自動溫度控制燙印防偽印章及方法

專利名稱：自動溫度控制燙印防偽印章及方法
技術領域：
本發明涉及燙印防偽印章及燙印方法技術領域，特別涉及一種自動溫度控制燙印 防偽印章及其燙印方法。
背景技術：
自古以來，一般的簽章都是字畫作者事先刻章，用印泥蓋到字畫的某一個角落，這 種做法容易被仿冒，對于一些名貴的字畫，造假者往往將印章刻得非常逼真，這樣可以達到 以假亂真的地步，使得市面上充斥著好多名人字畫的贗品，損害了消費者的權益，同時對保 護真跡不利。因此傳統的印章已經起不到防偽的作用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，解決了一般簽章不能很好解決的防偽問題。本 發明并設計制造了自動溫度控制燙印防偽印章，該印章采用PID溫控技術對印頭的溫度進 行控制，當印頭溫度達到工作溫度時，將其按放在紙張上進行燙印，從而將印頭的圖案顯示 在紙張上。為解決上述技術問題，本發明提供了一種自動溫度控制燙印防偽印章，包括印 頭、加熱裝置、控制裝置和操縱裝置。所述控制裝置優選包括PID控制器、傳感器和顯示部件。所述加熱裝置優選包括電加熱元件和繼電器。所述加熱裝置可以進一步包括隔熱部件。所述操縱裝置優選包括操縱帽、操縱桿、固定板和復位部件。所述復位部件優選為彈簧。所述印頭可以采用金屬制成；所述加熱裝置，可以用于提供燙印所需的溫度；所述控制裝置，可以用于溫度控制，防止溫度過高燙壞紙張或者溫度過低造成圖 案不清晰；所述操縱裝置，可以用于當溫度達到工作溫度時，操作燙印工作，并在燙印完成后 使所述印頭復位。所述加熱裝置，優選采用高溫電加熱管進行加熱，能夠將所述印頭溫度控制在 200°C 350°C范圍內，加熱時間控制在3-5分鐘；所述控制裝置，可以進一步包括PID控制器和傳感器，所述傳感器將采集的印頭 的溫度信號傳送給PID控制器，并將所述溫度信號與控制器上預先設定的溫度值進行比 較；當小于設定值時，電源接通加熱；當大于設定值時，PID控制器控制加熱電路斷電；所述操縱裝置，可以用于當溫度達到工作溫度時，操作燙印工作，并在燙印完成后 使所述印頭復位；使用時用手壓操縱桿上面的操縱帽至不能下行位置，保持2 30秒后松 開手。
為解決上述技術問題，本發明還提供了一種所述自動溫度控制燙印防偽印章的使 用方法，包括以下步驟加熱裝置采用高溫電加熱管對印頭進行加熱，將所述印頭在3-5分鐘溫度控制在 200°C 350°C范圍內；所述控制裝置，進一步包括PID控制器和傳感器，所述傳感器將采集的印頭的溫 度信號傳送給PID控制器，并將所述溫度信號與控制器上預先設定的溫度值進行比較；當 小于設定值時，電源接通加熱；當大于設定值時，PID控制器控制加熱電路斷電；用于當溫度達到工作溫度時，使用者用手壓所述操縱裝置的操縱桿上面的操縱 帽，至不能下行位置，保持2 30秒后松開手，通過所述操縱裝置操作燙印工作；在燙印完成后，所述操縱裝置的復位部件使所述印頭復位。為解決上述技術問題，本發明又提供了一種所述自動溫度控制燙印防偽印章的制 備方法，其特征在于，所述印頭為采用直徑為0. 1毫米的刀具進行高速銑削加工制得。本發明與傳統的印章相比，本發明具有防偽功效，其社會和經濟利益非常大。本發 明采用電阻加熱，將高溫加熱棒埋到金屬的里面，這樣加熱系統不額外占用體積。本發明采 用PID算法控制工作溫度，當印章的印頭加熱到工作溫度時，傳感器能夠檢測到印頭的工 作溫度，將溫度信號反饋到溫度控制系統，從而控制電源的通斷。通過燙印，使紙張氧化后 其顏色發生一定變化，燙印部分和周圍部分有著明顯的變化，從而起到防偽的作用。


