一种双层加热协同控温结构制造技术

技术编号:46436336 阅读:10 留言:0更新日期:2025-09-19 20:40
本发明专利技术公开了一种双层加热协同控温结构,其采用外层加热模块、内层加热模块及隔离层的双层结构:外层加热模块通过螺旋式缠绕的高功率密度元件快速升温和补偿热损失,内层加热模块以网状缠绕的低热惯性加热器嵌入实验对象实现局部精细控温,两者之间通过5‑10毫米厚的气凝胶或陶瓷纤维隔离层减少热耦合干扰。协同控温单元集成模糊PID复合控制与自适应鲁棒控制算法和多模态策略动态调节,通过热流传感器实时反馈热耦合强度,利用固态继电器解耦控制外层高功率元件与内层低热惯性元件,形成双环架构。本发明专利技术解决了传统单层加热系统温度梯度大、响应速度慢、能耗高等问题,显著提升了控温精度和能效比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及温度控制,具体是一种应用于需要高精度温度控制的工业设备和实验装置的双层加热协同控温结构


技术介绍

1、在工业生产和科学研究中,精准的温度控制技术对产品质量、实验精度及能耗效率至关重要。现有加热控温技术主要依赖单层加热结构如单一电热丝、薄膜加热器等结合pid控制算法实现温度调节。然而,此类方案存在以下问题:

2、(1)温度均匀性差:单层加热结构的热传导方向单一,易导致加热区域温度分布不均,尤其在大型或异形设备中更为明显。如大型化学反应釜径向温度梯度可达±5℃,异形结构工件局部温差甚至超过±10℃。

3、(2)响应速度与精度不足:单层加热的功率调节范围有限,难以在快速升温和高精度恒温之间实现动态平衡。传统pid算法在快速升温时易引发超调,恒温阶段调节时间较长。

4、(3)能耗高:为实现目标温度,单层加热需长时间满功率运行,热惯性大且效率低,能耗高。

5、针对上述问题,现有技术尝试通过多区域独立控温装置进行优化,但存在系统复杂、成本高、协同性不足等缺陷。


<b>技术实现思路...

【技术保护点】

1.一种双层加热协同控温结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述外层加热模块包括高功率密度加热元件,以螺旋式缠绕方式安装于设备外层框架。

3.根据权利要求1所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述内层加热模块包括低热惯性加热器,以网状贴附方式安装于内层容器壁外侧,加热片沿容器壁环形分布。

4.根据权利要求1所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述隔离层由柔性隔热材料构成,厚度为5-10 mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述协...

【技术特征摘要】

1.一种双层加热协同控温结构,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述外层加热模块包括高功率密度加热元件,以螺旋式缠绕方式安装于设备外层框架。

3.根据权利要求1所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述内层加热模块包括低热惯性加热器,以网状贴附方式安装于内层容器壁外侧,加热片沿容器壁环形分布。

4.根据权利要求1所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述隔离层由柔性隔热材料构成,厚度为5-10 mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述协同控温单元包括:

6.根据权利要求5所述的一种双层加热协同控温结构,其特征在于,所述模糊pid复合控制算法通过二维模糊控制器实现,输入为温...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐佳颖朱楷固冯猛茅昕辰汤佳丽沈洋张云鹏尹议梁锦超胡东芳丁炯许金鑫
申请(专利权)人:中国计量大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1