CN113428671B - 一种加料控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种加料控制方法和系统，应用于晶体制备过程，所述方法包括：在所述晶体制备过程中，执行多次加料操作，所述多次加料操作中相邻加料操作之间的时间间隔相同，对于所述多次加料操作中的每一次加料操作：获取预设加料时间段、所述预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数；基于所述预估晶体生长量、所述预设加料时间段、所述预设加料频率、所述已加料总量和所述已加料次数，确定所述加料操作的目标加料量；根据所述目标加料量，执行所述加料操作。根据本说明书实施例，可以通过加料操作使得晶体制备过程中原料的消耗和补充达到动态平衡，提高晶体制备过程的稳定性。

Description

一种加料控制方法和系统

分案说明

本申请是针对申请日为2020年11月23日，申请号为202011319609.7，发明名称为“一种加料控制方法和系统”的中国申请，提出的分案申请。

技术领域

本说明书涉及晶体制备技术领域，特别涉及一种加料控制方法和系统。

背景技术

在晶体制备中，腔体(例如，坩埚)可以盛放的原料的量(即腔体的容量)一定程度上决定了可以制备的晶体的尺寸。如果希望制备大尺寸的晶体，则需要增大腔体的容量，即，增大腔体的尺寸。在这种情况，还需要相应调整整体的制备装置的尺寸，不仅不方便晶体制备过程的控制，还会增加额外的成本。如果可以实现晶体制备过程中的动态的原料补充，则可制备的晶体的尺寸可以不受限于腔体本身的尺寸。因此，有必要提供一种应用于晶体制备过程中的加料控制方法和系统，以实现准确高效地自动加料控制。

发明内容

本申请实施例提供一种加料控制方法，应用于晶体制备过程，所述方法包括：在所述晶体制备过程中，执行多次加料操作，所述多次加料操作中相邻加料操作之间的时间间隔相同，对于所述多次加料操作中的每一次加料操作：获取预设加料时间段、所述预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数；基于所述预估晶体生长量、所述预设加料时间段、所述预设加料频率、所述已加料总量和所述已加料次数，确定加料操作的目标加料量；根据所述目标加料量，执行所述加料操作。

在一些实施例中，所述目标加料量＝(所述预设加料时间段内的所述预估晶体生长量-所述已加料总量)/(所述预设加料时间段×所述预设加料频率-所述已加料次数)。

在一些实施例中，所述多次加料操作的每一次加料操作对应一次称重操作，所述称重操作包括：控制分料组件依次将至少一份分料置于称重组件上，所述分料组件包括至少一个分料格；判断所述称重组件的称重量是否大于所述加料操作的所述目标加料量；如果所述称重量大于所述加料操作的所述目标加料量，则完成所述称重操作。

在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述目标加料量，确定目标加料范围；基于所述目标加料范围，执行所述加料操作。

在一些实施例中，所述多次加料操作的每一次加料操作对应一次称重操作，所述称重操作包括：控制分料组件依次将至少一份分料置于称重组件上，所述分料组件包括至少一个分料格；判断所述称重组件的称重量是否大于所述加料操作的所述目标加料范围的左端点对应的量；如果所述称重量大于所述加料操作的所述目标加料范围的左端点对应的量，则完成所述称重操作。

在一些实施例中，所述方法还包括：控制搬运组件将所述称重组件转移至加料管上方；控制所述搬运组件旋转以将所述称重组件上的原料倒入加料槽内；通入加压气体将加料槽内的所述原料压入生长腔体内或者通过原料的自身重力落入生长腔体内。

本申请实施例提供一种加料控制系统，所述系统包括：获取模块，用于获取预设加料时间段、所述预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数；确定模块，用于基于所述预估晶体生长量、所述预设加料时间、所述预设加料频率、所述已加料总量和所述已加料次数，确定加料操作的目标加料量；控制模块，用于根据所述目标加料量，执行所述加料操作。

本申请实施例提供一种加料设备，应用于晶体制备过程，所述设备包括：分料组件，用于将至少一份分料依次置于称重组件上；称重组件，用于称量所述分料组件置于其上的分料的重量；搬运组件，用于将所述称重组件称取完毕的原料加入生长腔体内；控制组件，用于：确定加料操作的目标加料量，所述确定加料操作的目标加料量包括：获取预设加料时间段、所述预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数；基于所述预估晶体生长量、所述预设加料时间段、所述预设加料频率、所述已加料总量和所述已加料次数，确定加料操作的目标加料量；基于所述目标加料量，控制分料组件的分料过程；以及控制所述搬运组件将所述原料加入所述生长腔体内。

本申请实施例提供一种加料控制方法，所述方法包括：在所述晶体制备过程中，执行多次加料操作，所述多次加料操作包括第一次加料操作和至少一次后续加料操作，对于所述至少一次后续加料操作中的每一次后续加料操作：获取当前时刻与所述第一次加料操作时的时间间隔内的晶体生长重量；获取所述时间间隔内的加料总量；判断所述晶体生长重量与所述加料总量的差值是否满足预设条件；如果所述差值满足所述预设条件，则启动所述后续加料操作。

本申请实施例提供一种加料控制系统，应用于晶体制备过程，所述系统包括：第一获取模块，用于获取当前时刻与第一次加料操作时的时间间隔内的晶体生长重量，以及获取所述时间间隔内的加料总量；处理模块，用于判断所述晶体生长重量与所述加料总量的差值是否满足预设条件；控制模块，用于如果所述差值满足所述预设条件，则启动后续加料操作。

本申请实施例提供一种加料控制方法，应用于晶体制备过程，所述方法包括：在所述晶体制备过程中，执行多次加料操作，所述多次加料操作中相邻加料操作之间的时间间隔相同，对于所述多次加料操作中的每一次加料操作：获取预设加料时间段、所述预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数；基于所述预估晶体生长量、所述预设加料时间段、所述预设加料频率、所述已加料总量和所述已加料次数，确定所述加料操作的目标加料量。

本申请实施例提供一种加料控制系统，应用于晶体制备过程，所述系统包括：第二获取模块，用于获取预设加料时间段、所述预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数；确定模块，用于基于所述预估晶体生长量、所述预设加料时间、所述预设加料频率、所述已加料总量和所述已加料次数，确定所述加料操作的目标加料量。

本申请实施例提供一种加料控制装置，应用于晶体制备过程，所述装置包括：至少一个存储器，用于存储计算机指令；至少一个处理器，所述至少一个处理器与所述至少一个存储器通讯，当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述装置执行如本申请任一实施例所述的加料控制方法。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其中，所述存储介质存储计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时，实现如本申请任一实施例所述的加料控制方法。

本申请实施例提供一种加料设备，应用于晶体制备过程，所述设备包括：分料组件，用于将至少一份分料依次置于称重组件上；称重组件，用于称量所述分料组件置于其上的分料的重量；搬运组件，用于将所述称重组件称取完毕的原料加入生长腔体内；控制组件，用于：确定加料操作的目标加料量；基于所述目标加料量和所述称重组件确定的实时重量，控制分料组件的分料过程；以及控制所述搬运组件将所述原料加入所述生长腔体内。

附图说明

图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料控制系统的示意图。

图2是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料控制过程的示意图。

图3是根据本说明书一些实施例所示的示例性计算设备的示例性硬件组件和/或软件组件的示意图。

图4是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料控制系统的模块图。

图5是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料控制过程的流程图。

图6是根据本说明书一些实施例所示的示例性控制界面的示意图。

图7是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料操作的流程图。

图8是根据本说明书又一些实施例所示的示例性加料控制系统的模块图。

图9是根据本说明书又一些实施例所示的示例性加料控制过程的流程图。

图10是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料设备的结构示意图。

图11是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料设备的结构示意图。

图12是根据本说明书一些实施例所示的示例性储料组件和示例性称重组件的结构示意图。

图13是根据本说明书一些实施例所示的示例性储料组件的结构示意图。

附图标记：1000-加料设备，130-搬运组件，140-称重组件，150-储料组件，160-分料组件，131-提升机构，132-平移机构，133-翻转机构，134-夹持机构，135-平移座，141-盛料盘，161-分料格，162-分料座，1621-出料口，163-分料板，164-连接机构，190-加料槽，191-加料管，2000-生长腔体。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本说明书中，“晶体生长”和“晶体制备”可以互换使用。

