真空腔室温度侦测系统技术方案

一种真空腔室温度侦测系统，用于检测真空腔室内的被测物体的温度，所述真空腔室温度侦测系统包括光学系统、探测器、信号处理电路和显示输出装置，所述真空腔室具有开口，所述光学系统设置在所述真空腔室的开口内，所述光学系统用于汇聚在所述真空腔室的视场内的被测物体的红外辐射能量，并把所述红外辐射能量传递给所述探测器；所述探测器用于将所述红外辐射能量转变为电压信号；所述信号处理电路用于接收探测器生成的电压信号并将其转变为所述被测物体的温度。真空腔室温度侦测系统，无需与被测物体直接接触便能准确地测定其的表面温度，使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种真空腔室温度侦测系统，属于面板设备

技术介绍
温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温装置(例如热电偶、热电阻等)因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。干刻蚀法是将特定气体置于低压状态下施以电压，将其激发成电浆，对特定膜层加以化学性刻蚀或离子轰击，达到去除膜层的一种刻蚀方法。干刻蚀法需要利用具有真空腔室的干刻蚀真空设备进行刻蚀。在刻蚀过程中，出于工艺的需求，需要随时侦测真空腔室内的环境温度及刻蚀物(例如TFT基板等)的温度。目前侦测真空腔室内温度的方法为在真空腔室内设置接触式测温装置，接触式测温装置需要直接接触设备内环境进行热交换后才能检测到温度，但由于真空设备内环境苛刻，无法通过接触式测温装置直观地侦测温度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种真空腔室温度侦测系统，无需与被测物体直接接触便能准确地测定其的表面温度，使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量。本技术实施例提供一种真空腔室温度侦测系统，适于检测真空腔室内的被测物体的温度，所述真空腔室温度侦测系统包括光学系统、探测器、信号处理电路和显示输出装置，所述真空腔室具有开口，所述光学系统设置在所述真空腔室的开口内，所述光学系统用于汇聚在所述真空腔室的视场内的被测物体的红外辐射能量，并把所述红外辐射能量传递给所述探测器；所述探测器用于将所述红外辐射能量转变为电压信号；所述信号处理电路用于接收探测器生成的电压信号并将其转变为所述被测物体的温度。进一步地，所述真空腔室温度侦测系统还包括放大器，所述放大器用于接收所述探测器输出的所述电压信号并将所述电压信号放大后输出至所述信号处理电路。进一步地，所述真空腔室温度侦测系统还包括显示输出装置，所述显示输出装置用于显示所述被测物体的热图像和温度值。进一步地，所述光学系统包括光学透镜。进一步地，所述光学透镜为菲涅尔透镜，包括位于所述真空腔室内的平滑面和与所述平滑面相对的另一面，所述另一面刻录了若干由小到大排列的同心圆。进一步地，所述光学系统还包括第一滤光片，所述第一滤光片设置在所述光学透镜和所述探测器之间。进一步地，所述探测器为光电探测器。进一步地，所述探测器为热释电红外探测器，包括红外感应源、场效应管和电阻，红外感应源用于接收红外辐射能量并生成电荷信号，所述场效应管和所述电阻用于将所述电荷信号转化为所述电压信号。进一步地，所述探测器还包括第二滤光片。进一步地，所述真空腔室为干刻蚀设备的真空腔室。本技术实施例提供的真空腔室温度侦测系统，包括光学系统、探测器、放大器、信号处理电路、显示输出装置等，真空腔室温度侦测系统是根据被测物体的红外辐射特性，依靠其光学系统将物体的红外辐射能量汇聚到探测器，并转换成电信号，再通过放大器、信号处理电路处理后，在显示输出装置显示被测物体的热图像和温度值。真空腔室温度侦测系统在检测被测物体的温度时，无需与被测物体直接接触便能准确地测定其的表面温度，使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点。附图说明图1是本技术较佳实施例的真空腔室温度侦测系统的结构示意图。图2是本技术较佳实施例的真空腔室温度侦测系统的光学系统的结构示意图。图3是本技术较佳实施例的真空腔室温度侦测系统的热释电红外探测器的内部电路框图。具体实施方式为更进一步阐述本技术为达成预定技术目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。波长为2～1000微米的部分称为热红外线。在自然界中，只有物体的温度高达1000℃以上时，才能够发出可见光，相比之下，在绝对零度(-273℃)以上的物体，由于它内部热运动的存在，会不停地发出热红外线(或称红外辐射)，从而在物体表面形成一定的温度场，俗称“热像”。红外测温技术正是通过吸收这种红外辐射能量，测出设备表面的温度及温度场的分布，从而判断被测物体的发热情况。图1是本技术较佳实施例的真空腔室温度侦测系统的结构示意图，如图1所示，真空腔室温度侦测系统适于检测真空腔室110内的被测物体的温度，其包括光学系统120、探测器130、放大器140、信号处理电路150和显示输出装置160。真空腔室110例如为干刻蚀设备的真空腔室，真空腔室110具有开口111。光学系统120设置在真空腔室110的开口111内并封闭该开口111。光学系统120用于汇聚在真空腔室110的视场内的被测物体的红外辐射能量，并把红外辐射能量传递给后述的探测器130。视场是指光学系统120能够观察到的最大范围。具体地，光学系统120例如包括光学透镜121和第一滤光片122。如图2所示，光学透镜121例如为菲涅尔透镜，其由透明塑料制成，菲涅尔透镜的一面为平滑面，平滑面设置在真空腔室110内，与光面相对的另一面刻录了若干由小到大排列的同心圆，菲涅尔透镜的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的，在此不作限定。光学透镜121的作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射或反射在探测器130上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区，使进入探测区域的被测物体能以温度变化的形式在探测器130上产生变化热释红外信号。第一滤光片122设置在光学透镜121和探测器130之间，第一滤光片122用于滤除所需波段以外的红外线，其它实施例中，第一滤光片122也可省略设置。光学系统120在真空腔内110内的视场大小由光学系统120的光学零件及其所在的位置确定，光学系统120设置在开口111内，因此，开口111的位置设置可根据真空腔内110内被测物体是否位于光学系统120的视场而设置，在此不作限定。光学系统120将汇聚的红外辐射能量聚焦在探测器130上，探测器130将红外辐射能量转变为相应的电信号。探测器130例如为光电探测器，更具体例如为热释电红外探测器。如图3所示，探测器130包括红外感应源131、场效应管132和电阻133等。红外感应源131例如是热释电晶体，红外感应源131用于接收红外辐射能量并生成电荷信号。由于红外感应源131输出的电荷信号较微弱，不能直接使用，需要用电阻133将其转化为电压形式，电阻133的阻抗极高，故在其内部设场效应管132，以进行信号放大及阻抗匹配。热释电红外探测器最终输出转化后的电压信号。探测器130若要针对性的检测某个波段范围，可在探测器130壳体设置第二滤光片134，第二滤光片134用于阻止不需要的红外线或其他光线进入探测器。放大器140用于接收探测器130输出的电压信号并将该电压信号放大后输出至信号处理电路150。信号处理电路150用于接收放大器140放大的电压信号并按照内部的算法和目标发射率校正后转变为被测物体的温度。显示输出装置160用于显示被测物体的热图像和温度值。显示输出装置160例如可生成光学系统120的视场内的物体的红外热辐射图像(即热图像)和相应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空腔室温度侦测系统，用于检测真空腔室(110)内的被测物体的温度，其特征在于，所述真空腔室温度侦测系统包括光学系统(120)、探测器(130)、信号处理电路(150)和显示输出装置(160)，所述真空腔室(110)具有开口(111)，所述光学系统(120)设置在所述真空腔室(110)的开口(111)内，所述光学系统(120)用于汇聚在所述真空腔室(110)的视场内的被测物体的红外辐射能量，并把所述红外辐射能量传递给所述探测器(130)；所述探测器(130)用于将所述红外辐射能量转变为电压信号；所述信号处理电路(150)用于接收探测器(130)生成的电压信号并将其转变为所述被测物体的温度。

