工件旋转镀膜温度检测装置

文档序号:1859192 发布日期:2021-11-19 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 工件旋转镀膜温度检测装置 (Workpiece rotary coating temperature detection device ) 是由 胡健 陈成 屈建国 于 2021-08-05 设计创作,主要内容包括:本发明实施例公开了一种工件旋转镀膜温度检测装置,包括:真空镀膜室;测试平台,测试平台可转动设置于真空镀膜室;测试套筒,用于模拟待测工件,测试套筒设置于测试平台上并与测试平台欧姆接触;热电阻,热电阻设置于测试套筒的内部,且热电阻的外部设置有金属外壳,热电阻通过金属外壳与测试套筒欧姆接触;防缠结组件,防缠结组件与热电阻的引出线缆连接;信号传输组件,信号传输组件与引出线缆电连接;以及显示器,显示器与信号传输组件电连接。本方案解决了现有测温技术精度低及无法实现旋转工件温度实时检测的问题,为沉积温度敏感涂层以及在温度敏感的基体材料上制备涂层提供了保障,检测出的温度即真实、稳定又实时。(The embodiment of the invention discloses a temperature detection device for rotary coating of a workpiece, which comprises: a vacuum coating chamber; the test platform is rotatably arranged in the vacuum coating chamber; the test sleeve is used for simulating a workpiece to be tested and arranged on the test platform and in ohmic contact with the test platform; the thermal resistor is arranged inside the test sleeve, a metal shell is arranged outside the thermal resistor, and the thermal resistor is in ohmic contact with the test sleeve through the metal shell; the anti-tangling assembly is connected with the lead-out cable of the thermal resistor; the signal transmission assembly is electrically connected with the lead-out cable; and the display is electrically connected with the signal transmission assembly. The scheme solves the problems that the existing temperature measurement technology is low in precision and cannot realize real-time detection of the temperature of the rotating workpiece, guarantees are provided for depositing a temperature sensitive coating and preparing the coating on a temperature sensitive base material, and the detected temperature is real, stable and real-time.)

工件旋转镀膜温度检测装置

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域,尤其涉及一种工件旋转镀膜温度检测装置。

背景技术

真空镀膜技术是提高刀具、模具、发动机零部件等产品的使用寿命的有效途径。随着真空镀膜技术的不断发展,不断出新的涂层种类被广泛应用于不同的

技术领域

中。对于温度敏感的膜系或基体,如类金刚石涂层或塑料,在沉积加工过程中对于温度的检测与控制尤为重要。目前,真空镀膜过程中的测温方法主要包括:利用热电偶测量真空镀膜室的环境温度近似替代工件温度、利用红外探测的方法检测镀膜过程中工件温度以及将热电偶安装在静止的工件背后进行测温。

然而,利用热电偶测量真空镀膜室的环境温度近似替代工件温度,无法准确测量出工件的实际温度,存在测量结果误差大的问题;利用红外探测的方法检测镀膜过程中工件温度,会受到非稳态环境因素、中间污染物对红外线的削弱、工件周边物体对红外线的误反射等影响,导致工件温度检测结果的准确性降低;将热电偶安装在静止的工件背后进行测温,其无法检测旋转状态下工件的实际温度,而实际生产中,工件多以旋转条件下镀膜,因此该方法存在很大的应用局限性。

发明内容

有鉴于此,本发明提供了一种工件旋转镀膜温度检测装置,用于解决现有技术中无法实现旋转镀膜工件的温度检测,测温精度低,稳定性差的问题。

为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的,本发明提出一种工件旋转镀膜温度检测装置,其包括:

真空镀膜室;

测试平台,所述测试平台可转动设置于所述真空镀膜室;

测试套筒,用于模拟待测工件,所述测试套筒设置于所述测试平台上并与所述测试平台欧姆接触;

热电阻,所述热电阻设置于所述测试套筒的内部,且所述热电阻的外部设置有金属外壳,所述热电阻通过所述金属外壳与所述测试套筒欧姆接触;

防缠结组件,所述防缠结组件与所述热电阻的引出线缆连接;

信号传输组件,所述信号传输组件与所述引出线缆电连接;以及

显示器,所述显示器与所述信号传输组件电连接。

在其中一个实施例中,所述热电阻的外部还设置有陶瓷,所述热电阻通过所述陶瓷与所述金属外壳连接固定。

在其中一个实施例中,所述测试平台包括平台本体和托盘,所述平台本体可转动设置,所述托盘可转动设置于所述平台本体上;其中,当所述平台本体转动时,所述托盘可保持静止,或者当所述托盘转动时,所述平台本体可与所述托盘同时转动。

