CN207498518U - 多晶硅铸锭炉防溢流监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，属于监测装置技术领域，包括炉体，炉体的内部设有隔热笼，隔热笼的内部设有石英坩埚和加热器，石英坩埚的内部设有硅熔体，石英坩埚的下方设有热交换台和支柱，加热器上联接有加热器提升杆，炉体的底部铺设有隔热层，隔热层的上方铺设有热敏电缆，热敏电缆通过卡件与隔热层卡接，热敏电缆的外部通过补偿导线连接有变送器，变送器通过通讯线连接有信号处理设备，信号处理设备的外部连接有显示报警终端，把热电阻金属丝替换成热敏电缆，把热敏电缆产生的实时信号组态到监控系统中，并通过监控系统中温度曲线监控多晶硅铸锭炉内的温度，解决了现有技术中出现的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，属于监测装置技术领域。
背景技术
多晶硅铸锭炉内部的坩埚由石英或其它耐高温材质制作而成，能够承受高达1600度的反应温度，铸锭炉底部温度600-800度。随着多晶硅铸锭炉生产率(kg/炉)的不断提高，发生溢流的可能性也不断增加。
溢流是指高温熔融状态的硅液流出坩埚，发生溢流的原因：(1)一次投料过多；(2)坩埚沸腾；(3)坩埚破裂。如果不加保护措施则会造成硅液流到铸锭炉底部，高温硅液击穿炉体底部，改变反应的真空环境，甚至会把冷凝水气化，产生高压引起炉体爆炸(曾经发生过这种事故)；现行通用的溢流报警办法是采用热电阻金属丝熔断技术，工作原理是高温熔融硅液经过导流沟、导流孔流到电阻丝上面造成金属丝断电，产生报警信号。此信号为一次性断电信号，不具有可持续性；
热电阻金属丝报警系统有以下缺点：(1)不能实时显示炉子内部温度；(2)故障后报警(熔断报警)，即发生溢流以后，溢流液熔断热电阻金属丝后才能报警，属于事故发生后的报警；(3)一次性使用；(4)安装时容易出现拱起现象，形成盲区，溢流硅液无法接触到金属丝，造成无法报警；(5)溢流硅液熔断电阻丝后又凝结，使得电阻丝重新连接，造成不报警。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，把热电阻金属丝替换成热敏电缆，把热敏电缆产生的实时信号组态到监控系统中，并通过监控系统中温度曲线监控多晶硅铸锭炉内的温度，解决了现有技术中出现的问题。
本实用新型所述的多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，包括炉体，炉体的内部设有隔热笼，隔热笼的内部设有石英坩埚和加热器，石英坩埚的内部设有硅熔体，石英坩埚的下方设有热交换台和支柱，加热器上联接有加热器提升杆，炉体的底部铺设有隔热层，隔热层的上方铺设有热敏电缆，热敏电缆通过卡件与隔热层卡接，热敏电缆的外部通过补偿导线连接有变送器，变送器通过通讯线连接有信号处理设备，信号处理设备的外部连接有显示报警终端。
把热电阻金属丝替换成热敏电缆，把热敏电缆产生的实时信号组态到监控系统中，并通过监控系统中温度曲线监控多晶硅铸锭炉内的温度，并能通过温升曲线进行数据分析，充分监控多晶硅铸锭炉内的温度变化，达到准确报警的要求。
所述的热敏电缆在炉体底部铺设的形状为四角为圆弧形的正方形，长度大于石英坩埚的周长，铺设的圈数为三圈。
所述的热敏电缆包括金属保护管和设于金属保护管内的两个热电极，两个热电极分别与金属保护管的轴心线平行,且两个热电极之间、各热电极与金属保护管内壁之间均不接触，两个热电极之间、各热电极与金属保护管内壁之间的间隙空间填充有温敏介质材料。
热敏电缆是一种线状温度传感器，与普通热电偶相比，具有任一点感温功能，而普通热电偶只能单点感温，其最终实现以线、面代点，且布点少、系统简单；它能够像常规感温电缆监测一样测量热点的实时温度和位置，但比常规感温电缆监测便宜和结构灵活；另一方面，它也能够像热电偶温度监测一样结实和易于安装维护，但比热电偶温度监测功能强大，性能更好。
所述的炉体的外部设有铸锭炉电气接线盒，热敏电缆的对接头固定在铸锭炉电气接线盒内，对接头为防水接头。
所述的石英坩埚的上方设有与其连通的石墨套管，石英坩埚的上方设有盖板，石英坩埚的侧面设有石墨护板。
所述的热敏电缆为热偶型热敏电缆。
本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：
提供一种多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，把热电阻金属丝替换成热敏电缆，把热敏电缆产生的实时信号组态到监控系统中，并通过监控系统中温度曲线监控多晶硅铸锭炉内的温度，并能通过温升曲线进行数据分析，充分监控多晶硅铸锭炉内的温度变化，达到准确报警的要求，解决了现有技术中出现的问题；具有以下优点：(1)实时监测炉体内部温度变化，始终显示炉体最高温度；(2)能达到提前报警，减少损失，避免爆炸；(3)不会出现漏报，误报现象；(4)不必紧贴溢流槽，偶丝拱起仍能正常报警。
附图说明
图1为本实用新型实施例多晶硅铸锭炉的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中热敏电缆的安装示意图；
图3为本实用新型实施例中热敏电缆的结构示意图；
图4为本实用新型实施例的电气连接框图；
图中：1、石墨套管；2、炉体；3、隔热笼；4、加热器提升杆；5、加热器；6、盖板；7、石墨护板；8、石英坩埚；9、硅熔体；10、热交换台；11、支柱；12、热敏电缆；13、防水接头；14、补偿导线；15、金属保护管；16、温敏介质材料；17、热电极。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：
