一種藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及晶體生長(zhǎng)爐領(lǐng)域，旨在提供一種藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置。該藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置包括紅外測(cè)溫儀、上板、下板、遮光板、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)、擺動(dòng)氣缸和觀察玻璃，上板和下板連接形成密閉腔體，遮光板安裝在密閉腔體內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端與擺動(dòng)氣缸的輸入軸連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端依次穿過(guò)旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)和下板，并與遮光板連接，觀察玻璃安裝在下板下方的觀察口，紅外測(cè)溫儀安裝在觀察玻璃下方。在藍(lán)寶石爐晶體的拉制過(guò)程中，操作人員都可以通過(guò)本發(fā)明對(duì)爐體內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)控，來(lái)判斷出晶體的生長(zhǎng)情況，為后面引晶、長(zhǎng)晶提供了一個(gè)可靠的數(shù)值依據(jù)，也可以通過(guò)與控制系統(tǒng)做成一個(gè)溫度-功率的閉環(huán)，來(lái)實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石爐的自動(dòng)化引晶檢測(cè)和長(zhǎng)晶。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于晶體生長(zhǎng)爐領(lǐng)域，特別涉及一種藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于藍(lán)寶石光學(xué)性能好，化學(xué)性能穩(wěn)定，所以藍(lán)寶石已經(jīng)成為了制作LED襯底材料的最佳選擇。然而藍(lán)寶石晶體需要在一個(gè)密閉的爐體內(nèi)，經(jīng)過(guò)引晶一放肩一等徑一收尾一系列的操作才能拉制完成，整個(gè)拉晶過(guò)程都需要調(diào)控溫度的變化來(lái)影響晶體的生長(zhǎng)速率和狀態(tài)。
[0003]通常的藍(lán)寶石爐一般這幾個(gè)工藝的過(guò)程都需要人為的去操作，而且沒(méi)有具體的儀器設(shè)備提供的具體的數(shù)值進(jìn)行參照，完全憑操作人員的實(shí)際觀察晶體生長(zhǎng)情況來(lái)調(diào)節(jié)拉晶的工藝。況且，由于藍(lán)寶石爐的觀察玻璃在爐內(nèi)達(dá)到最高溫度的12小時(shí)之后就不能觀察清楚爐體內(nèi)部的生長(zhǎng)情況，因此對(duì)操作人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)要求特別苛刻，而且對(duì)大批量化生產(chǎn)作業(yè)具有了局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能夠延長(zhǎng)測(cè)溫玻璃的使用時(shí)間，并提供準(zhǔn)確的爐體內(nèi)部溫度變化參照的間斷測(cè)溫裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的解決方案是:
[0005]提供一種藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置，包括紅外測(cè)溫儀，還包括上板、下板、遮光板、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)、擺動(dòng)氣缸和觀察玻璃；上板和下板連接形成密閉腔體，遮光板安裝在密閉腔體內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端與擺動(dòng)氣缸的輸入軸連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端依次穿過(guò)旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)和下板，并與遮光板連接；觀察玻璃安裝在下板下方的觀察口，紅外測(cè)溫儀安裝在觀察玻璃下方；所述擺動(dòng)氣缸用于為遮光板提供動(dòng)力輸入，使觀察口能觀察到遮光板遮擋和打開(kāi)兩種狀態(tài)；所述旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)包括磁流體，用于保證傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)密封。
[0006]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述下板上連接有冷卻水路，冷卻水路用于降低下板的溫度和增加密閉腔體內(nèi)的密封性。
[0007]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述遮光板以寶塔形分層安裝在上板和下板形成的密閉腔體內(nèi)。
[0008]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述擺動(dòng)氣缸連接有壓縮空氣機(jī)，壓縮空氣機(jī)用于提供輸入擺動(dòng)氣缸的壓縮空氣。
[0009]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述擺動(dòng)氣缸連接有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于對(duì)壓縮空氣進(jìn)入擺動(dòng)氣缸的方向和擺動(dòng)氣缸的擺動(dòng)頻率實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
[0010]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述上板上焊接有一個(gè)快卸法蘭，用于將藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置安裝到藍(lán)寶石爐體上，快卸法蘭的位置與下板上的觀察口對(duì)齊。
