精密气体控制装置及光学制造系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种精密气体控制装置及光学制造系统。该精密气体控制装置包括初级过滤器、蒸发器、冷凝器以及混合室，其中：初效过滤器用于将外部环境的空气进行初级过滤，并将经过初级过滤的气体分别输送到蒸发器和冷凝器；蒸发器用于对经过初级过滤得到的气体进行降温，以得到冷气；冷凝器用于对经过初级过滤得到的气体进行加热，以得到热气；混合室用于按照预设的比例混合冷气和热气。通过上述方式，本发明专利技术采用冷、热风混合的方式，能够节省外部冷水机，从而达到节能环保的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超精密光学制造
，特别是涉及一种精密气体控制装置及光学制造系统。
技术介绍
超精密光学制造是指尺寸精度在100nm以内的加工制造技术，主要应用于高端装备制造领域。随着航空、精密仪器、光学和激光技术的迅速发展，以及人造卫星姿态控制和遥感器件、光刻和硅片加工设备等高精度平面、曲面和复杂形状零件的加工需求日益迫切，超精密加工应用范围日益扩大，它的特点是可直接加工出具有纳米级表面光洁度和亚微米级形面精度的表面，借以实现各种优化的、高成像质量的光学系统，并促使光学电子设备的小型化、阵列化和集成化。在超精密光学加工制造过程中，当其设计精度达到亚微米级甚至纳米级的时候，由环境参数特别是温度引起的误差就成了精度进一步提高的一项主要障碍，例如超精密光学元件面形检测技术，目前高端ZYGO菲索干涉仪面形测量精度可以达到λ/10～λ/100，干涉检测的工艺过程和测量结果精度都对局部环境的指标提出高的需求。另外，在微动电机、激光干涉仪测量系统、三坐标测量系统、高精度位移测量系统等超精密制造过程中核心关键技术中，由于温度的空间分布不均匀和波动、漂移产生形变，从而导致运动误差；以激光干涉仪为代表的超精密传感、测量装置由于温度、湿度、压力的空间分布不均匀和波动、漂移产生测量误差；空气颗粒污染、化学污染而导超精密光学加工受到腐蚀或影响运行，除此以外，超精密光学制造系统中加工、装配精度都对环境要求极高。此时就必须考虑引入环境控制系统来保证设计精度的实现和实际应用的稳定性。根据经验，针对超精密光学加工制造过程中环境控制的指标要求为：温度指标：控制范围：18～24℃，精度：优于±0.05℃，稳定性：±0.025℃/5min，均匀性：±0.1℃/1000mm。湿度指标：控制范围：<70％RH。气浴风速指标：控制范围：0-0.5m/s。精度：0.1m/s。洁净度指标：J6级净化/Class 1000。噪声指标：气浴内部≤50dB。现有技术中，通常设计整体结构方案采用立体“回”字间结构。具体而言，首先，利用恒温恒湿空调机组在超精密制造实验室与外界之间的外围搭建过渡区域，在超精密制造实验室的上、左、右、前、后五个面(下部为回风侧)形成温度精度为±0.2℃的空气隔层，用以最大限度的隔离外界环境对实验室造成的影响。然后，采用另外一套恒温恒湿空调机组向实验室内部提供温度受控、湿度受控和层流处理后的空气，以保证实验室最终±0.02℃的温度精度和J6净化等级及其他要求。但上述方案存在许多严重问题：1、大规模并且高额的环控基础建设工程及费用。2、环控实验室空间固定且不能移动，复用性不高。3、环境系统需要长时间运行且不能关机，稳定时间长，空调机组能耗巨大，后期的能耗费及维护费用惊人。4、环控空间浪费，例如一个30m2实验室内仅一台超精密光学制造设备需要高精度环境10m2。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种精密气体控制装置及光学制造系统，能够节省外部冷水机，从而达到节能环保的效果。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种精密气体控制装置，该精密气体控制装置包括初级过滤器、蒸发器、冷凝器以及混合室，其中：所述初效过滤器用于将外部环境的空气进行初级过滤，并将经过初级过滤得到的气体分别输送到所述蒸发器和所述冷凝器；所述蒸发器用于对经过初级过滤得到的气体进行降温，以得到冷气；所述冷凝器用于对经过初级过滤得到的气体进行加热，以得到热气；所述混合室用于按照预设的比例混合所述冷气和热气。其中，精密气体控制装置还包括：第一混风风扇，用于将所述冷气输送到所述混合室内；第二混风风扇，用于将所述热气输送到所述混合室内。其中，精密气体控制装置还包括压缩机、低压开关以及高压开关，其中，所述低压开关的两侧分别连接所述蒸发器和所述压缩机，所述高压开关的两侧分别连接所述压缩机和所述冷凝器，其中：所述压缩机用于对其内的制冷剂进行压缩，从而产生热量；所述蒸发器内的液态的制冷剂吸收经过初级过滤得到的气体的热量，以变成气态的制冷剂，所述气态的制冷剂通过所述低压开关后进一步通过所述压缩机吸收所述压缩机产生的热量，并通过所述高压开关后输送到所述冷凝器中。其中，精密气体控制装置还包括：热膨胀阀，用于控制输入所述蒸发器的制冷剂的流量；过滤干燥器，用于对所述冷凝器中的制冷剂进行过滤和干燥。其中，精密气体控制装置还包括：旁通阀，所述旁通阀的一侧与所述冷凝器相连接，另一侧与所述蒸发器相连接，其中，所述冷凝器内的气态的制冷剂提供热量给经过初级过滤得到的气体后变成液态的制冷剂，所述旁通阀用于对所述冷凝器输出的液态的制冷剂进行分流。