CN210721167U - 加热器保护系统及温控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及温控设备技术领域，提供一种加热器保护系统及温控设备。加热器保护系统包括：流量传感器，连接于制热系统中导热流体流动路径上；控制系统，与流量传感器连接，控制系统包括比较单元，比较单元接收流量传感器的流量信号并与流量预设值比较；开关电路，包括相串联的流量继电器和接触器，流量继电器连接比较单元的输出端以接收第一断开信号，接触器的线圈侧位于开关电路，接触器的常闭接点侧串联于加热器与加热器电源之间；流量继电器接收到第一断开信号，接触器断开、加热器断电。本实用新型提出一种加热器保护系统及温控设备，避免干烧、抑制温度超限，结构简单，成本低。

Description

加热器保护系统及温控设备

技术领域

本实用新型涉及温控设备技术领域，尤其涉及加热器保护系统及温控设备。

背景技术

对半导体生产过程进行温度控制时，需要使用专用的温控设备；温控设备主要应用于刻蚀、物理气相沉积、化学气相沉积等半导体加工工艺过程，为负载设备提供高精度、稳定的循环液入口温度，使整个系统具有较高的稳定性、实时性和可靠性。

半导体温控装置作为生产半导体的辅助设备，在工厂的生产工艺中对安全的要求极高。半导体温控装置包括制热系统和制冷系统两部分，其中制热系统包括加热器，加热器作为加热元件，负责加热制热系统中的绝缘液，加热器的安全尤为重要。现有的加热器，存在加热温度超限、干烧等安全隐患，未能解决。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种加热器保护系统，避免干烧、抑制温度超限，结构简单，成本低。

本实用新型还提出一种温控设备。

根据本实用新型第一方面实施例的加热器保护系统，包括：

流量传感器，连接于制热系统中导热流体流动路径上；

控制系统，与所述流量传感器连接，所述控制系统包括比较单元，所述比较单元接收所述流量传感器的流量信号并与流量预设值比较；

开关电路，包括相串联的流量继电器和接触器，所述流量继电器连接所述比较单元的输出端以接收第一断开信号；所述接触器的线圈侧位于所述开关电路，所述接触器的常闭接点侧串联于加热器与加热器电源之间；所述流量继电器接收到所述第一断开信号，所述接触器断开、所述加热器断电。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电路还包括流量开关，所述流量开关连接于制热系统中导热流体流动路径上并与所述接触器的线圈侧串联。

根据本实用新型的一个实施例，还包括温度传感器，所述温度传感器连接于所述加热器，所述温度传感器的温度信号传输到所述比较单元并与温度预设值比较；

所述开关电路还包括温度继电器，所述温度继电器与所述接触器的线圈侧串联，所述温度继电器连接于所述比较单元的输出端并接收第二断开信号；所述温度继电器接收到所述第二断开信号，所述接触器断开、所述加热器断电。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电路还包括温度开关，所述温度开关连接于所述加热器并与所述接触器的线圈侧串联。

根据本实用新型的一个实施例，还包括液位传感器，所述液位传感器连接于所述加热器所在的水箱，所述液位传感器的液位信号传输到所述比较单元；

所述开关电路还包括液位继电器，所述液位继电器与所述接触器的线圈侧串联，所述液位继电器连接于所述比较单元的输出端并接收第三断开信号；所述液位继电器接收到所述第三断开信号，所述接触器断开、所述加热器断电。

根据本实用新型的一个实施例，所述开关电路还包括液位开关，所述液位开关连接于所述加热器所在的水箱并与所述接触器的线圈侧串联。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制系统还包括记录单元，所述记录单元记录输入数据和输出数据。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制系统为PLC系统，所述控制系统上连接有触摸显示器。

根据本实用新型的一个实施例，所述加热器与所述加热器电源之间还设有漏电断路器和主断路器。

本实用新型第二方面实施例提供的温控设备，包括所述的加热器保护系统。

本实用新型实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

本实用新型实施例，设置流量传感器，并且设置开关电路，开关电路包括相串联的流量继电器和接触器，流量继电器根据流量传感器测得的流量信号进行通断调节，流量继电器断开则使接触器断电，接触器设于加热器与加热器电源之间，接触器断电后断开则使加热器断电，对加热器进行调节，结构简单，对原有结构改装小，成本低，加热器的安全稳定性好。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的加热器保护系统所在的制冷系统与制热系统的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的加热器保护系统的电路结构示意图；

