專(zhuān)利名稱(chēng)：未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在硅錠熔化過(guò)程中應(yīng)用的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，硅錠熔化過(guò)程一般是在一種熔爐內(nèi)進(jìn)行，而未熔硅錠的高度和形狀對(duì)硅錠熔化過(guò)程的質(zhì)量至關(guān)重要，反過(guò)來(lái)硅錠熔化過(guò)程的質(zhì)量對(duì)于硅錠熔體的晶體生長(zhǎng)的成功是必須的。在熔化過(guò)程中，硅錠的高度和形狀受多個(gè)變量的影響，諸如加熱器功率、粒狀多晶硅進(jìn)料速率、進(jìn)料位置等等。為了更好的確保晶體生長(zhǎng)在最優(yōu)條件下完成，應(yīng)在整個(gè)熔化過(guò)程中對(duì)未熔的硅錠進(jìn)行高度測(cè)量?，F(xiàn)有的測(cè)量系統(tǒng)包括使用帶有傳統(tǒng)光源的光電倍增管或電荷耦合器件 (CXD)攝像機(jī)，或者使用激光測(cè)距儀或類(lèi)似器件，然而這些方法的測(cè)量精確度不夠，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本比較高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其測(cè)量精度高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案一種未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的測(cè)定機(jī)構(gòu)，所述測(cè)定機(jī)構(gòu)包括氣缸、探測(cè)固態(tài)硅錠的探棒、連接在所述氣缸與所述探棒之間的壓力傳感器以及可編程邏輯控制器，所述壓力傳感器電性連接至所述可編程邏輯控制器。此外，本實(shí)用新型還提出如下附屬技術(shù)方案所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電缸。所述探棒為石英桿，并且其頂部還設(shè)有浮動(dòng)元件。所述未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)還包括觸摸屏，所述觸摸屏與所述可編程邏輯控制器相電性連接。所述氣缸設(shè)有活塞桿。所述氣缸的頂部安裝有光電傳感器。所述未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)還包括基架，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述基架上。所述基架上安裝有電線(xiàn)保護(hù)鏈。所述未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)還包括可沿著所述電缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)底板，所述測(cè)定機(jī)構(gòu)固定安裝在所述運(yùn)動(dòng)底板上。所述未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)安裝在熔爐的上蓋上。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型所提供的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的測(cè)定機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)未熔硅錠的高度的測(cè)定，其測(cè)量方法簡(jiǎn)單、測(cè)得的數(shù)據(jù)精度高，而且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和測(cè)定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。
圖I是對(duì)應(yīng)于本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)與熔爐的平面裝配圖。圖2是圖I的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)安裝于熔爐的上蓋的立體示意圖。圖3是沿著圖2中a圈的放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合較佳實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì)說(shuō)明。參照?qǐng)D1，對(duì)應(yīng)于本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)1，其安裝在 熔爐3的上蓋32上，用于對(duì)熔爐3內(nèi)的未熔硅錠5的高度進(jìn)行測(cè)量。進(jìn)一步參照?qǐng)D2至圖3,上述未熔娃錠高度的測(cè)量系統(tǒng)I,包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12以及通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12所驅(qū)動(dòng)的測(cè)定機(jī)構(gòu)14。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12為電缸，其內(nèi)設(shè)有伺服電機(jī)和絲杠(均圖未示)，用于驅(qū)動(dòng)測(cè)定機(jī)構(gòu)14的上下移動(dòng)。所述測(cè)定機(jī)構(gòu)14固定安裝在一運(yùn)動(dòng)底板11上，該運(yùn)動(dòng)底板11可沿著電缸12的側(cè)面13進(jìn)行上下移動(dòng)。該測(cè)定機(jī)構(gòu)14包括氣缸16、探測(cè)未熔硅錠5的探棒18、連接在所述氣缸16與所述探棒18之間的壓力傳感器20以及可編程邏輯控制器(PLC)(圖未示)，其中所述壓力傳感器20電性連接至所述可編程邏輯控制器(PLC)。氣缸16為雙出桿氣缸，調(diào)節(jié)氣壓，使其活塞桿(圖未示)的推力大于固態(tài)硅錠5的阻力，但又不至于破壞之，預(yù)計(jì)該力在3公斤左右，這樣以氣缸16作為一個(gè)“恒力彈簧”，其“彈簧力”在I. 1-5. 5公斤之間可調(diào)。上述探棒18為石英桿，其伸入熔爐3內(nèi)以便探測(cè)未熔硅錠5。另外，探棒18的頂端還安裝有浮動(dòng)元件19，以在探測(cè)過(guò)程中保護(hù)探棒18。