[0011]提供基于所述的藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置的控制方法，利用所述藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，擺動(dòng)氣缸的擺動(dòng)頻率滿足公式f=K/T和f=K2xs，其中f為擺動(dòng)氣缸的擺動(dòng)頻率,K1為比例系數(shù)，且K1的取值范圍為3000?4000，T為觀察玻璃的使用壽命，K2為比例系數(shù)，且K2的取值范圍為10?50，S為紅外測(cè)溫儀單位時(shí)間內(nèi)所測(cè)得的數(shù)據(jù)的次數(shù)。
[0012]本發(fā)明的工作原理:主要是通過(guò)壓縮空氣直接控制擺動(dòng)氣缸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使連接在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的遮光板做間隔性的來(lái)回反復(fù)運(yùn)動(dòng)；而傳動(dòng)軸是穿過(guò)一個(gè)小的磁流體，實(shí)現(xiàn)高頻率，長(zhǎng)時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)密封，保證其爐體內(nèi)部的真空環(huán)境；遮光板在由上板和帶水冷卻的下板形成的密閉空腔體內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；另一邊則是安裝了一個(gè)紅外測(cè)溫儀，通過(guò)觀察玻璃與遮光板，通過(guò)程序刷選剔除遮光時(shí)間段的溫度信號(hào)，對(duì)爐體內(nèi)部的溫度進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的刷選和過(guò)濾，來(lái)得到準(zhǔn)確的溫度值。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0014]在整個(gè)藍(lán)寶石爐晶體的拉制過(guò)程中，操作人員都可以通過(guò)本發(fā)明對(duì)爐體內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)控，來(lái)判斷出晶體的生長(zhǎng)情況，為后面引晶、長(zhǎng)晶提供了一個(gè)可靠的數(shù)值依據(jù)，也可以通過(guò)與控制系統(tǒng)做成一個(gè)溫度-功率的閉環(huán)，來(lái)實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石爐的自動(dòng)化引晶檢測(cè)和長(zhǎng)晶，將大大提高了藍(lán)寶石爐的自動(dòng)化程度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中的附圖標(biāo)記為:1上板；2下板；3旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)；4擺動(dòng)氣缸；5遮光板；6觀察玻璃；7紅外測(cè)溫儀。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0018]圖1中的藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置包括紅外測(cè)溫儀7、上板1、下板2、遮光板5、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)3、擺動(dòng)氣缸4和觀察玻璃6，其中，采用紅外測(cè)溫儀7用來(lái)測(cè)量溫度，測(cè)量值精準(zhǔn)，反應(yīng)靈敏，能夠及時(shí)的讓操作人員發(fā)覺(jué)爐體內(nèi)部的溫度變化，從而做出正確的判斷。
[0019]上板I和下板2連接形成密閉腔體，遮光板5以寶塔形分層安裝在密閉腔體內(nèi)，對(duì)隔熱效果更加好。擺動(dòng)氣缸4連接有壓縮空氣機(jī)，壓縮空氣機(jī)用于提向擺動(dòng)氣缸4輸入壓縮空氣進(jìn)而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)對(duì)壓縮空氣進(jìn)入擺動(dòng)氣缸4的方向控制，實(shí)現(xiàn)來(lái)回反復(fù)擺動(dòng)。其中，擺動(dòng)氣缸4可連接控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于對(duì)壓縮空氣進(jìn)入擺動(dòng)氣缸4的方向和擺動(dòng)氣缸4的擺動(dòng)頻率實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端與擺動(dòng)氣缸4的輸入軸直接連接，接入壓縮空氣得到動(dòng)力，通過(guò)程序的控制，使密閉腔體內(nèi)外的轉(zhuǎn)動(dòng)軸做間斷性的反復(fù)來(lái)回?cái)[動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端依次穿過(guò)旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)3和下板2，并與遮光板5連接。旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)3包括一個(gè)小型磁流體，能夠確保爐體內(nèi)部的真空環(huán)境，而使用磁流體對(duì)高頻率、長(zhǎng)時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)密封更加安全可靠。觀察玻璃6安裝在下板2下方的觀察口，紅外測(cè)溫儀7安裝在觀察玻璃6下方，紅外測(cè)溫儀7通過(guò)觀察玻璃6直接測(cè)量爐體內(nèi)部的指定區(qū)域的溫度。轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)遮光板5進(jìn)行來(lái)回的反復(fù)運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)τ^察口進(jìn)行遮擋和打開(kāi)兩種狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)，使紅外測(cè)溫儀7間斷性地測(cè)量爐體內(nèi)部的溫度，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的自動(dòng)刷選過(guò)濾，得到更加準(zhǔn)確的溫度值，同時(shí)能夠防止氧化物污染觀察玻璃6，導(dǎo)致測(cè)量的溫度值不準(zhǔn)確。下板2上連接有冷卻水路，能夠大大降低本身受到的來(lái)自爐體內(nèi)部的高溫，保護(hù)整個(gè)裝置的密封，延長(zhǎng)了使用壽命。上板I上焊接有一個(gè)快卸法蘭，用于將藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置安裝到藍(lán)寶石爐體上，快卸法蘭的位置與下板2上的觀察口對(duì)齊。
