CN103173856B - 一种用于检测铸锭炉漏硅的装置 - Google Patents

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本发明公开了一种用于检测铸锭炉漏硅的装置，包括固定于炉体的外侧壁的温度感应装置，且所述温度感应装置的测温点与坩埚护板和石墨底板相配合的位置相对应，所述用于检测铸锭炉漏硅的装置还包括与所述温度感应装置可通信地相连接的判断装置及与所述判断装置可通信地相连接的报警装置。如此设置，本发明提供的用于检测铸锭炉漏硅的装置，其能够及时检测出坩埚中硅液的泄漏。

Description

一种用于检测铸锭炉漏硅的装置
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种用于检测铸锭炉漏硅的装置。
背景技术
近些年随着传统能源的日趋枯竭和环境污染的严重化，新能源的开发刻不容缓。太阳能作为一种永不枯竭的清洁能源，在新能源中占据着重要地位。
铸锭工艺是太阳能级硅片生产过程中的重要环节，铸锭过程中，将硅料置于坩埚内，并通过高温加热将硅料熔化，再通过定向凝固技术获得沿生长方向整齐排列的多晶硅。然而，由于坩埚、硅料等多方面的原因，铸锭过程中装硅料的坩埚可能会出现开裂，高温液态硅由坩埚中泄漏出来的问题。
由于铸锭过程中液态硅的温度达到1420℃以上，如果不能及时发现，高温状态下的液态硅易与坩埚外的石墨底板、坩埚护板、隔热笼、加热器等发生反应，甚至熔化掉水冷铜板，更加严重的会熔化铸锭炉炉体。漏硅问题直接导致硅料和铸锭零部件损坏，带来严重的损失。为了能够及时发现铸锭生产中漏硅问题，以便及时采取措施，将损失降到最低。下面内容将结合附图对现有技术中通常采用的检漏方法进行详细介绍。
请参考图1，图1为现有技术中铸锭炉结构示意图。
现有技术中，铸锭炉包括炉体、设置于炉体内部的隔热笼(图中未示出)石墨底板和加热器等。其中炉体为密封真空容器，以保证铸锭过程中其内部为真空状态，隔热笼具有较好的隔热作用，以保证铸锭时，其内部具有较高的温度，石墨底板使加热器的热量能均匀传递。另外，隔热笼内部包含有坩埚1、设置于坩埚1外侧的坩埚护板2、设置于坩埚下方并与坩埚护板2下端相连接的石墨底板3、设置于石墨底板3下方的塞条组合4、设置于塞条组合4下方的底板组合5、位于底板组合5下方的隔热板6及位于隔热板6下方的检测丝7。其中，石墨底板3、塞条组合4、底板组合5及隔热板6均设有溢流孔(图中未示出)。
在铸锭工艺过程中，如果发生漏硅，坩埚1中的硅液经过坩埚护板2和坩埚1的间隙流出，并由石墨底板3、塞条组合4、底板组合5及隔热板6的溢流孔，落于漏硅检测丝7上，检测丝7探测到漏硅后发出报警信号。
然而，现有技术中的漏硅检测方法，在发生漏硅到被检测到漏硅的这一过程中，硅液将流过坩埚外侧的坩埚护板2、石墨底板3、塞条组合4、底板组合5和隔热板6等铸锭炉的零部件。在流动过程中，硅液会与接触到的铸锭炉零部件在高温的情况下发生化学反应。
因此，当硅液从坩埚1中漏到检测丝7上时，即使检测丝7检测到液态硅泄漏，这时已有大量的硅液泄漏出来。因此，从坩埚1中的硅液泄漏出来被检测丝7检测到时，已经有大量的硅液泄漏出来，并对硅液流经过的铸锭炉上的零部件造成了损失。
此外，在石墨底板3、塞条组合4和底板组合5上设置的溢流孔，若溢流孔较小，硅液会与石墨底板3、塞条组合4和底板组合5发生反应后将溢流孔堵住，其余的硅液会从上述部件的边沿流到下面去。若溢流孔过大，将会影响到铸锭炉的热场效果，对使用定向凝固工艺生产太阳能多晶硅片有影响。
