高精度气体温度控制系统及方法

摘要

本发明提供了一种高精度气体温度控制系统及方法,所述系统包括：气体传输管路、温度控制回路和控制器，其中，温度控制回路由两道主控温回路与恒温回路组成，主控温回路包括制冷回路和精调回路，气体依次通过制冷回路和精调回路控温，再经过恒温回路使气温恒定；安装在各气路和管路上的温度传感器，实现对各个温控关键位置的监控，既使系统运行状态实时可控，又能确保系统的稳定性；通过专家级PID反馈控制算法来计算闭环传递函数从而计算出精准的控制输出量，既能加快计算速度，又能保证计算的正确性，并具有抗干扰能力和较强的鲁棒性，使最终气体温度精度达到第二预设精度范围。

主权项

一种高精度气体温度控制系统，其特征在于，包括：气体传输管路；与所述气体传输管路连通的温度控制回路，供冷却液在其中流动，所述冷却液与气体传输管路中的气体混合，以通过热交换调节气体传输管路中的气体的温度；控制器，用于调节所述温度控制回路中冷却液的温度；所述温度控制回路依次包括制冷回路和精调回路，其中，所述制冷回路用于带走气体传输管路内抽入的气体的大部分热量，所述精调回路用于进一步将气体的温度控制到第一预设精度范围内；所述气体传输管路的进气口处设置有第一热交换器；所述制冷回路包括：供冷却液流动的第一进水管路和第一回水管路，所述第一进水管路与一冷却液的进水口连通，所述第一回水管路与一冷却液的回水口连通，所述第一进水管路和第一回水管路与所述第一热交换器连通；设置于所述第一回水管路上且与所述第一热交换器连通的第一电动两通阀；所述第一回水管路于所述第一热交换器和第一电动两通阀之间的节点与所述第一进水管路连通；所述气体传输管路上设置有与所述第一热交换器连通的第二热交换器；所述精调回路包括：供冷却液流动的第二进水管路和第二回水管路，所述第二进水管路与所述冷却液的进水口连通，所述第二回水管路与所述冷却液的回水口连通，所述第二进水管路和第二回水管路与所述第二热交换器连通；设置于所述第二回水管路上且与所述第二热交换器连通的加热器；设置于所述第二回水管路上且与所述加热器连通的第二电动两通阀；所述第二回水管路于所述加热器和第二电动两通阀之间的节点与所述第二进水管路连通；所述精调回路后还设有恒温回路，所述恒温回路用于进一步将气体的温度控制到第二预设精度范围内，所述第二预设精度范围小于第一预设精度范围，所述气体传输管路接近于出气口处设置有与所述第二热交换器连通的第三热交换器；所述恒温回路包括：与所述第三热交换器连通的冷却液流通回路；设置于所述冷却液流通回路上的第三循环泵，所述第三循环泵与所述第三热交换器连通。