Сапфир хоолой нь термопарын найдвартай байдлыг сайжруулдаг
Нарийвчилсан диаграмм


Танилцуулга
Орчин үеийн үйлдвэрлэлд температурын нарийвчлалыг хянах нь процессын хяналт, чанарын баталгаа, аюулгүй байдлын системийн чухал хэсэг юм. Термопар - өргөн хэрэглэгддэг температур мэдрэгч нь ихэвчлэн өндөр температур, идэмхий химийн бодис, вакуум систем, плазмын талбай зэрэг хүнд хэцүү орчинд өртдөг. Эдгээр мэдрэгчийг үр дүнтэй хамгаалах нь үйл ажиллагааны тогтвортой байдалд чухал үүрэгтэй. Синтетик нэг талст хөнгөн цагаан ислээр хийсэн индранил хоолой нь ийм хамгаалалтын хамгийн найдвартай материал болох нь батлагдсан. Энэ нийтлэлд индранил хоолойн өвөрмөц шинж чанарууд, тэдгээрийн төрөл бүрийн хэрэглээ, ялангуяа термопар хамгаалалтын бүрээсийн онцгой гүйцэтгэлийг судлах болно.
Эрэлт шаардсан хэрэглээнд зориулагдсан дээд зэргийн материал
Индранил бол хөнгөн цагаан ислийн (Al₂O₃) талст хэлбэр бөгөөд хатуулгийн хувьд алмаазаас арай доогуур байрлаж, Mohs масштабаар 9 оноо авчээ. Энэхүү онцгой хатуулаг нь индранил хоолойг байнга эсвэл эрчимтэй ашигласан ч зураас, элэгдэл, механик нөлөөллийг тэсвэрлэх чадвартай болгодог.
Механик хүч чадлаас гадна индранил хоолой нь химийн эсэргүүцэлээрээ өндөр үнэлэгддэг. Устөрөгчийн фтор, хлор, хүхрийн нэгдлүүд зэрэг ихэнх хүчил, уусгагч, реактив хий зэрэгт тогтвортой, идэвхгүй хэвээр байна. Энэ нь тэдэнд түрэмгий химийн бодис эсвэл плазмтай холбоотой процессуудад үр дүнтэй ажиллах боломжийг олгодог.
Нэмж дурдахад индранил чулуун дулааны гүйцэтгэл нь гайхалтай юм. Энэ нь 2000 ° C хүртэл өндөр температурт удаан хугацаагаар тэсвэрлэхийн зэрэгцээ бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалдаг. Дулаан дамжуулалт нь хурдан дулаан дамжуулалтыг дэмждэг бөгөөд энэ нь температур мэдрэгч системд ашиглахад онцгой ач холбогдолтой юм.
Өөр нэг чухал давуу тал нь хэт ягаан туяа, үзэгдэх болон хэт улаан туяаны долгионы уртад ойролцоогоор 0.3 μм-ээс 5 μм хүртэлх оптик ил тод байдал юм. Энэ нь индранил хоолойг оптик мэдрэгч эсвэл дулаан-оптик хяналтын системд тохиромжтой болгодог.
Термопар ба хамгаалалтын хэрэгцээ
Термопар нь ган зуух, турбин хөдөлгүүрээс эхлээд хагас дамжуулагч реактор, химийн процессын тоног төхөөрөмж хүртэлх өргөн хүрээний системийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь нэг төгсгөлд холбосон хоёр өөр металлын хоорондох температурын зөрүү дээр үндэслэн хүчдэл үүсгэдэг. Термопар нь олон талт, бат бөх байдаг ч халуунд шууд өртөх, идэмхий бодис, механик цочрол нь ашиглалтын хугацааг эрс богиносгож эсвэл температурын заалтын нарийвчлалыг бууруулдаг.
Эндээс индранил хоолой нь хамгаалалтын бүрээсийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Термопарыг индранил хоолойд оруулснаар мэдрэгчийг хатуу ширүүн орчноос тусгаарлаж, үр ашигтай дулаан дамжуулах боломжийг олгодог. Үр дүн нь үйл ажиллагааны түрэмгий нөхцөлд удаан хугацаагаар өртсөн ч гэсэн тогтмол нарийвчлалыг хадгалж байдаг илүү удаан эдэлгээтэй, илүү найдвартай мэдрэгч юм.
Sapphire-ийн дулаан дамжуулалт нь дулааныг термопар руу хурдан, жигд хүргэх боломжийг олгодог бөгөөд температурын хоцролтыг багасгаж, хариу өгөх хугацааг сайжруулдаг. Цаашилбал, түүний химийн дайралтанд тэсвэртэй байдал нь мэдрэгчийг металл эсвэл керамик хамгаалалтын ханцуйнуудад ихэвчлэн тохиолддог үлдэгдэл, зэврэлт, материалын хуримтлалаас хамгаалдаг.
Температурын хяналтанд ашиглах тохиолдлууд
Өндөр температурт зууханд индранил хоолойг ихэвчлэн процессын чухал нөхцөлийг хянадаг термопарыг хамгаалах зорилгоор ашигладаг. Тэдний химийн тогтвортой байдал нь галоген хий, хайлсан металл эсвэл реактив уураар баялаг агаар мандалд зайлшгүй шаардлагатай. Жишээ нь:
-
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл: Индранил бүрээс нь цэвэр орчин, температурыг нарийн хянах нь амин чухал байдаг эпитаксиаль өсөлт, вафель наах, допинг хийх явцад термопарыг хамгаалдаг.
