RU1796921C - Устройство дл измерени температуры в вакууме - Google Patents

Abstract

Использование: контроль температуры б вакуумных установках, например дл  молекул рно-лучевдй эп аксйй. Сущность изобретени : устройство содержит металг личеекий тепловыраенивающий блок в ей-; де цилиндра; в полости которого (на его внутренней поверхности) закреплен, холодный сп а и ди фференциал ьной термопары . На внешней поверхности цилиндра размещен терморезистор в виде катушки, окЈужёнйъ1й тепловым экраном. Тепловы- равнивающий блок размещем снаружи вакуумной камеры и через электрбизол цию герметично соединей с ее фланцем, Через гермрвводы фланца дифференциальна  термопара подключена к измерительному прибору. 1 ил.: . :

Description

, Изобретение относитс  к термометрии и предназначено дл  измерени  температуры наход щихс  в вакууме Ьбъекто%.

Известно устройство дл  измерени  температуры в вакууме, используемые в уста новке мол екул  рно-лучевой зпитаксии дл  измерени  температуры эффузионИого источиика. Известное устройство представл ет собой tepM6rtaf y, рабочий спай которой прижат к тифю источника, в котором находитс  испар емый материал, а холодный спай приварен к гермовводам, расположенным на вакуумном фла«це и подключенные другими „своими концами при помощи компенсационных проводов к электроизмерительной схеме; имеющей датчик температуры холодного спа . Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени  из-за отсутстви  компенсации изменени  перепада температур концов гермрввоДов внутри и

снаружи вакуумной камеры, в которой раз мещен источник.. v v

Ближайшим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство дл  измерени  температуры в вакууме, содержащее термопару и тепловыравнйвающее тело, выполненное в виде вакуумного фланца, в Полост х которо то; расположённых с противоположных сторон фланца, размещени холодные спаи термопары, подключенные к измерительной схеме, и терморезистор. Вакуумный фланец снабжен гермоввбдами, подключен- ными к регистрирующему устройству, причем проводники соедин ющие холодные спаи термопары с гёрмрвводами, выполне- Hbi из материала гермовводов. Недостатком известного устройства  вл етс  недостаточна  точность измерени  при изменении температуры объекта из-за наличи  теплового сопротивлени  между термопарными

vj О О Ю

м

проводами, телом.фланца и терморезисто- рэми, ухудшающего компенсацию изменени  температуры .холодного спа , В .услови х вакуума теплообмен затрудн етс , а теплоразогрев холодного спа , из-за передачи тепла по термрпарным проводам, усиливаетс . Необходимость электроизол ций между холодным спаем термопрербра- зовател  и телом фланца также увеличивает тепловое сопротивление, что приводит к снижению точности измерени .

Цель изобретени -повышение точности измерений, Указанна  цель достигаетс . тем, что в устройстве дл  намерени  температуры в вакууме, содержащем терморезистор , св занный с металлическим тепловыра.внивающим блоком, в лолости которого размещен холодный спай термоэлектрического преобразовател , подключенного к измерителын.ому прибору через гермовводы фланца вакуумной камеры, снабженного керамический заглушкой, тёп- ловыравнивающий блок выполнен в виде цилиндра, размещенного снаружи вакуумной , камеры и герметично соединенного с ее фланцем через электроизол цию, холодный спай термоэлектрического преобразовател , выполненный в виде дифференциальной термопары., закреплен на внутренней поверхности цилиндра, терморезистор, выполненный в виде катушки и окруженный введенным тепловым экраном, размещён .на внешней поверхности цилиндра, а керамическа  заглушка установлена напротив полости последнего. .

