一种炉膛温场测试用的安瓿制造技术

本发明专利技术的一种炉膛温场测试用的安瓿包括外壳和固定于所述外壳中的用于测温的热电偶组；其中，所述热电偶组包括固定于所述安瓿中的定位热电偶、以及环绕在所述定位热电偶周围的多个测温热电偶，各所述测温热电偶的测量头在轴向上相隔规定的距离。该安瓿可用于实时原位地获取炉膛内部的温度分布，而且不破坏管式炉的炉体结构。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的一种炉膛温场测试用的安瓿包括外壳和固定于所述外壳中的用于测温的热电偶组；其中，所述热电偶组包括固定于所述安瓿中的定位热电偶、以及环绕在所述定位热电偶周围的多个测温热电偶，各所述测温热电偶的测量头在轴向上相隔规定的距离。该安瓿可用于实时原位地获取炉膛内部的温度分布，而且不破坏管式炉的炉体结构。【专利说明】一种炉膛温场测试用的安瓿
本专利技术属于传感测温
，特别涉及一种炉膛温场测试用的安瓿。
技术介绍
管式炉炉体中的炉膛温场分布的测试与确定，对于材料的熔化凝固过程、晶体生 长工艺、材料微观结构与性能的操控等材料科学实验研宄具有重要的指导意义，有利于促 进先进功能材料和新型组织结构的开发与探索。 由于管式炉炉体自身的特点，炉膛需要安放样品以致测温装置并不能长久安装于 炉膛内，而管式炉的结构特点导致炉膛内的温度分布并不如箱式炉那样均匀。但正是由于 管式炉的这个特点，可用于晶体生长、融化凝固等实验过程的进行。为了达到实验的可控化 和设计化，必须确定管式炉炉膛中的温度分布。 目前考虑到管式炉的结构和检测方便等因素，大多测温方法都是在管壁开槽并将 测温装置安装于槽内，从而近似获得炉膛的温度分布。然而，这种方法中的测温装置离炉膛 中的样品还有一定距离，并不能获得样品所在的真实炉膛温场，此外，开槽对炉膛的温场分 布也存在不确定性的影响。因此，目前还没有一种有效的、通用可行的用于测量管式炉炉膛 的温场分布的方法。 在对一系列半导体材料的熔化凝固实验、晶体生长工艺实验的研宄过程中，发现 管式炉的炉膛温场分布对材料的生长过程、组织结构和性能优化具有重要的影响，急需确 定真实的炉内温度分布，并根据温场数据，选择合适的材料制备温度曲线、样品与炉膛的相 对运动规律，从而实现材料的可控制备，获得理想的组织结构和性能。
技术实现思路
基于此，本专利技术旨在克服现有技术无法实现准确而实时测量管式炉炉膛温度的技 术缺陷，本专利技术提供了一种炉膛温场测试用的安瓿，可用于实时原位地获取炉膛内部的温 度分布，而且不破坏管式炉的炉体结构。 本专利技术的炉膛温场测试用的安瓿包括外壳和固定于所述外壳中的用于测温的热 电偶组；其中，所述热电偶组包括固定于所述安瓿中的定位热电偶、以及环绕在所述定位热 电偶周围的多个测温热电偶，各所述测温热电偶的测量头在轴向上相隔规定的距离。 本专利技术的安瓿制作简单、使用方便、可重复使用，测温精确，能够实时原位无损地 测量管式炉炉膛中的温场分布，有利于材料制备实验的可控化和设计化，从而推动材料科 学实验研宄的进步。且该安瓿中，各个测温热电偶的测量头之间的距离可根据实验需要设 定，并从定位热电偶开始依次对分布在其周围的各测温热电偶编号，以有利于原位实时地 获得管式炉炉膛内的真实温度分布。 又，本专利技术中，在所述热电偶组的各热电偶的裸丝上套有绝缘管，所述绝缘管为陶 瓷管、优选为氧化铝陶瓷管。 根据本专利技术，各热电偶的裸丝套入上述绝缘管中，能够实现裸丝间的绝缘，避免短 路。 又，在本专利技术中，所述定位热电偶的裸丝上套有双孔的绝缘管，各所述测温热电偶 的每根裸丝上分别套有单孔的绝缘管。 根据本专利技术，双孔绝缘管不仅能够避免定位热电偶裸丝接触，保持绝缘，而且能起 到定位的作用。单孔绝缘管可以避免测温热电偶裸丝之间的接触，从而避免短路。 又，在本专利技术中，各所述测温热电偶的未被所述绝缘管覆盖的裸丝上套有直径不 大于2_的石英纤维管，同一支测温热电偶的套有该石英纤维管的两根测量丝再套入一根 直径不小于2mm的石英纤维管，并且各测温热电偶留出规定长度的裸丝供接线测量用。例 如可以留出IOmm的裸丝供接线测量使用。 