CN209763385U - 高精密多传感大空间恒温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高精密多传感大空间恒温系统，包括：至少一个风冷机组件、至少一个送风管道、环形风淋管道、机架、密封层；所述密封层包裹在所述机架上以在该机架上形成一冷却空间，所述环形风淋管道设置于所述机架上并位于所述冷却空间内；所述每一所述风冷机组件通过一所述送风管道与所述环形风淋管道连通；所述环形风淋管道的管壁上设置有多个冷风孔，用于向所述冷却空间的底部方向提供均匀冷风；所述风冷机组件包括用于产生冷空气的风冷机主体以及用于将冷空气与环境空气进行混合的混合腔。
Description
技术领域
本实用新型涉及温控领域，具体涉及一种高精密多传感大空间恒温系统。
背景技术
对于超精密加工或半导体行业，尤其对于高精度、长时间加工的半成品，一定要控制温度的恒定。基于以往的超精密加工经验加工高度5um左右的微结构，如果温度不能保持恒温，就会出现热变形造成超差报废。因此，传统的空调单传感器冷却或者超净室的温控方案均不能很好的解决此类问题。
因此，现有技术存在缺陷，急需改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供了一种高精密多传感大空间恒温系统，具有提高温度稳定性的效果。
本实用新型提供了一种高精密多传感大空间恒温系统，包括：至少一个风冷机组件、至少一个送风管道、环形风淋管道、机架、密封层；所述密封层包裹在所述机架上以在该机架上形成一冷却空间，所述环形风淋管道设置于所述机架上并位于所述冷却空间内；所述每一所述风冷机组件通过一所述送风管道与所述环形风淋管道连通；所述环形风淋管道的管壁上设置有多个冷风孔，用于向所述冷却空间的底部方向提供均匀冷风；
所述风冷机组件包括用于产生冷空气的风冷机主体以及用于将冷空气与环境空气进行混合的混合腔；所述混合腔设置于所述风冷机主体上并通过第一开口与所述风冷机主体连通，该第一开口处设置有用于将该风冷机主体产生的冷空气吸入该混合腔中的第一风扇；所述混合腔上设置有用于供外部空气进入的第二开口以及用于将混合空气排给所述送风管道的第三开口，该第二开口处设置有用于吸入外部空气的第二风扇，该第三开口处设置有用于将混合空气排出到该送风管道的第三风扇。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，所述风冷机组件还包括主控模组，所述主控模组与所述第一风扇、所述第二风扇、所述第三风扇以及所述风冷机主体通信连接。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，所述第二开口处设置有用于调节该第二开口的开度的开度调节器，所述开度调节器与所述主控模组通信连接。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，所述混合腔中设置有用于检测混合腔内温度的第四温度传感器；
所述主控模组用于根据所述第四温度传感器检测到的温度信息控制所述开度调节器的开度。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，所述混合腔内还设置有第一调节风扇，该第一调节风扇与该主控模组通信连接，该第一调节风扇的出风方向与所述第二风扇的出风方向垂直并朝向所述第一开口，所述第一调节风扇用于将第一风扇吸入的冷风以及第二风扇吸入的外部空气进行混合。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，所述混合腔内还设置有与主控模组通信连接的第二调节风扇，所述第二调节风扇临近开第一开口设置并与该第二开口相对，用于与该第二风扇形成对流。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，所述第二开口处设置有用于检测外部空气温度的第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述主控模组通信连接。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，所述第三开口处设置有用于检测混合腔的出风温度的第三温度传感器；所述第三温度传感器与所述主控模组通信连接。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，还包括多个第一温度传感器，该多个第一温度传感器分别与该主控模组通信连接；
该多个第一温度传感器位于所述冷却空间内并位于不同的高度上。
在本实用新型所述的高精密多传感大空间恒温系统中，所述至少一个风冷机组件包括两个风冷机组件；所述至少一个送风管道包括两个送风管道；
所述两个风冷机组件分别通过该两个送风管道与该环形风淋管道连接并连通，且该两个送风管道在该环形风淋管道上的连接位置关于该环形风淋管道的中点对称。
本实用新型通过采用设置混合腔来将冷风机本体产生冷风与外部空气进行混合，在混合均衡后保持温度恒定时再输出给环形风淋管道，可以提高温度控制的稳定性和均衡性。
附图说明
图1是本实用新型一些实施例中的高精密多传感大空间恒温系统的结构示意图。
图2是本实用新型一些实施例中的高精密多传感大空间恒温系统的风冷机组件的一种结构示意图。
