一种射频电源及温度调控方法与流程

1.本发明属于射频电源技术领域，具体涉及一种射频电源及温度调控方法。


背景技术：

2.射频电源是可以产生固定频率的正弦波电压，频率在射频范围（约3khz～300ghz）内、具有一定功率的电源。射频电源广泛应用于半导体工艺设备、led与太阳能光伏产业、科学实验中的等离子体发生、射频感应加热、医疗美容、常压等离子体消毒清洗等行业。
3.射频电源的一般工作温度为-10至 40℃、相对湿度:10%～90%rh,无凝露，射频电源在工作时，随着长时间的工作，热量的积累，导致其内部温度升高，现有技术中，有通过内置风扇的方式对射频电源内部进行散热，如公开号为cn114302586a的多路射频电源，其便是利用风扇以及散热件实现对射频电源的维护，但是，现有的散热方式在对射频电源内部进行散热时存在以下问题：1.当射频电源内部温度较高时，射频电源外部温度较低的气体进入到射频电源内部后，温度较低的气体与温度较高的气体融合，会降低射频电源内部的温度，当射频电源内部的高温气体温度降低至露点温度以下后，高温气体中的水汽凝结，造成电路板的工作环境变得潮湿，进而引发电路板的使用寿命降低并影响电路板的稳定性；2.现有的内置风扇的散热方式，在对射频电源内部进行散热的同时，其运转后产生的热量会进一步提高射频电源内部的温度，会进一步引发射频电源出现内部故障。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种射频电源，能够根据外壳内部的温度对流向外壳内部的气体进行加热，避免外壳内部的高温气体和低温气体融合后，局部气体温度降低至露点温度以下，出现水汽凝结的现象，造成外壳内部潮湿，降低集成电路板的使用寿命和稳定性。
5.本发明采取的技术方案具体如下：一种射频电源，包括外壳，所述外壳的一端固定有操作面板，所述操作面板的一端装配有外置温度监测元件，所述外壳的内部固定有集成电路板，所述集成电路板上集成有温度传感器和湿度传感器，所述外壳内部的一端设置有排气腔，排气腔的两端分别开设有贯通孔和排气孔，所述排气腔的内部固定有与排气孔相适配的散热风扇，且所述外置温度监测元件和集成电路板以及集成电路板和散热风扇之间均通过导线电性连接，还包括：多个温控部，多个所述温控部分别装配于外壳的两侧,所述温控部包括导流壳体、多个加热元件和内置温度监测元件，所述导流壳体固定于外壳内部的一侧，所述导流壳体的两端分别开设有第二进气孔和气道出口，且所述第二进气孔位于远离外置温度监测元件的一侧，所述导流壳体的内部设置有多个隔板，所述导流壳体的内部通过隔板分隔有多个气道，且相邻的两个所述气道首尾相连，多个所述加热元件分别固定于多个气道的内部，所述内置温度监测元件固定于靠近气道出口的气道的内部，且所述加热元件和集成电路板以及内置温度监测元件和集成电路板之间均通过导线电性连接；
冷却部，所述冷却部装配于外壳的一端；其中，所述散热风扇运转后能够带动外壳外部的气体依次流经温控部、外壳和冷却部，最终通过排气孔排出至外壳外部。
6.在一种优选方案中，多个所述隔板呈s形分布于导流壳体的内部。
7.在一种优选方案中，所述导流壳体的外侧设置有隔热元件，所述导流壳体的内壁设置有隔热涂层。
8.在一种优选方案中，所述外壳的底部且位于集成电路板的下端开设有一散热通槽，所述散热通槽的底部固定有散热片，所述外壳和散热片之间装配有一密封元件。
9.在一种优选方案中，所述冷却部包括冷却壳体、多个冷凝管和多个冷却风扇，所述冷却壳体固定于外壳的内部且位于散热风扇的下端，所述冷却壳体的内部一体成型有一导流板，所述冷却壳体的内部通过导流板分隔有冷却腔和冷凝腔，多个所述冷凝管均匀固定于冷却腔的内部，且所述冷凝管的两端分别贯穿冷却腔的上端和下端，多个所述冷却风扇均固定于冷凝腔的内部，且所述冷却风扇和集成电路板通过导线电性连接。