附图标记：

1、加热器；2、温度传感器；3、泵；4、流量传感器；5、水箱；6、PLC系统；7、流量开关；8、温度开关；9、温度继电器；10、流量继电器；11、接触器；12、漏电断路器；13、主断路器；14、开关电源；15、触摸显示器；16、熔断器；17、第一阀体；18、出口；19、负载设备；20、进口；21、第二阀体；22、蒸发器；23、压缩机；24、冷凝器；25、膨胀阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例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实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

参考图1所示，半导体温控装置包括制热系统和制冷系统两部分，制冷系统(参考图1中左侧虚线框)用于提供冷量，制热系统(参考图1中右侧虚线框)用于提供热量。制冷系统包括压缩机23、冷凝器24、膨胀阀25和蒸发器22，形成制冷循环。制热系统包括加热器1、水箱5、泵3以及循环管路，导热流体(绝缘液)通过泵3在水箱5与循环管路之间循环流动，加热器1置于水箱5内并通过电加热的形式加热水箱5内的绝缘液。循环管路上还连接有第一阀体17、第二阀体21和负载设备19，第一阀体17和第二阀体21可以为手阀。循环管路上还设有进口20和出口18，以便制热系统排液或补液。在加热过程中，加热器1存在温度超限、干烧、漏电等安全隐患。为了避免上述安全隐患造成安全事故，本实用新型的下述实施例至少解决上述安全隐患之一，即增加流量保护、加热器温度保护、断路器漏电保护等。

结合图1和图2所示，本实用新型的一个实施例，提供一种加热器保护系统，包括：流量传感器4，连接于制热系统中导热流体流动路径上；控制系统，与流量传感器4连接，控制系统包括比较单元，比较单元接收流量传感器4的流量信号并与流量预设值比较；开关电路，包括相串联的流量继电器10和接触器11，流量继电器10连接比较单元的输出端以接收第一断开信号，接触器11的线圈侧位于开关电路，接触器11的常闭接点侧串联于加热器1与加热器电源之间。

其中，流量继电器10处于常闭状态，当流量继电器10接收到第一断开信号后，流量继电器10断开。

制热系统运行时，流量传感器4检测到的流量信号传输到控制系统，比较单元将流量传感器4测得的流量信号与流量预设值(此处的流量预设值为最小值)比较，当测得的流量信号小于流量预设值，则比较单元输出第一断开信号，使得流量继电器10接收到第一断开信号，流量继电器10断开，因此接触器11的线圈侧断电，接触器11的常闭接点侧转变为断开状态，使得加热器1与加热器电源断开连接，即加热器1断电，流量过低时，避免加热器1仍处于加热状态，防止加热温度过高，保证加热器1可靠工作。

当测得的流量信号大于流量预设值，流量继电器10处于闭合状态，开关电路不会因流量继电器10而断开。在开关电路中的所有开关(包括下文中的各个开关和继电器)均处于连通状态时，接触器11的线圈侧通电，接触器11的常闭接点侧处于闭合状态，进而加热器1通电。

其中，开关电路与加热器1独立供电或并联于同一电源。当开关电路独立供电时，开关电路连接于开关电源14。流量传感器4与控制系统通过有线或无线的方式连接，可将流量信号输送至控制系统中即可。

本实施例，通过制热系统中绝缘液的流量控制加热器1的通断电，在加热功率设定的情况下，绝缘液的流量会影响到温度限值，通过流量控制加热器1通断电，能够在一定程度上解决温度超限的问题；并且，流量监测能够表征绝缘液的余量，避免干烧问题出现。本实施例的结构简单，对原有结构改装小，改造成本低，并且明显提升加热工艺的安全性。

进一步的，开关电路还包括流量开关7，流量开关7连接于制热系统中导热流体流动路径上，流量开关7与接触器11的线圈侧串联，即流量开关7、流量继电器10与接触器11的线圈侧串联。流量开关7测得的流量信号大于流量预设值，则流量开关7断开，开关电路断电，使接触器11的线圈侧断电，接触器11的常闭接点侧转换为断开状态，加热器1断电。

本实施例中流量预设值与上述实施例中流量继电器的流量预设值相同。

流量开关7自动通断，流量开关7与流量继电器10配合，对加热器1进行双重保护。本实施例中，流量继电器10、流量开关7和接触器11串联，流量继电器10或流量开关7中一个断开，即能断开接触器11的线圈侧的电源，进而使加热器1断电。流量接触器11与流量开关7配合，实现冗余保护，提高保护等级，更加安全可靠。

