CN110849328B - 一种基于双目视觉的晶体硅测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于测量监控技术领域，尤其为一种基于双目视觉的晶体硅测量装置，包括双目视觉测量装置、测量方法，所述双目视觉测量装置包括固定连接模块、测量监控模块、控制模块，其特征在于：所述测量监控模块包括一号摄像头、二号摄像头，摄像头，其中一个为固定，另一个可进行360°旋转、两摄像头之间距离的调节、两摄像头放大缩远离晶体硅的距离，通过可调节多种摄像位置，通过摄像多张摄像头不同位置进行取平均值，计算出摄影结果，可在晶体硅还原炉上端开始一个孔，放置本发明进行对晶体硅监控，使对晶体硅的排列工作数量测量更加准确，可提高监控晶体硅运行的速度及效率，提高工作效率，且防止人监控会中毒。

Description

一种基于双目视觉的晶体硅测量装置

技术领域

本发明属于测量监控技术领域，具体涉及一种基于双目视觉的晶体硅测量装置。

背景技术

晶体硅多晶硅，多晶硅呈灰色或黑色且有金属光泽的等轴八面晶体，是制造单晶硅的原料。硅属半金属，是极为重要的元素半导体材料。多晶硅的生产，除个别工厂采用硅烷热分解法外，一般都采用氢还原三氯氢硅方法。三氯氢硅法，包括三氯氢硅的合成和三氯氢硅的还原两部分。三氯氢硅的合成，用金属硅和氯化氢为原料，在流态化氯化炉中进行反应，三氯氢硅的沸点为31.5℃，与绝大多数杂质的氯化物挥发温度相差较大，所以可用精馏法提纯。三氯氢硅极易挥发和水解，产生强腐蚀的盐酸气，因此精馏设备必须防止水汽和空气混入。小规模生产超纯硅可采用聚四氟乙烯，特制玻璃或石英作为精馏设备材料，大规模生产则须采用耐腐蚀的金属或合金材料以免铜、铁、镍等重金属杂质混入而影响超纯硅的质量。三氯氢硅的还原，在超低碳的不锈钢或镍基合金制成的水冷炉壁还原炉内，用氢将三氯氢硅还原成硅。炉内有不透明石英钟罩(有透明石英内层和观察孔)和用细硅芯或钽管制成的发热体。细硅芯是用超纯硅在特制的硅芯炉内制成。在进行化学气相沉积之前，由于硅在常温时电阻率很高，因此硅芯须在石英罩外用电阻加热至300℃或用几千伏的高压电启动。经过提纯的氢气(含水蒸汽量很少，露点在-70℃以下)在挥发器中将三氯氢硅自炉底带入炉内，于1100～1150℃进行还原反应，使硅沉积在发热体上，三氯氢硅氢还原法所生产的多晶棒，供区域熔炼法生产单晶硅用的硅棒直径为50～100mm。供直拉法生产单晶用的硅棒直径为50～150mm。还原尾气中的三氯氢硅和四氯化硅在-80℃以下冷凝回收，氢气净化后可以循环使用。三氯氢硅氢还原制取超纯硅的方法沉积速度较慢，一般不超过0.5mm/h。消耗电能很多，副产品四氯化硅量大，因此研究了很多新的综合利用方法。根据已发表的资料，其中最有前途的方法是将四氯化硅转化为三氯氢硅、二氯二氢硅、硅烷，然后还原或分解成为超纯多晶硅。

现有晶体硅还原炉内有大量圆柱形晶体硅进行排列，由于炉体密封，不能看到圆柱体晶体硅排列是否满，不能确定什么时候可进行运输出去，使用不方便，不能实时监控。

发明内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种基于双目视觉的晶体硅测量装置，具有使用简单方便、且监控测量准确的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于双目视觉的晶体硅测量装置，包括双目视觉测量装置、测量方法，所述双目视觉测量装置包括固定连接模块、测量监控模块、控制模块，其特征在于：所述测量监控模块包括一号摄像头、二号摄像头，所述一号摄像头固定安设，所述二号摄像头可360°移动，所述测量方法包括以下步骤：

