[发明专利]一种隔离内部波动的温控装置及其解耦控制方法

权利要求书

1.一种隔绝内部波动的温控装置，其特征在于：包括装置盒体(1)、内层微流道(2)、夹层流道(3)、外层流道(4)、温控水入口(5)、温控水出口(6)、冷却液入口(7)、冷却液出口(8)、夹层温控水入口(9)、夹层温控水出口(10)和多个温度传感器(11、12、13、14)；装置盒体(1)内部从上到下开设外层流道(4)、夹层流道(3)和内层微流道(2)，外层流道(4)、夹层流道(3)和内层微流道(2)均贯通于装置盒体(1)的两侧设置；其中内层微流道(2)两端分别作为冷却液入口(7)、冷却液出口(8)，夹层流道(3)两端分别作为夹层温控水入口(9)、夹层温控水出口(10)，外层流道(4)两端分别作为温控水入口(5)、温控水出口(6)；装置盒体(1)顶面上设有微翅片，微翅片沿平行于外层流道(4)、夹层流道(3)和内层微流道(2)流通方向布置；装置盒体(1)底面中间、装置盒体(1)顶面的微翅片中央、温控水出口(6)、冷却液出口(8)均布置有温度传感器(13-14)，装置盒体(1)底面接触连接于被控物体表面；

所述夹层流道(3)为中空流道，两端分别与温控水入口和温控水出口连通，所述的夹层温控水入口(9)处连接设有电磁开关阀；并通过解耦算法控制夹层温控水入口处的电磁开关阀来选择是否对所述夹层流道(3)充入和外层流道(4)同源的流体，进而实现对内部波动的优化。

2.根据权利要求1所述的一种隔绝内部波动的温控装置，其特征在于：

所述内层微流道(2)是由一层由众多微流道沟槽所构成，其两端分别与冷却液入口和冷却液出口连通。

3.根据权利要求1所述的一种隔绝内部波动的温控装置，其特征在于：

所述外层流道(4)是由一层由多个圆形管道所构成，由多个圆形管道以均布的形式设置在装置盒体(1)顶面的微翅片和夹层流道(3)之间，内部通流与外界环境温度相同的温控水。

4.根据权利要求1所述的一种隔绝内部波动的温控装置，其特征在于：

所述夹层流道(3)设置为多层。

5.根据权利要求1所述的一种隔绝内部波动的温控装置，其特征在于：

所述的内层微流道(2)为分布式结构，包括多个局部翅片流通槽，冷却液入口(7)分别经内部流道和各个局部翅片流通槽的一侧连通，各个局部翅片流通槽另一侧经内部流道再和冷却液出口(8)出口连通；每个局部翅片流通槽均由多个条状槽平行布置形成。

6.应用于权利要求1-5任一所述温控装置的温控及其解耦控制方法，其特征在于：向内层微流道(2)通入冷却水，向外层流道(4)通入与外界环境温度相同的温控水；由被控物体表面的热量和装置盒体(1)底面进行热交换，传递到内层微流道(2)和外层流道(4)，通过内层微流道(2)的冷却水首先进行热交换对温度进行调控，其次通过外层流道(4)中与外界温度相同的温控水吸收内层微流道(2)在对被控物体进行调控时所散发的过热量或过冷量，使得被控物体的温度保持和外界温度一致。

7.根据权利要求6所述温控装置的温控及其解耦控制方法，其特征在于：

根据温控水出口(6)、冷却液出口(8)处的温度传感器(13-14)，实时针对夹层温控水入口(9)处的电磁开关阀进行解耦控制，隔绝内部温度波动：

具体按照以下公式根据温控水出口(6)处的温度传感器(14)检测的出口液体温度t₃计算能显著影响外层流道(4)的温度阈值上限t₀₁和温度阈值下限t₀₂：

然后将温度阈值上限t₀₁、温度阈值下限t₀₂分别和通过冷却液出口(8)处的温度传感器(14)检测的冷却液出口温度t₁进行比较：

若当高于阈值上限或者低于阈值下限时，打开电磁开关阀，将和外层流道(4)同源的流体流入夹层流道(3)，通过夹层流道(3)的温控水吸收热扰动的方式，吸收过热量或过冷量以避免过热量或过冷量对外层流道(4)中的温控水造成过多影响，并由温度传感器(14)进行监控；

否则关闭电磁开关阀，使夹层流道(3)为空气层。