Устройство для измерения температуры расплава преимущественно в тигле Советский патент 1987 года по МПК G01K7/26 

Изобретение относится к термометрии, может быть использовано в устройствах для измерения температуры расплава преимущественно в тигле, например в установках для выращивания монокристаллов, и является усовершенствованием изобретения по авт св. № 932284,

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение эффективности контроля„

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит электрод, в качестве которого служит расплав 1, монокристалл 2, тигель 3, лигатуру 4, второй электрод 5, выполненный в виде подвижного контакта, укрепленного на держателе 6, соединенном с механизмом 7 возвратно-поступательного движения, снабженным датчиком 8 скорости перемещения подвижного контакта, индуктор 9, установленный на подвижной платформе 10, механизм 11 перемещения индуктора, вычисли- тельньш блок 12, на вход которого подключены лигатура 4, подвижный контакт 5, датчик 13 скорости перемещения индуктора, причем выход вычислительного блока соединен с вторичными приборами 14 и 15 температуры и градиента температур в металле

Устройство работает следующим образом.

В начале плавки включается индуктор 9 и механизм 11 перемещения ин- дуктора. Лигатура 4 расплавляется в зоне индуктора и образуется жидкий расплав 1. На нижней границе расплавленной зоны 1 за счет теплоот- вода к холодильнику (на чертеже не показан) рас,тет монокристалл 2.

При появлении расплава 1 образуется чувствительный элемент, состоящий из двух электродов (неподвижного 1 и подвижного 5) и тигля 3. Так как химический состав лигатуры, а следовательно, и расплава ,цля одной длавки постоянен и xи шчecкий состав атмосферы вокруг тигля не изменяется (так как плавку проводят в атмосфере нейтрального газа), то ЭДС чувствительного элемента пропорциональна температуре расплава в точ ке, соответствующей положению подвижного электрода 5. Показания чувствительного элемента регистрируются вторичным прибором 14, шкала которого отградуирована в С, в пределах, соответствующих температуре расплава.По мере перемещения индуктора 9 относительно тигля 3 перемещается и под- вижный электрод 5, все время оставаясь в зоне расплава 1, что обеспечивает непрерывный контроль температуры по ходу плавки.

При измерении градиента температур механизм 7 возвратно-поступательного движения подвижного контакта производит перемещение подвижного электрода 5. Скорость возвратно- поступательного движения подвижного

контакта выбирают заранее больше скорости перемещения индуктора. За один полупериод движения подвижного контакта измеряется как бы мгновенная кривая распределения температуры

вдоль образующей тигля. На вычислительный блок 12 поступают сигналы скорости перемещения V (i) возвратно- поступа-Гельного движения подвижного контакта от датчика 8 и скорости перемещения V(T) индуктора от датчика 13. В вычислительном блоке 12 выра-- батывается сигнал, соответствующий скорости перемещения подвижного электрода 5 относительно тигля 3.

Сигнал, пропорциональный температуре в вычислительном блоке 12, дифференцируется, в результате чего получается сигнал, соответствующий

Jrp

скорости изменения температур .

dt

Затем вычислительный блок 12 производит расчет градиента температур в зоне кристаллизации и вьщает соответствующий сигнал на вторичный

прибор 15 градиента температур в металле, шкапа которого отградуирована в с/мм.

45

50

После измерения градиента температур в металле (для повьш1ения достоверности производят несколько циклов измерения) выключают механизм 7 возвратно-поступательного движения до следующих измерений.

При наличии механизма 7 .возвратно-поступательного движения подвижный электрод 5 может быть остановлен 55 для измерения температуры в различных точках расплавленной зоны 1,что также расширяет функциональные возможности устройства.

3 13003104

Формула изобретения датчик скорости перемещения подвижУстройство для измерения темпера-ного контакта, вычислительный блок

туры расплава преимущественно в тиг-и вторичный измерительный прибор

ле по авт. св. 932284, о т л и -градиента температуры, причем на

чающееся тем, что, с целью5 вход вычислительного блока подклюрасширения функхщональных возможное-чены электроды, датчик скорости петей и повышения эффективности конт-ремещения индуктора и датчик скоросроля, в него введены датчик скоростити перемещения подвижного контакта,

перемещения индуктора, соединенныйа выход вычислительного блока соедис механизмом перемещения индуктора, нен с вторичными измерительными примеханизм возвратно-поступательного борами температуры и градиента темперемещения подвижного контакта,пературы.

Изобретение относится к термометрии и позволяет расширить функциональные возможности и повысить эффективность контроля. При появлении расплава 1 образуется чувствительный элемент, состоящий из неподвижного 1, подвижного 5 электродов (ПЭ) и тигля 3. ЭДС чувствительного элемента 1 пропорциональна температуре расплава в точке, соответствующей ПЭ 5. При измерении градиента температур механизм 7 возвратно- поступательного движения производит перемещение ПЭ 5. В вычислительном блоке 12 (ВБ) вырабатывается сигнал, соответствующий скорости перемещения ПЭ 5 относительно тигля 3. Сигнал, пропорциональный температуре в ВБ 12 дифференцируется, в результате чего получается сигнал, соответствукиций скорости изменения температур. Затем ВБ 12 производит расчет градиента температур в зоне кристаллизации и вьщает соответствующий сигнал на прибор 15. За счет механизма 7 возвратно-поступательного движения ПК 5 может быть остановлен для измерения температуры в различных точках расплавленной зоны 1. Изобретение дополнительное к основному авт. св. № 932284. 1 ил. с S СО со о о 00 1Ч