图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料控制系统的示意图。在一些实施例中，加料控制系统100可以应用于多种晶体(例如，硅酸钇镥(LYSO)、锗酸铋(BGO)等闪烁晶体、尖晶石晶体)生长过程中的加料控制。在一些实施例中，如图1所示，加料控制系统100可以包括处理设备110、控制设备120、搬运组件130、称重组件140_、分料组件160、存储设备170和交互组件180。

处理设备110可以用于处理加料过程中涉及的多种数据和/或信息。在一些实施例中，处理设备110可以获取晶体生长过程中的参数(例如，温度、提拉速度、晶体实时重量)并基于所获取的参数生成控制指令。处理设备110还可以将控制指令发送至控制设备120，由控制设备120基于控制指令控制加料过程。在一些实施例中，处理设备110可以包括工业控制计算机。在一些实施例中，处理设备110可以作为上位控制监控设备或上位处理设备。

控制设备120可以用于控制加料过程中涉及的多种操作。在一些实施例中，控制设备120可以从处理设备110接收控制指令，并基于控制指令控制加料过程。在一些实施例中，控制设备120可以包括可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)。在一些实施例中，控制设备120可以作为下位实时控制设备。

在一些实施例中，处理设备110和/或控制设备120可以包括中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、图像处理单元(GPU)、物理运算处理单元(PPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑装置(PLD)、控制器、微控制器单元、精简指令集计算机(RISC)、微处理器等或以上任意组合。在一些实施例中，处理设备110和控制设备120可以集成为一个设备。在一些实施例中，控制设备120可以是处理设备110的一部分。在一些实施例中，处理设备110和控制设备120的功能可以彼此共享或共同完成。

分料组件160可以用于将至少一份分料依次置于称重组件140上。关于分料组件160的更多内容可以参见图10-13中的相关描述，在此不作赘述。

称重组件140可以用于称量分料组件160置于其上的分料的重量。关于称重组件140的更多内容可以参见图10-13中的相关描述，在此不作赘述。

搬运组件130可以用于将称重完毕的原料加入生长腔体内。在一些实施例中，搬运组件130可以包括提升机构131、平移机构132、翻转机构133、夹持机构134。关于搬运组件130的更多内容可以参见图10-13中的相关描述，在此不作赘述。

存储设备170可以存储加料过程中涉及的多种数据和/或信息。在一些实施例中，存储设备170可以存储晶体生长过程中的参数(例如，温度、提拉速度、晶体实时重量)、控制指令等。在一些实施例中，存储设备170可以与加料控制系统100中的一个或以上组件(例如，处理设备110、控制设备120、搬运组件130、分料组件160等)直接连接或通信。加料控制系统100中的一个或以上组件可以通过网络或直接访问存储设备170中存储的数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备170可以是处理设备110和/或控制设备120的一部分。

在一些实施例中，存储设备170可以存储处理设备110用于执行或使用以完成本说明书中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备170可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等或其任意组合。示例性的大容量储存器可以包括磁盘、光盘、固态磁盘等。示例性可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。示例性的挥发性只读存储器可以包括随机存取内存(RAM)。示例性的RAM可包括动态RAM(DRAM)、双倍速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、闸流体RAM(T-RAM)和零电容RAM(Z-RAM)等。示例性的ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(PEROM)、电子可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字通用磁盘ROM等。在一些实施例中，存储设备170可以在云平台上实现。仅作为示例，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等或其任意组合。

交互组件180可以用于与用户或加料控制系统100中其他组件进行交互。在一些实施例中，交互组件180可以包括显示设备181和交互设备182。

显示设备181可以用于显示加料过程中涉及的多种数据和/或信息，便于用户(如，操作人员)直观了解加料过程。在一些实施例中，显示设备181可以包括数码管显示器、二维图显示器、三维显示器等。

交互设备182可以实现用户与加料控制系统100中其他组件的交互。在一些实施例中，交互设备182可以提供用户界面，用户可以通过用户界面与加料控制系统100交互。在一些实施例中，交互设备182可以包括输入设备。输入设备可以包括鼠标、键盘、语音输入设备等。

以具体的加料控制过程为例，处理设备110可以获取表征晶体实时重量的称重信号，以判断是否进行加料操作。若确定进行加料操作，处理设备110可以发送控制指令至控制设备120。接收到控制指令后，控制设备120可以控制分料组件160将储料组件中的原料进行分料；分料完成后，控制设备120可以控制搬运组件130将原料加入生长腔体内。具体地，控制设备120可以控制夹持机构夹持装有原料的盛料盘，并控制提升机构131上移以带动盛料盘上移；然后控制平移机构132水平移动以带动盛料盘水平移动至生长腔体上方；控制翻转机构133翻转以将原料倒入生长腔体，从而完成整个加料过程。

整个加料过程中的相关数据(如，控制参数、加料重量等)可以实时记录在存储设备170中，为后期分析和数据处理提供可追溯的原始数据，此外还可以通过分析上述数据以优化加料控制过程和晶体生长过程控制。

处理设备110可以通过显示设备181和交互设备182与操作人员(例如，晶体制备工程师)进行人机交互，操作人员可以通过显示设备181查询历史加料操作参数、选择合适的历史加料操作参数进行加料、更改加料操作参数、输入加料控制参数、选择加料模式(例如，手动加料或自动加料)等。

图2是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料控制过程的示意图。如图2所示，自动加料200可以包括自动加料210和自动加料220。在一些实施例中，自动加料200可以由处理设备110和/或控制设备120执行。

自动加料210可以包括以下步骤。

步骤211，处理设备110(或控制设备120，下同)可以设定加料参数(例如，预设阈值)。

步骤212，处理设备110可以设定加料启动重量(即预设阈值)。

步骤217，处理设备110可以获取当前晶体重量并将当前晶体重量与加料启动重量进行比对。

步骤213，若当前晶体重量大于或等于加料启动重量，则处理设备110启动第一次加料操作。具体地，处理设备110可以控制分料组件(例如，分料组件160)向盛料盘中分料并实时称量原料的重量。

步骤214，若称量原料的重量达到第一次加料操作需要的加料重量(即第一次加料操作的目标加料量)，处理设备110判断供料结束。

步骤215，处理设备110可以控制启动机械结构(例如，搬运组件130)以将原料加入生长腔体内。

步骤216，第一次加料操作完成。

步骤218，第一次加料操作完成后，处理设备110可以持续获取当前时刻与第一次加料操作时的时间间隔内的晶体重量，当晶体生长重量达到需要的加料重量(即后续加料操作的目标加料量)时，再次执行步骤215和步骤216以完成后续加料操作。关于自动加料210的更多内容可以参见图5及其描述，在此不作赘述。

自动加料220可以包括以下步骤。

步骤221：处理设备110可以设定加料参数(例如，预设加料时间段、预估晶体生长重量、设定加料总重量)。

步骤222：处理设备110可以设定加料启动重量(即预设阈值)，若当前晶体重量大于或等于加料启动重量，处理设备110可以启动加料操作。具体地，处理设备110可以控制分料组件(例如，分料组件160)向盛料盘中分料并实时称量原料的重量。

步骤223：若称量原料的重量达到第一次加料操作需要的加料重量(即第一次加料操作的目标加料量)，处理设备110判断供料结束。

步骤224：处理设备110可以启动机械结构(例如，搬运组件130)以将原料加入生长腔体内。第一次加料操作完成。

步骤225：第一次加料操作完成后，处理设备110可以持续获取预设加料时间段、预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数，以确定至少一次后续加料操作的目标加料量；当晶体生长重量达到需要的加料重量(即后续加料操作的目标加料量)时，再次执行步骤224以完成至少一次后续加料操作。

