CS266567B2 - A device for growing crystals of a predetermined shape - Google Patents
A device for growing crystals of a predetermined shape Download PDFInfo
- Publication number
- CS266567B2 CS266567B2 CS851277A CS127785A CS266567B2 CS 266567 B2 CS266567 B2 CS 266567B2 CS 851277 A CS851277 A CS 851277A CS 127785 A CS127785 A CS 127785A CS 266567 B2 CS266567 B2 CS 266567B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- inputs
- outputs
- unit
- memory
- measuring unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Zařízení pro pěstování krystalů předem určeného tvaru je opatřeno kelímkem, umístěným v pěstebním prostoru a obsahujícím taveninu, vytahovacím a otáčecím motorem, které jsou ovládány regulátorem otáček, mechanickým měničem, uspořádaným mezi hřídelem, nesoucím krystal a hřídelem otáčecího motoru a vytahovacího motoru, generátorem výkonu, regulovaným generátorem výkonu, krystalem, umístěným rovněž v pěstebním prostoru, zasahujícím do taveniny a spojeným prostřednictvím hřídele s mechanickým měničem, elektronickými vahami a tvořičem diferenciálního signálu a zesilovačem. Podstata zařízení je v tom, že je opatřeno dálkovým vysílačem signálu, uspořádaným podél hřídele vytahovacího motoru, programovou řídicí jednotkou a měřicí jednotkou, přičemž vstupy tvořiče diferenciálního signálu a zesilovače jsou spojeny jednak s výstupy programové řídicí jednotky a jednak s výstupy měřicí jednotky. Na vstupy měřicí jednotky jsou připojeny výstupy vah a na vstupy programové řídicí jednotky je připojen dálkový vysílač impulsů a svazek vodičů, tvořící výstup zařízeni. Měřicí jednotka je tvořena prvním a druhým čítačem s pamětí a synchronizační jednotkou, jejichž vzájemně spojené vstupy tvoří vstup měřicí jednotky, dále spouštěcí jednotkou pro spouštění měření, časovým generátorem s číslicovým komparátorem, přičemž první čítač s pamětí je spojen s dalšími výstupy jednak spouštěcí jednotky pro spouštění měření a jednak s výstupem časového generátoru a na další vstupy druhého čítače s pamětí a synchronizační jednotky. Výstupy prvního a druhého čítače s pamětí jsou spojeny se vstupy komparátoru. Další vstupy druhého čítače s pamětí jsou vedeny na výstupy synchronizační jednotky. Výstup číslicového komparátoru tvoří výstup měřicí jednotky.The device for growing crystals of a predetermined shape is provided with a crucible placed in the growing space and containing the melt, a pulling and rotating motor, which are controlled by a speed regulator, a mechanical converter arranged between the shaft carrying the crystal and the shaft of the rotating motor and the pulling motor, a power generator, a regulated power generator, a crystal also placed in the growing space, extending into the melt and connected via a shaft to the mechanical converter, electronic scales and a differential signal generator and an amplifier. The essence of the device is that it is provided with a remote signal transmitter arranged along the shaft of the pulling motor, a program control unit and a measuring unit, the inputs of the differential signal generator and the amplifier being connected both to the outputs of the program control unit and to the outputs of the measuring unit. The inputs of the measuring unit are connected to the outputs of the scales, and the inputs of the program control unit are connected to the remote pulse transmitter and a bundle of wires forming the output of the device. The measuring unit is formed by the first and second counters with memory and a synchronization unit, the mutually connected inputs of which form the input of the measuring unit, further by a trigger unit for triggering the measurement, a time generator with a digital comparator, while the first counter with memory is connected to other outputs of the trigger unit for triggering the measurement and to the output of the time generator and to other inputs of the second counter with memory and the synchronization unit. The outputs of the first and second counter with memory are connected to the inputs of the comparator. Further inputs of the second counter with memory are led to the outputs of the synchronization unit. The output of the digital comparator forms the output of the measuring unit.
Description
Vynález se týká zařízení pro pěstování krystalů předem určeného tvaru, kterým se mohou krystaly pěstovat v souladu s Czochralskiho metodou tak, že se snižování hmotnosti taveniny plynule sleduje elektronickým vážícím zařízením a takto získané hodnoty se porovnávají s hodnotami, odvozenými z tažnosti, tvarových faktorů a měrné hmotnosti teoretických krystalů a diferenciálním signálem se upravuje teplota taveniny.The invention relates to a device for growing crystals of a predetermined shape, by which crystals can be grown in accordance with the Czochralski method by continuously monitoring the weight reduction of the melt by an electronic weighing device and comparing the values thus obtained with values derived from ductility, shape factors and specific the weight of the theoretical crystals and the differential signal adjusts the melt temperature.