圖1為本發明實施例所述燙印印章工作原理圖；圖2為本發明實施例所述印面的結構簡圖(實際為該圖案的鏡像圖案)；圖3為本發明實施例所述印頭與加熱元件位置圖；圖4為本發明實施例所述溫度控制原理圖；圖5為本發明實施例所述操縱裝置原理圖；圖6為本發明實施例所述燙印印章正視圖；圖7為本發明實施例所述燙印印章俯視圖；圖8為本發明實施例所述燙印印章左視圖；圖9為本發明實施例所述燙印印章剖視圖；圖10為本發明實施例所述燙印印章加熱裝置結構圖；圖11為本發明實施例所述不同溫度條件下的紙張的氧化情況表；圖12為本發明實施例所述燙印印章的立體圖；圖中各個部分分別為1、印頭，2、電加熱元件，3、操縱帽，4、控制裝置，5操縱桿， 6、上固定板，7、復位部件，8上立板，9、繼電器，10、顯示部件，11、接線端子，12、下立板，13、 夾緊柱，14、下固定板，15、中固定板，16、加熱裝置，17、傳感器。
具體實施例方式本發明主要應用了以下技術1、金屬的加熱，金屬的加熱有多種方式，采用電阻加熱或者采用電磁加熱等，考慮 到本發明體積小的特點，采用電阻加熱，將高溫加熱棒埋到金屬的里面，這樣加熱系統不額外占用體積。2、溫度的控制，當印章的印頭加熱到工作溫度時，不能繼續加熱否則會將紙張燙 糊，因此需要采用溫度控制系統，本發明采用PID算法控制工作溫度，當傳感器檢測到印頭 的工作溫度時，將溫度信號反饋到溫度控制系統，從而控制電源的通斷。3、紙張氧化后其顏色發生一定變化，燙印部分和周圍部分有著明顯的變化，從而 起到防偽的作用。由以上工作原理可以看出本發明包含以下幾個部分1、紙張燙印及印頭采用鋁或銅等熱傳導性能好的材料，同時將書畫家的簽名刻 在印頭上，然后利用紙張遇熱氧化的原理將此簽名在紙張上顯示出來。2、加熱裝置起作用主要是提供工作所需的溫度。3、溫度控制主要控制燙印的工作溫度，防止溫度太高燙壞紙張，以及溫度不夠造 成圖案不清。4、燙印執行機構當溫度達到工作溫度時，啟動執行機構，則燙印工作，燙印完成 后印頭復位。5、電路結構。本發明應用燙印技術，其目的是為了防偽。本發明可以從幾個方面實行，這也是本 發明優于其他簽章方式的優點。其具體實施方式

如下所示1、溫度控制方面溫度是實現紙張氧化的關鍵因素，溫度過高造成紙張自燃損壞書畫，溫度過低紙 張不能氧化，起不到簽章的目的。圖11為不同溫度下的紙張的氧化情況。本發明主要利用紙張受熱后氧化的原理來實施，具體工作原理見圖1。在本發明的一實施例中，提供了一種自動溫度控制燙印防偽印章，包括印頭、加 熱裝置、控制裝置和操縱裝置。所述控制裝置優選包括PID控制器、傳感器和顯示部件。所述加熱裝置優選包括電加熱元件和繼電器。所述加熱裝置可以進一步包括隔熱部件。所述操縱裝置優選包括操縱帽、操縱桿、固定板和復位部件。所述復位部件優選為彈簧。所述印頭可以采用金屬制成；所述加熱裝置，可以用于提供燙印所需的溫度；所述控制裝置，可以用于溫度控制，防止溫度過高燙壞紙張或者溫度過低造成圖 案不清晰；所述操縱裝置，可以用于當溫度達到工作溫度時，操作燙印工作，并在燙印完成后 使所述印頭復位。所述加熱裝置，優選采用高溫電加熱管進行加熱，能夠將所述印頭溫度控制在 200°C 350°C范圍內，加熱時間控制在3-5分鐘；所述控制裝置，可以進一步包括PID控制器和傳感器，所述傳感器將采集的印頭 的溫度信號傳送給PID控制器，并將所述溫度信號與控制器上預先設定的溫度值進行比 較；當小于設定值時，電源接通加熱；當大于設定值時，PID控制器控制加熱電路斷電；