步骤226：当加料总重量达到设定加料总重量或处理设备110判断不需要再继续加料时，可以停止加料。关于自动加料220的更多内容可以参见图9及其描述，在此不作赘述。

图3是根据本说明书的一些实施例所示的示例性计算设备的示意图。在一些实施例中，处理设备110、控制设备120和/或存储设备170可以在计算设备300上实现。

计算设备300可以包括用来实现本说明书所描述的系统的任意部件。例如，PLC可以在计算设备300上通过其硬件、软件程序、固件或其组合实现。为了方便起见图中仅绘制了一台计算机，但是本说明书所描述的与加料控制系统100相关的计算功能可以以分布的方式、由一组相似的平台所实施，以分散系统的处理负荷。

计算设备300可以包括与网络连接的通信端口350，用于实现数据通信。计算设备300可以包括处理器(例如，CPU)320，可以以一个或多个处理器的形式执行程序指令。计算设备300还可以包括内部总线310。计算设备300还可以包括不同形式的程序存储器和数据存储器(例如，硬盘370、只读存储器(ROM)330或随机存取存储器(RAM)340)，用于存储由计算设备300处理和/或传输的各种各样的数据文件。计算设备300还可以包括存储在只读存储器330、随机存取存储器340和/或其他类型的非暂时性存储介质中的由处理器320执行的程序指令。本说明书的方法和/或流程可以以程序指令的方式实现。计算设备300也包括输入/输出部件360，用于支持计算设备300与其他部件之间的输入/输出。计算设备300也可以通过网络通讯接收本说明书中涉及的程序和数据。

为理解方便，图3中仅示例性绘制了一个处理器。然而，需要注意的是，本说明书中的计算设备300可以包括多个处理器，本说明书中描述的由一个处理器实现的操作和/或方法也可以共同地或独立地由多个处理器实现。例如，如果本说明书中描述的计算设备300的处理器执行操作A和操作B，应当理解的是，操作A和操作B也可以由计算设备中300中的两个或两个以上不同处理器共同或分别执行(例如，第一处理器执行操作A和第二处理器执行操作B，或第一处理器和第二处理器共同执行操作A和B)。

图4是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料控制系统的模块图。在一些实施例中，加料控制系统400可以通过处理设备110和/或控制设备120实现。在一些实施例中，加料控制系统400可以通过计算设备300的硬件、软件或其组合实现。

在一些实施例中，加料控制系统400可以应用于晶体制备过程。如图4所示，加料控制系统400可以包括第一获取模块410、处理模块420和控制模块430。

第一获取模块410可以用于获取当前时刻与第一次加料操作时的时间间隔内的晶体生长重量，以及获取时间间隔内的加料总量。在一些实施例中，第一获取模块410可以获取晶体实时重量。关于获取晶体生长重量、加料总量和晶体实时重量的更多内容可以参见流程图5及其描述，在此不作赘述。

处理模块420可以用于判断晶体生长重量与加料总量的差值是否满足预设条件。在一些实施例中，对于第一次加料操作，处理模块420可以判断晶体实时重量是否达到预设阈值。关于判断差值是否满足预设条件和晶体实时重量是否达到预设阈值的更多内容可以参见流程图5及其描述，在此不作赘述。

在一些实施例中，如果晶体实时重量达到预设阈值，则启动第一次加料操作。在一些实施例中，如果差值满足预设条件，控制模块430可以用于启动后续加料操作。在一些实施例中，控制模块430可以用于对每一次加料操作执行一次称重操作。具体地，控制模块430可以控制分料组件依次将至少一份分料置于称重组件上，分料组件包括至少一个分料格，以及如果称重量满足加料操作的目标加料量，则完成称重操作。在一些实施例中，控制模块430可以用于对应每一次称重操作执行倒料操作。具体地，控制模块430可以控制搬运组件将称重组件的原料转移至加料管上方；然后可以控制搬运组件旋转将称重组件上的原料倒入加料槽内；从而可以通入加压气体将加料槽内的原料压入生长腔体内，或通过自身重力落入生长腔体内。关于启动加料操作、称重操作和倒料操作的更多内容可以参见流程图7及其描述，在此不作赘述。

图5是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料控制过程的流程图。在一些实施例中，该流程可以由处理设备(例如，处理设备110)和/或控制设备(例如，控制设备120)执行。例如，流程500可以以程序或指令的形式存储在存储设备(例如，存储设备、处理设备和/或控制设备的存储单元)中，当处理器320或图4所示的模块执行程序或指令时，可以实现流程500。在一些实施例中，流程500可以利用以下未描述的一个或以上附加操作，和/或不通过以下所讨论的一个或以上操作完成。另外，如图5所示的操作的顺序并非限制性的。如图5所示，流程500包括下述步骤。

在一些实施例中，图5所示的示例性加料控制过程可以应用于多种晶体(例如，闪烁晶体)的制备过程。在一些实施例中，在晶体制备过程中，可以执行多次加料操作。在一些实施例中，多次加料操作可以是在晶体生长进入等径阶段后进行。在一些实施例中，多次加料操作可以是在晶体生长的各个阶段(例如，放肩阶段、等径阶段、收尾阶段)进行。在一些实施例中，多次加料操作可以包括第一次加料操作和至少一次后续加料操作。在一些实施例中，图5所示的加料控制过程可以对应图2中所示的自动加料210。

步骤510，获取晶体实时重量。在一些实施例中，该步骤510可以由第一获取模块410执行。

在晶体制备过程中，随着晶体的生长，晶体实时重量逐渐增大。在一些实施例中，晶体实时重量可以是检测时间点的晶体总重量。在一些实施例中，可以通过称重传感器实时称量晶体总重量，并将该晶体总重量转化为重量信号发送至第一获取模块410。

步骤520，判断晶体实时重量是否达到预设阈值。在一些实施例中，该步骤520可以由处理模块420执行。

在一些实施例中，预设阈值可以是晶体生长过程达到预设阶段或预设区间时的参考重量。例如，预设阈值可以是晶体生长过程达到等径阶段时的参考重量。又例如，预设阈值可以是晶体生长过程达到引晶阶段时的参考重量。又例如，预设阈值可以是晶体生长过程达到放肩阶段时的参考重量。在一些实施例中，不同类型的晶体可以对应不同的预设阈值。在一些实施例中，预设阈值可以是系统默认值，也可以根据不同情况进行调整。例如，图6是根据本说明书一些实施例所示的示例性控制界面的示意图，如图所示，可以在晶体生长前通过控制界面设定自动启动条件(例如，预设阈值为1350g)。

在一些实施例中，处理模块420可以将晶体实时重量与预设阈值相比较，以判断晶体实时重量是否达到预设阈值。具体地，若晶体实时重量小于预设阈值，则确定晶体实时重量未达到预设阈值；若晶体实时重量大于或等于预设阈值，则确定晶体实时重量达到预设阈值。

步骤530，如果晶体实时重量达到预设阈值，则启动第一次加料操作。在一些实施例中，该步骤530可以由控制模块430执行。

在一些实施例中，如上文所述，第一次加料操作可以是在晶体生长进入等径阶段后进行。在一些实施例中，第一次加料操作也可以是在晶体生长进入引晶阶段或放肩阶段时进行。在一些实施例中，处理模块420可以向分料组件(例如，分料组件160)发送启动第一次加料的控制指令，分料组件160接收控制指令后开始进行分料并启动第一次加料操作。

步骤540，获取当前时刻与第一次加料操作时的时间间隔内的晶体生长重量。在一些实施例中，该步骤540可以由第一获取模块410执行。

在一些实施例中，如图1或图2所示，每次加料操作都会涉及启动、称重、搬运、倒料、机械结构返回等步骤，因此，完成一次加料操作需要一定时间。相应地，在一些实施例中，“第一次加料操作时”可以指第一次加料操作启动时的时刻、第一次加料操作结束时的时刻、第一次加料操作的任意中间时刻等。在一些实施例中，“晶体生长重量”可以指一定时间间隔内晶体增加的重量。仅作为示例，假设第一次加料操作启动时的时刻为t₁，晶体实时重量为m_t1，当前时刻为t₂，晶体实时重量为m_t2，则时间间隔Δt(即t₂-t₁)内的晶体生长重量为m_Δt1～2＝m_t2-m_t1。