在另一个实施例中，加热器1保护系统还包括温度传感器2，温度传感器2连接于加热器1，温度传感器2的温度信号传输到比较单元并与温度预设值比较；开关电路还包括温度继电器9，温度继电器9与接触器11的线圈侧串联，温度继电器9连接于比较单元的输出端并接收第二断开信号。

本实施例中，温度继电器9、流量继电器10和接触器11串联。温度传感器2测量加热器1的表面温度。温度继电器9处于常闭状态，当温度继电器9接收到断开信号后，温度继电器9断开。

当温度传感器2测得的温度信号大于温度预设值(此处的温度预设值为最大值)，温度继电器9接收到第二断开信号，温度继电器9断开，因此接触器11的线圈侧断电，接触器11的常闭接点侧转变为断开状态，使得加热器1与加热器电源之间断开连接，即加热器1断电，温度过高时，避免加热器1仍处于加热状态，保证加热器1可靠工作。

当测得的温度信号小于温度预设值，温度继电器9处于闭合状态，开关电路不会因温度继电器9而断开。在开关电路中的所有开关均处于连通状态时，接触器11的线圈侧通电，接触器11的常闭接点侧处于闭合状态，进而加热器1通电。

进一步的，开关电路还包括温度开关8，温度开关8连接于加热器1，温度开关8与接触器11的线圈侧串联，即流量继电器10、温度开关8与接触器11的线圈侧串联。当温度开关8测得的温度信号大于温度预设值，则温度开关8断开，开关电路断路，使接触器11的线圈侧断电，接触器11的常闭接点侧转换为断开状态，加热器1断电。

本实施例中温度预设值与上述实施例中温度继电器对应的温度预设值相同。

本实施例中，温度开关8根据温度信号自动通断，流量继电器10、温度开关8和接触器11串联，流量继电器10或温度开关8中一个断开，即能断开接触器11的线圈侧的电源，进而使加热器1断电。流量接触器11与温度开关8配合，流量与温度配合对加热器1进行控制。

进一步的，参考图2所示，流量继电器10、流量开关7、温度继电器9、温度开关8和接触器11的线圈侧串联，流量继电器10、流量开关7、温度继电器9、温度开关8中任何一个断开，即能使加热器1断电。流量与温度配合对加热器1进行控制，且实现冗余保护，提高保护等级，更加安全可靠。

在另一个实施例中，加热器保护系统还包括液位传感器(图中未示意)，液位传感器连接于加热器1所在的水箱5，液位传感器的液位信号传输到比较单元；开关电路还包括液位继电器，液位继电器与接触器11的线圈侧串联，液位继电器连接于比较单元的输出端并接收第三断开信号。

本实施例中，液位继电器、流量继电器10和接触器11串联。液位传感器测量水箱5内绝缘液的液位高度。液位继电器处于常闭状态，当液位继电器接收到断开信号后，液位继电器断开。

当液位传感器测得的液位信号小于液位预设值(此处的液位预设值为最小值)，液位继电器接收到第三断开信号，液位继电器断开，因此接触器11的线圈侧断电，接触器11的常闭接点侧转变为断开状态，使得加热器1与加热器电源断开连接，即加热器1断电，液位过低时，避免加热器1仍处于加热状态，保证加热器1可靠工作。

当测得的液位信号大于液位预设值，液位继电器处于闭合状态，开关电路不会因液位继电器而断开。在开关电路中的所有开关均处于连通状态时，接触器11的线圈侧通电，接触器11的常闭接点侧处于闭合状态，进而加热器1通电。

本实施例中，流量与液位同时控制加热器1，进一步提高加热器1的安全可靠性。

进一步的，开关电路还包括液位开关(图中未示意)，液位开关连接于加热器1所在的水箱5，液位开关与接触器11的线圈侧串联。当液位开关测得的液位信号小于液位预设值，液位开关断开，开关电路断路，使接触器11的线圈侧断电，接触器11的常闭接点侧转换为断开状态，加热器1断电。本实施例中液位预设值与上述实施例中液位继电器对应的液位预设值相同。

本实施例中，液位开关自动通断调节，流量继电器10、液位开关和接触器11串联，流量继电器10或液位开关中一个断开，即能断开接触器11的线圈侧的电源，进而使加热器1断电。流量接触器11与液位开关配合，流量与液位配合对加热器1进行控制。

