本發(fā)明涉及一種高精度氣體溫度控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：
光學(xué)投影光刻機(jī)需不斷提高分辨率以滿足集成電路芯片特征線寬逐漸縮小的需求,這種需求和更高的成像質(zhì)量控制使光刻機(jī)內(nèi)部以及關(guān)鍵部件的溫度、壓力、濕度等微環(huán)境參數(shù)的波動(dòng)成為影響成像質(zhì)量的重要因素。光刻機(jī)內(nèi)部投影物鏡的溫度波動(dòng)將直接引起焦面位置漂移和成像畸變,使得高穩(wěn)定的恒溫控制成為必需。如圖1和圖2所示，公開號為“CN200996951Y”、實(shí)用新型名稱為“一種水環(huán)境制冷系統(tǒng)”的中國專利申請中，記載有制冷裝置、循環(huán)風(fēng)裝置、檢測箱、水箱四部分組成，檢測箱內(nèi)安裝有熱流計(jì)和溫度傳感器組成的熱電偶(1f)，檢測箱的進(jìn)風(fēng)口(3f)和循環(huán)風(fēng)裝置的出風(fēng)口(5f)連通、出風(fēng)口(2f)與循環(huán)風(fēng)裝置回風(fēng)口(7f)連通，循環(huán)風(fēng)裝置氣室內(nèi)有蒸發(fā)器(6f)、風(fēng)機(jī)(4f)，蒸發(fā)器(6f)通過水泵(8f)與水箱(9f)連通，水箱(9f)與制冷裝置(10f)連接，水箱(9f)、水泵(8f)、蒸發(fā)器(6f)構(gòu)成一個(gè)水循環(huán)。該現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)如下：1.檢測裝置簡單，氣體或水溫度測量準(zhǔn)確度不高；2.控制裝置簡單，氣體溫度控制精確度不高；3.組成結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，水箱、蒸發(fā)器可以酌情刪減和修改。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種高精度氣體溫度控制系統(tǒng)及方法，能夠快速精確地控制最終輸出氣體的溫度。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種高精度氣體溫度控制系統(tǒng)，包括：氣體傳輸管路；與所述氣體傳輸管路連通的溫度控制回路，供冷卻液在其中流動(dòng)，所述冷卻液與氣體傳輸管路中的氣體混合，以通過熱交換調(diào)節(jié)氣體傳輸管路中的氣體的溫度；控制器，用于調(diào)節(jié)所述溫度控制回路中冷卻液的溫度。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述溫度控制回路依次包括制冷回路和精調(diào)回路，其中，所述制冷回路用于帶走氣體傳輸管路內(nèi)抽入的氣體的大部分熱量，所述精調(diào)回路用于進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述精調(diào)回路后還設(shè)有恒溫回路，所述恒溫回路用于進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第二預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)，所述第二預(yù)設(shè)精度范圍小于第一預(yù)設(shè)精度范圍。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述氣體傳輸管路的進(jìn)氣口處設(shè)置有第一熱交換器；所述制冷回路包括：供冷卻液流動(dòng)的第一進(jìn)水管路和第一回水管路，所述第一進(jìn)水管路與一冷卻液的進(jìn)水口連通，所述第一回水管路與一冷卻液的進(jìn)水口連通，所述第一進(jìn)水管路和第一回水管路與所述第一熱交換器連通；設(shè)置于所述第一回水管路上且與所述第一熱交換器連通的第一電動(dòng)兩通閥；所述第一進(jìn)水管路于所述第一熱交換器和第一電動(dòng)兩通閥之間的節(jié)點(diǎn)與所述第一回水管路連通。