CN111551254A - 一种精确定温的方法 - Google Patents

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刘欣宇
袁振洲
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Jiangsu super core star Semiconductor Co.,Ltd.
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Abstract

本发明公开了一种精确定温的方法,包括:选择已知固定熔点的纯净物质,所述纯净物质的熔点为Tm;将所述纯净物质置于测温点附近;在设备升温过程中,在所述纯净物质熔化或升华的瞬间,将所述测温点的温度T1定温为Tm;测温仪的实际度数校准为Tm。本发明利用纯净物质在固定温度熔化或升华的原理,进行定温。成功解决(1)难以或无需测温过程,又需要参考温度;(2)挥发物遮挡或堵塞测温口,测温仪难以对准或接触到被测物质;(3)测温仪校准的问题。提高了测温值的准确度,并可对设备的温度进行连续测量,使系统能够对温度数据进行实时采集、实时分析处理,有效控制设备的运行过程。

Description

一种精确定温的方法
技术领域
本发明涉及设备温度测量技术领域,具体涉及一种精确定温的方法。
背景技术
目前,对运行状态下的设备进行温度测量的技术分为接触式测温和非接触式测温,其中非接触式测温由于具有响应时间快、使用安全及使用寿命长等优点而得到了广泛应用。
生产与实验过程中,有些设备在运行状态下是封闭的,这时利用非接触式测温仪测量设备的温度时,难以直接测温,如加装测温玻璃,设备内部物体所发出的红外辐射能量透过测温玻璃才能进入测温仪的视场,测温准确度降低。另外,一些产业化生产过程中,工艺技术已相对稳定并完成定型的情况下,无需增加成本添加测温仪进行内部测温,但是又需要内部温度的判断依据。
有些生产或实验过程,设备在运行状态可以直接测温,或通过测温口测温。测温口的温度比实际测温点略低,设备内部的物体在会产生挥发物,从而到达测温口时,挥发物由气态变为固态并吸附在测温口附近,挥发物逐渐增多甚至堵塞测温口。造成测温仪难以对准,测温准确度降低,甚至接触到被测物质。
测温仪的应用中需要定期送到计量校准单位进行校准,生产线大批量测温仪校准的周期长,降低生产效率。并且测温仪使用过程中无法自校准,缺乏精确地温度参考依据,难以对比。
现有技术中,无法解决以上三种问题,不能实现精确测温对系统进行有效控制。
如何在实际生产与实验过程中,解决(1)难以或无需测温过程,又需要参考温度;(2)挥发物遮挡或堵塞测温口,测温仪难以对准或接触到被测物质;(3)测温仪校准的问题。实现精测定温,提高测温值的准确度,是本技术领域急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种精确定温的方法,解决了生产与实验过程中的如下问题:(1)难以或无需测温过程,又需要参考温度;(2)挥发物遮挡或堵塞测温口,测温仪难以对准或接触到被测物质;(3)测温仪校准的问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种精确定温的方法,所述方法包括:
选择已知固定熔点的纯净物质,所述纯净物质的熔点为Tm;将所述纯净物质置于测温点附近;在设备升温过程中,在所述纯净物质熔化或升华的瞬间,将所述测温点的温度T1定温为Tm;测温仪的实际度数校准为Tm
进一步,所述纯净物质为晶体,包括铱、铂、铁、硅、镍、铜、银、铝、镁、锌、铅、锡、钾、钠、硫。
进一步,所述纯净物质为对设备、腔体、生产或实验无污染的物质。
进一步,所述纯净物质的尺寸为0.001cm3~1000cm3
进一步,所述纯净物质的种类为1~30种。
进一步,所述纯净物质的数量为1~30个。
进一步,所述Tm小于设备、生产或实验所达的最高温度。
进一步,常压下所述Tm为纯净物质的熔点,非常压下通过克劳修斯-克拉佩龙方程计算所述Tm
进一步,所述熔化或升华的瞬间判断方式为肉眼观测或采用监测装置反馈。
进一步,所述校准测温仪的依据为测温仪读数与Tm的差值。
本发明具有以下有益技术效果:
本发明利用了利用纯净物质在固定温度熔化或升华的原理,采用固定熔点的物质熔化或升华的方法进行定温或校准测温仪,成功解决了(1)难以或无需测温过程,实际温度的判断。(2)设备内物质挥发,测温仪难以对准或接触到被测物质;(3)测温仪校准的问题。提高了测温值的准确度,并可对设备的温度进行连续测量,使系统能够对温度数据进行实时采集、实时分析处理,有效控制设备的运行过程。
附图说明
图1是定温片消失前测试窗口观察到的照片;
图2是定温片消失后测试窗口观察到的照片;
图3是定温片消失前监测器监测到的照片;
图4是定温片消失后监测器监测到的照片。
具体实施方式
下面,参考附图,对本发明进行更全面的说明,附图中示出了本发明的示例性实施例。然而,本发明可以体现为多种不同形式,并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是,提供这些实施例,从而使本发明全面和完整,并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
本发明提供了一种精确定温的方法,该方法包括:
选择已知固定熔点的纯净物质,所述纯净物质的熔点为Tm;将所述纯净物质置于测温点附近;在设备升温过程中,在所述纯净物质熔化或升华的瞬间,将所述测温点的温度T1定温为Tm;测温仪的实际度数校准为Tm
实施例一
一种精确定温的方法,用于晶体生长升温中的测温校正,具体方法如下:
