一种MOCVD法制备高温超导带材的在线温度监测系统的制作方法

一种mocvd法制备高温超导带材的在线温度监测系统
技术领域
1.本实用新型涉及高温超导带材制备技术领域，更具体地说，它涉及一种mocvd法制备高温超导带材的在线温度监测系统。


背景技术：

2.功能材料作为新兴材料，才电、磁、光、热等方面表现出优异的性能，在科研、工业生产等领域表现出越来越重要的角色。这些材料的应用很大一部分是采用薄膜的形态，以实现高性能、低成本、易加工等真正符合实际的应用。功能材料薄膜种类繁多，表现出不同的性能，如铁电、压电、超导、热点、介电等诸多不同的应用，然而不管何种薄膜材料都离不开薄膜技术的发展。我们可以简单地把薄膜生产技术分为cvd（化学气相沉积）和pvd（物理气相沉积），两种不同的薄膜制备路线都是为了将功能材料以薄膜的形式生长于基底之上。
3.由于薄膜生长是一种纳米尺度的生产工艺，整个生长过程需要严格控制各工艺条件。尤其温度是薄膜生长过程中非常敏感的一个条件，任何温度的偏离和波动都可能会直接影响膜层质量，降低产品的性能，因此在很多真空镀膜过程中，工艺人员都需要准确控制温度以确保其产品的质量和稳定。
4.对于温度的监控不仅存在于生产开始前，而且随着工艺进展需要实时检测并做出及时调整。除了需要在线温度监控，有些生产工艺中的产品测温不能通过传统的热电偶测量，这意味着需要一种非接触式的测量方法。所以一些真空镀膜设备生产厂商提供的测温解决方案为红外线测温。
5.目前红外线测温的方法主要是采用探头伸入系统中安装以实现温度监控，这种方式能够满足非接触式测量的要求，但是还存在以下问题：
6.1、由于探头安装于真空腔内，对腔体的改造会造成额外的成本，并且会对系统真空提出更好的要求；
7.2、一些沉积过程的工艺温度很高，普通的红外线探头无法在高温下工作，这样的工作环境使得红外测温仪选型范围很小，能满足测温条件的仪器往往都是价格不菲且安装繁琐；
8.3、在mocvd设备中，如果采用上述测温方法，沉积过程产生的大量化学粉尘会很快地污染探头，导致严重的测量误差。


