真空温度场测量装置及方法制造方法及图纸

一种真空温度场测量装置，应用于热成像技术领域，包括：被测物体上布置有测量基准，接触式测温元件连接测量基准，并通过真空导线穿过真空腔体与接触式测温信号处理模块连接，以使接触式测温信号处理模块获取测量基准的标称温度值，真空腔体的一腔壁上开设有红外窗口，红外热像仪透过红外窗口测量测温基准的实测温度值和被测物体表面每个像素上的实测温度值，数据处理模块根据测量基准的标称温度值和实测温度值，以及被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到被测物体的二维温度场。本申请还公开了一种真空温度场测量方法，既能实现真空中面测量，又能提高温度场的测量精度。

Vacuum temperature field measuring device and method

【技术实现步骤摘要】
真空温度场测量装置及方法
本申请涉及热成像
，尤其涉及一种真空温度场测量装置及方法。
技术介绍
温度测量一般选用接触式测量方式，其优点是测温精度较高。接触式测温系统的缺点是只能够对被测物体进行点测量。对某些特定的使用场合，需要对被测物体进行温度面测量，这就要用到红外热像仪。在红外热像仪使用过程中，其精度受拍摄角度、拍摄距离、物体表面发射率、内部杂散光等多个误差源影响。接触式测温系统能实现高精度温度点测量，红外热像仪能实现粗精度温度面测量。但是对某些特定的使用场合，如极紫外光刻真空温度场测量领域，使用接触式测温系统无法实现关注区域全部接触式温度测量，使用红外热像仪面测量精度又无法满足温度测量精度要求。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种真空温度场测量装置及方法，可结合使用接触式测温系统和红外热像仪，既能实现真空中面测量，又能提高温度场的测量精度。为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供一种真空温度场测量装置，包括：测量基准、真空导线、真空腔体、接触式测温元件、接触式测温信号处理模块、红外热像仪、数据处理模块；所述接触式测温信号处理模块和所述红外热像仪置于所述真空腔体外，被测物体置于所述真空腔体内，所述被测物体上布置有测量基准；所述接触式测温元件连接该测量基准，并通过所述真空导线穿过所述真空腔体与所述接触式测温信号处理模块连接，以使所述接触式测温信号处理模块获取所述测量基准的标称温度值；所述真空腔体的一腔壁上开设有红外窗口，所述红外热像仪透过所述红外窗口测量所述测温基准的实测温度值和所述被测物体表面每个像素上的实测温度值；数据处理模块根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场。进一步地，所述测温基准的数量为一个或者多个。进一步地，当所述测温基准的数量为一个时，所述根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场包括：获取所述红外热像仪测量的所述被测物体指定面上各像素的实测温度值，以及，所述接触式测温信号处理模块得到的测温基准的标称温度值，所述指定面为所述红外热像仪面对所述测温基准的一面；将所述各像素的实测温度值进行平均值计算，得到所述红外热像仪测量得到的所述被测物体的实测温度值；根据所述测温基准的标称温度值和所述测温基准的实测温度值，得到温度校正偏差或温度校正系数；将所述被测物体表面每个像素上的实测温度值加上所述温度校正偏差，或，乘以所述温度校正系数，得到所述被测物体的二维温度场；其中，令所述测温基准的标称温度值为T1，所述被测物体的实测温度值为T2，则所述温度校正偏差为T1-T2，所述温度校正系数T1÷T2。进一步地，当所述测温基准的数量为多个时，所述根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场包括：获取所述接触式测温信号处理模块得到的多个测温基准的标称温度值，以及，所述红外热像仪测量的所述被测物体指定面上各像素的实测温度值，所述指定面为所述红外热像仪面对所述测温基准的一面，所述指定面的数量与所述测温基准的数量相同；将各指定面下各像素的实测温度值进行平均值计算，分别得到所述红外热像仪测量得到的多个测温基准的实测温度值；对所述接触式测温信号处理模块得到的多个测温基准的标称温度值，以及，所述红外热像仪测量的多个测温基准的实测温度值，按照预设公式进行数据拟合，得到拟合式；将所述被测物体表面每个像素上的实测温度值经所述拟合式校正后，得到所述被测物体的二维温度场。进一步地，还包括：保护罩；所述保护罩将所述红外热像仪支撑在所述真空腔体上，使所述红外热像仪的镜头贴近所述真空腔体上的红外窗口。进一步地，所述测温基准上有一个或多个接触式测温点，所述接触式测温点任意分布在所述测温基准的表面上，所述表面不包括所述指定面。进一步地，所述保护罩的内部保持真空环境，或，仅存有对所述红外热像仪的红外辐射不敏感的单元素气体或多元素混合气体。本申请实施例第二方面提供一种真空温度场测量方法，包括：接触式测温信号处理模块获取测量基准的标称温度值；红外热像仪测量所述测量基准的实测温度值，以及，被测物体表面每个像素上的实测温度值；数据处理模块根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场。进一步地，当所述测温基准的数量为一个时，所述根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场包括：获取所述红外热像仪测量的所述被测物体指定面上各像素的实测温度值，以及，所述接触式测温信号处理模块得到的测温基准的标称温度值，所述指定面为所述红外热像仪面对所述测温基准的一面；将所述各像素的实测温度值进行平均值计算，得到所述红外热像仪测量得到的所述测温基准的实测温度值；根据所述测温基准的标称温度值和所述测温基准的实测温度值，得到温度校正偏差或温度校正系数；将所述被测物体表面每个像素上的实测温度值加上所述温度校正偏差，或，乘以所述温度校正系数，得到所述被测物体的二维温度场；其中，令所述测温基准的标称温度值为T1，所述所述被测物体的实测温度值为T2，则所述温度校正偏差为T1-T2，所述温度校正系数T1÷T2。进一步地，当所述测温基准的数量为多个时，所述根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场包括：获取所述接触式测温信号处理模块得到的多个测温基准的标称温度值，以及，所述红外热像仪测量的所述被测物体指定面上各像素的实测温度值，所述指定面为所述红外热像仪面对所述测温基准的一面，所述指定面的数量与所述测温基准的数量相同；将各指定面下各像素的实测温度值进行平均值计算，分别得到所述红外热像仪测量得到的多个测温基准的实测温度值；对所述接触式测温信号处理模块得到的多个测温基准的标称温度值，以及，所述红外热像仪得到的多个测温基准的实测温度值，按照预设公式进行数据拟合，得到拟合式；将所述被测物体表面每个像素上的实测温度值经所述拟合式校正后，得到所述被测物体的二维温度场。从上述本申请实施例可知，本申请提供的真空温度场测量方法、装置，结合使用接触式测温信号处理模块和红外热像仪，接触式测温信号处理模块获取测量基准的标称温度值，红外热像仪测量测温基准的实测温度值和被测物体表面每个像素上的实测温度值，数据处理模块根据测量基准的标称温度值和实测温度值，以及被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到被测物体的二维温度场。既能实现真空中面测量，又能提高温度场的测量精度。附图说明为了更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空温度场测量装置，其特征在于，包括：/n测量基准、真空导线、真空腔体、接触式测温元件、接触式测温信号处理模块、红外热像仪、数据处理模块；/n所述接触式测温信号处理模块和所述红外热像仪置于所述真空腔体外，被测物体置于所述真空腔体内，所述被测物体上布置有测量基准；/n所述接触式测温元件连接该测量基准，并通过所述真空导线穿过所述真空腔体与所述接触式测温信号处理模块连接，以使所述接触式测温信号处理模块获取所述测量基准的标称温度值；/n所述真空腔体的一腔壁上开设有红外窗口，所述红外热像仪透过所述红外窗口测量所述测温基准的实测温度值和所述被测物体表面每个像素上的实测温度值；/n数据处理模块根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场。/n

