УСТРОЙСТВО ЛОКАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ

Полезная модель относится к области измерительной техники, а более конкретно к устройствам локального измерения температуры поверхности.
Известно устройство локального измерения температуры поверхности, содержащее зондовый узел, взаимодействующий с поверхностью подложки [Патент РФ на ПМ №30032, кл. 7 Н01L 41/00, 10.06.2003, Бюл. №16 (аналог)].
Недостатком аналога является большая погрешность локального измерения температуры поверхности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство локального измерения температуры поверхности, содержащее зондовый узел, взаимодействующий с поверхностью подложки, на острие зонда закреплена термопара [Патент РФ на ПМ №40549, кл. 7 Н02N 2/00, 10.09.2004, Бюл. №25 (прототип)].
Недостатком прототипа также является большая погрешность локального измерения температуры поверхности за счет наличия температурного дрейфа и отсутствия термостабилизации зондового узла.
Техническая задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, состоит в том, чтобы уменьшить погрешность локального измерения температуры поверхности.
Поставленная техническая задача решается тем, что устройство локального измерения температуры поверхности, содержащее зондовый узел, взаимодействующий с подложкой, согласно предложенной полезной модели, дополнительно снабжено тепловой трубой, узлом подачи хладагента, усилителем сигналов и блоком измерения, при этом тепловая труба соединена с зондовым узлом и с узлом подачи хладагента, подложка и зондовый узел выполнены из разноименных токопроводящих материалов и электрически связаны с усилителем сигналов и блоком измерения.
Введение в устройство локального измерения температуры поверхности тепловой трубы, связанной с узлом подачи хладагента, разноименных токопроводящих материалов подложки и зондового узла, усилителя сигналов и блока измерения обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в стабилизации температуры зондового узла и повышении термочувствительности соединения зондовый узел-подложка, что и позволяет уменьшить погрешность локального измерения температуры поверхности.
Сущность полезной модели поясняется на фиг.1, где показано устройство локального измерения температуры поверхности.
Устройство локального измерения температуры поверхности (фиг,1) содержит зондовый узел 1, взаимодействующий с подложкой 2. Зондовый узел 1 соединен с тепловой трубой 3, связанной с узлом 4 подачи хладагента. Зондовый узел 1 и подложка 2 выполнены из разноименных токопроводящих материалов 7, 8, и электрически связаны с усилителем 5 сигналов и блоком 6 измерения.
Принцип действия настоящего устройства основан на термоэлектрическом эффекте, открытом Зеебеком (эффект Зеебека) [А.И.Войник «Техническая термодинамика и основы теплопередачи», Москва: Металлургия. - 1965, стр.73]. Суть эффекта заключается в том, что при замыкании концов двух проводящих металлов с неодинаковой температурой спая цепи возникает ЭДС.
В качестве разнородных проводников (термопар) используют следующие сочетания разнородных проводников: хромель-капель, хромель-алюмель и другие.
В качестве усилителя 5 сигнала может быть использован стандартный прибор «Топаз-4-01» ГОСТ 8375-71.
В качестве блока 6 измерений может быть использован стандартный миллиамперметр М2001, применяемый в лабораторных исследованиях.
Устройство локального измерения температуры поверхности работает следующим образом.
При взаимодействии зондового узла 1 с подложкой 2 происходит их механический контакт, образуется термопара зондовый узел 1 - подложка 2, представляющая собой механическую связь проводников 7,8, выполненных из разноименных токопроводящих материалов. В цепи появляется термоэлектрический ток, который усиливается усилителем 5 сигналов, а затем подается в блок 6 измерения. Температура зондового узла 1, соединенного с тепловой трубой 3, которая связана с узлом 4 подачи хладагента, остается стабильной в процессе проведения измерений. Только небольшая часть зондового узла 1, контактирующего с подложкой 2, прогревается до ее температуры. Все это уменьшает погрешность измерения, вызванного температурным дрейфом.
Применение предлагаемого устройства локального измерения температуры поверхности позволяет уменьшить погрешность измерений за счет термостабилизации зондового узла и устранения температурного дрейфа.