[0020]擺動(dòng)氣缸4的擺動(dòng)頻率應(yīng)滿足條件ΡΚ/Τ，其中f為擺動(dòng)氣缸4的擺動(dòng)頻率，K1為比例系數(shù)，且K1的取值范圍為3000?4000，T為觀察玻璃6的使用壽命。擺動(dòng)氣缸4的擺動(dòng)頻率同時(shí)也滿足條件f=K2XS，其中f為擺動(dòng)氣缸4的擺動(dòng)頻率，K2為比例系數(shù)，且K2的取值范圍為10?50，S為紅外測(cè)溫儀7單位時(shí)間內(nèi)所測(cè)得的數(shù)據(jù)的次數(shù)。從式中可知，當(dāng)擺動(dòng)頻率f越大時(shí)，觀察玻璃6的使用壽命就越短；同時(shí)，擺動(dòng)氣缸4的擺動(dòng)頻率越大時(shí)，紅外測(cè)溫儀7所測(cè)得的數(shù)據(jù)越多，所得的數(shù)值就更加的準(zhǔn)確，能夠更加準(zhǔn)確的反應(yīng)出爐體內(nèi)部的實(shí)際的溫度變化曲線。根據(jù)上述的分析所得，擺動(dòng)氣缸4的擺動(dòng)頻率應(yīng)該通過(guò)實(shí)際取得在一個(gè)合適的試制范圍內(nèi)，從而有效的測(cè)得所需要的爐體內(nèi)部的溫度值，也使使用壽命達(dá)到最大化。
[0021]安裝時(shí):首先將旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)3安裝到下板2—側(cè)上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端安裝在遮光板5上，另一端直接安裝在擺動(dòng)氣缸4上；然后將外界的壓縮空氣機(jī)直接連接到擺動(dòng)氣缸4使其得到轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力；接下來(lái)在下板2的另一側(cè)，將紅外測(cè)溫儀7安裝到紅外測(cè)溫儀座上，并安裝觀察玻璃6和遮光板5，紅外測(cè)溫儀7通過(guò)觀察玻璃6與遮光板5對(duì)爐體內(nèi)部進(jìn)行溫度測(cè)量，經(jīng)過(guò)程序的篩選，剔除遮光時(shí)間段的溫度信號(hào)，提取到準(zhǔn)確的溫度值。最后，將上板I和下板2進(jìn)行連接，形成一個(gè)密閉的腔體，接通下板2上的水冷卻，再將整個(gè)裝置安裝到藍(lán)寶石爐體上即可。
[0022]最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置，包括紅外測(cè)溫儀，其特征在于，還包括上板、下板、遮光板、轉(zhuǎn)動(dòng)軸、旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)、擺動(dòng)氣缸和觀察玻璃；上板和下板連接形成密閉腔體，遮光板安裝在密閉腔體內(nèi)；轉(zhuǎn)動(dòng)軸一端與擺動(dòng)氣缸的輸入軸連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的另一端依次穿過(guò)旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)和下板，并與遮光板連接；觀察玻璃安裝在下板下方的觀察口，紅外測(cè)溫儀安裝在觀察玻璃下方；所述擺動(dòng)氣缸用于為遮光板提供動(dòng)力輸入，使觀察口能觀察到遮光板遮擋和打開(kāi)兩種狀態(tài)；所述旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)包括磁流體，用于保證傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置，其特征在于，所述下板上連接有冷卻水路，冷卻水路用于降低下板的溫度和增加密閉腔體內(nèi)的密封性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置，其特征在于，所述遮光板以寶塔形分層安裝在上板和下板形成的密閉腔體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)氣缸連接有壓縮空氣機(jī)，壓縮空氣機(jī)用于提供輸入擺動(dòng)氣缸的壓縮空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)氣缸連接有控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于對(duì)壓縮空氣進(jìn)入擺動(dòng)氣缸的方向和擺動(dòng)氣缸的擺動(dòng)頻率實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述的藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置，其特征在于，所述上板上焊接有一個(gè)快卸法蘭，用于將藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置安裝到藍(lán)寶石爐體上，快卸法蘭的位置與下板上的觀察口對(duì)齊。
7.基于權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置的控制方法，其特征在于，利用所述藍(lán)寶石爐間斷測(cè)溫裝置進(jìn)行測(cè)溫時(shí)，擺動(dòng)氣缸的擺動(dòng)頻率滿足公式fzKi/T和f=K2X S，其中f為擺動(dòng)氣缸的擺動(dòng)頻率，K1為比例系數(shù)，且K1的取值范圍為3000?4000，T為觀察玻璃的使用壽命，K2為比例系數(shù)，且K2的取值范圍為10?50，S為紅外測(cè)溫儀單位時(shí)間內(nèi)所測(cè)得的數(shù)據(jù)的次數(shù)。
【文檔編號(hào)】F27B14/04GK103471391SQ201310362354
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】張俊, 朱亮, 付春雷, 沈興潮, 張成方 申請(qǐng)人:浙江晶盛機(jī)電股份有限公司