步骤550，获取上述时间间隔内的加料总量。在一些实施例中，该步骤550可以由第一获取模块410执行。

在一些实施例中，以“第一次加料操作时”为第一次加料操作启动时的时刻为例，上述时间间隔内的加料总量可以是从第一次加料操作启动时到当前时刻的时间间隔内加入生长腔体的原料总量。仅作为示例，假设在上述时间间隔内共执行k次称重操作，称重量分别为q₁、q₂、q₃…q_k，则该时间间隔内的加料总量c_1～k＝q₁+q₂+q₃+…+q_k。

步骤560，判断晶体生长重量与加料总量的差值是否满足预设条件。在一些实施例中，该步骤560可以由处理模块420执行。

在一些实施例中，预设条件可以是系统默认值，也可以根据不同情况调整。在一些实施例中，预设条件可以包括预设重量阈值(例如，图7部分将描述的a-Δa)。相应地，处理模块420可以判断晶体生长重量与加料总量的差值是否达到预设重量阈值。具体地，若晶体生长重量与加料总量的差值大于或等于预设重量阈值，则确定晶体生长重量与加料总量的差值满足预设条件；反之，则确定晶体生长重量与加料总量的差值不满足预设条件。

步骤570，如果差值满足预设条件，则启动后续加料操作。在一些实施例中，该步骤570可以由控制模块430执行。

在一些实施例中，后续加料操作可以是除第一次加料操作外的一次或多次加料操作。在一些实施例中，可以在完成第一次加料操作后，循环执行步骤540-570以启动第二次、…、第n次加料操作，n为大于2的正整数。在一些实施例中，加料控制系统400可以实时监控晶体生长重量与加料总量的差值是否满足预设条件，并执行多次加料操作，直到晶体生长结束。

以第三次加料操作为例，在第二次加料操作完成后，执行步骤540以获取当前时刻与第一次加料操作时的时间间隔内的晶体生长重量m₃，并执行步骤550以获取第一次加料操作的加料量c₁和第二次加料操作的加料量c₂的和c_1～2(即获取时间间隔内的加料总量c_1～2＝c₁+c₂)；进一步地，执行步骤560以判断当前时刻与第一次加料操作时的时间间隔内的晶体生长重量m₃和加料总量c_1～2的差值Δm₃＝m₃-c_1～2是否满足预设条件。例如，判断差值Δm₃是否大于等于预设重量阈值(例如，a-Δa)。如果差值Δm₃大于或等于预设重量阈值，则启动第三次加料操作。

应当注意的是，上述有关流程500的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程500进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。例如，每一次加料操作完成后，可以等待一段时间(如，1min、2min、3min、5min、10min)再判断是否启动下一次加料操作。

图6是根据本说明书一些实施例所示的示例性控制界面的示意图。如图6所示，可以通过控制界面600设置自动启动的相关参数，例如，自动启动条件(即预设阈值)、自动加料最小量、自动加料最大量、自动加料总重量等。控制界面600还可以显示加料操作的相关参数，例如，初始皮重、当前净重、单次加料时间、实际加料速率等。操作人员还可以通过控制界面600启动、暂停或停止加料。在一些实施例中，控制界面600还可以显示手动加料的相关信息。在一些实施例中，控制界面600还可以显示晶体生长过程中的相关参数，例如，加料时晶体重量、当前晶体总重、当前加料总重、当前称重总重等。

图7是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料操作的流程图。在一些实施例中，该流程可以由处理设备(例如，处理设备110)和/或控制设备(例如，控制设备120)执行。例如，流程700可以以程序或指令的形式存储在存储设备(例如，存储设备170、处理设备和/或控制设备的存储单元)中，当处理器320或控制模块执行程序或指令时，可以实现流程700。在一些实施例中，流程700可以利用以下未描述的一个或以上附加操作，和/或不通过以下所讨论的一个或以上操作完成。另外，如图7所示的操作的顺序并非限制性的。如图7所示，流程700包括下述步骤。

在一些实施例中，每一次加料操作可以对应至少一次称重操作、至少一次搬运操作和至少一次倒料操作。图7将以一次加料操作为例进行描述。

步骤710，控制分料组件(例如，分料组件160)依次将至少一份分料置于称重组件(例如，称重组件140)上。在一些实施例中，该步骤710可以由控制模块430执行。

在一些实施例中，分料组件可以用于将原料分成多份分料存放，每次控制其中一份分料分出，剩余的多份分料则继续存放在分料组件内。具体地，分料组件可以包括多个分料格和一个出料口(例如，分料格161和出料口1621)，每次可以控制其中一个分料格与出料口配合，使该分料格内的分料分出。在一些实施例中，称重组件可以用于称量从分料组件分出的分料。在一些实施例中，称重组件可以是具有称量功能的器件，并可以将称重数据实时或大致实时地反馈给加料控制系统400。例如，称重组件可以包括称重传感器。在一些实施例中，可以根据工艺需求选择不同精度的称重组件。在一些实施例中，可以在称重组件上放置容器(例如，盛料盘141)以便于盛放粉状原料。关于称重组件和分料组件的更多内容可以参见图10-13及其描述，在此不作赘述。

在本说明书实施例中，通过分料组件，可以实现多份分料分批次称重，待累积的分料称重量达到目标加料量，再将累积的分料倒入生长腔体。与一次性称重相比，分批次称重可以精确控制倒入称重组件上的原料量，从而减小倒入称重组件上的原料的误差(最大也不会超过单份分料的量)。在一些实施例中，可以根据不同情况调整单份分量的量(即分料格的容积)和/或分料格的数量。例如，为了使得一次加料操作的放料时间较短且称量误差满足要求，可以根据一次加料操作所需的时长、一次加料操作的时长内的晶体生长重量、倒入称重组件上的原料的允许误差等，确定分料格的容积和/或分料格的数量。

步骤720，判断称重组件(例如，称重组件140)的称重量是否满足加料操作的目标加料量。在一些实施例中，该步骤720可以由处理模块420执行。

在一些实施例中，第一次加料的目标加料量(可以记为M₁)可以根据实验数据统计或机器学习模型确定。在一些实施例中，实验数据可以包括一次加料操作所需时长、一次加料操作所需时长内的晶体生长重量等。在一些实施例中，可以获取多组实验数据，通过对多组实验数据进行统计分析，得到一次加料操作所需时长内的平均晶体生长重量并作为第一次加料的目标加料量。在一些实施例中，可以获取多组样本数据，并基于多组样本数据训练机器学习模型。具体地，样本数据可以包括晶体类型、一次加料操作所需时长、一次加料操作所需时长内的晶体生长重量、第一次加料操作的参考加料量(可以作为样本数据的标签)等。进一步地，可以提取样本数据的特征信息(例如，晶体生长速度、提拉速度、温度、压力)，并基于特征信息训练机器学习模型。在一些实施例中，机器学习模型可以包括神经网络模型。在一些实施例中，神经网络模型可以包括卷积循环神经网络(ConvolutionalRecurrent Neural Network，CRNN)、卷积神经网络(Convolutional neural networks，CNN)、深度卷积神经网络(Deep Convolutional Neural Networks，DCNN)、循环神经网络(Recurrent neural networks，RNN)或长短期记忆(Long/Short Term Memory，LSTM)模型等。

在一些实施例中，结合步骤560所述，后续加料操作的目标加料量(可以记为M_n)可以基于晶体生长重量(可以记为m_n)与加料总量(可以记为c_1～(n-1))的差值(可以记为Δm_n)确定。在一些实施例中，可以根据差值与第一参考区间和/或第二参考区间的大小关系，确定后续加料操作的目标加料量。在一些实施例中，第一参考区间和/或第二参考区间可以是系统默认值，也可以根据不同情况调整。在一些实施例中，第一参考区间和/或第二参考区间可以基于第一次加料操作的目标加料量确定。具体地，可以基于第一次加料的目标加料量确定目标加料范围(即a≤M₁≤b)；进一步地，可以分别基于目标加料范围的端点值a和b设置第一参考区间[a-Δa，a+Δa]和第二参考区间[b-Δb，b+Δb]，其中第二参考区间大于第一参考区间，即a-Δa<a<a+Δa≤b-Δb<b+Δb。在一些实施例中，Δa和/或Δb可以是系统默认值，也可以根据不同情况调整。在一些实施例中，Δa和/或Δb可以小于预设值。例如，Δa＝0.1×a，Δb＝0.1×b。

