CN203174218U - 一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于过程控制先进控制领域，具体涉及一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置，适用于快速生长大尺寸KDP和DKDP晶体的培养。该装置包括过滤装置和自动控制装置，过滤装置由过滤槽、热水浴、热水浴接收槽、冷水浴、冷水浴接收槽、蛇形管、输送泵、过滤器、计量泵和5个测温传感器组成，控制装置由PLC和触摸屏组成。连续过滤自动控制装置在快速生长大尺寸晶体的培养过程中对从育晶槽里流出的带有颗粒杂质的生长溶液，先加热溶解杂晶；再经过滤器滤除无关杂质；最后通过降温使回流到育晶槽里的溶液温度恢复到与育晶槽里的溶液温度一致，从而完成连续过滤循环。本实用新型装置提高了大尺寸晶体的生长速度和质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置，属于生产过程先进控制领域。
背景技术
磷酸二氢钾(KDP)和磷酸二氘钾(DKDP)晶体是一种被广泛使用的非线性水溶液晶体材料，具有很高的激光损伤阈值和较高的非线性系数以及可制作较大尺寸器件等优点，其二倍、三倍、四倍频器件通常用于室温ND：YAG激光器和染料激光器中，也是理想的高功率变频材料。由于其具有很高的光电系数，广泛应用于电光调制器、Q开关(也被称作普克尔斯盒)和高速摄影用的快门等元器件。
近年来，随着惯性约束核聚变(ICF)的迅速发展，对KDP和DKDP晶体的研究在国际上又进入了一个新阶段。尽管新型的非线性光学材料不断涌现，但综合对比晶体的光学性能和生长条件，优质大尺寸的KDP和DKDP晶体是目前唯一可用于激光核聚变等高功率系统中的晶体。
传统的KDP晶体培养方法具有生长速率慢、生长周期长、晶体质量难以保证等缺点，并且国内的晶体培养设备还大量依赖人工操作，自动化程度低。
实用新型内容
为了批量生产大尺寸优质的KDP和DKDP晶体，本实用新型提供了一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置。
本实用新型所采用的技术方案是：
连续过滤自动控制装置包括过滤装置和自动控制装置。
过滤装置由过滤槽、热水浴、热水浴接收槽、冷水浴、冷水浴接收槽、蛇形管、输送泵、过滤器、计量泵和5个测温传感器组成。
控制装置由PLC、相关扩展模块、触摸屏、相关执行器和检测传感器组成。
溶液的过滤过程是，从育晶槽里流出的带有颗粒杂质的生长溶液，先加热溶解杂晶；再经过滤器滤除无关杂质；最后通过降温使回流到育晶槽里的溶液温度恢复到与育晶槽里的溶液温度一致，避免对育晶槽里的溶液造成扰动，从而完成连续过滤循环。
本实用新型装置，通过在培养过程中循环过滤，克服溶液自发结晶的影响，使杂晶与无关颗粒大量减少，提高了大尺寸晶体的生长速度和质量，保证KDP和DKDP晶体具有大尺寸、低错位度、高光学均匀性和高激光损伤阈值等特征。
附图说明
图1是一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置结构图。
附图1中编号1是育晶槽、2是热水浴、3是热水浴接收槽、4是冷水浴、5是冷水浴接收槽、6和10是蛇形管、7是输送泵、8是过滤器、9是计量泵；从左至右的5个测温点分别是：育晶槽温度T1、热水浴温度T2、热水浴接收槽温度T3、冷水浴温度T4、冷水浴接收槽温度T5。
图2是晶体培养过程中的连续过滤自动控制的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置的应用，包括以下实施过程：
(1)做好溶液投放工作之后，打开电源，系统即进入自动运行状态。若是初次开机，需进行温度控制，设定包括：热水浴的Δ1、输送泵启动下限Δ2、冷水浴的Δ3与计量泵的启动上限Δ4值(Δ是指与育晶槽温度的偏差值)。
(2)系统进入自动运行状态后，育晶槽内的溶液温度为T1，流经温度为T2(T2＝T1+Δ1)的热水浴中的蛇形管，杂晶颗粒随着溶液温度的升高而溶解，溶液进入热水浴接受槽，温度达到T3。育晶槽内的带有颗粒杂质的溶液进入热水浴的蛇形管，溶液中的杂晶颗粒受热溶解，溶液进入热水浴接受槽。
(3)热水浴接收槽中的溶液经输送泵流经两级过滤器，滤除无关杂质，净化溶液品质。
(4)过滤后的溶液经计量泵流入温度为T4(T4＝T1+Δ3)的冷水浴中的蛇形管，溶液温度降低到与育晶槽里的温度接近一致，汇流到冷水浴接收槽，温度为T5，最后回到育晶槽，完成循环。
(5)输送泵与计量泵联动，输送泵启动需满足条件T3≥T1+Δ2，计量泵启动需满足条件T1≤T5≤T1+Δ4，当两个条件都满足时，输送泵与计量泵同时启动，避免一个泵动作另一个泵不动作的情况发生。
本实用新型装置可提高大尺寸晶体的生长速度和质量。
以上是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于实用新型技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置，其特征在于，连续过滤自动控制装置由过滤装置和控制装置组成。
2.根据权利要求1所述一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置，其特征在于，过滤装置由过滤槽、热水浴、热水浴接收槽、冷水浴、冷水浴接收槽、蛇形管、输送泵、过滤器、计量泵和5个测温传感器组成。
3.根据权利要求1所述一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置，其特征在于，控制装置由PLC和触摸屏组成。
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| CN 201320104961 CN203174218U (zh) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | 一种晶体培养过程中的连续过滤自动控制装置 |
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| CN203174218U true CN203174218U (zh) | 2013-09-04 |
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| CN110055578A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-26 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Kdp类晶体生长过程中载晶架上杂晶的消除装置和方法 |
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2013
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