一种可快速精细调节温度场空间分布的加热盘及控制方法

摘要

本发明涉及一种可快速精细调节温度场空间分布的加热盘及控制方法，属于加热盘的精细控制技术领域。在加热盘金属基体上设置若干个隔热层，隔热层将加热盘金属机体分成不同直径的环形或扇形区域；在加热盘金属基体内部、各隔热层分隔的环形或扇形区域内，分别设置若干个温度传感器、加热棒及冷却装置；由控制模块控制加热棒加热或冷却装置制冷，对温度空间分布进行精准控制，使其逼近预期温度空间分布要求。本发明通过隔热层，减小相邻区域间的热扩散效应，使得不同区域间的控制更加独立，进而通过在不同区域设置独立可控的加热与冷却装置，实现对该区域温度的双向快速调节，最终实现对温度场空间分布双向、快速、灵活及精细化的调控能力。

主权项

一种可快速精细调节温度场空间分布的加热盘，其特征在于，在加热盘金属基体(81)上设置若干个隔热层(83)，隔热层(83)将加热盘金属基体(81)分成不同直径的环形或扇形区域；在加热盘金属基体(81)内部、各隔热层(83)分隔的环形或扇形区域内，分别设置若干个温度传感器(82)、若干个加热棒(84)及若干个冷却装置(86)；控制模块(85)包括温度传感器控制器(851)、加热棒控制器(852)、冷却装置控制器(853)和总控制器(854)，由温度传感器(82)和温度传感器控制器(851)得到各区域温度值，再由总控制器(854)输送指令给加热棒控制器(852)和冷却装置控制器(853)，控制加热棒(84)加热或冷却装置(86)制冷，对温度场空间分布进行精准控制，使其逼近理想温度场空间分布要求；所述加热盘的控制方法包括：步骤1：通过仿真或数值设定确定加热盘(8)的理想温度场空间分布，并输入总控制器(854)；步骤2：通过温度传感器(82)获得对应采样点的温度值；步骤3：通过温度传感器控制器(851)将温度传感器(82)获得的采样点温度值转换为可识别的信号；步骤4：将温度信号输入总控制器(854)，并通过拟合方法，得到近似的温度场空间分布轮廓，比较当前温度场空间分布轮廓与理想温度场空间分布轮廓之间的差异；步骤5：根据差异，输出控制信号给加热棒控制器(852)或冷却装置控制器(853)，控制加热棒(84)加热或冷却装置(86)制冷，进而实现对温度场空间分布进行快速调节；重复执行步骤2至步骤5的操作，采用基于PID的控制算法，直至实际温度场空间分布逼近理想温度场空间分布。