CN114115369B - 一种具有自动补水功能的高温氧化装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种具有自动补水功能的高温氧化装置，所述装置包括：鼓泡装置，用于将氧气通入高温去离子水中生成湿润的高温氧化气体；所述具有自动补水功能的高温氧化装置还包括：预热装置，与所述鼓泡装置连接，用于加热去离子水并为所述鼓泡装置供应所述高温去离子水，所述预热装置上设有用于检测其内去离子水电阻值的水电阻测量传感器，所述预热装置在其内去离子水电阻值大于第一预设阈值和/或小于第二预设阈值时，更换所述预热装置内的去离子水。本申请通过设置水电阻测量传感器实时监控预热装置内的去离子水的电阻值，并当去离子水不满足工艺条件时对去离子水进行更换。
Description
技术领域
本申请涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种具有自动补水功能的高温氧化装置。
背景技术
半导体电介质薄膜沉积工艺制造过程中使用热氧化、化学气相沉积、原子层沉积获得氧化硅薄膜。其中热氧化工艺是将Si晶圆置于石英玻璃反应管中，在高温下（900℃～1200℃）通入高纯氧气，氧气与晶圆表面Si反应生成一层薄膜。热氧化工艺按所用的氧化氛围分为3种方式：干氧氧化、水汽氧化和湿氧氧化，其中湿氧氧化的原理是让高纯氧气在通入反应室之前先通过加热达90℃以上的装有高纯去离子水的鼓泡瓶，氧气可携带大量水汽进入反应室，水分子和氧分子可以较快的速度扩散到晶圆表层与Si进行反应，氧化过程中需要在去离子水的环境中进行。
现有的一些高温氧化装置中，去离子水由于静置导致金属离子累积，致使去离子水的电阻值不满足氧化的工艺要求。
针对上述问题，目前尚未有有效的技术解决方案。
发明内容
本申请的目的在于提供一种具有自动补水功能的高温氧化装置，旨在解决在高温氧化过程中由于人为因素或外界因素，导致去离子水的阻值不满足工艺要求，从而影响氧化效果的问题。
第一方面，本申请提供了一种具有自动补水功能的高温氧化装置，该装置包括：
鼓泡装置，用于将氧气通入高温去离子水中生成湿润的高温氧化气体；
该装置还包括：
预热装置，与所述鼓泡装置连接，用于加热去离子水并为所述鼓泡装置供应所述高温去离子水，所述预热装置上设有用于检测所述预热装置中去离子水电阻值的水电阻测量传感器，在所述预热装置中的去离子水电阻值大于第一预设阈值和/或小于第二预设阈值时，更换所述预热装置内的去离子水。
本申请提供的具有自动补水功能的高温氧化装置，通过在预热装置中将去离子水加热后导入鼓泡装置中，同时通入氧气生成湿润的高温氧化气体，同时当水电阻测量传感器检测到去离子水的电阻不满足工艺要求时，排出去离子水并加入新的去离子水，以保证预热装置中的去离子水的电阻满足工艺要求。
可选地，所述预热装置包括预热瓶和第一加热器，所述第一加热器配置有第一温控仪。
本申请通过设置第一加热器对预热瓶中的去离子水进行加热，配置第一温控仪用于控制预热瓶中去离子水的温度保持在工艺要求的范围内。
可选地，所述预热装置设置有进水管和出水管，所述进水管设置有第一进水阀，所述预热装置通过出水管与所述鼓泡装置连接，所述预热装置设置有排水管，所述排水管上设置有排水阀。
本申请通过设置进水管用于导入去离子水，在去离子水在预热装置内满足工艺要求后通过该出水管导出，进入鼓泡装置中，若预热装置内的去离子水不满足工艺要求，则不满足工艺要求的去离子水通过排水管排出。
可选地，所述水电阻测量传感器设置在所述排水管上，用于检测所述预热瓶内去离子水的电阻值。
可选地，所述预热瓶外表面设置有高液位传感器和低液位传感器。
本申请通过设置高低液位传感器，当检测预热瓶内液位低于低液位传感器时第一进水阀打开，通入去离子水；当液位高于高液位传感器时第一进水阀关闭，停止通入去离子水。
可选地，所述预热瓶上设置有泄压管，所述泄压管包含过滤器。
本申请通过在预热瓶上设置泄压管，防止预热瓶内气压过高，泄压管上的过滤器用于排出预热瓶内的水蒸气，同时防止外界的杂质进入预热瓶中污染预热瓶中的去离子水。
可选地，所述预热瓶上设置有预热测温装置，所述第一温控仪通过所述预热测温装置测量所述预热瓶中去离子水的温度。