在一个实施例中，加热器保护系统可同时设有流量传感器4、流量开关7、温度传感器2、温度开关8、液位传感器、液位开关，多重控制加热器1，加热器1的运行过程更加安全可靠。

在另一个实施例中，控制系统还包括记录单元，记录单元记录输入数据和输出数据，以便对制热系统的运行过程进行记录，方便操作同时利于后期数据分析。记录单元为存储器。

在另一个实施例中，控制系统为PLC系统6，PLC系统6的控制电路简单，成本低。

另外，控制系统还可用采用微处理器，可与其他控制电路集成在一个微处理器上，简化结构，降低成本。

进一步的，控制系统上连接有触摸显示器15。上述实施例中的流量传感器4、流量开关7、温度传感器2、温度开关8、液位传感器和液位开关测得的流量、温度、液位数据可在触摸显示器15上显示，方便工作人员观察，并且可通过触摸显示器15操作。触摸显示器15与PLC系统6的CPU之间的连接器为RJ45，通用性强，安装简便。

在另一个实施例中，加热器1与加热器电源之间还设有漏电断路器12，漏电断路器12解决加热器1漏电问题。

进一步的，加热器1与加热器电源之间设有主断路器13。当加热器1与控制系统共用加热器电源，加热器1与控制系统并联，主断路器13设置在主干电路上，主断路器13能够同时断开加热器电源向加热器1和控制系统的供电。控制系统所在回路还包括熔断器16。

上述实施例，实现加热器1漏电保护、温度保护，通过流量保护、液位保护间接防止加热器1温度过高。同时流量、温度和液位通过传感器和开关的干接点实现冗余保护，不仅可以显示记录数据，同时提高保护等级，更加安全可靠。

本实用新型的一个实施例，还提供一种温控设备，包括上述实施例汇中的加热器保护系统。本实施例的温控设备，具有上述实施例实施例中的加热器保护系统的有益效果，此处不再赘述。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种加热器保护系统，其特征在于，包括：

流量传感器，连接于制热系统中导热流体流动路径上；

控制系统，与所述流量传感器连接，所述控制系统包括比较单元，所述比较单元接收所述流量传感器的流量信号并与流量预设值比较；

开关电路，包括相串联的流量继电器和接触器，所述流量继电器连接所述比较单元的输出端以接收第一断开信号；所述接触器的线圈侧位于所述开关电路，所述接触器的常闭接点侧串联于加热器与加热器电源之间；所述流量继电器接收到所述第一断开信号，所述接触器断开、所述加热器断电。

2.根据权利要求1所述的加热器保护系统，其特征在于，所述开关电路还包括流量开关，所述流量开关连接于制热系统中导热流体流动路径上并与所述接触器的线圈侧串联。

3.根据权利要求1所述的加热器保护系统，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器连接于所述加热器，所述温度传感器的温度信号传输到所述比较单元并与温度预设值比较；

所述开关电路还包括温度继电器，所述温度继电器与所述接触器的线圈侧串联，所述温度继电器连接于所述比较单元的输出端并接收第二断开信号；所述温度继电器接收到所述第二断开信号，所述接触器断开、所述加热器断电。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的加热器保护系统，其特征在于，所述开关电路还包括温度开关，所述温度开关连接于所述加热器并与所述接触器的线圈侧串联。

5.根据权利要求1所述的加热器保护系统，其特征在于，还包括液位传感器，所述液位传感器连接于所述加热器所在的水箱，所述液位传感器的液位信号传输到所述比较单元；

所述开关电路还包括液位继电器，所述液位继电器与所述接触器的线圈侧串联，所述液位继电器连接于所述比较单元的输出端并接收第三断开信号；所述液位继电器接收到所述第三断开信号，所述接触器断开、所述加热器断电。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的加热器保护系统，其特征在于，所述开关电路还包括液位开关，所述液位开关连接于所述加热器所在的水箱并与所述接触器的线圈侧串联。

7.根据权利要求1所述的加热器保护系统，其特征在于，所述控制系统还包括记录单元，所述记录单元记录输入数据和输出数据。

8.根据权利要求1所述的加热器保护系统，其特征在于，所述控制系统为PLC系统，所述控制系统上连接有触摸显示器。

9.根据权利要求1所述的加热器保护系统，其特征在于，所述加热器与所述加热器电源之间还设有漏电断路器和主断路器。

10.一种温控设备，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的加热器保护系统。

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