图3是本实用新型一些实施例中的高精密多传感大空间恒温系统的风冷机组件的俯视结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参照图1，图1是本申请一些实施例中的一种高精密多传感大空间恒温系统的结构示意图，该高精密多传感大空间恒温系统包括：至少一个风冷机组件10、至少一个送风管道20、环形风淋管道30、机架40、密封层50、多个第一温度传感器；所述密封层50包裹在所述机架40上以在该机架40上形成一冷却空间，所述环形风淋管道30设置于所述机架40上并位于所述冷却空间内；所述每一所述风冷机组件10通过一所述送风管道20与所述环形风淋管道30 连通；所述环形风淋管道30的管壁上设置有多个冷风孔，用于向所述冷却空间的底部方向提供均匀冷风；该多个第一温度传感器位于该冷却空间内的不同高度上，所述风冷机组件10与该多个第一温度传感器通信连接以用于根据该多个第一温度传感器检测的温度信息控制输出的冷气温度。
其中，该冷却空间从上到下依次分为五个梯度区域，在最下方的梯度区域位于需要进行冷却的机床安装区域100上预设距离处。
其中，该多个第一温度传感器包括第一梯度温度传感器61，第一梯度温度传感器61布置在环形风淋管道30的底部，用于检测环形风淋管道30的出风的温度。
其中，该多个第一温度传感器包括第二梯度温度传感器62，第二梯度温度传感器62布置在该第一梯度温度传感器61下方，用于检测环形风淋管道30 吹出的冷风从第一梯度到第二梯度的温度变化，温差在±0.1℃。
其中，该多个第一温度传感器包括第三梯度温度传感器63，第三梯度温度传感器63布置在该第二梯度温度传感器62下方；第三梯度温度传感器63用于冷风从第二梯度到第三梯度的温度变化，温差在±0.1℃。
其中，该多个第一温度传感器包括第四梯度温度传感器64，第四梯度温度传感器64位于第三梯度温度传感器下方。第四梯度温度传感器64布置位置(检测发热源)测量接近测量目标，检测发热量。
其中，该多个第一温度传感器包括第五梯度温度传感器65，第五梯度温度传感器65位于四梯度温度传感器64下方，用于检测最末端的温度变化，热空气从这个测量点上升，基于此点的温度测量值可以预测即将的温度变化。
请同时参照图2以及图3，该风冷机组件10包括用于产生冷空气的风冷机主体11、用于将冷空气与环境空气进行混合的混合腔12以及用于整体控制的主控模组。该主控模组分别与该风冷机主体11、该混合腔12内的电子器件、以及该多个第一温度传感器通信连接。
其中，该混合腔12设置于所述风冷机主体11上并通过一第一开口(图未示)与所述风冷机主体11连通，该第一开口处设置有用于将该风冷机主体11 产生的冷空气吸入该混合腔12中的第一风扇122以及用于调节该第二开口的开度的开口度调节器121。
其中，该混合腔12上设置有用于供外部空气进入的第二开口125以及用于将混合空气排给所述送风管道20的第三开口130，该第二开口125处设置有用于吸入外部空气的第二风扇124，该第三开口130处设置有用于将混合空气排出到该送风管道20的第三风扇129。
其中，混合腔12内还设置有第一调节风扇128，其出风方向与所述第二风扇124的出风方向垂直并朝向所述第一开口，所述第一调节风扇128用于将第一风扇122吸入的冷风以及第二风扇124吸入的外部空气进行混合。
其中，混合腔12内还设置有第二调节风扇123，所述第二调节风扇123临近开第一开口设置并与该第二开口125相对，用于与该第二风扇124形成对流。
其中，该第二开口125处设置有用于检测外部空气温度的第二温度传感器 126，所述第三开口130处设置有用于检测混合腔12的出风温度的第三温度传感器131，所述混合腔12中设置有用于检测混合腔12内的温度的第四温度传感器127。
其中，风冷机本体11产生的冷空气要进入混合腔12，必须经过开口度调节器121、第一风扇122，控制系统使111开口度调节器开启一定的开度，然后驱动110空调冷气进入口风扇开始抽风冷气，接着第一调节风扇128打开使得冷空气将填满整个混合腔12，接着然后第四温度传感器127检测混合腔12冷空气温度，此时温度低于控制器设定温度。
其中，该环形风淋管道30为首尾相连的环状通道，其底壁上均匀间隔地设置有多个冷风孔。本实施例中，该至少一个风冷机组件包括两个风冷机组件；所述至少一个送风管道包括两个送风管道；两个风冷机组件分别通过该两个两个送风管道与该环形风淋管道连接并连通，且该两个送风管道在该环形风淋管道上的连接位置关于该环形风淋管道的中点对称。通过采用两个风冷机组件可以使得每一个冷风孔中排出的冷风的温度以及风速更均衡。
在一些实施例中，当该第二温度传感器126检测的环境温度高于混合腔温度，主控模组控制驱动第二风扇124、第二调节风扇123，开启抽风模式将环境气体持续的吸入混合腔12，此时，随着不断的吸入环境空气混合腔12内的压力会变大，混合腔12内的第四温度传感器127检测温度也开始上升，随后达到设定的温度值，然后驱动第三风扇129，让气体开始外排，直至第三温度传感器131与第四温度传感器127检测温度一致，此时达到气压稳定，即进出流量与出风流量恒定，进入流量稳态。进入流量稳态后，随着各个传感器信号的传入，逐步测量的信号即为实际检测的目标。