可选地，所述出水管上设置有第二进水阀。
本申请通过设置第二进水阀控制预热装置中去离子水进入鼓泡装置中，且当预热装置中的去离子水不满足工艺条件需要排出时，第二进水阀关闭，防止不满足工艺条件的去离子水进入鼓泡装置内。
可选地，所述鼓泡装置包括鼓泡瓶、第二加热器和氧气管，所述鼓泡瓶通过所述第二加热器对所述鼓泡瓶进行加热，所述第二加热器配置有第二温控仪，所述氧气管用于向所述鼓泡瓶内通入氧气，所述氧气管处设置有氧气质量流量控制器，用于监控氧气的流量，所述氧气质量流量控制器前设置有气阀。
可选地，所述预热装置的所述出水管与多个所述鼓泡装置连接。
由上可知，本申请提供的具有自动补水功能的高温氧化装置，通过进水管将去离子水导入预热装置中，通过第一加热器将预热瓶中的去离子水加热，通过水电阻测量传感器检测后将满足工艺要求的去离子水通过出水管导入至鼓泡装置中；当水电阻测量传感器检测到去离子水的电阻不满足工艺要求时，排水阀开启，第二进水阀关闭，不满足工艺要求的去离子水通过排水管排出并通过进水管向预热瓶中加入新的去离子水，满足工艺条件的去离子水进入鼓泡装置的同时向鼓泡装置中通入氧气生成湿润的高温氧化气体，进行氧化反应。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本申请实施例提供的具有自动补水功能的高温氧化装置的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的预热瓶盖的结构示意图的俯视图。
图3为本申请实施例提供的鼓泡瓶盖的结构示意图的俯视图。
图4为本申请实施例提供的一个预热装置连接多个鼓泡装置的结构示意图。
标号说明：100、预热装置；110、预热瓶；111、预热瓶盖；120、第一加热器；121、第一温控仪；130、进水管；1301、预热进水石英管；1302、进水非金属软管；131、第一进水阀；140、出水管；1401、出水石英管；1402、出水非金属软管；141、第二进水阀；150、排水管；151、排水阀；152、水电阻测量传感器；160、高液位传感器；161、低液位传感器；170、泄压管；171、过滤器；180、预热测温装置；181预热测温石英管；182、预热测温热偶；183、预热热偶补偿导线；190、导热油；200、鼓泡装置；210、鼓泡瓶；211、鼓泡瓶盖；220、第二加热器；221、第二温控仪；230、氧气管；2301、氧气石英管；2302、氧气非金属软管；231、气阀；232、氧气质量流量控制器；240、鼓泡液位传感器；250、鼓泡进水石英管；260、出水气石英管；261、出水气非金属软管；270、鼓泡测温装置；271、鼓泡测温石英管；272、鼓泡测温热偶；273、鼓泡热偶补偿导线；280、聚四氟四通。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在半导体薄膜高温氧化过程中需要在去离子水的环境中进行，在一些高温氧化装置中，去离子水由于静置导致金属离子累积，致使去离子水的电阻值不满足氧化的工艺要求。
参考图1，图1为本申请提供的具有自动补水功能的高温氧化装置的结构示意图，该装置包括：
鼓泡装置200，用于将氧气通入高温去离子水中生成湿润的高温氧化气体；
该装置还包括：
预热装置100，与鼓泡装置200连接，用于加热去离子水并为鼓泡装置200供应高温去离子水，预热装置100上设有用于检测预热装置100中的去离子水电阻值的水电阻测量传感器152，在预热装置100中的去离子水电阻值大于第一预设阈值和/或小于第二预设阈值时，更换预热装置100内的去离子水。
具体地，由于预热工艺中需要对预热瓶110中的去离子水加热至一定温度，因此预热瓶110可选用耐高温、高强度的石英玻璃瓶作为去离子水加热的容器，预热瓶110顶部设置有预热瓶盖111，优选地，预热瓶盖111选用石英玻璃盖。
具体地，第一预设阈值大于第二预设阈值。
具体地，第一预设阈值为工艺要求的电阻范围的上限值，当去离子水的电阻大于第一预设阈值时，预热装置100中的去离子水不满足工艺条件，此时预热装置100中不满足工艺要求的去离子水将被排出，同时通入新的去离子水，实现去离子水的自动更换，保证预热装置中的去离子水的电阻值满足工艺要求。
