Устройство для определения количества тепла

), 01) 51)4 С 01 К 17/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ОТКРЫТИЯЕт У СВИ АВТО СССР 197 ЛЕНИЯ(71) Специальное конструкторское бюро вакуумных покрытий при Госплане ЛатвССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА(57) Изобретение касается тепломас вых измерений и может быть использ но при отработке технологии нанесения покрытий в вакуумных металлизационных установках для производства, например, ультратонкой металлической фольги, металлизированных пленок и т.п. Целью изобретения является повышение точности устройства в работе. Устройство состоит иэ корпуса, имею" 2цего поперечные сверления, в которьЕГ закреплены стержни из материала с низким коэффициентом теплопроводности, являющиеся держателями периферийного и центрального датчиков (Д ). Д - медные и выполнены с одинаковой толщиной. Для исключения влияния на измерения паразитных тепловых потоков на корпусе винтами закреплена легкосъемная крышка с отверстиями, через которые могут откачиваться остаточные газы. Крышка снабжена держателем для закрепления устройства в вакуумной камере. В сверлении периферийного Д установлена термопара, Д 4 имеет на внешней цилиндрической поверхности кольцевую проточку, в которой размецены стержни. В верхней части периферийный Д снабжен кольцевой выточ- кой,на которую отбортовкой опирается центральный Д, Последний снабжен кольцевой проточкой, величина которой выбирается из условия равенства отношений плоцадей приемных поверхностей1509636Д 4 и 5 к своим массам, Во избежание сращивания конденсатов на периферийном и центральном Д между ними имеется д зазор, величина которого отве 1чает условию 0,7 Дсд 2,5 д, где дмаксимальная величина наносимого покрытия. Для обеспечения воэможности безразличной ориентировки устройства в вакуумной камере на его крышке смонтироваи прижим, подпружиненный керамический шток которого фиксирует центральный Д в кольцевой выточке периферийного Д. При использовании устройства в горизонтальном положении приемными поверхностями вниз, прижим может не устанавливаться. 2 ил.Изобретение относится к измерению количества тепла и может быть исполь зовано в электронной и электротехнической промышленности при отработке технологии нанесения покрытий в ваку умных металлизационных установках для производства, например ультратонких металлических фольг, пленок и т,п.Целью изобретения является повышение точности определения количества 25 тепла путем устранения сращивания покрытия и деформации электродов термопары.На фиг. показано устройство для определения количества тепла, пере даваемого в процессе нанесения покрытий в вакууме; на фиг, 2 - узел 1 на фиг,1,Устройство состоит из корпуса имеющего поперечные сверления 2, в которых закреплены 1 с возможностью вынимания) стержни 3 из материала с низким коэффициентом теплопроводности, являющиеся держателями датчиков: 4 - периферийного, 5 - центрального, 40 Датчики 4 и 5 изготовлены из одного и того же.материала (желательно с высоким коэффициентом теплопроводности), например из меди, одинаковой толцины. Для исключения влияния на 45 измерения паразитных тепловых потоков на корпусе винтами 6 закреплена легко 1 съемная крышка 7 с отверстиями 8, через которые могут откачиваться остаточные газы. Крышка снабжена держателем 9 для закрепления устройства в вакуумной камере (не показана), Датчик 4 имеет сверление 10 для установки термопары 11. Спай термопары 11 зафиксирован в сверлении дозированным количеством серебряного припоя 12, Раздельный выход электродов термопары из сверления зафиксирован керамической трубкой 13 и изолирующими оболочками 14. Термоэлектроды термопарычерез выемки в нижней части крышкии через разъем, расположенный настенке вакуумной камеры, подключаютсяк измерительной схеме (не показано).Выполненная на внешней цилиндрической поверхности 15 датчика 4 кольцевая проточка 16 датчика 4 позволяетзакрепить его в корпусе через теплоизолирующие стержни 3, благодаря чемупрактически исключается погрешностьтемпературных изменений, вызываемыхстоком тепла с датчика на корпус.,Этому же способствует прямоугольная(в сечении) форма . проточки 16 икруглая - стержней 3, В верхней. частидатчик 4 снабжен кольцевой выточкой17, на которую отбортовкой 18 опирается центральный датчик, при этомтепловоспринимающие приемные поверх 1ности датчиков располагаются в однойплоскости, т.