下面将具体阐述根据差值Δm_n与第一参考区间和/或第二参考区间的大小关系，确定后续加料操作的目标加料量的过程：

(1)如果晶体生长重量与加料总量的差值位于第一参考区间内，则目标加料量为第一参考区间的左端点对应的量。具体地，如果差值Δm_n位于第一参考区间[a-Δa，a+Δa]内，即a-Δa≤Δm_n≤a+Δa，则目标加料量M_n可以为第一参考区间的左端点对应的量a-Δa。在这种情况下，晶体生长重量和加料总量相差不大，此时可补给较少的原料。

(2)如果晶体生长重量与加料总量的差值位于第二参考区间内，则目标加料量为第二参考区间的左端点对应的量。具体地，如果差值Δm_n位于第二参考区间[b-Δb，b+Δb]内，即b-Δb≤Δm_n≤b+Δb，则目标加料量M_n可以为第二参考区间的左端点对应的量b-Δb。在这种情况下，原料消耗较大，需增大目标加料量，以补给晶体生长所消耗的原料量。

(3)如果晶体生长重量与加料总量的差值位于第一参考区间的右端点和第二参考区间的左端点之间，则目标加料量为该差值。具体地，如果差值Δm_n位于第一参考区间的右端点和第二参考区间的左端点之间[a+Δa，b-Δb]，即a+Δa≤Δm_n≤b-Δb，则目标加料量M_n可以直接为晶体生长重量与加料总量的差值Δm_n。

(4)如果晶体生长重量与加料总量的差值大于第二参考区间的右端点，则目标加料量为第二参考区间的左端点对应的量。具体地，如果差值Δm_n大于第二参考区间的右端点b+Δb，即Δm_n>b+Δb，则目标加料量M_n可以为第二参考区间的左端点对应的量b-Δb。在这种情况下，晶体生长所消耗的原料远远超过了加料总量，需要快速补给原料。

下面以一个具体示例对后续加料操作的目标加料量的确定过程进行阐述：假设第一次加料操作的目标加料量为0.4g，则可以设置后续加料操作的目标加料范围为0.2g-0.6g；进一步地，分别基于目标加料范围的端点值0.2g和0.6g确定第一参考区间[0.1g，0.3g]和第二参考区间[0.5g，0.7g]。若Δm_n＜0.1g(即晶体生长重量与加料总量的差值不满足预设条件)，则不启动后续加料操作；若Δm_n≥0.1g，启动后续加料操作。例如，若Δm_n为0.25g，Δm_n落入第一参考区间[0.1g，0.3g]的范围内，启动后续加料操作，并且确定该次加料操作的目标加料量为0.1g。又例如，若Δm_n为0.64g，Δm_n落入第二参考区间[0.5g，0.7g]的范围内，启动后续加料操作，并且确定该次加料操作的目标加料量为0.5g。再例如，若Δm_n为0.37g，Δm_n落入(0.3g，0.5g)的范围内，启动后续加料操作，并且确定该次加料操作的目标加料量为0.37g。再例如，若Δm_n为0.87g，Δm_n落入(0.7g，+∞)的范围内，则启动后续加料操作，并且确定该次加料操作的目标加料量为0.7g。

在本说明书实施例中，通过设定第一参考区间和第二参考区间，并根据晶体生长重量与加料总量的差值与第一参考区间和/或第二参考区间的关系分别确定每一次后续加料操作的目标加料量。相应地，可以使晶体生长过程中的原料消耗量与加料量保持动态平衡，从而提高加料控制过程的稳定性。

步骤730，如果称重量满足加料操作的目标加料量，则完成称重操作。在一些实施例中，该步骤730可以由控制模块430执行。

在一些实施例中，如果称重组件的称重量等于或大于目标加料量，则完成称重操作，停止向称重组件上放置分料。具体地，控制模块430可以依次控制至少一份分料置于称重组件上，称重组件可以实时反馈当前称重量，若称重量小于目标加料量，则控制模块430继续控制下一份分料置于称重组件上，直到当前称重量大于或等于目标加料量时，说明称重组件上累积的原料量已满足此次目标加料量，则停止向称重组件上放置分料。

仅作为示例，假设目标加料量为0.4g，工艺要求加料过程的误差不超过0.1g，那么分料格的容量应小于等于该最大误差值，因此，假设分料格的容量设置为可盛装0.1g的原料且分料格的数量为5个。相应地，称重操作如下：5个分料格内都装满原料，控制模块430控制分料组件将第1个分料格内的分料落入称重组件上，称重组件反馈此时称重量为0.09g。由于0.09g＜0.4g，即当前称重量不满足加料操作的目标加料量，因此，继续控制分料组件将第2个分料格内的分料置于称重组件，称重组件反馈此时称重量为0.21g；由于0.21g<0.4g，即当前称重量仍然不满足加料操作的目标加料量，因此，继续控制分料组件将第3份分料置于称重组件，称重组件反馈此时称重量为0.31g；由于0.31g<0.4g，当前称重量仍没有达到目标加料量，因此，继续控制分料组件将第4份分料置于称重组件上，称重组件反馈此时称重量为0.41g；由于0.41g＞0.4g，即当前称重量满足加料操作的目标加料量，则完成称重操作，停止控制分料组件向称重组件上放置分料。

步骤740，控制搬运组件(例如，搬运组件130)将称重组件的原料转移至加料管上方。在一些实施例中，该步骤740可以由控制模块430执行。

具体地，控制模块430可以控制搬运组件夹取盛料盘，并将盛料盘上移后，再水平移动至加料管上方。关于搬运组件和加料管的更多内容可以参见图10-13的描述，在此不作赘述。

步骤750，控制搬运组件(例如，搬运组件130)旋转将称重组件上的原料倒入加料槽内。在一些实施例中，该步骤750可以由控制模块430执行。

在一些实施例中，控制模块430可以控制搬运组件旋转90°-180°，以使得被搬运组件夹持的盛料盘旋转从而将原料倒入加料槽内。加料槽位于加料管的入口端。关于搬运组件和加料槽的更多内容可以参见图10-13的描述，在此不作赘述。

步骤760，通入加压气体将加料槽内的原料压入生长腔体内。在一些实施例中，该步骤760可以由控制模块430执行。

在一些实施例中，加压气体可以包括氮气或惰性气体(例如，氦气、氩气)。通入加压气体可以将加料槽内的原料更充分地压入晶体生长设备的生长腔体内，进而使得原料的加料量与晶体生长重量达到动态平衡。在一些实施例中，可以不使用加压气体，通过原料的自身重力落入生长腔体内。

整个倒料过程完成后，控制模块430可以控制搬运组件带动盛料盘复位，并将盛料盘置于称重组件上，以便进行下一次加料操作。

应当注意的是，上述有关流程的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。例如，第一参考区间和第二参考区间的范围可以为其他值，例如，第一参考区间为[a-Δa，a+Δc]、第二参考区间为[b-Δc，b+Δb]，其中Δa、Δc、Δb可以相等或不相等。

图8是根据本说明书又一些实施例所示的加料控制系统的模块图。

加料控制系统800可以应用于晶体制备过程。如图8所示，加料控制系统800可以包括第二获取模块810、确定模块820和控制模块830。

第二获取模块810，用于获取预设加料时间段、所述预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数。关于获取预设加料时间段、所述预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数的更多内容可以参见流程图9及其描述，在此不作赘述。

确定模块820，用于基于所述预估晶体生长量、所述预设加料时间、所述预设加料频率、所述已加料总量和所述已加料次数，确定所述加料操作的目标加料量。关于确定加料操作的目标加料量的更多内容可以参见流程图9及其描述，在此不作赘述。

控制模块830可以用于对每一次加料操作执行一次称重操作。具体地，控制模块830可以控制分料组件依次将至少一份分料置于称重组件上，分料组件包括至少一个分料格；以及如果称重量满足加料操作的目标加料量，则完成称重操作。在一些实施例中，控制模块830可以用于对应每一次称重操作执行倒料操作。具体地，控制模块830可以控制搬运组件将称重组件的原料转移至加料管上方；然后可以控制搬运组件旋转将称重组件上的原料倒入加料槽内；从而可以通入加压气体将加料槽内的原料压入生长腔体内，或通过原料的自身重力落入生长腔体内。关于称重操作和倒料操作的更多内容可以参见流程图9及其描述，在此不作赘述。

