本发明专利技术公开一种高精密温控装置，包括双级无接触磁力搅拌机构、具有桶盖的外桶、强力磁性搅拌机台、温度探头、电加热棒、PID温控系统，双级无接触磁力搅拌机构包括框架、烧杯、磁性搅拌子，烧杯放在框架内，烧杯内底部放置磁性搅拌子，温度探头安装在烧杯的外壁上，双级无接触磁力搅拌机构整体放在外桶内，外桶整体放在强力磁性搅拌机台上，电加热棒放置在外桶内，电加热棒及温度探头的导线一起接入到PID温控系统。烧杯内和外桶内根据需要可以放入不同的溶液，构成双层油浴结构。本发明专利技术的优点在于：采用双层油浴和双级无接触磁力搅拌机构，温控精度和温度均匀性均能达到0.02℃，应用于对控温精度要求高、且对溶液浓度和温度梯度要求高的工艺。
【技术实现步骤摘要】
一种高精密温控装置
[0001 ] 本专利技术涉及温控装置，尤其涉及一种高精密的温控装置。
技术介绍
目前制作周期极化铌酸锂波导芯片的制作工艺相对比较复杂，国内具有制作周期极化铌酸锂波导芯片完整工艺能力的厂家非常的少，主要原因除了制作成本高之外，其制作工艺也非常的复杂。而质子交换是周期极化铌酸锂波导芯片制作工艺的其中的一个重要制作环节。 铌酸锂波导芯片在做质子交换时，需要将芯片放置在120?220°C左右的苯甲酸溶液中，产生质子交换过程的原理是将苯甲酸溶液中的氢离子(质子)扩散到晶片中，替代晶格中的锂离子。质子交换过程一般需要24小时左右才能完成，在此过程中，苯甲酸溶液的温度均匀性需要能够达到0.02°C，其主要原因是质子交换过程中扩散的均匀性将影响和决定最后成品的铌酸锂光波导传输损耗。温度的高低主要影响质子交换速率的快慢，但温度的均匀性将直接影响最后成品的光波导的传输损耗。 现有技术中，如专利技术专利《一种质子交换工艺隔离控温装置》(专利号为201010259963.5)公开了一种控温装置，其特点是使用双层空气隔热结构，利用磁力搅拌/旋转及上下抖动装置实现，仅可满足温控精度为rc、溶液温度梯度小于TC的工艺要求，远远达不到温控精度和温度均匀性为0.02°C的需求。
技术实现思路
本专利技术的所要解决的技术问题在于提供一种温控精度和温度均匀性均能达到 0.02 °C的高精密温控装置。 本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题的:一种高精密温控装置，包括外桶 (15)、强力磁性搅拌机台(17)、温度探头(18)、电加热棒(20)、PID温控系统(21)以及桶盖 (22)，外桶(15)整体放在强力磁性搅拌机台(17)上，电加热棒(20)放置在外桶(15)内，电加热棒(20)的通电导线及温度探头(18)的导线一起接入到PID温控系统(21)之中，桶盖(22)盖在外桶(15)上，其改进点在于:还包括双级无接触磁力搅拌机构，所述双级无接触磁力搅拌机构包括框架(I)、旋转主轴(2)、一级磁铁组(3)、二级磁铁组(4)、搅拌叶轮 (5)、垫块(6)、烧杯(7)、磁性搅拌子(8)，所述框架(I)由一分隔部(101)分成上下两部分，垫块(6)固定在框架(I)内的分隔部(101)的上方，烧杯(7)放在垫块(6)上，烧杯(7)内底部放置磁性搅拌子(8)，温度探头(18)安装在烧杯(7)的外壁上，所述双级无接触磁力搅拌机构整体放在外桶(15)内，电加热棒(20)位于双级无接触磁力搅拌机构的外围，一级磁铁组(3)和二级磁铁组(4)分别固定安装在旋转主轴(2)的下端和上端，搅拌叶轮(5)固定安装在旋转主轴(2)的中段，且一级磁铁组(3)、二级磁铁组(4)、搅拌叶轮(5)与磁性搅拌子(8)同轴放置，旋转主轴(2)可转动的安装在分隔部(101)，搅拌叶轮(5)和一级磁铁组(3)位于框架(I)内的分隔部(101)的下方，二级磁铁组(4)位于框架(I)内的分隔部(101)的上方，且位于烧杯(7)的正下方，所述烧杯(7)内和外桶(15)内根据需要放入溶液，构成双层油浴结构。 