的安全性，延長其使 用壽命。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)—種無接觸式實驗室設(shè)備控制器，包括控制器外殼和內(nèi)置于控制器外殼的線路 板；在所述線路板的頂層設(shè)置有非接觸式感應(yīng)按鍵，線路板的頂面依次鋪設(shè)有導光板和透 明材質(zhì)層，所述透明材質(zhì)層與控制器外殼之間采用粘合劑密封。優(yōu)選的，所述非接觸式感應(yīng)按鍵為容性感應(yīng)按鍵、磁性感應(yīng)按鍵或者光電感應(yīng)按 鍵。進一步的，在所述線路板上還設(shè)置有用于接通或者切斷外部供電電源的隔離開 關(guān)，所述隔離開關(guān)連接在控制器的電源輸入端子與電源輸出端子之間。優(yōu)選的，所述隔離開關(guān)為光電耦合器、固態(tài)繼電器或者可控硅等非機械式開關(guān)元 件。又進一步的，所述線路板采用環(huán)氧樹脂或者透明硅膠等絕緣導光、且抗腐蝕的材 料進行密封。再進一步的，所述透明材質(zhì)層與控制器外殼之間采用硅膠或者環(huán)氧樹脂粘合劑等惰性粘合劑進行密封。更進一步的，所述導光板優(yōu)選采用亞克力材料制成；所述控制器外殼優(yōu)選采用聚 丙烯或者環(huán)氧樹脂材料制成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本實用新型的實驗室設(shè)備控 制器通過采用無接觸式感應(yīng)設(shè)計，將控制器的內(nèi)部電路、元器件處于一個密閉隔離的環(huán)境 中，從而使得實驗室中的腐蝕性或者溶解性氣體無法接觸到控制器內(nèi)部的電路板和元器 件，進而在很大程度上提高了控制器的安全性和耐用性，使得實驗室設(shè)備的故障率得以降 低，實驗室人員的人身安全也得到了有力保障。結(jié)合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優(yōu)點 將變得更加清楚。

圖1是本實用新型所提出的無接觸式實驗室設(shè)備控制器的一種實施例的結(jié)構(gòu)分 解圖；圖2是圖1中線路板上非接觸式感應(yīng)按鍵電路的一種實施例的電路原理圖；圖3是線路板上電源接入電路的一種實施例的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細地說明。實施例一，參見圖1所示，本實施例的實驗室設(shè)備控制器主要由控制器外殼11、線 路板12、導光板13和透明材質(zhì)層14等部分組成。其中，線路板12內(nèi)置于控制器外殼11中， 其上依次鋪設(shè)導光板13和透明材質(zhì)層14。為了隔絕外部環(huán)境中的腐蝕性或者溶解性氣體 侵入到控制器內(nèi)部，使其內(nèi)部的線路板12遭受腐蝕或者分解，本實施例首先采用粘合劑將 透明材質(zhì)層14和控制器外殼11進行密封處理，所述粘合劑優(yōu)選采用抗腐蝕的硅膠或者環(huán) 氧樹脂等材料的惰性粘合劑；其次，對于控制器上用于接收實驗室人員操作指令的按鍵，優(yōu) 選采用非接觸式的感應(yīng)按鍵替代傳統(tǒng)的機械式按鍵進行電路設(shè)計，安裝在線路板12的頂 層，利用導光板13和透明材質(zhì)層14實現(xiàn)按鍵與外界環(huán)境的有效隔離。 在本實施例中，所述非接觸式感應(yīng)按鍵可以采用利用人體電容變化感知按壓操作 的容性感應(yīng)按鍵、或者基于磁敏霍爾元件的磁性感應(yīng)按鍵，或者光電感應(yīng)按鍵進行電路設(shè) 計。 以容性的觸摸式感應(yīng)按鍵為例進行說明，參見圖2所示。假設(shè)控制器上需要設(shè)置 4個感應(yīng)按鍵來接收用戶操作，在線路板12上焊接4個觸摸按鍵端子IPl IP4和一個電 容式感應(yīng)芯片U1。將4個觸摸按鍵端子IPl IP4分別通過電阻Rl R4與電容式感應(yīng)芯 片Ul的4個輸入端Cmi CIN4 —一對應(yīng)連接，并各自通過一路電容C3 C6接地，以實 現(xiàn)電容式感應(yīng)芯片Ul對4個觸摸按鍵端子IPl IP4的檢測。電容式感應(yīng)芯片Ul的4個 輸出端COUTl C0UT4分別與4個發(fā)光二極管LEDl LED4的陰極一一對應(yīng)連接，發(fā)光二 極管LEDl LED4的陽極連接直流電源VCCl。4個發(fā)光二極管LEDl LED4與4個觸摸按 鍵相對應(yīng)，用于指示各按鍵的功能。當用戶用手指接近某一個觸摸按鍵端子時，比如接近觸 摸按鍵端子IPl時，則電容式感應(yīng)芯片Ul的輸入端CI Nl檢測到電容的變化，控制其輸出端COUTl置為低電平，從而使得發(fā)光二極管LEDl發(fā)光指示，響應(yīng)用戶操作。通過采用非機械式的感應(yīng)按鍵設(shè)計，可以實現(xiàn)實驗室設(shè)備用控制器與實驗室外部 環(huán)境的完全隔離，從而徹底解決實驗室環(huán)境對控制器內(nèi)部電路板及元器件的不利影響。此外，對于線路板12上設(shè)置的用于接通或者切斷外部供電電源的開關(guān)元件來說， 本實施例優(yōu)選采用無機械控制結(jié)構(gòu)的隔離開關(guān)連接在控制器的電源輸入端子與電源輸出 端子之間，比如光電耦合器、固態(tài)繼電器或者可控硅等非機械式開關(guān)元件。