与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种温度控制装置，尤其是一种与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置，属于晶体生长温度控制的技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，晶体生长炉根据工艺的不同，一般采用电加热炉或石墨电阻加热器进行加热，当前国内外基本采用PID控制器通过温度测量数据的反馈对加热器的输出电流进行控制达到温控目的，温度的测量多采用热电偶与红外测温仪。
[0003]随着晶体生长的尺寸需求越来越大，新的工艺对温度稳定性和精确性要求越来越高。随着尺寸的增大导致生长周期的加长，热电偶的损毁率高所造成的影响变得无法忽视。红外测温仪的测量精度与测温范围成反比，而选用红外测温仪为提高测温精度，只能缩小测温范围，不可避免在非测量量程段必须使用其他控温方式。如蓝宝石晶体生长所需测量温度上限需超过2200°C，在重要结晶段测量精度需达到0.1°C，因此选用的测量波段0.8-1.1 μπι的红外测温仪，量程为800-2500°C，低于量程800°C的时候测温仪无数据输出，并且红外测温仪作为非接触测量，只能通过观测窗口测量内部温度；而遇到窗口遇到突发情况被遮挡后温控系统将丧失精度甚至失去控制。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置，其结构紧凑，能与红外测温仪配合实现对晶体生长温度的有效控制，能避免安装接触式温度传感器对晶体炉真空度的影响，适应性好，安全可靠。
[0005]按照本实用新型提供的技术方案，所述与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置，包括用于将直流可编程电子负载与直流稳压电源连接形成稳定回路的转接盒，所述转接盒内还包括用于将回路电流呈正线性关系输出的上升端接口以及用于将回路电流呈负线性关系输出的下降端接口，转接盒通过上升端接口或下降端接口与晶体炉电源控制器连接。
[0006]所述转接盒内包括定值电阻，所述定值电阻的一端与直流可编程电子负载的正极端连接，定值电阻的另一端与直流稳压电源的正极端连接，直流稳压电源的负极端与直流可编程电子负载的负极端连接；在所述定值电阻的两端形成上升端接口，在直流可编程电子负载的正极端、负极端间形成下降端接口。
[0007]在所述上升端接口上设置上升端插头，在所述下降端接口上设置下降端插头，转接盒通过上升端插头、下降端插头能与晶体炉电源控制器的对接插头匹配连接。
[0008]本实用新型的优点:
[0009]1、不需要改装现有的工艺生长炉，避免了安装接触式温度传感器(如热电偶、热电阻)对真空度的影响；
[0010]2、晶体炉电源控制器通过对接插头与上升端插头或下降端插头匹配连接，与PID等其他外接控制器不冲突，能做到与PID-红外控温方式的无缝对接；
[0011]3、直流可编程电子负载技术成熟，产品选择多，该系统经过简单调试可适用于多种工作环境和不同工艺；
[0012]4、运行需要设置的参数少，基本操作只需设置初始电流和电流单向变化速率，就能保证了输出功率的单向变化，不会引起温度的波动，与PLC等其他功率控制相比具有操作简单、稳定性高的优点。
[0013]5、在突发情况时紧急启动迅速，成本低廉。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的电路原理图。
[0015]图2为本实用新型转接盒与直流可编程电子负载、直流稳压电源的连接配合示意图。
[0016]图3为本实用新型晶体炉电源控制器的示意图。
[0017]附图标记说明:1-直流可编程电子负载、2-直流稳压电源、3-定值电阻、4-上升端接口、5-下降端接口、6-转接盒、7-对接插头、8-晶体炉电源控制器、9-上升端插头以及10-下降端插头。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0019]如图1和图2所示:为了能与红外测温仪配合实现对晶体生长温度的有效控制，能避免安装接触式温度传感器对晶体炉真空度的影响，本实用新型包括用于将直流可编程电子负载I与直流稳压电源2连接形成稳定回路的转接盒6，所述转接盒6内还包括用于将回路电流呈正线性关系输出的上升端接口 4以及用于将回路电流呈负线性关系输出的下降端接口 5，转接盒6通过上升端接口 4或下降端接口 5与晶体炉电源控制器8连接。
[0020]具体地，直流可编程电子负载I是控制内部功率MOSFET或晶体管的导通量(量占空比大小)，靠功率管的耗散功率消耗电能的设备，它能够准确检测出负载电压，精确调整负载电流，同时可以实现模拟负载短路，模拟负载是感性阻性和容性，容性负载电流上升时间。直流可编程电子负载I作为常用测试设备基本功能包含通过键盘输入设定负载电流、电压、电阻等参数并设定他们的上升斜率。直流可编程电子负载I具有定电流模式，能设定初始负载电流的具体数值和负载电流正向变化一个最小单位的步长。直流稳压电源2提供可设定的稳定电压和短路时可调节的固定数值的电流，直流稳定电源2通过转接盒6与直流可编程电子负载I串接成回路，整个回路电流的大小由直流可编程电子负载I的负载电流决定。晶体炉电源控制器8为现有晶体炉加热常用的控制设备，晶体炉电源控制器8能根据上升端接口 4提供回路电流呈正线性关系的输出或下降端接口 5提供回路电流呈负线性关系的输出来控制加热电源的输出功率，实现对晶体炉加热温度的有效控制。
