[发明专利]基于粒子加速器材料辐照的高精度温控装置及其温控方法

摘要

本发明涉及一种基于粒子加速器的材料辐照高精度温控方法及其温控装置。该温控装置包括红外测温单元；电阻加热单元；水冷和气冷单元；信号控制/传输单元；样品台及其上辐照样品等。样品台将电阻加热、水冷及气冷单元进行集成组合，对辐照样品实现同步加热与冷却调控。利用本发明温控装置实现其温控方法原理是：根据该装置实时测量材料辐照温度；经计算机程控系统连接的各指令信号传输线，控制电阻加热丝功率、冷却水和冷却气流量，自动同步调节电阻加热单元、水冷与气冷单元进行温度调控。本发明所述的温控装置及其温控方法，能够实现对粒子加速器材料辐照温度的实时、自动与精确控制，大幅度提高粒子加速器材料辐照的温控精度。

主权项

1.一种基于粒子加速器材料辐照的高精度温控方法，包括以下步骤：(1)将样品台中高导热金属填满铜传热台上的圆形凹槽，并将辐照材料样品用固定螺栓进行固定，确保辐照材料样品与铜传热台紧密接触；(2)之后将样品台安装在离子辐照真空室端口对真空室抽真空备用；在离子辐照过程中，通过红外热成像仪直接测量得到辐照材料样品的辐照温度；将此辐照温度数据通过辐照温度数据传输线传送给计算机程控系统，并将测量辐照温度值与实验预设温度值作对比，其预设温度范围为25℃～600℃，并自动选择以下七种方案中的任一种进行处理：(A)当辐照温度值高于预设值50℃及以上范围时，此时降低电阻加热功率、增加冷却水流量与冷却气流量；(B)当辐照温度值高于预设值10℃～50℃范围内时，此时仅增加冷却水流量与冷却气流量；(C)当辐照温度值高于预设值5℃～10℃范围内时，此时仅增加冷却气流量；(D)当辐照温度值低于预设值50℃及以上范围时，此时增加电阻加热功率、降低冷却水流量与冷却气流量；(E)当辐照温度值低于预设值10℃～50℃范围内时，此时仅降低冷却水流量与冷却气流量；(F)当辐照温度值低于预设值5℃～10℃范围内时，此时仅降低冷却气流量；(G)当辐照温度值与预设值的差异在±5℃范围内时，此时不改变电阻加热功率、冷却水流量与冷却气流量；(3)在选择了上述任一种方案处理后，计算机程控系统分别经电阻加热功率指令信号传输线、冷却水流量指令信号传输线、冷却气流量指令信号传输线向电阻功率调控器、带有流量控制计的冷水机、带有流量控制计的高压气瓶发送指令信号；同步调控电阻加热功率、冷却水流量、冷却气流量，以实现对辐照材料样品的精确控温调控；(4)最后，在辐照材料样品温度稳定后，再次循环重复上述测温与控温过程，由此实现对粒子加速器材料辐照温度的实时、自动与精确控制。