Устройство для измерения температуры

 

Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить эффективность путем обеспечения измерения в условиях вакуума Устройство содержит термопару и теп/товыравнивающий элемент в виде вакуумного фланга с гермовводами, вдолостях которого размещены свободные концы термопары и терморезистор Выполнение полости для терморезистора во фланге со стороны атмосферы позволяет ввести в устройство только два гермоввода, через которые свободные концы термопары посредством соединительных проводов из материала гермовводов подключены к измерительному прибору 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 К 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4738617/10 (22) 18.09.89 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Научно-исследовательский технологический институт (72) В.А.Кустов, И.Е.Махов и А.Г.Хафизов (53) 536.53 (088.8) (56) Проспект фирмы "VG Semicon," Великобритания, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N 1422024, кл. G 01 К 7/12, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерений, температуры находящихся s вакууме объек- . тов.

Известно устройство для измерения температуры находящихся в вакууме объектов, используемое в источнике испарения для молекулярно-лучевой эпитаксии. Устройство представляет собой термопару. рабочий спай которого прижат к.тиглю эффузионной ячейки, где размещается испаряемый материал, а свободные концы присоединены к расположенным на фланце гермовводам, подключенным другими кон-,:. цами, к электроизмерительному прибору.

Недостатком указанного устройства является низкая точность измерения температуры, обусловленная отсутствием компенсации измерения температуры холодного спая термопары.

Погрешность измерения увеличивается иэ-за значительного разогрева холодного,,5U„„1744519 А1 (57) Изобретение относится к термометрии и позволяет повысить эффективность путем обеспечения измерения в условиях вакуума.

Устройство содержит термопару и тепловыравнивающий элемент в виде вакуумного фланга с гермовводами, в.полостях которого размещены свободные концы термопары и терморезистор. Выполнение полости для термореэистора во фланге со стороны атмосферы позволяет ввести в устройство только два гермоввода, через которые сво- бодные концы термопары посредством соединительных проводов из материала гермовводов подключены к измерительному прибору, 1 ил. спая, так как в условиях вакуума теплопередача происходит за счет излучения и непосредственного теплового контакта узлов, что приводит к большой разнице температур концов гермовводов внутри и снаружи вакуумной камеры.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения температуры, содержащее термопару и выполненный из двух изолированных друг от друга частей тепловыравнивающий элемент, в полостях которого размещены терморезистор и свободные концы термопары, подключенные через соединительные провода к измерительному прибору.

Недостатком известного устройства является невысокая эффективность, обусловленная невозможностью обеспечения измерения тем- пературы в вакууме, что связано с выполнением тепловыравнивающего тела и способом размещения в нем свободных концов термопары.

1744519

Цель изобретения — повышение эффективности устройства путем обеспечения измерения в условиях вакуума.

Использование изобретения, например, в установках молекулярно-лучевой эпитаксии позволяет повысить точность поддержания температуры молекулярных источников, в которых размещаются исходные компоненты требуемой. пленочной структуры, и, следовательно, повысить качество выращиваемых пленочных структур и полупроводниковых приборов на их основе.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения температуры, содержащем термопару и тепловыравнивающий элемент, в полостях которого размещены терморезистор и свободные концы термопары, через соединительные провода подключенные к измерительному прибору, тепловыравниеающий элемент выполнен е виде вакуумного фланца с гермовводами, полости для свободных концов термопары и терморезистора размещены с противоположных сторон фланца, а часть соединительных проводов между свободными концами термопары и гермовводами выполнена из материала последних, Расположение свободных концов термопары и терморезистора в теле фланца в непосредственной близости один от другого позволяет уменьшить тепловое сопротивление между ними, снизить влияние теплового излучения обьекта, в результате чего повышается точность измерения тем.пературы, Размещение терморезистора со стороны атмосферы и наличие гермовводов позволяют обеспечить измерения в вакууме без натекания до давления 1 х 10 Па.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, Устройство содержит термопару, горячий спай 2.которой прижат к объекту 1, а свободный спай 3 заведен в полости, выполненные в теле фланца 4 на стороне вакуума, Проводники 5, подключающие термопару к гермовводам 6, выполнены из материала гермовводов. Терморезистор 7 размещен в полости, выполненной во фланце 4 на стороне атмосферы. Гермовводы 6 и терморезистор 7 подключены к измерительному прибору 8, а фланец 4 присоединен к вакуумной камере 9. Холодный (свободный) спей

3 термопары и терморезистор 7 изолированы от тела фланца 4 керамическими шайбами 10, Устройство работает следующим образом.

5 При разогреве объекта 1 температура горячего спая 2 термопары повышается, е результате чего на гермовводах 6 возникает термоЭДС, величина которой определяется разностью температур горячего 2 и свободно10 го 3 спаев. Терморезистор 7 измеряет температуру свободного спая 3. Полости в теле фланца 4, в которых размещены свободный спай 3 термопары и терморезистор 7, расположены близко одна от другой, что обес- .

15 печивает малое тепловое сопротивление между ними, а следовательно, и малую погрешность измерения, Так как терморезистор 7 расположен со стороны атмосферы, то для работы устройства требуются только

20 два гермоввода 5. что обеспечивает его высокую герметичность.

B процессе разогрева объекта 1 за счет излучения происходит разогрев стенок вакуумной камеры 9, фланца 4, гермовводов 6, 25 проводников 5, Керамические шайбы 10 защищают свободный спай 3 от излучения обьекта 1, поэтому температура спая 3 близка к температуре фланца 4. Разогрев элементов устройства в процессе работы не

30 влияет на точность измерения, поскольку .она определяется разностью температур свободного (холодного) спая 3 и терморезистора 7 и сводится к минимуму, Влияние температуры окружающей среды со сторо35 ны атмосферы незначительно, поскольку фланец 4 представляет собой изотермическую панель.

Формула изобретения

Устройство для измерения темперэту40 ры, содержащее термопару и тепловыравнивающий элемент, в полостях которого размещены терморезистор и свободные . концы термопары, через соединительные провода подключенные к измерительному

45 прибору, о,т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения измерения в условиях вакуума, тепловыравнивающий элемент выполнен в виде вакуумного фланца с гермовводами, полости для свободных концов термопары и

50 терморезисторэ размещены с противоположных сторон фланца, а часть соединительных проводов между свободными концами термопары и гермовводэми выполнена из материала последних.

1744519

Составитель А,Г.Хафизов

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор А;Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2189 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5