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述氣體傳輸管路上設(shè)置有與所述第一熱交換器連通的第二熱交換器；所述精調(diào)回路包括：供冷卻液流動(dòng)的第二進(jìn)水管路和第二回水管路，所述第二進(jìn)水管路與所述冷卻液的進(jìn)水口連通，所述第二回水管路與所述冷卻液的回水口連通，所述第二進(jìn)水管路和第二回水管路與所述第二熱交換器連通；設(shè)置于所述第二回水管路上且與所述第二熱交換器連通的加熱器；設(shè)置于所述第二回水管路上且與所述加熱器連通的第二電動(dòng)兩通閥；所述第二進(jìn)水管路于所述加熱器和第二電動(dòng)兩通閥之間的節(jié)點(diǎn)與所述第二回水管路連通。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述精調(diào)回路后還設(shè)有恒溫回路，所述恒溫回路用于進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第二預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)，所述第二預(yù)設(shè)精度范圍小于第一預(yù)設(shè)精度范圍，所述氣體傳輸管路接近于出氣口處設(shè)置有與所述第二熱交換器連通的第三熱交換器；所述恒溫回路包括：與所述第三熱交換器連通的冷卻液流通回路；設(shè)置于所述冷卻液流通回路上的第三循環(huán)泵，所述第三循環(huán)泵與所述第三熱交換器連通。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，還包括設(shè)置于所述進(jìn)水口附近的第七溫度傳感器。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述第一熱交換器的進(jìn)氣位置設(shè)有第一溫度傳感器，所述第三熱交換器出氣位置設(shè)有第六溫度傳感器。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述第一熱交換器的出氣位置設(shè)有第二溫度傳感器，所述第一熱交換器與第一電動(dòng)兩通閥之間的第一回水管路上設(shè)有第三溫度傳感器，所述控制器根據(jù)所述第二、第三和第七溫度傳感器分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述第一電動(dòng)兩通閥的開度，以降低所述第一進(jìn)水管路和第一回水管路中冷卻液的溫度。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述第二熱交換器出氣位置設(shè)有第四溫度傳感器，所述加熱器與第二電動(dòng)兩通閥之間的第二回水管路上設(shè)有第五溫度傳感器，所述控制器根據(jù)所述第四、第五和第七溫度傳感器分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述第二電動(dòng)兩通閥的開度，以降低所述第二進(jìn)水管路和第二回水管路中冷卻液的溫度。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述控制器根據(jù)所述第四、第五和第七溫度傳感器分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述加熱器，以升高所述第二進(jìn)水管路和第二回水管路中冷卻液的溫度。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述控制器包括PID控制器和PLC控制器。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，在所述制冷回路中設(shè)有第一手動(dòng)調(diào)壓閥，在所述精調(diào)回路中設(shè)有第二手動(dòng)調(diào)壓閥。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述第一進(jìn)水管路上設(shè)有與所述第一熱交換器連通的第一循環(huán)泵。進(jìn)一步的，在上述系統(tǒng)中，所述第二進(jìn)水管路上設(shè)有與所述第二熱交換器連通的第二循環(huán)泵。