Jak známo, monokrystaly dobré kvality a s minimem vadných míst je možno pěstovat pouze tak, že tvar rostoucího krystalu je automaticky regulován. -Podstata Czochralskiho metody spočívá v tom, že se krystal plynulým otáčením vytahuje z taveniny. Z toho vyplývá, že tvar krystalu získává nezbytně tvar rotačního tělesa, to znamená, že určování tvaru spočívá v regulaci průměru. Před nasazením automatizovaných regulačních systémů je třeba nejprve zjistit, které z faktorů, ovlivňujících růst krystalu, je třeba a možno regulovat. V obecném případě jsou při pěstování krystalů regulovatelné tyto faktory: rychlost vyjímání krystalu, počet otáček, teplota, která je závislá na výkonu zahřívacího zařízení.As is known, single crystals of good quality and with a minimum of defects can only be grown in such a way that the shape of the growing crystal is automatically regulated. -The essence of Czochralski's method is that the crystal is pulled out of the melt by continuous rotation. It follows that the shape of the crystal necessarily acquires the shape of a rotating body, i.e. that the determination of the shape consists in regulating the diameter. Before deploying automated control systems, it is first necessary to determine which of the factors influencing crystal growth is and can be controlled. In general, the following factors are controllable when growing crystals: the speed of crystal removal, the number of revolutions, the temperature, which depends on the power of the heating device.
Teoreticky je každý z těchto faktorů regulovatelný, protože každý z nich ovlivňuje pěstování krystalů.Theoretically, each of these factors is controllable because each of them affects crystal cultivation.
V praxi se však prokázalo, že teplotní veličiny, které jsou ovlivnitelné změnami rychlosti vyjímání, popřípadě počtem otáček, jsou jen ve výjimečných případech postačující pro regulaci procesu růstu krystalů. V důsledku toho se v současné době využívá pro regulaci průměru krystalů téměř výhradně změn teploty, popřípadě tepelného výkonu.In practice, however, it has been shown that temperature variables which can be influenced by changes in the removal rate or by the number of revolutions are only in exceptional cases sufficient to control the crystal growth process. As a result, changes in temperature and / or heat output are currently used almost exclusively to control the crystal diameter.
Pro automatickou regulaci průměru krystalů musí být známa okamžitá velikost průměru krystalu v průběhu jeho růstu. K tomu bylo vyvinuto několik známých metod, jako například tak zvaná bright ring metoda (E. J. Patzner, R. G. Dessauer, M. R. Poponiak: SCP and Solid State Techn. Out. 1967. 25.), sledování menisku paprskem laseru (H. J. A. van Dijk, J. Goorsien, U. Gross, A. Kersten, J. Pistorius: Acta Electronica 17 1974.45), určování profilu televizní kamerou /K. J. Gartner, K. F. Rittinghaus, A. Seeger: J. Crystal Growth 13/14 1972.619) atd. Tyto metody jsou poměrně zdlouhavé, proto se ve většině případů zjištování okamžitého průměru krystalu vrátilo k měření hmotnosti krystalu. První zařízení k provádění tohoto měření pochází již z roku 1959 a je popsáno v patentním spisu Sp.st.am. č. 2 908 004. Tento . základní princip se od doby svého vzniku dále zdokonalil a je popsán v poměrně velkém množství literárních materiálů (T. R. Kyle, G. Zydzik: Mat. Rrs. Bull. 8 1973. 443; A. J. Valentino, C. D. Bradle: J. Crystal Growth 26 1974.1; W. Bradsley, D. T. Hurle, G. C. Joyce, G. C. Wilson: J. Crystal Growth 40 1977. 21) . Přednost metody měření hmotnosti kelímků spočívá v tom, že je mechanicky snadno realizovatelná, její «nevýhoda však spočívá v tom, že vážící zařízení musí mít velký rozsah vážených hodnot a že při indukčním ohřevu musí být zabezpečena kompenzace kelímkového vinutí. Jiné metody měření hmotnosti spočívají v měření hmotnosti krystalu (W. Bradsley, G. W. Green, C. H. Holliday, D. T. J. Hurle: J. Crystal Growth 16, 1972. 277). Výhoda tohoto řešení spočívá v tom, že k provádění měření postačuje vážící zařízení s menším rozsahem vážených hoclnot; jeho nevýhodou však je skutečnost, že mechanické provedení je značně komplikované, protože jednou jedinou osou, zasahující do prostoru pěstování krystalu, musí být obstaráváno vytahování, otáčení a měření hmotnosti krystalu.For automatic control of the crystal diameter, the instantaneous size of the crystal diameter during its growth must be known. To this end, several known methods have been developed, such as the so-called bright ring method (EJ Patzner, RG Dessauer, MR Poponiak: SCP and Solid State Techn. Out. 1967, 25), laser beam tracking of the meniscus (HJA van Dijk, J. Goorsien, U. Gross, A. Kersten, J. Pistorius: Acta Electronica 17 1974.45), determining the profile by a television camera. J. Gartner, K. F. Rittinghaus, A. Seeger: J. Crystal Growth 13/14 1972.619) etc. These methods are relatively lengthy, so in most cases the determination of the instantaneous crystal diameter returned to measuring the weight of the crystal. The first device for performing this measurement dates back to 1959 and is described in Sp.st.am. No. 2,908,004. the basic principle has further improved since its inception and is described in a relatively large number of literary materials (TR Kyle, G. Zydzik: Mat. Rrs. Bull. 8 1973. 443; AJ Valentino, CD Bradle: J. Crystal Growth 26 1974.1; W. Bradsley, DT Hurle, GC Joyce, GC Wilson: J. Crystal Growth 40 1977. 21). The advantage of the method for measuring the weight of the crucibles is that it is mechanically easy to implement, but its disadvantage is that the weighing device must have a large range of weighed values and that compensation of the crucible winding must be ensured during induction heating. Other methods of measuring mass are to measure the weight of a crystal (W. Bradsley, G. W. Green, C. H. Holliday, D. T. J. Hurle: J. Crystal Growth 16, 1972, 277). The advantage of this solution is that a weighing device with a smaller range of weighed values is sufficient to perform the measurements; however, its disadvantage is the fact that the mechanical design is considerably complicated, since a single axis extending into the crystal growing space must be used to extract, rotate and measure the weight of the crystal.
