CN220472573U - 一种单晶炉液口距测算系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及单晶硅棒生产设备的领域，尤其是涉及一种单晶炉液口距测算系统。单晶炉液口距测算系统包括CCD相机、电信号传感器、导电线、第一导电柱和第二导电柱；第一导电柱和第二导电柱均安装至导流筒的底部并突出至导流筒的下方；第一导电柱的底端低于第二导电柱的底端；第一导电柱、第二导电柱均通过导电线与电信号传感器电性连接。坩埚抬升后，硅液先后与第一导电柱和第二导电柱接触。分别确定两次接触时的液口距，并使用CCD相机拍照对应液口距的液口距像素值。结合两次的液口距和对应的液口距像素值，测算液口距像素值和液口距的比例系数，并且通过确定该比例系数，精准测算出生产单晶硅棒时的液口距。
Description
技术领域
本申请涉及单晶硅棒生产设备的领域，尤其是涉及一种单晶炉液口距测算系统。
背景技术
在采用直拉法生产单晶硅棒时，需要测算单晶炉内的液口距。液口距为单晶炉中的导流筒的下沿口与单晶炉的坩埚中的熔硅液面的距离，液口距的变化直接影响拉出晶棒中碳和氧，从而影响拉制单晶硅棒的质量。因此，通过测量液口距，从而确定坩埚的高度位置，对单晶硅棒的生产质量至关重要。
目前，行业中普遍使用CCD测量系统计算液口距，但是众所周知，CCD测量存在模式单一、相对值精度低和控制精度低的问题，从而导致液口距的测算精度低，不利于提升生产质量。
实用新型内容
本申请提供一种单晶炉液口距测算系统，能够较为精准地对液口距进行测量。
本申请提供的单晶炉液口距测算系统采用如下的技术方案：
一种单晶炉液口距测算系统，包括CCD相机、电信号传感器、导电线、第一导电柱和第二导电柱；所述第一导电柱和第二导电柱均安装至导流筒的底部并突出至导流筒的下方；所述第一导电柱的底端低于第二导电柱的底端；
所述第一导电柱、第二导电柱均通过导电线与电信号传感器电性连接。
通过采用上述技术方案，坩埚抬升后，硅液先后与第一导电柱和第二导电柱接触。当第一导电柱与液面接触时，确定当前状态下的液口距，CCD相机拍照记录该液口距像素值。当第二导电柱与液面接触时，再次确定液口距，CCD相机再次对液面进行拍照，并记录该液口距像素值。结合两次的液口距和对应的液口距像素值，从而能够测算液口距像素值和液口距的比例系数，通过确定该比例系数，可以精准测算出生产单晶硅棒时的液口距。
优选的，还包括安装座，所述第一导电柱和第二导电柱均与安装座可拆卸连接；所述安装座与导流筒固定连接。
通过采用上述技术方案，既能够保证第一导电柱和第二导电柱的稳固性，还便于第一导电柱和第二导电柱的安装和拆卸维护。
优选的，所述第一导电柱凸出至导流筒下方5-10mm；所述第二导电柱突出至导流筒下方3-5mm。
通过采用上述技术方案，工作人员可在上述两个范围内选择第一导电柱和第二导电柱的长度，选择的灵活性较高，有助于降低成本，便于推广。
优选的，所述第一导电柱上套设有第一绝缘套管；所述第二导电柱上套设有第二绝缘套管。
通过采用上述技术方案，第一绝缘套管和第二绝缘套管能够分别对第一导电柱和第二导电柱起到保护作用，提升工作寿命。
优选的，所述第一绝缘套管端部和第一导电柱端部齐平；所述第二绝缘套管端部与第二导电柱端部齐平。
通过采用上述技术方案，第一导电柱和第二导电柱仅有最底端能够与硅液接触，既能够对第一导电柱和第二导电柱起到保护作用，也能够防止硅液大量粘附在第一导电柱和第二导电柱上，从而降低对第一导电柱和第二导电柱导电性能的影响。
优选的，所述第一绝缘套管和第二绝缘套管均为石英套管。
通过采用上述技术方案，石英套管一方面具有较高的耐热性，保证其自身能够适应单晶炉内高温工作环境，另一方面也能够较好地对第一导电柱和第二导电柱提供保护。
优选的，还包括石英护套，所述石英护套用于与单晶炉固定连接，所述导电线穿过石英护套。
通过采用上述技术方案，当在单晶炉内对导电线进行布线工作时，将石英护套固定在导流筒和单晶炉的炉体上，即可对导电线进行固定。并且石英护套还能够对导电线起到较好的保护作用。
优选的，所述第一导电柱和第二导电柱均采用单晶硅柱。
通过采用上述技术方案，采用单晶硅柱，能够较好地避免硅液内引入其他杂质，保证硅液的纯度，从而保证单晶硅棒的生产质量。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.坩埚抬升后，硅液先后与第一导电柱和第二导电柱接触。分别确定两次接触时的液口距，并使用CCD相机拍照对应液口距的液口距像素值。结合两次的液口距和对应的液口距像素值，测算液口距像素值和液口距的比例系数，并且通过确定该比例系数，精准测算出生产单晶硅棒时的液口距；
2.采用的石英护套和适应材质的安装座，可以使单晶炉液口距测算系统更好的适应单晶炉内的高温工作环境，并且能够对导电线、第一导电柱和第二导电柱提供较好的保护作用，从而有效提升工作寿命，并且便于单晶炉液口距测算系统的推广。
附图说明
图1是本申请实施例中单晶炉液口距测算系统的结构示意图；
图2是图1中A部分的局部放大示意图。
