一种炉膛温场测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种炉膛温场测量装置，所述炉膛温场测量装置包括至少一组测温单元以及用于将所述至少一组测温单元固定于炉膛内的上固定模块；所述测温单元包括空心圆柱状承载基体和固定于所述承载基体的外表面上的多个测温热电偶。本发明专利技术的炉膛温场测量装置可根据测温需要进行现场制作，制作方法简单，适用于不同大小，不同测温需求的炉膛；本发明专利技术的炉膛温场测量装置可同时测量炉膛不同位置的轴向、径向温度梯度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种温场测量装置，尤其设及一种管状炉膛温场测量装置。
技术介绍
梯度炉广泛应用于晶体生长，金属合金制备等工业领域，W及半导体光电子材料、 特殊功能晶体、金属合金、复合材料和非晶材料的实验室制备研究。梯度炉的温场分布是梯 度炉的重要性能指标，关系到材料生长工艺曲线的制定W及生长工艺过程的控制，对生长 高质量单晶、多晶和金属合晶等具有重要意义，同时也是进行高精度材料实验，获得高价值 实验结果的先决条件。对于管状炉膛，温场分布的测量主要包括轴向温度梯度测量和径向 温度梯度测重。 目前常用的测量方式是位移法。位移法设及的测量设备较少，但温度梯度的测量 需要多点、逐次进行，由于测温位置难W精准定位，且测温过程中热电偶的移动会对温场产 生扰动，测量中产生的误差比较大。 因此，该领域迫切需要一种能够简便、快捷地对炉膛温场进行多点同时测量的装 置。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有炉膛温场测量装置的缺陷，本专利技术提供了一种炉膛温场测量 装置。 本专利技术提供了一种炉膛温场测量装置，所述炉膛温场测量装置包括至少一组测温 单元W及用于将所述至少一组测温单元固定于炉膛内的上固定模块；所述测温单元包括空 屯、圆柱状承载基体和固定于所述承载基体的外表面上的多个测温热电偶；其中所述多个测 温热电偶沿着所述承载基体轴向分布W使各个测温热电偶的头部分布在所述承载基体轴 向的不同位置上；所述上固定模块包括： 圆盘状覆盖部，所述圆盘状覆盖部的外径大于所述炉膛内径； 从所述圆盘状覆盖部的底面向下延伸的圆柱状卡合部，所述圆柱状卡合部的外径等于 所述炉膛内径W将固定模块卡合在炉膛的顶端； 位于所述圆盘状覆盖部的中央并贯通所述圆盘状覆盖部和圆柱状卡合部的中央通孔， 所述中央通孔的内径等于至少一组测温单元的最大外径W卡合所述至少一组测温单元的 上端。 本专利技术中，通过具有上述结构的上固定模块可W使上述至少一组测温单元与炉膛 同轴地固定至炉膛，而且使多个测温热电偶沿着承载基体轴向分布可W使各个测温热电偶 的头部（测温点）分布在所述承载基体轴向的不同位置上。借助于此，可W不移动测温单 元就可同时测定炉膛不同轴向温度。 较佳地，所述炉膛温场测量装置还包括圆盘状下固定模块，所述圆盘状下固定模 块具有匹配所述承载基体下端的环状槽。 较佳地，所述炉膛温场测量装置包括多组测温单元，所述圆盘状下固定模块具有 匹配所述多组测温单元的承载基体下端的多组同屯、环状槽。 较佳地，所述下固定模块的外径小于炉膛内径。所述下固定模块的外径小于炉膛 内径，可W将其放置于炉膛内，并在炉膛内与其它构件组合形成炉膛温场测温装置，测量炉 膛内温场。 较佳地，所述承载基体的外面表具有容纳多个测温热电偶的轴向槽。 较佳地，所述多个测温热电偶的头部设置为在承载基体的轴向等间距分布。 较佳地，所述测温热电偶设置为通过绝缘线缠绕或绝缘胶涂覆的方式固定于承载 基体上。 陶瓷管的轴向槽具有一定的固定测温热电偶的作用，与此同时可通过缠绕绝缘线 或涂覆绝缘胶的方式，进一步固定测温热电偶，加强结构稳定性。 本专利技术中，所述测温热电偶的上端部设置为与数据采集器、电脑主机连接。从上固定模块开孔伸出的测温热电偶，将数据传输至数据采集、处理系统，通过该 些外部器件得到炉膛轴向温度分布、炉膛径向温度分布。 本专利技术的有益效果： 本专利技术的炉膛温场测量装置可根据测温需要进行现场制作，制作方法简单，适用于不 同大小，不同测温需求的炉膛；本专利技术的炉膛温场测量装置可同时测量炉膛不同位置的轴 向、径向温度梯度；本专利技术的炉膛温场测量装置操作简单，测量精度高，并且可重复使用； 本专利技术的炉膛温场测量装置尤其适用于温场可调节的多段加热梯度炉温场调试及测试。