:. ВЫполнение- тепловыравнивающ.его блока в виде полого металлического цилиндра , в котором размещаетс  холодный спай термапр.еобразовател , позвол ет снизить вли ние теплового излучени  измер емого объекта на температуру цилиндра; электро- изол ци  цилиндра от фланца позвол ет непосредственно закрепить холодный спай термопреобразовател  на внутреннеТй поверхности цилиндра и, тем самым, улучшить тепловой контакт, .размещение терморезистора с внешней стороны цилиндра позвол ет снизить тепловое сопротивление. Дифференциальное включение термопреобразовател , реализуемое за счет размещени  холодного спа  в изолированном от фланца тепловыравнивающем блоке, позвол ет осуществить вывод электрического сигнала через гермовводы, выполнение из материала, отличного от термопрёобразо- вател , исключает вли ние температуры гермовводов на точность измерени .

На чертеже схематично изображено устройство дл  измерени  температуры в вакууме . .,..-...Устройство дл  измерени  температуры

состоит из вакуумной камеры 1, с лристыкованным к ней герметично фланцем 2, на

котором размещен объект 3, температура

которого измер етс  термоэлектрического преобразовател  4 в виде дифференциальной термопары, рабочий спай 5 которого прижат к поверхности объекта 3, полого металлического цилиндра б, вакуумноплотно

через элёктроизол цию 7 соединенного с фланцем 2, терморезистора 8, выполненное го в виде катушки, намотанной на цилиндр 6, и теплового экрана 9, размещенного коаксиальное цилиндром.6. Холодный спай 10

термбпреобразовэтел  А приварен к внутренней поверхности цилиндра 6. Заглушка 11 вьтолн етролъзлектротитеплризрл то- ра. Электроизол ци  7 полого металлического цилиндра б от фланца 2 представл ет

собой керамическую трубу, имеющую вэку- умнргтлотное соединение с цилиндром 6 и фланцем 2. Термопреобразователь 4 через гермовводы 12 и терморезистор 8 подключаютс  к измерительной схеме, (на фиг, не

показано). ;: : : . ./:. ...; ; ..., : . ; :.

Устройство работает следующим обраЗ0 .м: ..-. . .- ...:; V :- .. .,. . .:.: .... ...

При разогреве объекта 3 температура

рабочего спа  5 термопреобразовател  4 повышаетс , в результате чего на гермовводах 12 возникает термоЭДС, величина которой определ етс  разностью .температуры рабочего 5 и холодного 10 спаев. Терморезистор 8 с малой погрешностью измер ет температуру холодного спа  10, так как измер ема  и реальна  температуры приблизительно равны из-за малого теплового . сопротивлени  между ними. В процессе разогрева объекта 3 за счет излучени  происходит разогрев стенок вакуумной камеры 1, фланца 2, гермовводов 12. Разогрев стенок цилиндра б за счет размещени  в сквозном отверстии фланца 2 керамической заглушки

11, играющей роль теплового экрана, и за счет использовани  дл  изол ции цилиндра б от фланца 2 керамической трубки 7,  вл ющейс  проводником тепла, значительно снижен. Тепловой экран 9 снижает вли ние

изменени  температуры окружающей среды на терморезйстор 8. Использование устройства , например, в установках молекул рно-лучевой эпитаксии позвол ет повысить точность поддержани  температур молекул рных источников, в которых размещаютс  исходные компоненты требуемой пленочной структуры, и, соответственно , повысить качество выращиваемых пленочных структур и полупроводниковых

приборов на их основе.

Формуламзобретени  Устройство дл  измерени  температуры в вакууме, содержащее терморезистор, св занный с металлическим тепловыравниваю- щим блоком,.в полости которого размещен холодный спай термоэлектрического преобразовател , подключенного к измерительному прибору через термовводы фланца вакуумной камеры, снабженного керамической заглушкой, о т л и ч а к щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности измерени , тепловыравнивающий блок выполнен в

виде цилиндра размещенного снаружи вакуумной камеры и герметично соединенного с ее фланцем через электроизол цию, холодный спайгтермоэлектрического преобразовател . выполненного в виде дифференциальной термопары, закреплен на внутренней поверхности цилиндра, термо резистор, выполненный в виде катушки и окруженный введенным тепловым экраном, размещен на внешней поверхности цилиндра , к керамическа  заглушка установлена напротив полости последнего.