图9是根据本说明书又一些实施例所示的加料控制方法的流程图。在一些实施例中，该流程可以由处理设备(例如，处理设备110)和/或控制设备(例如，控制设备120)执行。例如，流程900可以以程序或指令的形式存储在存储设备(例如，存储设备、处理设备和/或控制设备的存储单元)中，当处理器320或图8所示的模块执行程序或指令时，可以实现流程900。在一些实施例中，流程900可以利用以下未描述的一个或以上附加操作，和/或不通过以下所讨论的一个或以上操作完成。另外，如图9所示的操作的顺序并非限制性的。如图9所示，流程900包括下述步骤。

在一些实施例中，可以不考虑晶体的实时生长重量，而仅基于预设加料控制参数进行加料控制。在一些实施例中，预设加料控制参数可以基于经验、实验、统计分析、机器学习模型等确定。在一些实施例中，可以在确定初始加料控制参数后，再进行多次试验或调试后确定预设加料控制参数。在一些实施例中，可以根据不同情况调整预设加料控制参数。图9将以一次加料操作为例进行描述。

步骤910，获取预设加料时间段、预设加料时间段内的预估晶体生长量、预设加料频率、已加料总量和已加料次数。在一些实施例中，该步骤910可以由第二获取模块810执行。

预设加料时间段可以指晶体生长过程中需要执行加料操作的时间段。例如，结合步骤520所述，预设加料时间段可以是等径阶段所处的时间段。又例如，预设加料时间段可以是引晶阶段所处的时间段。

通常来说，在生长条件已确定的情况下，已知晶体对应的晶体生长过程中各个阶段的时间段是可以预估的。不同晶体对应的预估的各个时间段可以存储于存储设备(例如，存储设备170)中。相应地，第二获取模块810可以从存储设备170中获取预设加料时间段和预估晶体生长量。

预设加料频率可以为一段时间内(例如，1小时内)的预计加料次数。在一些实施例中，第二获取模块810可以根据执行一次加料操作所需的时长及预设加料时间段，确定预设加料频率。例如，预设加料频率＝预设加料时间段/一次加料操作所需时长。在一些实施例中，一次加料操作所需时长可以根据统计数据确定。

已加料总量可以是从启动第一次加料操作开始至当前时刻的时间间隔内，向生长腔体内加入原料的总重量。若当前时刻为第一次加料操作，则已加料总量为零。在一些实施例中，可以将已经完成的所有先前加料操作对应的称重操作的称重量进行求和得到已加料总量。

已加料次数可以是从启动第一次加料操作开始至当前时刻的时间间隔内，已经完成的加料操作的次数之和。若当前时刻为第一次加料操作，则已加料次数为零。

步骤920，基于预估晶体生长量、预设加料时间段、预设加料频率、已加料总量和已加料次数，确定当前次加料操作的目标加料量。在一些实施例中，该步骤920可以由确定模块820执行。

在一些实施例中，对于第一次加料操作，已加料次数和已加料总量都为零，那么其对应的目标加料量C₁＝预估晶体生长量/(预设加料时间段×预设加料频率)；对于非第一次加料操作，其对应的目标加料量C_n＝(预估晶体生长量-已加料总量)/(预设加料时间段×预设加料频率-已加料次数)。

步骤930，根据确定的目标加料量执行当前次加料操作。在一些实施例中，该步骤930可以由控制模块830执行。

在一些实施例中，结合流程700所述，当前次加料操作可以包括至少一次称重操作、至少一次搬运操作和至少一次倒料操作。

在一些实施例中，控制模块830可以根据目标加料量确定目标加料范围。例如，对于第一次加料操作，目标加料范围可以是(C₁-ΔC₁，C₁+ΔC₁)；对于后续加料操作，目标加料范围可以是(C_n-ΔC_n，C_n+ΔC_n)。在一些实施例中，ΔC₁和/或ΔC_n可以是系统默认值，也可以根据不同情况调整。在一些实施例中，ΔC₁和/或ΔC_n可以小于预设值。例如，ΔC₁＝0.1×C₁；ΔC_n＝0.1×C_n。

在一些实施例中，控制模块830可以基于目标加料范围控制称重操作。例如，对于第一次加料操作，当称重量大于C₁或C₁-ΔC₁时则停止称重；对于后续加料操作，当称重量大于C_n或C_n-ΔC_n时则停止称重。完成称重操作后，控制模块830可以进一步控制相应的组件执行搬运操作和倒料操作。关于执行加料操作的更多内容可以参见图7及其描述，在此不再赘述。

仅作为示例，假设晶体等径阶段对应的时间段为20h(即预设加料时间段为20h)，等径阶段的预估晶体生长量为400g，一次加料操作所需时长为3min，则预设加料频率为1/(3min/次)＝20次/h。此外，预设加料操作总次数为20次/h×20h＝400次。

如上文所述，对于第一次加料操作，其目标加料量C₁＝预估晶体生长量/(预设加料时间×预设加料频率)＝400g/(20h×20次/h)＝1g/次。即，第一次加料操作的目标加料量为1g。进一步地，可以设定一个允许的偏差值0.1g，得到第一次加料操作对应的目标加料范围为0.9g～1.1g。相应地，进行称重操作时，当称重量大于等于0.9g或1g时则停止称重，然后进行搬运操作和倒料操作。例如，当称重量为0.98g时，可以停止称重，并执行搬运操作和倒料操作，以完成第一次加料操作。

对于第二次加料操作，其目标加料量与先前加料总量和已加料次数相关，即，与第一次加料操作的加料量相关。例如，假设第一次加料量为0.98g，则第二次加料操作的目标加料量C₂＝(预估晶体生长量-已加料总量)/(加料操作总次数-已加料次数)＝(400g-0.98g)/(400次-1次)≈1.00g/次。即，第二次加料操作的目标加料量为1g。类似地，可以设定偏差值0.1g以得到第二次加料操作对应的目标加料范围为0.9g～1.1g。相应地，进行称重操作，当称重量大于等于0.9g或1g时则停止称重，然后进行搬运操作和倒料操作，以完成第二次加料操作。

按上述方式，依次进行第3次-第399次加料操作。

对于第400次(最后一次)加料操作，其目标加料量与先前加料总量和已加料次数相关。例如，假设前399次的已加料总量为398.8g，则第400次加料操作的目标加料量C₄₀₀＝(预估晶体生长量-已加料总量)/(加料总次数-已加料次数)＝(400g-398.8g)/(400次-399次)＝1.2g/次。即，第400次加料操作的目标加料量为1.2g。类似地，可以设定偏差值0.1g以得到第400次加料操作对应的目标加料范围为1.1g～1.3g。相应地，进行称重操作，当称重量大于等于1.1g或1.2g时则停止称重，然后进行搬运操作和倒料操作，以完成最后一次加料。

在一些情况下，加料设备执行不同次加料操作时，机械部件(例如，搬运组件)的运动速度可能有一定差异(即往复时间可能不同)，相应地，不同次加料操作的实际耗时可能不同；另外，分料组件进行不同次分料时，实际的分料量也可能有一定偏差(即加料量与目标加料量可能有一定偏差)。因此，根据本说明书一些实施例，在每次加料操作时，可以获取已完成加料操作的加料总量和加料次数，并根据加料总量和加料次数调整当前次加料操作的目标加料量。如果之前的加料操作中存在一定偏差，那么则可以通过当前次加料操作弥补之前的加料操作造成的偏差，使得加料时间段内(例如，等径阶段)的最终晶体生长总量与加料总量相当。例如，若前一次加料操作的实际加料量小于其目标加料量，则当前次加料操作的目标加料量大于前一次加料操作的目标加料量；反之，若前一次加料操作的实际加料量大于目标加料量，则当前次加料操作的目标加料量小于前一次加料操作的目标加料量。