(1)选择单晶硅片,尺寸为0.3cm×0.3cm×0.035cm,已知单晶硅的熔点为1410℃。
(2)将该硅片粘贴在晶体生长用坩埚测温点处。将坩埚放入单晶生长设备内,开始晶体生长。常压升温过程中,通过顶部测温窗口观察并记录该硅片的状态,该硅片表现为白亮视窗中一个黑点状物,如图1所示。当温度升到1400℃时,注意观察测温窗口的变化,当发现观察窗中白亮视野内的黑点状物突然消失时,如图2所示,记录测温计的温度读数1415℃。
(3)根据已知单晶硅的熔点,计算得知该测温计比实际温度高5℃,测温点处实际温度低于设定温度。
因此,为满足晶体生长的实际要求,将设备设定温度增加5℃,对设备的运行过程实现有效控制。
实施例二
一种精确定温的方法,用于合成实验中的定温,具体方法如下:
(1)选择高纯铝片,尺寸为0.5cm×0.5cm×0.1cm,已知铝的熔点为660℃。
(2)将该铝片粘贴在石英舟外的测温点处。将石英舟放入管式炉内,开始晶体生长。常压升温过程中,通过侧壁测温窗口安置的监测器监测并记录该铝片的状态,如图3。当监测器报警时,监测到铝片状态如图4,同时记录了测温计的温度读数为652℃。
(3)根据已知铝的熔点,计算得知该测温计比实际温度低8℃,测温点处实际温度高于设定温度。
因此,为满足晶体生长的实际要求,将设备设定温度降低8℃,对设备的运行过程实现有效控制。
实施例三
一种精确定温的方法,用于固相烧结实验中的定温,具体方法如下:
(1)选择高纯铜片,尺寸为0.2cm×0.2cm×0.2cm,已知该铜片的熔点为1083℃,根据克劳修斯-克拉佩龙方程计算得知铜片在该固相烧结实验的压强下,熔点温度为1027.4℃。
(2)将该铜片粘贴在固相烧结炉内的定温点处。设备开始运行,手动增加设备功率,进行升温。并通过侧壁观察窗口观测该铜片,起初表现为一个金属光泽的点状物。持续缓慢增加功率,当发现观察窗口中金属光泽的点状物突然消失时,停止增加功率,保持2h,之后随炉缓冷。
(3)根据计算的熔点,确定设备内所需定温处的实际温度。
因此,可以在无内置热电偶或外置测温仪的实验中,对设备的运行过程实现有效控制。
实施例四
一种精确定温的方法,用于生产或实验全过程中的连续测量,具体方法如下:
(1)选择高纯铝片、高纯铜片、单晶硅片、高纯铂片、高纯铱片,尺寸均为0.2cm×0.2cm×0.05cm,已知熔点分别为:660℃、1083℃、1410℃、1772℃、2410℃。
(2)将以上所述定温片环绕测温点分别粘贴。将坩埚放入设备内,开始执行常压烧结程序,通过侧壁测温窗口安置的监测器监测并记录每次定温片的状态。每次监测器报警,反馈系统记录,并记录测温计的温度读数。
(3)根据已知定温片的熔点,依次计算并校准不同温度下测温仪的偏差。
因此,对设备的温度进行连续测量,使系统能够对温度数据进行实时采集、实时分析处理,提高了测温值的准确度,有效控制设备的运行过程。
尽管这里已经参考附图描述了实施例,应理解上述示例实施例仅仅是示例性的,并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改,而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
在此处所提供的说明书中,说明了大量具体细节。然而,能够理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中,并未详细示出公知的方法、结构和技术,以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种精确定温的方法,其特征在于,所述方法包括:
选择已知固定熔点的纯净物质,所述纯净物质的熔点为Tm;将所述纯净物质置于测温点附近;在设备升温过程中,在所述纯净物质熔化或升华的瞬间,将所述测温点的温度T1定温为Tm;测温仪的实际度数校准为Tm
2.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,所述纯净物质为晶体,包括铱、铂、铁、硅、镍、铜、银、铝、镁、锌、铅、锡、钾、钠、硫。
3.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,所述纯净物质为对设备、腔体、生产或实验无污染的物质。
4.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,所述纯净物质的尺寸为0.001cm3~1000 cm3
5.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,所述纯净物质的种类为1~30种。
6.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,所述纯净物质的数量为1~30个。
7.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,所述Tm小于设备、生产或实验所达的最高温度。
8.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,常压下所述Tm为纯净物质的熔点,非常压下通过克劳修斯-克拉佩龙方程计算所述Tm
9.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,所述熔化或升华的瞬间判断方式为肉眼观测或采用监测装置反馈。
10.根据权利要求1所述的一种精确定温的方法,其特征在于,所述校准测温仪的依据为测温仪读数与Tm的差值。
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