K provádění automatického postupu pěstování krystalů, založeného na měření· hmotnosti narůstajících krystalů, musí být k dispozici pro každý okamžik procesu odpovídající signál o hmotnosti krystalu s požadovaným tvarem. Tento signál musí být vytvářen s ohledem na tvarový faktor, na specifickou hmotnost a na další faktory, ovlivňující pěstování, zejména na povrchové napětí a odpařování taveniny, a rovněž na délku tažení, zejména délku již vytaženého krystalu.To perform an automatic crystal cultivation procedure based on measuring the weight of the growing crystals, a corresponding crystal weight signal of the desired shape must be available for each process moment. This signal must be generated with regard to the shape factor, the specific gravity and other factors influencing the cultivation, in particular the surface tension and the evaporation of the melt, as well as the drawing length, in particular the length of the already drawn crystal.
Tyto faktory jsou s výjimkou okamžité hodnoty délky vytažení známé, popřípadě statisticky zjistitelné, délka vytažení se však musí pro zajištění odpovídající přesnosti plynule měřit. K tomu slouží u dosud známých zařízení zpravidla soustava vysílačů signálů, rozmístěná podél osy tažení krystalu, tvořená například šroubovicovým potenciometrem. Kluzný kontakt potencioWith the exception of the instantaneous value of the pull-out length, these factors are known or statistically detectable, but the pull-out length must be measured continuously to ensure adequate accuracy. In the case of the devices known to date, a system of signal transmitters is generally used for this purpose, arranged along the axis of drawing of the crystal, formed, for example, by a helical potentiometer. Sliding contact potentio
CS 266 567 B2 metru se otáčí tažným motorem, aby se po přivedení stejné úrovně na potenciometr mohlo být z jeho kluzného kontaktu snímáno proporcionální napětí. Jestliže se napětí, přiváděné na potenciometr, změní podle požadovaného tvaru krystalu, může být průměr krystalu ovlivněn tak, aby odpovídal požadavkům.The CS meter is rotated by the traction motor so that, after applying the same level to the potentiometer, the proportional voltage can be sensed from its sliding contact. If the voltage applied to the potentiometer changes according to the desired crystal shape, the crystal diameter can be influenced to meet the requirements.
Na základě uvedených provedení je třeba v další části podrobněji vysvětlit nevýhody způsobu pěstování krystalů, prováděného automaticky a založeného na měření hmotnosti kelímku. Způsob se provádí následovně: pomocí elektronického vážícího zařízení se změří zmenšení hmotnosti taveniny, pomocí šroubovicového potenciómetru, uspořádaného podél osy tažení krystalu, se změří délka krystalu, oba signály se potom porovnají a diferenciální signál se přivádí k topným článkům pro regulací jejich výkonu a tím také pro regulaci teploty taveniny. Osa, tavenina, krystal, topné články a elektronické vážící zařízení jsou umístěny do prostoru pěstování krystalu, do kterého zasahuje také vytahovací osa, na které je upevněn krystal.Based on the above embodiments, the disadvantages of the method of growing crystals, which is performed automatically and based on measuring the weight of the crucible, need to be explained in more detail in the next section. The method is carried out as follows: the weight reduction is measured by means of an electronic weighing device, the length of the crystal is measured by means of a helical potentiometer arranged along the crystal drawing axis, the two signals are then compared and the differential signal is fed to the heating elements to control their output. for melt temperature control. The axis, the melt, the crystal, the heating elements and the electronic weighing device are located in the crystal growing space, into which the extraction axis, on which the crystal is mounted, also extends.
V pěstebním prostoru může být udržováno vakuum nebo plyn libovolného složení, jehož tlak nepřevyšuje podstatně atmosférický tlak. Způsob vyžaduje otáčení a vytahování krystalu, prováděné pomocí zařízení s tažnými a točivými motory a také ústrojí pro řízení počtu otáček. Na šroubovicový potenciometr, určující délku tažení krystalu, se přivádí z generátoru napětí příslušné napětí, odpovídající požadované krystalické formě.A vacuum or gas of any composition whose pressure does not substantially exceed atmospheric pressure can be maintained in the growing space. The method requires the rotation and extraction of the crystal, carried out by means of devices with traction and rotary motors, as well as a device for controlling the number of revolutions. An appropriate voltage corresponding to the desired crystalline form is applied from the voltage generator to the helical potentiometer, which determines the length of the crystal draw.