本實施例以固態(tài) 繼電器Jl為例進行具體說明，參見圖3所示。將固態(tài)繼電器Jl的常開觸點串聯(lián)在控制器 的電源輸入端子Vin與電源輸出端子Vout之間，固態(tài)繼電器Jl的線圈一端接地，另一端連 接控制器中CPU的I/O 口。當需要接通外部電源時，CPU通過其I/O 口為固態(tài)繼電器Jl供 電，使其常開觸點閉合，接通電源輸入端子Vin與電源輸出端子Vout之間的連線，使外部供 電電源可以通過電源輸出端子Vout為實驗室設(shè)備中的用電負載供電。由于控制器內(nèi)部無 機械控制結(jié)構(gòu)，因此，可以大大延長控制器的使用壽命。將線路板12整體采用環(huán)氧樹脂或者透明硅膠等絕緣導光、且抗腐蝕的材料進行 一次性澆筑，實現(xiàn)密封，從而可以實現(xiàn)線路板12與外界環(huán)境的徹底隔離，杜絕電火花的產(chǎn) 生，實現(xiàn)抗腐蝕、防火防爆的功能，其實用性也大大增強。在本實施例中，導光板13可以選用成品光學級亞克力材料制成，以便于將線路板 12發(fā)出的線光源轉(zhuǎn)變?yōu)槊婀庠?，易于控制成本?？刂破魍鈿?1宜選用聚丙烯或者環(huán)氧樹脂 等惰性材料制成，以增加控制器對不同環(huán)境的適應(yīng)性。在透明材質(zhì)層14的背面可以印刷標 識圖片，比如各功能按鍵的圖片和文字標識，以清楚地指示各感應(yīng)按鍵的位置和功能，方便 用戶的操作。采用上述技術(shù)手段設(shè)計的控制器，可以適應(yīng)任何實驗室環(huán)境，將其應(yīng)用于烘箱、通 風柜、中央空調(diào)等實驗室基礎(chǔ)設(shè)施中，可以達到降低實驗室設(shè)備故障率，延長實驗室設(shè)備使 用壽命的設(shè)計目的。當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例， 本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換， 也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種無接觸式實驗室設(shè)備控制器，包括控制器外殼和內(nèi)置于控制器外殼的線路板； 其特征在于在所述線路板的頂層設(shè)置有非接觸式感應(yīng)按鍵，線路板的頂面依次鋪設(shè)有導 光板和透明材質(zhì)層，所述透明材質(zhì)層與控制器外殼之間采用粘合劑密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無接觸式實驗室設(shè)備控制器，其特征在于所述非接觸式感 應(yīng)按鍵為容性感應(yīng)按鍵、磁性感應(yīng)按鍵或者光電感應(yīng)按鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無接觸式實驗室設(shè)備控制器，其特征在于在所述線路板上 設(shè)置有用于接通或者切斷外部供電電源的隔離開關(guān)，所述隔離開關(guān)連接在控制器的電源輸 入端子與電源輸出端子之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無接觸式實驗室設(shè)備控制器，其特征在于所述隔離開關(guān)為 光電耦合器、固態(tài)繼電器或者可控硅。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的無接觸式實驗室設(shè)備控制器，其特征在于所 述線路板采用環(huán)氧樹脂或者透明硅膠密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無接觸式實驗室設(shè)備控制器，其特征在于所述粘合劑為硅 膠或者環(huán)氧樹脂粘合劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無接觸式實驗室設(shè)備控制器，其特征在于所述導光板采用 亞克力材料制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無接觸式實驗室設(shè)備控制器，其特征在于所述控制器外殼 采用聚丙烯或者環(huán)氧樹脂材料制成。
專利摘要本實用新型公開了一種無接觸式實驗室設(shè)備控制器，包括控制器外殼和內(nèi)置于控制器外殼的線路板；在所述線路板的頂層設(shè)置有非接觸式感應(yīng)按鍵，線路板的頂面依次鋪設(shè)有導光板和透明材質(zhì)層，所述透明材質(zhì)層與控制器外殼之間采用粘合劑密封。本實用新型的實驗室設(shè)備控制器通過采用無接觸式感應(yīng)設(shè)計，將控制器的內(nèi)部電路、元器件處于一個密閉隔離的環(huán)境中，從而使得實驗室中的腐蝕性或者溶解性氣體無法接觸到控制器內(nèi)部的電路板和元器件，進而在很大程度上提高了控制器的安全性和耐用性，使得實驗室設(shè)備的故障率得以降低，實驗室人員的人身安全也得到了有力保障。
文檔編號H03K17/94GK201788378SQ20102026386
公開日2011年4月6日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者張凱鐘, 程峰 申請人:青島中和實驗室技術(shù)裝備有限公司