一种光波导芯片制造设备质子交换炉的炉温异常监控方法技术

本发明专利技术公开了一种光波导芯片制造设备质子交换炉的炉温度异常监控方法，先获取处于正常恒温阶段时，炉内热电偶三个测量点的温度和对应位置的炉外热电偶测量点的温度的固定差值；实时获得炉内热电偶三个测量点的温度和对应位置的炉外热电偶测量点的温度，当三对炉内热电偶测量的温度和对应的炉外热电偶测量的温度的差值中至少一个比正常恒温时的固定差值变小超过设定范围时，即可判断内热电偶接触电阻变化造成的温度测量失准发生。本发明专利技术可对热电偶接触电阻变化造成的温度测量失准进行实时监控。实时监控。

【技术实现步骤摘要】
一种光波导芯片制造设备质子交换炉的炉温异常监控方法


[0001]本专利技术涉及光波导芯片制造
，尤其涉及一种光波导芯片制造设备质子交换炉温度异常监控报警的方法。

技术介绍

[0002]目前，对铌酸锂光波导的制备，常用的方法主要有Ti扩散法和退火质子交换法等。退火质子交换光波导具有传播损耗低、较强的抗光折变能力、较大的异常光折射率增量，较强的光能量控制能力。质子交换法通过清洗、掩膜、光刻、刻蚀，质子交换、退火、抛光、切割等工艺流程制造铌酸锂光波导。已有文献报道，制备性能优异的铌酸锂光波导要求质子交换的温度变化控制在
±
0.5℃，这就对质子交换炉的温度控制提出了极高的要求。
[0003]目前的质子炉一般采用内外热偶串级控温模式，外控温为三段加热，每段加热炉体(炉尾、炉中、炉口)设有独立的热电偶测温，温控精度可达到
±
0.5℃。设有独立的内测温系统，在石英管内有独立的热电偶，一般也是三个，对应炉尾，炉中，炉口；这些内外热偶可以满足不同温度段的控温功能。在铌酸锂光波导的批量制备中，，对质子交换炉温度的稳定性和重复性提出了极高要求，质子交换炉在使用时间长了后，常会发生炉温测量失准的隐性故障，将导致铌酸锂光波导的工艺性能达不到要求；尽管质子交换炉配置有炉温超温报警、热电偶断路报警等监控功能，但目前的质子交换炉对上述测量失准的隐性故障无法触发报警信息。经不断的试验分析和研究发现，引起上述测量失准由以下原因导致：
[0004]石英管在每次交换完成后都需要清洗，所以内热电偶就需要经常拔出，有的热电偶接头还需拆卸，长此以往就会造成热电偶接触电阻变化或某次安装不好造成接触不良，导致了温度测量失准，这种隐性的异常很难发现，在实际生产过程中多次出现过。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种光波导芯片制造设备质子交换炉的炉温度异常监控方法，可对热电偶接触电阻变化造成的温度测量失准进行实时监控。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术措施来实现：一种光波导芯片制造设备质子交换炉的炉温度异常监控方法，先获取处于正常恒温阶段时，炉内热电偶三个测量点的温度和对应位置的炉外热电偶测量点的温度的固定差值；实时获得炉内热电偶三个测量点的温度和对应位置的炉外热电偶测量点的温度，当三对炉内热电偶测量的温度和对应的炉外热电偶测量的温度的差值中至少一个比正常恒温时的固定差值变小超过设定范围时，即可判断内热电偶接触电阻变化造成的温度测量失准发生。
[0007]本专利技术通过设定每对内外热电偶温度差的差值变化范围，超出差值变化范围就触发报警。
[0008]进一步，还通过炉内温度波动小于设定的数值，判断已进入恒温状态，再启动报警的逻辑判断。
[0009]本专利技术无需借助外部的仪器和设备，在现有质子交换炉的硬件基础上，在现有控
制软件系统中加入内外热偶测量点温差的逻辑判断，操作简单，在实际使用中本方法简单有效，能及时发现内热偶的接触不良导致的隐性故障，解决温度测量失准的缺陷。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实施例提供的一种质子交换炉炉体的结构示意图。
[0011]1‑
外热偶；2
‑
内热偶；3
‑
石英管；4
‑
