[實用新型]多溫區溫度控制系統以及反應腔室

有效

• 申請號: 201220682566.3
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN203287798U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 寧海濤
• 申請（專利權）人: 光壘光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: G05D23/22
• 分類號: G05D23/22;G05D23/30;G05B11/42
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 王宏婧

技術領域

本實用新型涉及一種溫度控制設備，尤其涉及一種多溫區溫度控制系統以及反應腔室。?

背景技術

在現有技術中，加熱器的多個加熱單元對多個加熱區進行加熱。而加熱器各個加熱單元對多個加熱區的加熱通常采用自動控制（PID）單元閉環進行控制。為了消除各個加熱區之間的溫度差，自動控制單元會對各個加熱單元的加熱進行分別調節，以使得各個加熱區的溫度更加均勻。?

請參考圖1所示的現有技術中一種溫度控制系統的結構示意圖。如圖1所示，溫度控制系統包括：加熱器，所述加熱器包括三個加熱單元，分別是第一加熱單元41、第二加熱單元42和第三加熱單元43，第一加熱單元41、第二加熱單元42和第三加熱單元43分別用于對三個加熱區進行加熱，反饋信號獲得單元50設置在加熱環路1中，反饋信號獲得單元50用于獲得反饋信號，作為自動控制單元20的一個輸入信號。具體地，自動控制單元20具有輸入端10，所述輸入端10用于輸入目標信號以及反饋信號，并且基于目標信號和反饋信號獲得比較信號，所述比較信號作為自動控制單元20的輸入信號。其中，所述目標信號可以為溫度信號，其定義了自動控制單元控制加熱區的控制目標；所述反饋信號為來自反饋信號控制單元50的反饋信號，所述反饋信號可以為溫度信號，該反饋信號反映了三個加熱區的實際溫度值，當所述目標信號和反饋信號為溫度信號時，所述比較信號為加熱區的目標溫度和實際溫度的溫度差。?

所述自動控制單元20用于基于比較信號產生控制信號，從加熱輸出端30輸出，所述控制信號經過第一矯正單元R1進行矯正因子處理后輸出至第一加熱單元41，所述控制信號經過第二矯正個單元R2進行矯正因子處理后輸出?至第二加熱單元42，所述控制信號經過第三矯正單元R3進行矯正因子處理后輸出值第三加熱單元43。各個加熱單元在矯正處理后的控制信號的控制下對各個加熱區進行加熱。所述反饋信號獲得單元50采集任意一個加熱區的信號（比如實際溫度）作為反饋信號，提供至輸入端10。?

上述第一種溫度控制系統是三個加熱單元在一個自動控制單元50的控制下對加熱區進行加熱，使用一個加熱路徑，做自動控制計算，使用同一個輸入端，同一個反饋信號獲得單元，得出一個控制信號，所述控制信號經過每一加熱單元對應的矯正單元進行矯正處理后輸入至各個加熱單元，對各個加熱單元的加熱進行控制。這種方式假設了三個加熱單元對三個加熱區加熱后各個的溫度變化能基本同步，因此各個加熱單元按指定比例一起升溫，一起降溫，能夠一定程度減少各個加熱單元之間的相互干擾。其優點是硬件設計簡單，僅需要一個反饋信號獲得單元，一個加熱路徑（Loop），減少了加熱單元之間的相互干擾，不存在一個加熱單元在升溫、另幾個加熱單元在降溫的情況。但其缺點是會破壞原來自動控制系統的固有的控制率，導致自動控制參數的整體設定困難，無法滿足對某個加熱區單獨升溫的要求，從而無法快速實現各個加熱區的溫度均勻性，無法實時計算和調整加熱的矯正因子，雖然自動加熱參數對被控對象的特性變化有一定的包容性，但可能會導致未知的系統穩定性。?

因而，在實際中當發現各個加熱區之間的溫度不均勻時，技術人員通常會對矯正因子進行調節，即將圖1中的三個矯正因子單元R1、R2和R3分別設置于加熱輸出端30和三個加熱區41、42、43之間，并產生矯正因子調節加熱輸出端30輸出的功率信號。但是對于控制信號形成單元，調節矯正因子相當于改變了系統固有的升溫特性，矯正因子的變化會導致系統升溫特性的變化。由于原有的自動控制（PID）參數是針對原有的系統的升溫特性進行，因此，當溫度控制系統的升溫特性發生變化時，需要對自動控制參數進行相應的調節，因此，矯正因子和自動控制參數相互影響，調節難度較大。?

圖2為現有技術中另一種溫度控制系統的結構示意圖。如圖2所示，第?二種溫度控制系統具有三個加熱環路1、2和3，三個自動控制單元21、22和23以及三個反饋信號獲得單元51、52和53，三個自動控制單元21、22和23及三個反饋信號獲得單元51、52和53分別與加熱區的三個加熱單元（第一個加熱單元41、（第二個加熱單元42和第三個加熱單元43，每一加熱單元用于對應于一個加熱區進行加熱）對應。每個加熱單元41、42和43利用各自的反饋信號獲得單元51、52和53及自動控制單元21、22和23進行控制，每個加熱區的輸入端信號不同。?

同時，將三個矯正因子單元R1、R2和R3分別設置于三個反饋信號獲得單元51、52、53和輸入端11、12、13之間，三個矯正因子單元R1、R2和R3產生矯正因子調節反饋信號獲得單元的反饋信號51、52、53。?