CN202631441U - 一种石英坩埚质量缺陷检验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石英坩埚质量缺陷检验装置，包括：用于放置石英坩埚的坩埚支撑架；用于覆盖在所述石英坩埚上的灯罩密封盖板，所述灯罩密封盖板与所述石英坩埚相对的一侧设置有强光灯。通过强光灯在密封的石英坩埚的内部发光，外部观测透光电强度快速判断石英坩埚壁凹坑、裂纹、壁薄超差等，从而实现了无损伤、无接触检测石英坩埚的检验目的。本实用新型提供的石英坩埚质量缺陷检验装置，结构设计简单，操作方便，能够降低工人劳动强度，消除酒精污染，检测成本低，检测精度高，可完全检出石英坩埚微小裂纹、凹凸不平、黑斑等缺陷，为确保铸锭质量，避免铸锭泄露事故起到了保障作用。

Description

一种石英坩埚质量缺陷检验装置

技术领域

本实用新型涉及石英坩埚技术领域，特别涉及一种石英坩埚质量缺陷检验装置。

背景技术

多晶硅铸锭用石英坩埚是目前熔铸多晶硅唯一能用于装填高纯硅料的容器，是多晶硅片生产中不可替代的关键耗材。石英坩埚不仅要求原料纯度高，使用环境苛刻，还对外观提出了严格要求。一般石英坩埚不允许有任何缺陷（无污染、无气孔、无裂纹、凹凸起伏不大于2毫米）。

目前，石英坩埚的内在质量均由制造厂家控制，其外观质量在出厂后的检验并没有专用仪器或设施。现在太阳能硅片制造厂家普遍采用的质量检测方法是：在石英坩埚喷涂之前，采取在其坩埚壁内外刷酒精，借助手电筒或灯光做目视外观检查，很难查出微小的裂纹和凹凸不平缺陷。

可见，现有的质量检验方法较为笨拙，操作起来费时费力，工作效率低；同时检测一个石英坩埚大概需要酒精500毫升浪费能源，检测成本高使用酒精对环境有污染，不符合环保理念；更为重要的是，这种质量检验方法不够精确，不易全部检测出石英坩埚内部片裂纹、凹凸、黑斑结点等缺陷，不能实现质量把关作用，在实际生产铸锭过程中曾多次出现过铸锭粘锅、裂纹，甚至整锭泄露事故，给企业造成了严重的经济损失。

因此，改进石英坩埚质量缺陷检验装置及方法，简化操作，能够环保且高效的检测石英坩埚的各种缺陷，确保铸锭质量，避免铸锭泄露事故发生，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种石英坩埚质量缺陷检验装置，简化操作，能够环保且高效的检测石英坩埚的各种缺陷，确保铸锭质量，避免铸锭泄露事故发生。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种石英坩埚质量缺陷检验装置，包括：

用于放置石英坩埚的坩埚支撑架；

用于覆盖在所述石英坩埚上的灯罩密封盖板，所述灯罩密封盖板与所述石英坩埚相对的一侧设置有强光灯。

优选的，所述强光灯具体为能够放出红光的强光灯。

优选的，所述坩埚支撑架包括支撑底座，以及设置在所述支撑底座上，用于支撑所述石英坩埚的支撑臂。

优选的，所述支撑臂包括分别用于支撑所述石英坩埚底部和侧面的第一支撑臂和第二支撑臂。

优选的，还包括用于带动所述石英坩埚升降的升降传动机构。

优选的，所述升降传动机构包括：

设置在所述支撑底座上的竖直滑轨；

可滑动的设置在所述竖直滑轨上的滑块，所述滑块用于连接所述支撑臂；

用于驱动所述滑块沿所述竖直滑轨滑动的驱动装置。

优选的，所述驱动装置具体为气缸，所述滑块设置在所述气缸活塞杆的输出端，由所述气缸驱动沿竖直方向运动。

优选的，还包括用于控制所述升降传动机构运动及所述强光灯开启和关闭的自动控制装置。

优选的，所述自动控制装置包括用于监测所述升降传动机构位置，并输出位置信号的位置传感器，以及根据所述位置信号控制所述升降传动机构运动及所述强光灯开启和关闭的控制器。