在其中一个实施例中,所述测试套筒的壁厚可调节设置。

在其中一个实施例中,所述引出线缆的外部套装有保护套管,所述保护套管采用绝缘材料制成。

在其中一个实施例中,所述保护套管的外部套装有陶瓷保护套,所述陶瓷保护套通过第一陶瓷轴承设置于所述测试套筒上。

在其中一个实施例中,所述防缠结组件包括定位绝缘套、防缠结垫和绝缘套筒,所述绝缘套筒设置于所述真空镀膜室上,所述防缠结垫螺接于所述绝缘套筒内壁上,所述定位绝缘套的一端通过第二陶瓷轴承固定于所述绝缘套筒上,所述引出线缆依次穿过所述定位绝缘套和所述防缠结垫后与所述信号传输组件连接。

在其中一个实施例中,所述定位绝缘套包括呈角度连接的第一管体和第二管体,所述第二管体通过所述第二陶瓷轴承固定于所述绝缘套筒上;其中,所述第一管体与所述第二管体的夹角为45°~180°。

在其中一个实施例中,所述信号传输组件包括电极、金属法兰和传输线缆,所述金属法兰设置于所述绝缘套筒上,所述电极安装于所述金属法兰上,且所述电极的一端与穿出于所述防缠结垫的一端连接,所述电极的另一端与所述传输线缆的一端连接,所述传输线缆的另一端与所述显示器连接。

在其中一个实施例中,所述信号传输组件还包括螺纹连接件,所述电极通过所述螺纹连接件安装于所述金属法兰上,所述电极与所述金属法兰之间以及所述螺纹连接件与所述电极之间均采用绝缘材料进行绝缘处理。

在其中一个实施例中,所述测试平台设有多个测试位,每个所述测试位可分别安装一个所述测试套筒。

实施本发明实施例,将具有如下有益效果:

上述方案的工件旋转镀膜温度检测装置应用于对工件进行旋转镀膜时的温度检测场合中。具体而言,使用时,首先将用于模拟待测工件的测试套筒安装到测试平台上,并保证测试套筒与测试平台欧姆接触良好,紧接着开启电源和镀膜设备,测试平台带动测试套筒旋转,即可进行测试套筒的旋转镀膜加工。在此过程中,由于测试套筒的内部安装有热电阻,且热电阻是通过外置的金属外壳与测试套筒欧姆接触的,因而热电阻能够实现对测试套筒进行温度检测,也即实现对待测工件处于旋转镀膜中的温度的直接测量,测量得到的温度信号通过信号传输组件实时传输至显示器,从而方便显示温度数值给检测人员。与此同时,由于引出线缆与防缠结组件相连,在测试套筒旋转过程中可有效防止引出线缆出现缠绕打结的问题,从而保证检测安全可靠。相较于现有技术而言,本方案解决了现有测温技术精度低及无法实现旋转工件温度检测的问题,为沉积温度敏感涂层以及在温度敏感的基体材料上制备涂层提供了保障,检测出的温度即真实、稳定又实时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中:

图1为本发明实施例所述的工件旋转镀膜温度检测装置的剖视结构图;

图2为本发明中热电阻与测试套筒的组装结构示意图;

图3为本发明中引出线缆、保护套管和陶瓷保护套的组装结构图;

图4为本发明中防缠结垫、保护套管和引出线缆的组装结构图。

附图标记说明:

10、真空镀膜室;20、测试平台;21、平台本体;22、托盘;30、测试套筒;40、热电阻;50、防缠结组件;51、定位绝缘套;511、第一管体;512、第二管体;52、防缠结垫;53、绝缘套筒;60、信号传输组件;61、电极;62、金属法兰;63、传输线缆;70、显示器;80、保护套管;90、陶瓷保护套;100、第一陶瓷轴承;110、第二陶瓷轴承;120、阴极;130、离子源;140、电源;150、引出线缆。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示,为本申请实施例展示的一种工件旋转镀膜温度检测装置,该工件旋转镀膜温度检测装置能够与真空镀膜设备结合使用,也即真空镀膜设备能够对工件完成旋转状态下的镀膜加工之外,该工件旋转镀膜温度检测装置能够实现对旋转镀膜过程中工件的温度进行检测,具备镀膜加工和测温的双重功能。

请继续参阅图1至图4,示例性地,工件旋转镀膜温度检测装置包括:真空镀膜室10、测试平台20、测试套筒30、热电阻40、防缠结组件50、信号传输组件60以及显示器70。真空镀膜室10为进行镀膜加工的场所,同时作为承载主体,用以装载固定测试平台20、测试套筒30等组件,使检测装置(为工件旋转镀膜温度检测装置的简称,下同)的结构紧凑且稳固。

