一种实验用纯水精准控温的供水装置的制作方法

1.本技术涉及半导体生产设备技术领域，特别涉及一种实验用纯水精准控温的供水装置。


背景技术：

2.半导体行业晶圆的生产工艺制程，需要附属温控设备提供精确的工作温度。晶圆的工艺制程对洁净度、电气绝缘和温度都有严格的要求，这就必然要求控温设备使用的循环液有极高的温度精度。
3.相关技术中，目前市面上纯水加热的供水方案，一方面存在纯水加热不均匀或容易混入金属离子，无法保证纯水低电导率要求，给实验来带干扰等。
4.另一方面市场普遍使用的继电式控温存在温度控制不准确，加热器只有通断，而不能控制功率大小，使得温度上下波动范围大，且寿命低等缺陷。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种实验用纯水精准控温的供水装置，以解决相关技术中继电式控温存在温度控制不准确，使得温度上下波动范围大的问题。
6.本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，包括：
7.加热系统，所述加热系统包括储水箱，加热储水箱内液体的加热器，检测储水箱内液体温度的第一温度传感器，连接第一温度传感器和加热器的晶闸管控温器；
8.冷却系统，所述冷却系统包括连接储水箱的供水管路，所述供水管路上设有检测供水管路内液体温度的第二温度传感器，以及冷却供水管路内液体的换热器，所述换热器设有调节换热器内冷却水流量的温控阀。
9.在一些实施例中：所述储水箱包括顶部开口四周封闭的箱体，以及封闭箱体顶部靠口的上盖，所述上盖上设有伸入箱体内搅拌液体的搅拌装置。
10.在一些实施例中：所述搅拌装置包括与上盖转动连接的传动杆，连接在传动杆上的搅拌叶片，以及与上盖固定连接驱动传动杆旋转运动的驱动电机。
11.在一些实施例中：所述储水箱连接有向储水箱内注入液体的进水管路，所述进水管路上连接有补水阀，所述储水箱连接有测量储水箱内液位高度的液位传感器，所述液位传感器与补水阀连接以控制补水阀开闭。
12.在一些实施例中：所述储水箱的顶部设有蒸汽泄压口，所述蒸汽泄压口设有第一泄压阀。
13.在一些实施例中：所述供水管路上连接有调节水压的电机泵组，所述供水管路上设有检测供水管路内液体压力的压力传感器，所述压力传感器位于电机泵组的下游。
14.在一些实施例中：所述压力传感器包括位于换热器上游的第一压力传感器和位于换热器下游的第二压力传感器，所述供水管路上设有与压力传感器电连接的第二泄压阀。
15.在一些实施例中：所述换热器设有冷却水进口和冷却水出口，所述温控阀连接在
冷却水进口上。
16.在一些实施例中：所述供水管路的进水口通过手动球阀与储水箱连接，所述储水箱为316l不锈钢材料焊接而成。
17.在一些实施例中：所述供水管路的排水口设有第三温度传感器。
18.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
19.本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，由于本技术的供水装置设置了加热系统，该加热系统包括储水箱，加热储水箱内液体的加热器，检测储水箱内液体温度的第一温度传感器，连接第一温度传感器和加热器的晶闸管控温器；冷却系统，该冷却系统包括连接储水箱的供水管路，供水管路上设有检测供水管路内液体温度的第二温度传感器，以及冷却供水管路内液体的换热器，换热器设有调节换热器内冷却水流量的温控阀。
20.因此，申请的供水装置设置加热系统和冷却系统进行升温和降温的双向温度精确控制。温升阶段采用晶闸管控温器控制加热器功率输出，进而控制加热器的发热量，实现储水箱内纯水温升阶段水温控制。温降阶段，由于水温上升存在惯性，自然降温较慢，因此在供水管路设置换热器，根据第二温度传感器检测到的水温，并通过温控阀控制换热器内冷却水的流量来降低纯水温度。本技术在加热系统和冷却系统双向控制下，水温可以得到精准的控制。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。
22.图1为本技术实施例的结构框图；
23.图2为本技术实施例的结构示意图；
24.图3为本技术实施例的储水箱的结构剖视图。
25.附图标记：
26.1、储水箱；2、加热器；3、第一温度传感器；4、搅拌装置；4.1、驱动电机；4.2、传动杆；4.3、搅拌叶片；5、液位传感器；6.1、排水阀；6.2、补水阀；7、手动球阀；8、电机泵组；9、第二泄压阀；10.1、第一压力传感器；10.2、第二压力传感器；11.1、第二温度传感器；11.2、第三温度传感器；12、温控阀；13、换热器；14、晶闸管控温器。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，其能解决相关技术中继电式控温存在温度控制不准确，使得温度上下波动范围大的问题。
29.参见图1和图2所示，本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，包括：
30.加热系统，该加热系统包括储水箱1，加热储水箱1内液体的加热器2，该加热器2优选但不限于为电加热器，检测储水箱1内液体温度的第一温度传感器3，以及连接第一温度传感器3和加热器2的晶闸管控温器14。晶闸管控温器14用于根据第一温度传感器3检测储水箱1内液体温度增大或减小加热器2的加热功率，以使储水箱1内液体温度趋于设定温度值。
31.冷却系统，该冷却系统包括连接储水箱1的供水管路，在供水管路上设有检测供水管路内液体温度的第二温度传感器11.1，以及冷却供水管路内液体的换热器13，换热器13设有调节换热器13内冷却水流量的温控阀12。温控阀12用于根据第二温度传感器11.1检测供水管路内液体温度增大或减小换热器13内冷却液流量，以使供水管路排出的纯水温度趋于设定温度值。
