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

引言

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

測(cè)溫儀原理及技術(shù)特點(diǎn)

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

• Impac IGA 6/23短波測(cè)溫儀（波長(zhǎng)范圍2–2.6 µm），適用于高溫（>1000°C）表面的精準(zhǔn)測(cè)量。

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

兩種測(cè)溫儀均經(jīng)過(guò)工業(yè)黑體爐校準(zhǔn)，測(cè)量精度高，輻射溫度測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)誤差為±2°C。

輻射屏蔽技術(shù)在測(cè)溫儀中的應(yīng)用

為減少背景輻射對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，尤其是在測(cè)量低發(fā)射率材料（金屬表面）時(shí)，使用了特殊設(shè)計(jì)的不銹鋼半球形反射輻射屏蔽罩，通過(guò)反射放大樣品輻射信號(hào)，有效降低環(huán)境輻射的干擾。測(cè)溫儀通過(guò)屏蔽罩上的小孔直接觀察目標(biāo)表面，顯著提高了測(cè)量精度。對(duì)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(hào)被過(guò)度放大。

應(yīng)用實(shí)例與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

實(shí)驗(yàn)室臺(tái)式和實(shí)際晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量分別進(jìn)行了驗(yàn)證，針對(duì)高發(fā)射率涂層和低發(fā)射率金屬（金、錫）進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的一致性較好，證明了Impac測(cè)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(cè)量可靠性。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，即使在晶體生長(zhǎng)爐復(fù)雜環(huán)境下，測(cè)量誤差也控制在合理范圍（最大20%以內(nèi)），展示了Impac測(cè)溫儀的實(shí)用價(jià)值。

測(cè)量不確定性分析

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

Impac系列測(cè)溫儀以其精度高、非接觸特性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，成功應(yīng)用于晶體生長(zhǎng)爐內(nèi)溫度測(cè)量，特別適合復(fù)雜環(huán)境下的溫度監(jiān)控。未來(lái)，通過(guò)改進(jìn)屏蔽罩材料（如使用金等高反射率材料）進(jìn)一步提高測(cè)量精度，并將測(cè)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(zhǎng)行業(yè)不斷發(fā)展的技術(shù)需求。