具体地，第二预设阈值为工艺要求的电阻范围的下限值，当去离子水的电阻小于第二预设阈值时，预热装置100中的去离子水不满足工艺条件，此时预热装置100中不满足工艺要求的去离子水将被排出，同时通入新的去离子水，实现去离子水的自动更换，保证预热装置中的去离子水的电阻值满足工艺要求。
优选地，在本实施例中，预热装置100中的去离子水需小于第一预设阈值并大于第二阈值，当预热装置100不在第一预设阈值与第二预设阈值之间时，预热装置100中的去离子水不满足工艺条件，此时预热装置100中不满足工艺要求的去离子水将被排出，同时通入新的去离子水，实现去离子水的自动更换，保证预热装置中的去离子水的电阻值满足工艺要求。
具体地，由于去离子水在静置过程中会导致金属离子累积，因此去离子水在静置中电阻会减小，当电阻小于第二预设阈值时，预热装置100中的去离子水排出，并通入新的去离子水；当外界的水汽或颗粒进入预热装置100时，预热装置100中的去离子水的电阻会增大或减小，当电阻大于第一预设阈值和/或小于第二预设阈值时，去离子水不满足工艺要求，预热装置100中的去离子水排出，并通入新的去离子水。
本申请提供的具有自动补水功能的高温氧化装置，通过在预热装置100中将去离子水加热，当水电阻测量传感器152检测到去离子水的电阻满足工艺要求且去离子水的温度预热至工艺要求所需的温度时，将去离子水导入鼓泡装置200中，而在预热过程中，当水电阻测量传感器152检测到预热装置中的去离子水的电阻不满足工艺要求时，排出去离子水并加入新的去离子水，以保证预热装置中的去离子水的电阻满足工艺要求，往导入鼓泡装置200中的去离子水同时通入氧气生成湿润的高温氧化气体，通过实时检测去离子水的电阻值，并在检测到去离子水的阻值不满足工艺要求对去离子水进行更换，即排出不满足工艺要求的去离子水，并通入新的去离子水，保证了鼓泡装置200中的去离子水始终满足工艺条件，使氧化过程更稳定。
在一些实施方式中，当预热过程中检测到预热装置100中的去离子水的温度和/或温度不满足工艺条件时，预热装置100中的去离子水全部排空，排空后重新通入新的去离子水。
在另一些实施方式中，当预热过程中检测到预热装置100中的去离子水的温度和/或温度不满足工艺条件时，预热装置100将不满足工艺条件的去离子水排出的同时向预热装置100中通入新的去离子水，调节预热装置100中的去离子水的电阻和温度逐渐满足工艺要求。优选地，由于预热过程中去离子水的温度较高，若将去离子水排空再重新补充则可能导致预热装置100损坏，而一边排水一边补水的方式可保证预热装置中的去离子水始终足够导入鼓泡装置中，且在调节过程中预热装置中的去离子水的温度和电阻值将趋于稳定，因此优选一边排水一边补水的方式作为预热装置100的自动补水方式。
在一些优选的实施方式中，预热装置100包括预热瓶110和第一加热器120，第一加热器120配置有第一温控仪121。
具体地，第一加热器120可以选用燃油加热器或电阻加热炉对预热瓶110进行加热，优选地，第一加热器120选用环保且便于控制的电阻加热炉，优选地，第一加热器120配置有第一温控仪121，第一温控仪121与第一加热器120为电性连接，用于实时监测预热瓶110中去离子水的温度，并在当去离子水温度不满足工艺要求时调节去离子水的温度，当第一温控仪121监测到预热瓶110中去离子水的温度低于氧化工艺所要求的去离子水温度范围时，第一温控仪121控制第一加热器120对预热瓶110进行加热，使预热瓶110中的去离子水温度升高至工艺要求的温度范围内；当第一温控仪121监测到预热瓶110中去离子水的温度高于氧化工艺所要求的去离子水温度范围时，第一温控仪121控制第一加热器120停止对预热瓶110进行加热，使预热瓶110中的去离子水温度降低至工艺要求的温度范围内，通过第一温控仪121使预热瓶110中的去离子水保持在工艺要求的温度范围中。