-
Химийн реакторууд: Катализаторын урвал эсвэл идэмхий уурын орчинд индранил хоолой нь температур мэдрэгчийг удаан хугацаанд хамгаалж, бохирдлыг арилгадаг.
-
Вакуум зуух: Индранил хоолой нь вакуум эсвэл нам даралтын инертийн хийн дор ажиллах үед термопарыг исэлдэх, механик гэмтлээс сэргийлдэг.
-
Шатаах системүүд: Тийрэлтэт хөдөлгүүр, хийн турбин болон үйлдвэрийн шатаагч нь гүйцэтгэл, аюулгүй байдлыг оновчтой болгохын тулд хэт халууны түвшинг хянахын тулд индранил хамгаалалттай термопарыг ихэвчлэн ашигладаг.
Индранил хоолой ашигласнаар инженерүүд стандарт металл эсвэл шилэн бүрхүүлд хэт их хор хөнөөл учруулахуйц нөхцөлд термопарыг байрлуулж чаддаг. Энэ нь дулааны хяналтын системийн үйл ажиллагааны хүрээг өргөжүүлж, урт хугацааны гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.
Сапфир хоолойн үйлдвэрлэлийн нэмэлт хэрэглээ
Термопар хамгаалалт нь тэргүүлэх хэрэглээ боловч индранил хоолойг бусад олон дэвшилтэт технологид ашигладаг.
-
Өндөр эрчимтэй цэнэгийн (HID) чийдэн: Дугтуйны материалын хувьд индранил хоолой нь үүлгүй, зөөлрөхгүйгээр хүчтэй дулаан, хэт ягаан туяаны цацрагийг тэсвэрлэдэг.
-
Плазмын сийлбэр хийх танхимууд: Элэгдэлд тэсвэртэй тул харах талбай болон хамгаалалтын сав болгон ашигладаг.
-
Inline оптик мэдрэгч: Технологийн дамжуулах хоолойгоор дамжуулан спектроскопи, дүрслэл, лазер оношлогоог орчинг бохирдуулахгүйгээр идэвхжүүлнэ.
-
Ус цэвэрлэх болон эмнэлгийн хэрэгсэл: Биологийн идэвхгүй байдал, химийн эсэргүүцэлтэй тул индранил хоолой нь үргүйдэл, урвалд орохгүй байхыг шаарддаг системд тохиромжтой.
-
Лазер дамжуулах систем: Индранил хоолой нь хамгийн бага оптик алдагдал, хамгийн их дулааны тогтвортой байдал бүхий өндөр чадлын цацрагийг чиглүүлдэг.
Эдгээр хэрэглээ нь сансар огторгуй, эрүүл мэнд, нефтийн хими, электроник зэрэг олон салбарт индранилны үндсэн шинж чанарууд болох химийн идэвхгүй байдал, оптик тунгалаг байдал, өндөр хатуулаг, дулааны тогтвортой байдал зэрэгт ашиг тустай.
Сапфир хоолойн үндсэн физик шинж чанарууд
-
Ил тод байдлын хүрээ: 0.3–5.0 мкм (хэт ягаан туяанаас IR), харааны, лазер болон спектроскопийн хэрэглээнд тохиромжтой
-
Хатуу байдал: Mohs 9 - элэгдэлд тэсвэртэй, гадаргуугийн гэмтэл
-
Дулааны эсэргүүцэл: 2030°C хүртэл тогтвортой, дулаан солилцооны хурд сайтай өндөр дамжуулалттай
-
Химийн бат бөх чанар: Ихэнх уусгагч, хүчил, шүлтийг үл нэвтрүүлэх
-
Цахилгаан тусгаарлагч: Тогтвортой диэлектрик тогтмол ба диэлектрик алдагдал бага
-
Хэмжээний тогтвортой байдал: Даралтын дор дулааны тэлэлт, хэв гажилтанд тэсвэртэй
-
Плазмын эсэргүүцэл: PECVD эсвэл ион суулгац гэх мэт өндөр эрчим хүчний салбарт ашиглахад тохиромжтой
Термопар системийн хураангуй ба ашиг тус
-
Сапфир хоолой нь шинж чанаруудын тодорхой хослолыг авчирдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг хамгийн тохиромжтой болгодогтермопар хамгаалалт:
-
Сайжруулсан нарийвчлал: Өндөр дулаан дамжуулалт нь хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжийг олгодог
-
Өргөтгөсөн эдэлгээ: Элэгдэл, зэврэлтэнд тэсвэртэй байх нь мэдрэгчийг удаан хугацаанд хамгаална
-
Тогтвортой гүйцэтгэл: Дулааны ачааллын үед ч механик бүрэн бүтэн байдлыг хадгална
-
Бохирдуулдаггүй: Химийн идэвхгүй гадаргуу нь алдааны эх үүсвэрийг бууруулдаг
-
Олон үйлдэлт чадвар: Дулааны хяналттай оптик мэдрэгчийг нэгтгэх боломжийг олгоно
-
Дүгнэлт
-
Термопарууд нь температурт мэдрэмтгий системийн гол цөм нь бөгөөд тэдгээрийн найдвартай байдал нь хамгаалалтын орон сууцны чанараас ихээхэн хамаардаг. Саффир хоолойнууд нь материаллаг гайхалтай шинж чанаруудынхаа ачаар халуунд тэсвэртэй, механик хамгаалалт, химийн цэвэр байдлын хамгийн сайн хослолыг санал болгодог. Аж үйлдвэрүүд дулааны системд илүү өндөр нарийвчлал, бат бөх чанарыг шаарддаг хэвээр байгаа тул индранил хоолойгоор хамгаалагдсан термопар нь эдгээр хүлээлтийг хангах чухал шийдэл болж байна.