一种红外引晶辅助系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于蓝宝石生产设备技术领域，尤其涉及一种红外引晶辅助系统。
【背景技术】
[0002]蓝宝石的主要成分为氧化铝，由于其具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷的优点，因而被广泛应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料。
[0003]蓝宝石晶体生长分为原料熔化、引晶、放肩、等径生长、收尾、退火和降温七个阶段，其中除引晶外的六个阶段均已实现自动控制，只有引晶过程对人员依赖程度很高，而引晶人员培养周期漫长，这就大大限制了企业的扩展速度。引晶即以籽晶棒接触到氧化铝熔汤表面，在晶种和熔汤的固液界面上开始生长，和晶种相同结构的单晶在晶种上拉晶一段时间以形成晶颈。在引晶过程中，为了寻找合适的引晶温度和降低籽晶缺陷对蓝宝石晶锭的质量影响，这需要靠引晶人员对温度的精确控制，然而目前这项工作完全靠引晶人员的经验来判断，无疑增加了引晶的难度和不确定性。
【发明内容】
[0004]为解决目前在生产蓝宝石的引晶过程中，由于需要靠引晶人员对温度的精确控制，所以这项工作完全靠引晶人员的经验来判断，从而导致引晶难度大且具有不确定性的技术问题，提供一种红外引晶辅助系统。
[0005]为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
[0006]本实用新型所采用放入技术方案如下:
[0007]提出一种红外引晶辅助系统，包括红外测温装置和用于支撑所述红外测温装置的固定支架，以及连接在所述红外测温装置输出端的数据收集处理系统；所述红外测温装置包括光学系统、光电探测器和信号放大器，所述光学系统经光栅盘将视场内的目标红外福射能量聚焦在所述光电探测器内置的检测电阻上，所述光电探测器末端连接至所述信号放大器，所述信号放大器由前置放大电路、选频放大电路和末级放大电路组成，所述光栅盘还连接有调制设备；所述数据收集处理系统包括:与所述信号放大器末端连接的记录模块、对目标发射率进行校正的矫正模块和计算目标红外辐射能量的理论温度的计算单元。
[0008]进一步的，所述的一种红外引晶辅助系统，还包括电源，所述电源为所述调制设备、记录模块和信号放大器提供工作电压。
[0009]进一步的，所述光电探测器内置的检测电阻串联有补偿电阻。
[0010]再进一步的，所述数据收集处理系统还包括显示模块，所述显示模块与所述矫正模块的输出端连接，所述显示模块通过显示屏接口外接显示屏以显示矫正后的目标温度值。
[0011]本实用新型所带来的有益效果:通过对熔汤温度的测量，辅助引晶人员工作，大大降低了引晶的难度，提高引晶过程的可控性，并且提高了引晶的效率，可达到20%以上。
[0012]为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型一种红外引晶辅助系统的模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。
[0015]如图1所示，本实用新型提供一种红外引晶辅助系统，包括红外测温装置、固定支架和数据收集处理系统I ο所述固定支架用于支撑所述红外测温装置对熔汤温度进行测量，采用活动便携支架，固定所述红外测温装置并保证红外测温装置处于绝对水平位置，并采用12V信号线传输。
[0016]所述数据收集处理系统I连接在所述红外测温装置的输出端，对数据进行记录和处理，并通过人机交互界面将处理过的数据进行展示。
[0017]其中，所述红外测温装置包括光学系统2、光电探测器3和信号放大器4。光学系统2是指由透镜、反射镜、棱镜和光阑等多种光学元件按一定次序组合成的系统，用于成像和做光学信息处理。所述光学系统I经光栅盘7将视场内的目标红外辐射能量聚焦在所述光电探测器3上，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定，光电探测器3的原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变，所以，所述光电探测器3内置的检测电阻Rl用来衡量检测视场内的目标红外辐射能量。所述光电探测器3末端连接至所述信号放大器4，所述信号放大器4由三级放大电路组成，即所述光电探测器3末端依次连接有前置放大电路41、选频放大电路42和末级放大电路43。