应当注意的是，上述有关流程的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。例如，ΔC₁或ΔC_n还可以为其他值，比如，ΔC₁＝0.01×C₁或ΔC_n＝0.05×C_n。又例如，目标加料量可以(C_n-ΔC_na，C_n+ΔC_nb)，其中ΔC_na与ΔC_nb可以相等或不相等。

图10和图11是根据本说明书一些实施例所示的示例性加料设备的结构示意图。图12是根据本说明书一些实施例所示的示例性储料组件和示例性称重组件的结构示意图。图13是根据本说明书一些实施例所示的示例性储料组件的结构示意图。下面将结合图10-13对加料设备进行详细说明。

如图10所示，加料设备1000可以包括分料组件160、称重组件140、搬运组件130和控制组件(图中未示出)。

分料组件160可以用于将至少一份分料依次置于称重组件140上。在一些实施例中，如图12和图13所示，分料组件160可以包括多个分料格161、分料座162、分料板163和连接机构164。分料格161可以用于对原料进行分装。分料板163可以用于支撑分料格。例如，分料格161可以是贯通分料板163上的通孔。分料座162可以用于支撑分料格161和分料板163。分料座162与分料板163可以同轴旋转。分料板163可以通过连接机构164连接到驱动机构(图中未示出)。

在一些实施例中，分料格161的形状可以是圆柱体、长方体、多棱柱体等。在一些实施例中，如图12所示，分料座162上可以设有至少一个出料口1621，分料格161中的原料可以通过出料口1621落入称重组件140上。在一些实施例中，出料口1621的形状可以与分料格161的形状相同或大致相同；出料口1621的位置也可以与分料格161的位置大致相当(例如，出料口1621位于分料座162的周向上，分料格161位于分料板163周向上，二者位置大致相对应)，以方便分料格161中的分料可以快速准确地流出。

具体地，多个分料格161中都装满原料，当控制组件控制分料板163相对于分料座162旋转时，其中一个分料格161可以与出料口1621对齐，形成原料通道，使得该分料格161中原料可以经出料口1621落入称重组件140上；当该分料格161中的原料全部落入称重组件140上后，控制组件继续控制分料板163相对于分料座162旋转，已排空的分料格161与出料口1621错开后，又会被新的原料填满；当下一个分料格161与出料口1621对齐时，可以将下一份分料经出料口1621落入称重组件140上；类似地，控制组件继续控制分料板163相对于分料座162旋转，已排空的分料格161又会被新的原料填满。以此方式，控制组件控制多个分料格161依次旋转放料，直到称重完成。在一些实施例中，控制组件可以控制分料板163旋转或移动，也可以控制分料座162旋转或移动，或者控制两者同时相对旋转或相对移动，只要通过两者的相对运动可以使得多个分料格161中的原料经出料口1621落入称重组件140上即可。

在本说明书实施例中，控制组件控制分料板163相对于分料座162旋转时，出料口1621位于分料格161的运动轨迹(例如，沿分料座162或分料板163的周向)上，可以确保每一个分料格161都能与出料口1621对齐，从而确保分料格161中的分料可以快速准确地落入称重组件140上。

在一些实施例中，多个分料格161也可以沿直线设置，相应地，分料板163可以相对于分料座162水平移动，此时出料口1621也位于分料格161的运动轨迹上，可以确保每一个分料格161都能与出料口1621对齐，从而确保分料格161中的分料可以快速准确地落入称重组件140上。

在一些实施例中，如图13所示，连接机构164的下端可以与分料板163的中心连接，驱动机构通过连接机构164而驱动分料板163的旋转或平移。在一些实施例中，连接机构164的顶端可以穿过储料组件150的盖体并与驱动机构相连接。在一些实施例中，驱动机构也可以安装于连接机构164的底端。

称重组件140可以用于称量分料组件160置于其上的分料的重量。在一些实施例中，称重组件140可以包括称重传感器。在一些实施例中，称重组件140还可以包括显示设备(例如，显示屏)，用于显示其上至少一份分料的重量。在一些实施例中，称重组件140还可以包括通信模块，用于将重量值传输至控制组件。在一些实施例中，如图11所示，称重组件140上可放置盛料盘141，用于盛装分料。

搬运组件130可以用于将称重组件140称取完毕的原料加入生长腔体2000内。在一些实施例中，如图10所示，搬运组件130可以包括提升机构131、平移机构132、翻转机构133、夹持机构134和平移座135。夹持机构134安装于翻转机构133上，翻转机构133安装与提升机构131上，提升机构131安装于平移机构132上，平移机构132安装于平移座135上。

在一些实施例中，如图10所示，加料设备1000还可以包括加料槽190和加料管191。加料槽190的下端与加料管191的上端连接，加料管191的下端伸入生长腔体2000内，原料可以通过加料槽190落入加料管191中，从而加入到生长腔体2000内。在一些实施例中，加料槽190的形状可以是漏斗状，便于原料落入加料管191中。在一些实施例中，加料管191可以采用耐高温的材质制作，例如，加料管191可以为铱管、钨管、钼管。

在一些实施例中，如图10所示，加料设备1000还可以包括储料组件150，用于储存原料。在一些实施例中，储料组件150可以包括各种形状的储存容器或腔体。例如，如图10-13所示，储料组件150可以是具有一定容积的料斗。在一些实施例中，储料组件150可以与分料组件160接触装配，储料组件150的出口直接与分料组件160连通。在一些实施例中，储料组件150也可以安装于加料设备1000的其他合适的位置(例如，储料组件150的出口通过管道等连通件与分料组件160连通)，只需确保储料组件150中的原料能到达分料组件160中即可。

在一些实施例中，储料组件150还可以包括搅料件(图中未示出)，用于搅拌储存在储料组件150中的原料。通过搅料件搅拌原料，可以避免储料组件150内原料局部聚集团结，从而便于原料顺利落入分料组件160的分料格161中。在一些实施例中，搅料件可以包括安装在储料组件150内的搅拌杆、搅拌桨等，本说明书对此不作限制。在一些实施例中，搅拌件可以安装在连接机构164上，在连接机构164转动时带动搅拌件旋转。在一些实施例中，搅拌件可以插装在储料组件150顶部的盖体上，且其伸出端与驱动机构(例如，搅拌电机)相连接。驱动机构可以用于驱动搅拌件的旋转。进一步地，驱动机构可以与控制组件相连接并在控制组件的控制下带动搅拌件旋转以搅动原料。

控制组件可以用于判断是否进行加料操作、确定加料操作的目标加料量以及控制其他各个组件的运动以实现加料操作。

例如，控制组件可以基于目标加料量和称重组件140确定的实时重量，控制分料组件160的分料过程。具体地，控制组件可以控制分料板163旋转或移动以使分料格161中至少一份分料通过出料口1621落入到称重组件140上，当称重组件140上积累的分料重量大于或等于目标加料量时，控制组件可以控制分料板163停止旋转或移动。

又例如，控制组件可以控制搬运组件130将原料加入生长腔体2000内。具体地，当称重完成后，控制组件可以控制提升机构131下移，使得夹持机构134夹持住盛料盘141，并控制提升机构131稍微上移，以将盛料盘141夹起；然后控制组件可以控制平移机构132水平移动，当盛料盘141位于加料槽190上方时，控制平移机构132停止移动；进一步地，控制组件可以控制翻转机构133旋转，将原料倾倒入加料槽190内；进一步地，控制组件可以控制通气装置(图中未示出)通入加压气体以将加料槽190内的原料通过加料管191压入生长腔体2000内。完成倒料后，控制组件可以按相反过程依次控制各部件复位。具体地，控制翻转机构133复位、控制平移机构132平移至称重组件140上方、控制提升机构131下移至靠近称重组件140、控制夹持机构134松开以将盛料盘141放回称重组件140上、控制提升机构131上移复位。示例性地，控制组件可以通过直线模组、气缸、伺服电机等线性驱动机构控制提升机构131和平移机构132的运动过程；控制组件可以通过旋转气缸、旋转伺服电机等控制翻转机构133的运动过程；控制组件可以通过机械手、夹紧气缸等控制夹持机构134的运动过程。在一些实施例中，盛料盘141外壁可以设置与夹持机构134相配合的凹槽或凸件等，以便于被夹持机构134夹持。

