與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種溫度控制裝置，尤其是一種與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置，屬于晶體生長溫度控制的技術領域。
【背景技術】
[0002]目前，晶體生長爐根據工藝的不同，一般采用電加熱爐或石墨電阻加熱器進行加熱，當前國內外基本采用PID控制器通過溫度測量數據的反饋對加熱器的輸出電流進行控制達到溫控目的，溫度的測量多采用熱電偶與紅外測溫儀。
[0003]隨著晶體生長的尺寸需求越來越大，新的工藝對溫度穩定性和精確性要求越來越高。隨著尺寸的增大導致生長周期的加長，熱電偶的損毀率高所造成的影響變得無法忽視。紅外測溫儀的測量精度與測溫范圍成反比，而選用紅外測溫儀為提高測溫精度，只能縮小測溫范圍，不可避免在非測量量程段必須使用其他控溫方式。如藍寶石晶體生長所需測量溫度上限需超過2200°C，在重要結晶段測量精度需達到0.1°C，因此選用的測量波段0.8-1.1 μπι的紅外測溫儀，量程為800-2500°C，低于量程800°C的時候測溫儀無數據輸出，并且紅外測溫儀作為非接觸測量，只能通過觀測窗口測量內部溫度；而遇到窗口遇到突發情況被遮擋后溫控系統將喪失精度甚至失去控制。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置，其結構緊湊，能與紅外測溫儀配合實現對晶體生長溫度的有效控制，能避免安裝接觸式溫度傳感器對晶體爐真空度的影響，適應性好，安全可靠。
[0005]按照本實用新型提供的技術方案，所述與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置，包括用于將直流可編程電子負載與直流穩壓電源連接形成穩定回路的轉接盒，所述轉接盒內還包括用于將回路電流呈正線性關系輸出的上升端接口以及用于將回路電流呈負線性關系輸出的下降端接口，轉接盒通過上升端接口或下降端接口與晶體爐電源控制器連接。
[0006]所述轉接盒內包括定值電阻，所述定值電阻的一端與直流可編程電子負載的正極端連接，定值電阻的另一端與直流穩壓電源的正極端連接，直流穩壓電源的負極端與直流可編程電子負載的負極端連接；在所述定值電阻的兩端形成上升端接口，在直流可編程電子負載的正極端、負極端間形成下降端接口。
[0007]在所述上升端接口上設置上升端插頭，在所述下降端接口上設置下降端插頭，轉接盒通過上升端插頭、下降端插頭能與晶體爐電源控制器的對接插頭匹配連接。
[0008]本實用新型的優點:
[0009]1、不需要改裝現有的工藝生長爐，避免了安裝接觸式溫度傳感器(如熱電偶、熱電阻)對真空度的影響；
[0010]2、晶體爐電源控制器通過對接插頭與上升端插頭或下降端插頭匹配連接，與PID等其他外接控制器不沖突，能做到與PID-紅外控溫方式的無縫對接；
[0011]3、直流可編程電子負載技術成熟，產品選擇多，該系統經過簡單調試可適用于多種工作環境和不同工藝；
[0012]4、運行需要設置的參數少，基本操作只需設置初始電流和電流單向變化速率，就能保證了輸出功率的單向變化，不會引起溫度的波動，與PLC等其他功率控制相比具有操作簡單、穩定性高的優點。
[0013]5、在突發情況時緊急啟動迅速，成本低廉。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的電路原理圖。
[0015]圖2為本實用新型轉接盒與直流可編程電子負載、直流穩壓電源的連接配合示意圖。
[0016]圖3為本實用新型晶體爐電源控制器的示意圖。
[0017]附圖標記說明:1-直流可編程電子負載、2-直流穩壓電源、3-定值電阻、4-上升端接口、5-下降端接口、6-轉接盒、7-對接插頭、8-晶體爐電源控制器、9-上升端插頭以及10-下降端插頭。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0019]如圖1和圖2所示:為了能與紅外測溫儀配合實現對晶體生長溫度的有效控制，能避免安裝接觸式溫度傳感器對晶體爐真空度的影響，本實用新型包括用于將直流可編程電子負載I與直流穩壓電源2連接形成穩定回路的轉接盒6，所述轉接盒6內還包括用于將回路電流呈正線性關系輸出的上升端接口 4以及用于將回路電流呈負線性關系輸出的下降端接口 5，轉接盒6通過上升端接口 4或下降端接口 5與晶體爐電源控制器8連接。
[0020]具體地，直流可編程電子負載I是控制內部功率MOSFET或晶體管的導通量(量占空比大小)，靠功率管的耗散功率消耗電能的設備，它能夠準確檢測出負載電壓，精確調整負載電流，同時可以實現模擬負載短路，模擬負載是感性阻性和容性，容性負載電流上升時間。直流可編程電子負載I作為常用測試設備基本功能包含通過鍵盤輸入設定負載電流、電壓、電阻等參數并設定他們的上升斜率。直流可編程電子負載I具有定電流模式，能設定初始負載電流的具體數值和負載電流正向變化一個最小單位的步長。直流穩壓電源2提供可設定的穩定電壓和短路時可調節的固定數值的電流，直流穩定電源2通過轉接盒6與直流可編程電子負載I串接成回路，整個回路電流的大小由直流可編程電子負載I的負載電流決定。晶體爐電源控制器8為現有晶體爐加熱常用的控制設備，晶體爐電源控制器8能根據上升端接口 4提供回路電流呈正線性關系的輸出或下降端接口 5提供回路電流呈負線性關系的輸出來控制加熱電源的輸出功率，實現對晶體爐加熱溫度的有效控制。