[0018]所述红外引晶辅助系统还包括调制设备6，所述调制设备6与所述光栅盘7连接，以对所述光栅盘7进行调制以更好的聚焦红外辐射能量。
[0019]所述数据收集处理系统I包括:记录模块11、矫正模块12和计算单元13，所述计算单元13用于按照仪器内疗的算法计算目标红外辐射能量的理论温度，所述矫正模块12与所述计算单元13连接，用于对目标发射率进行校正。红外能量聚焦在所述光电探测器3上并转变为相应的电信号，所述电信号经过放大器和信号处理电路处理后传输至数据收集处理系统1，数据收集处理系统I按照仪器内疗的算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。所述记录模块11连接在所述信号放大器4的输出端，用以对测量和矫正过程中的数据进行记录，便于后期的查看和整理。
[0020]在一些可选的实施例中，所述的一种红外引晶辅助系统，还包括电源8，所述电源8为所述调制设备6、记录模块11和信号放大器4提供工作电压。
[0021]在一些可选的实施例中，所述光电探测器3内置的检测电阻Rl经两个电容Cl和C2串联有补偿电阻R2，并通过并联的方式将检测的信号输送至信号放大器4。
[0022]在一些可选的实施例中，所述红外测温装置I还包括显示模块14，所述显示模块14与所述矫正模块12的输出端连接，所述显示模块14通过显示屏接口外接显示屏以显示矫正后的目标温度值。将蓝宝石生长过程温度实时展示，辅助引晶人员工作，大大降低了引晶的难度，提尚了引晶的效率达20%以上。
[0023]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变，修饰，替代，组合，简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种红外引晶辅助系统，其特征在于，包括红外测温装置和用于支撑所述红外测温装置的固定支架，以及连接在所述红外测温装置输出端的数据收集处理系统；所述红外测温装置包括光学系统、光电探测器和信号放大器，所述光学系统经光栅盘将视场内的目标红外辐射能量聚焦在所述光电探测器内置的检测电阻上，所述光电探测器末端连接至所述信号放大器，所述信号放大器由前置放大电路、选频放大电路和末级放大电路组成，所述光栅盘还连接有调制设备；所述数据收集处理系统包括:与所述信号放大器末端连接的记录模块、对目标发射率进行校正的矫正模块和计算目标红外辐射能量的理论温度的计算单J L ο2.根据权利要求1所述的一种红外引晶辅助系统，其特征在于，还包括电源，所述电源为所述调制设备、记录模块和信号放大器提供工作电压。3.根据权利要求1所述的一种红外引晶辅助系统，其特征在于，所述光电探测器内置的检测电阻串联有补偿电阻。4.根据权利要求1所述的一种红外引晶辅助系统，其特征在于，所述数据收集处理系统还包括显示模块，所述显示模块与所述矫正模块的输出端连接，所述显示模块通过显示屏接口外接显示屏以显示矫正后的目标温度值。
【专利摘要】本实用新型公开一种红外引晶辅助系统，包括红外测温装置和用于支撑所述红外测温装置的固定支架，以及连接在红外测温装置输出端的数据收集处理系统；红外测温装置包括光学系统、光电探测器和信号放大器，所述光学系统经光栅盘将视场内的目标红外辐射能量聚焦在光电探测器内置的检测电阻上，光电探测器末端连接至信号放大器，所述光栅盘还连接有调制设备；所述数据收集处理系统包括：记录模块、矫正模块和计算单元。通过对熔汤温度的测量，辅助引晶人员工作，大大降低了引晶的难度，提高引晶过程的可控性，并且提高了引晶的效率，可达到20％以上。
【IPC分类】G01J5/20
【公开号】CN204831568
【申请号】CN201520357527
【发明人】潘健武, 石详
【申请人】山西晶科光电材料有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年5月28日