CN102692199A - 未熔硅锭高度的测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种未熔硅锭高度的测量系统，其包括驱动机构以及通过所述驱动机构所驱动的测定机构。所述测定机构包括气缸、探测固态硅锭的探棒、连接在所述气缸与所述探棒之间的压力传感器以及可编程逻辑控制器，所述压力传感器电性连接至所述可编程逻辑控制器；本测量系统的测量精度高且结构简单。

Description

未熔硅锭高度的测量系统

技术领域

本发明涉及一种在硅锭熔化过程中应用的未熔硅锭高度的测量系统。

背景技术

通常，硅锭熔化过程一般是在一种熔炉内进行，而未熔硅锭的高度和形状对硅锭熔化过程的质量至关重要，反过来硅锭熔化过程的质量对于硅锭熔体的晶体生长的成功是必须的。在熔化过程中，硅锭的高度和形状受多个变量的影响，诸如加热器功率、粒状多晶硅进料速率、进料位置等等。

为了更好的确保晶体生长在最优条件下完成，应在整个熔化过程中对未熔的硅锭进行高度测量。现有的测量系统包括使用带有传统光源的光电倍增管或电荷耦合器件(CCD)摄像机，或者使用激光测距仪或类似器件，然而这些方法的测量精确度不够，而且结构复杂，制造成本比较高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种未熔硅锭高度的测量系统，其测量精度高且结构简单。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于包括：驱动机构以及通过所述驱动机构所驱动的测定机构，所述测定机构包括气缸、探测固态硅锭的探棒、连接在所述气缸与所述探棒之间的压力传感器以及可编程逻辑控制器，所述压力传感器电性连接至所述可编程逻辑控制器。

此外，本发明还提出如下附属技术方案：

所述驱动机构为电缸。

所述探棒为石英杆，并且其顶部还设有浮动元件。

所述未熔硅锭高度的测量系统还包括触摸屏，所述触摸屏与所述可编程逻辑控制器相电性连接。

所述气缸设有活塞杆。

所述气缸的顶部安装有光电传感器。

所述未熔硅锭高度的测量系统还包括基架，所述驱动机构安装在所述基架上。

所述基架上安装有电线保护链。

所述未熔硅锭高度的测量系统还包括可沿着所述电缸进行运动的运动底板，所述测定机构固定安装在所述运动底板上。

所述未熔硅锭高度的测量系统安装在熔炉的上盖上。

相比于现有技术，本发明的优点在于：本发明所提供的未熔硅锭高度的测量系统，其通过驱动机构以及通过所述驱动机构所驱动的测定机构来实现对未熔硅锭的高度的测定，其测量方法简单、测得的数据精度高，而且驱动机构和测定机构的结构比较简单。

附图说明

图1是对应于本发明较佳实施例的未熔硅锭高度的测量系统与熔炉的平面装配图。

图2是图1的未熔硅锭高度的测量系统安装于熔炉的上盖的立体示意图。

图3是沿着图2中a圈的放大图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

参照图1，对应于本发明较佳实施例的未熔硅锭高度的测量系统1，其安装在熔炉3的上盖32上，用于对熔炉3内的未熔硅锭5的高度进行测量。

进一步参照图2至图3，上述未熔硅锭高度的测量系统1，包括驱动机构12以及通过所述驱动机构12所驱动的测定机构14。

所述驱动机构12为电缸，其内设有伺服电机和丝杠(均图未示)，用于驱动测定机构14的上下移动。

所述测定机构14固定安装在一运动底板11上，该运动底板11可沿着电缸12的侧面13进行上下移动。该测定机构14包括气缸16、探测未熔硅锭5的探棒18、连接在所述气缸16与所述探棒18之间的压力传感器20以及可编程逻辑控制器(PLC)(图未示)，其中所述压力传感器20电性连接至所述可编程逻辑控制器(PLC)。气缸16为双出杆气缸，调节气压，使其活塞杆(图未示)的推力大于固态硅锭5的阻力，但又不至于破坏之，预计该力在3公斤左右，这样以气缸16作为一个“恒力弹簧”，其“弹簧力”在1.1-5.5公斤之间可调。上述探棒18为石英杆，其伸入熔炉3内以便探测未熔硅锭5。另外，探棒18的顶端还安装有浮动元件19，以在探测过程中保护探棒18。

此外，上述未熔硅锭高度的测量系统还包括基架22以及与所述可编程逻辑控制器(PLC)相电性连接的触摸屏(图未示)。其中，可编程逻辑控制器(PLC)与触摸屏的设置对于本领域一般技术人员而言是熟知的，故在此省略对其的详细描述。所述驱动机构12，即电缸固定安装在所述基架22上，而基架22本身固定支撑在熔炉3的上盖32上。该测量系统1的电线(图未示)被包覆在电线保护链24内，该电线保护链24安装在基架22上，其一端26连接至运动底板11，而另一端28固定在基架22上，这样便可防止在运动底板11的运动过程中将电线损坏。

上述未熔硅锭高度的测量系统1的工作原理和过程大致如下：启动机器，电缸12工作并驱动上述测定机构14沿着其侧面13向下运动；当探棒18接触到未熔硅锭5时，探棒18停止向下移动，并且触发压力传感器20，当达到压力传感器设定值时，压力传感器20对可编程逻辑控制器(PLC)发出停止电缸12向下运行的指令，同时命令电缸12上行，并且同时PLC得到指令后通过逻辑运算之后会在触摸屏上显示探棒18上下运行的距离，即可测量出未熔硅锭5的高度。此外，所述气缸16的顶部还安装有光电传感器17，以气缸16的活塞杆作为检测目标，万一压力传感器20失灵的话，该光电传感器17会立即对PLC发出停止整个机构的动作，并且命令电缸12上行，从而对该测量系统起到多重保护的作用。可见，本发明所提供的未熔硅锭高度的测量系统，其通过驱动机构以及通过所述驱动机构所驱动的测定机构来实现对未熔硅锭的高度的测定，其测量方法简单、测得的数据精度高，而且驱动机构和测定机构的结构比较简单。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于包括：驱动机构以及通过所述驱动机构所驱动的测定机构，所述测定机构包括气缸、探测固态硅锭的探棒、连接在所述气缸与所述探棒之间的压力传感器以及可编程逻辑控制器，所述压力传感器电性连接至所述可编程逻辑控制器。

2.根据权利要求1所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于：所述驱动机构为电缸。

3.根据权利要求1所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于：所述探棒为石英杆，并且其顶部还设有浮动元件。

4.根据权利要求1所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于还包括触摸屏，所述触摸屏与所述可编程逻辑控制器相电性连接。

5.根据权利要求1所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于：所述气缸设有活塞杆。

6.根据权利要求5所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于：所述气缸的顶部安装有光电传感器。

7.根据权利要求1所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于还包括基架，所述驱动机构安装在所述基架上。

8.根据权利要求7所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于：所述基架上安装有电线保护链。

9.根据权利要求1所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于还包括可沿着所述电缸进行运动的运动底板，所述测定机构固定安装在所述运动底板上。

10.根据权利要求1至9任一项所述的未熔硅锭高度的测量系统，其特征在于其安装在熔炉的上盖上。

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