（a）控制模块控制一号摄像头对待测物体进行拍摄，得到对比图一；

（b）控制模块控制二号摄像头进行拍摄，得到对比图二；

（c）控制模块控制二号摄像头运动，并随机选择另两个不同距离的不同角度的位置；

（d）控制模块控制二号摄像头在不同的位置进行拍摄，得到对比图三、对比图四；

（e）控制模块得到对比图一、对比图二、对比图三、对比图四，并取对比图二、对比图三、对比图四三张照片之间的平均值，并对比于对比图一，得出本摄像的最精确的结果。

优选的，所述二号摄像头连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的另一端连接有旋转平台一，所述旋转装置的前侧安设有一号摄像头，通过旋转平台一带动电动伸缩杆进行360°的旋转角度，通过电动伸缩杆可进行调节二号摄像头与一号摄像头之间的距离，进行拍摄更精确。

优选的，所述旋转平台一的后侧安设有主控箱一，所述主控箱一的另一侧旋设有密封板一，所述密封板一的连接端设置有螺纹连接端通过螺纹连接端的设置可进行与主控箱一的一端内侧设置相应的螺纹进行旋紧连接，通过密封板一的形状为大圆盘，具有密封效果。

优选的，所述二号摄像头连接有移动装置，所述移动装置包括圆盘滑道，所述圆盘滑道包括滑道一、滑道二、滑道三、转换滑道，滑道一、滑道二、滑道三可进行调节一号摄像头与二号摄像头之间距离，转换滑道，可使二号摄像头进行转换滑道一、滑道二、滑道三中任意一滑道。

优选的，所述圆盘滑道的底端安设有旋转平台二，所述旋转平台二的后侧安设有主控箱二，所述主控箱二的后侧安设有密封板二，所述密封板二、主控箱二的连接端设置有相对应的螺纹，进行固定连接。

优选的，所述控制模块包括主控箱一、主控箱二，所述主控箱、主控箱二均包括PLC、CPU、无线接收传输模块、储存模块，所述控制模块分别与一号摄像头、二号摄像头电性连接。

优选的，所述控制模块与电动伸缩杆、旋转装置电性连接。

优选的，所述控制模块与移动装置电性连接。

本发明的有益效果是：通过本发明中的双目摄像头，其中一个为固定，另一个可进行360°旋转、两摄像头之间距离的调节、两摄像头放大缩远离晶体硅的距离，通过可调节多种摄像位置，通过摄像多张摄像头不同位置进行取平均值，计算出摄影结果，可在晶体硅还原炉上端开始一个孔，放置本发明进行对晶体硅监控，使对晶体硅的排列工作数量测量更加准确，可提高监控晶体硅运行的速度及效率，提高工作效率，且防止人监控会中毒，有利于人身的安全健康。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的监控系统一的立体结构示意图；

图2为本发明监控系统一的前视结构示意图；

图3为本发明监控系统一的爆炸结构示意图；

图4为本发明监控系统二的立体结构示意图；

图5为本发明监控系统二的后侧结构示意图；

图6为本发明监控系统的应用结构示意图

图中：1、主控箱一；111、主控箱二；2、密封板一；201、螺纹连接端；222、密封板二；3、旋转平台一；4、一号摄像头；5、电动伸缩杆；6、二号摄像头；7、旋转平台二；8、滑道一；9、滑道二；10、滑道三；11、转换滑道；12、圆盘滑道；01、晶体硅还原炉；02、隔热钢化玻璃；03、防护罩；04、水冷管道；05、进水口；06、排水口；07、双目视觉测量装置。

具体实施方式

基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-图5，本发明提供以下技术方案：一种基于双目视觉的晶体硅测量装置，包括双目视觉测量装置、测量方法，双目视觉测量装置包括固定连接模块、测量监控模块、控制模块，测量监控模块包括一号摄像头4、二号摄像头6，一号摄像头4固定安设，二号摄像头6可360°移动，测量方法包括以下步骤：

（a）控制模块控制一号摄像头4对待测物体进行拍摄，得到对比图一；

（b）控制模块控制二号摄像头6进行拍摄，得到对比图二；

（c）控制模块控制二号摄像头6运动，并随机选择另两个不同距离的不同角度的位置；

（d）控制模块控制二号摄像头6在不同的位置进行拍摄，得到对比图三、对比图四；

（e）控制模块得到对比图一、对比图二、对比图三、对比图四，并取对比图二、对比图三、对比图四三张照片之间的平均值，并对比于对比图一，得出本摄像的最精确的结果。

具体的，二号摄像头6连接有电动伸缩杆5，电动伸缩杆5的另一端连接有旋转平台一3，旋转装置的前侧安设有一号摄像头4，通过旋转平台一3带动电动伸缩杆5进行360°的旋转角度，通过电动伸缩杆5可进行调节二号摄像头6与一号摄像头4之间的距离，进行拍摄更精确。