所述操縱裝置，可以用于當溫度達到工作溫度時，操作燙印工作，并在燙印完成后 使所述印頭復位；使用時用手壓操縱桿上面的操縱帽至不能下行位置，保持2 30秒后松 開手。在本發明的另一實施例中，提供了一種所述自動溫度控制燙印防偽印章的使用方 法，包括以下步驟加熱裝置采用高溫電加熱管對印頭進行加熱，將所述印頭在3-5分鐘溫度控制在 200°C 350°C范圍內；所述控制裝置，進一步包括PID控制器和傳感器，所述傳感器將采集的印頭的溫 度信號傳送給PID控制器，并將所述溫度信號與控制器上預先設定的溫度值進行比較；當 小于設定值時，電源接通加熱；當大于設定值時，PID控制器控制加熱電路斷電；用于當溫度達到工作溫度時，使用者用手壓所述操縱裝置的操縱桿上面的操縱 帽，至不能下行位置，保持2 30秒后松開手，通過所述操縱裝置操作燙印工作；在燙印完成后，所述操縱裝置的復位部件使所述印頭復位。在本發明的再一實施例中，提供了一種所述自動溫度控制燙印防偽印章的制備方 法，所述印頭為采用直徑為0. 1毫米的刀具進行高速銑削加工制得。以下具體介紹個部分的結構1、紙張燙印及印頭該部分是本發明的工作部位，此部分加熱的印頭直接與紙張接觸，將印頭上的簽 名和圖案復制在紙張上，因此該部分的重點部件就是印頭。印頭采用銅或者鋁等傳導性能好的材料，利用高速微加工技術、數字控制技術將 書法家的簽名和圖案刻在印面上。印面的大體形式如圖2所示2、加熱裝置加熱裝置是是實現燙印技術的重要環節，利用電阻加熱原理，采用高溫電加熱管 進行加熱，溫度控制在350°C，時間控制在3-5分鐘，具體結構如圖3所示。3、溫度控制溫度控制是保證燙印關鍵環節，溫度控制的任務是將燙印溫度控制在一個恒定的 溫度上，該溫度可以根據不同材質的紙張進行調節。溫控裝置的原理圖如圖4所示。溫度傳感器將采集的印頭的溫度信號傳送給PID控制器，此信號大小與控制器上 設事先定好的溫度值進行比較，小于設定值電源接通加熱，大于設定值，控制器控制加熱電 路斷電，此時印頭保溫，如果偏離設定溫度則控制器進行控制調節。PID控制器(PID regulator)具有PID參數自整定功能的智能調節器 (intelligent regulator)，其中PID控制器參數的自動調整是通過智能化調整或自校正、 自適應算法來實現。有利用PID控制實現的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實現PID控制 功能的可編程控制器(PLC)，還有可實現PID控制的PC系統等等。可編程控制器(PLC)是 利用其閉環控制模塊來實現PID控制，而可編程控制器(PLC)可以直接與ControlNet相 連，如Rockwell的PLC-5等。還有可以實現PID控制功能的控制器，如Rockwell的Logix 產品系列，它可以直接與ControlNet相連，利用網絡來實現其遠程控制功能。在工程實際中，應用最為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID 控制，又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能完全掌 握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統控制器的結構和參 數必須依靠經驗和現場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了 解一個系統和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統參數時，最適合用PID控 制技術。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差，利用比例、 積分、微分計算出控制量進行控制的。4、燙印執行機構燙印執行機構包括燙印和復位兩部分，如圖5所示，用手壓操縱桿上面的操縱帽 至不能下行位置，保持一定時間后松開手，印頭在復位機構的作用下回到初始位置。本發明是燙印技術在印章領域的應用，與傳統的印章相比，本發明防偽功效，其社 會和經濟利益非常大。本發明是燙印技術在印章行業的應用，其目的是為了防偽，圍繞方位技術的實施， 本發明可以從幾個方面實行，這也是本發明由于其他簽章方式的優點。其具體實施方式