【技术特征摘要】
1.一种真空温度场测量装置，其特征在于，包括：
测量基准、真空导线、真空腔体、接触式测温元件、接触式测温信号处理模块、红外热像仪、数据处理模块；
所述接触式测温信号处理模块和所述红外热像仪置于所述真空腔体外，被测物体置于所述真空腔体内，所述被测物体上布置有测量基准；
所述接触式测温元件连接该测量基准，并通过所述真空导线穿过所述真空腔体与所述接触式测温信号处理模块连接，以使所述接触式测温信号处理模块获取所述测量基准的标称温度值；
所述真空腔体的一腔壁上开设有红外窗口，所述红外热像仪透过所述红外窗口测量所述测温基准的实测温度值和所述被测物体表面每个像素上的实测温度值；
数据处理模块根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场。


2.根据权利要求1所述的真空温度场测量装置，其特征在于，所述测温基准的数量为一个或者多个。


3.根据权利要求2所述的真空温度场测量装置，其特征在于，当所述测温基准的数量为一个时，所述根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场包括：
获取所述红外热像仪测量的所述被测物体指定面上各像素的实测温度值，以及，所述接触式测温信号处理模块得到的测温基准的标称温度值，所述指定面为所述红外热像仪面对所述测温基准的一面；
将所述各像素的实测温度值进行平均值计算，得到所述红外热像仪测量得到的所述被测物体的实测温度值；
根据所述测温基准的标称温度值和所述测温基准的实测温度值，得到温度校正偏差或温度校正系数；
将所述被测物体表面每个像素上的实测温度值加上所述温度校正偏差，或，乘以所述温度校正系数，得到所述被测物体的二维温度场；
其中，令所述测温基准的标称温度值为T1，所述被测物体的实测温度值为T2，则所述温度校正偏差为T1-T2，所述温度校正系数T1÷T2。


4.根据权利要求2所述的真空温度场测量装置，其特征在于，当所述测温基准的数量为多个时，所述根据所述测量基准的标称温度值和实测温度值，以及所述被测物体表面每个像素上的实测温度值，得到所述被测物体的二维温度场包括：
获取所述接触式测温信号处理模块得到的多个测温基准的标称温度值，以及，所述红外热像仪测量的所述被测物体指定面上各像素的实测温度值，所述指定面为所述红外热像仪面对所述测温基准的一面，所述指定面的数量与所述测温基准的数量相同；
将各指定面下各像素的实测温度值进行平均值计算，分别得到所述红外热像仪测量得到的多个测温基准的实测温度值；
对所述接触式测温信号处理模块得到的多个测温基准的标称温度值，以及，所述红外热像仪测量的多个测温基准的实测温度值，按照预设公式进行数据拟合，得到拟合式；
将所述被测物体表面每个像素上的实测温度值经所述拟合式校正后，得到所述被测物体的二维温度场。


5.根据权利要求1至4任意一项所述的真空温度场测量装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈进新，齐威，李璟，齐月静，杨光华，折昌美，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11