Nevýhoda tohoto známého postupu spočívá především v tom, že napětí, odebírané z kluzného kontaktu šroubovicového potenciometru, musí být úměrné okamžité hmotnosti krystalu a protože na počátku růstu krystalu je ještě velmi malé, bylo by třeba bud napětí, přiváděné na potenciometr, skokovitě měnit nebo změnit mechanický pohon pro ovládání potenciometru. Jestliže by se měly zanedbat hodnoty, vyskytující se na počátku růstu, pak by zejména při 3 značných rozdílech mezi počáteční a konečnou hmotností krystalu, přesahující řádově 10 , nebylo možno zajistit potřebnou průměrnou stabilitu rozměru. Skoková změna napětí nebo záměna mechanického pohonu je automaticky řešitelná jen velmi složitými opatřeními a prostředky, protože je současně třeba změnit synchronně výstupní signál elektronického vážícího zařízení. Tyto změny se u známých zařízení provádějí ručně, takže tím se porušuje automatizace zařízení v celé pěstební oblasti. Další nevýhodou tohoto známého měření velikosti krystalu pomocí šroubovicového potenciometru je skutečnost, že jednak přesnost měření délky je omezena počtem 3 íávitů (větším než 10 ) odporového drátu a jednak může mít potenciometr v důsledku svého mechanického pohonu určitou hysterezi. U těchto známých zařízení je také problematická hodnota výstupního signálu elektronického vážícího zařízení.The disadvantage of this known method is mainly that the voltage taken from the sliding contact of the helical potentiometer must be proportional to the instantaneous weight of the crystal and since it is still very small at the beginning of crystal growth, either the voltage applied to the potentiometer should change or change mechanical drive for potentiometer control. If the values occurring at the beginning of growth were to be neglected, then especially with 3 significant differences between the initial and final weight of the crystal exceeding the order of 10, it would not be possible to ensure the required average dimensional stability. A step change in voltage or a change of mechanical drive can be solved automatically only by very complex measures and means, because at the same time it is necessary to change the output signal of the electronic weighing device synchronously. These changes are made manually with known devices, so that the automation of the device in the entire growing area is disrupted. Another disadvantage of this known crystal size measurement by means of a helical potentiometer is the fact that on the one hand the accuracy of the length measurement is limited by the number of 3 turns (greater than 10) of the resistance wire and on the other hand the potentiometer may have a certain hysteresis due to its mechanical drive. The value of the output signal of the electronic weighing device is also problematic with these known devices.
Výstupní signál analogického vážícího zařízení je přizpůsobeno řešení se šroubovicovým potenciometrem, přičemž toto přizpůsobení je zvláště obtížné stabilizovat v určitém časovém intervalu zejména na začátku růstu krystalu, protože je třeba změřit hodnoty, překračující minimálně třikrát až pětkrát hmotnost rostoucího krystalu.The output signal of the analog weighing device is adapted to a helical potentiometer solution, which adjustment is particularly difficult to stabilize over a period of time, especially at the beginning of crystal growth, because values exceeding at least three to five times the weight of the growing crystal must be measured.
V závislosti na hmotnosti rostoucího krystalu musí být vážící zařízení velmi citlivé na malé rozdíly, musí mít rozlišovací schopnost, překračující několikanásobně 10 6 a stabilitu po odpovídající časový interval.Depending on the weight of the growing crystal, the weighing device must be very sensitive to small differences, must have a resolution exceeding several times 10 6 and a stability for an appropriate period of time.
Při číslicovém vážícím výstupu se problémy se stabilitou nevyskytují, avšak za předpokladu uvedené potřebné rozlišovací schopnosti by bylo nutno bud signál vážícího zařízení převést s odpovídající přesností na analogový signál, nebo přeměnit signál šroubovicového potenciometru s podobnými podmínkami na číslicovou formu. Tyto přeměny nejsou proveditelné s potřebnou přesností a byly by i zbytečné s ohledem na rozlišovací schopnost, dosažitelnou u potenciometru.Stability problems do not occur with digital weighing output, but given the required resolution, the weighing device signal would have to be converted to analog signal with appropriate accuracy, or the helical potentiometer signal with similar conditions could be converted to digital form. These conversions are not feasible with the required accuracy and would be unnecessary given the resolution achievable with the potentiometer.
Úkolem vynálezu je současně eliminovat uvedené problémy a vyřešit zařízení, které by bylo schopno zajistit zjištění délky vytažení krystalu s dostatečnou rozlišovací schopností a zajistit také, aby přesnost měření nebyla omezována výstupními signály elektronického vážícího zařízení. V zásadě je úkolem vynálezu vyřešit automatické zařízení pro pěstováníThe object of the invention is at the same time to eliminate said problems and to solve a device which would be able to ensure the detection of the crystal pull length with sufficient resolution and also to ensure that the measurement accuracy is not limited by the output signals of the electronic weighing device. In principle, it is an object of the invention to provide an automatic cultivation device
CS 266 567 B2 krystalů s velkou hmotností, zejména přesahující 10 krát počáteční hmotnost krystalu.CS 266 567 B2 crystals with a high weight, in particular exceeding 10 times the initial weight of the crystal.
Vynález je založen na poznatku, že délka vytažení krystalu je zjistitelná s velkou přesností z řady impulsů, odebíraných z osy vytahovacího motoru a že těmito impulsy je možno ovládat programovou řídicí jednotku.The invention is based on the knowledge that the length of the crystal extraction is detectable with great accuracy from a series of pulses taken from the axis of the extraction motor and that these pulses can be used to control the program control unit.
