Устройство для измерения температуры движущихся заготовок в вакуумных установках

(19 1)5 6 01 К 13/08 ИСАН И Е ИЗС) БР ЕТЕ е е- ий ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный межотраслевой научнотехнический кооператив "Практика" и Украинский научно-исследовательский институтспециальных сталей, сплавов и ферросплаво(72) Ю,Н,Внуков, А,А Марков, А.С.Сальников, А,М.Котляр и А,А.Коломиец56) Авторское свидетел ьство СССР М. 847071, кл, 6 01 К 7/02, 1979,Информационный листок М 86-086, Запорожье, 1986, с, 1 - 3.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ДВИЖУЩИХСЯ ЗАГОТОВОК В ВАКУУМ Н ЫХ УСТА Н О В КАХ Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры в установках для нанесения вакуумно-плазменных покрытий,Известно устройство для измерения температуры в вакуумных установках, содеркащее термопару, термоэлектроды которой размещены в защитной арматуре с головкой на одном ее конце. Свободные концы термоэлектродов подключены к осевым контактам, установленным с возможностью вращения между неподвижными центрирующими контактами, закрепленными на упругих вакуумных уплотнениях, закрывающих отверстия головки.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому рзультату является устройство для измер ния температуры при нанесении покрыт на заготовки в вакуумно-плазменных установках, В известном устройстве рабочий "пай термопары приварен путем конденса(57) Использование: измерение температуры заготовок, совершающих сложное движение, Сущность изобретения: устройство содержит термопару, рабочий спай которой закреплен на заготовке, установленной в камере на рабочем столе. В разрыв термоэлектродов последовательно включены два токосъемника - основной и дополнительный, каждый из которых содержит корпус, выполненный из двух частей, в которых закреплены контакты в виде колец и щеток. Рабочий стол через планетарную передачу соединен с приводом, Одна из частей основного токосъемника через штангу связана с рабочим столом, Термоэлектроды термопары выведены из камеры через вакуумный ввод. 3 ил,торной микросварки к заготовке, термоэлектроды подключены к контактам токосъемника, конструктивно объединенного с вакуумным вводом, Размещение токосъемника в вакуумном вводе позволяет защитить его от воздействия перепада температур в вакуумной камере, что исключает воздействие паразитных ЭДС, возникающих во включенных в термоэлектроды промежуточных элементах, Такое устройство обеспечивает измерение температуры заготовок, неподвижных относительно камеры или вращающихся вокруг ее центральной оси, Недостатком известного устройства является невозможность измерения температуры в вакуумных камерах, в которых заготовки установлены с возможностью вращения относительно двух осей,Цель изобретения - повышение эффективности за счет обеспечения возможности измерения температуры заготовок, совершающих сложное движение.55 Поставленная цель достигается тем, чтов известное устройствО, содержащее термопару, рабочий спай которой закреплен на заготовке, установленной в камере на рабочем столе, связанном с приводом, а термоэлектроды, в разрыв которых включен токосъемйик в виде корпуса с размещенными в нем контактами, выполненными в виде колец и щеток й установленными с возможностью отйосительъого вращения, выведены из камеры через вакуумный ввод и подключены к измерительному прибору, введены дополнительный токосъемник, идентичный основному, размещенный в камере и включенный в разрыв термоэлектродов последовательно с ним, и планетарная передача, а корпус каждого токосъемника выполнен из двух частей, в которых закреплены соответствующие контакты, при этом одна из частей основного токосъемника через введенную штангу связана с рабочим столом, соединенным с приводом через планетарную передачу,На фиг,1 показан общий вид предлагаемого устройства; на фиг,2 - эквивалентная схема термопары; на фиг,3 - схема подключения термоэлектрода к контакту - щетке токосъемника,Устройство для измерения температуры содержит термопару 1, рабочий спай которой закреплен (например, путем конденсаторной сварки) на заготовке 2, установленной в вакуумной камере 3 на рабочем столе 4, связанном с приводом вращения 5 через планетарную передачу 6,Внутри вакуумной камеры 3 установленыдва токосъемника 7 (основной и дополнительныйый). Каждый из токосъемников содержит два кольца 8 и две щетки 9, причем щетки имеют возможность вращения относительно колец при вращении частей 10 и 11 корпуса токосъемников 7. Щетки 9 токосъемников прижимаются к кольцам пружинами 12. Пружины и кольца прикреплены к частям 10 и 11 корпуса токосъемников винтами 13. Термоэлектроды 14 и 15 термопары прикреплены, соответственно, к кольцам 8 и щеткам 9 токосъемников 7 в точках "а" и "б", При этом термоэлектрод 14 прикреплен к щетке 9 в точке "а", максимально (насколько допустимо из конструктивных соображений) приближенной к кольцу 8. Таким образом, токосъемнйки 7 включены как промежуточные элементы в разрывы термоэлектродов 14 и 15.