與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種溫度控制裝置，尤其是一種與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置，屬于晶體生長(zhǎng)溫度控制的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，晶體生長(zhǎng)爐根據(jù)工藝的不同，一般采用電加熱爐或石墨電阻加熱器進(jìn)行加熱，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外基本采用PID控制器通過溫度測(cè)量數(shù)據(jù)的反饋對(duì)加熱器的輸出電流進(jìn)行控制達(dá)到溫控目的，溫度的測(cè)量多采用熱電偶與紅外測(cè)溫儀。
[0003]隨著晶體生長(zhǎng)的尺寸需求越來越大，新的工藝對(duì)溫度穩(wěn)定性和精確性要求越來越高。隨著尺寸的增大導(dǎo)致生長(zhǎng)周期的加長(zhǎng)，熱電偶的損毀率高所造成的影響變得無法忽視。紅外測(cè)溫儀的測(cè)量精度與測(cè)溫范圍成反比，而選用紅外測(cè)溫儀為提高測(cè)溫精度，只能縮小測(cè)溫范圍，不可避免在非測(cè)量量程段必須使用其他控溫方式。如藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)所需測(cè)量溫度上限需超過2200°C，在重要結(jié)晶段測(cè)量精度需達(dá)到0.1°C，因此選用的測(cè)量波段0.8-1.1 μπι的紅外測(cè)溫儀，量程為800-2500°C，低于量程800°C的時(shí)候測(cè)溫儀無數(shù)據(jù)輸出，并且紅外測(cè)溫儀作為非接觸測(cè)量，只能通過觀測(cè)窗口測(cè)量?jī)?nèi)部溫度；而遇到窗口遇到突發(fā)情況被遮擋后溫控系統(tǒng)將喪失精度甚至失去控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，能與紅外測(cè)溫儀配合實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體生長(zhǎng)溫度的有效控制，能避免安裝接觸式溫度傳感器對(duì)晶體爐真空度的影響，適應(yīng)性好，安全可靠。
[0005]按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置，包括用于將直流可編程電子負(fù)載與直流穩(wěn)壓電源連接形成穩(wěn)定回路的轉(zhuǎn)接盒，所述轉(zhuǎn)接盒內(nèi)還包括用于將回路電流呈正線性關(guān)系輸出的上升端接口以及用于將回路電流呈負(fù)線性關(guān)系輸出的下降端接口，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)接盒內(nèi)包括定值電阻，所述定值電阻的一端與直流可編程電子負(fù)載的正極端連接，定值電阻的另一端與直流穩(wěn)壓電源的正極端連接，直流穩(wěn)壓電源的負(fù)極端與直流可編程電子負(fù)載的負(fù)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(fù)載的正極端、負(fù)極端間形成下降端接口。
[0007]在所述上升端接口上設(shè)置上升端插頭，在所述下降端接口上設(shè)置下降端插頭，轉(zhuǎn)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(duì)接插頭匹配連接。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0009]1、不需要改裝現(xiàn)有的工藝生長(zhǎng)爐，避免了安裝接觸式溫度傳感器(如熱電偶、熱電阻)對(duì)真空度的影響；
[0010]2、晶體爐電源控制器通過對(duì)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(duì)接；
[0011]3、直流可編程電子負(fù)載技術(shù)成熟，產(chǎn)品選擇多，該系統(tǒng)經(jīng)過簡(jiǎn)單調(diào)試可適用于多種工作環(huán)境和不同工藝；
[0012]4、運(yùn)行需要設(shè)置的參數(shù)少，基本操作只需設(shè)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(huì)引起溫度的波動(dòng)，與PLC等其他功率控制相比具有操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]5、在突發(fā)情況時(shí)緊急啟動(dòng)迅速，成本低廉。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)接盒與直流可編程電子負(fù)載、直流穩(wěn)壓電源的連接配合示意圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型晶體爐電源控制器的示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說明:1-直流可編程電子負(fù)載、2-直流穩(wěn)壓電源、3-定值電阻、4-上升端接口、5-下降端接口、6-轉(zhuǎn)接盒、7-對(duì)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(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1和圖2所示:為了能與紅外測(cè)溫儀配合實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體生長(zhǎng)溫度的有效控制，能避免安裝接觸式溫度傳感器對(duì)晶體爐真空度的影響，本實(shí)用新型包括用于將直流可編程電子負(fù)載I與直流穩(wěn)壓電源2連接形成穩(wěn)定回路的轉(zhuǎn)接盒6，所述轉(zhuǎn)接盒6內(nèi)還包括用于將回路電流呈正線性關(guān)系輸出的上升端接口 4以及用于將回路電流呈負(fù)線性關(guān)系輸出的下降端接口 5，轉(zhuǎn)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(fù)載I是控制內(nèi)部功率MOSFET或晶體管的導(dǎo)通量(量占空比大小)，靠功率管的耗散功率消耗電能的設(shè)備，它能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出負(fù)載電壓，精確調(diào)整負(fù)載電流，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)模擬負(fù)載短路，模擬負(fù)載是感性阻性和容性，容性負(fù)載電流上升時(shí)間。直流可編程電子負(fù)載I作為常用測(cè)試設(shè)備基本功能包含通過鍵盤輸入設(shè)定負(fù)載電流、電壓、電阻等參數(shù)并設(shè)定他們的上升斜率。直流可編程電子負(fù)載I具有定電流模式，能設(shè)定初始負(fù)載電流的具體數(shù)值和負(fù)載電流正向變化一個(gè)最小單位的步長(zhǎng)。直流穩(wěn)壓電源2提供可設(shè)定的穩(wěn)定電壓和短路時(shí)可調(diào)節(jié)的固定數(shù)值的電流，直流穩(wěn)定電源2通過轉(zhuǎn)接盒6與直流可編程電子負(fù)載I串接成回路，整個(gè)回路電流的大小由直流可編程電子負(fù)載I的負(fù)載電流決定。晶體爐電源控制器8為現(xiàn)有晶體爐加熱常用的控制設(shè)備，晶體爐電源控制器8能根據(jù)上升端接口 4提供回路電流呈正線性關(guān)系的輸出或下降端接口 5提供回路電流呈負(fù)線性關(guān)系的輸出來控制加熱電源的輸出功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體爐加熱溫度的有效控制。