10.在一种优选方案中，所述冷凝腔的一端设置有集水槽，所述集水槽的侧壁上固定有液位传感器，且所述液位传感器和集成电路板通过导线电性连接，所述导流板倾斜设置于冷却壳体的内部，且所述导流板较低的一端位于集水槽的上端。
11.在一种优选方案中，所述散热片的下端均匀开设有多个散热翅片，所述冷却风扇运转后，所述冷却风扇输出端的气流方向和散热翅片的延伸方向相同。
12.在一种优选方案中，所述外壳的两侧均开设有第一进气孔，所述外壳的内部装配有挡板和电磁铁，其中，所述外壳和挡板转动连接，所述外壳和电磁铁固定连接，且所述电磁铁和集成电路板通过导线电性连接，所述挡板的内部固定有磁性元件，所述电磁铁和磁性元件相适配。
13.在一种优选方案中，所述集成电路板至少还集成有存储单元和处理单元，所述存储单元存储有一配套使用的程序，所述处理单元能够执行上述程序。
14.一种温度调控方法，适用于上述的一种射频电源，主要包括以下步骤：s1：启动装置，所述温度传感器和湿度传感器对外壳内部的温度和湿度进行实时监测，通过外置温度监测元件对外壳外部的温度进行实时监测；s2：散热风扇运转，带动装置内、外部的气体循环流动，对外壳内部进行降温，同时，通过散热片吸收外壳内部的热量；s3：根据外壳内部的实时温度和湿度，计算外壳内部气体的露点温度；s4：启动，对装置外部流入的空气进行加热，使其进入到外壳内部之前，温度达到露点温度。
15.本发明取得的技术效果为：本发明通过外置温度监测元件监测外壳外部的温度，在外壳外部的气体温度高于外壳内部的露点温度时，外壳外部的气体可以通过第一进气孔和导流壳体进入到外壳内部，进而对外壳内部进行高效降温；当外壳外部的气体低于外壳内部的露点温度时，通过电磁铁驱动挡板转动，使得挡板对第一进气孔进行遮盖，避免温度较低的气体直接进入到外壳内部，造成水汽凝结的现象；本发明在通过挡板对第一进气孔形成遮盖后，外壳外部的气体流经导流壳体内部
时，通过加热元件对气流进行加热，将气流温度加热至露点温度再流入至外壳内部，避免外壳内部的高温气体和低温气体融合后，局部气体温度降低至露点温度以下，出现水汽凝结的现象，造成集成电路板的工作环境较为潮湿，引发集成电路板的使用寿命降低和稳定性降低；本发明启动冷却风扇后，外壳内部的气体流经冷凝管内部，通过冷凝管吸收气流的温度，对气流进行降温，同时，降温后的气流通过冷却风扇的输出端吹向散热片，对散热片进行降温，提高了散热片的热传导效率，进一步提高了外壳内部的降温效果；本发明通过在导流壳体的外侧设置隔热元件、导流壳体的内壁设置隔热涂层以及将散热风扇和冷却风扇装配在排气腔内部等方式，避免散热风扇、加热元件以及冷却风扇工作时产生的热量传递至外壳内部，减少了外壳内部的发热源，降低了装置工作时外壳内部的温度，降低了集成电路板由于环境温度较高引发的故障概率，进一步提高了集成电路板工作时的稳定性。
附图说明
16.图1是本发明整体的结构示意图；图2是本发明外壳的内部示意图；图3是本发明整体结构的后视图；图4是本发明整体结构的仰视图；图5是本发明外壳内部结构示意图；图6是本发明图5中a处的局部放大图；图7是本发明第一进气孔的结构示意图；图8是本发明温控部的结构示意图；图9是本发明冷却部的结构示意图；图10是本发明冷却部的结构剖视图。
17.附图中，各标号所代表的部件列表如下：10、外壳；11、外置温度监测元件；12、集成电路板；13、散热风扇；14、散热片；15、第一进气孔；16、挡板；17、电磁铁；18、磁性元件；20、温控部；21、导流壳体；22、加热元件；23、内置温度监测元件；24、第二进气孔；25、气道出口；30、冷却部；31、冷却壳体；32、冷凝管；33、冷却风扇；34、液位传感器；35、冷却腔；36、冷凝腔；37、集水槽。