32.本技术实施例供水装置的控温原理：储水箱1中设置第一温度传感器3，在供水管路上设置第二温度传感器11.1。当第一温度传感器3检测储水箱1中水温温度低于设定值时候，晶闸管控温器14提高加热器2的输入功率，当接近目标温度时，降低输入功率，由于加热惯性温度会超过设定温度，而自然散热降温太慢，因此需要增设冷却系统。
33.当冷却系统的第二温度传感器11.1检测温度高于设定温度时，温控阀12会根据第二温度传感器11.1的检测值调整冷却水进入换热器13的流量，将进入换热器13内的纯水多余热量带走，起到降低供水管路内水温的目的，使供水装置对外供水符合实验要求。本技术实施例的晶闸管控温器14通过改变输入晶闸管的直流信号，控制晶闸管电压调整器或触发板改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，进而实现控制加热器2的加热功率。
34.在一些可选实施例中：参见图3所示，本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，该供水装置的储水箱1包括顶部开口四周封闭的箱体，以及封闭箱体顶部靠口的上盖，在上盖上设有伸入箱体内搅拌液体的搅拌装置4。搅拌装置4包括与上盖转动连接的传动杆4.2，连接在传动杆4.2上的搅拌叶片4.3，以及与上盖固定连接驱动传动杆4.2旋转运动的驱动电机4.1。加热器2的发热端浸泡水中进行加热，并启动搅拌装置4搅动储水箱1内的纯水，使纯水受热均匀，提高加热效率。
35.在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，该供水装置的储水箱1连接有向储水箱1内注入液体的进水管路。在进水管路上连接有补水阀6.2，储水箱1连接有测量储水箱1内液位高度的液位传感器5，液位传感器5与补水阀6.2连接以控制补水阀6.2开闭。当液位传感器5检测到储水箱1内液位低于设定值时，液位传感器5向补水阀6.2发出打开信号，补水阀6.2打开后进水管路向储水箱1内补充纯水。当液位传感器5检测到储水箱1内液位达到设定值时，液位传感器5向补水阀6.2发出关闭信号，补水阀6.2关闭后进水管路停止向储水箱1内补充纯水。
36.在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，该供水装置的储水箱1的顶部设有蒸汽泄压口(图中未画出)，蒸汽泄压口设有第一泄压阀(图中未画出)。第一泄压阀用于当储水箱1内的蒸汽压力达到设定限值后进行泄压，以防止储水箱1内压力过大导致储水箱1变形或损坏。
37.在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本技术实施例提供了一种实验用纯水
精准控温的供水装置，该供水装置的供水管路上连接有调节水压的电机泵组8，在供水管路上设有检测供水管路内液体压力的压力传感器，压力传感器位于电机泵组8的下游。压力传感器包括位于换热器13上游的第一压力传感器10.1和位于换热器13下游的第二压力传感器10.2，在供水管路上设有与压力传感器电连接的第二泄压阀9。
38.当位于换热器13上游的第一压力传感器10.1和位于换热器13下游的第二压力传感器10.2检测到供水管路内水压达到设定限值时，第一压力传感器10.1和第二压力传感器10.2向第二泄压阀9发出泄压信号以排出供水管路内的纯水释放管路压力。储水箱1的底部还连接有排水管，在排水管上连接有排水阀6.1，排水阀6.1用于排空储水箱1内的纯水，泄压阀9的出水口与排水管连接。
39.在一些可选实施例中：参见图1和图2所示，本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，该供水装置的换热器13设有冷却水进口和冷却水出口，温控阀12连接在冷却水进口上。供水管路的进水口通过手动球阀7与储水箱1连接，手动球阀7用于打开和关闭供水管路。储水箱1优选为316l不锈钢材料焊接而成，储水箱1在高温高湿环境下不锈蚀，并控制金属离子析出，保证实验对水电导率的要求。在供水管路的排水口设有第三温度传感11.2，该第三温度传感11.2用于检测从供水管路排出的纯水温度，便于控制从供水管路排出的纯水温度与设定温度的温差小于0.5摄氏度。
40.工作原理
41.本技术实施例提供了一种实验用纯水精准控温的供水装置，由于本技术的供水装置设置了加热系统，该加热系统包括储水箱1，加热储水箱1内液体的加热器2，检测储水箱1内液体温度的第一温度传感器3，连接第一温度传感器3和加热器2的晶闸管控温器14；冷却系统，该冷却系统包括连接储水箱1的供水管路，供水管路上设有检测供水管路内液体温度的第二温度传感器11.1，以及冷却供水管路内液体的换热器13，换热器13设有调节换热器13内冷却水流量的温控阀12。
42.因此，申请的供水装置设置加热系统和冷却系统进行升温和降温的双向温度精确控制。温升阶段采用晶闸管控温器14控制加热器2功率输出，进而控制加热器2的发热量，实现储水箱1内纯水温升阶段水温控制。温降阶段，由于水温上升存在惯性，自然降温较慢，因此在供水管路设置换热器13，根据第二温度传感器11.1检测到的水温，并通过温控阀12控制换热器13内冷却水的流量来降低纯水温度。本技术在加热系统和冷却系统双向控制下，水温可以得到精准的控制。
43.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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技术和简化描述，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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
44.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意
在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。