技术实现要素：

9.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种mocvd法制备高温超导带材的在线温度检测系统，其可以无需考虑严苛的测量环境，而且安装简易、成本低廉，且能够保证测温的准确性。
10.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
11.一种mocvd法制备高温超导带材的在线温度监测系统，包括：
12.设备主体，所述设备主体上设置有法兰接口；
13.设置于所述法兰接口上的透光板；
14.设置于所述设备主体内壁的挡板，所述挡板上设置有透光口，且所述透光板、法兰接口以及挡板之间形成透光腔室；
15.吹气组件，使所述透光腔室内保持正压；
16.设置于所述设备主体外部的红外测温组件，所述红外测温组件包括红外测温仪探头；以及，
17.设置于所述设备主体内部的喷淋器，所述喷淋器上开设有通孔；
18.其中，所述红外测温仪探头与所述透光板、透光口以及通孔相对。
19.进一步地，所述透光板为石英玻璃。
20.进一步地，所述挡板的数量为两个，且所述透光口形成于两个所述挡板之间。
21.进一步地，所述挡板与设备主体内壁为固定连接。
22.进一步地，所述挡板为不锈钢薄板。
23.进一步地，所述吹气组件包括第一气管以及与其连通的第二气管，所述第二气管穿过所述挡板后伸入所述透光腔室内。
24.进一步地，所述第一气管以及第二气管均为不锈钢管。
25.进一步地，所述吹气组件的气源为惰性气体。
26.进一步地，所述吹气组件的气源为氩气。
27.进一步地，所述红外测温组件还包括与所述红外测温仪探头连接的红外测温仪控制器，以及与所述红外测温仪控制器连接的计算机。
28.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
29.1、本实用新型在喷淋器上开设用于红外信号穿过的通孔，然后将红外测温组件设置于设备主体外部来实现在线温度监测，无需考虑测量环境，从而具有安装简易以及成本低廉的优势；
30.2、采用吹气组件可以使透光板表面洁净，并使透光腔室内保持正压，则化学粉尘不会进入透光腔室内，使透光板不被污染，从而能够保证测温的准确性；
31.3、采用设备主体上预留的法兰接口来安装透光板，具有安装简易以及成本低廉的优势。
附图说明
32.图1为实施例中一种mocvd法制备高温超导带材的在线温度监测系统的结构示意图。
33.图中：1、设备主体；11、法兰接口；2、透光板；21、透光腔室；3、挡板；31、透光口；41、第一气管；42、第二气管；51、红外测温仪探头；52、红外测温仪控制器；53、计算机；6、喷淋器；61、通孔；7、被测物体。
具体实施方式
34.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
35.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但
只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
36.实施例：
37.一种mocvd法制备高温超导带材的在线温度监测系统，参照图1，其包括设备主体1、吹气组件和红外测温组件；设备主体1上设置有预留的法兰接口11，法兰接口11的开口处密封设置有透光板2；设备主体1内壁设置有挡板3，挡板3上设置有透光口31，且透光板2、法兰接口11以及挡板3之间形成半密闭的透光腔室21；吹气组件向半密闭的透光腔室21内吹气，使透光腔室21内保持正压，从而能够有效避免透光板2被化学粉尘污染；红外测温组件设置于设备主体1外部，其包括红外测温仪探头51，从而可以无需考虑设备主体1内严苛的测量环境；设备主体1内设置有喷淋器6，喷淋器6上开设有通孔61；其中，红外测温仪探头51与透光板2、透光口31以及通孔61相对，使被测物体7发出的红外线能够被红外测温仪探头51接收。
38.参照图1，透光板2的材料需要根据被测物体7的温度范围而定，本实施例中被测物体7的温度范围为800℃左右，故透光板2选用石英玻璃，从而可以保证对应波长的红外线有很好的通过性；本实施例中挡板3的数量为两个，且透光口31形成于两个挡板3之间，在其他可选的实施例中，挡板3也可以为一个，然后在挡板3上开设透光口31即可，在此不做限制；具体地，本实施例中挡板3为不锈钢薄板，且与设备主体1内壁固定连接，这样具有安装简易以及成本低廉的优势。
39.参照图1，本实施例中挡板3有两个作用，一个是通过遮挡减小法兰接口11的内部开口面积，另一个是用于固定吹气组件，将吹气组件设置于设备主体1内部；具体地，吹气组件包括第一气管41以及与其连通的第二气管42，第二气管42穿过其中一个挡板3后伸入透光腔室21内；具体地，本实施例中第二气管42的管口与透光板2相对，从而可以对透光板2进行吹扫使其表面洁净，向透光腔室21内吹气后即可使其保持正压；本实施例中第一气管41与第二气管42均为不锈钢管，且第二气管42与挡板3通过焊接固定；将第二气管42固定在挡板3上，可以不用对设备主体1进行改造，从而能够减低成本，而且能够保证密封性；本实施例中吹气组件的气源为惰性气体，具体为氩气；第一气管41可以借用设备主体1上原有的气路通道引出，或者增设一个孔位，能够保证密封性即可；本实施例中第一气管41垂直于第二气管42，这样便于安装布置；同时，本实施例中在透光腔室21内吹入惰性气体，并不会影响薄膜的生产。
40.参照图1，红外测温组件还包括与红外测温仪探头51头连接的红外测温仪控制器52，以及与红外测温仪控制器52连接的计算机53；具体地，本实施例中将红外测温仪探头51安装于透光板2正上方，调整位置使用于准直的激光对准被测物体7，来保证被测物体7发出的红外线能够被红外测温仪探头51接收，红外测温仪控制器52通过光电转换将信号传入计算机53后实现温度监测；本实施例中将红外测温组件设置于设备主体1外部，安装方便，而且可以采用成本较低的红外测温组件；本实施例中没有指出红外测温仪探头51的具体安装方式，其安装方式不限，可以采用现有技术中的多种结构，能够保证其稳定性即可。
41.工作原理如下：
42.本实施例中通过mocvd法在镀有缓冲层的金属基带上沉积金属氧化物薄膜，由于金属基带采用卷对卷的连续走带方式，可以认为从生产开始到结束，在某个固定测量点上金属氧化物薄膜的厚度始终保持一致，即红外线辐射率保持不变。
43.被测物体7（即金属氧化物薄膜）发出的红外线经过喷淋器6上的通孔61、透光口31、透光腔室21以及透光板2后被红外测温仪探头51接收，红外测温仪控制器52通过光电转换将信号传入计算机53后实现在线温度监测。
44.本实施例中将氩气通过第一气管41和第二气管42吹入透光腔室21内，使透光腔室21内保持正压，则沉积过程中产生的化学粉尘不会进入透光腔室21内污染透光板2，从而能够保证测温的准确性。