具体的，旋转平台一3的后侧安设有主控箱一1，主控箱一1的另一侧旋设有密封板一2，密封板一2的连接端设置有螺纹连接端201通过螺纹连接端201的设置可进行与主控箱一1的一端内侧设置相应的螺纹进行旋紧连接，通过密封板一2的形状为大圆盘，具有密封效果。

具体的，二号摄像头6连接有移动装置，移动装置包括圆盘滑道12，圆盘滑道12包括滑道一8、滑道二9、滑道三10、转换滑道11，滑道一8、滑道二9、滑道三10可进行调节一号摄像头4与二号摄像头6之间距离，转换滑道11，可使二号摄像头6进行转换滑道一8、滑道二9、滑道三10中任意一滑道。

具体的，圆盘滑道12的底端安设有旋转平台二7，旋转平台二7的后侧安设有主控箱二111，主控箱二111的后侧安设有密封板二222，密封板二222、主控箱二111的连接端设置有相对应的螺纹，进行固定连接。

具体的，控制模块包括主控箱一1、主控箱二111，主控箱一1、主控箱二111均包括PLC、CPU、无线接收传输模块、储存模块，控制模块分别与一号摄像头4、二号摄像头6电性连接。

具体的，控制模块与电动伸缩杆、旋转装置电性连接。

具体的，控制模块与移动装置电性连接。

实施例2

请参阅图1-图6，本发明提供以下技术方案：一种基于双目视觉的晶体硅测量装置，包括晶体硅还原炉01，在晶体硅还原炉01的顶端开设一个孔固定安设隔热钢化玻璃02，隔热钢化玻璃02的内部设有防护罩03，防护罩03内部安设有水冷管道04，水冷管道04两端分别连接进水口05、排水口06，防护罩03顶部内部安设双目视觉测量装置07，双目视觉测量装置、测量方法，双目视觉测量装置包括固定连接模块、测量监控模块、控制模块，测量监控模块包括一号摄像头4、二号摄像头6，一号摄像头4固定安设，二号摄像头6可360°移动，测量方法包括以下步骤：

（a）控制模块控制一号摄像头4对待测物体进行拍摄，得到对比图一；

（b）控制模块控制二号摄像头6进行拍摄，得到对比图二；

（c）控制模块控制二号摄像头6运动，并随机选择另两个不同距离的不同角度的位置；

（d）控制模块控制二号摄像头6在不同的位置进行拍摄，得到对比图三、对比图四；

（e）控制模块得到对比图一、对比图二、对比图三、对比图四，并取对比图二、对比图三、对比图四三张照片之间的平均值，并对比于对比图一，得出本摄像的最精确的结果。

具体的，二号摄像头6连接有电动伸缩杆5，电动伸缩杆5的另一端连接有旋转平台一3，旋转装置的前侧安设有一号摄像头4，通过旋转平台一3带动电动伸缩杆5进行360°的旋转角度，通过电动伸缩杆5可进行调节二号摄像头6与一号摄像头4之间的距离，进行拍摄更精确。

具体的，旋转平台一3的后侧安设有主控箱一1，主控箱一1的另一侧旋设有密封板一2，密封板一2的连接端设置有螺纹连接端201通过螺纹连接端201的设置可进行与主控箱一1的一端内侧设置相应的螺纹进行旋紧连接，通过密封板一2的形状为大圆盘，具有密封效果。

具体的，二号摄像头6连接有移动装置，移动装置包括圆盘滑道12，圆盘滑道12包括滑道一8、滑道二9、滑道三10、转换滑道11，滑道一8、滑道二9、滑道三10可进行调节一号摄像头4与二号摄像头6之间距离，转换滑道11，可使二号摄像头6进行转换滑道一8、滑道二9、滑道三10中任意一滑道。

具体的，圆盘滑道12的底端安设有旋转平台二7，旋转平台二7的后侧安设有主控箱二111，主控箱二111的后侧安设有密封板二222，密封板二222、主控箱二111的连接端设置有相对应的螺纹，进行固定连接。

具体的，控制模块包括主控箱一1、主控箱二111，主控箱一1、主控箱二111均包括PLC、CPU、无线接收传输模块、储存模块，控制模块分别与一号摄像头4、二号摄像头6电性连接。