具体的，可以用螺钉将垫块(6)固定在框架(I)上，也可以采用粘结、卡扣等现有的各种固定方式。 为了使烧杯(7)放置的更稳固，垫块(6)最好设置成三个或者三个以上。 外桶(15)及桶盖(22)外可以包裹上隔热保温材料(16)。 作为优化的方案，所述四个温度探头(18)安装在烧杯(7)外壁的上下左右四个位置。 作为优化的方案，所述电加热棒(20)弯成W形状，以增加与装在外桶(15)内的溶液的接触面积，以保证加热时温度在横向、纵向的均匀分布，可使桶中的溶液的温度均匀性更好。 外桶(15)是无磁性材料。 当本专利技术所述的高精密温控装置用于质子交换时，可以在所述烧杯(7)内放入苯甲酸溶液(14)，烧杯(7)上盖有密封盖(11)，装有铌酸锂波导芯片(9)的样品篮(10)用吊绳吊在密封盖(11)上，样品篮(10)底部开孔，可使苯甲酸溶液(14)完全渗透到样品篮 (10)中，装有铌酸锂波导芯片(9)的样品篮(10)在苯甲酸溶液(14)中的位置，要使得铌酸锂波导芯片(9)完全浸泡在苯甲酸溶液(14)中，所述外桶(15)内放入硅油(19)。 为了使烧杯(7)的密封性更好，密封盖(11)内与烧杯(7)接触的位置装有密封圈 (12)。 为了方便密封盖(11)的打开，密封盖(11)上部装有把手(13)。 磁性搅拌子(8)的搅拌速率维持在140?220RPM，以防止局部液体过热，而且不形成涡流，保证液温均匀分布。 所述磁性搅拌子(8)外包裹有耐高温耐腐蚀的塑料，比如特氟龙，避免了由于磁性材料直接接触苯甲酸溶液(14)而对苯甲酸溶液(14)产生污染。 本专利技术的优点在于:采用本专利技术的装置，温控精度和温度均匀性均能达到 0.02°C，应用于对控温精度要求高、且对溶液浓度和温度梯度要求高的工艺。 特别适合为生产周期极化铌酸锂波导芯片提供质子交换工艺及高精密温控，实现高精度的同时无污染。具体表现为: 1、利用硅油和苯甲酸双层油浴结构，其中苯甲酸位于烧杯中，硅油位于外桶中，相对于现有技术中使用空气作为隔热层，硅油可作为加热介质，且液体导热性较好，可使内层的苯甲酸溶液均匀受热，同时为内层的苯甲酸溶液达到保湿的效果；实验结果表明，使用双层油浴结构，温控精度高，温度均匀性好，可以达到0.02V,比现有技术的温控精度1°C高出两个数量级； 2、采用双级无接触磁力搅拌机构，且磁性搅拌子外包裹有耐高温耐腐蚀的塑料(比如特氟龙)，避免了由于直接接触而对苯甲酸溶液产生污染； 3、使用W形状的电加热棒，在加热时可以增加与硅油的接触面积，达到横向、纵向的均匀加热； 4、为保证硅油和苯甲酸溶液的温度均匀性可以长时间维持在±0.02°C的工艺要求，优选的，磁性搅拌子的搅拌速率维持在140?220RPM左右，这样做可以防止局部液体过热，而且不形成涡流，保证液温均匀分布。 【附图说明】 图1为本专利技术高精密温控装置中双级无接触磁力搅拌机构图； 图2是在图1的基础上加上外桶及保温材料、磁性转台示意图； 图3是高精密温控装置的完整结构示意图； 图4是电加热棒结构示意图，其中图4a是主视图，图4b是俯视图，图4c是立体结构图； 图5是双级磁铁组和磁性搅拌子示意图； 图6是本专利技术中的样品篮结构示意图，其中图6a是主视图，图6b是右视图，图6c是立体结构图； 图7是本专利技术中搅拌转速分别在140、160、180、200、220RPM时，在120分钟内的温度波动图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。 请参阅图1至图3所示，本专利技术高精密温控装置包括双级无接触磁力搅拌机构、夕卜桶15、隔热保温材料16、强力磁性搅拌机台17、温度探头18、电加热棒20、PID温控系统21以及桶盖22，所述双级无接触磁力搅拌机构包括框架1、旋转主轴2、一级磁铁组3、二级磁铁组4、搅拌叶轮5、垫块6、烧杯7、磁性搅拌子8、密封盖11、密封圈12、把手13。 