其中，精密气体控制装置还包括：风阀，用于将经过所述冷凝器后的部分废弃气体排除到所述精密气体控制装置外。其中，精密气体控制装置还包括：高效过滤器，用于将所述混合室中的混合气体进行过滤，并通过气体管路输送到环境控制装置中。其中，精密气体控制装置还包括：主控器，用于与所述热膨胀阀、第一混风风扇、第二混风风扇以及混合室相连接，分别电气控制所述热膨胀阀的开度、第一混风风扇和第二混风风扇的开关以及混合室的预设比例。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种光学制造系统，该光学制造系统包括精密气体控制装置、气体管路以及环境控制装置，其中：所述气体管路的两端分别连接所述精密气体控制装置和环境控制装置，用于将所述精密气体控制装置输出的气体输送到所述环境控制装置；所述精密气体控制装置包括前文所述的精密气体控制装置；所述环境控制装置包括：高效过滤器，用于对所述精密气体控制装置输送的气体进一步净化过滤后输送到所需的环境中。其中，环境控制装置还包括：温度传感器、湿度传感器以及风速传感器，分别对环境的温度参数、湿度参数以及风速参数进行采集并反馈给所述精密气体控制装置。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术提供一种精密气体控制装置及光学制造系统，该精密气体控制装置包括初级过滤器、蒸发器、冷凝器以及混合室，其中，初效过滤器用于将外部环境的空气进行初级过滤，并将经过初级过滤得到的气体分别输送到蒸发器和冷凝器，蒸发器用于对经过初级过滤得到的气体进行降温，以得到冷气，冷凝器用于对经过初级过滤得到的气体进行加热，以得到热气，混合室用于按照预设的比例混合冷气和热气。因此，本专利技术采用冷、热风混合的方式，能够节省外部冷水机，从而达到节能环保的效果。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种光学制造系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种精密气体控制装置的结构示意图。具体实施方式请参阅图1所示，图1是本专利技术实施例提供的一种光学制造系统的结构示意图。如图1所示，本实施例的光学制造系统10包括精密气体控制装置100、气体管路200以及环境控制装置300。其中，精密气体控制装置100一侧与外部空气直接接触，一侧与气体管路200相连接，将外部环境的空气经过内部处理后送至气体管路200。具体处理将在下文详述。气体管路200的两端分别连接精密气体控制装置100和环境控制装置300，用于将精密气体控制装置100输出的气体输送到环境控制装置300。其中，气体管路200优选为软管连接方式，方便移动。在气体实施例中，气体管路200也可为固定管路。环境控制装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密气体控制装置，其特征在于，所述精密气体控制装置包括初级过滤器、蒸发器、冷凝器以及混合室，其中：所述初效过滤器用于将外部环境的空气进行初级过滤，并将经过初级过滤得到的气体分别输送到所述蒸发器和所述冷凝器；所述蒸发器用于对经过初级过滤得到的气体进行降温，以得到冷气；所述冷凝器用于对经过初级过滤得到的气体进行加热，以得到热气；所述混合室用于按照预设的比例混合所述冷气和热气。

【技术特征摘要】
1.一种精密气体控制装置，其特征在于，所述精密气体控制装置包括初级过滤器、蒸发器、冷凝器以及混合室，其中：所述初效过滤器用于将外部环境的空气进行初级过滤，并将经过初级过滤得到的气体分别输送到所述蒸发器和所述冷凝器；所述蒸发器用于对经过初级过滤得到的气体进行降温，以得到冷气；所述冷凝器用于对经过初级过滤得到的气体进行加热，以得到热气；所述混合室用于按照预设的比例混合所述冷气和热气。2.根据权利要求1所述的精密气体控制装置，其特征在于，所述精密气体控制装置还包括：第一混风风扇，用于将所述冷气输送到所述混合室内；第二混风风扇，用于将所述热气输送到所述混合室内。3.根据权利要求1所述的精密气体控制装置，其特征在于，所述精密气体控制装置还包括压缩机、低压开关以及高压开关，其中，所述低压开关的两侧分别连接所述蒸发器和所述压缩机，所述高压开关的两侧分别连接所述压缩机和所述冷凝器，其中：所述压缩机用于对其内的制冷剂进行压缩，从而产生热量；所述蒸发器内的液态的制冷剂吸收经过初级过滤得到的气体的热量，以变成气态的制冷剂，所述气态的制冷剂通过所述低压开关后进一步通过所述压缩机吸收所述压缩机产生的热量，并通过所述高压开关后输送到所述冷凝器中。4.根据权利要求1所述的精密气体控制装置，其特征在于，所述精密气体控制装置还包括：热膨胀阀，用于控制输入所述蒸发器的制冷剂的流量；过滤干燥器，用于对所述冷凝器中的制冷剂进行过滤和干燥。5.根据权利要求1所述的精密气体控制装置，其特征在于，所述精密气体控制装置还包括：旁通阀，所述旁通阀的一侧与所述冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔洋，于淼，彭吉，李佩玥，隋永新，杨怀江，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22