加热丝；5
‑
内壁；6
‑
内热偶套管
[0012]11
‑
外热偶下测温点；12
‑
外热偶中测温点；13
‑
外热偶上测温点
[0013]21
‑
内外偶下测温点；22
‑
内热偶中测温点；23
‑
内热偶上测温点
[0014]41
‑
下加热丝；42
‑
中加热丝；43
‑
上加热丝
具体实施方式
[0015]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0016]如图1所示，光波导芯片制造设备质子交换炉的炉管结构从内至外依次设置的石英管3，内壁5、加热丝4组成，三段加热丝41、42、43呈蛇形盘绕于内壁的外周面上，在内壁上对应每段加热丝布置有外电热偶1，分成下11、中12、上13三个测温点。石英管3嵌套在内壁5内，可以方便放入和取出。在石英管3的侧壁有一根小孔径的内热偶石英套管6，底部封闭，内热偶2从小孔径石英套管6开口插入，内热偶2对应地有三个下21，中22、上23测温点，与外热偶的下11、中12、上13三个测温点一一对应。
[0017]正常生产过程中，在恒温段，炉内热电偶21、22、23测量点的温度和对应的炉外热电偶11、12、13测量点的温度的差值基本固定，而炉外的热电偶1在设备安装时已经装好，后续使用过程中是固定不动的，出现接触不良问题的可能非常小，而炉内的热电偶2经常需要拆装，如果出现接触不良，电阻会变大，这样就会发生测得的温度数值比实际温度低的不良状况。
[0018]当某次炉内热电偶2接触不良时，测量到的温度比实际温度偏低，就会给设备原有配置的控制器一个温度低了的反馈信号，系统为了炉内温度能满足工艺温度，这个时候加热丝的加热功率就会加大，体现在外电偶1测量的温度就会变高，这样在进入恒温阶段后，炉内热电偶21、22、23测量的温度和对应的炉外热电偶11、12、13测量的温度的差值T
21
‑
T
11
、T
22
‑
T
12
、T
23
‑
T
13
就会比正常恒温时的固定差值变小，更精确地讲，就是内热偶2三个测温点中的任意一个或多个出现了接触不良，相对应的T
21
‑
T
11
、T
22
‑
T
12
、T
23
‑
T
13
就会变小。
[0019]根据上述分析机理，通过先获取处于正常恒温阶段时，炉内热电偶三个测量点的温度和对应位置的炉外热电偶测量点的温度的固定差值；实时获得炉内热电偶三个测量点的温度和对应位置的炉外热电偶测量点的温度，当三对炉内热电偶测量的温度和对应的炉外热电偶测量的温度的差值中至少一个比正常恒温时的固定差值变小时，即可判断内热电偶接触电阻变化造成的温度测量失准发生。现以实例说明，铌酸锂晶圆在苯甲酸溶液中质子交换，苯甲酸溶液温度200℃，当达到恒温状态后，内热偶11，12，13温度恒定在200℃，对应的外热偶21，22，23温度分别为146℃，140℃，160℃，差值为54℃，60℃，40℃。当内热偶12接触不良时，操作界面显示内热偶12温度还是200℃，但对应的外热偶22的温度变为158℃，T12
‑
T22差值由正常的60℃变小为42℃，变化差值为18℃，超出了<3℃的预警值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光波导芯片制造设备质子交换炉的炉温度异常监控方法，其特征在于：先获取处于正常恒温阶段时，炉内热电偶三个测量点的温度和对应位置的炉外热电偶测量点的温度的固定差值；实时获得炉内热电偶三个测量点的温度和对应位置的炉外热电偶测量点的温度，当三对炉内热电偶测量的温度和对应的炉外热电偶测量的温度的差值中至少一个比正常恒温时的固定差值变小超过设定范围时，即可判断内热电偶接触电阻变...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志刚，赵夏，贾楠，卢金龙，胡彦斌，周赤，吉贵军，
申请(专利权)人：珠海光库科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：