[發(fā)明專利]一種基于光熱式的快速升溫控制方法、裝置及升溫爐

有效

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• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106843316B
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡松;李寒劍;池寰瀛;向軍;蘇勝;汪一;江龍;徐凱
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;朱毅

本發(fā)明涉及一種基于光熱式的快速升溫控制方法、裝置及升溫爐，其方法包括如下對放置樣品的接收器進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定；設(shè)定目標(biāo)加熱參數(shù)，并根據(jù)所述目標(biāo)加熱參數(shù)和所述接收器的標(biāo)定參數(shù)生成對應(yīng)的加熱因子；根據(jù)所述加熱因子對位于所述接收器內(nèi)的樣品進(jìn)行光照加熱，實(shí)時(shí)檢測所述接收器內(nèi)的實(shí)際加熱參數(shù)，將所述實(shí)際加熱參數(shù)與所述目標(biāo)加熱參數(shù)比對，并在二者相同時(shí)退出所述接收器內(nèi)的樣品，結(jié)束加熱流程。本發(fā)明根據(jù)目標(biāo)加熱參數(shù)和接收器的標(biāo)定參數(shù)生成對應(yīng)的加熱因子，并根據(jù)對應(yīng)的加熱因子對位于接收器內(nèi)的樣品進(jìn)行主動加熱，不直接對樣品進(jìn)行加熱，不僅可以實(shí)現(xiàn)快速升溫，還可以確保加熱過程的精確控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溫度控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于光熱式的快速升溫控制方法、裝置及升溫爐。

背景技術(shù)

快速升溫爐在目前的科學(xué)研究和生產(chǎn)制備中應(yīng)用地越來越廣泛，目前主流的快速升溫爐主要分為特種電阻絲爐和碘鎢燈光熱爐兩類，前者需要特殊的加熱絲制備工藝復(fù)雜爐體要求嚴(yán)格，目前升溫速率在180℃-200℃/min，造價(jià)較高；后者為20世紀(jì)末由日本真空理工會社等率先在金屬制備中使用，目前國內(nèi)碘鎢燈快速升溫爐升溫速率在600℃-800℃/min，雖然升溫速率達(dá)到了部分實(shí)際應(yīng)用的要求，然而恒溫精度較低，升溫時(shí)溫度變化范圍較大。

目前也有很對機(jī)構(gòu)和企業(yè)針對光熱式快速升溫爐進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化，雖然光源和爐體等都有了很大的改進(jìn)，然而在溫度控制方面依然采用熱電偶-PID溫控儀這樣的反饋式溫度控制方式，在一定程度上滿足了部分生產(chǎn)研究的要求，但依然在溫度控制及時(shí)性和精確性上存在著一些不足：

一是依靠反饋式調(diào)節(jié)機(jī)制升溫控制，在快速升溫這樣較高的升溫速率條件下，很可能導(dǎo)致溫度超過設(shè)定值進(jìn)而造成生產(chǎn)制造的事故或者科研實(shí)驗(yàn)的失敗；

二是在光熱快速升溫裝置中，被加熱物質(zhì)的溫度很大程度上還與自身的性質(zhì)有關(guān)，然而現(xiàn)有裝置實(shí)際測量的溫度為不與樣品接觸的熱電偶間接溫度，這也在一定程度上影響了光熱升溫爐溫度的精度；

三是溫度控制系統(tǒng)缺少一定的數(shù)據(jù)庫支撐，對于系統(tǒng)可能存在的例如升溫時(shí)間異常等缺少必要的數(shù)據(jù)分析和保護(hù)措施，而快速升溫系統(tǒng)中的過熱或者過快熱可能存在的安全隱患卻相較于傳統(tǒng)升溫裝置要大得多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于光熱式的快速升溫控制方法、裝置及升溫爐。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于光熱式的快速升溫控制方法，包括如下步驟：

步驟1：對放置樣品的接收器進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定；

步驟2：設(shè)定目標(biāo)加熱參數(shù)，并根據(jù)所述目標(biāo)加熱參數(shù)和所述接收器的標(biāo)定參數(shù)生成對應(yīng)的加熱因子；

步驟3：根據(jù)所述加熱因子對位于所述接收器內(nèi)的樣品進(jìn)行光照加熱，實(shí)時(shí)檢測所述接收器內(nèi)的實(shí)際加熱參數(shù)，將所述實(shí)際加熱參數(shù)與所述目標(biāo)加熱參數(shù)比對，并在二者相同時(shí)進(jìn)入步驟4；

步驟4：退出所述接收器內(nèi)的樣品，結(jié)束加熱流程。

本發(fā)明的基于光熱式的快速升溫控制方法，根據(jù)目標(biāo)加熱參數(shù)和接收器的標(biāo)定參數(shù)生成對應(yīng)的加熱因子，并根據(jù)對應(yīng)的加熱因子對位于接收器內(nèi)的樣品進(jìn)行主動加熱，不直接對樣品進(jìn)行加熱，不僅可以實(shí)現(xiàn)快速升溫，還可以確保加熱數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：

進(jìn)一步：所述步驟1中，通過調(diào)節(jié)光源的出射光能量密度、通入至所述接收器內(nèi)的氣體流量和所述接收器的轉(zhuǎn)速來對所述接收器進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定。

進(jìn)一步：所述步驟2中，根據(jù)每個預(yù)設(shè)加熱階段設(shè)定對應(yīng)的目標(biāo)加熱參數(shù)，并查詢預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)表，獲取所述目標(biāo)加熱參數(shù)對應(yīng)的加熱因子；其中，所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)表根據(jù)所述接收器的標(biāo)定參數(shù)預(yù)先建立。