Způsob pěstování krystalů pomocí nového zařízení podle vynálezu je vlastně dalším zdokonalením známého postupu, při kterém se krystal vytahuje z taveniny za stálého otáčení, hmotnost taveniny a vytahované hmoty, odpovídající délkové hmotnosti krystalu, se plynule měří, obě hodnoty se vzájemně porovnávají a diferenciálním signálem se plynule upravuje teplota taveniny.The method of growing crystals with the new device according to the invention is in fact a further improvement of the known process in which the crystal is drawn out of the melt under constant rotation, the weight of the melt continuously adjusts the melt temperature.
Zdokonalení podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje zjištování vytahované hmoty a vytváří se řada impulsů, úměrných zjištěnému posuvu ve směru osy, přičemž se dále signály, získané měřením snižování hmotnosti taveniny, převádějí v řadu impulsů, načež se obě řady impulsů srovnávají pomocí programové řídicí jednotky a vytváří se řídicí signál pro řízení teploty taveniny.The improvement according to the invention consists in detecting the mass to be extracted and generating a series of pulses proportional to the detected axial displacement, the signals obtained by measuring the melt weight reduction being converted into a series of pulses and unit and a control signal is generated to control the melt temperature.
S výhodou se délka tažení určuje tak, že na ose motoru je uspořádán kotouč, jehož otáčením se přerušuje dráha signálu a vytváří se impulsová řada, úměrná pohybu.Preferably, the drawing length is determined in such a way that a disk is arranged on the motor axis, the rotation of which interrupts the signal path and produces a pulse series proportional to the movement.
Do programové řídicí jednotky je výhodné uložit předem údaje a hodnoty, odpovídající tvarovým faktorům pro určení tvaru krystalu, povrchové napětí taveniny, ztráty taveniny odpařováním, měrnou hmotnost materiálu a podobně, načež je možno se známé hodnoty délky tažení určit hmotnost vytaženého materiálu, jehož hodnota se odečte od výchozí hmotnosti taveniny a takto získaná se sníží o hodnotu povrchového napětí a ztráty taveniny odparem, načež se takto získaná hodnota porovná se skutečně změřenými hodnotami a regulační signál pro regulaci teploty taveniny se podle potřeby upraví.It is advantageous to pre-store data and values in the program control unit corresponding to shape factors for determining crystal shape, melt surface tension, melt loss by evaporation, material specific gravity and the like, after which the weight of the drawn material can be determined. it is subtracted from the initial melt weight and the melt thus obtained is reduced by the value of surface tension and melt loss by evaporation, after which the value thus obtained is compared with the actually measured values and the control signal for melt temperature control is adjusted as necessary.
Je také výhodné vytvořit z naměřeného signálu nový signál, úměrný snížení hmotnosti tak, že se změří a uloží do paměti šířka signálu, získaného při měření hmotnosti, načež se porovná délka následujícího signálu, naměřeného při dalším měření, s délkou signálu, uloženého do paměti a vytvoří se signál s délkou, odpovídající rozdílu obou porovnávaných signálů.It is also advantageous to create a new signal proportional to the weight reduction from the measured signal by measuring and storing the width of the signal obtained in the weight measurement, then comparing the length of the next signal measured in the next measurement with the length of the signal stored in the memory. a signal with a length corresponding to the difference of the two signals being compared is generated.
Zařízení podle vynálezu představuje zdokonalení dosud známého zařízení, sloužícího k pěstování krystalů požadovaného tvaru a zejména je určeno k provádění způsobu podle vynálezu. Známé zařízení je opatřeno kelímkem, umístěným v pěstebním prostoru, obklopeným topným článkem a obsahujícím taveninu, točivým a vytahovacím motorem, poháněným prostřednictvím regulátoru otáček, mechanickým měničem, uspořádaným mezi osou krystalu a osami točivého motoru a také vytahovacího motoru, generátorem výkonu, regulovaným pomocí regulátoru výkonu, a dále krystalem, nacházejícím se rovněž v pěstebním prostoru, zasahujícím do taveniny a spojeným s mechanickým měničem prostřednictvím osy krystalu, elektronickým vážicím zařízením, vysílačem diferenciálních signálů a zesilovačem.The device according to the invention represents an improvement of the hitherto known device for growing crystals of the desired shape and in particular is intended for carrying out the method according to the invention. The known device is provided with a crucible located in the growing space, surrounded by a heating element and containing a melt, a rotary and extraction motor driven by a speed controller, a mechanical converter arranged between the crystal axis and the axes of the rotary motor and also a pull motor, a power generator controlled by the controller power, and a crystal, also located in the growing space, intervening in the melt and connected to a mechanical converter via the crystal axis, an electronic weighing device, a differential signal transmitter and an amplifier.
Zdokonalení tohoto zařízení a tedy podstata vynálezu spočívá v tom, že zařízení je opatřeno dálkovým vysílačem impulsů, uspořádaným podél osy vytahovacího motoru, programovou řídicí jednotkou a měřicí jednotkou. Na vstupy tvořiče diferenčních signálů a zesilovače jsou připojeny výstupy programové řídicí jednotky a měřicí jednotky, vstupy měřicí jednotky, jsou spojeny s výstupy elektronického vážícího zařízení, zatímco vstupy programové řídicí jednotky jsou spojeny s výstupy dálkového vysílače impulsů a s jedním svazkem vodičů, tvořícím vstup zařízení.An improvement of this device and thus the essence of the invention lies in the fact that the device is provided with a remote pulse transmitter arranged along the axis of the extraction motor, a program control unit and a measuring unit. The outputs of the differential signal generator and amplifier are connected to the outputs of the program control unit and measuring unit, the inputs of the measuring unit are connected to the outputs of the electronic weighing device, while the inputs of the program control unit are connected to the outputs of the remote pulse transmitter and one wiring harness forming the device input.