根據(jù)本發(fā)明的另一面，提供一種采用上述系統(tǒng)的高精度氣體溫度控制方法，包括：將氣體抽入氣體傳輸管路；使冷卻液流入溫度控制回路；通過控制器調(diào)節(jié)所述溫度控制回路中冷卻液的溫度，將所述冷卻液與氣體傳輸管路中的氣體混合，通過熱交換調(diào)節(jié)氣體傳輸管路中的氣體的溫度。進(jìn)一步的，在上述方法中，通過控制器調(diào)節(jié)所述溫度控制回路中冷卻液的溫度，將所述冷卻液與氣體傳輸管路中的氣體混合，通過熱交換調(diào)節(jié)氣體傳輸管路中的氣體的溫度的步驟包括：通過控制器調(diào)節(jié)所述制冷回路中冷卻液的溫度，所述制冷回路帶走氣體傳輸管路內(nèi)抽入的氣體的大部分熱量；冷卻液流入精調(diào)回路，通過控制器調(diào)節(jié)所述精調(diào)回路中冷卻液的溫度，所述精調(diào)回路進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)；從所述精調(diào)回路流出的冷卻液流入恒溫回路，所述恒溫回路進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第二預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)。進(jìn)一步的，在上述方法中，通過控制器調(diào)節(jié)所述制冷回路中冷卻液的溫度，所述制冷回路帶走氣體傳輸管路內(nèi)抽入的氣體的大部分熱量的步驟包括：冷卻液從第一進(jìn)水管路流入并經(jīng)第一回水管路流出；氣體傳輸管路內(nèi)抽入的氣體進(jìn)入第一熱交換器；控制器根據(jù)溫度傳感器測得的溫度調(diào)節(jié)所述第一電動(dòng)兩通閥的開度，以降低所述第一進(jìn)水管路和第一回水管路中冷卻液的溫度；降低溫度后的冷卻液與氣體在第一熱交換器中混合，通過熱交換帶走所述氣體的大部分熱量。進(jìn)一步的，在上述方法中，冷卻液流入精調(diào)回路，通過控制器調(diào)節(jié)所述精調(diào)回路中冷卻液的溫度，所述精調(diào)回路進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)的步驟包括：冷卻液從第二進(jìn)水管路流入并經(jīng)第二回水管路流出；經(jīng)所述第一熱交換器帶走大部分熱量后的氣體進(jìn)入第二熱交換器；控制器根據(jù)溫度傳感器測得的溫度調(diào)節(jié)所述第二電動(dòng)兩通閥的開度，以降低所述第二進(jìn)水管路和第二回水管路中冷卻液的溫度，或者，控制器根據(jù)溫度傳感器測得的溫度調(diào)節(jié)所述加熱器，以升高所述第二進(jìn)水管路和第二回水管路中冷卻液的溫度；降低溫度后或升高溫度后的冷卻液與氣體在第二熱交換器中混合，通過熱交換進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)。進(jìn)一步的，在上述方法中，從所述精調(diào)回路流出的冷卻液流入恒溫回路，所述恒溫回路進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第二預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)的步驟包括：從第二進(jìn)水管路流出的冷卻液進(jìn)入冷卻液流通回路；經(jīng)所述第二熱交換器控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)的氣體進(jìn)入第三熱交換器，冷卻液與氣體在第二熱交換器中混合，通過熱交換進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第二預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過氣體傳輸管路，與所述氣體傳輸管路連通的溫度控制回路，供冷卻液在其中流動(dòng)，所述冷卻液與氣體傳輸管路中的氣體混合，以通過熱交換調(diào)節(jié)氣體傳輸管路中的氣體的溫度，控制器調(diào)節(jié)所述溫度控制回路中冷卻液的溫度，能夠快速精確地控制最終輸出氣體的溫度。