如 下所示溫度控制方面溫度是實現紙張氧化的關鍵因素，溫度過高造成紙張自燃損壞書畫，溫度過低紙 張不能氧化，起不到簽章的目的。圖11為不同溫度下的紙張的氧化情況。因此溫度的控制是實現燙印效果的重要因素，溫度控制的主要目的是印頭自動升 溫至工作溫度，本設計的工作溫度一般設計為200-350°C之間，優選范圍是200-300°C之 間。并且保持在工作溫度上，蓋章時印頭與紙張的接時間一般設計為4-15秒，優選是6-10 秒。本發明主要是利用以下技術來達到這一目的的。本發明的溫度控制主要分為兩部分1)加熱系統；2)自動溫控系統。溫控系統采用傳統的電阻加熱方式，功率在200-250W，加熱工作溫度的時間與印 頭的質量有關系，一般在3-5分鐘；自動溫控系統采用PDI技術，將溫度傳感器采集的溫度 信號反饋給PID電路，與事先設定好的溫度進行比較，看是否達到設定溫度。如果達到設定 溫度加熱電路即斷電，加熱器不工作，如果達不到則繼續加熱，隨著斷電時間的增加，印頭 的溫度有所下降，當溫度傳感器采集的溫度低于設定溫度時，則電路自動接通，實現自動加 熱。2、印頭的設計印頭的設計是防偽的又一重要參數，印頭主要采用鋁或者銅進行制作，印頭的作 用主要是直接和紙張接觸，提供熱量實現紙張的氧化，印頭就是據此進行設計的。印頭材料采用熱傳導系數比較好的銅、鋁、鐵、銀和/或金。這樣加熱的比較快，同 時將加熱元件直接埋入印頭之中。為防止熱量的擴散，印頭周邊采用耐熱和隔熱材料保護， 這一方面保護了熱量的散失，另一方面避免了燙傷硬引起的安全問題。印頭圖案的設計印頭的圖案可以采用各種字體和網紋的形式，主要是有利于防偽，本發明主要采 用書法家自己的親筆簽名和宋體漢字的方式進行，如圖8所示。如有必要還可以加上一些 花紋。3、印頭的制作工藝
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印頭的制作工藝是從制作方法上實現防偽的，印頭的制作涉及高速加工等先進技 術，采用計算機輔助制造技術，將書法家的親筆簽名進行影像，然后形成加工程序，利用數 控機床進行加工。加工過程中涉及微細加工等先進制造技術，采用直徑僅為0.1毫米的刀 具進行高速銑削。印頭的制作工藝是集幾種先進制造技術于一身的技術，在防偽過程中起 到了 一定程度技術壁壘的作用。4、燙印操作及印章的外觀燙印印章的外觀采用緊湊的結構，如圖6 圖12所示，該結構分為三部分1)印 頭及安裝部分，位于下部分；2)控制電路部分位于上側。3)印章操縱部分，印章操縱部分位于中間部位，上面在上固定板以上和操縱帽連 接，下面和印頭部件連接，用手壓操縱帽使印頭和紙張接觸完成燙印，松手后印頭會在操縱 桿中復位彈簧的作用下回復到初始位置。所有上述為這一知識產權的首要實施系統，并沒有設定限制以其他形式實施這種 新系統。本領域技術人員將利用這一重要信息，對上述內容修改，以實現類似的執行情況。 但是，所有基于本發明的修改或改造新方法，屬于保留的權利。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非是對本發明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實例所作 的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發明技術方案的保護范圍。
