[发明专利]一种低压容器内气体温控装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压容器内气体温控装置和方法，属于温度控制领域。

背景技术

温度控制电路广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等，常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁，可能会因触点不良而影响正常工作。最近几年快速发展的温度控制方法有PID温控、模糊控制、神经网络、遗传算法等。由于温度控制系统为大惯性滞后系统，一般温度控制范围较窄，控制精度要求不高，温度控制方式通常局限于开关控制方式，所以迫切需要发展气体温度的动态控制技术，获得气体温度的良好控制性能，如动态响应快和控制精度高等。

发明内容

本发明的目的是提供一种低压容器内气体温控方法，获得气体温度的良好控制性能，为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种低压容器内气体温控装置，包括温度传感器A、B、C、D、E、F、G，温控仪，外部加热器、真空室；

其中，温度传感器A、B、C、D、E、F、G为铂电阻或热电偶，在真空室内部均匀对称分布；外部加热器完全包覆在真空室外部且与真空室外壁紧密结合，外部加热器为双夹层结构，内层为导热层，外层为隔热层，内层和外层间交替分布主加热丝和辅助加热丝；其中主加热丝和辅助加热丝为材料相同的电阻丝，主加热丝的直径比辅助加热丝的直径粗；

温控仪包括外部指令模块、处理模块、接收模块、执行模块；

各模块连接关系如下：外部指令模块与处理模块相连，处理模块分别与接收模块和执行模块相连，接收模块与温度传感器A、B、C、D、E、F、G相连，执行模块与外部加热器相连；

其中，外部指令模块，用于将设定好的各种指令或输入的临时指令输入给处理模块，指令包括但不限于加热温度和加热速率；指令在测试之前设定好或根据实际情况进行临时更改，增强指令的可执行性；

温度传感器A、B、C、D、E、F、G，用于对真空室中的温度进行实时监控，并将监控到的温度监测数据传输给接收模块；

接收模块，用于实时接收从温度传感器A、B、C、D、E、F、G传来的温度监测数据，并将其转发给处理模块；

处理模块，用于根据从接收模块接收到的温度监测数据，在处理模块内部的判断单元里结合外部指令或事先存储的指令进行判断，并将判断结果发给执行模块；其中判断结果有3种情况：

第一种为实测温度低于设定值5℃；

第二种为实测温度低于设定值，且与设定值相差小于5℃；

第三种为实测温度达到或超过设定温度；

执行模块用于根据上述3种判断结果对执行对象进行动作执行：

如果该执行模块接收到第一种判断结果，则发送指令到执行模块，开启主加热丝；

如果该执行模块接收到第二种判断结果，则发送指令到执行模块，关闭主加热丝，开启辅助加热丝；

如果该执行模块接收到第三种判断结果，则发送指令到执行模块，关闭主加热丝和/或辅助加热丝。

其中，优选温度传感器A、B、C、G通过定位器悬挂在真空室内部并对称分布，温度传感器D、E、F对称分布在载物平台上，载物平台在真空室内部底面上水平放置。

一种低压容器内气体温控方法，所述方法工作流程如下：

步骤一、打开温控装置电源，通过外部指令模块输入预设温度，温度传感器A、B、C、D、E、F、G测到真空室的温度，将此刻的温度数据传输给接收模块；

步骤二、接收模块将温度传感器A、B、C、D、E、F、G传入的温度数据接收并转发给处理模块；

步骤三、在处理模块的判断单元内比对接收模块转发的实时温度数据和外部指令模块输入的预设温度指令，根据比对结果，进行情况判断；其中，指令可以是在测试之前设定好或根据实际情况进行临时更改；

步骤四、将判断结果交给执行模块进行执行，判断结果及相应执行情况分3种：

①当实测温度低于设定值5℃，则发送指令到执行模块，接步骤五；

②实测温度与设定值相差小于5℃，则发送指令到执行模块，接步骤六；

③实测温度达到或超过设定温度，则发送指令到执行模块，接步骤七；

步骤五、执行模块发送指令到外部加热器，开启主加热丝，对真空室进行加热，接步骤八；

步骤六、接步骤四，执行模块发送指令到外部加热器，关闭主加热丝，开启辅助加热丝，对真空室进行加热，接步骤八；

步骤七、接步骤四，执行模块发送指令到外部加热器，关闭主加热丝和/或辅助加热丝，接步骤八；