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晶體生長爐溫度測量技術(shù)及應(yīng)用:IMPAC紅外測溫儀

更新時間:2025-04-21點擊次數(shù):121

非接觸式紅外線測溫儀在晶體生長領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本文詳細介紹了上海明策電子提供的Impac紅外測溫儀,尤其是Impac IGA 6/23和Impac 600系列的技術(shù)特點及應(yīng)用實例。測溫儀結(jié)合輻射屏蔽技術(shù),有效提高了晶體生長爐內(nèi)發(fā)射率及溫度測量的準確性。

引言

晶體材料的生產(chǎn)過程通常涉及高溫環(huán)境,輻射傳熱占據(jù)主導(dǎo)地位,準確測量表面溫度是實現(xiàn)高質(zhì)量晶體生長的重要基礎(chǔ)。Impac系列測溫儀因其非接觸測量特性和高精度測量結(jié)果,廣泛應(yīng)用于晶體生長爐內(nèi)各類溫度監(jiān)控任務(wù)。

測溫儀原理及技術(shù)特點

Impac系列測溫儀基于輻射測溫原理,測量物體表面的輻射溫度,通過普朗克定律與實際溫度建立聯(lián)系。本文主要介紹了兩款測溫儀的不同用途:

  • Impac IGA 6/23短波測溫儀(波長范圍2–2.6 µm),適用于高溫(>1000°C)表面的精準測量。

  • Impac 600系列長波測溫儀(波長范圍8–14 µm),用于低溫(<100°C)表面溫度的測量。

兩種測溫儀均經(jīng)過工業(yè)黑體爐校準,測量精度高,輻射溫度測量標準誤差為±2°C。

輻射屏蔽技術(shù)在測溫儀中的應(yīng)用

為減少背景輻射對測量結(jié)果的影響,尤其是在測量低發(fā)射率材料(金屬表面)時,使用了特殊設(shè)計的不銹鋼半球形反射輻射屏蔽罩,通過反射放大樣品輻射信號,有效降低環(huán)境輻射的干擾。測溫儀通過屏蔽罩上的小孔直接觀察目標表面,顯著提高了測量精度。對高發(fā)射率材料(如石墨)則采用高發(fā)射率涂層屏蔽罩,避免輻射信號被過度放大。

應(yīng)用實例與實驗驗證

實驗室臺式和實際晶體生長爐內(nèi)的現(xiàn)場測量分別進行了驗證,針對高發(fā)射率涂層和低發(fā)射率金屬(金、錫)進行測試。實驗結(jié)果與文獻數(shù)據(jù)的一致性較好,證明了Impac測溫儀及配套輻射屏蔽技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境中的適用性和測量可靠性。

現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)顯示,即使在晶體生長爐復(fù)雜環(huán)境下,測量誤差也控制在合理范圍(最大20%以內(nèi)),展示了Impac測溫儀的實用價值。

測量不確定性分析

測溫儀的測量精度會受到溫度范圍、發(fā)射率以及測量波長影響。短波測溫儀在高溫區(qū)具有更高的測量精度,而在低發(fā)射率材料測量時相對誤差較大,但通過輻射屏蔽技術(shù)的配合應(yīng)用,相對誤差能夠控制在5%以內(nèi)。


Impac系列測溫儀以其精度高、非接觸特性強的優(yōu)點,成功應(yīng)用于晶體生長爐內(nèi)溫度測量,特別適合復(fù)雜環(huán)境下的溫度監(jiān)控。未來,通過改進屏蔽罩材料(如使用金等高反射率材料)進一步提高測量精度,并將測溫儀技術(shù)推廣至更高溫度范圍(1000°C以上),以滿足晶體生長行業(yè)不斷發(fā)展的技術(shù)需求。



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