具体的，控制模块与电动伸缩杆、旋转装置电性连接。

具体的，控制模块与移动装置电性连接。

具体的，隔热钢化玻璃02的材质为透明高温玻璃，防护罩03的材质为平境，在防护罩03内部安设水冷管道04可防止双目视觉测量装置，被高温熔化，提高使用寿命。

本发明的工作原理及使用流程：在使用时，首先将本发明安设在晶体硅还原炉上开设的孔上的防护罩03内，通过密封板与主控箱的连接端设置有相对应的螺纹，进行固定连接，通过双目摄像头，其中一个为固定，另一个可进行360°旋转、两摄像头之间距离的调节、两摄像头放大缩远离晶体硅的距离，通过可调节多种摄像位置，通过摄像多张摄像头不同位置进行取平均值，计算出摄影结果。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于双目视觉的晶体硅还原炉中晶体硅测量装置，包括双目视觉测量装置，所述双目视觉测量装置包括固定连接模块、测量监控模块、控制模块，其特征在于：所述测量监控模块包括一号摄像头（4）、二号摄像头（6），所述一号摄像头（4）固定安装，所述二号摄像头（6）可360°移动，所述二号摄像头（6）连接有电动伸缩杆（5），所述电动伸缩杆（5）的另一端连接有旋转平台一（3），旋转装置的前侧安设有一号摄像头（4），通过旋转平台一（3）带动电动伸缩杆（5）进行360°的旋转角度，通过电动伸缩杆（5）可进行调节二号摄像头（6）与一号摄像头（4）之间的距离，进行拍摄更精确，所述旋转平台一（3）的后侧安设有主控箱一（1），所述主控箱一（1）的另一侧旋设有密封板一（2），所述密封板一（2）的连接端设置有螺纹连接端（201）通过螺纹连接端（201）的设置可进行与主控箱一（1）的一端内侧设置相应的螺纹进行旋紧连接，通过密封板一（2）的形状为大圆盘，具有密封效果；所述控制模块包括主控箱一（1），所述主控箱一（1）包括PLC、CPU、无线接收传输模块、储存模块，所述控制模块分别与一号摄像头（4）、二号摄像头（6）电性连接；所述控制模块与电动伸缩杆、旋转装置电性连接；

测量方法包括以下步骤：

(a)控制模块控制一号摄像头（4）对待测物体进行拍摄，得到对比图一；

(b)控制模块控制二号摄像头（6）进行拍摄，得到对比图二；

(c)控制模块控制二号摄像头（6）运动，并随机选择另两个不同距离的不同角度的位置；

(d)控制模块控制二号摄像头（6）进行拍摄，得到对比图三、对比图四；

(e)控制模块得到对比图一、对比图二、对比图三、对比图四，并取对比图二、对比图三、对比图四三张照片之间的平均值，并对比于对比图一，得出本摄像的最精确的结果。

2.一种基于双目视觉的晶体硅还原炉中晶体硅测量装置，包括双目视觉测量装置，所述双目视觉测量装置包括固定连接模块、测量监控模块、控制模块，其特征在于：所述测量监控模块包括一号摄像头（4）、二号摄像头（6），所述一号摄像头（4）固定安装，所述二号摄像头（6）可360°移动，

所述二号摄像头（6）连接有移动装置，所述移动装置包括圆盘滑道（12），所述圆盘滑道（12）的底端安设有旋转平台二（7），所述旋转平台二（7）的后侧安设有主控箱二（111），所述主控箱二（111）的后侧安设有密封板二（222），所述密封板二（222）、主控箱二（111）的连接端设置有相对应的螺纹，进行固定连接；所述圆盘滑道（12）包括滑道一（8）、滑道二（9）、滑道三（10）、转换滑道（11），滑道一（8）、滑道二（9）、滑道三（10）可进行调节一号摄像头（4）与二号摄像头（6）之间距离，转换滑道（11），可使二号摄像头（6）进行转换滑道一（8）、滑道二（9）、滑道三（10）中任意一滑道；所述控制模块包括主控箱二（111），所述主控箱二（111）均包括PLC、CPU、无线接收传输模块、储存模块，所述控制模块分别与一号摄像头（4）、二号摄像头（6）电性连接；所述控制模块与移动装置电性连接；

测量方法包括以下步骤：

(a)控制模块控制一号摄像头（4）对待测物体进行拍摄，得到对比图一；

(b)控制模块控制二号摄像头（6）进行拍摄，得到对比图二；

(c)控制模块控制二号摄像头（6）运动，并随机选择另两个不同距离的不同角度的位置；

(d)控制模块控制二号摄像头（6）进行拍摄，得到对比图三、对比图四；

(e)控制模块得到对比图一、对比图二、对比图三、对比图四，并取对比图二、对比图三、对比图四三张照片之间的平均值，并对比于对比图一，得出本摄像的最精确的结果。

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