测试平台20用于装载测试套筒30,所述测试平台20可转动设置于所述真空镀膜室10,用以输出旋转动力带动测试套筒30转动,从而完成旋转镀膜加工。

测试套筒30用于模拟待测工件,所述测试套筒30设置于所述测试平台20上并与所述测试平台20欧姆接触。所述热电阻40设置于所述测试套筒30的内部,且所述热电阻40的外部设置有金属外壳,所述热电阻40通过所述金属外壳与所述测试套筒30欧姆接触;所述防缠结组件50与所述热电阻40的引出线缆150连接;所述信号传输组件60与所述引出线缆150电连接;所述显示器70与所述信号传输组件60电连接。

综上,实施本实施例技术方案将具有如下有益效果:上述方案的工件旋转镀膜温度检测装置应用于对工件进行旋转镀膜时的温度检测场合中。具体而言,使用时,首先将用于模拟待测工件的测试套筒30安装到测试平台20上,并保证测试套筒30与测试平台20欧姆接触良好,紧接着开启电源140和镀膜设备,测试平台20带动测试套筒30旋转,即可进行测试套筒30的旋转镀膜加工。在此过程中,由于测试套筒30的内部安装有热电阻40,且热电阻40是通过外置的金属外壳与测试套筒30欧姆接触的,因而热电阻40能够实现对测试套筒30进行温度检测,也即实现对待测工件处于旋转镀膜中的温度的直接测量,测量得到的温度信号通过信号传输组件60实时传输至显示器70,从而方便显示温度数值给检测人员。与此同时,由于引出线缆150与防缠结组件50相连,在测试套筒30旋转过程中可有效防止引出线缆150出现缠绕打结的问题,从而保证检测安全可靠。

相较于现有技术而言,本方案解决了现有测温技术稳定性差、精度低及无法实现旋转工件温度检测的问题,为沉积温度敏感涂层以及在温度敏感的基体材料上制备涂层提供了保障,检测出的温度即真实、稳定又实时。

请继续参阅图1,在上述实施例的基础上,真空镀膜设备包括阴极120、离子源130和电源140,所述阴极120和所述离子源130设置于所述真空镀膜室10的相对两侧壁上且均与所述测试套筒30相对,所述电源140与所述测试平台20电连接。电源140用以为测试套筒30进行供电,并在阴极120和离子源130的工作下,可实现对测试套筒30的镀膜加工。

其中,测试套筒30、测试平台20和热电阻40的外部均包覆有金属外壳,且各金属外壳具有同等电位,从而便于电能传导至测试套筒30上。

本方案中的电源140采用直流电源140,电压范围为0-2000V。

在一些实施例中,所述热电阻40的外部还设置有陶瓷,所述热电阻40通过所述陶瓷与所述金属外壳连接固定。热电阻40不仅可通过陶瓷固定在金属外壳内部,保证测温可靠,此外陶瓷还能够实现热电阻40与金属外壳之间的相互绝缘。也即陶瓷实现了对热电阻40的绝缘处理,从而便于测量不同电压下的工件温度。

可选地,金属外壳的材料可以是铝及其合金或铜及其合金等导热好、易获得的材料。热电阻40的材料可以是根据测温范围选择阻值会随着温度的变化而改变的金属材料,例如铜、镍、钯、铂等其中的任意一种。

请继续参阅图1,在一些实施例中,所述测试平台20包括平台本体21和托盘22,所述平台本体21可转动设置,所述托盘22可转动设置于所述平台本体21上;其中,当所述平台本体21转动时,所述托盘22可保持静止,或者当所述托盘22转动时,所述平台本体21可与所述托盘22同时转动。例如,平台本体21和托盘22均通过各自组装的电机驱动旋转。即相较于平台本体21而言,托盘22可实现自转,且在平台本体21转动时相对平台本体21进行公转,此时平台本体21与托盘22可构成行星转架结构。

仅平台本体21旋转,而托盘22不转动时,测试套筒30进行的是单倍转速,即可实现测量单倍转速条件下工件的实际温度。当平台本体21与托盘22一起旋转时,测试套筒30进行2倍旋转速度,即可实现测量二倍旋转速度工件的实际温度,从而获知转速对于旋转镀膜工件的温度的影响。

有必要说明的是,测量单倍转速下工件的实际温度时,定位绝缘套51中陶瓷保护套90出口的长边尺寸可以为0mm,最长不能超过真空镀膜室10的内腔半径;测量双倍转速下工件的实际温度时,定位绝缘套51中陶瓷保护套90出口的长边尺寸最短为自由垂下恰好与托盘22远离阴极120的最远端相切,尺寸最大为自由垂下恰好与托盘22远离阴极120的最近端相切。

