通道管式炉

[color=#ff0000]摘要：本文介绍了根据客户要求对CVD管式炉真空控制系统进行升级改造的过程，分析了客户用CVD管式炉真空控制系统中存在的问题，这些问题在目前国产CVD和PECVD管式炉中普遍存在。本文还详细介绍了改造后的真空压力控制系统的工作原理、结构和相关部件参数等详细内容，改造后的真空压力控制精度得到大幅度提高。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][color=#ff0000]一、背景介绍[/color][/size]客户订购了一台CVD管式炉以进行小尺寸材料的制作，CVD管式炉及其结构如图1所示。在使用中客户发现这台管式炉在CVD工艺过程中无法保证材料的质量和重复性，材料性能波动性较大，分析原因是真空压力控制不准确且不稳定。为解决此问题，客户提出对此CVD管式炉的真空控制系统进行升级改造。[align=center][img=CVD和PECVD管式炉真空控制系统,690,370]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206281659560038_5783_3384_3.png!w690x370.jpg[/img][/align][align=center]图1 用户购置的CVD管式炉及其结构内容[/align]我们通过分析图1所示CVD管式炉的整体结构，发现造成真空压力控制效果较差的原因，主要是此管式炉的真空控制系统存在以下几方面的严重问题，而这些问题在目前国产CVD和PECVD管式炉中普遍存在。（1）真空计选择不合理：对于绝大多数的CVD和PECVD管式炉，其真空度的控制范围一般都为1Pa~0.1MPa（绝对压力），并要求实现真空度精确控制。而在客户所购置的CVD管式炉（包括其他品牌产品）中，为了节省造价，管式炉厂家配备了皮拉尼计和皮拉尼+电容真空计，但这种组合式电容真空计在10kPa~95kPa范围内的精度只有±5%，0.1Pa~10kPa范围内的精度则变为±15%，比单纯的薄膜电容真空计的全量程±0.25%精度相差太大。合理的选择是使用单纯的薄膜电容真空计，而且须配置2只真空计才能覆盖整个真空度范围的测量和控制。（2）控制方法错误：对于1Pa~0.1MPa（绝对压力）范围内的真空度控制，需要分别采用上游和下游控制模式进行控制才能达到很好的控制精度。例如，在1Pa~1kPa范围内采用上游控制模式，即固定真空泵抽速而只调节上游进气流量；在1kPa~0.1MPa范围内采用下游控制模式，即固定上游进气流量而只调节下游的排气流量。客户所采用的CVD管式炉则仅采用了调节进气流量的上游控制模式，势必会造成1kPa~0.1MPa范围内的真空度控制波动性很大，同时造成工作气体的极大浪费。（3）多种比例混合气体控制结构错误：在CVD工艺中，反应气体为按比例配置的多种工作气体混合物。尽管CVD管式炉中采用了4只气体质量流量计来配置工作气体，但质量流量计只能保证气体混合比的准确性而无法对真空度进行准确控制，除非是单一气体则可以通过一个质量流量计来调节进气流量来实现真空度控制。综上所述，客户所购置的CVD管式炉存在一些严重影响真空度控制精度的问题，文本将详细介绍解决这些问题的具体方法和升级改造详细内容。改造后的真空度控制系统可在全量程范围内控制精度优于±1%。[size=18px][color=#ff0000]二、升级改造技术指标[/color][/size]对客户的CVD管式炉的真空控制系统进行升级改造，需要达到的技术指标如下：（1）真空度控制范围：1Pa~0.1MPa（绝对压力）。（2）真空度控制精度：±1%（全量程范围）。（3）控制形式：定点控制和曲线控制。（4）输入形式：编程或手动。（5）PID参数：自整定。[size=18px][color=#ff0000]三、升级改造技术方案[/color][/size]针对客户的4通道进气CVD管式炉，为实现真空控制系统的上述技术指标，所采用的技术方案如图2所示。[align=center][img=CVD和PECVD管式炉真空控制系统,690,360]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206281700285160_4408_3384_3.png!w690x360.jpg[/img][/align][align=center]图2 CVD管式炉真空度控制系统结构示意图[/align]如图2所示，升级改造的技术方案主要在以下几方面进行了改动：（1）还保留了皮拉尼真空计以对真空度进行粗略的测量，更主要的是采用皮拉尼计可以覆盖0.001Pa~1Pa的超高真空监控。但在1Pa~0.1MPa真空度范围内，增加了两只薄膜电容真空计分别覆盖1Pa~1kPa和10kPa~0.1MPa，以提高CVD工艺过程中的真空度测量精度。（2）对于1Pa~0.1MPa（绝对压力）范围内的真空度控制，分别采用上游和下游控制模式进行控制以实现更高的控制精度。例如，在1Pa~1kPa范围内采用上游控制模式，即固定真空泵抽速而只调节上游进气流量；在1kPa~0.1MPa范围内采用下游控制模式，即固定上游进气流量而只调节下游的排气流量。（3）对于多种比例混合工作气体的CVD工艺，继续保留4路气体质量流量控制器以实现比例准确的工作气体混合，但精密混合后的气体进入一个缓冲罐。缓冲罐内气体进入CVD管式炉的流量通过一个电动针阀进行调节，由此既能保证工作气体的准确混合比，又能实现上游进气流量的精密调节。（4）为实现下游控制模式，在CVD管式炉的排气口处增加一个电动针阀，此电动针阀的作用是调节排气流量。下游控制模式在CVD工艺中非常重要，这种模式可以保证1kPa~0.1MPa范围内真空度的精确控制。如果在1kPa~0.1MPa范围内采用上游控制模式，一方面是真空度控制波动太大，另一方面是会无效损耗大量工作气体。（5）真空度的控制精度，除了受到真空计测量精度和电动针阀调节精度的影响之外，还会受到PID控制精度的严重制约。为此，技术方案中选用了24位AD和16位DA的高精度PID控制器，且具有定点和可编程控制功能，同时PID参数可进行自整定以便于准确确定控制参数。（6）由于采用了两只高精度的电容真空计测量整个量程范围的真空度，在实际真空度控制过程中，就需要根据不同量程选择对应的电容真空计并进行真空度控制。由此，这就要求PID控制器需要具备两只真空计之间的自动切换功能。（7）在CVD和PECVD管式炉真空度控制系统升级改造方案中，使用了上下游两种控制模式，这就要求PID控制器同时具备正向和反向操作功能，也可以采用2通道可同时工作的PID控制器，一个通道对应一个电动针阀。[size=18px][color=#ff0000]四、总结[/color][/size]针对客户的4通道进气CVD管式炉存在的CVD工艺中真空度控制严重不稳定的问题，分析了造成真空度控制不稳定的主要原因是真空计测量精度不够、控制方法不正确、多种工作气体混合结构不正确。为解决上述问题，本文提出了相应的升级改造技术方案，更换了精度更高的薄膜电容真空计，采用了控制精度更高的上下游控制方法，在多种气体混合管路上增加了缓存罐，并使用了调节和控制精度较高的电动针阀和2通道PID控制器。升级改造后的真空控制系统，可在全量程的真空度范围（1Pa~0.1MPa）内实现±1%的控制精度和稳定性。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