优选的，所述传感器具体为设置在所述灯罩密封盖板和所述石英坩埚之间的压力传感器，用于在压力升高到最大额定值的情况下控制所述升降传动机构运动停止运动和所述强光灯开启，在压力降低到最大额定值的情况下控制所述强光灯关闭。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的石英坩埚质量缺陷检验装置，通过强光灯在密封的石英坩埚的内部发光，外部观测透光电强度快速判断石英坩埚壁凹坑、裂纹、壁薄超差等，从而实现了无损伤、无接触检测石英坩埚的检验目的；该装置结构设计简单，操作方便，能够降低工人劳动强度，消除酒精污染，检测成本低，检测精度高，可完全检出石英坩埚微小裂纹、凹凸不平、黑斑等缺陷，为确保铸锭质量，避免铸锭泄露事故起到了保障作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置的整体视图；

图2为本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置的侧视图；

图4为本实用新型实施例提供的检测前运输小车装载石英坩埚的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置在启动上升时的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置进行检测时的主视图；

图7为图6的侧视图。

其中，1为石英坩埚，2为坩埚支撑架，21为支撑底座，22为支撑臂，221为第一支撑臂，222为第二支撑臂，3为灯罩密封盖板，4为强光灯，5为升降传动机构，51为竖直滑轨，52为滑块，53为气缸，6为位置传感器，7为运输小车。

具体实施方式

本实用新型公开了一种石英坩埚质量缺陷检验装置，简化操作，能够环保且高效的检测石英坩埚的各种缺陷，确保铸锭质量，避免铸锭泄露事故发生。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1,图1为本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置的整体视图。

本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置，其核心改进点在于，包括：

用于放置石英坩埚1的坩埚支撑架2，鉴于需要检测石英坩埚1的周身侧壁和底部，因此在这里采用支撑架的形式，而非常规的工作平台，避免视角被不必要的阻挡，以对石英坩埚1进行更好的观察；

用于覆盖在石英坩埚1上的灯罩密封盖板3，灯罩密封盖板3与石英坩埚1相对的一侧设置有强光灯4。这样一来，由于石英坩埚1顶部开放的特殊结构，强光灯4可以在石英坩埚1的内部发光，比如紫外光，从外部观测透光电强度快速判断石英坩埚1壁上凹坑、裂纹、壁薄超差等缺陷，从而实现了无损伤、无接触检测石英坩埚1的检验目的；而灯罩密封盖板3的尺寸略大于石英坩埚1的外径，恰好能够覆盖在石英坩埚1上，并且同石英坩埚1一起对强光灯4的光照起到了密封的作用，使观察效果更好。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的附图中，石英坩埚1和灯罩密封盖板3均为方形，这只是实际生产中常见一种形式，还可以为圆形或者其他形状，只要保证灯罩密封盖板3能够扣在石英坩埚1上即可。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置，通过强光灯4在密封的石英坩埚1的内部发光，外部观测透光电强度快速判断石英坩埚壁凹坑、裂纹、壁薄超差等，从而实现了无损伤、无接触检测石英坩埚1的检验目的；结构设计简单，操作方便，能够降低工人劳动强度，消除酒精污染，检测成本低，检测精度高，可完全检出石英坩埚微小裂纹、凹凸不平、黑斑等缺陷，为确保铸锭质量，避免铸锭泄露事故起到了保障作用。

光是一种电磁波，具有绕过障碍物继续向前传播的能力，波长越长，能绕过的障碍物的线度就可以越大，红光和黄光在可见光中都属于波长较长的光。波长是光在一个振动周期（周期就是一次来回振动所用的时间）里传过的距离。频率是周期的倒数，所以波长=光速×周期，则光速=波长/周期=波长×频率，光的波长和频率之积为一定值（等于光速），所以频率越低的光，波长越长。红光波长最长，因此红光的穿透力最强，而且，红光很醒目。作为优选，强光灯4具体为能够放出红光的强光灯。

本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置，其坩埚支撑架2包括支撑底座21，用于将整个装置固定在地面或者工作台上，以及设置在支撑底座21上，用于支撑石英坩埚1的支撑臂22。

进一步的，支撑臂22包括分别用于支撑石英坩埚1底部和侧面的第一支撑臂22 1和第二支撑臂222，如图2和图3所示，第一支撑臂221和第二支撑臂222的具体数量均为两个，相对设置在石英坩埚1的两侧，防止了石英坩埚1的掉落，保证了检测过程的安全。

通常石英坩埚1的体积较大，质量较重，搬运起来不是很方便，而为了更好的观察石英坩埚1的四周侧壁和底部，需要将石英坩埚1抬升到一定高度。因此，作为优选，本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置，还包括用于带动石英坩埚1升降的升降传动机构5，从而将强光灯4置于石英坩埚1内部，与手动方式相比，提高了整个装置的自动化程度。