【技术特征摘要】
1.一种真空腔室温度侦测系统，用于检测真空腔室(110)内的被测物体的温度，其特征在于，所述真空腔室温度侦测系统包括光学系统(120)、探测器(130)、信号处理电路(150)和显示输出装置(160)，所述真空腔室(110)具有开口(111)，所述光学系统(120)设置在所述真空腔室(110)的开口(111)内，所述光学系统(120)用于汇聚在所述真空腔室(110)的视场内的被测物体的红外辐射能量，并把所述红外辐射能量传递给所述探测器(130)；所述探测器(130)用于将所述红外辐射能量转变为电压信号；所述信号处理电路(150)用于接收探测器(130)生成的电压信号并将其转变为所述被测物体的温度。2.根据权利要求1所述的真空腔室温度侦测系统，其特征在于，所述真空腔室温度侦测系统还包括放大器(140)，所述放大器(140)用于接收所述探测器(130)输出的所述电压信号并将所述电压信号放大后输出至所述信号处理电路(150)。3.根据权利要求1所述的真空腔室温度侦测系统，其特征在于，所述真空腔室温度侦测系统还包括显示输出装置(160)，所述显示输出装置(160)用于显示所述被测物体的热图像和温度值。4.根据权利要求1所述的真空腔室温度侦测系...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志浩，吴梦琳，
申请(专利权)人：昆山国显光电有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32