离子膜蚀刻机的安全控制系统研究

摘要

离子膜蚀刻机是一套用于核孔膜（离子径迹膜）制备过程中化学蚀刻阶段的装置，本文研究的离子膜蚀刻机的安全温控系统则尝试将自动化控制方法用于蚀刻装置中，实现对化学蚀刻阶段的智能化控制，比起传统的人工控制而言更加精准，快速便捷，且节省劳动力,保证了生产的安全性。
　　离子膜蚀刻过程的实现是一套完整的自动化流程，包括放卷过程、碱液蚀刻过程、清洗过程、烘干过程、收卷过程等一系列流程。核孔膜的重要技术指标－膜孔径，则主要由蚀刻碱液的温度、浓度和蚀刻时间决定。由于碱液浓度与蚀刻时间都容易操作和控制，因此本文一大控制关键就在于蚀刻池碱液的温控系统的稳定，提高安全系数。
　　温控系统是整个蚀刻设备安全的中心环节，主要以多路 PT100构成为温度传感器网络，利用温度变送器实现电压信号的转换；采用C8051F340单片机为主控制器，实现对多路温度数据的 A/D转换；并采用PID控制算法输出PWM控制量对SSR构成的三相交流调功器进行电加热调功。文章还对这个过程进行了实验数据采集和分析，验证了这一系统的可靠性。
　　此外，蚀刻机控制系统中除温控系统和孔径监测的其他模块包括液位监测，浊液监测，张力控制，伺服电机控制，纠偏控制等，这些模块几乎都采用了集成度高的设备，因此仅对其进行了介绍和控制方法。
　　全文实现了对离子膜蚀刻机的温控系统的整体设计和研究，为实现离子径迹膜化学蚀刻过程的智能化和自动化提供了具体方案，对于提高离子膜生产的安全性，实现离子膜工业化生产具有相当的应用价值。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 离子膜蚀刻机研究背景

1.2 国内外离子膜蚀刻技术的发展状况

1.3 课题研究的理论意义和应用前景

1.4 课题研究的内容

第2章 离子膜蚀刻机控制系统概况

2.1离子膜蚀刻机控制系统的设计理念

2.2 仪器机械设计概述

2.3 控制系统结构

2.4 仪器系统特点

第3章 离子膜蚀刻机温度控制系统

3.1 温度控制系统的理论研究

3.2 温度控制系统的框架设计

3.3 温度控制系统硬件电路的设计

3.4 温度控制系统软件设计

第4章 离子膜蚀刻机其他功能参数的控制

4.1 蚀刻池液位的监测

4.2 伺服电机的控制

4.3 超声波纠偏仪的控制

4.4 放卷收卷张力的控制

4.5 浊液的监测

第5章 实验效果与数据分析

5.1 蚀刻池恒温系统模型的确定

5.2 PID控制的MATLAB仿真

5.3 PID控制效果

第6章 总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

作者在就读学位期间的科研成果

致谢