此外，上述未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)還包括基架22以及與所述可編程邏輯控制器(PLC)相電性連接的觸摸屏(圖未示)。其中，可編程邏輯控制器(PLC)與觸摸屏的設(shè)置對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言是熟知的，故在此省略對(duì)其的詳細(xì)描述。所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)12，即電缸固定安裝在所述基架22上，而基架22本身固定支撐在熔爐3的上蓋32上。該測(cè)量系統(tǒng)I的電線(xiàn)(圖未示)被包覆在電線(xiàn)保護(hù)鏈24內(nèi)，該電線(xiàn)保護(hù)鏈24安裝在基架22上，其一端26連接至運(yùn)動(dòng)底板11，而另一端28固定在基架22上，這樣便可防止在運(yùn)動(dòng)底板11的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將電線(xiàn)損壞。上述未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)I的工作原理和過(guò)程大致如下啟動(dòng)機(jī)器，電缸12工作并驅(qū)動(dòng)上述測(cè)定機(jī)構(gòu)14沿著其側(cè)面13向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)探棒18接觸到未熔硅錠5時(shí)，探棒18停止向下移動(dòng)，并且觸發(fā)壓力傳感器20，當(dāng)達(dá)到壓力傳感器設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器20對(duì)可編程邏輯控制器(PLC)發(fā)出停止電缸12向下運(yùn)行的指令，同時(shí)命令電缸12上行，并且同時(shí)PLC得到指令后通過(guò)邏輯運(yùn)算之后會(huì)在觸摸屏上顯示探棒18上下運(yùn)行的距離，即可測(cè)量出未熔硅錠5的高度。此外，所述氣缸16的頂部還安裝有光電傳感器17，以氣缸16的活塞桿作為檢測(cè)目標(biāo)，萬(wàn)一壓力傳感器20失靈的話(huà)，該光電傳感器17會(huì)立即對(duì)PLC發(fā)出停止整個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，并且命令電缸12上行，從而對(duì)該測(cè)量系統(tǒng)起到多重保護(hù)的作用?？梢?jiàn)，本實(shí)用新型所提供的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的測(cè)定機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)未熔硅錠的高度的測(cè)定，其測(cè)量方法簡(jiǎn)單、測(cè)得的數(shù)據(jù)精度高，而且驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和測(cè)定機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。需要指出 的是，上述較佳實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的測(cè)定機(jī)構(gòu)，所述測(cè)定機(jī)構(gòu)包括氣缸、探測(cè)固態(tài)硅錠的探棒、連接在所述氣缸與所述探棒之間的壓力傳感器以及可編程邏輯控制器，所述壓力傳感器電性連接至所述可編程邏輯控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電缸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述探棒為石英桿，并且其頂部還設(shè)有浮動(dòng)元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于還包括觸摸屏，所述觸摸屏與所述可編程邏輯控制器相電性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述氣缸設(shè)有活塞 桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述氣缸的頂部安裝有光電傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于還包括基架，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在所述基架上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述基架上安裝有電線(xiàn)保護(hù)鏈。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于還包括可沿著所述電缸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)底板，所述測(cè)定機(jī)構(gòu)固定安裝在所述運(yùn)動(dòng)底板上。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9任一項(xiàng)所述的未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于其安裝在熔爐的上蓋上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型揭示了一種未熔硅錠高度的測(cè)量系統(tǒng)，其包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所驅(qū)動(dòng)的測(cè)定機(jī)構(gòu)。所述測(cè)定機(jī)構(gòu)包括氣缸、探測(cè)固態(tài)硅錠的探棒、連接在所述氣缸與所述探棒之間的壓力傳感器以及可編程邏輯控制器，所述壓力傳感器電性連接至所述可編程邏輯控制器；本測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度高且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G01B21/02GK202599387SQ20122027175
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者周迅, 朱成 申請(qǐng)人:蘇州禹石自動(dòng)化工程技術(shù)有限公司