本實用新型涉及一種寶石長晶領(lǐng)域，具體地，涉及一種寶石長晶爐的測溫系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
藍寶石是一種氧化鋁的單晶，又稱為剛玉，就顏色而言，單純的氧化鋁結(jié)晶是呈現(xiàn)透明無色的，在自然界藍寶石在生長時，當晶體內(nèi)含有鈦離子(Ti3+)與鐵離子(Fe3+)時，會使晶體呈現(xiàn)藍色，而成為藍色藍寶石。藍寶石晶體化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，一般不溶于水和不受酸、堿腐蝕，晶體硬度很高，為莫氏硬度9級，僅次于最硬的金剛石。它具有很好的透光性，熱傳導(dǎo)性和電氣絕緣性，力學(xué)機械性能好，并且具有耐磨和抗風蝕的特點。其獨特的晶格結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的熱學(xué)性能使藍寶石晶體成為LED、大規(guī)模集成電路SOI和SOS等最為理想的襯底材料，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對藍寶石晶體材料的尺寸、質(zhì)量不斷提出新的要求。目前，低成本、高質(zhì)量的大尺寸藍寶石單晶具有越來越大的市場需求。
隨著技術(shù)進步，人工生產(chǎn)藍寶石晶體的方法越來越多，但無論哪一種好方法，只有達到藍寶石晶體的長晶溫度，藍寶石晶體才能生長，爐內(nèi)坩堝溫度至少達到2000多度，才能保證藍寶石生長。然而要控制溫度，就需要有溫度監(jiān)測裝置對爐內(nèi)坩堝溫度進行監(jiān)測，但是普通的熱電偶又承載不了如此高溫。因此，通常本領(lǐng)域常用的測溫方法是通過測加熱器的電壓和電流來推斷坩堝溫度。然而，此方法不僅工藝復(fù)雜，而且設(shè)備成本高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中寶石長晶爐測溫系統(tǒng)工藝復(fù)雜的缺陷，提供一種寶石長晶爐的測溫系統(tǒng)。
本實用新型提供了一種寶石長晶爐的測溫系統(tǒng)，其中，該測溫系統(tǒng)包括寶石長晶爐和溫度感應(yīng)元件，所述寶石長晶爐中包括坩堝、加熱部件、支撐板和屏蔽板，所述加熱部件設(shè)置在所述坩堝的外周，所述支撐板設(shè)置在所述坩堝的上方，并且對應(yīng)于所述坩堝的上部開口形成有開口，所述支撐板的開口與所述坩堝的上部開口的尺寸的比值為0.2-0.5：1，所述屏蔽板垂直設(shè)置在所述支撐板上，并且所述溫度感應(yīng)元件設(shè)置在所述屏蔽板的內(nèi)側(cè)。
優(yōu)選地，所述溫度感應(yīng)元件到所述支撐板的垂直距離與所述支撐板的開口的尺寸的比值為15-25：1。
優(yōu)選地，所述屏蔽板到支撐板的開口的中心的垂直距離與所述支撐板的開口的尺寸的比值為2-10：1。
優(yōu)選地，所述測溫系統(tǒng)還包括溫度顯示裝置，所述溫度顯示裝置設(shè)置在所述寶石長晶爐的外部，并與所述溫度感應(yīng)元件電連接。
優(yōu)選地，所述寶石長晶爐的內(nèi)部還設(shè)置有保溫層，所述保溫層位于所述加熱部件的外周。
優(yōu)選地，所述加熱部件為加熱線圈。
優(yōu)選地，所述寶石長晶爐的內(nèi)部還設(shè)置有坩堝支架，所述坩堝支架位于所述坩堝的下方。
優(yōu)選地，所述寶石長晶爐的內(nèi)部還設(shè)置有長晶模具，所述長晶模具位于所述坩堝的內(nèi)部。
優(yōu)選地，所述寶石長晶爐上還設(shè)置有抽真空口。
優(yōu)選地，所述寶石長晶爐的內(nèi)部還設(shè)置有籽晶桿，所述籽晶桿設(shè)置在坩堝的上方。
本實用新型所述寶石長晶爐的測溫系統(tǒng)可以直接測溫，不需要通過測量 電壓和電流來推測原料的加熱溫度，測溫工藝簡單、易操作。
本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中：
圖1是本實用新型提供的一種實施方式的寶石長晶爐的測溫系統(tǒng)。
附圖標記說明
1 寶石長晶爐； 11 坩堝；
12 加熱部件； 13 支撐板；
14 屏蔽板； 15 保溫層；
16 坩堝支架； 17 籽晶桿；
2 溫度感應(yīng)元件； 3 溫度顯示裝置。
具體實施方式
以下對本實用新型的具體實施方式進行詳細說明。應(yīng)當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。
本實用新型提供了一種寶石長晶爐的測溫系統(tǒng)，其中，如圖1所示，該測溫系統(tǒng)包括寶石長晶爐1和溫度感應(yīng)元件2，所述寶石長晶爐1中包括坩堝11、加熱部件12、支撐板13和屏蔽板14，所述加熱部件12設(shè)置在所述 坩堝11的外周，所述支撐板13設(shè)置在所述坩堝11的上方，并且對應(yīng)于所述坩堝11的上部開口形成有開口，所述支撐板13的開口與所述坩堝11的上部開口的尺寸的比值為0.2-0.5：1，所述屏蔽板14垂直設(shè)置在所述支撐板13上，并且所述溫度感應(yīng)元件2設(shè)置在所述屏蔽板14的內(nèi)側(cè)。