【附图说明】 图1示出了本专利技术一个实施方式中炉膛温场测量装置结构组成示意图； 图2示出了本专利技术一个实施方式中炉膛温场测量装置的使用状态示意图； 图3示出了采用本专利技术一个实施方式中炉膛温场测量装置测得的炉膛轴向温度分布； 图4示出了采用本专利技术一个实施方式中炉膛温场测量装置测得的炉膛轴向温度梯度 分布； 其中，1-上固定模块，2-下固定模块，3-承载基体，4-热电偶，5-炉膛。【具体实施方式】W下结合附图和下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，附图及下述实施方式 仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。 本专利技术拟提出一种多点、同时、精确测量的温场测量装置。一次多点测温，不用移 动，且测温位置精确。其优点还在于该温场测量装置制作方法简单，适用于不同大小、不同 测温需求的炉膛，且操作简单，测量精度高，可同时测量炉膛不同位置的轴向、径向温度梯 度。 本专利技术提供了一种炉膛温场测量装置，所述炉膛温场测量装置包括作为承载基体 的空屯、柱状陶瓷管3、设置在承载基体3外表面的轴向槽中的至少一个测温热电偶4、W及 用于将承载基体固定于炉膛内的固定模块1、2,其中， 所述承载基体3的外径小于炉膛5的内径； 所述测温热电偶4的测温点设置为在承载基体3上的轴向分布； 所述固定模块包括上固定模块1和/或下固定模块2,上固定模块1具有用于测温热电 偶4上端部插入的开孔、W及与炉膛5的壳体卡合的结构，下固定模块2具有与承载基体3 下端部卡合的至少一个环状同屯、凹槽。 在空屯、柱状陶瓷管的外表面上设置沿着轴向的槽位，测温热电偶放置于该轴向槽 当中。上述承载有测温热电偶的陶瓷管放置于炉膛内，在上、下固定模块的作用下固定于炉 膛中。具体来说；所述上固定模块的上端具有开孔，陶瓷管（测温热电偶）的上端部可W 通过该开孔，从而使得测温热电偶可W延伸至炉膛的外部，与数据采集器、电脑主机等数据 收集、处理装置相连接；所述下固定模块上设置有只有一个环状凹槽时，可W在下固定模块 上只卡合一个陶瓷管，通过陶瓷管上测温热电偶的轴向分布，实现对炉膛温场的轴向测量； 所述下固定模块上也可W设置多个环状同屯、凹槽，此时，可W在下固定模块上同时设置多 个同屯、的陶瓷管，并在每个陶瓷管的同一水平面的径向处设置测温热电偶的测温点，从而 可W测量炉膛内在径向的温度分布状况，当然在该种情形时也可W进行炉膛温场的轴向测 量。 附图1-4分别示出了本专利技术中炉膛温场测量装置结构示意图、使用状态图W及测 得的数据图。具体来说，图1示出了本专利技术一个实施方式中炉膛温场测量装置结构组成示 意图。 图1中炉膛温场测量装置，包括了空屯、柱状陶瓷管3、测温热电偶4、上下固定模块 1、2。其中，空屯、柱状陶瓷管3作为承载测温热电偶4的基体，在其外表面形成有多个轴向 槽，空屯、柱状陶瓷管3的外径小于炉膛5内径，W便于放置于炉膛5内进行测温。测温热电 偶4设置于陶瓷管3上的轴向槽中。上固定模块1设置于炉膛5开口处，与炉膛5开口卡 合，上固定模块1用W固定温场测量装置在炉膛5中的位置。而且上固定模块1上设置有 开孔，用于使得陶瓷管3(测温热电偶4)上端部伸出。下固定模块2设置有用于设置陶瓷 管3的凹槽，用W固定温场测量装置在炉膛5中的位置。承载基体是热电偶布置的支撑体，要求具有一定强度，且耐热绝缘，可选用空屯、圆 柱状耐热陶瓷，但不限于陶瓷材料，只要耐热材料即可。为使热电偶容易且可靠地固定在承 载基体上，采用在承载基体上开槽的方法。在承载基体外表面上，沿承载基体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炉膛温场测量装置，其特征在于，所述炉膛温场测量装置包括至少一组测温单元以及用于将所述至少一组测温单元固定于炉膛内的上固定模块；所述测温单元包括空心圆柱状承载基体和固定于所述承载基体的外表面上的多个测温热电偶；其中所述多个测温热电偶沿着所述承载基体轴向分布以使各个测温热电偶的头部分布在所述承载基体轴向的不同位置上；所述上固定模块包括：圆盘状覆盖部，所述圆盘状覆盖部的外径大于所述炉膛内径；从所述圆盘状覆盖部的底面向下延伸的圆柱状卡合部，所述圆柱状卡合部的外径等于所述炉膛内径以将固定模块卡合在炉膛的顶端；位于所述圆盘状覆盖部的中央并贯通所述圆盘状覆盖部和圆柱状卡合部的中央通孔，所述中央通孔的内径等于至少一组测温单元的最大外径以卡合所述至少一组测温单元的上端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：温海琴，艾飞，张明辉，潘秀红，刘岩，汤美波，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