双级无接触磁力搅拌机构的具体连接及位置关系如下:所述框架I由一分隔部101分成上下两部分，垫本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高精密温控装置，包括外桶(15)、强力磁性搅拌机台(17)、温度探头(18)、电加热棒(20)、PID温控系统(21)以及桶盖(22)，外桶(15)整体放在强力磁性搅拌机台(17)上，电加热棒(20)放置在外桶(15)内，电加热棒(20)的通电导线及温度探头(18)的导线一起接入到PID温控系统(21)之中，桶盖(22)盖在外桶(15)上，其特征在于：还包括双级无接触磁力搅拌机构，所述双级无接触磁力搅拌机构包括框架(1)、旋转主轴(2)、一级磁铁组(3)、二级磁铁组(4)、搅拌叶轮(5)、垫块(6)、烧杯(7)、磁性搅拌子(8)，所述框架(1)由一分隔部(101)分成上下两部分，垫块(6)固定在框架(1)内的分隔部(101)的上方，烧杯(7)放在垫块(6)上，烧杯(7)内底部放置磁性搅拌子(8)，温度探头(18)安装在烧杯(7)的外壁上，所述双级无接触磁力搅拌机构整体放在外桶(15)内，电加热棒(20)位于双级无接触磁力搅拌机构的外围，一级磁铁组(3)和二级磁铁组(4)分别固定安装在旋转主轴(2)的下端和上端，搅拌叶轮(5)固定安装在旋转主轴(2)的中段，且一级磁铁组(3)、二级磁铁组(4)、搅拌叶轮(5)与磁性搅拌子(8)同轴放置，旋转主轴(2)可转动的安装在分隔部(101)，搅拌叶轮(5)和一级磁铁组(3)位于框架(1)内的分隔部(101)的下方，二级磁铁组(4)位于框架(1)内的分隔部(101)的上方，且位于烧杯(7)的正下方，所述烧杯(7)内和外桶(15)内根据需要放入溶液，构成双层油浴结构。...
【技术特征摘要】
1.一种高精密温控装置，包括外桶(15)、强力磁性搅拌机台(17)、温度探头(18)、电加热棒(20)、PID温控系统(21)以及桶盖(22)，外桶(15)整体放在强力磁性搅拌机台(17)上，电加热棒(20)放置在外桶(15)内，电加热棒(20)的通电导线及温度探头(18)的导线一起接入到PID温控系统(21)之中，桶盖(22)盖在外桶(15)上，其特征在于:还包括双级无接触磁力搅拌机构，所述双级无接触磁力搅拌机构包括框架(1)、旋转主轴(2)、一级磁铁组(3)、二级磁铁组(4)、搅拌叶轮(5)、垫块(6)、烧杯(7)、磁性搅拌子(8)，所述框架(1)由一分隔部(101)分成上下两部分，垫块(6)固定在框架(1)内的分隔部(101)的上方，烧杯(7)放在垫块(6)上，烧杯(7)内底部放置磁性搅拌子(8)，温度探头(18)安装在烧杯(7)的外壁上，所述双级无接触磁力搅拌机构整体放在外桶(15)内，电加热棒(20)位于双级无接触磁力搅拌机构的外围，一级磁铁组(3)和二级磁铁组(4)分别固定安装在旋转主轴(2)的下端和上端，搅拌叶轮(5)固定安装在旋转主轴(2)的中段，且一级磁铁组(3)、二级磁铁组(4)、搅拌叶轮(5)与磁性搅拌子(8)同轴放置，旋转主轴(2)可转动的安装在分隔部(101)，搅拌叶轮(5)和一级磁铁组(3)位于框架(1)内的分隔部(101)的下方，二级磁铁组(4)位于框架(1)内的分隔部(101)的上方，且位于烧杯(7)的正...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢秀平，张海亭，郑名扬，代云启，申屠国樑，周飞，张强，
申请(专利权)人：山东量子科学技术研究院有限公司，济南量子技术研究院，张强，
类型：发明
国别省市：山东;37
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