晶體生長爐溫度測量技術及應用：IMPAC紅外測溫儀

非接觸式紅外線測溫儀在晶體生長領域中發(fā)揮著關鍵作用。本文詳細介紹了上海明策電子提供的Impac紅外測溫儀，尤其是Impac IGA 6/23和Impac 600系列的技術特點及應用實例。測溫儀結合輻射屏蔽技術，有效提高了晶體生長爐內發(fā)射率及溫度測量的準確性。

引言

晶體材料的生產過程通常涉及高溫環(huán)境，輻射傳熱占據(jù)主導地位，準確測量表面溫度是實現(xiàn)高質量晶體生長的重要基礎。Impac系列測溫儀因其非接觸測量特性和高精度測量結果，廣泛應用于晶體生長爐內各類溫度監(jiān)控任務。

測溫儀原理及技術特點

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

• Impac IGA 6/23短波測溫儀（波長范圍2–2.6 µm），適用于高溫（>1000°C）表面的精準測量。

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

兩種測溫儀均經(jīng)過工業(yè)黑體爐校準，測量精度高，輻射溫度測量標準誤差為±2°C。

輻射屏蔽技術在測溫儀中的應用

為減少背景輻射對測量結果的影響，尤其是在測量低發(fā)射率材料（金屬表面）時，使用了特殊設計的不銹鋼半球形反射輻射屏蔽罩，通過反射放大樣品輻射信號，有效降低環(huán)境輻射的干擾。測溫儀通過屏蔽罩上的小孔直接觀察目標表面，顯著提高了測量精度。對高發(fā)射率材料（如石墨）則采用高發(fā)射率涂層屏蔽罩，避免輻射信號被過度放大。

應用實例與實驗驗證

實驗室臺式和實際晶體生長爐內的現(xiàn)場測量分別進行了驗證，針對高發(fā)射率涂層和低發(fā)射率金屬（金、錫）進行測試。實驗結果與文獻數(shù)據(jù)的一致性較好，證明了Impac測溫儀及配套輻射屏蔽技術在復雜環(huán)境中的適用性和測量可靠性。

現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)顯示，即使在晶體生長爐復雜環(huán)境下，測量誤差也控制在合理范圍（最大20%以內），展示了Impac測溫儀的實用價值。

測量不確定性分析

測溫儀的測量精度會受到溫度范圍、發(fā)射率以及測量波長影響。短波測溫儀在高溫區(qū)具有更高的測量精度，而在低發(fā)射率材料測量時相對誤差較大，但通過輻射屏蔽技術的配合應用，相對誤差能夠控制在5%以內。

Impac系列測溫儀以其精度高、非接觸特性強的優(yōu)點，成功應用于晶體生長爐內溫度測量，特別適合復雜環(huán)境下的溫度監(jiān)控。未來，通過改進屏蔽罩材料（如使用金等高反射率材料）進一步提高測量精度，并將測溫儀技術推廣至更高溫度范圍（1000°C以上），以滿足晶體生長行業(yè)不斷發(fā)展的技術需求。