双模复合超精密温控装置制造方法及图纸

双模复合超精密温控装置属于微环境温控设备技术领域，包括密封箱和设置于密封箱内侧的核心发热部件；在密封箱内侧壁上设置有多组辐射对流双模复合控温机构，辐射对流双模复合控温机构对所述密封箱内侧的温度进行调控；密封箱内侧设置有对密封箱内侧环境进行监测的监测组件；在密封箱外侧设置有控制器，控制器获取所述监测组件的测量结果，并基于测量结果控制所述辐射对流双模复合控温机构对密封箱内侧的温度进行调节。通过辐射对流双模复合控温机构实现对密封箱内侧环境温度的复合控制。温机构实现对密封箱内侧环境温度的复合控制。温机构实现对密封箱内侧环境温度的复合控制。

【技术实现步骤摘要】
双模复合超精密温控装置


[0001]本专利技术属于微环境温控设备
，特别是涉及一种双模复合超精密温控装置。

技术介绍

[0002]随着超精密加工与测量水平的不断提高，环境参数如温度、湿度、压强和洁净度等的扰动成为制约超精密加工装备与测量仪器精度和性能提高的关键因素。微纳坐标机等超精密仪器、光刻机等超精密制造装备，技术密集度与复杂度极高，各项关键指标均达到了现有技术能力的极限，代表了目前测量与加工制造的最高水平。超精密环境控制成为此类装备的核心关键技术。
[0003]现有技术中，申请号为201810171584.7的专利文件公开了一种常压热辐射的控温方式：粗控温夹筒对精密内控温筒热辐射耦合控温，精密内控温筒以热辐射的方式控制其内部温度。该方法通过热辐射控温方式理论上能够实现高精度控温，但是常压下空气的热对流作用不可忽视，在该专利的控温方案中热对流作用的耦合使热辐射控温精度高的特点没有得到发挥，同时控温速度变化不大。NIST研制的分子测量机采用的真空辐射控温方案，其内部压强达到10
‑5Pa，空气的热对流作用已经完全可以忽略。电阻加热线包覆的铜制外壳包裹着测量核心，通过调节电流的大小，可以调节热负荷。外壳和测量核心的表面均镀有哑光金以保持两者之间辐射耦合的稳定性(1.Kramar J,Jun J,Penzes W,et al.THE MOLECULAR MEASURING MACHINE.2008；2.US Department of Commerce,NIST.Nanometer Resolution Metrology with the NIST Molecular Measuring Machine.Measurement Science&Technology.)。该方案能够实现优于
±
0.001℃量级的温控精度，但这种方案的响应时间长达数天甚至数个月，难以满足超精密加工制造对效率的要求。
[0004]另外，申请号202110647092.2的专利文件公开了一种交叉辐射对流的高精度控温装置，该装置采用的是交叉辐射对流的控温方式，来自冷水机组的液体通过第一精调加热装置和第二精调加热装置后送到分水器，分水器将液体均匀送到交叉辐射对流装置。通过水泵变频调节交叉辐射对流装置流量大小，自动适应测量平台上热源变化，提高热交换效率，通过精调加热装置精准控制集水器温度，达到测量平台温度可控可调的目的。但是该方案没有给出足够的辐射对流控温细节，根据
技术实现思路
的描述，该装置对流与辐射功率不可能完全解耦，无法发挥热辐射高精度控温和热对流快速控温的优势。
[0005]综上所述，面对超精密仪器设备和大型超精密制造装备对微环境参数控制越来越高的要求，传统的单一温度控制方式精度低、调整时间较长；复合控温方式没有对各控温功率进行解耦，无法发挥复合控温方式温控精度和效率的优势。上述技术都不能满足超精密加工装备与测量仪器精度和效率的要求。