实施例
如图1-4所示，本实用新型所述的多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，包括炉体2，炉体2的内部设有隔热笼3，隔热笼3的内部设有石英坩埚8和加热器5，石英坩埚8的内部设有硅熔体9，石英坩埚8的下方设有热交换台10和支柱11，加热器5上联接有加热器提升杆4，炉体2的底部铺设有隔热层，隔热层的上方铺设有热敏电缆12，热敏电缆12通过卡件与隔热层卡接，热敏电缆12的外部通过补偿导线14连接有变送器，变送器通过通讯线连接有信号处理设备，信号处理设备的外部连接有显示报警终端。
为了进一步说明上述实施例，热敏电缆12在炉体2底部铺设的形状为四角为圆弧形的正方形，长度大于石英坩埚8的周长，铺设的圈数为三圈。
为了进一步说明上述实施例，热敏电缆12包括金属保护管15和设于金属保护管15内的两个热电极17，两个热电极17分别与金属保护管15的轴心线平行,且两个热电极17之间、各热电极17与金属保护管15内壁之间均不接触，两个热电极17之间、各热电极17与金属保护管15内壁之间的间隙空间填充有温敏介质材料16。
为了进一步说明上述实施例，炉体2的外部设有铸锭炉电气接线盒，热敏电缆12的对接头固定在铸锭炉电气接线盒内，对接头为防水接头13。
为了进一步说明上述实施例，石英坩埚8的上方设有与其连通的石墨套管1，石英坩埚8的上方设有盖板6，石英坩埚8的侧面设有石墨护板7。
为了进一步说明上述实施例，热敏电缆12为热偶型热敏电缆。
本实施例的工作原理为：
热偶型热敏电缆接入变送器等现场设备，从现场设备引出的补偿导线14或信号线连接信号处理设备，将热偶型热敏电缆的信号引到相应信号处理设备，数据采集选用变送器，采用HART通讯协议，每块变送器配一支热偶型热敏电缆；
当炉体2内某点温度过高时，热敏电缆12感知温度，通过通讯线传输至监控室，对数据进行处理显示出温度示数、温升速率、高温区域等，根据实时数据变化进行判别是否发出报警信号。
采用以上结合附图描述的本实用新型的实施例的多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，把热电阻金属丝替换成热敏电缆12，把热敏电缆12产生的实时信号组态到监控系统中，并通过监控系统中温度曲线监控多晶硅铸锭炉内的温度，解决了现有技术中出现的问题。但本实用新型不局限于所描述的实施方式，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (6)
1.一种多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，包括炉体(2)，炉体(2)的内部设有隔热笼(3)，隔热笼(3)的内部设有石英坩埚(8)和加热器(5)，石英坩埚(8)的内部设有硅熔体(9)，石英坩埚(8)的下方设有热交换台(10)和支柱(11)，加热器(5)上联接有加热器提升杆(4)，其特征在于：所述的炉体(2)的底部铺设有隔热层，隔热层的上方铺设有热敏电缆(12)，热敏电缆(12)通过卡件与隔热层卡接，热敏电缆(12)的外部通过补偿导线(14)连接有变送器，变送器通过通讯线连接有信号处理设备，信号处理设备的外部连接有显示报警终端。
2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，其特征在于：所述的热敏电缆(12)在炉体(2)底部铺设的形状为四角为圆弧形的正方形，长度大于石英坩埚(8)的周长，铺设的圈数为三圈。
3.根据权利要求1或2所述的多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，其特征在于：所述的热敏电缆(12)包括金属保护管(15)和设于金属保护管(15)内的两个热电极(17)，两个热电极(17)分别与金属保护管(15)的轴心线平行,且两个热电极(17)之间、各热电极(17)与金属保护管(15)内壁之间均不接触，两个热电极(17)之间、各热电极(17)与金属保护管(15)内壁之间的间隙空间填充有温敏介质材料(16)。
4.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，其特征在于：所述的炉体(2)的外部设有铸锭炉电气接线盒，热敏电缆(12)的对接头固定在铸锭炉电气接线盒内，对接头为防水接头(13)。
5.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，其特征在于：所述的石英坩埚(8)的上方设有与其连通的石墨套管(1)，石英坩埚(8)的上方设有盖板(6)，石英坩埚(8)的侧面设有石墨护板(7)。
6.根据权利要求3所述的多晶硅铸锭炉防溢流监测系统，其特征在于：所述的热敏电缆(12)为热偶型热敏电缆。
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| CN201721626578.3U CN207498518U (zh) | 2017-11-29 | 2017-11-29 | 多晶硅铸锭炉防溢流监测系统 |
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| CN113403677A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-09-17 | 连城凯克斯科技有限公司 | 长晶炉 |
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