Устройство для измерения температуры движущихся заготовок в вакуумных установках

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 К 13/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4836080/10 (22) 26.04.90 (46) 23.01.93. Бюл, N. 3 (71) Всесоюзный межотраслевой научнотехнический кооператив "Практика" и Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплав ов (72) Ю.Н,Внуков, А,А.Марков, А.С.Сальников, А.М.Котляр и А.А.Коломиец 56) Авторское свидетел ьство СССР

N 847071, кл, G 01 К7/02, 1979, Информационный листок N. 86-086, Запорожье, 1986, с, 1 — 3. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ДВИЖУЩИХСЯ ЗАГОТОВОК В

ВАКУУМ Н ЫХ УСТА Н О В KAX

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, содер>кащее 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 ре- . зультату .-вляется устройство для измерения температуры при нанесении покрытий на заготовки в вакуумно-плазменных установках, В известном устройстве рабочий

"пай термопары приварен путем конденса». Ы 1789881 А1 (57) Использование: измерение температуры заготовок, совершающих сложное движение, Сущность изобретения: устройство содержит термопару, рабочий спай которой закреплен на заготовке, установленной вкамере 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.

1789881

Поставленная цель достигается тем, что в 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 контак"гами, выполненными в виде колец и щеток и установленными с возможностью отйосите>1ьэого 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 установлены два токосъемника 7 (основной и дополнительный). 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 термоэлектрод14 прикреплен к щетке 9 в точке "а", максимально (насколько допустимо из конструктивных соображений) приближенной к кольцу 8. Таким образом, токосъемнйки 7 включены как проме>куточные элементы в разрывы термоэлектродов 14 и 15.

Один из токосъемников 7 расположен на оси рабочего стола 4, Второй токосъемник 7 установлен на оси центральной шестерни планетарной передачи 6, причем нижняя часть 11 его корпуса закреплена на

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 фланце 19. Термоэлектроды 14 и 15 выведены из вакуумной камеры 3 через вакуумный ввод18 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 к

1789881

77

12 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.

1789881

1) ) I

) 12

Составитель А.Кулакова

Техред М.Моргентал Корректор О.Юрковецкая

Редактор Т.Иванова

Заказ 345 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г..Ужгород, ул,Гагарина, 101

Х I

I

) a