【技术实现步骤摘要】
一种基于光热式的快速升温控制方法、装置及升温炉
本专利技术涉及温度控制
,尤其涉及一种基于光热式的快速升温控制方法、装置及升温炉。
技术介绍
快速升温炉在目前的科学研究和生产制备中应用地越来越广泛,目前主流的快速升温炉主要分为特种电阻丝炉和碘钨灯光热炉两类,前者需要特殊的加热丝制备工艺复杂炉体要求严格,目前升温速率在180℃-200℃/min,造价较高;后者为20世纪末由日本真空理工会社等率先在金属制备中使用,目前国内碘钨灯快速升温炉升温速率在600℃-800℃/min,虽然升温速率达到了部分实际应用的要求,然而恒温精度较低,升温时温度变化范围较大。目前也有很对机构和企业针对光热式快速升温炉进行了设计和优化,虽然光源和炉体等都有了很大的改进,然而在温度控制方面依然采用热电偶-PID温控仪这样的反馈式温度控制方式,在一定程度上满足了部分生产研究的要求,但依然在温度控制及时性和精确性上存在着一些不足:一是依靠反馈式调节机制升温控制,在快速升温这样较高的升温速率条件下,很可能导致温度超过设定值进而造成生产制造的事故或者科研实验的失败;二是在光热快速升温装置中,被加热物质的温度很大程度上还与自身的性质有关,然而现有装置实际测量的温度为不与样品接触的热电偶间接温度,这也在一定程度上影响了光热升温炉温度的精度;三是温度控制系统缺少一定的数据库支撑,对于系统可能存在的例如升温时间异常等缺少必要的数据分析和保护措施,而快速升温系统中的过热或者过快热可能存在的安全隐患却相较于传统升温装置要大得多。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一 ...
【技术保护点】
一种基于光热式的快速升温控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:对放置样品的接收器进行参数标定;步骤2:设定目标加热参数,并根据所述目标加热参数和所述接收器的标定参数生成对应的加热因子;步骤3:根据所述加热因子对位于所述接收器内的样品进行光照加热,实时检测所述接收器内的实际加热参数,将所述实际加热参数与所述目标加热参数比对,并在二者相同时进入步骤4;步骤4:退出所述接收器内的样品,结束加热流程。
【技术特征摘要】
1.一种基于光热式的快速升温控制方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:对放置样品的接收器进行参数标定;步骤2:设定目标加热参数,并根据所述目标加热参数和所述接收器的标定参数生成对应的加热因子;步骤3:根据所述加热因子对位于所述接收器内的样品进行光照加热,实时检测所述接收器内的实际加热参数,将所述实际加热参数与所述目标加热参数比对,并在二者相同时进入步骤4;步骤4:退出所述接收器内的样品,结束加热流程。2.根据权利要求1所述的基于光热式的快速升温控制方法,其特征在于:所述步骤1中,通过调节光源的出射光能量密度、通入至所述接收器内的气体流量和所述接收器的转速来对所述接收器进行参数标定。3.根据权利要求2所述的基于光热式的快速升温控制方法,其特征在于,所述步骤1包括:步骤11:将光源的出射光能量密度调节至最大,将通入至所述接收器内的气体流量调节为零,保持所述接收器的转速不变,持续对所述接收器进行加热,直至所述接收器内的温度在预设时间内保持不变,并将此温度标定为接收器静态最高升温值;步骤12:保持所述光源的出射光能量密度最大,分档位调节通入至所述接收器内的气体流量,在每档气体流量工况下加热所述接收器,直至在设定标定时间内所述接收器内的温度保持不变,并依次标定每档气体流量对应的动态最高升温值;步骤13:强制散热至初始状态,保持通入至所述接收器内气体流量和所述接收器的转速不变,连续调节所述光源的出射光能量密度,并依次标定每档出射光能量密度对应的所述接收器升温速率;步骤14:强制散热至初始状态,保持所述接收器的转速不变,分档位调节通入至所述接收器内气体流量,调节所述光源的出射光能量密度,使得所述接收器内的温度为对应档位气体流量的动态最高升温值的一半,并依次标定每档气体流量下出射光能量密度中值。4.根据权利要求1或2所述的基于光热式的快速升温控制方法,其特征在于:所述步骤2中,根据每个预设加热阶段设定对应的目标加热参数,并查询预设数据表,获取所述目标加热参数对应的加热因子;其中,所述预设数据表根据所述接收器的标定参数预先建立。5.根据权利要求4所述的基于光热式的快速升温控制方法,其特征在于:所述目标加热参数和实际加热参数均包括加热温度、加热气压、加热速率和加热时间中的一种或多种,所述加热因子包括照射所述接收器的光线能量密度、所述接收器的转速、通入至所述接收器的气体流量和所述接收器的气体外排气流量。6.根据权利要求1所述的基于光热式的快速升温控制方法,其特征在于:所述步骤3中,如果所述实际加热参数与所述目标参数不同,则更新所述加热因子,并根据更新的所述加热因子对位于所述接收器内的样品进行加热,直至所述实际加热参数与所述目标参数相同。7.根据权利要求6所述的基于光热式的快速升温控制方法,其特征在于:所述步骤3中,如果所述实际加热参数与所述目标参数的差值超过预设范围内,则还包括安全判断步骤:步骤31a:判断所述接收器内的实际温度是否超过预设警戒温度范围,如果是,则判定出现安全故障,直接进入步骤4,否则,进入步骤32;步骤32a:判断光源的运行时间是否超过预设警戒时长,如果是,则判定出现安全故障,直接进入步骤4,否则,进入步骤33;步骤33a:判断进入所述接收器气体的...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡松,李寒剑,池寰瀛,向军,苏胜,汪一,江龙,徐凯,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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