Один из токосъемников 7 расположен на оси рабочего стола 4, Второй токосъемник 7 установлен на осицентральной шестерни планетарной передачи 6, причем нижняя часть 11 его корпуса закреплена на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 кронштейне 16, установленном во вращающемся столе 4, а верхняя 10 прикреплена к штанге 17, соединенной с вакуумным вводом 18. Вакуумный ввод 18 закреплен во флан це 19. Термоэлектроды 14 и 15 выведены из вакуумной камеры 3 через вакуумный ввод 18 и подключены вне камеры к измерительному прибору 20,Устройство для измерения температуры движущихся заготовок в вакуумных установках работает следующим образом,При нанесении плазменных покрытий на заготовки 2, камеру 3 вакуумируют, генерируют в ее объеме плазму и включают привод вращения 5. При этом заготовки, установленные на подложкодержателях, с помощью планетарной передачи 6 приводятся во вращение как относительно оси ее центральной шестерни, так и вокруг осей сателлитных шестерен. Рабочий спай термопары 1, закрепленный на одной из заготовок, вращается вместе с ней относительно указанных осей, При этом нижняя часть 11 корпуса первого токосъемника 7 вращается вокруг оси сателлитной шестерни вместе с заготовкой 2, а верхняя часть 10 корпуса этого токосъемника вращается синфазно с нижней частью 9 корпуса второго токосъемника 7, закрепленной на кронштейне 16, Верхняя часть корпуса второго токосъемника 7 неподвижна относительно корпуса вакуумной камеры. В процессе работы плазма разогревает все элементы, размещенные внутри вакуумной камеры, в том числе и токосъемники 7, включенные в разрывы термоэлектродов 14 и 15 как промежуточные проводники. Согласно так называемому "закону промежуточного проводника", появление паразитных ЭДС может быть исключено, если места соединения термоэлектродов с промежуточными проводниками имеют одинаковую температуру, В заявленном устройстве это достигается путем приближения к кольцу 8 места соединения термоэлектрода 14 со щеткой 9. Так как теплопроводность материала кольца обеспечивает выравнивание температуры кольца, приближение к нему термоэлектрода, подключенного к щетке, обеспечивает размещение места соединения термоэлектродов и промежуточных проводников в одной температурной зоне камеры. Равенство температур места соединения термоэлементов с промежуточными элементами исключает возникновение паразитных ЭДС и обеспечивает возможность размещения токосъемников внутри вакуумной камеры без снижения точности измерения температуры. Так как к вакуумному вводу 18 подведены термоэлектроды, подключенные к1789881 кольцам неподвижной относительно вакуумной камеры верхней части корпуса токосъемника 7, через вакуумный ввод не проходят вращающиеся элементы устройства, что обеспечивает его герметичность. 5 Формула изобретения Устройство для измерения температуры движущихся заготовок в вакуумных установках, содержащее термопару, рабочий спай которой закреплен на заготовке, установленной в камере на рабочем столе, связанном с приводом, а термоэлектроды, в разрыв которых включен токосъемник в виде корпуса с размещенными в нем контактами, выполненными в виде колец и щеток и установленными с возможностью относительного вращения, выведены из камеры через вакуумный ввод и подключены к измерительному прибору, о т л и ч а ю щ е еИспользование изобретения позволяет измерять термопарой температуру заготовок, установленных в вакуумных камерах напыления с возможностью вращения относительно двух осей. с я тем, что, с целью повышения эффективности за счет обеспечения возможности измерения температуры заготовок, совершающих сложное движение, в него введены дополнительный токосъемник, идентичный основному, размещенный в камере и включенный в разрыв термоэлектродов последовательно с ним, и планетарная передача, а корпус каждого токосъемника выполнен из двух частей, в которых закреплены соответствующие контакты, при этом одна из частей основного токосъемника через введенную штангу связана с рабочим столом, соединенным с приводом через планетарную передачу..г оставитель А.Кулаковехред М.Моргентал Редактор Т.Иванова Корректс ковецка Заказ 345 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", гУжгород, ул,Гагарина, 10