Podle konkrétního provedení vynálezu je výhodné, je-li dálkový vysílač impulsů opatřen kódovacím kotoučem, uloženým na ose vytahovacího motoru, vysílačem signálu a přijímačem signálu a také signální drahou mezi vysílačem signálu a přijímačem signálu, kterou procházíAccording to a particular embodiment of the invention, it is advantageous if the remote pulse transmitter is provided with a coding disk mounted on the axis of the extraction motor, a signal transmitter and a signal receiver and also a signal path between the signal transmitter and the signal receiver through which it passes.
CS 266 567 B2 kódovací kotouč, přičemž výstup přijímače signálu, který současně představuje výstup dálkového vysílače impulsů, je napojen na svazek vodičů.CS 266 567 B2 coding disc, wherein the output of the signal receiver, which at the same time represents the output of the remote pulse transmitter, is connected to a wiring harness.
Vynález je dále založen na tom, že při použití elektronické váhy, jejímž výstupním signálem je řada impulsů, přičemž šířka impulsu nese informaci o hmotnosti, je vytvořena také měřicí jednotka pro měření snižování šířky impulsu, která může být využita u popsaného zařízení pro pěstování krystalů. Měřicí jednotka sestává z prvního a druhého čítače a z paměti, synchronizační jednotky, časového členu a číslicového komparátoru, přičemž svazek vodičů, tvořící vstup měřicí jednotky, je připojen na první a druhý čítač a paměť a také na synchronizační jednotku.The invention is further based on the fact that when using an electronic balance, the output signal of which is a series of pulses, the pulse width carrying weight information, a measuring unit for measuring the reduction of the pulse width is also provided, which can be used in the described crystal growing device. The measuring unit consists of a first and a second counter and a memory, a synchronization unit, a timer and a digital comparator, the wiring harness forming the input of the measuring unit being connected to the first and second counters and the memory and also to the synchronization unit.
Další vstupy prvního čítače a paměti jsou připojeny k jedné části výstupů spouštěcí jednotky měření a také na výstupy časového členu a také na další vstupy druhého čítače a paměti a synchronizační jednotky, zatímco výstupy prvního a druhého čítače a paměti jsou spojeny se vstupy číslicového komparátoru. Výstupy synchronizační jednotky jsou spojeny prostřednictvím svazku vodičů se vstupy druhého čítače a paměti. Výstupy měřicí jednotky jsou tvořeny výstupy číslicového komparátoru, napojenými na svazek vodičů.The other inputs of the first counter and memory are connected to one part of the outputs of the measurement trigger unit and also to the outputs of the timer and also to the other inputs of the second counter and memory and the synchronization unit, while the outputs of the first and second counters and memory are connected to the inputs of the digital comparator. The outputs of the synchronization unit are connected via a wiring harness to the inputs of the second counter and the memory. The outputs of the measuring unit consist of the outputs of a digital comparator, connected to a wiring harness.
Příklady provedení zařízení pro pěstování krystalů způsobem podle vynálezu jsou zobrazeny na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje schéma provedení známého zařízení, obr. 2 schematické znázornění příkladného provedení zařízení podle vynálezu, na obr. 3 je časový diagram činnosti jednotlivých částí zařízení podle vynálezu, na obr. 4 je schematicky znázorněno provedení dálkového vysílače impulsů, obr. 5 znázorňuje příkladné provedení měřicí jednotky podle vynálezu a na obr. 6 je funkční diagram časového sledu činnost jednotlivých částí měřicí jednotky podle vynálezu.Exemplary embodiments of a device for growing crystals by the method according to the invention are shown in the drawings, where Fig. 1 shows a diagram of an embodiment of a known device, Fig. 2 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a device according to the invention; Fig. 4 schematically shows an embodiment of a remote pulse transmitter, Fig. 5 shows an exemplary embodiment of a measuring unit according to the invention and Fig. 6 is a functional diagram of a time sequence of operation of individual parts of a measuring unit according to the invention.
Na výkresech jsou jednotlivé svazky vodičů označovány velkými písmeny a jimi přenášené signály odpovídajícími malými písmeny.In the drawings, the individual wiring harnesses are indicated in upper case and the signals transmitted by them in corresponding lower case.
