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一種基于光熱式的快速升溫控制方法、裝置及升溫爐與流程

文檔序號:12662595閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種基于光熱式的快速升溫控制方法,其特征在于,包括如下步驟:

步驟1:對放置樣品的接收器進行參數(shù)標定;

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

步驟3:根據(jù)所述加熱因子對位于所述接收器內(nèi)的樣品進行光照加熱,實時檢測所述接收器內(nèi)的實際加熱參數(shù),將所述實際加熱參數(shù)與所述目標加熱參數(shù)比對,并在二者相同時進入步驟4;

步驟4:退出所述接收器內(nèi)的樣品,結(jié)束加熱流程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光熱式的快速升溫控制方法,其特征在于: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行參數(shù)標定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光熱式的快速升溫控制方法,其特征在于,所述步驟1包括:

步驟11:將光源的出射光能量密度調(diào)節(jié)至最大,將通入至所述接收器內(nèi)的氣體流量調(diào)節(jié)為零,保持所述接收器的轉(zhuǎn)速不變,持續(xù)對所述接收器進行加熱,直至所述接收器內(nèi)的溫度在預設(shè)時間內(nèi)保持不變,并將此溫度標定為接收器靜態(tài)最高升溫值;

步驟12:保持所述光源的出射光能量密度最大,分檔位調(diào)節(jié)通入至所述接收器內(nèi)的氣體流量,在每檔氣體流量工況下加熱所述接收器,直至在設(shè)定標定時間內(nèi)所述接收器內(nèi)的溫度保持不變,并依次標定每檔氣體流量對應的動態(tài)最高升溫值;

步驟13:強制散熱至初始狀態(tài),保持通入至所述接收器內(nèi)氣體流量和所述接收器的轉(zhuǎn)速不變,連續(xù)調(diào)節(jié)所述光源的出射光能量密度,并依次標定每檔出射光能量密度對應的所述接收器升溫速率;

步驟14:強制散熱至初始狀態(tài),保持所述接收器的轉(zhuǎn)速不變,分檔位調(diào)節(jié)通入至所述接收器內(nèi)氣體流量,調(diào)節(jié)所述光源的出射光能量密度,使得所述接收器內(nèi)的溫度為對應檔位氣體流量的動態(tài)最高升溫值的一半,并依次標定每檔氣體流量下出射光能量密度中值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于光熱式的快速升溫控制方法,其特征在于:所述步驟2中,根據(jù)每個預設(shè)加熱階段設(shè)定對應的目標加熱參數(shù),并查詢預設(shè)數(shù)據(jù)表,獲取所述目標加熱參數(shù)對應的加熱因子;

其中,所述預設(shè)數(shù)據(jù)表根據(jù)所述接收器的標定參數(shù)預先建立。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于光熱式的快速升溫控制方法,其特征在于:所述目標加熱參數(shù)和實際加熱參數(shù)均包括加熱溫度、加熱氣壓、加熱速率和加熱時間中的一種或多種,所述加熱因子包括照射所述接收器的光線能量密度、所述接收器的轉(zhuǎn)速、通入至所述接收器的氣體流量和所述接收器的氣體外排氣流量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光熱式的快速升溫控制方法,其特征在于:所述步驟3中,如果所述實際加熱參數(shù)與所述目標參數(shù)不同,則更新所述加熱因子,并根據(jù)更新的所述加熱因子對位于所述接收器內(nèi)的樣品進行加熱,直至所述實際加熱參數(shù)與所述目標參數(shù)相同。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于光熱式的快速升溫控制方法,其特征在于:所述步驟3中,如果所述實際加熱參數(shù)與所述目標參數(shù)的差值超過預設(shè)范圍內(nèi),則還包括安全判斷步驟:

步驟31a:判斷所述接收器內(nèi)的實際溫度是否超過預設(shè)警戒溫度范圍,如果是,則判定出現(xiàn)安全故障,直接進入步驟4,否則,進入步驟32;

步驟32a:判斷光源的運行時間是否超過預設(shè)警戒時長,如果是,則判定出現(xiàn)安全故障,直接進入步驟4,否則,進入步驟33;

步驟33a:判斷進入所述接收器氣體的氣流量的變化幅度是否超過預設(shè)值,如果是,則判定出現(xiàn)安全故障,直接進入步驟4,否則,返回步驟31。

8.一種基于光熱式的快速升溫控制裝置,其特征在于,包括:

