亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种光伏产业专用多点式测温热电偶的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器，特别涉及一种光伏产业专用多点式测温热电偶及其 制作方法。
背景技术：
随着光伏产业的兴起，单晶硅与多晶硅的需求量不断增长，对产品的质量要求越 来越高，同时也对工艺过程中的温度控制提出了新的要求。其中扩散刻蚀中扩散炉的控 温要求温度高、精度高、受热炉体长和对炉体环境污染小等特点，成为产品生产工艺中温度 控制的难点部分。目前市面上用于半导体行业的温度传感器有spike tc (单组)、spike tc (双组)、spike控温热偶、spike埋露式热偶、profile T/C半导体设备用热偶等，由于热 电偶材料性能和结构的局限性，以上温度传感器在扩散炉的高温环境下使用都存在一定局 限性，如精度不高、安装与操作不便、一体化操作不易实现等。国内外在光伏产业单晶硅与多晶硅生产中扩散炉所使用的传感器中，绝大多数测 温核心部件采用的是S型贵金属热电偶(少量R型)。由于S型热电偶具有热电性能稳定、 抗氧化性强，使用温度范围广、均质性及互换性好等特点，在所有热电偶中标准度等级最高 而一直在扩散炉领域广泛使用，但是研究发现，在扩散炉使用环境中，Si在高温下与钼接触 容易形成共晶物硅化钼，这种化合物的熔点仅830°C，从而导致传感器接点脆断。由此大量 的控温装置采取避免环境气氛与S型偶直接接触的保护管形式或者铠装形式，但是保护管 本身含有 ^、Οι、Ρ(1、&ι、Μη等元素，这些元素在高温下易挥发出来与偶丝发生反应，同时也 直接影响单晶硅与多晶硅产品的纯度。另一方面扩散炉要求整体控温精确，炉体温场近an 长，单个传感器控制不了这么宽的范围，因而需要3 10个传感器分别安装在不同部位，给 安装和更换带来很多不便。为了解决上述难题，本专利介绍了一种新型的专用结构形式传 感器，利用我所几十年的温度传感器生产经验制备的S型偶做感温元件，不但保证其高温 环境使用的测温精度，同时通过改良整体结构形式后保证温场均勻、环境清洁度高、安装更 换方便、使用人性化等。
发明内容本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种解决了在高温环境下使用 温场均勻，对环境的清洁度高，而且更换方便的光伏产业专用多点式测温热电偶。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种光伏产业专用多点式测温热电偶，包括保护管、连接座、复合导线、插头、热电 偶，保护管与连接座连接，热电偶置于保护管的内部并固定在连接座上；热电偶的尾端与复 合导线连接，复合导线与插头连接；所述的热电偶由热电偶丝和支撑管构成，其特征在于 所述的热电偶为3 10支，并且每支热电偶的长度各不相同。本专利S型热电偶由重庆仪表材料所自行制备，通过改良其结构形式，使用与扩 散炉体材质完全相同，对高温环境无污染的高纯石英玻璃材料作为保护管，选用膨胀系数匹配的高纯陶瓷作为S型偶的支撑管，然后将3 10支长度不一的S型热电偶通过焊接、 压制等方式与耐腐蚀S型专用补偿导线组装在同一支石英管内，最后将复合导线接上与设 备相匹配的微型S型热电偶专用插头形成一个同时具有几个测温点的传感器。优选的，所述的热电偶丝选用强化S型热电偶丝，支撑管选用高纯陶瓷管，S型热 电偶丝与高纯陶瓷支撑管的膨胀系数相匹配。优选的，所述的保护管的材料为高纯石英玻璃。优选的，所述的插头为微型S型热电偶专用插头。优选的，所述的连接座的材料为聚四氟乙烯。优选的，所述的复合导线为耐腐蚀的复合导线。为了防止污染高温炉体环境和石英玻璃析晶，石英管的选材上要求最少达到半导 体工业使用的纯度99. 99%以上，长期高温1180°C，在0-1000°C之间的平均热膨胀系数a =5.4父10-71，导热率9501为2.6彻/1^，m，密度2. 2g/cm3。然后在适当的温度1100 1200°C范围内进行退火处理增加其强度，并用清洗液体HF酸浸泡后烘干。陶瓷管采用 99. 7%高纯氧化铝，使用稀王水煮沸20 40min，清洗干净。1000°C时S型偶丝线性膨胀 系数为10. 76父10_61，与陶瓷线性膨胀系数约8.0\10_61相差不大，但是石英玻璃膨胀系 数5. 4X IO-7oC比陶瓷小很多，而石英玻璃保护管在最外层，因此组装上的设计要留有适当 的距离约10 60mm，使得高温下的陶瓷不至于穿破石英玻璃，从而损坏传感器。连接管材 料选用耐高温、弹性好、与石英玻璃套管尺寸匹配的聚四氟管，几支热电偶与连接管装配的 时候不能密封，要让高温下石英玻璃内的环境与外界大气相通，同时要保证压制的结构连 接牢固可靠。耐腐蚀的复合导线选取直径Φ2.0 Φ6. Omm的S型专用补偿导线，不但能 让用户在使用中移动方便，而且能保证其测温的可靠性与精度。本实用新型一种光伏产业专用多点式测温热电偶的有益效果是，采用处理后的高 纯石英玻璃作为保护套管，满足了光伏产业用传感器的高温高清洁度要求，在测试温度的 同时不污染高温加热环境，保证其生产产品无新的污染源；采用新型的连接方式解决了炉 体控温不能一体化的要求，将几个不同部位的测温点组装在同一支传感器上，安装和使用 以及更换都很方便。