附图中标记：1、CCD相机；2、电信号传感器；3、导电线；4、第一导电柱；5、第二导电柱；6、安装座；7、第一绝缘套管；8、第二绝缘套管；9、炉体；10、导流筒。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种单晶炉液口距测算系统。单晶炉液口距测算系统包括CCD相机1、电信号传感器2、导电线3、第一导电柱4和第二导电柱5。CCD相机1安装至单晶炉的炉体9的上侧，并且朝向单晶炉导流筒10的下方。
第一导电柱4和第二导电柱5均采用高纯度单晶硅柱。第一导电柱4和第二导电柱5均安装至导流筒10的底部，并突出至导流筒10的下方。在本申请实施例中，第一导电柱4凸出至导流筒10下方10mm，第二导电柱5突出至导流筒10下方5mm。优选的，第一导电柱4凸出长度可在5-10mm之间选择；第二导电柱5凸出的长度可在3-5mm之间选择，并且保证第一导电柱4的凸出长度大于第二导电柱5的凸出长度，使第一导电柱4的底端位于第二导电柱5的底端下侧，以便于第一导电柱4先于第二导电柱5与硅液接触。
第一导电柱4、第二导电柱5均通过导电线3与电信号传感器2电性连接，电信号传感器2设置有两套，并且两条电信号传感器2分别与第一导电柱4和第二导电柱5一一对应连接。
为了便于第一导电柱4和第二导电柱5的安装，导流筒10的底部固定有两个安装座6，安装座6中心位置贯穿设置有安装孔，安装孔为螺纹孔。两个安装座6分别与第一导电柱4和第二导电柱5一一对应连接，并且第一导电柱4、第二导电柱5均与安装孔螺纹配合，导电线3与安装座6电连接，当第一导电柱4和第二导电柱5与安装座6连接后，第一导电柱4和第二导电柱5即可与导电线3连接。而第一导电柱4和第二导电柱5均与安装座6为螺纹连接，便于安装和拆卸维护。
第一导电柱4上套设有第一绝缘套管7，第一绝缘套管7端部和第一导电柱4端部齐平。第二导电柱5上套设有第二绝缘套管8，第二绝缘套管8端部与第二导电柱5端部齐平，因此第一导电柱4和第二导电柱5仅有最底端能够与硅液接触，既能够对第一导电柱4和第二导电柱5起到保护作用，也能够防止硅液大量粘附在第一导电柱4和第二导电柱5上，从而降低对第一导电柱4和第二导电柱5导电性能的影响。
第一绝缘套管7和第二绝缘套管8均为石英套管，保证耐高温性能。
为了便于导电线3的安装，导电线3上套设有石英护套，石英护套与导电线3固定连接。当在单晶炉内对导电线3进行布线工作时，将石英护套固定在导流筒10和单晶炉的炉体9上，即可对导电线3进行固定。并且石英护套还能够对导电线3起到较好的保护作用。
本申请实施例中单晶炉液口距测算系统的实施原理为：
单晶炉在合炉前，将第一导电柱4、第二导电柱5、导电线3以及电信号传感器2对应地安装在单晶炉上。安装完成后，测试好第一导电柱4、第二导电柱5、导电线3和炉体9的绝缘电阻，确保绝缘、电信号传感器2的信号稳定、正常。
在首投熔料完成后，并且在液面平均温度到目标温度后，坩锅自动上升。坩埚抬升后，硅液先后与第一导电柱4和第二导电柱5接触。当第一导电柱4与液面接触时，确定当前状态下的液口距，CCD相机1拍照记录该液口距像素值。当第二导电柱5与液面接触时，再次确定液口距，CCD相机1再次对液面进行拍照，并记录该液口距像素值。
结合两次的液口距和对应的液口距像素值，从而能够测算液口距像素值和液口距的比例系数，通过确定该比例系数，可以精准测算出生产单晶硅棒时的液口距。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种单晶炉液口距测算系统，其特征在于：包括CCD相机（1）、电信号传感器（2）、导电线（3）、第一导电柱（4）和第二导电柱（5）；所述第一导电柱（4）和第二导电柱（5）均安装至导流筒（10）的底部并突出至导流筒（10）的下方；所述第一导电柱（4）的底端低于第二导电柱（5）的底端；
所述第一导电柱（4）、第二导电柱（5）均通过导电线（3）与电信号传感器（2）电性连接。
2.根据权利要求1所述的单晶炉液口距测算系统，其特征在于：还包括安装座（6），所述第一导电柱（4）和第二导电柱（5）均与安装座（6）可拆卸连接；所述安装座（6）与导流筒（10）固定连接。
3.根据权利要求1所述的单晶炉液口距测算系统，其特征在于：所述第一导电柱（4）凸出至导流筒（10）下方5-10mm；所述第二导电柱（5）突出至导流筒（10）下方3-5mm。
4.根据权利要求1所述的单晶炉液口距测算系统，其特征在于：所述第一导电柱（4）上套设有第一绝缘套管（7）；所述第二导电柱（5）上套设有第二绝缘套管（8）。
5.根据权利要求4所述的单晶炉液口距测算系统，其特征在于：所述第一绝缘套管（7）端部和第一导电柱（4）端部齐平；所述第二绝缘套管（8）端部与第二导电柱（5）端部齐平。
6.根据权利要求5所述的单晶炉液口距测算系统，其特征在于：所述第一绝缘套管（7）和第二绝缘套管（8）均为石英套管。
7.根据权利要求1所述的单晶炉液口距测算系统，其特征在于：还包括石英护套，所述石英护套用于与单晶炉固定连接，所述导电线（3）穿过石英护套。
8.根据权利要求1所述的单晶炉液口距测算系统，其特征在于：所述第一导电柱（4）和第二导电柱（5）均采用单晶硅柱。
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