技术实现思路

[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种双模复合超精密温控装置，通过辐射对流双模复合控温机构实现对密封箱内侧环境温度的复合控制。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现上述目的，本申请实施例提供了一种双模复合超精密温控装置，包括密封箱和设置于所述密封箱内侧的核心发热部件；在所述密封箱内侧壁上设置有多组对所述密封箱内侧温度进行调控的辐射对流双模复合控温机构；所述密封箱内侧设置有对所述密封箱内侧环境进行监测的监测组件；在所述密封箱外侧设置有控制器，所述控制器与所述监测组件连通，并基于所述监测组件的测量结果控制所述辐射对流双模复合控温机构对所述密封箱内侧的温度进行调节。
[0010]所述辐射对流双模复合控温机构包括隔热框架，在所述隔热框架内侧阵列形成多个安装口；在不同的所述安装口内分别设置有辐射板和对流组件；所述辐射板和对流组件间隔交错设置。
[0011]所述对流组件包括可拆卸连接于所述安装口处的对流换热器和安装于所述对流换热器一侧的对流风机；所述对流换热器包括可拆卸连接于所述安装口处的安装架；在所述安装架内侧间隔形成有若干水冷管道，在所述安装架上端设置有对流介质流出管，在所述安装架下端设置有对流介质流入管；所述对流介质流入管和所述对流介质流出管分别与所述水冷管道连通。
[0012]所述密封箱的内侧设置有除湿机构和过滤净化机构；所述除湿机构包括设置于所述密封箱内侧的除湿机和除湿排水管道，所述除湿排水管道一端连接所述除湿机，另一端连接所述密封箱外；所述过滤净化机构包括设置于所述密封箱内侧的过滤净化主机和灰尘排出管道，所述灰尘排出管道一端连接所述过滤净化主机，另一端连接所述密封箱外。
[0013]所述监测组件包括温度传感器、湿度传感器、压强传感器和环境洁净度传感器。
[0014]所述密封箱外侧包裹有保温层。
[0015](三)有益效果
[0016]本专利技术提供了一种双模复合超精密温控装置，在使用时，密封箱内侧的辐射对流双模复合控温机构实现对密封箱内侧环境温度的复合控制。
[0017]本专利技术采用了两种传热方式复合的温控方法，提高温控精度和效率。本装置密封箱内安装有辐射对流双模复合控温机构进行多模态控温。在使用时，对流换热器控制流经其中的空气温度，对流风机使空气流过对流换热器并将控温后的空气送到被控温区域。辐射板以电控温的方式控制其自身的温度，从而控制自身的辐射控温功率。辐射对流双模复合控温机构采用了交替重复的形式进行布置，能够保证被控区域温度场的均匀性，从而提高复合控温效果。解决了现有仪器装备单一控温方式难以兼顾控温精度和效率的问题。
[0018]本专利技术采取了合理的解耦温控功率的措施，保证复合控温方式的温控精度和效率。本装置密封箱内辐射板上辐射功率由辐射板控制、对流组件中对流功率由对流组件控制，辐射板与对流组件的温度控制互相独立。而辐射板与对流组件两者之间有隔热框架将辐射板与对流组件隔离，能够避免辐射对流双模复合控温机构上辐射板和对流组件之间温度的串扰，从而解决了辐射、对流复合控温功率难以解耦问题，从而实现在核心控温区域将不同的控温方式优势互补的良好效果，解决了现有仪器装备复合控温方式中不同控温方式控温功率难以解耦、相互干扰，造成复合控温方式的温控精度和效率难以得到有效发挥的
问题。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的一种双模复合超精密温控装置的总体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术的一种双模复合超精密温控装置中突出辐射对流双模复合控温机构的示意图；
[0021]图3为本专利技术的一种双模复合超精密温控装置中突出辐射对流双模复合控温机构中突出对流组件的正视图；
[0022]图4为本专利技术的一种双模复合超精密温控装置中突出辐射对流双模复合控温机构中突出对流组件的侧视图；
[0023]图中件号说明：100密封箱、110控制器、120保温层、200核心发热部件、300辐射对流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模复合超精密温控装置，其特征在于：包括密封箱(100)和设置于所述密封箱(100)内侧的核心发热部件(200)；在所述密封箱(100)内侧壁上设置有多组对所述密封箱(100)内侧温度进行调控的辐射对流双模复合控温机构(300)；所述密封箱(100)内侧设置有对所述密封箱(100)内侧环境进行监测的监测组件(400)；在所述密封箱(100)外侧设置有控制器(110)，所述控制器(110)与所述监测组件(400)连通，并基于所述监测组件(400)的测量结果控制所述辐射对流双模复合控温机构(300)对所述密封箱(100)内侧的温度进行调节。2.根据权利要求1所述的双模复合超精密温控装置，其特征在于：所述辐射对流双模复合控温机构(300)包括隔热框架(310)，在所述隔热框架(310)内侧阵列形成多个安装口；在不同的所述安装口内分别设置有辐射板(320)和对流组件(330)；所述辐射板(320)和对流组件(330)间隔交错设置。3.根据权利要求2所述的双模复合超精密温控装置，其特征在于：所述对流组件(330)包括可拆卸连接于所述安装口处的对流换热器(331)和安装于所述对流换热器(331)一侧的对流风机(332)；所述对流换热器(33...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔文文，崔俊宁，边星元，谭久彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：