е. заподлицо. Датчик 5снабжен кольцевой проточкой 19 (произвольной в сечении), причем ее величина выбирается из условия равенства отношений площадей тепловоспринимающих приемных поверхностей датчиковк своим массам, Датчики установленыс зазором 20, величина которого выбирается из соотношения 0,7 Д (д 2,5 Л,где д - максимальная толщина нанесенного слоя-покрытия. Для возможности ориентации устройства в вакуумной камере на его крышке смонтирован прижим 21, подпружиненный керамический шток 22 которого фиксирует датчик 5 в кольцевой выточке 17 датчика 4, При использовании устройства в горизонтальном положении тепловоспринимающими приемными поверхностями вниз, прижим может не устанавливаться. Зазор 20 позволяет избежать сращивания конденсата 23 на5 15096периферийном и 24 - на центральномдатчиках.Устройство работает следующим об-.разом.Устройство с зафиксированной мас 5сой датчика 5 помещается в вакуумнуюкамеру поверхностью испарения (не показано) на расстоянии, равном расстоянию до подложки и перекрывается от ис парителя водоохлаждаемой заслонкой(не показано ). Носе вывода испарителя на заданный стабильный температурный режим заслонка открывается и наприемную поверхность датчиков осядетконденсат. При этом осуществляется непрерывная запись температуры датчика 4, Через фикеированное время заслонка закрщвается и устройство выни-мается из камеры, На тепловоспринимаю 20щих поверхностях датчиков образуетсяконденсат испаряемого материала, разделенный между собой зазором. Датчик5 легко без повреждения нанесенногоконденсата вынимается из устройства 25и взвешивается, затем по известнойметодике производится измерение толщины конденсата, По полученным даннымопределяются значения скорости конденсации, теплоты переноса, тепловогопотока, т,е, реальные тепловые и массовые характеристики процесса испарения и конденсации, Изменяя режим,производят серию замеров, исследуятаким образом весь возможный диапазон35работы испарителя,Повышение точности работы устройства достигается выбором величины зазора между центральным и периферийнымдатчиками. При величине зазора б 2,5 Л 40значительная часть испаряемого материала оседает на боковые поверхностидатчиков и отдав им свою энергию неувеличивают их массу. Зазор д( 0,7 йустраняет сращивание покрытия, И втом и другом случаях погрешность 36определения массы наносимого покрытия возрастает и, следовательно, снижается точность определения искомого количества тепла.Предлагаемое устройство позволяет получать данные по тепломассовым параметрам процесса испарения и конденсации в вакууме; качественно повысить научно-технический уровень проводимых исследований так как возможно количественное сравнение различных режимов испарения и конденсации по тепловым и массовым показателям процесса испарения; повысить точность и воспроиэводимость проводимых измерений за счет того, что эти данные получают в один и тот же период времени в одной фиксированной точке пространства.Формула изобретенияУстройство для определения количества тепла, передаваемого в процессе нанесения покрытий в вакууме, содержащее корпус и размещенные в немкоаксиально и заподлицо друг относительно друга центральный и периферийный датчики, выполненные иэ одногои того же высокотеплопроводного материала с равным отношением площадейтепловоспринимающих приемных поверхностей к своим массам, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения тоЧности определения путем устранения сращивания наносимого покрытия и деформации электродов термопары, периферийный датчик снабжен термопарой и установлен относительноцентрального с зазором с, величинакоторого выбрана из соотношенияО, 7 д(Ю 2,5 д,где Л - максимальная толщина нанесенного покрытия,150963 б 13 ф /7 Щ у Составитель А. КостановскийРедактор Г, Волкова Техред М.Моргентал Корректор М. нарони Заказ 5794/34 Тираж 573 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5