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遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器表面噴碳涂層方法

文檔序號:8389091閱讀:682來源:國知局
遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器表面噴碳涂層方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種噴碳涂層方法,具體涉及一種聚變研究裝置上遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)中金屬薄膜探測器表面的噴碳涂層方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在磁約束聚變實(shí)驗(yàn)(物理)研究中,等離子體的熱輻射功率及其分布是一項(xiàng)重要的基本參數(shù)。遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的一種新型的等離子體熱輻射功率分布測量系統(tǒng),它通過測量金屬薄膜探測器上的溫度分布隨時(shí)間的演變來反推出等離子體內(nèi)的熱輻射功率以及分布變化。與傳統(tǒng)熱輻射診斷系統(tǒng)相比,具有空間分辨高、真空室內(nèi)無需引線連接等優(yōu)點(diǎn)。金屬薄膜探測器是該項(xiàng)診斷的核心部件之一,其溫度的時(shí)空演變是通過紅外熱像儀進(jìn)行測量的。為了提高系統(tǒng)測量的靈敏度和信噪比,金屬薄膜探測器表面須進(jìn)行噴碳處理,并且碳涂層要均勻、不能太厚(?0.5微米)。由于金屬薄膜探測器本身很薄,只有2微米左右,很容易因?yàn)榻饘俦∧ぬ綔y器兩端的壓差過大而破損。通常的高壓噴涂除了容易產(chǎn)生涂層不均勻等問題外,還可能會(huì)造成金屬薄膜的破損。因此,改善金屬薄膜探測器表面的噴碳涂層方法和工藝對于提高該系統(tǒng)的探測靈敏度和信噪比是非常重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器表面噴碳涂層方法,它能提高微米量級金屬薄膜探測器表面碳鍍層的均勻性和成功率,改善遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)的探測靈敏度。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的,遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器表面噴碳涂層方法,包括如下步驟,
[0005](I)將微米量級的金屬薄膜探測器安裝在夾具上,金屬薄膜探測器表面須平整潔凈,沒有褶皺和凸凹現(xiàn)象;
[0006](2)噴涂前,將安裝有金屬薄膜探測器的夾具置于基座之上,并且金屬薄膜探測器底面與夾具基座上凸面平齊,以防止金屬薄膜探測器在噴涂過程中由于兩端壓差過大而破損;
[0007](3)將電解石墨和純凈水按一定比例混合并充分?jǐn)嚢瑁渲贸呻娊馐芤海?br>[0008](4)使用超聲波霧化器對電解石墨溶液進(jìn)行霧化,并選擇適當(dāng)?shù)腻F形噴頭在金屬薄膜探測器上方形成均勻、細(xì)密的霧化區(qū),霧化區(qū)水平橫截面的面積不低于金屬薄膜探測器面積的5倍;
[0009](5)根據(jù)需要控制噴涂時(shí)間,然后經(jīng)過自然烘干等過程就會(huì)在金屬薄膜探測器表面形成均勻致密的石墨涂層;
[0010](6)重復(fù)(2)、(4)和(5)完成遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器背面的噴碳涂層處理。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是,本發(fā)明所提供的噴碳涂層方法,是使用超聲波霧化器將電解石墨溶液進(jìn)行霧化,與常規(guī)的高壓噴涂方法相比,其霧化顆粒更小并且霧化區(qū)內(nèi)的霧化顆粒也更均勻,這就使得金屬薄膜探測器表面的石墨涂層厚度更易于控制,并且涂層也更均勻。在同等情況下,能有效地提高金屬薄膜探測器表面石墨涂層的質(zhì)量。在實(shí)際使用中,金屬薄膜表面的石墨涂層均勻、平均厚度在0.5微米左右。
【附圖說明】
[0012]圖1在金屬薄膜探測器表面進(jìn)行噴碳涂層的方法示意圖;
[0013]圖2為夾具及基座結(jié)構(gòu)不意圖;
[0014]圖3為夾具及基座結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0015]圖中,I超聲波霧化器,2專用夾具,3基座,4金屬薄膜探測器,5霧化區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0017]遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器表面噴碳涂層方法,包括如下步驟:
[0018](I)將微米量級的金屬薄膜探測器④安裝在夾具②上,金屬薄膜探測器表面須平整潔凈,沒有褶皺和凸凹現(xiàn)象;
[0019](2)噴涂前,將安裝有金屬薄膜探測器④的夾具②置于基座之上,并且金屬薄膜探測器④底面與夾具基座③上凸面平齊,以防止金屬薄膜探測器④在噴涂過程中由于兩端壓差過大而破損;