[0021]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)接盒6內(nèi)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(fù)載I的正極端連接，定值電阻3的另一端與直流穩(wěn)壓電源2的正極端連接，直流穩(wěn)壓電源2的負(fù)極端與直流可編程電子負(fù)載I的負(fù)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(fù)載I的正極端、負(fù)極端間形成下降端接口 5。
[0022]在所述上升端接口 4上設(shè)置上升端插頭9，在所述下降端接口 5上設(shè)置下降端插頭10，轉(zhuǎn)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(duì)接插頭7匹配連接。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例中，定值電阻3的取值與直流穩(wěn)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(hào)，圖2中示出了定值電阻3為10 Ω，直流穩(wěn)壓電源2為1V IA的規(guī)格。晶體爐電源控制器8通過對(duì)接插頭7與上升端插頭9或下降端插頭10進(jìn)行對(duì)接，具體連接可以由人為選擇確定，如圖3所示。
[0024]在具體實(shí)施時(shí)，根據(jù)生長(zhǎng)爐電源控制器8的控制信號(hào)選用合適的直流穩(wěn)壓電源2與定值電阻3的電阻，并在晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)溫度不在紅外測(cè)溫儀的控溫范圍外時(shí)啟動(dòng)直流可編程電子負(fù)載I以及直流穩(wěn)壓電源2。工作時(shí)，在不同負(fù)載電流時(shí)記錄晶體爐的具體輸出電壓、電流，得出直流可編程電子負(fù)載I的電流與晶體爐加熱電源輸出電壓線性關(guān)系；使用時(shí)根據(jù)需求設(shè)置直流可編程電子負(fù)載I的運(yùn)行參數(shù)，運(yùn)行后接入上升端插頭9/下降端插頭10，生長(zhǎng)爐電源控制器8的自身電壓控制信號(hào)調(diào)節(jié)為0，電流控制信號(hào)調(diào)節(jié)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(fù)載I的控制。使用后將對(duì)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(shí)用新型能很好的彌補(bǔ)高精度紅外測(cè)溫儀測(cè)量量程不足的缺陷，公知的商用直流可編程電子負(fù)載I均有很高的電流控制精度和穩(wěn)定性，因此在功率控制上能保證很高的穩(wěn)定性。實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的，在不脫離本實(shí)用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實(shí)用新型可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置，以及用其它組件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本實(shí)用新型范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置，其特征是:包括用于將直流可編程電子負(fù)載(I)與直流穩(wěn)壓電源(2)連接形成穩(wěn)定回路的轉(zhuǎn)接盒(6)，所述轉(zhuǎn)接盒(6)內(nèi)還包括用于將回路電流呈正線性關(guān)系輸出的上升端接口(4)以及用于將回路電流呈負(fù)線性關(guān)系輸出的下降端接口(5)，轉(zhuǎn)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(jù)權(quán)利要求1所述的與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置，其特征是:所述轉(zhuǎn)接盒(6)內(nèi)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(fù)載(I)的正極端連接，定值電阻(3)的另一端與直流穩(wěn)壓電源(2)的正極端連接，直流穩(wěn)壓電源(2)的負(fù)極端與直流可編程電子負(fù)載(I)的負(fù)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(fù)載(I)的正極端、負(fù)極端間形成下降端接口(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置，其特征是:在所述上升端接口(4)上設(shè)置上升端插頭(9)，在所述下降端接口(5)上設(shè)置下降端插頭(10)，轉(zhuǎn)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(duì)接插頭(7)匹配連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種溫度控制裝置，尤其是一種與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置，屬于晶體生長(zhǎng)溫度控制的技術(shù)領(lǐng)域。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述與紅外測(cè)溫儀控溫方式互補(bǔ)的簡(jiǎn)易溫度控制裝置，包括用于將直流可編程電子負(fù)載與直流穩(wěn)壓電源連接形成穩(wěn)定回路的轉(zhuǎn)接盒，所述轉(zhuǎn)接盒內(nèi)還包括用于將回路電流呈正線性關(guān)系輸出的上升端接口以及用于將回路電流呈負(fù)線性關(guān)系輸出的下降端接口，轉(zhuǎn)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(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，能與紅外測(cè)溫儀配合實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體生長(zhǎng)溫度的有效控制，能避免安裝接觸式溫度傳感器對(duì)晶體爐真空度的影響，適應(yīng)性好，安全可靠。
【IPC分類】G05D23-22, C30B35-00
【公開號(hào)】CN204462899
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520126446
【發(fā)明人】倪屹, 劉棋奇, 劉銀法, 萬海松
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月4日