附圖說明圖1是現(xiàn)有的水環(huán)境制冷系統(tǒng)的第一結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有的水環(huán)境制冷系統(tǒng)的第一結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的高精度氣體溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明一實(shí)施例的制冷回路的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明一實(shí)施例的精調(diào)回路的結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明一實(shí)施例的恒溫回路的結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明一實(shí)施例的氣體溫度控制采樣圖；圖8是本發(fā)明一實(shí)施例的高精度氣體溫度控制方法的流程圖；圖9是圖8中步驟S3的詳細(xì)流程圖；圖10是圖9中步驟S31的詳細(xì)流程圖；圖11是圖9中步驟S32的詳細(xì)流程圖；圖12是圖9中步驟S33的詳細(xì)流程圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例一如圖3～7所示，本發(fā)明提供一種高精度氣體溫度控制系統(tǒng)，包括氣體傳輸管路1b、溫度控制回路2b和控制器3b?？刂破?b包括PID(proportionalintegratingdifferential)控制器和PLC控制器。通常氣體傳輸管路1b的進(jìn)氣口處可設(shè)置消聲器和潔凈風(fēng)機(jī)1a，氣體傳輸管路1b的出氣口處可設(shè)置消聲器。溫度控制回路2b與所述氣體傳輸管路1b連通，溫度控制回路2b供冷卻液在其中流動(dòng)，所述冷卻液與氣體傳輸管路1b中的氣體混合，以通過熱交換調(diào)節(jié)氣體傳輸管路中的氣體的溫度。本發(fā)明一實(shí)施例中，所述溫度控制回路2b依次包括制冷回路2b1、精調(diào)回路2b2和恒溫回路2b3，其中，所述制冷回路2b1用于吸收氣體熱量，即帶走氣體傳輸管路1b內(nèi)抽入的氣體的大部分熱量，所述精調(diào)回路2b2用于進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)，例如將氣體的溫度控制到±0.05℃的精度范圍內(nèi)，所述恒溫回路2b3用于進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第二預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)，，所述第二預(yù)設(shè)精度范圍小于第一預(yù)設(shè)精度范圍，例如進(jìn)一步將氣體的溫度控制到±0.02℃的精度范圍內(nèi)。較佳的，如圖3和4所示，所述氣體傳輸管路1b的進(jìn)氣口14處設(shè)置有第一熱交換器1，設(shè)置于所述第一熱交換器1的進(jìn)氣位置的第一溫度傳感器2a，設(shè)置于所述第一熱交換器1的出氣位置的第二溫度傳感器3a，具體的，為了確保氣體控溫的穩(wěn)定性，在氣體傳輸管路1b上安裝了第一溫度傳感器2a來監(jiān)測潔凈氣體的進(jìn)氣溫度，確保制冷回路2b1的降溫效果；所述制冷回路2b1包括：供冷卻液流動(dòng)的第一進(jìn)水管路1c和第一回水管路1d，所述第一進(jìn)水管路1c與一冷卻液的進(jìn)水口16連通，所述第一回水管路1d與一冷卻液的回水口17連通，進(jìn)水口16附近設(shè)有用于過濾雜質(zhì)的過濾器，所述第一進(jìn)水管路1c和第一回水管路1d與所述第一熱交換器1連通；設(shè)置于所述第一回水管路1d上且與所述第一熱交換器1連通的第一電動(dòng)兩通閥3，另外，還可在所述第一進(jìn)水管路1c或第一回水管路1d上設(shè)置第一手動(dòng)調(diào)壓閥22，以控制所述第一進(jìn)水管路1c和第一回水管路1d之間的壓差；設(shè)置于所述第一進(jìn)水管路1c上且與所述第一熱交換器1連通的第一循環(huán)泵15；所述第一回水管路1d于所述第一熱交換器1和第一電動(dòng)兩通閥3之間的節(jié)點(diǎn)與所述第一進(jìn)水管路1c連通；設(shè)置于所述第一熱交換器1與第一電動(dòng)兩通閥3之間的第一回水管路1d上的第三溫度傳感器2。