[0021]进一步地，所述转接盒6内包括定值电阻3，所述定值电阻3的一端与直流可编程电子负载I的正极端连接，定值电阻3的另一端与直流稳压电源2的正极端连接，直流稳压电源2的负极端与直流可编程电子负载I的负极端连接；在所述定值电阻3的两端形成上升端接口 4，在直流可编程电子负载I的正极端、负极端间形成下降端接口 5。
[0022]在所述上升端接口 4上设置上升端插头9，在所述下降端接口 5上设置下降端插头10，转接盒6通过上升端插头9、下降端插头10能与晶体炉电源控制器8的对接插头7匹配连接。
[0023]本实用新型实施例中，定值电阻3的取值与直流稳定电源2的取值匹配，保证上升端接口 4、下降端接口 5能获取与回路电流呈线性变换的信号，图2中示出了定值电阻3为10 Ω，直流稳压电源2为1V IA的规格。晶体炉电源控制器8通过对接插头7与上升端插头9或下降端插头10进行对接，具体连接可以由人为选择确定，如图3所示。
[0024]在具体实施时，根据生长炉电源控制器8的控制信号选用合适的直流稳压电源2与定值电阻3的电阻，并在晶体生长炉内温度不在红外测温仪的控温范围外时启动直流可编程电子负载I以及直流稳压电源2。工作时，在不同负载电流时记录晶体炉的具体输出电压、电流，得出直流可编程电子负载I的电流与晶体炉加热电源输出电压线性关系；使用时根据需求设置直流可编程电子负载I的运行参数，运行后接入上升端插头9/下降端插头10，生长炉电源控制器8的自身电压控制信号调节为0，电流控制信号调节为最大值，此后，加热电源的输出功率的变化将受直流可编程电子负载I的控制。使用后将对接插头7与上升端插头9或下降端插头10断开即可。
[0025]本实用新型能很好的弥补高精度红外测温仪测量量程不足的缺陷，公知的商用直流可编程电子负载I均有很高的电流控制精度和稳定性，因此在功率控制上能保证很高的稳定性。实施例的替换和等效的各种部件是公知的，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
【主权项】
1.一种与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置，其特征是:包括用于将直流可编程电子负载(I)与直流稳压电源(2)连接形成稳定回路的转接盒(6)，所述转接盒(6)内还包括用于将回路电流呈正线性关系输出的上升端接口(4)以及用于将回路电流呈负线性关系输出的下降端接口(5)，转接盒(6)通过上升端接口(4)或下降端接口(5)与晶体炉电源控制器(8)连接。
2.根据权利要求1所述的与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置，其特征是:所述转接盒(6)内包括定值电阻(3)，所述定值电阻(3)的一端与直流可编程电子负载(I)的正极端连接，定值电阻(3)的另一端与直流稳压电源(2)的正极端连接，直流稳压电源(2)的负极端与直流可编程电子负载(I)的负极端连接；在所述定值电阻(3)的两端形成上升端接口(4)，在直流可编程电子负载(I)的正极端、负极端间形成下降端接口(5)。
3.根据权利要求2所述的与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置，其特征是:在所述上升端接口(4)上设置上升端插头(9)，在所述下降端接口(5)上设置下降端插头(10)，转接盒(6)通过上升端插头(9)、下降端插头(10)能与晶体炉电源控制器(8)的对接插头(7)匹配连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种温度控制装置，尤其是一种与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置，属于晶体生长温度控制的技术领域。按照本实用新型提供的技术方案，所述与红外测温仪控温方式互补的简易温度控制装置，包括用于将直流可编程电子负载与直流稳压电源连接形成稳定回路的转接盒，所述转接盒内还包括用于将回路电流呈正线性关系输出的上升端接口以及用于将回路电流呈负线性关系输出的下降端接口，转接盒通过上升端接口或下降端接口与晶体炉电源控制器连接。本实用新型结构紧凑，能与红外测温仪配合实现对晶体生长温度的有效控制，能避免安装接触式温度传感器对晶体炉真空度的影响，适应性好，安全可靠。
【IPC分类】G05D23-22, C30B35-00
【公开号】CN204462899
【申请号】CN201520126446
【发明人】倪屹, 刘棋奇, 刘银法, 万海松
【申请人】江南大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月4日