在一些实施例中，当第四温度传感器127检测温度高于设定值0.01℃以上，此时温度偏高，主控模组先逐渐增大开口度调节器121的开口度，此时混合腔12温度逐渐下降至接近温度设定值，接着评价的指标变为第四温度传感器 127的测值波动变化，为了消除温度波动需要调节第一风扇122的转速进而调节冷气的进入量，来保持温度稳定，波动稳定在0.005℃，此时可认为达到混合腔的温度稳态；紧接着需要调节16第三风扇129的风扇转速，保证混合腔处于流量稳态，当第三温度传感器131与第四温度传感器127检测温度一致，即达到设定值温度的稳态。
在一些实施例中，当混合腔内的第四温度传感器127检测温度低于设定值 0.01℃以上，此时温度偏低，首先，主控模组控制开口度调节器121的减小开口度，紧接着调节第二风扇124，随着冷气单位时间内输送量的减小、空气热气体的流入，温度逐渐回升，当达到设定值，此时评价指标变为第四温度传感器127的测值波动变化，为了消除温度波动需要调节第三风扇129的转速进而调节冷气的出气量，来保持温度稳定，使波动稳定在0.005℃，需调第三风扇 129的转速，保证混合腔处于流量稳态，当第三温度传感器131与第四温度传感器127检测温度一致，即达到设定值温度的稳态。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
Claims (10)
1.一种高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，包括：至少一个风冷机组件、至少一个送风管道、环形风淋管道、机架、密封层；所述密封层包裹在所述机架上以在该机架上形成一冷却空间，所述环形风淋管道设置于所述机架上并位于所述冷却空间内；所述每一所述风冷机组件通过一所述送风管道与所述环形风淋管道连通；所述环形风淋管道的管壁上设置有多个冷风孔，用于向所述冷却空间的底部方向提供均匀冷风；
所述风冷机组件包括用于产生冷空气的风冷机主体以及用于将冷空气与环境空气进行混合的混合腔；所述混合腔设置于所述风冷机主体上并通过一第一开口与所述风冷机主体连通，该第一开口处设置有用于将该风冷机主体产生的冷空气吸入该混合腔中的第一风扇；所述混合腔上设置有用于供外部空气进入的第二开口以及用于将混合空气排给所述送风管道的第三开口，该第二开口处设置有用于吸入外部空气的第二风扇，该第三开口处设置有用于将混合空气排出到该送风管道的第三风扇。
2.根据权利要求1所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，所述风冷机组件还包括主控模组，所述主控模组与所述第一风扇、所述第二风扇、所述第三风扇以及所述风冷机主体通信连接。
3.根据权利要求2所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，所述第二开口处设置有用于调节该第二开口的开度的开口度调节器，所述开口度调节器与所述主控模组通信连接。
4.根据权利要求3所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，所述混合腔中设置有用于检测混合腔内温度的第四温度传感器；
所述主控模组用于根据所述第四温度传感器检测到的温度信息控制所述开度调节器的开度。
5.根据权利要求2所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，所述混合腔内还设置有第一调节风扇，该第一调节风扇与该主控模组通信连接，该第一调节风扇的出风方向与所述第二风扇的出风方向垂直并朝向所述第一开口，所述第一调节风扇用于将第一风扇吸入的冷风以及第二风扇吸入的外部空气进行混合。
6.根据权利要求5所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，所述混合腔内还设置有与主控模组通信连接的第二调节风扇，所述第二调节风扇临近第一开口放置并与该第二开口相对，用于与该第二风扇形成对流。
7.根据权利要求2所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，所述第二开口处设置有用于检测外部空气温度的第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述主控模组通信连接。
8.根据权利要求4所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于所述第三开口处设置有用于检测混合腔的出风温度的第三温度传感器；所述第三温度传感器与所述主控模组通信连接。
9.根据权利要求2所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，还包括多个第一温度传感器，该多个第一温度传感器分别与该主控模组通信连接；
该多个第一温度传感器位于所述冷却空间内并位于不同的高度上。
10.根据权利要求2所述的高精密多传感大空间恒温系统，其特征在于，所述至少一个风冷机组件包括两个风冷机组件；所述至少一个送风管道包括两个送风管道；
所述两个风冷机组件分别通过该两个送风管道与该环形风淋管道连接并连通，且该两个送风管道在该环形风淋管道上的连接位置关于该环形风淋管道的中点对称。
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