在一些实施例中,所述测试平台20设有多个测试位,每个所述测试位可分别安装一个所述测试套筒30。具体地,平台本体21沿圆周方向安装有至少两个托盘22,每个托盘22上沿圆周方向设置有多个测试位,如此可实现同时对多个测试套筒30进行旋转镀膜时的温度检测。

进一步地,所述测试套筒30的壁厚可调节设置。也即测试时可以根据不同测试条件更换具有不同壁厚的测试套筒30,从而可以实现测量工件上不同深度的温度分布。

请继续参阅图2至图4,在一些实施例中,所述引出线缆150的外部套装有保护套管80,所述保护套管80采用绝缘材料制成。保护套管80可对外露的引出线缆150进行隔离防护,保证温度信号传输质量。本实施例中,引出线缆150的材料可以是具有小电阻值的导电金属,如银、铜、金等其中的任意一种或至少两种以上的复合材料。保护套管80采用绝缘材料制成,例如聚四氟乙烯、云母、石棉等其中的任意一种。

进一步地,所述保护套管80的外部套装有陶瓷保护套90,所述陶瓷保护套90通过第一陶瓷轴承100设置于所述测试套筒30上。陶瓷保护套90用于进一步保护引出线缆150和保护套管80,防止在镀膜环境中受到损坏。陶瓷保护套90可通过第一陶瓷轴承100稳固安装在测试套筒30上,待位置固定好后,有利于保证热电阻40与模拟工件的测试套筒30一直处于欧姆接触状态,进而保证测量精度和稳定性。

具体地,上述的陶瓷保护套90开设有两个通孔,用以分别穿出两根引出线缆150。

请继续参阅图1,此外,在上述任一实施例的基础上,所述防缠结组件50包括定位绝缘套51、防缠结垫52和绝缘套筒53,所述绝缘套筒53设置于所述真空镀膜室10上,所述防缠结垫52螺接于所述绝缘套筒53内壁上,所述定位绝缘套51的一端通过第二陶瓷轴承110固定于所述绝缘套筒53上,所述引出线缆150依次穿过所述定位绝缘套51和所述防缠结垫52后与所述信号传输组件60连接。

陶瓷保护套90通过定位绝缘套51可实现调整热电阻40从真空镀膜室10其它位置垂下时相对于模拟工件的测试套筒30的水平位置。防缠结垫52用于实现防止引出线缆150跟随测试套筒30旋转时出现打结问题。第二陶瓷轴承110与绝缘套筒53采用过盈配合固定,从而可保证定位绝缘套51安装牢固。

可选地,定位绝缘套51的材料可以是陶瓷、聚四氟乙烯等其中的任意一种。

请继续参阅图1,例如,在一些实施例中,所述定位绝缘套51包括呈角度连接的第一管体511和第二管体512,所述第二管体512通过所述第二陶瓷轴承110固定于所述绝缘套筒53上;其中,所述第一管体511与所述第二管体512的夹角为45°~180°。将定位绝缘套51设计为呈角度连接的第一管体511和第二管体512,更有利于保护管进行穿管安装,且可以更好的适配测试套筒30的旋转运动。

请继续参阅图1,在一些实施例中,所述信号传输组件60包括电极61、金属法兰62和传输线缆63,所述金属法兰62设置于所述绝缘套筒53上,所述电极61安装于所述金属法兰62上,且所述电极61的一端与穿出于所述防缠结垫52的一端连接,所述电极61的另一端与所述传输线缆63的一端连接,所述传输线缆63的另一端与所述显示器70连接。因而电极61能够通过金属法兰62可靠固定在绝缘套筒53上,从而保证电极61同时与引出线缆150和传输线缆63连接,以便将热电阻40检测到的温度信号及时、精准的传输给显示器70,将温度值展示给检测人员。

具体地,电极61和传输线缆63均设置为两个,引出线缆150、电极61和传输线缆63一一对应连接,如此可形成双传输通道,保证温度信号更加可靠的传输至显示器70。

进一步地,所述信号传输组件60还包括螺纹连接件,所述电极61通过所述螺纹连接件安装于所述金属法兰62上,所述电极61与所述金属法兰62之间以及所述螺纹连接件与所述电极61之间均采用绝缘材料进行绝缘处理。例如,螺纹连接件采用螺钉,采用螺钉可以使电极61更方便、更牢固的安装固定在金属法兰62上。对电极61与金属法兰62以及螺纹连接件与电极61进行绝缘处理,能够防止传输信号损失。可选地,采用的绝缘材料为尼龙、聚四氟乙烯、云母等其中的任意一种或至少两种以上的组合。

本实施例中,防缠结垫52的外径为40mm-300mm,两个孔间距为20mm-280mm,孔径为4mm-50mm。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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