因此，在铸锭过程中，采用何种方法在硅液发生泄漏时能尽快的检测出来，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明提供了一种用于检测铸锭炉是否发生漏硅的装置，其能够及时检测出坩埚中的硅液泄漏。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于铸锭炉漏硅的检测装置，包括固定于炉体的外侧壁的温度感应装置，且所述温度感应装置的测温点与坩埚护板和石墨底板相配合的位置相对应；每个测温点具有一个所述温度感应装置；所述检漏装置还包括与所述温度感应装置可通信地相连接的判断装置及与所述判断装置可通信地相连接的报警装置；所述判断装置包括存储有预设温度值及预设温度差值的存储模块及记录模块，当所述温度感应装置输入的实际温度值大于所述预设温度值时，所述记录模块开始记录不同单位时间段的实际温度值；所述判断装置还包括用于分析单位时间内的实际温度差值是否超出所述预设温度差值的分析模块及用于控制所述报警装置报警的控制模块。
优选地，所述温度感应装置为红外高温计，且铸锭炉的隔热笼和所述炉体均设有与所述坩埚护板和所述石墨底板相配合的位置相对应的透孔，所述红外高温计的测温点通过所述透孔与所述坩埚护板和所述石墨底板相配合的位置相对应，所述炉体的所述透孔设置有透明密封体。
优选地，所述温度感应装置为热电偶，且铸锭炉的隔热笼和所述炉体均设有与所述坩埚护板和所述石墨底板相配合的位置相对应的通孔，所述热电偶的感温端通过所述通孔与所述坩埚护板和所述石墨底板相配合的位置相对应，且所述热电偶与所述通孔的侧壁保持密封。
优选地，所述温度感应装置为一个或多个，且多个所述温度感应装置均布的固定连接于所述炉体的外侧壁。
优选地，所述温度感应装置为四个，且四个所述温度感应装置均匀的固定连接于所述炉体的外侧壁。
优选地，所述温度感应装置为两个，且两个所述温度感应装置均匀的固定连接于所述炉体的外侧壁。
优选地，所述温度感应装置为一个，且一个所述温度感应装置固定连接于所述炉体的外侧壁。
本发明提供的用于检测铸锭炉漏硅的装置，包括固定于炉体上的温度感应装置，且所述温度感应装置的测温点与坩埚护板和石墨底板相配合的位置相对应，所述检漏装置还包括与所述温度感应装置可通信地相连接的判断装置及与所述判断装置可通信地相连接的报警装置。
需要说明的是，温度感应装置的测温点与坩埚护板和石墨底板相配合的位置相对应，系指温度感应装置能够感应坩埚护板和石墨底板相接触的位置或靠近于二者相接触位置的温度。判断装置与温度感应装置可通信地相连接，温度感应装置将采集的实际温度值输送至判断装置，判断装置对实际温度进行判断，当满足报警条件时，判断装置发出报警信号至报警装置，进而使得报警装置报警。
如此设置，当坩埚出现泄漏问题时，带有较高温度的液态硅料由坩埚和坩埚护板的缝隙流至坩埚护板和坩埚底板相配合位置，此时，温度感应装置可采集坩埚护板和坩埚底板相配合位置的周围的实际温度，并将该实际温度值输送至判断装置，判断装置判断是否满足报警条件，当满足报警条件时，报警装置进行报警。显然，当坩埚出现泄漏时，本发明提供的检漏装置可及时检测出坩埚泄漏。
附图说明
图1为现有技术中铸锭炉及漏硅检测装置结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中铸锭炉及漏硅检测装置主视示意图；
图3为本发明具体实施方式中铸锭炉及漏硅检测装置俯视示意图；
图4为本发明具体实施方式中判断装置流程示意图；
图5为本发明另一种具体实施方式中铸锭炉及漏硅检测装置主视示意图；
图6为本发明另一种具体实施方式中铸锭炉及漏硅检测装置俯视示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种用于检测铸锭炉漏硅的装置，其能够及时检测出坩埚中硅液是否发生泄漏。