參數(shù)標定模塊,用于對放置樣品的接收器進行參數(shù)標定;

加熱因子生成模塊,用于設(shè)定目標加熱參數(shù),并根據(jù)所述目標加熱參數(shù)和所述接收器的標定參數(shù)生成對應的加熱因子;

光源控制模塊,用于根據(jù)所述加熱因子控制光源對位于所述接收器內(nèi)的樣品進行光照加熱;

加熱參數(shù)獲取模塊,用于實時檢測所述接收器內(nèi)的實際加熱參數(shù);

主控制模塊,用于將實際加熱參數(shù)與所述目標加熱參數(shù)比對,并在二者相同時控制所述光源停止加熱,退出所述接收器內(nèi)的樣品。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于光熱式的快速升溫控制裝置,其特征在于:所述加熱因子生成模塊根據(jù)每個預設(shè)加熱階段設(shè)定對應的目標加熱參數(shù),并查詢預設(shè)數(shù)據(jù)表,獲取所述目標加熱參數(shù)對應的加熱因子;

其中,所述預設(shè)數(shù)據(jù)表根據(jù)所述接收器的標定參數(shù)預先建立。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于光熱式的快速升溫控制裝置,其特征在于:還包括調(diào)節(jié)模塊,所述調(diào)節(jié)模塊用于在所述實際加熱參數(shù)與所述目標參數(shù)不同時調(diào)節(jié)所述加熱因子;

所述光源控制模塊根據(jù)更新的所述加熱因子控制光源對位于所述接收器內(nèi)的樣品進行加熱,直至所述實際加熱參數(shù)與所述目標參數(shù)相同;

其中,所述目標加熱參數(shù)和實際加熱參數(shù)均包括加熱溫度、加熱氣壓、加熱速率和加熱時間中的一種或多種,所述加熱因子包括照射所述接收器的光線能量密度、所述接收器的轉(zhuǎn)速、通入至所述接收器內(nèi)的氣體流量和所述接收器的氣體外排氣流量。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于光熱式的快速升溫控制裝置,其特征在于:還包括安全判斷模塊,所述安全判斷模塊用于在所述實際加熱參數(shù)與所述目標參數(shù)的差值超過預設(shè)范圍時判斷是否出現(xiàn)安全故障,并在出現(xiàn)任一安全故障時觸發(fā)所述主控制模塊控制所述光源停止加熱。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基于光熱式的快速升溫控制裝置,其特征在于:所述安全判斷模塊包括溫度判斷單元、光源判斷單元和氣流量判斷單元;

溫度判斷單元,用于判斷所述接收器內(nèi)的實際溫度是否超過預設(shè)警戒溫度范圍;

光源判斷單元,用于在所述接收器內(nèi)的實際溫度在預設(shè)警戒溫度范圍內(nèi)時判斷光源的運行時間是否超過預設(shè)警戒時長范圍;

氣流量判斷單元,用于在所述光源的運行時間在預設(shè)警戒時長范圍內(nèi)時判斷進入所述接收器氣體的氣流量的變化幅度是否超過預設(shè)值。

13.一種基于光熱式的快速升溫爐,其特征在于:包括光源、接收器、數(shù)據(jù)采集電路和權(quán)利要求8至12任一項所述的控制裝置;

所述控制裝置根據(jù)設(shè)定目標加熱參數(shù)和所述接收器的標定參數(shù)生成對應的加熱因子,并根據(jù)所述加熱因子控制所述光源對位于所述接收器內(nèi)的樣品進行光照加熱;所述數(shù)據(jù)采集電路實時檢測所述接收器內(nèi)的實際加熱參數(shù),所述控制裝置在所述接收器內(nèi)的實際加熱參數(shù)與目標加熱參數(shù)相同時控制所述光源停止加熱,退出所述接收器內(nèi)的樣品。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基于光熱式的快速升溫爐,其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集電路包括溫度傳感器、氣壓傳感器和氣體流量計中的一種或多種,所述溫度傳感器和氣壓傳感器均設(shè)置在所述接收器內(nèi),并分別檢測所述接收器內(nèi)的實際溫度和實際氣壓,所述氣體流量計設(shè)置在與所述接收器連通的氣流管道上,并檢測通入至所述接收器內(nèi)的氣體流量。

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