在一些实施例中，控制组件可以通过处理设备110和/或控制设备120实现。关于加料操作的更多内容可以参见本说明书其他位置(例如，图5、图7和图9及其描述)，在此不做赘述。

需要注意的是，以上描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解本说明书的原理后，可以在不背离这一原理的情况下，对实施上述流程及系统、装置、设备进行形式和细节上的各种修正和改变。然而，这些变化和修改不脱离本说明书的范围。

本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于：

(1)获取晶体实时重量判断是否开始执行加料操作，并根据晶体生长重量和已加料总量判断是否执行后续加料操作，可以使晶体生长过程中的原料消耗量和加料量保持动态平衡，提高晶体生长过程的稳定性。

(2)根据晶体生长重量和已加料总量的差值确定每次加料操作的目标加料量，并在确定目标加料量时设置可调节的参考区间，可以进一步保证原料消耗量和加料量的动态平衡。

(3)在称重操作中，每次控制一份分料置于称重组件上，多次放置分料直到当前称重量大于或等于目标加料量即停止称料，使得称量过程中的称量误差不会超过一个分料格中一份分料的重量，提高实际加料量的准确性。

需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。

以上内容描述了本说明书和/或一些其他的示例。根据上述内容，本说明书还可以做出不同的变形。本说明书披露的主题能够以不同的形式和例子所实现，并且本说明书可以被应用于大量的应用程序中。后文权利要求中所要求保护的所有应用、修饰以及改变都属于本说明书的范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”、或“一个实施例”、或“一替代性实施例”、或“另一实施例”或“另一个实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

本领域技术人员能够理解，本说明书所披露的内容可以出现多种变型和改进。例如，以上所描述的不同系统组件都是通过硬件设备所实现的，但是也可能只通过软件的解决方案得以实现。例如：在现有的服务器上安装系统。此外，这里所披露的位置信息的提供可能是通过一个固件、固件/软件的组合、固件/硬件的组合或硬件/固件/软件的组合得以实现。

所有软件或其中的一部分有时可能会通过网络进行通信，如互联网或其他通信网络。此类通信能够将软件从一个计算机设备或处理器加载到另一个。例如：从放射治疗系统的一个管理服务器或主机计算机加载至一个计算机环境的硬件平台，或其他实现系统的计算机环境，或与提供确定轮椅目标结构参数所需要的信息相关的类似功能的系统。因此，另一种能够传递软件元素的介质也可以被用作局部设备之间的物理连接，例如光波、电波、电磁波等，通过电缆、光缆或者空气实现传播。用来载波的物理介质如电缆、无线连接或光缆等类似设备，也可以被认为是承载软件的介质。在这里的用法除非限制了有形的“储存”介质，其他表示计算机或机器“可读介质”的术语都表示在处理器执行任何指令的过程中参与的介质。

本说明书各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C⁺⁺、C^#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、VisualBasic、Fortran2003、Perl、COBOL2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，例如，局域网(LAN)或广域网(WAN)、或连接至外部计算机(例如通过因特网)、或在云计算环境中、或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述属性、数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档、物件等，特将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种加料控制方法，应用于晶体制备过程，其特征在于，所述方法包括：

在所述晶体制备过程中，执行多次加料操作，所述多次加料操作中相邻加料操作之间的时间间隔相同，所述多次加料操作包括第一次加料操作和至少一次后续加料操作，对于所述后续加料操作：

获取当前时刻与所述第一次加料操作时的时间间隔内的晶体生长重量；

获取所述时间间隔内的加料总量；

判断所述晶体生长重量与所述加料总量的差值是否满足预设条件；

如果所述差值满足所述预设条件，则启动所述后续加料操作，所述后续加料操作的目标加料量基于所述差值确定，其中，

如果所述差值位于第一参考区间内，则所述目标加料量为所述第一参考区间的左端点对应的量；

如果所述差值位于第二参考区间内，则所述目标加料量为所述第二参考区间的左端点对应的量，所述第二参考区间大于所述第一参考区间；

如果所述差值位于所述第一参考区间的右端点和所述第二参考区间的左端点之间，则所述目标加料量为所述差值；

如果所述差值大于所述第二参考区间的右端点，则所述目标加料量为所述第二参考区间的左端点对应的量。

2.如权利要求1所述的加料控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

对于所述第一次加料操作：

判断晶体实时重量是否达到预设阈值；

如果所述晶体实时重量达到所述预设阈值，则启动所述第一次加料操作。

3.如权利要求1所述的加料控制方法，其特征在于，所述多次加料操作的每一次加料操作对应一次称重操作，所述称重操作包括：

控制分料组件依次将至少一份分料置于称重组件上，所述分料组件包括至少一个分料格；

判断所述称重组件的称重量是否满足所述加料操作的所述目标加料量；

如果所述称重量满足所述加料操作的所述目标加料量，则完成所述称重操作。

4.如权利要求3所述的加料控制方法，其特征在于，所述第一次加料操作的目标加料量根据实验数据统计或机器学习模型确定。

5.如权利要求1所述的加料控制方法，其特征在于，所述第一参考区间和/或所述第二参考区间基于所述第一次加料操作的目标加料量确定。

6.如权利要求3所述的加料控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制搬运组件将所述称重组件的原料转移至加料管上方；

控制所述搬运组件旋转以将所述称重组件上的所述原料倒入加料槽内；

通入加压气体将加料槽内的所述原料压入生长腔体内或者通过原料的自身重力落入生长腔体内。

7.一种加料控制系统，应用于晶体制备过程，其特征在于，在所述晶体制备过程中，执行多次加料操作，所述多次加料操作中相邻加料操作之间的时间间隔相同，所述多次加料操作包括第一次加料操作和至少一次后续加料操作；所述系统包括：

获取模块，用于获取当前时刻与所述第一次加料操作时的时间间隔内的晶体生长重量；以及获取所述时间间隔内的加料总量；

处理模块，用于判断所述晶体生长重量与所述加料总量的差值是否满足预设条件；

控制模块，用于如果所述差值满足所述预设条件，则启动后续加料操作，所述后续加料操作的目标加料量基于所述差值确定，其中，

如果所述差值位于第一参考区间内，则所述目标加料量为所述第一参考区间的左端点对应的量；

如果所述差值位于第二参考区间内，则所述目标加料量为所述第二参考区间的左端点对应的量，所述第二参考区间大于所述第一参考区间；

如果所述差值位于所述第一参考区间的右端点和所述第二参考区间的左端点之间，则所述目标加料量为所述差值；

如果所述差值大于所述第二参考区间的右端点，则所述目标加料量为所述第二参考区间的左端点对应的量。

8.一种加料控制装置，应用于晶体制备过程，其特征在于，所述加料控制装置包括：

至少一个存储器，用于存储计算机指令；

至少一个处理器，所述至少一个处理器与所述至少一个存储器通讯，当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述加料控制装置执行如权利要求1-6任意一项所述的加料控制方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的加料控制方法。

10.一种加料设备，应用于晶体制备过程，其特征在于，所述设备包括：

分料组件，用于将至少一份分料依次置于称重组件上；

称重组件，用于称量所述分料组件置于其上的分料的重量；

搬运组件，用于将所述称重组件称取完毕的原料加入生长腔体内；

控制组件，用于：

确定加料操作的目标加料量，所述加料操作中相邻加料操作之间的时间间隔相同，所述加料操作包括第一次加料操作和至少一次后续加料操作，所述后续加料操作的目标加料量基于当前时刻与所述第一次加料操作时的时间间隔内晶体生长重量与加料总量的差值确定，其中，

如果所述差值位于第一参考区间内，则所述目标加料量为所述第一参考区间的左端点对应的量；

如果所述差值位于第二参考区间内，则所述目标加料量为所述第二参考区间的左端点对应的量，所述第二参考区间大于所述第一参考区间；

如果所述差值位于所述第一参考区间的右端点和所述第二参考区间的左端点之间，则所述目标加料量为所述差值；

如果所述差值大于所述第二参考区间的右端点，则所述目标加料量为所述第二参考区间的左端点对应的量；

基于所述目标加料量和所述称重组件确定的实时重量，控制所述分料组件的分料过程；以及

控制所述搬运组件将所述原料加入所述生长腔体内。

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