一種藍寶石爐間斷測溫裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及晶體生長爐領(lǐng)域，旨在提供一種藍寶石爐間斷測溫裝置。該藍寶石爐間斷測溫裝置包括紅外測溫儀、上板、下板、遮光板、轉(zhuǎn)動軸、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)、擺動氣缸和觀察玻璃，上板和下板連接形成密閉腔體，遮光板安裝在密閉腔體內(nèi)，轉(zhuǎn)動軸一端與擺動氣缸的輸入軸連接，轉(zhuǎn)動軸的另一端依次穿過旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)和下板，并與遮光板連接，觀察玻璃安裝在下板下方的觀察口，紅外測溫儀安裝在觀察玻璃下方。在藍寶石爐晶體的拉制過程中，操作人員都可以通過本發(fā)明對爐體內(nèi)部溫度進行監(jiān)控，來判斷出晶體的生長情況，為后面引晶、長晶提供了一個可靠的數(shù)值依據(jù)，也可以通過與控制系統(tǒng)做成一個溫度-功率的閉環(huán)，來實現(xiàn)藍寶石爐的自動化引晶檢測和長晶。
【專利說明】一種藍寶石爐間斷測溫裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于晶體生長爐領(lǐng)域，特別涉及一種藍寶石爐間斷測溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于藍寶石光學(xué)性能好，化學(xué)性能穩(wěn)定，所以藍寶石已經(jīng)成為了制作LED襯底材料的最佳選擇。然而藍寶石晶體需要在一個密閉的爐體內(nèi)，經(jīng)過引晶一放肩一等徑一收尾一系列的操作才能拉制完成，整個拉晶過程都需要調(diào)控溫度的變化來影響晶體的生長速率和狀態(tài)。
[0003]通常的藍寶石爐一般這幾個工藝的過程都需要人為的去操作，而且沒有具體的儀器設(shè)備提供的具體的數(shù)值進行參照，完全憑操作人員的實際觀察晶體生長情況來調(diào)節(jié)拉晶的工藝。況且，由于藍寶石爐的觀察玻璃在爐內(nèi)達到最高溫度的12小時之后就不能觀察清楚爐體內(nèi)部的生長情況，因此對操作人員的實踐經(jīng)驗和技術(shù)要求特別苛刻，而且對大批量化生產(chǎn)作業(yè)具有了局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠延長測溫玻璃的使用時間，并提供準確的爐體內(nèi)部溫度變化參照的間斷測溫裝置。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是:
[0005]提供一種藍寶石爐間斷測溫裝置，包括紅外測溫儀，還包括上板、下板、遮光板、轉(zhuǎn)動軸、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)、擺動氣缸和觀察玻璃；上板和下板連接形成密閉腔體，遮光板安裝在密閉腔體內(nèi)；轉(zhuǎn)動軸一端與擺動氣缸的輸入軸連接，轉(zhuǎn)動軸的另一端依次穿過旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)和下板，并與遮光板連接；觀察玻璃安裝在下板下方的觀察口，紅外測溫儀安裝在觀察玻璃下方；所述擺動氣缸用于為遮光板提供動力輸入，使觀察口能觀察到遮光板遮擋和打開兩種狀態(tài)；所述旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)包括磁流體，用于保證傳動軸的轉(zhuǎn)動密封。
[0006]作為進一步的改進，所述下板上連接有冷卻水路，冷卻水路用于降低下板的溫度和增加密閉腔體內(nèi)的密封性。
[0007]作為進一步的改進，所述遮光板以寶塔形分層安裝在上板和下板形成的密閉腔體內(nèi)。
[0008]作為進一步的改進，所述擺動氣缸連接有壓縮空氣機，壓縮空氣機用于提供輸入擺動氣缸的壓縮空氣。
[0009]作為進一步的改進，所述擺動氣缸連接有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于對壓縮空氣進入擺動氣缸的方向和擺動氣缸的擺動頻率實現(xiàn)自動化控制。
[0010]作為進一步的改進，所述上板上焊接有一個快卸法蘭，用于將藍寶石爐間斷測溫裝置安裝到藍寶石爐體上，快卸法蘭的位置與下板上的觀察口對齊。