图1是本实用新型的结构示意图；图2是图1中热电偶5端部A处的横截面结构放大示意图；图3是本实用新型实施例2的结构示意具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明，但并不因此将本实用新型限制在所 述的实施例范围之中。实施例1参见图1、图2、图3，一种光伏产业专用多点式测温热电偶，包括保护管1、连接座 2、复合导线3、插头4、热电偶5，保护管1与连接座2连接，热电偶5置于保护管1的内部并 固定在连接座2上；热电偶5的尾端与复合导线3连接，复合导线3与插头4连接；所述的热电偶5由热电偶丝51和支撑管52构成，其特征在于所述的热电偶5为3 10支，并且 每支热电偶5的长度各不相同。所述的热电偶丝51选用强化S型热电偶丝，支撑管52选用高纯陶瓷管，S型热电 偶丝51与高纯陶瓷支撑管52的膨胀系数相匹配。所述的保护管1的材料为高纯石英玻璃。所述的插头4为微型S型热电偶专用插头。所述的连接座2的材料为聚四氟乙烯。所述的复合导线3为耐腐蚀的复合导线。实施例2参见图1、图2，选取实施例1中的S型热电偶，截取Φ0.5丝材的长度并配对5个 温度测量点，制作S型偶。使用Φ2. 5X0. 8的双芯高纯陶瓷管、整体式耐腐蚀的复合导线、 Φ 12 X 2 X 2000mm石英玻璃管、18 X IOOmm聚四氟乙烯连接管组装，检验产品质量。实施例3参见图3，选取实施例1中的S型热电偶，截取Φ0. 5丝材的长度并配对7个 温度测量点，制作S型偶。使用Φ3Χ0. 8的双芯高纯陶瓷管、单支式耐腐蚀复合导线、 Φ20Χ2Χ2000mm石英玻璃管、Φ30Χ IOOmm聚四氟乙烯连接管组装，检验产品质量。见图 3 (图中S型偶和专用插头均为7支，在图纸中只画了 5支)。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种光伏产业专用多点式测温热电偶，包括保护管(1)、连接座O)、复合导线(3)、 插头G)、热电偶(5)，保护管(1)与连接座(2)连接，热电偶(5)置于保护管(1)的内部并 固定在连接座(2)上；热电偶(5)的尾端与复合导线(3)连接，复合导线(3)与插头(4)连 接；所述的热电偶(5)由热电偶丝(51)和支撑管(52)构成，其特征在于所述的热电偶(5) 为3 10支，并且每支热电偶(5)的长度各不相同。
2.根据权利要求1所述的光伏产业专用多点式测温热电偶，其特征在于所述的热电 偶丝(51)选用强化S型热电偶丝，支撑管(52)选用高纯陶瓷管，S型热电偶丝(51)与高 纯陶瓷支撑管(5 的膨胀系数相匹配。
3.根据权利要求1所述的光伏产业专用多点式测温热电偶，其特征在于所述的保护 管(1)的材料为高纯石英玻璃。
4.根据权利要求1所述的光伏产业专用多点式测温热电偶，其特征在于所述的插头 (4)为微型S型热电偶专用插头。
5.根据权利要求1所述的光伏产业专用多点式测温热电偶，其特征在于所述的连接 座O)的材料为聚四氟乙烯。
6.根据权利要求1所述的光伏产业专用多点式测温热电偶，其特征在于所述的复合 导线(3)为耐腐蚀的复合导线。
专利摘要本实用新型公开了一种光伏产业专用多点式测温热电偶及其制作方法，热电偶包括保护管、连接座、复合导线、插头、热电偶；所述的热电偶为3～10支，每支热电偶的长度各不相同。本实用新型采用高纯石英玻璃作为保护套管，满足了光伏产业用传感器的高温高清洁度要求，在测试温度的同时不污染高温加热环境，保证其生产产品无新的污染源；采用新的连接方式解决了炉体控温不能一体化的要求，将几个不同部位的测温点组装在同一支传感器上，安装、使用、更换都很方便。
文档编号G01K1/08GK201892576SQ20102059826
公开日2011年7月6日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者刘庆宾, 吴保安, 张栋, 於舟, 汪建胜, 潘勇, 王云春, 陈兴汉, 陈小军 申请人:重庆仪表材料研究所