[0021]進一步地，所述轉接盒6內包括定值電阻3，所述定值電阻3的一端與直流可編程電子負載I的正極端連接，定值電阻3的另一端與直流穩壓電源2的正極端連接，直流穩壓電源2的負極端與直流可編程電子負載I的負極端連接；在所述定值電阻3的兩端形成上升端接口 4，在直流可編程電子負載I的正極端、負極端間形成下降端接口 5。
[0022]在所述上升端接口 4上設置上升端插頭9，在所述下降端接口 5上設置下降端插頭10，轉接盒6通過上升端插頭9、下降端插頭10能與晶體爐電源控制器8的對接插頭7匹配連接。
[0023]本實用新型實施例中，定值電阻3的取值與直流穩定電源2的取值匹配，保證上升端接口 4、下降端接口 5能獲取與回路電流呈線性變換的信號，圖2中示出了定值電阻3為10 Ω，直流穩壓電源2為1V IA的規格。晶體爐電源控制器8通過對接插頭7與上升端插頭9或下降端插頭10進行對接，具體連接可以由人為選擇確定，如圖3所示。
[0024]在具體實施時，根據生長爐電源控制器8的控制信號選用合適的直流穩壓電源2與定值電阻3的電阻，并在晶體生長爐內溫度不在紅外測溫儀的控溫范圍外時啟動直流可編程電子負載I以及直流穩壓電源2。工作時，在不同負載電流時記錄晶體爐的具體輸出電壓、電流，得出直流可編程電子負載I的電流與晶體爐加熱電源輸出電壓線性關系；使用時根據需求設置直流可編程電子負載I的運行參數，運行后接入上升端插頭9/下降端插頭10，生長爐電源控制器8的自身電壓控制信號調節為0，電流控制信號調節為最大值，此后，加熱電源的輸出功率的變化將受直流可編程電子負載I的控制。使用后將對接插頭7與上升端插頭9或下降端插頭10斷開即可。
[0025]本實用新型能很好的彌補高精度紅外測溫儀測量量程不足的缺陷，公知的商用直流可編程電子負載I均有很高的電流控制精度和穩定性，因此在功率控制上能保證很高的穩定性。實施例的替換和等效的各種部件是公知的，在不脫離本實用新型的精神或本質特征的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本實用新型范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
【主權項】
1.一種與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置，其特征是:包括用于將直流可編程電子負載(I)與直流穩壓電源(2)連接形成穩定回路的轉接盒(6)，所述轉接盒(6)內還包括用于將回路電流呈正線性關系輸出的上升端接口(4)以及用于將回路電流呈負線性關系輸出的下降端接口(5)，轉接盒(6)通過上升端接口(4)或下降端接口(5)與晶體爐電源控制器(8)連接。
2.根據權利要求1所述的與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置，其特征是:所述轉接盒(6)內包括定值電阻(3)，所述定值電阻(3)的一端與直流可編程電子負載(I)的正極端連接，定值電阻(3)的另一端與直流穩壓電源(2)的正極端連接，直流穩壓電源(2)的負極端與直流可編程電子負載(I)的負極端連接；在所述定值電阻(3)的兩端形成上升端接口(4)，在直流可編程電子負載(I)的正極端、負極端間形成下降端接口(5)。
3.根據權利要求2所述的與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置，其特征是:在所述上升端接口(4)上設置上升端插頭(9)，在所述下降端接口(5)上設置下降端插頭(10)，轉接盒(6)通過上升端插頭(9)、下降端插頭(10)能與晶體爐電源控制器(8)的對接插頭(7)匹配連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種溫度控制裝置，尤其是一種與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置，屬于晶體生長溫度控制的技術領域。按照本實用新型提供的技術方案，所述與紅外測溫儀控溫方式互補的簡易溫度控制裝置，包括用于將直流可編程電子負載與直流穩壓電源連接形成穩定回路的轉接盒，所述轉接盒內還包括用于將回路電流呈正線性關系輸出的上升端接口以及用于將回路電流呈負線性關系輸出的下降端接口，轉接盒通過上升端接口或下降端接口與晶體爐電源控制器連接。本實用新型結構緊湊，能與紅外測溫儀配合實現對晶體生長溫度的有效控制，能避免安裝接觸式溫度傳感器對晶體爐真空度的影響，適應性好，安全可靠。
【IPC分類】G05D23-22, C30B35-00
【公開號】CN204462899
【申請號】CN201520126446
【發明人】倪屹, 劉棋奇, 劉銀法, 萬海松
【申請人】江南大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月4日