如图，你了解炬管3个通道的作用吗？http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/09/201509122354_565866_2140715_3.png

实验室有几台天津中环的管式炉，有几个问题想问一下（PS：中环的客服真TMD差！）1.管式炉的炉塞是必须的么？2.我记得炉子自带的是弧底的磁舟，能跟石英管直接接触，我用的是平底磁舟，相当于架起来了，跟石英管底部不接触，有影响么？3.我们有一个管式炉是三段控温，每两段炉丝之间是隔开的，我设置三段温度都是相同，如下图，磁舟是分别放在每段的中间和放在整根管的中间，哪种比较好？[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712221936_3820_2991446_3.png!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712221937_7401_2991446_3.png!w690x517.jpg[/img]4.管式炉的炉塞该放在什么位置？下面两张图哪个比较合理？[img=,690,920]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712221921_8680_2991446_3.jpg!w690x920.jpg[/img][img=,690,920]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/12/201712221921_3786_2991446_3.jpg!w690x920.jpg[/img]

[b][color=#ff0000]为国家市场监管局点赞！通过绿色通道公布并直接公开与抗疫相关计量技术规范，为抗疫争取宝贵时间！[/color][/b][img=,690,457]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/02/202002130308174580_4341_1626275_3.png!w690x457.jpg[/img]