参考图2，图2为本申请实施例提供的预热瓶盖的结构示意图的俯视图。在一些优选的实施方式中，预热装置100设置有进水管130和出水管140，进水管130设置有第一进水阀131，预热装置100通过出水管140与鼓泡装置200连接，预热装置100设置有排水管150，排水管150上设置有排水阀151。
具体地，进水管130包括预热进水石英管1301和进水非金属软管1302组成，预热进水石英管1301上端与进水非金属软管1302相连接，预热进水石英管1301竖直穿过预热瓶盖111上并与预热瓶盖111固定连接，优选地，预热进水石英管1301的管径约1/4英寸，且预热进水石英管1301的末端距离预热瓶110底部约20mm，在进水非金属软管1302上设置有第一进水阀131，优选地，第一进水阀131可以选用电磁阀或气动阀，当第一进水阀131接收到进水信号，第一进水阀131打开，往预热瓶110内通入去离子水，当第一进水阀131接收到停止进水信号，第一进水阀131关闭，停止往预热瓶110内通入去离子水。
具体地，出水管140包括出水石英管1401以及出水非金属软管1402，出水石英管1401末端与出水非金属软管1402相连接，出水石英管1401设置在预热瓶110侧面底部并与预热瓶110固定连接，出水石英管1401管径约3/8英寸，出水非金属软管1402与鼓泡装置200连接并作为鼓泡装置200的进水管130，预热瓶110内满足工艺要求的去离子水通过出水非金属软管1402进入鼓泡装置200中。
具体地，出水非金属软管1402为三通软管，出水非金属软管1402的一端与出水石英管1401连接，第二端与鼓泡装置200连接，第三端设置在第一端与第二端之间，第三端与排水管150相连接，用于将不满足工艺条件的去离子水排出，在排水管150上设置有排水阀151，优选地，排水阀151可以选用电磁阀或气动阀，当排水阀151接收到排水信号，排水阀151打开，预热瓶110内的去离子水通过排水管150排出，当排水阀151接收到停止排水信号，排水阀151关闭，停止排出去离子水。
在一些优选的实施方式中，水电阻测量传感器152设置在排水管150上，用于检测预热瓶110内去离子水的电阻值。
具体地，在排水管150上的排水阀151前设置有水电阻测量传感器152，用于检测预热瓶110内去离子水的电阻值，具体地，将排水阀151靠近预热瓶110的方向设定为排水阀的前侧，排水阀151远离预热瓶110的方向设定为排水阀后侧，水电阻测量传感器152与排水阀151电性连接，当水电阻测量传感器152检测到预热瓶110内的去离子水的电阻大于第一预设阈值和/或小于第二预设阈值时，水电阻测量传感器152发出排水信号，排水阀151接收排水信号后打开，预热瓶110内不满足工艺要求的去离子水通过排水管150排出。
在一些优选的实施方式中，预热瓶110外表面设置有高液位传感器160和低液位传感器161。
具体地，高液位传感器160和低液位传感器161用于检测预热瓶110内去离子水的液位，高液位传感器160与低液位传感器161的位置根据工艺需求人为设置，高液位传感器160和低液位传感器161与第一进水阀131电性连接，当预热瓶110内的去离子水的液位低于低液位传感器161时，第一进水阀131开启，往预热瓶110内通去离子水，当去离子水的液位达到高液位传感器160所在高度时，第一进水阀131关闭，去离子水在预热瓶110内开始加热，满足工艺要求的去离子水通过出水非金属软管1402进入鼓泡装置200，不满足工艺要求的去离子水通过排水管150排出，优选地，高液位传感器160所在液位与低液位传感器161所在液位的液位差所包含的去离子水的水量恰好为传输至鼓泡装置200后鼓泡装置200所需的去离子水的水量，使预热装置100中的去离子水从高液位降到低液位时正好完成对鼓泡装置200中去离子水的补充，随后向预热装置100补充去离子水至高液位。
在一些优选的实施方式中，预热瓶110上设置有泄压管170，泄压管170包含过滤器171。
具体地，泄压管170包括石英泄压管170和过滤器171，石英泄压管170沿竖直方向穿过预热瓶盖111上并与预热瓶盖111固定连接，为防止外界的杂质进入预热装置100中，设置石英泄压管170管径约3/8英寸，为进一步防止外界杂质进入，在石英泄压管170上设置过滤器171。