Známé zařízení pro pěstování krystalů je znázorněno na obr. 1. V pěstebním prostoru 15, ve kterém může být vakuum nebo plyn udržovaný pod tlakem, který nepřesahuje výrazně atmosférický tlak, je umístěn kelímek 19, obsahující taveninu 18 a obklopený topnými články 20, které jsou založeny například na indukčním nebo odporovém ohřevu. Do taveniny 18 zasahuje krystal 16, upevněný na hřídeli 17. Hřídel 17 je spojen s mechanickým měničem .14. Prostřednictvím této jednotky přenos otáček vytahovacího motoru 25 a otáčecího motoru 26, popřípadě přeměna otáčení vytahovacího motoru 25 na lineární pohyb. K mechanickému měniči 14 jsou připojeny hřídele 27 vytahovacího motoru 25 a druhý hřídel 28 otáčecího motoru 26. Vytahovací motor 25, popřípadě otáčecí motor 26 jsou řízeny prostřednictvím prvního svazku B vodičů, popřípadě prostřednictvím druhého svazku C vodičů prvním regulátorem 11 otáček, popřípadě druhým regulátorem 12 otáček. Podél manipulačního hřídele 17 je umístěn šroubovicový potenciometr 23 pro vytváření signálu, proporcionálního délce vytažení krystalu 16. V pěstebním prostoru 15 jsou dále umístěny elektronické váhy 22 pro měření společné hmotnosti kelímku 19 a taveniny 18.A known apparatus for growing crystals is shown in FIG. based, for example, on induction or resistance heating. A crystal 16 mounted on a shaft 17 extends into the melt 18. The shaft 17 is connected to a mechanical converter 14. By means of this unit, the transmission of the speed of the extraction motor 25 and the rotary motor 26, or the conversion of the rotation of the extraction motor 25 into a linear movement. The shafts 27 of the extraction motor 25 and the second shaft 28 of the rotary motor 26 are connected to the mechanical converter 14. revolutions. Along the handling shaft 17, a helical potentiometer 23 is placed to generate a signal proportional to the length of the crystal 16. The electronic balance 22 is further located in the growing space 15 to measure the combined weight of the crucible 19 and the melt 18.
Výstupy vah 22 jsou spojeny přes třetí svazek G vodičů s tvořičem diferenciálního signálu a se zesilovačem 24, jehož další vstupy jsou spojeny čtvrtým svazkem L vodičů s výstupy potenciometru 23, s jeho kluzným kontaktem a zemním kontaktem. Na potenciometr 23 je přiváděno pátým svazkem I vodičů z generátoru 29 napětí potřebné napětí, odpovídající požadovanému tvaru krystalu 16. Toto napětí je při pěstování válcových krystalů 16, které tedy mají konstantní průměr, konstantní, při proměnném průměru krystalu 16 se mění velikost napětí podle určité funkce, například lineární. Tvořič diferenciálního signálu a zesilovač 24 tvoří ze signálů, úměrných hodnotám hmotnosti, popřípadě délky, nastavovací signál, který je prostřednictvím šestého svazku H vodičů přiveden k regulátoru 21 výkonu. Regulátor 21 výkonu řídicí v závislosti na nastavovacím signálu generátoru 13 výkonu, přičemž regulátor 21 výkonu je spojen s generátorem 13 výkonu prostřednictvím sedmého svazku D vodičů. Generátor 13 výkonu ovládá a řídí prostřednictvím osmého svazku E vodičů topný článek 20 a řídí tím teplotu taveniny 18.The outputs of the scales 22 are connected via a third bundle G of conductors to a differential signal generator and to an amplifier 24, the further inputs of which are connected by a fourth bundle L of conductors to the outputs of potentiometer 23, its sliding contact and earth contact. A voltage corresponding to the desired shape of the crystal 16 is applied to the potentiometer 23 by a fifth bundle of conductors I from the voltage generator 29. This voltage is constant when growing cylindrical crystals 16, which therefore have a constant diameter. functions, such as linear. The differential signal generator and the amplifier 24 form a setting signal from the signals proportional to the weight or length values, which is fed to the power controller 21 via the sixth bundle H of conductors. The power regulator 21 controls depending on the setting signal of the power generator 13, the power regulator 21 being connected to the power generator 13 via a seventh bundle D of conductors. The power generator 13 controls and controls the heating element 20 via the eighth conductor bundle E and thus controls the temperature of the melt 18.
CS 266 567 B2CS 266 567 B2
Na obr. 2 je znázorněno příkladné provedení zařízení podle vynálezu, které se odlišuje od příkladného provedení známého zařízení tím, že jsou vynechány šroubovicový potenciometr 23 a generátor 29 napětí, naproti tomu, je na hřídeli 27 vytahovacího motoru 25 osazen dálkový vysílač 30 impulsů, jehož výstupy jsou spojeny prostřednictvím devátého svazku F vodičů na výstupy programové řídicí jednotky 31. Další vstupy programové řídicí jednotky 31 jsou připojeny na desátý svazek M vodičů, který tvoří vstupy celého zařízení. Vstupy tvořiče diferenciálního signálu a zesilovače 24 jsou jednak prostřednictvím jedenáctého svazku N vodičů připojeny na výstupy programové řídicí jednotky 31 a jednak jsou dvanáctým svazkem P vodičů připojeny na měřicí jednotku 32.· Výstupy vah 22 jsou spojeny tvořičem diferenciálního signálu a zesilovačem 24 nikoli přímo, ale prostřednictvím měřicí jednotky 22. Výstupní signály vah 22 mohou být jak analogové, tak také číslicové nebo mohou být řadou impulsů krystalového oscilátoru, ve které šířka impulsů udává informaci o hmotnosti.Fig. 2 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention, which differs from the exemplary embodiment of the known device in that the helical potentiometer 23 and the voltage generator 29 are omitted, on the other hand the outputs are connected via a ninth bundle F of wires to the outputs of the program control unit 31. The further inputs of the program control unit 31 are connected to the tenth bundle M of wires, which form the inputs of the whole device. The inputs of the differential signal generator and amplifier 24 are connected to the outputs of the program control unit 31 via the eleventh bundle N and are connected to the measuring unit 32 by the twelfth bundle P. The outputs of the balance 22 are connected directly to the differential signal and amplifier 24 but via the measuring unit 22. The output signals of the scales 22 may be both analog and digital or may be a series of crystal oscillator pulses in which the width of the pulses indicates mass information.