[font=宋体][color=#222222]实验室采购检测和计量校准仪器设备，涉及压力和温度相关设备的，尤其是在北京企事业研究院所，肯定都知道康斯特公司。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]他们的智能全自动压力校验仪、压力仪表以及控制器，还有智能标准槽/炉以及干体炉、过程控制仪器等，都是口碑不错，使用居多的计量检测仪器。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]我们实验室现场计量和检测基本使用温度采集器，需要配备笔记本电脑，和20根铂电阻。后来买到了采集器可以蓝牙读取数据，省去了笔记本。去年我们看到了康斯特推出了一款ConST685智能多通道超级测温仪。功能强大到只有你想不到的。作为一名使用康斯特多年的用户，下面来评价一下该款仪器的优势和不足，希望大家在选购仪器设备时少走弯路，也希望厂家不断改进仪器来满足用户的需求。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]一、厂家介绍：[/color][/font][font=宋体][color=#222222]北京康斯特仪表科技股份有限公司[/color][/font][font=宋体][color=#222222]，专注于为全球用户提供压力、温度及过程仪表的校准及检测技术专业解决方案。康斯特以创新为根本、品质为目标、交付为通道、服务为导向，构建了以北京总部、洛杉矶全资子公司、犹他州分部、欧洲分部为中心的全球24小时快速服务体系，致力于成为具有国际独特地位的高端校准及检测产业集团。2015年，公司于深交所创业板上市，股票代码300445。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]公司专家在全国压力计量技术委员会、全国温度计量技术委员会、全国压力标准委员会和全国校准方法标准委员会担任委员。公司实施差异化产品创新战略，持续高比例进行研发投入，专职研发团队占总人数的33%，在美国及欧洲主要国家获得12项专利授权，获得22项国内发明专利和190余项国内专利和著作权， ConST811现场全自动压力校验仪荣获 “改革开放40周年机械工业杰出产品”，ConST685智能多通道超级测温仪荣获德国iF设计奖，多项产品获得了北京市新技术新产品认证。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]康斯特的产品广泛应用于电力、石油、化工、计量、冶金、机械、制造等行业。康斯特将继续秉承“让校准测试更轻松”的核心理念，为客户提供校准及测试技术专业解决方案，为您创造更大的价值！[/color][/font][img=,306,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/11/202211231156194321_1260_2771427_3.jpg!w306x244.jpg[/img][font=宋体][color=#222222]二、ConST685智能多通道超级测温仪区别于其他产品特点：[/color][/font][font=宋体][color=#222222]1[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）8位半温度高精度测量，最高测量准确度可达2mK；[/color][/font][font=宋体][color=#222222]2[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）最高82通道多路测量及数据自动存储；；[/color][/font][font=宋体][color=#222222]3[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）可直接控制温度源；[/color][/font][font=宋体][color=#222222]4[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）无线通信，支持手机远程操作；[/color][/font][font=宋体][color=#222222]三、测温仪在环境温湿度箱计量检测上应用心得：[/color][/font][font=宋体][color=#222222]该设备可依据JJF1101-2019规程进行实验室温湿度场的计量检测，应按照1101规程提供上、中、下三层测试点，最多支持15个温度点和4个湿度点，用户可根据需要选择相应的温度点进行通道配置，温度点选择温度盒对应的通道，湿度点选择过程盒对应的通道，只有完成通道配置的测试点才会在测试运行过程中进行扫描读数，当所需测试点配置完成后输入方案名称和创建者进行保存；[/color][/font][font=宋体][color=#222222]运行测试方案，开始扫描读数，扫描间隔和扫描时间可设置，扫描过程中点击右边按钮可查看实时统计信息和记录数据；[/color][/font][font=宋体][color=#222222]结果信息查看，点击信息按钮查看均匀度和波动度以及平均值。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]四、测温仪在恒温源性能计量检测上应用心得：[/color][/font][font=宋体][color=#222222]1[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）恒温源性能测试包含波动性测试、干体炉孔间温场测试、干体炉轴向温场测试、恒温槽均匀性测试、管式炉径向温场测试。管式炉轴向温场测试。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]2[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）用中心测试定位管中的标准偶作为固定标准偶，径向测试定位管中的标准偶作为移动标准偶，两标准偶的测量端均处干检定炉轴向中心横截面上，根据移动标准偶的位置选择表格中的记录点，待温度稳定点击读数；将所有位置点温度值记录两次，完成后点击保存。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]3[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）注意选择合适的规格和量程进行测量。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]五、常见疑问和总结：[/color][/font][font=宋体][color=#222222]1[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）685通道设置中，铂电阻接线方式的默认设置为2线制，而标准铂电阻一般都是3或4线制，此接线方式没设置正确就会引入线电阻，造成标准示值错误。所以通道配置在使用前需要确认设置正确。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]2[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）685识别不了大部分原因是U盘的格式不对，685使用时，需要将U盘格式化为FAT或FAT32格式，685不支持NTFS格式。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]3[/color][/font][font=宋体][color=#222222]）测温仪应避免在强烈机械振动环境下使用；严禁在任意两个电气插孔之间施加50V以上的电压；严禁使用非指定的电源线供电；严禁在开机状态下直接拔掉电源线；严禁使用液体清洗、擦拭测温仪；严禁使用不符合相应测温仪型号要求的保险丝。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]六、总结[/color][/font][font=宋体][color=#222222]市场上[/color][/font][font=宋体][color=#222222]测试仪[/color][/font][font=宋体][color=#222222]厂家很多，有进口的有国产的，各厂家的仪器特点不同，突出的特点也不一样，有的仪器市场占有率较高，与仪器灵敏度，稳定性好，使用方便，售后服务好等有关系。想在市场上占有一席之地，一是不断改进与提高仪器的使用技术，二是满足用户需求，设计出用户满意的[/color][/font][font=宋体][color=#222222]仪表[/color][/font][font=宋体][color=#222222]。[/color][/font][font=宋体][color=#222222]ConST685[/color][/font][font=宋体][color=#222222]可应用于温度计量检定、高精度温度测量、高精度温湿场测试和直流电信号测量等领域，它既可以在标准温度实验室使用，也可以方便的携带到现场完成各种温度测试任务。在电力、石化、计量、冶金、制药、生物、食品、航空航天及温车制造等行业测试应用。[/color][/font]

有没有谁用过德国利恒(Linn)的管式炉啊，我的炉子原配的刚玉管烧断了，再买原配要两万人民币，太贵，有没有谁知道国内哪个地方有做刚玉管的啊，最好是北京的，其他地方的也行,谢谢各位高手提供信息！[em61] [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/10/200610180942_29366_1804573_3.jpg[/img]