具体实施方式
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
19.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的
情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
20.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个较佳的实施方式中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
21.再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
22.请参阅附图1至图7所示，本发明提供了一种射频电源，包括外壳10，外壳10的一端固定有操作面板，外壳10的另一端设置有多个接口，外壳10内部的一端设置有排气腔，排气腔的两端分别开设有贯通孔和排气孔，操作面板的一端装配有外置温度监测元件11、信息显示元件和多个功能键，外壳10的内部固定有集成电路板12，排气腔的内部固定有散热风扇13，且散热风扇13和排气孔相适配，集成电路板12上至少集成有温度传感器、湿度传感器、存储单元以及处理单元，存储单元存储有一配套使用的程序，外壳10的下端且位于集成电路板12的下端开设有一散热通槽，散热通槽的下端固定有散热片14，散热片14的下端均匀开设有多个散热翅片，外壳10的两侧均设置有第一进气孔15，外壳10的内部装配有挡板16和电磁铁17，其中，外壳10和挡板16转动连接，外壳10和电磁铁17固定连接，且外置温度监测元件11和集成电路板12、散热风扇13和集成电路板12、挡板16和集成电路板12、显示元件和集成电路板12、功能键和集成电路板12以及接口和集成电路板12之间均通过导线电性连接，挡板16的内部固定有磁性元件18，电磁铁17和磁性元件18相适配，还包括：请参阅附图8所示，多个温控部20，多个温控部20分别装配于外壳10的两侧，温控部20包括导流壳体21、多个加热元件22和内置温度监测元件23，导流壳体21固定于外壳10内部的一侧，导流壳体21的两端分别开设有第二进气孔24和气道出口25，且第二进气孔24位于远离外置温度监测元件11的一侧，导流壳体21的内部设置有多个隔板，多个隔板呈s形分布于导流壳体21的内部，导流壳体21的内部通过隔板分隔有多个气道，且相邻的两个气道首尾相连，多个加热元件22分别固定于多个气道的内部，内置温度监测元件23固定于靠近气道出口25的气道的内部，且内置温度监测元件23和集成电路板12通过导线电性连接；冷却部30，冷却部30装配于外壳10的一端；其中，散热风扇13运转后能够带动外壳10外部的气体依次流经温控部20、外壳10、冷却部30，最终通过冷却部30和排气孔排出至外壳10外部。
23.在此，温度传感器用于实时监测外壳10内部的温度，湿度传感器用于实时监测外壳10内部的空气湿度，存储单元用于存储相关信息，处理单元用于计算和执行上述程序。
24.值得一提的是，加热元件22是现有的成熟技术，加热元件22在通电的状态下可以将电能转换为热能，进而释放热量，达到加热的目的，其可以是下列元件中的任意一种或多种：加热管、加热丝、陶瓷发热片或其他具有加热功能的元件，在此，只要能实现对气体进行调节式加热的目的即可，不做进一步限定。
25.具体的，外壳10底部的四个端角均设置有支撑底脚，散热翅片的最低面高于支撑底脚的最低面，操作面板的一端还设置有执手，接口用于进行数据传输和电性连接。
26.在该实施方式中，启动装置，通过温度传感器和湿度传感器对外壳10内部的温度和湿度进行实时监测，通过外置温度监测元件11对外壳10外部的温度进行实时监测，启动