[0020](3)將電解石墨和純凈水按一定比例混合(可視情況調(diào)整,通常采用1:5)并充分?jǐn)嚢?,配置成電解石墨溶液?br>[0021](4)使用超聲波霧化器①對電解石墨溶液進(jìn)行霧化,并選擇適當(dāng)?shù)腻F形噴頭在金屬薄膜探測器上方形成均勻、細(xì)密的霧化區(qū),霧化區(qū)水平橫截面的面積不低于金屬薄膜探測器面積的5倍;
[0022](5)根據(jù)需要控制噴涂時(shí)間,然后經(jīng)過自然烘干等過程就會(huì)在金屬薄膜探測器表面形成均勻致密的石墨涂層;
[0023](6)重復(fù)(2)、(4)和(5)完成遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器背面的噴碳涂層處理。
[0024]如圖1所示,這種遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器表面的噴碳涂層方法。實(shí)施時(shí),首先將夾具、基座、超聲波霧化器、軟管和噴頭等進(jìn)行清洗,保證器件的潔凈;然后將夾具②的下半部分置于基座③上,再使用鑷子小心的將金屬薄膜探測器④平移放置在上面,要保證金屬薄膜探測器表面平整潔凈,無褶皺;之后將夾具②的上半部分與下半部分利用螺釘?shù)刃⌒墓潭ê?,使得金屬薄膜探測器④底面與夾具基座③上凸面平齊,以防止金屬薄膜探測器④在噴涂過程中由于兩端壓差過大而破損;將電解石墨和純凈水按一定比例混合,混合比例視情況可以在1:5到1:10間調(diào)整,電解石墨溶液須充分?jǐn)嚢?;配好的電解石墨溶液放入超聲波霧化器①,啟動(dòng)超聲波霧化器①對電解石墨溶液進(jìn)行霧化,選擇合適的錐形噴頭形成均勻、細(xì)密的霧化區(qū);調(diào)整錐形噴頭的位置使得金屬薄膜探測器上方霧化區(qū)的水平橫截面的面積不低于金屬薄膜探測器噴涂面積的5倍以保證石墨涂層的均勻性;根據(jù)金屬薄膜石墨涂層的要求控制噴涂時(shí)間,再經(jīng)自然烘干等過程后,就會(huì)在金屬薄膜探測器表面形成均勻細(xì)致的石墨涂層;金屬薄膜探測器背面的石墨涂層的處理與表面基本相同,只需將夾具調(diào)換方向,再小心置于基座上,重復(fù)上述噴涂步驟即可。在金屬薄膜探測器調(diào)換方向期間,利用夾具上預(yù)留的通孔可以最大限度地消除放置過程中金屬薄膜探測器兩端可能出現(xiàn)的較大壓差以保證金屬膜的安全性。
[0025]具體實(shí)施過程中需注意以下幾點(diǎn):
[0026]1、應(yīng)在無風(fēng)、干燥、潔凈的實(shí)驗(yàn)間進(jìn)行操作
[0027]2、操作時(shí)要輕拿輕放,避免金屬薄膜探測器在操作過程中出現(xiàn)破損。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器表面噴碳涂層方法,其特征在于:包括如下步驟, (1)將微米量級的金屬薄膜探測器安裝在夾具上,金屬薄膜探測器表面須平整潔凈,沒有褶皺和凸凹現(xiàn)象; (2)噴涂前,將安裝有金屬薄膜探測器的夾具置于基座之上,并且金屬薄膜探測器底面與夾具基座上凸面平齊,以防止金屬薄膜探測器在噴涂過程中由于兩端壓差過大而破損; (3)將電解石墨和純凈水按一定比例混合并充分?jǐn)嚢?,配置成電解石墨溶液? (4)使用超聲波霧化器對電解石墨溶液進(jìn)行霧化,并選擇適當(dāng)?shù)腻F形噴頭在金屬薄膜探測器上方形成均勻、細(xì)密的霧化區(qū),霧化區(qū)水平橫截面的面積不低于金屬薄膜探測器面積的5倍; (5)根據(jù)需要控制噴涂時(shí)間,然后經(jīng)過自然烘干等過程就會(huì)在金屬薄膜探測器表面形成均勻致密的石墨涂層; (6)重復(fù)(2)、(4)和(5)完成遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)金屬薄膜探測器背面的噴碳涂層處理。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種噴碳涂層方法,具體涉及一種聚變研究裝置上遠(yuǎn)紅外熱輻射成像系統(tǒng)中金屬薄膜探測器表面的噴碳涂層方法。包括如下步驟,將微米量級的金屬薄膜探測器安裝在夾具上;噴涂前,將安裝有金屬薄膜探測器的夾具置于基座之上;將電解石墨和純凈水配置成電解石墨溶液;使用超聲波霧化器對電解石墨溶液進(jìn)行霧化;根據(jù)需要控制噴涂時(shí)間,然后經(jīng)過自然烘干等過程就會(huì)在金屬薄膜探測器表面形成均勻致密的石墨涂層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是,使用超聲波霧化器將電解石墨溶液進(jìn)行霧化,與常規(guī)的高壓噴涂方法相比,其霧化顆粒更小并且霧化區(qū)內(nèi)的霧化顆粒也更均勻,使得金屬薄膜探測器表面的石墨涂層厚度更易于控制,并且涂層也更均勻。
【IPC分類】B05D7-14
【公開號】CN104707770
【申請?zhí)枴緾N201310687990
【發(fā)明人】李偉, 高金明, 盧杰, 楊青巍, 夏志偉, 易萍
【申請人】核工業(yè)西南物理研究院
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月16日
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