較佳的，如圖3和5所示，所述氣體傳輸管路1b上設(shè)置有與所述第一熱交換器1連通的第二熱交換器10，設(shè)置于所述第二熱交換器10出氣位置的第四溫度傳感器4a；所述精調(diào)回路2b2包括：供冷卻液流動(dòng)的第二進(jìn)水管路2c和第二回水管路2d，所述第二進(jìn)水管路2c與冷卻液的進(jìn)水口16連通，所述第二回水管路2d與冷卻液的回水口17連通,所述第二進(jìn)水管路2c和第二回水管路2d與所述第二熱交換器10連通；設(shè)置于所述第二回水管路2d上且與所述第二熱交換器10連通的加熱器11；設(shè)置于所述第二回水管路2d上且與所述加熱器11連通的第二電動(dòng)兩通閥13，另外，還可在所述第二進(jìn)水管路2c或第二回水管路2d上設(shè)置第二手動(dòng)調(diào)壓閥23，以控制所述第二進(jìn)水管路2c和第二回水管路2d之間的壓差；設(shè)置于所述第二進(jìn)水管路2c上且與所述第二熱交換器10連通的第二循環(huán)泵18；所述第二回水管路2d于所述加熱器11和第二電動(dòng)兩通閥13之間的節(jié)點(diǎn)與所述第二進(jìn)水管路2c連通；設(shè)置于所述加熱器11與第二電動(dòng)兩通閥13之間的第二回水管路2d上的第五溫度傳感器12。較佳的，如圖3和6所示，所述氣體傳輸管路1b接近于出氣口21處設(shè)置有與所述第二熱交換器10連通的第三熱交換器20，設(shè)置于所述第三熱交換器20出氣位置的第六溫度傳感器5a，實(shí)現(xiàn)氣體由潔凈室通過潔凈風(fēng)機(jī)抽入氣體傳輸管路1b后，通過第一、第二和第三熱交換器1、10、20進(jìn)行冷熱交換，使最終送入光刻機(jī)的氣體溫度達(dá)到高精度；所述恒溫回路2b3進(jìn)行恒溫恒壓的換熱來提高溫度精度，具體包括：與所述第三熱交換器20連通的冷卻液流通回路3c；設(shè)置于所述冷卻液流通回路3c上的第三循環(huán)泵19，所述第三循環(huán)泵19與所述第三熱交換器20連通。具體的，為了達(dá)到更高的精度，在精調(diào)回路2b2后面可加上最后的恒溫回路2b3，利用冷卻液的比熱容比氣體大很多的原理，經(jīng)過精調(diào)回路2b2精準(zhǔn)控溫后的氣體進(jìn)入第三熱交換器20，恒溫的冷卻液體通過第三熱交換器20穩(wěn)定帶走微量的熱量，使氣體溫度振幅拉平，并且使氣體的溫度均勻分布，經(jīng)過恒溫回路后，氣體的溫度更趨于平滑，精度可以達(dá)第二預(yù)設(shè)精度范圍，如到±0.02℃，最終可由第六溫度傳感器5a采集最終溫度進(jìn)行記錄和上傳。較佳的，為了確保氣體傳輸管路1b的溫度控制精度，本系統(tǒng)還可包括設(shè)置于所述進(jìn)水口16附近的第七溫度傳感器6a，用于監(jiān)測冷卻液的溫度?？刂破?b，用于調(diào)節(jié)所述溫度控制回路2b中冷卻液的溫度，通過溫度傳感器將入口氣體和冷卻水溫度值接入控制器進(jìn)行監(jiān)測，確保氣體溫控穩(wěn)定性。高精度氣體溫度控制算法由PLC控制器和PID控制器來實(shí)現(xiàn)?？蛇x的，如圖3所示，所述控制器3b根據(jù)所述第二溫度傳感器3a、第三溫度傳感器2和第七溫度傳感器6a分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述第一電動(dòng)兩通閥3的開度，以降低所述制冷回路2b1中冷卻液的溫度，即降低所述第一進(jìn)水管路1c和第一回水管路1d中冷卻液的溫度。具體的，冷卻液體進(jìn)入制冷回路2b1中，控制器通過第二溫度傳感器3a采集第一熱交換器后1的溫度值，再通過第三溫度傳感器2和第七溫度傳感器6a來參考回路中水溫的溫度值，計(jì)算出第一電動(dòng)兩通閥3的開度，來控制流入制冷回路2b1中的冷卻液的流量，然后冷卻液再通過第一熱交換器1與氣體行冷量交換，為了保證換熱效率的穩(wěn)定行，在制冷回路2b1中加入第一循環(huán)泵15來保證循環(huán)液體的運(yùn)行速度，氣體通過第一熱交換器1后，熱量被帶走大約80％左右?？