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参考图2和图3，图2为本发明具体实施方式中铸锭炉及漏硅检测装置主视示意图；图3为本发明具体实施方式中铸锭炉及漏硅检测装置俯视示意图。
本具体实施方式所提供的用于检测铸锭炉漏硅的装置，包括固定连接于炉体11的外侧壁的温度感应装置12，且温度感应装置12的测温点与坩埚护板13和石墨底板14相配合的位置相对应，检测装置还包括与温度感应装置12可通信地相连接的判断装置(图中未示出)及与判断装置可通信地相连接的报警装置(图中未示出)。
需要说明的是，温度感应装置12的测温点与坩埚护板13和石墨底板14相配合的位置相对应，系指温度感应装置12的测温点能够感应坩埚护板13和石墨底板14相接触的位置或靠近于二者相接触位置的温度。判断装置(图中未示出)与温度感应装置12可通信地相连接，温度感应装置12将采集的实际温度值输送至判断装置，判断装置对实际温度进行判断，当满足报警条件时，判断装置发出报警信号至报警装置，进而使得报警装置报警。
如此设置，当坩埚15出现泄漏问题时，带有较高温度的液态硅料由坩埚15和坩埚护板13的缝隙流至坩埚护板13和坩埚底板14相配合位置，此时，温度感应装置12可采集坩埚护板13和坩埚底板14相配合位置的周围的实际温度，并将该实际温度值输送至判断装置，判断装置判断是否满足报警条件，当满足报警条件时，报警装置进行报警。显然，当坩埚11出现泄漏时，本具体实施方式所提供的检漏装置可及时检测出坩埚泄漏。
需要说明的是，本具体实施方式所提供的判断装置可具体如下述设置，判断装置包括存储有预设温度值及预设温度差值的存储模块及记录模块，当温度感应装置12输入的实际温度值大于预设温度值时，记录模块开始记录不同时间段的实际温度值；判断模块还包括用于分析单位时间内的实际温度差值是否超出预设温度差值的分析模块及用于控制报警装置报警的控制模块。
请参考图4，图4为本发明具体实施方式中判断装置流程示意图。
温度感应装置12将感应的实际温度输送至判断装置，当输入的实际温度值大于存储模块预设温度值时，例如，本具体实施方式提供的预设温度为1420度，当实际温度大于1420度时，记录模块开始记录实际温度值T0和经过单位时间Δt之后的另一实际温度值T1，分析模块可分析单位时间内实际温度差值即T1﹣T0的值是否大于预设温度差值ΔT，若大于预设温度差值ΔT，则表明出现漏硅问题，报警装置报警；若T1﹣T0的值小于预设温度差值ΔT说明没有漏硅，记录模块继续记录不同单位时间段的实际温度值，以进行判断是否出现漏硅问题。
本具体实施方式所提供的用于检测铸锭炉漏硅的装置，其温度感应装置12可具体为红外高温计121，且铸锭炉的隔热笼16和炉体11均设有与坩埚护板13和石墨底板14相配合的位置相对应的透孔17，红外高温计121通过透孔17与坩埚护板13和石墨底板14相配合的位置相对应，炉体11的透孔17设置有透明密封体。
需要说明的是，炉体11在铸锭过程中，其内部需为真空状态，故本具体实施方式在透孔17处设置透明密封体将透孔17堵住，以防止其出现漏气的问题。另外，红外高温计121通过发热物体发出的红外线感知发热物体的温度，故本具体实施方式中，泄漏的硅料发出的红外线可透过透明密封体被红外高温计121接收，进而进行温度检测。
如此设置，坩埚护板13和石墨底板14相配合的位置及其周围位置的温度可被红外高温计121及时感知。
当然，本具体实施方式提供的检测装置，其温度感应装置12为其它类型的温度感应装置，例如，还可具体为热电偶，其具体设置方式可如下所述。
请参考图5和图6，图5为本发明另一种具体实施方式中铸锭炉及漏硅检测装置主视示意图；图6为本发明另一种具体实施方式中铸锭炉及漏硅检测装置俯视示意图。
铸锭炉的隔热笼16和炉体11均设有与坩埚护板13和石墨底板14相配合的位置相对应的通孔，热电偶122的感温端通过通孔与坩埚护板13和石墨底板14相配合的位置相对应，且热电偶122与炉体11的通孔保持真空密封。