在一些优选的实施方式中，预热瓶110上设置有预热测温装置180，第一温控仪121通过预热测温装置180测量预热瓶110中去离子水的温度。
具体地，预热测温装置180包括预热测温石英管181和预热测温热偶182，优选地，选用K型热偶作为预热测温热偶182，预热测温石英管181沿竖直方向穿过预热瓶盖111上并与预热瓶盖111固定连接，预热测温石英管181的末端距离预热瓶110的底部约15mm，参考图2，由于去离子水的中心位置的温度较其他位置的温度更准确，因此预热测温石英管181设置在预热瓶盖111中心位置，预热测温石英管181管径约1/4英寸且下端部设置为半球形封口结构，用于装入导热油190，预热测温热偶182插入预热测温石英管181中，同时预热测温热偶182的尾端浸没在导热油190中，使测量温度更精确。
具体地，预热测温热偶182通过预热热偶补偿导线183与第一温控仪121连接，当预热测温热偶182检测到去离子水的温度不满足工艺要求时，发出升温信号或降温信号，通过预热热偶补偿导线183将升温信号或降温信号发送至第一温控仪121，第一温控仪121接收到升温信号或降温信号后控制第一加热器120启动对去离子水进行加热，或控制第一加热器120关闭，停止对去离子水进行加热，从而控制预热瓶110中去离子水的温度，使去离子水的温度保持在工艺要求的温度范围内。
在一些优选的实施方式中，出水管140上设置有第二进水阀141。
具体地，在出水非金属软管1402上设置有第二进水阀141，优选地，第二进水阀141可以选用电磁阀或气动阀，当第二进水阀141接收到出水信号，第二进水阀141打开，预热瓶110内的去离子水排向鼓泡装置200中，当第二进水阀141接收到停止进水信号，第二进水阀141关闭，停止往鼓泡装置200内通入去离子水。
参考图3，图3为本申请实施例提供的鼓泡瓶盖的结构示意图的俯视图。在一些优选的实施方式中，鼓泡装置200包括鼓泡瓶210、第二加热器220和氧气管230，鼓泡瓶210通过第二加热器220对鼓泡瓶210进行加热，第二加热器220配置有第二温控仪221，氧气管230用于向鼓泡瓶210内通入氧气，氧气管230处设置有氧气质量流量控制器232，用于监控氧气的流量，氧气质量流量控制器232前设置有气阀231。
具体地，由于鼓泡过程中需要将鼓泡瓶210中的去离子水加热至高温，因此鼓泡瓶210可选用高强度、耐高温的石英玻璃瓶作为鼓泡工艺的容器，鼓泡瓶210的顶部设置有鼓泡瓶盖211，优选地，鼓泡瓶盖211选用石英玻璃盖。优选地，预热装置100中预热瓶110的容积大于鼓泡瓶210的容积，为保证工艺的安全性，预热装置100在加热过程中不能将其中的去离子水排空，因此在预热装置100将去离子水排入鼓泡装置200中时，可能会导致鼓泡装置200中的去离子水较少，需要预热装置100多次加热并导入鼓泡装置200中，会降低氧化工艺效率，因此设置预热瓶110的容积大于鼓泡瓶210的容积，使预热瓶110中单次加热后导入鼓泡装置200中的去离子水达到鼓泡工艺所需的去离子水的液位高度。
具体地，在鼓泡装置200外设置有鼓泡液位传感器240，鼓泡液位传感器240与第二进水阀141电性连接，当鼓泡瓶210中的去离子水的液位低于鼓泡液位传感器240所在液位时，第二进水阀141打开，预热装置100中满足工艺要求的去离子水进入鼓泡瓶210中，当鼓泡瓶210中去离子水的液位达到鼓泡液位传感器240所在液位高度时，第二进水阀141关闭，预热装置100停止向鼓泡瓶210中导入满足工艺要求的去离子水。
具体地，第二加热器220可以选用电阻加热炉对鼓泡装置200进行加热，优选地，第二加热器220配置有第二温控仪221，第二温控仪221与第二加热器220电性连接，用于实时监控鼓泡装置200中的去离子水的温度，当鼓泡装置200中的去离子水不满足工艺要求的温度范围时，第二加热器220接收来自第二温控仪221发出的信号，并进行打开或关闭的动作。