根据本专利技术，石英纤维管可以避免热电偶裸丝之间的接触，保持绝缘，由于其可弯 折等韧性，可方便测量使用。 又，在本专利技术中，所述外壳包括不锈钢套筒及设于所述不锈钢套筒内的石英玻璃 管；所述不锈钢套筒的外径小于炉膛的内径，长度与所述炉膛的长度相同或短于所述炉膛 的长度，所述热电偶组固定于所述石英玻璃管中。例如，可以是所述不锈钢套筒的内径要比 石英玻璃管的外径大〇· 5-lmm，其壁厚为0· 08-0. 15mm，形状和高度与石英玻璃管相同，而 且可随时更换。 根据本专利技术，不锈钢套筒可以保护石英玻璃管，并防止因石英玻璃管碎裂而污染 炉膛。不锈钢套筒可更换，便于循环使用。石英玻璃管可用于固定、安放热电偶组。 又，在本专利技术中，通过石英纤维管从所述定位热电偶的测量头开始螺旋紧密缠绕 各个测温热电偶，一体地形成所述热电偶组。该石英纤维管例如也可以是直径不大于2_ 的迦石英纤维管。 根据本专利技术，热电偶组中各个热电偶测量头的相对位置可确定，根据测温安瓿在 炉膛中的位置，可确定各个热电偶测量头的位置，从而确定炉膛中各点的温度。 又，在本专利技术中，还包括设于所述安瓿底部的定位块，所述定位热电偶的测量头固 定于所述定位块中。 根据本专利技术，通过将定位热电偶的测量头固定于定位块中，可保证热电偶固定于 安瓿中且不移位。 又，在本专利技术中，所述定位块为氧化铝泡沫砖。 根据本专利技术，定位块可调节热电偶在安瓿中的位置，从而可以个性化地测量不同 长度的炉膛的温度分布。氧化铝泡沫砖能耐高温，性能稳定，有利于扩大测温安瓿的温度测 量范围。所述氧化铝泡沫砖底部可加工成与石英玻璃管底部形状相同，与热电偶接触的面 为平面，在平面中心挖一孔，例如，可以是直径为2_、深为3_的小孔。所述安瓿是将氧化 铝泡沫砖放入石英玻璃管底部，再将热电偶组放入并使定位热电偶的测量头插入氧化铝泡 沫砖的孔中。 又，在本专利技术中，所述热电偶组中的热电偶包括K型或S型热电偶。 根据本专利技术，K型或S型热电偶温度测量范围广，测温精度高，有利于提高测温安 瓿的使用性能。所述测温热电偶的型号、精度需一致，长度可比安瓿要大200_。 又，在本专利技术中，所述热电偶组与所述石英玻璃管的内壁之间的空隙填充有氧化 铝粉末，通过石英纤维管和绝缘胶布将所述热电偶组、所述石英玻璃管和所述不锈钢套管 三者缠绕固定并封住管口，各所述测温热电偶从所述管口延伸出以与控温盒和控制单元相 连。该石英纤维管例如也可以是直径不大于2mm的细石英纤维管。 根据本专利技术，将石英玻璃管套入不锈钢套管中，热电偶组与石英玻璃管的内壁之 间的空隙用氧化铝粉末填充密实，在封口处利用细石英纤维管和绝缘胶布将热电偶组、石 英玻璃管和不锈钢套管三者缠绕固定，并封住管口，最后还可利用万用表检测热电偶的绝 缘导通性。该安瓿使用时可与控温盒(例如内含冷端恒温块、温度信号转换装置等)、控制单 元(例如，装载温度信号采集软件的电脑等）联合，并通过温度信号采集软件收集热电偶的 温度信息，从而能够有效地获得炉膛的温度分布信息。 本专利技术的有益效果： 本专利技术的测温安瓿制作简单、测温精确、可重复使用，而且能够实时原位地反映管式炉 炉膛内部的温度分布情况，可指导各种材料制备过程的设计和优化，从而获得可控的实验 过程和理想的研宄结果。测温安瓿可选用不同型号和精度的热电偶，而且安瓿内的热电偶 数量、分布方式、位置都可以根据需要而调整，设计和制作都较为灵活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炉膛温场测试用的安瓿，其特征在于，所述安瓿包括外壳和固定于所述外壳中的用于测温的热电偶组；其中，所述热电偶组包括固定于所述安瓿中的定位热电偶、以及环绕在所述定位热电偶周围的多个测温热电偶，各所述测温热电偶的测量头在轴向上相隔规定的距离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，张明辉，温海琴，汤美波，艾飞，潘秀红，于惠梅，高国忠，盖立君，邓伟杰，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31