具体的，升降传动机构5包括：

设置在支撑底座21上的竖直滑轨；

可滑动的设置在竖直滑轨51上的滑块52，滑块52用于连接支撑臂22；

用于驱动滑块52沿竖直滑轨51滑动的驱动装置。

在本实施例中，驱动装置具体为气缸53，滑块52设置在气缸53活塞杆的输出端，由气缸53驱动沿竖直方向运动，其结构如图2所示。

当然，也可以将支撑臂22的位置设置的足够高，在使用时利用叉车等类似抬升工具将石英坩埚1置于支撑臂22上，而利用升降传动机构5带动灯罩密封盖板3下降，扣盖到石英坩埚1的顶部，从而将强光灯4置于石英坩埚1内部，以便进行观察。

为了进一步优化上述的技术方案，本实用新型实施例提供的石英坩埚质量缺陷检验装置，还包括用于控制升降传动机构5运动及强光灯4开启和关闭的自动控制装置，提升了装置的自动化程度，进一步降低了操作的难度，减轻了做工人员的压力，具有较高的效率。

具体的，自动控制装置包括用于监测升降传动机构5位置，并输出位置信号的位置传感器6，以及根据位置信号控制升降传动机构5运动及强光灯4开启和关闭的控制器。

作为优选，位置传感器6具体为设置在灯罩密封盖板3和石英坩埚1之间的压力传感器，用于在压力升高到最大额定值的情况下控制升降传动机构5运动停止运动和强光灯4开启，在压力降低到最大额定值的情况下控制强光灯4关闭。

下面结合实际过程，介绍一下使用本装置进行石英坩埚缺陷检验的方法：

检测前，操作工人通过运输小车7将石英坩埚1放到装置的支撑臂22上，由升降传动机构5将石英坩埚1升到石英坩埚1位置，当石英坩埚1与灯罩密封盖板3达到一定压力后，传感器6指示升降电机停止运行，这时强光灯4自动开启，操作工人沿石英坩埚1底部和四周观看透光效果，判定石英坩埚1的裂纹、凹凸及黑斑等缺陷。检查完毕后。按动按钮开关，将石英坩埚1降到初始位置，强光灯4自动关闭，即完成一个石英坩埚1的检测过程。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，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 (10)

1.一种石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，包括：

用于放置石英坩埚（1）的坩埚支撑架（2）；

用于覆盖在所述石英坩埚（1）上的灯罩密封盖板（3），所述灯罩密封盖板（3）与所述石英坩埚（1）相对的一侧设置有强光灯（4）。

2.根据权利要求1所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，所述强光灯（4）具体为能够放出红光的强光灯。

3.根据权利要求2所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，所述坩埚支撑架（2）包括支撑底座（21），以及设置在所述支撑底座（21）上，用于支撑所述石英坩埚（1）的支撑臂（22）。

4.根据权利要求3所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，所述支撑臂（22）包括分别用于支撑所述石英坩埚（1）底部和侧面的第一支撑臂（221）和第二支撑臂（222）。

5.根据权利要求3或4所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，还包括用于带动所述石英坩埚（1）升降的升降传动机构（5）。

6.根据权利要求5所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，所述升降传动机构（5）包括：

设置在所述支撑底座（21）上的竖直滑轨（51）；

可滑动的设置在所述竖直滑轨（51）上的滑块（52），所述滑块（52）用于连接所述支撑臂（22）；

用于驱动所述滑块（52）沿所述竖直滑轨（51）滑动的驱动装置。

7.根据权利要求6所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，所述驱动装置具体为气缸（53），所述滑块（52）设置在所述气缸（53）活塞杆的输出端，由所述气缸（53）驱动沿竖直方向运动。

8.根据权利要求7所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，还包括用于控制所述升降传动机构（5）运动及所述强光灯（4）开启和关闭的自动控制装置。

9.根据权利要求8所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，所述自动控制装置包括用于监测所述升降传动机构（5）位置，并输出位置信号的位置传感器（6），以及根据所述位置信号控制所述升降传动机构（5）运动及所述强光灯（4）开启和关闭的控制器。

10.根据权利要求9所述的石英坩埚质量缺陷检验装置，其特征在于，所述位置传感器（6）具体为设置在所述灯罩密封盖板（3）和所述石英坩埚（1）之间的压力传感器，用于在压力升高到最大额定值的情况下控制所述升降传动机构（5）运动停止运动和所述强光灯（4）开启，在压力降低到最大额定值的情况下控制所述强光灯（4）关闭。

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