蛇x的，如圖3所示，所述控制器3b根據(jù)所述第四溫度傳感器4a、第五溫度傳感器12和第七溫度傳感器6a分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述第二電動(dòng)兩通閥13的開度，以降低所述精調(diào)回路2b2中冷卻液的溫度，即以降低所述第二進(jìn)水管路2c和第二回水管路2d中冷卻液的溫度。具體的，由第一熱交換器1冷卻后的氣體隨后進(jìn)入第二熱交換器10中?？刂破魍ㄟ^采集第四溫度傳感器4a、第五溫度傳感器12和第七溫度傳感器6a，控制第二電動(dòng)兩通閥13的開度，進(jìn)而精準(zhǔn)調(diào)節(jié)精調(diào)回路2b2中的循環(huán)水的溫度，使氣體與冷卻液在第二換熱器中混合時(shí)，通過熱交換控制氣體溫度精度，如控制在±0.05℃以內(nèi)?？蛇x的，如圖3所示，所述控制器3b根據(jù)所述第四溫度傳感器4a、第五溫度傳感器12和第七溫度傳感器6a分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述加熱器11，以升高所述精調(diào)回路2b2中冷卻液的溫度。具體的，所述控制器3b獲取所述第四溫度傳感器4a、第五溫度傳感器12和第七溫度傳感器6a分別測得的溫度控制加熱器11和調(diào)節(jié)電動(dòng)兩通閥13的開度來對循環(huán)液分別進(jìn)行加熱和冷卻控制，然后通過第二熱交換器10和氣體進(jìn)行熱交換，精準(zhǔn)的帶走氣體的熱量，精調(diào)回路2b2是氣體達(dá)到精度的關(guān)鍵，經(jīng)過了這個(gè)回路后，氣體的精度可以達(dá)到第一預(yù)設(shè)精度范圍，如±0.05℃。上述第一溫度傳感器2a、第二溫度傳感器3a、第四溫度傳感器4a和第六溫度傳感器5a是氣體傳輸管路1b上的溫度傳感器，第三溫度傳感器2和第五溫度傳感器12是溫度控制回路2b上的溫度傳感器。如圖7所示，采用本實(shí)施例的高精度氣體溫度控制系統(tǒng)后，該系統(tǒng)輸出的氣體開始控溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)震蕩，但是，在經(jīng)過2個(gè)周期震蕩后，氣體溫度可以精確的穩(wěn)定在21℃±0.02℃范圍內(nèi)。綜上所述，本實(shí)施例的高精度氣體溫度控制系統(tǒng)包括：氣體傳輸管路、溫度控制回路和控制器，其中，溫度控制回路由兩道主控溫回路與恒溫回路組成，主控溫回路包括制冷回路和精調(diào)回路，氣體依次通過制冷回路和精調(diào)回路控溫，再經(jīng)過恒溫回路使氣溫恒定。安裝在各氣路和管路上的溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)溫控關(guān)鍵位置的監(jiān)控，既使系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)可控，又能確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性；通過專家級PID反饋控制算法來計(jì)算閉環(huán)傳遞函數(shù)從而計(jì)算出精準(zhǔn)的控制輸出量，既能加快計(jì)算速度，又能保證計(jì)算的正確性，并具有抗干擾能力和較強(qiáng)的魯棒性，使最終氣體溫度精度達(dá)到0.02℃。實(shí)施例二如圖8～12所示，本發(fā)明還提供一種采用實(shí)施例一所述系統(tǒng)的高精度氣體溫度控制方法，包括步驟S1～步驟S3。步驟S1，將氣體抽入氣體傳輸管路。步驟S2，使冷卻液流入溫度控制回路。步驟S3，通過控制器調(diào)節(jié)所述溫度控制回路中冷卻液的溫度，將所述冷卻液與氣體傳輸管路中的氣體混合，通過熱交換調(diào)節(jié)氣體傳輸管路中的氣體的溫度。