具体地，鼓泡瓶盖211上设置有沿竖直方向穿过鼓泡瓶盖211并与鼓泡瓶盖211固定连接的鼓泡进水石英管250，鼓泡进水石英管250的末端距离鼓泡瓶210的底部约20mm，鼓泡进水石英管250的管径约1/4英寸，鼓泡进水石英管250的头部与预热装置100中的出水非金属软管1402相连接。优选地，为防止通入鼓泡装置200中的去离子水倒流，预热装置100中的出水石英管1401的高度应高于鼓泡装置200的鼓泡进水石英管250的高度。
具体地，氧气管230包括沿竖直方向穿过鼓泡瓶盖211并与鼓泡瓶盖211固定连接的氧气石英管2301和氧气非金属软管2302，氧气非金属软管2302与氧气石英管2301的头部相连接，氧气石英管2301的管径约1/4英寸且氧气石英管2301的尾部距离鼓泡瓶210的底部约10mm，在氧气非金属软管2302上设置有气阀231，优选地，气阀231可以选用电磁阀或气动阀，优选地，在气阀231前连接有氧气质量流量控制器232，用于控制氧气的流量，具体地，将气阀231靠近鼓泡瓶210的方向设定为气阀231后侧，将气阀231远离鼓泡瓶210的方向设定位气阀231前侧。
具体地，在鼓泡瓶盖211上固定连接有出水气石英管260，出水气石英管260的管径约3/8英寸，出水气石英管260的头部连接有出水气非金属软管261，出水气非金属软管261与聚四氟四通280相连接。优选地，为防止鼓泡瓶210中的气压过大导致鼓泡瓶210爆裂，出水气石英管260的内径应大于氧气石英管2301的内径。
具体地，鼓泡装置200中包括鼓泡测温装置270，鼓泡测温装置270包括鼓泡测温石英管271和鼓泡测温热偶272，优选地，选用K型热偶作为鼓泡测温热偶272，鼓泡测温石英管271沿竖直方向穿过鼓泡瓶盖211上并与鼓泡瓶盖211固定连接，鼓泡测温石英管271的末端距离预热瓶110的底部约15mm，参考图3，由于去离子水的中心位置的温度较其他位置的温度更准确，因此鼓泡测温石英管271设置在鼓泡瓶盖211中心位置，鼓泡测温石英管271管径约1/4英寸且下端部设置为半球形封口结构，用于装入导热油190，鼓泡测温热偶272插入鼓泡测温石英管271中，同时鼓泡测温热偶272的尾端浸没在导热油190中，使测量温度更精确。
具体地，鼓泡测温热偶272通过鼓泡热偶补偿导线273与第二温控仪221连接，当鼓泡测温热偶272检测到去离子水的温度不满足工艺要求时，发出升温信号或降温信号，通过鼓泡热偶补偿导线273将升温信号或降温信号发送至第二温控仪221，第二温控仪221接收到升温信号或降温信号后控制第二加热器220启动对去离子水进行加热，或控制第二加热器220关闭，停止对去离子水进行加热，从而控制鼓泡瓶210中去离子水的温度，使去离子水的温度保持在工艺要求的温度范围内。
在一些优选的实施方式中，预热装置100的出水管140与多个鼓泡装置200连接。
参考图4，图4为本申请实施例提供的一个预热装置连接多个鼓泡装置的结构示意图。具体地，为提高氧化工艺的效率，设置单个预热装置100与多个鼓泡装置200相连接，当其中一个或多个鼓泡装置200中的去离子水不足时，对应鼓泡装置200中的第二进水阀141开启，具体地，出水管140与每个鼓泡装置200均连通，且每个鼓泡装置200与出水管140之间均设置有一个第二进水阀141，使预热装置100中的去离子水补充进鼓泡装置200中。
本申请实施例中的具有自动补水功能的高温氧化装置，通过进水管130向预热装置100中通入去离子水，去离子水在预热瓶110中加热至一定温度，优选地，在预热过程中，预热装置100中去离子水所需达到的温度范围与鼓泡装置200中去离子水进行鼓泡过程的温度范围相等，优选地，温度范围选择为90-95℃，使鼓泡装置200中的第二加热器220仅需使鼓泡装置200中的去离子水的温度保持稳定即可，第二加热器220无需频繁启停，从而使鼓泡过程稳定平缓，增加第二加热器220的使用寿命，同时水电阻测量传感器152实时对预热瓶110中的去离子水的电阻进行监测，当预热瓶110中的去离子水的电阻满足工艺要求时，去离子水通过出水管140进入鼓泡装置200中；当预热瓶110中的去离子水的电阻不满足工艺要求时，去离子水通过排水管150排出，保证预热装置100中的去离子水始终满足工艺要求。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具有自动补水功能的高温氧化装置，所述装置包括：