如此设置，通过热电偶122也可及时感应坩埚护板13和石墨底板14相配合位置及周边位置的温度。
另外，本具体实施方式的优选方案中，温度感应装置12可为一个或多个，且多个温度感应装置12均连接于炉体11的外周。
如此设置，无论坩埚外周那个位置发生泄漏问题，分布于炉体11的外周的温度感应装置12均能够感应到坩埚泄露产生的温度变化。
例如，本具体实施方式所提供的温度感应装置12可具体为四个，四个温度感应装置12均布于炉体11的外周。当然，温度感应装置12也可为八个、两个、一个等，本具体实施方式对温度感应装置12的具体数量不作具体限定。
本说明书中各个实施方式采用递进的方式描述，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处，各个实施方式之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施方式的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施方式的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施方式中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施方式，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种用于检测铸锭炉漏硅的装置，其特征在于，包括固定于炉体的外侧壁的温度感应装置，且所述温度感应装置的测温点与坩埚护板和石墨底板相配合的位置相对应；每个测温点具有一个所述温度感应装置；所述检漏装置还包括与所述温度感应装置可通信地相连接的判断装置及与所述判断装置可通信地相连接的报警装置；所述判断装置包括存储有预设温度值及预设温度差值的存储模块及记录模块，当所述温度感应装置输入的实际温度值大于所述预设温度值时，所述记录模块开始记录不同单位时间段的实际温度值；所述判断装置还包括用于分析单位时间内的实际温度差值是否超出所述预设温度差值的分析模块及用于控制所述报警装置报警的控制模块。
2.如权利要求1所述的用于检测铸锭炉漏硅的装置，其特征在于，所述温度感应装置为红外高温计，且铸锭炉的隔热笼和所述炉体均设有与所述坩埚护板和所述石墨底板相配合的位置相对应的透孔，所述红外高温计的测温点通过所述透孔与所述坩埚护板和所述石墨底板相配合的位置相对应，所述炉体的所述透孔设置有透明密封体。
3.如权利要求1所述的用于检测铸锭炉漏硅的装置，其特征在于，所述温度感应装置为热电偶，且铸锭炉的隔热笼和所述炉体均设有与所述坩埚护板和所述石墨底板相配合的位置相对应的通孔，所述热电偶的感温端通过所述通孔与所述坩埚护板和所述石墨底板相配合的位置相对应，且所述热电偶与所述通孔的侧壁保持密封。
4.如权利要求1-3任一项所述的用于检测铸锭炉漏硅的装置，其特征在于，所述温度感应装置为一个或多个，且多个所述温度感应装置均匀的固定连接于所述炉体的外侧壁。
5.如权利要求4所述的用于检测铸锭炉漏硅的装置，其特征在于，所述温度感应装置为四个，且四个所述温度感应装置均匀的固定连接于所述炉体的外侧壁。
6.如权利要求4所述的用于检测铸锭炉漏硅的装置，其特征在于，所述温度感应装置为两个，且两个所述温度感应装置均匀的固定连接于所述炉体的外侧壁。
7.如权利要求4所述的用于检测铸锭炉漏硅的装置，其特征在于，所述温度感应装置为一个，且一个所述温度感应装置固定连接于所述炉体的外侧壁。
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