[0011]提供基于所述的藍寶石爐間斷測溫裝置的控制方法，利用所述藍寶石爐間斷測溫裝置進行測溫時，擺動氣缸的擺動頻率滿足公式f=K/T和f=K2xs，其中f為擺動氣缸的擺動頻率,K1為比例系數(shù)，且K1的取值范圍為3000?4000，T為觀察玻璃的使用壽命，K2為比例系數(shù)，且K2的取值范圍為10?50，S為紅外測溫儀單位時間內(nèi)所測得的數(shù)據(jù)的次數(shù)。
[0012]本發(fā)明的工作原理:主要是通過壓縮空氣直接控制擺動氣缸進行轉(zhuǎn)動，使連接在轉(zhuǎn)動軸上的遮光板做間隔性的來回反復(fù)運動；而傳動軸是穿過一個小的磁流體，實現(xiàn)高頻率，長時間的轉(zhuǎn)動密封，保證其爐體內(nèi)部的真空環(huán)境；遮光板在由上板和帶水冷卻的下板形成的密閉空腔體內(nèi)進行運動；另一邊則是安裝了一個紅外測溫儀，通過觀察玻璃與遮光板，通過程序刷選剔除遮光時間段的溫度信號，對爐體內(nèi)部的溫度進行采集，經(jīng)過系統(tǒng)的刷選和過濾，來得到準確的溫度值。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]在整個藍寶石爐晶體的拉制過程中，操作人員都可以通過本發(fā)明對爐體內(nèi)部溫度進行監(jiān)控，來判斷出晶體的生長情況，為后面引晶、長晶提供了一個可靠的數(shù)值依據(jù)，也可以通過與控制系統(tǒng)做成一個溫度-功率的閉環(huán)，來實現(xiàn)藍寶石爐的自動化引晶檢測和長晶，將大大提高了藍寶石爐的自動化程度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中的附圖標(biāo)記為:1上板；2下板；3旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)；4擺動氣缸；5遮光板；6觀察玻璃；7紅外測溫儀。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述:
[0018]圖1中的藍寶石爐間斷測溫裝置包括紅外測溫儀7、上板1、下板2、遮光板5、轉(zhuǎn)動軸、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)3、擺動氣缸4和觀察玻璃6，其中，采用紅外測溫儀7用來測量溫度，測量值精準，反應(yīng)靈敏，能夠及時的讓操作人員發(fā)覺爐體內(nèi)部的溫度變化，從而做出正確的判斷。
[0019]上板I和下板2連接形成密閉腔體，遮光板5以寶塔形分層安裝在密閉腔體內(nèi)，對隔熱效果更加好。擺動氣缸4連接有壓縮空氣機，壓縮空氣機用于提向擺動氣缸4輸入壓縮空氣進而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，通過對壓縮空氣進入擺動氣缸4的方向控制，實現(xiàn)來回反復(fù)擺動。其中，擺動氣缸4可連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于對壓縮空氣進入擺動氣缸4的方向和擺動氣缸4的擺動頻率實現(xiàn)自動化控制。轉(zhuǎn)動軸一端與擺動氣缸4的輸入軸直接連接，接入壓縮空氣得到動力，通過程序的控制，使密閉腔體內(nèi)外的轉(zhuǎn)動軸做間斷性的反復(fù)來回擺動。轉(zhuǎn)動軸的另一端依次穿過旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)3和下板2，并與遮光板5連接。旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)3包括一個小型磁流體，能夠確保爐體內(nèi)部的真空環(huán)境，而使用磁流體對高頻率、長時間的轉(zhuǎn)動密封更加安全可靠。觀察玻璃6安裝在下板2下方的觀察口，紅外測溫儀7安裝在觀察玻璃6下方，紅外測溫儀7通過觀察玻璃6直接測量爐體內(nèi)部的指定區(qū)域的溫度。轉(zhuǎn)動軸帶動遮光板5進行來回的反復(fù)運動，能夠?qū)τ^察口進行遮擋和打開兩種狀態(tài)的實現(xiàn)，使紅外測溫儀7間斷性地測量爐體內(nèi)部的溫度，經(jīng)過系統(tǒng)的自動刷選過濾，得到更加準確的溫度值，同時能夠防止氧化物污染觀察玻璃6，導(dǎo)致測量的溫度值不準確。下板2上連接有冷卻水路，能夠大大降低本身受到的來自爐體內(nèi)部的高溫，保護整個裝置的密封，延長了使用壽命。上板I上焊接有一個快卸法蘭，用于將藍寶石爐間斷測溫裝置安裝到藍寶石爐體上，快卸法蘭的位置與下板2上的觀察口對齊。