較佳的，如圖9所示，步驟S3可包括步驟S31～步驟S33：步驟S31，通過控制器調(diào)節(jié)所述制冷回路中冷卻液的溫度，所述制冷回路帶走氣體傳輸管路內(nèi)抽入的氣體的大部分熱量；可選的，如圖10所示，步驟S31可包括步驟S311～步驟S314：步驟S311，冷卻液從第一進(jìn)水管路流入并經(jīng)第一回水管路流出；步驟S312，氣體傳輸管路內(nèi)抽入的氣體進(jìn)入第一熱交換器；步驟S313，控制器根據(jù)第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和第七溫度傳感器分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述第一電動(dòng)兩通閥的開度，以降低所述第一進(jìn)水管路和第一回水管路中冷卻液的溫度；步驟S314，降低溫度后的冷卻液與氣體在第一熱交換器中混合，通過熱交換帶走所述氣體的大部分熱量；步驟S32，冷卻液流入精調(diào)回路，通過控制器調(diào)節(jié)所述精調(diào)回路中冷卻液的溫度，所述精調(diào)回路進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)；可選的，如圖11所示，步驟S32可包括步驟S321～步驟S324：步驟S321，冷卻液從第二進(jìn)水管路流入并經(jīng)第二回水管路流出；步驟S322，經(jīng)所述第一熱交換器帶走大部分熱量后的氣體進(jìn)入第二熱交換器；步驟S323，控制器根據(jù)所述第四溫度傳感器、第五溫度傳感器和第七溫度傳感器分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述第二電動(dòng)兩通閥的開度，以降低所述第二進(jìn)水管路和第二回水管路中冷卻液的溫度，和/或，控制器根據(jù)所述第四溫度傳感器、第五溫度傳感器和第七溫度傳感器分別測得的溫度調(diào)節(jié)所述加熱器，以升高所述第二進(jìn)水管路和第二回水管路中冷卻液的溫度；步驟S324，降低溫度后或升高溫度后的冷卻液與氣體在第二熱交換器中混合，通過熱交換進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)；步驟S33，從所述精調(diào)回路流出的冷卻液流入恒溫回路，所述恒溫回路進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第二預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)；可選的，如圖12所示，步驟S33可包括步驟S331～步驟S332：步驟S331，從第二進(jìn)水管路流出的冷卻液進(jìn)入冷卻液流通回路；步驟S332，經(jīng)所述第二熱交換器控制到第一預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)的氣體進(jìn)入第三熱交換器，冷卻液與氣體在第二熱交換器中混合，通過熱交換進(jìn)一步將氣體的溫度控制到第二預(yù)設(shè)精度范圍內(nèi)。實(shí)施例二的其它詳細(xì)內(nèi)容具體可參見實(shí)施例一的相應(yīng)部分，在此不再贅述。綜上所述，本發(fā)明的高精度氣體溫度控制系統(tǒng)包括：氣體傳輸管路、溫度控制回路和控制器，其中，溫度控制回路由兩道主控溫回路與恒溫回路組成，主控溫回路包括制冷回路和精調(diào)回路，氣體依次通過制冷回路和精調(diào)回路控溫，再經(jīng)過恒溫回路使氣溫恒定。安裝在各氣路和管路上的溫度傳感器，實(shí)現(xiàn)對各個(gè)溫控關(guān)鍵位置的監(jiān)控，既使系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)可控，又能確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性；通過專家級PID反饋控制算法來計(jì)算閉環(huán)傳遞函數(shù)從而計(jì)算出精準(zhǔn)的控制輸出量，既能加快計(jì)算速度，又能保證計(jì)算的正確性，并具有抗干擾能力和較強(qiáng)的魯棒性，使最終氣體溫度精度達(dá)到第二預(yù)設(shè)精度范圍。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的系統(tǒng)而言，由于與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計(jì)約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個(gè)特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。