本實用新型中，所述“尺寸”定義如下：若支撐板13的開口與所述坩堝11的上部開口是圓形，則所述“尺寸”指的是圓形的直徑大??；若支撐板13的開口與所述坩堝11的上部開口是方形，則所述“尺寸”指的是方形的對角線長度。
本實用新型中，所述溫度感應(yīng)元件2與所述坩堝11的開口有一定距離，從坩堝11的坩堝口傳出的熱量在到達所述溫度感應(yīng)元件2的過程發(fā)生熱量損耗，因此，所述溫度感應(yīng)元件2不需承受過量的熱量負荷。并且，到達所述溫度感應(yīng)元件2的熱量大小與支撐板13的開口尺寸S呈正比，與所述溫度感應(yīng)元件2到所述支撐板13的垂直距離L呈反比，與所述屏蔽板14到支撐板13的開口中心的垂直距離呈反比。換句話說，所述坩堝11中原料的實際溫度T與所述溫度感應(yīng)元件2測量的溫度t的差值與S、L存在如下關(guān)系：
T－t＝k·L·H/S 式(1)
式(1)中，T表示坩堝11中原料的實際溫度，℃；t表示所述溫度感應(yīng)元件2測量的溫度，℃；S表示支撐板13的開口尺寸，cm；L表示所述溫度感應(yīng)元件2到所述支撐板13的垂直距離，cm；H表示所述屏蔽板14到支撐板13的開口中心的垂直距離，cm；k表示熱量在介質(zhì)中的損失系數(shù)，℃/cm。
基于上述溫度公式，本實用新型中，為了降低溫度感應(yīng)元件2的熱量承載負荷，優(yōu)選情況下，所述溫度感應(yīng)元件2到所述支撐板13的垂直距離與所述支撐板13的開口的尺寸的比值為15-25：1。
根據(jù)本實用新型的一種更優(yōu)選的實施方式，所述屏蔽板14到支撐板13 的開口的中心的垂直距離與所述支撐板13的開口的尺寸的比值為2-10：1。該優(yōu)選實施方式可以進一步降低溫度感應(yīng)元件2的熱量承載負荷。
本實用新型對所述溫度感應(yīng)元件2的選擇沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇，例如可以為熱電偶。
本實用新型中，為了方便讀取所述溫度感應(yīng)元件2測得的溫度數(shù)值，所述測溫系統(tǒng)還可以包括溫度顯示裝置3，所述溫度顯示裝置3設(shè)置在所述寶石長晶爐1的外部，并與所述溫度感應(yīng)元件2電連接。所述溫度感應(yīng)元件2將溫度信號傳輸?shù)剿鰷囟蕊@示裝置3，方便隨時讀取，并通過式(1)換算出坩堝11中的原料的溫度。
本實用新型中，所述坩鍋11的材料為耐高溫材料，可以為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇，例如，所述坩鍋11可以為鉬制坩堝。
為了將坩堝體系與外界隔開，以保證所述加熱部件12的加熱效率，且保證坩堝內(nèi)的溫度穩(wěn)定，所述寶石長晶爐1的內(nèi)部還可以設(shè)置有保溫層15，所述保溫層15位于所述加熱部件12的外周。所述保溫層可以為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇，只要能達到保溫效果即可，在此不再贅述。
本實用新型中，對所述加熱部件12的選擇沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域的常規(guī)選擇，只要能達到本實用新型的加熱目的即可。優(yōu)選情況下，所述加熱部件12為加熱線圈。
根據(jù)本實用新型的一種優(yōu)選實施方式，所述寶石長晶爐1的內(nèi)部還設(shè)置有坩堝支架16，所述坩堝支架16位于所述坩堝11的下方。所述坩堝支架16用于對坩堝起支撐和固定的作用。
當采用導(dǎo)膜法長晶時，所述寶石長晶爐1的內(nèi)部還可以設(shè)置有長晶模具，所述長晶模具位于所述坩堝11的內(nèi)部。
本實用新型對所述長晶模具的選擇沒有特別的限定，可以根據(jù)生長晶體的形狀進行選擇，例如可以選擇柱狀長晶模具或片狀長晶模具。
寶石長晶的過程中，籽晶在真空條件下生長的單晶具有較好品質(zhì)，因此，優(yōu)選情況下，所述寶石長晶爐1上還設(shè)置有抽真空口。所述抽真空口可以與機械泵和擴散泵連接，用于提供抽真空的動力。
本實用新型中，所述寶石長晶爐1的內(nèi)部還可以設(shè)置有籽晶桿17，所述籽晶桿17設(shè)置在坩堝11的上方。所述籽晶桿17用于固定籽晶以及控制籽晶的位移。
以上詳細描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式，但是，本實用新型并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本實用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型的技術(shù)方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型的保護范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實用新型對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本實用新型的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本實用新型的思想，其同樣應(yīng)當視為本實用新型所公開的內(nèi)容。