鼓泡装置（200），用于将氧气通入高温去离子水中生成湿润的高温氧化气体；
其特征在于，所述具有自动补水功能的高温氧化装置还包括：
预热装置（100），与所述鼓泡装置（200）连接，用于加热去离子水并为所述鼓泡装置（200）供应所述高温去离子水，所述预热装置（100）上设有用于检测所述预热装置（100）中去离子水电阻值的水电阻测量传感器（152），在所述预热装置（100）中的去离子水电阻值大于第一预设阈值和/或小于第二预设阈值时，更换所述预热装置（100）内的去离子水。
2.根据权利要求1所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述预热装置（100）包括预热瓶（110）和第一加热器（120），所述第一加热器（120）配置有第一温控仪（121）。
3.根据权利要求1所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述预热装置（100）设置有进水管（130）和出水管（140），所述进水管（130）设置有第一进水阀（131），所述预热装置（100）通过出水管（140）与所述鼓泡装置（200）连接，所述预热装置（100）设置有排水管（150），所述排水管（150）上设置有排水阀（151）。
4.根据权利要求3所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述水电阻测量传感器（152）设置在所述排水管（150）上，用于检测所述预热装置（100）内去离子水的电阻值。
5.根据权利要求2所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述预热瓶（110）设置有高液位传感器（160）和低液位传感器（161）。
6.根据权利要求2所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述预热瓶（110）上设置有泄压管（170），所述泄压管（170）包含过滤器（171）。
7.根据权利要求2所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述预热瓶（110）上设置有预热测温装置（180），所述第一温控仪（121）通过所述预热测温装置（180）测量所述预热瓶（110）中去离子水的温度。
8.根据权利要求3所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述出水管（140）上设置有第二进水阀（141）。
9.根据权利要求1所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述鼓泡装置（200）包括鼓泡瓶（210）、第二加热器（220）和氧气管（230），所述鼓泡瓶（210）通过所述第二加热器（220）对所述鼓泡瓶（210）进行加热，所述第二加热器（220）配置有第二温控仪（221），所述氧气管（230）用于向所述鼓泡瓶（210）内通入氧气，所述氧气管（230）处设置有氧气质量流量控制器（232），用于监控氧气的流量，所述氧气质量流量控制器（232）前设置有气阀（231）。
10.根据权利要求3所述的具有自动补水功能的高温氧化装置，其特征在于，所述预热装置（100）的所述出水管（140）与多个所述鼓泡装置（200）连接。
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2022
- 2022-01-25 CN CN202210085057.0A patent/CN114115369B/zh active Active
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| 氧化石墨烯复合材料去除水中重金属研究综述;陈振宇,等;《当代化工研究》;20211231(第23期);全文 * |
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