散热风扇13，使得外壳10外部的气体依次流经导流壳体21、外壳10和排气腔，最终通过冷却部30和排气孔排出至外壳10外部，通过循环流动的气体对外壳10内部进行降温，同时，通过散热片14吸收外壳10内部的热量，并将热量传递至外壳10外部，提高外壳10内部的降温效果；随着装置的运行时间的增加，外壳10内部的温度会逐渐升高，根据外壳10内部的实时温度t1和实时湿度h，通过配套使用的程序计算外壳10内部空气的露点温度t2，通过外置温度监测元件11监测外壳10外部的实时温度，并记为t3，当t3≥t2时，启动电磁铁17，使得电磁铁17释放磁场，且电磁铁17和磁性元件18相互靠近的一端磁极相反，通过电磁铁17对磁性元件18进行吸附，使得挡板16向远离第一进气孔15的方向转动，不再对第一进气孔15形成遮盖，此时，外壳10外部的气体能够通过导流壳体21和第一进气孔15大量流入到外壳10内部，对外壳10内部进行高效散热；当t3＜t2时，反向运转电磁铁17，使得电磁铁17和磁性元件18相互靠近的一端磁极相同，通过电磁铁17驱动磁性元件18移动，使得挡板16向靠近第一进气孔15的方向转动，对第一进气孔15形成遮盖，此时，外壳10外部的气体只能依次通过第二进气孔24和导流壳体21内部的气道流入至外壳10内部，同时，通过t3和t2的差值，计算加热元件22的工作功率，启动加热元件22，使得加热元件22释放热量，对经过气道内部的气流进行加热，并通过内置温度监测元件23监测气流的实时温度，并将气流的实时温度记为t4，根据t4和t2的差值，调整加热元件22的功率，若t4＜t2，则增大加热元件22的功率，提高气流的温度；若t4＝t2，则保持加热元件22的功率；若t4＞t2，则降低加热元件22的功率，降低气流的温度，气流经过气道出口25输入至外壳10内部，通过将气流的温度t4和外壳10内部空气的露点温度t2相等，在气流流经外壳10内部时，可以吸收外壳10内部的热量，还能够避免外壳10内部的高温气体温度降低至露点温度以下后，出现水汽凝结的现象，导致外壳10内部环境潮湿，降低集成电路板12的使用寿命和工作稳定性。
27.在一个具体实施例中，当外壳10内部的温度为73℃，空气湿度为50%rh，外壳10外部的温度为第一进气孔15℃时，通过焓湿图计算并获取外壳10内部气体的露点温度为54.49℃，若外壳10外部的第一进气孔15℃的气体直接流入到外壳10内部后，低温气体和高温气体混合，导致局部高温气体的温度降低至露点温度54.49℃以下，会导致外壳10内部的空气出现水汽凝结的现象，进而导致集成电路板12的运行环境较为潮湿，降低集成电路板12的使用寿命和稳定性，加热元件22启动后，外壳10外部第一进气孔15℃的气体流经导流壳体21内部时，被加热至55℃并输入至外壳10内部，能够避免外壳10内部的局部温度降低至露点温度以下，进而避免出现水汽凝结的现象，55℃的气体和外壳10内部的气体混合后，外壳10内部的气体温度下降，其露点温度也会随之下降，此时，根据外壳10内部的实时温度，计算实时露点温度，并通过调整加热元件22的功率，调节位于导流壳体21内部的气流的温度。
28.需要说明的是，露点温度是指在空气中水汽含量不变，并保持气压一定的情况下，使空气冷却达到饱和时的温度，简称露点，当湿度一定的气体温度降至露点温度以下后，其气体中的水分就会出现凝结的现象，露点温度的计算方式可根据戈夫－格雷奇公式或马格拉斯公式进行计算，也可根据焓湿图进行计算，具体的，焓湿图是湿空气各项参数之间的关系示意图，在本实施例中，根据空气的湿度和温度可以通过焓湿图获取其露点温度。
29.进一步的，导流壳体21的外侧设置有隔热元件，导流壳体21的内壁设置有隔热涂层。
