[發(fā)明專利]熱電檢測系統(tǒng)與熱電檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710034720.3
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106771372A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐云;謝淑紅;鄒代峰;趙晉津;付比
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院
• 主分類號: G01Q60/00
• 分類號: G01Q60/00
• 代理公司: 深圳國新南方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44374
• 代理人: 黃建才,李明香

1.一種熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述熱電檢測系統(tǒng)包括掃描探針、樣品臺、檢測電路和控制器，所述樣品臺用于承載樣品，所述掃描探針用于在探針激勵模式接觸樣品以對樣品進行加熱以及進一步在所述探針激勵模式對樣品的進行檢測，所述檢測電路用于電連接所述掃描探針以偵測所述掃描探針在所述探針激勵模式下的電信號變化以輸出第一檢測信號，所述控制器用于接收所述檢測電路輸出的第一檢測信號并基于所述第一檢測信號分析所述樣品的熱電性能，所述熱電檢測系統(tǒng)還包括加熱器件，所述加熱器件用于在非探針激勵模式下對樣品進行加熱，以使所述掃描探針進一步在所述非探針激勵模式對樣品的進行檢測，進而所述檢測電路偵測所述掃描探針在所述非探針激勵模式下的電信號變化并輸出所述檢測信號，所述控制器用于接收所述檢測電路輸出的檢測信號并基于所述檢測信號分析樣品的熱電性能。

2.如權(quán)利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱器件包括基體及嵌入所述基體內(nèi)的加熱絲。

3.如權(quán)利要求2所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱絲的耐受溫度大于等于1000攝氏度。

4.如權(quán)利要求2所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述基體的材料為氮化硼陶瓷，所述加熱絲的材料包括金屬鎳、金屬鉻或者金屬鎳與金屬鉻的合金。

5.如權(quán)利要求2所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述熱電檢測系統(tǒng)還包括第一熱電偶與第二熱電偶，所述第一熱電偶設(shè)置于所述基體的上部且靠近所述樣品的一端，所述第二熱電偶設(shè)置于所述掃描探針上用于經(jīng)由所述掃描探針接觸所述樣品，所述第一熱電偶與所述第二熱電偶共同監(jiān)測所述樣品的溫度。

6.如權(quán)利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱器件設(shè)置于所述樣品臺上，所述非探針激勵模式為樣品臺激勵模式。

7.如權(quán)利要求6所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述樣品臺還包括水冷基座，所述加熱器件設(shè)置于所述水冷基座上，所述水冷基座用于保持所述樣品臺的外圍溫度在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。

8.如權(quán)利要求7所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述水冷基座的材料包括鋁合金。

9.如權(quán)利要求6所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述樣品臺還包括熱輻射罩，所述熱輻射罩用于遮蓋所述樣品臺的至少部分，以保持所述樣品臺的外圍溫度在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)及減少熱量擴散。

10.如權(quán)利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述檢測電路包括惠斯通電橋與放大器，所述惠斯通電橋包括第一電阻器、第二電阻器及第三電阻器，所述第一電阻器為可變電阻器，所述第一電阻器的一端連接所述掃描探針的一端，所述第一電阻器的一端與所述掃描探針的一端之間具有第一節(jié)點，所述第一節(jié)點接地，所述掃描探針的另一端連接所述第二電阻器的一端，所述掃描探針的另一端與所述第二電阻器的一端具有第二節(jié)點，所述第二節(jié)點連接所述放大器的第一輸入端，所述第一電阻器的另一端連接所述第三電阻器的一端，所述第一電阻器的另一端與所述第三電阻器的一端具有第三節(jié)點，所述第三節(jié)點連接所述放大器的第二輸入端，所述第三電阻器的另一端連接所述第二電阻器的另一端，所述第三電阻器的另一端與所述第二電阻器的另一端之間具有第四節(jié)點，所述第四節(jié)點與所述放大器的輸出端分別連接所述控制器。

11.如權(quán)利要求10所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述第二節(jié)點與第三節(jié)點之間還用于連接測量裝置，用于通過所述第二節(jié)點與第三節(jié)點之間的電壓變化獲知所述掃描探針上的電信號變化而獲知樣品的熱電性能。

12.如權(quán)利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器包括傳感器、信號處理模塊及高速多路數(shù)據(jù)采集模塊，所述傳感器用于將所述檢測信號轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換信號，所述信號處理模塊用于對所述轉(zhuǎn)換信號進行去噪、放大、濾波處理以將所述轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)變?yōu)樗龈咚俣嗦窋?shù)據(jù)采集模塊能夠識別的標(biāo)準(zhǔn)信號，所述高速多路數(shù)據(jù)采集模塊用于將所述標(biāo)準(zhǔn)信號記錄在計算機系統(tǒng)中。

13.如權(quán)利要求1所述的熱電檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器包括雙頻鎖相放大器，所述雙頻鎖相放大器用于對所述檢測信號進行一倍頻與三倍頻的測量而獲取一倍頻的檢測信號與三倍頻的檢測信號供后續(xù)分析，其中所述三倍頻的檢測信號體現(xiàn)樣品的熱導(dǎo)率。