[0020]擺動氣缸4的擺動頻率應(yīng)滿足條件ΡΚ/Τ，其中f為擺動氣缸4的擺動頻率，K1為比例系數(shù)，且K1的取值范圍為3000?4000，T為觀察玻璃6的使用壽命。擺動氣缸4的擺動頻率同時也滿足條件f=K2XS，其中f為擺動氣缸4的擺動頻率，K2為比例系數(shù)，且K2的取值范圍為10?50，S為紅外測溫儀7單位時間內(nèi)所測得的數(shù)據(jù)的次數(shù)。從式中可知，當(dāng)擺動頻率f越大時，觀察玻璃6的使用壽命就越短；同時，擺動氣缸4的擺動頻率越大時，紅外測溫儀7所測得的數(shù)據(jù)越多，所得的數(shù)值就更加的準確，能夠更加準確的反應(yīng)出爐體內(nèi)部的實際的溫度變化曲線。根據(jù)上述的分析所得，擺動氣缸4的擺動頻率應(yīng)該通過實際取得在一個合適的試制范圍內(nèi)，從而有效的測得所需要的爐體內(nèi)部的溫度值，也使使用壽命達到最大化。
[0021]安裝時:首先將旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)3安裝到下板2—側(cè)上，轉(zhuǎn)動軸的一端安裝在遮光板5上，另一端直接安裝在擺動氣缸4上；然后將外界的壓縮空氣機直接連接到擺動氣缸4使其得到轉(zhuǎn)動動力；接下來在下板2的另一側(cè)，將紅外測溫儀7安裝到紅外測溫儀座上，并安裝觀察玻璃6和遮光板5，紅外測溫儀7通過觀察玻璃6與遮光板5對爐體內(nèi)部進行溫度測量，經(jīng)過程序的篩選，剔除遮光時間段的溫度信號，提取到準確的溫度值。最后，將上板I和下板2進行連接，形成一個密閉的腔體，接通下板2上的水冷卻，再將整個裝置安裝到藍寶石爐體上即可。
[0022]最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種藍寶石爐間斷測溫裝置，包括紅外測溫儀，其特征在于，還包括上板、下板、遮光板、轉(zhuǎn)動軸、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)、擺動氣缸和觀察玻璃；上板和下板連接形成密閉腔體，遮光板安裝在密閉腔體內(nèi)；轉(zhuǎn)動軸一端與擺動氣缸的輸入軸連接，轉(zhuǎn)動軸的另一端依次穿過旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)和下板，并與遮光板連接；觀察玻璃安裝在下板下方的觀察口，紅外測溫儀安裝在觀察玻璃下方；所述擺動氣缸用于為遮光板提供動力輸入，使觀察口能觀察到遮光板遮擋和打開兩種狀態(tài)；所述旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)包括磁流體，用于保證傳動軸的轉(zhuǎn)動密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍寶石爐間斷測溫裝置，其特征在于，所述下板上連接有冷卻水路，冷卻水路用于降低下板的溫度和增加密閉腔體內(nèi)的密封性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍寶石爐間斷測溫裝置，其特征在于，所述遮光板以寶塔形分層安裝在上板和下板形成的密閉腔體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍寶石爐間斷測溫裝置，其特征在于，所述擺動氣缸連接有壓縮空氣機，壓縮空氣機用于提供輸入擺動氣缸的壓縮空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的藍寶石爐間斷測溫裝置，其特征在于，所述擺動氣缸連接有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于對壓縮空氣進入擺動氣缸的方向和擺動氣缸的擺動頻率實現(xiàn)自動化控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的藍寶石爐間斷測溫裝置，其特征在于，所述上板上焊接有一個快卸法蘭，用于將藍寶石爐間斷測溫裝置安裝到藍寶石爐體上，快卸法蘭的位置與下板上的觀察口對齊。
7.基于權(quán)利要求1所述的藍寶石爐間斷測溫裝置的控制方法，其特征在于，利用所述藍寶石爐間斷測溫裝置進行測溫時，擺動氣缸的擺動頻率滿足公式fzKi/T和f=K2X S，其中f為擺動氣缸的擺動頻率，K1為比例系數(shù)，且K1的取值范圍為3000?4000，T為觀察玻璃的使用壽命，K2為比例系數(shù)，且K2的取值范圍為10?50，S為紅外測溫儀單位時間內(nèi)所測得的數(shù)據(jù)的次數(shù)。
【文檔編號】F27B14/04GK103471391SQ201310362354
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】張俊, 朱亮, 付春雷, 沈興潮, 張成方 申請人:浙江晶盛機電股份有限公司