30.在该实施方式中，隔热元件和隔热涂层的设置，可以避免导流壳体21吸收加热元件22释放的热量，提高加热元件22对气流的加热效率，同时，可以避免导流壳体21吸收热量后，将热量传递至外壳10内部，进一步提高外壳10内部的温度。
31.进一步的，外壳10和散热片14之间装配有一密封元件。
32.在该实施方式中，密封元件的设置，可以避免外壳10外部的气体和灰尘通过外壳10和散热片14之间的缝隙进入到外壳10内部。
33.请参阅附图9至图10所示，进一步的，冷却部30包括冷却壳体31、多个冷凝管32和多个冷却风扇33，冷却壳体31固定于外壳10的内部且位于散热风扇13的下端，冷却壳体31的内部一体成型有一导流板，且导流板为倾斜状态，冷却壳体31的内部通过导流板分隔有冷却腔35和冷凝腔36，冷却腔35的上端设置有一注液孔，通过注液孔可向冷却腔35内部注入冷却液，多个冷凝管32均匀固定于冷却腔35的内部，且冷凝管32的两端分别贯穿冷却腔35的上端和下端，多个冷却风扇33均固定于冷凝腔36的内部，冷凝腔36的一端设置有集水槽37，集水槽37的一端开设有排液孔，集水槽37的侧壁上固定有液位传感器34，且冷却风扇33和集成电路板12以及液位传感器34和集成电路板12之间均通过导线电性连接，且导流板较低的一端位于集水槽37的上端。
34.进一步的，外壳10的内部还设置有一报警元件，报警元件和液位传感器34配套使用。
35.在该实施方式中，通过注液孔向冷却腔35内部注入冷却液（在本实施例中，冷却液优选为水），启动装置后，散热风扇13开始运转，外壳10外部的气体，依次通过第二进气孔24、导流壳体21、外壳10内部进入到排气腔内部，同时，冷却风扇33启动后，排气腔内部的气体分流一部分通过冷凝管32流至冷凝腔36内部，排气腔内部的气体流经冷凝管32内部时，通过冷凝管32吸收气体中的热量，对气体进行降温，降温后的气体进入到冷凝腔36内部，并通过冷却风扇33的输出端流向散热片14，吸收散热片14表面的热量，提高散热片14热传导的效率，进而提高外壳10内部的降温效果；同时，排气腔内部的高温气体在流经冷凝管32内部时，由于气体温度降低，气体中的水汽会凝结在冷凝管32内壁上，当水汽凝集成水珠后，水珠在重力作用下沿冷凝管32内壁向下流动，并沿着导流板倾斜的方向流动至集水槽37内部，当集水槽37内部的液面淹没液位传感器34时，通过液位传感器34传递信号给集成电路板12，启动报警元件发出警示信号，提醒使用人员对集水槽37内部收集的凝结水进行排放。
36.一种温度调控方法，适用于上述的一种射频电源，主要包括以下步骤：stp1：通过注液孔向冷却腔35内部注入冷却液，启动装置，通过温度传感器和湿度传感器对外壳10内部的温度和湿度进行实时监测，通过外置温度监测元件11对外壳10外部的温度进行实时监测；stp2：散热风扇13运转，带动装置内、外部的气体循环流动，对外壳10内部进行降温，同时，通过散热片14吸收外壳10内部的热量，提高外壳10内部的降温效果，同时，冷却风扇33运转后，排气腔内部的气体经过冷凝管32的降温后吹向散热片14，提高散热片14的热传导效率，进一步提高外壳10内部的降温效果；stp3：根据外壳10内部的实时温度和实时湿度，计算外壳10内部气体的实时露点
温度；stp4：启动加热元件22，使得加热元件22释放热量，对装置外部流入的空气进行加热，使其进入到外壳10内部之前，温度达到露点温度，避免外壳10外部温度较低的气体进入到外壳10内部后，导致外壳10内部的气体温度降低至露点温度以下，导致水汽凝结的现象，进而导致集成电路板12的工作环境潮湿，降低集成电路板12的使用寿命，提高装置的故障概率。
37.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。