權利要求
一種自動溫度控制燙印防偽印章，其特征在于，包括印頭、加熱裝置、控制裝置和操縱裝置。
2.根據權利要求1所述自動溫度控制燙印防偽印章，其特征在于，所述控制裝置包括 PID控制器、傳感器和顯示部件。
3.根據權利要求1所述自動溫度控制燙印防偽印章，其特征在于，所述加熱裝置包括 電加熱元件和繼電器。
4.根據權利要求3所述自動溫度控制燙印防偽印章，其特征在于，所述加熱裝置進一 步包括隔熱部件。
5.根據權利要求1所述自動溫度控制燙印防偽印章，其特征在于，所述操縱裝置包括 操縱帽、操縱桿、固定板和復位部件。
6.根據權利要求5所述自動溫度控制燙印防偽印章，其特征在于，所述復位部件為彈簧。
7.根據權利要求1所述自動溫度控制燙印防偽印章，其特征在于，所述印頭采用金屬制成；所述加熱裝置，用于提供燙印所需的溫度；所述控制裝置，用于溫度控制，防止溫度過高燙壞紙張或者溫度過低造成圖案不清晰；所述操縱裝置，用于當溫度達到工作溫度時，操作燙印工作，并在燙印完成后使所述印 頭復位。
8.根據權利要求1所述自動溫度控制燙印防偽印章，其特征在于，所述加熱裝置，采用高溫電加熱管進行加熱，能夠將所述印頭溫度控制在200°C 350°C范圍內，加熱時間控制在3-5分鐘；所述控制裝置，進一步包括PID控制器和傳感器，所述傳感器將采集的印頭的溫度信 號傳送給PID控制器，并將所述溫度信號與控制器上預先設定的溫度值進行比較；當小于 設定值時，電源接通加熱；當大于設定值時，PID控制器控制加熱電路斷電；所述操縱裝置，用于當溫度達到工作溫度時，操作燙印工作，并在燙印完成后使所述印 頭復位；使用時用手壓操縱桿上面的操縱帽至不能下行位置，保持2 30秒后松開手。
9.一種如權利要求1 8中任一項所述自動溫度控制燙印防偽印章的使用方法，其特 征在于，包括以下步驟加熱裝置采用高溫電加熱管對印頭進行加熱，將所述印頭在3-5分鐘溫度控制在 200350°C范圍內；所述控制裝置，進一步包括PID控制器和傳感器，所述傳感器將采集的印頭的溫度信 號傳送給PID控制器，并將所述溫度信號與控制器上預先設定的溫度值進行比較；當小于 設定值時，電源接通加熱；當大于設定值時，PID控制器控制加熱電路斷電；用于當溫度達到工作溫度時，使用者用手壓所述操縱裝置的操縱桿上面的操縱帽，至 不能下行位置，保持2 30秒后松開手，通過所述操縱裝置操作燙印工作；在燙印完成后，所述操縱裝置的復位部件使所述印頭復位。
10.一種如權利要求1 8中任一項所述自動溫度控制燙印防偽印章的制備方法，其特 征在于，所述印頭為采用直徑為0. 1毫米的刀具進行高速銑削加工制得。
全文摘要
本發明公開了一種自動溫度控制燙印防偽印章及方法。印章包括印頭、加熱裝置、控制裝置和操縱裝置。所述控制裝置包括PID控制器、傳感器和顯示部件。所述加熱裝置包括電加熱元件和繼電器。所述加熱裝置進一步包括隔熱部件。所述操縱裝置包括操縱帽、操縱桿、固定板和復位部件。所述復位部件為彈簧。本發明采用電阻加熱，將高溫加熱棒埋到金屬的里面，這樣加熱系統不額外占用體積。本發明采用PID算法控制工作溫度，當印章的印頭加熱到工作溫度時，傳感器能夠檢測到印頭的工作溫度，將溫度信號反饋到溫度控制系統，從而控制電源的通斷。通過燙印，使紙張氧化后其顏色發生一定改變，和周圍部分有著明顯的區別，從而起到防偽的作用。
文檔編號B41K1/02GK101804748SQ2010101058
公開日2010年8月18日 申請日期2010年2月4日 優先權日2010年2月4日
發明者張慶力, 閆偉和, 韋孟 申請人:閆偉和