O vlastnostech jednotlivých výstupních forem signálů byla již zmínka, v širším měřítku jsou využitelná zejména obě poslední řešení. Měřicí jednotka 32 může provádět v závislosti na vahách 22 provádět jednoduchý posun úrovně při analogovém řešení, číslicové odečítání při číslicovém řešení nebo odečítání šířky impulsu, které bude ještě podrobněji popsáno a které se využívá při měnění šířky impulsů. Pro zařízení podle vynálezu jsou vhodná zejména obě poslední řešení, při malých hmotnostech pěstovaných krystalů 16 je však použitelné i analogové řešení. Funkce tvořiče diferenciálního signálu a zesilovače 24 může být rovněž analogová nebo digitální, aby se však odstranily zbytečné převody, je vhodnější vyhýbat se směšování druhů zpracování. Programová řídicí jednotka 31 pracuje rovněž číslicově a je zejména řízena mikroprocesorově, její výstup však může být při analogovém tvořiči diferenciálního signálu a zesilovače! 24 rovněž analogový odpovídající konverzí z digitální na analogovou funkci. S ohledem na požadovanou přesnost se však i zde ukazuje být výhodnější číslicové řešení.The properties of individual output forms of signals have already been mentioned, and the last two solutions in particular can be used on a larger scale. Depending on the scales 22, the measuring unit 32 can perform a simple level shift in the analog solution, a digital subtraction in a digital solution or a pulse width subtraction, which will be described in even more detail and which is used in changing the pulse width. The last two solutions are particularly suitable for the device according to the invention, but with low weights of cultivated crystals 16, an analog solution is also usable. The functions of the differential signal generator and amplifier 24 may also be analog or digital, but in order to eliminate unnecessary conversions, it is preferable to avoid mixing the types of processing. The program control unit 31 also operates numerically and is mainly controlled by a microprocessor, but its output can be in the case of an analog differential signal generator and an amplifier! 24 also analog corresponding conversion from digital to analog function. However, with regard to the required accuracy, a digital solution proves to be more advantageous here as well.
Způsob probíhá podle časového diagramu na obr. 3 následovně. Očinkem délkového měřicího impulsového signálu f^ se mění programový řídicí signál n podle předem vloženého programu. Z hmotnostního měřicího signálu 2 se vytvoří měřicí signál £, přičemž se vychází z boku impulsu, který je v průběhu času pozdější. Výsledkem srovnání programového řídicího signálu n s měřicím signálem £ je potřebná změna úrovně nastavovacího signálu h. Tyto změny určují regulační signál d výkonu a tím také nový řídicí signál e pro topné prvky.The method proceeds according to the time diagram in Fig. 3 as follows. Due to the effect of the length measuring pulse signal f1, the program control signal n changes according to the pre-inserted program. From the mass measuring signal 2, a measuring signal e is formed, starting from the side of the pulse, which is later over time. As a result of the comparison of the program control signal n with the measuring signal e, a change in the level of the setting signal h is required. These changes determine the power control signal d and thus also the new control signal e for the heating elements.
Označení jednotlivých signálů malými písmeny odpovídá označení jednotlivých svazků vodičů velkými písmeny, kterými jsou příslušné signály vedeny.The designation of the individual signals in lower case corresponds to the designation of the individual wiring harnesses in capital letters through which the respective signals are routed.
Před začátkem pěstování krystalu se předá programové řídicí jednotce 31 příslušný program, určující tvar krystalu 16, přičemž tento program se předává prostřednictvím snímače děrné pásky, magnetickou kazetou nebo klávesnicí. Programová řídicí jednotka 31 se snaží v průběhu své činnosti o skokové přiblížení se k ideální funkci a podle toho jsou určeny souřadnice jednotlivých bodů zlomu, zejména určené dvojicemi souřadnic, vztahujícími se k výchozím hodnotám a délce vytahování. Programová řídicí jednotka 31 působí především tak, že v jednotlivých bodech zlomu se provádění programu podle předem určeného zadání přerušuje a ze stejného bodu se potom dále pokračuje. Výhodnou vlastností programové řídicí jednotky 31 je především to, že obsah její paměti, ve které jsou uloženy předem stanovené souřadnice zlomových bodů, je možno v průběhu pěstování, bez přerušení pěstovacího procesu, měnit.Prior to the start of crystal cultivation, a corresponding program determining the shape of the crystal 16 is transmitted to the program control unit 31, and this program is transmitted via a punched tape sensor, a magnetic cassette or a keyboard. During its operation, the program control unit 31 strives for a stepwise approach to the ideal function, and the coordinates of the individual break points are determined accordingly, in particular determined by pairs of coordinates relating to the initial values and the length of the pull-out. The program control unit 31 acts in particular in such a way that at the individual breaking points the execution of the program is interrupted according to a predetermined assignment and is then continued from the same point. An advantageous feature of the program control unit 31 is, in particular, that the contents of its memory, in which the predetermined coordinates of the breakpoints are stored, can be changed during the cultivation, without interrupting the cultivation process.
Funkce zařízení podle vynálezu je zřejmá z časového diagramu, zobrazeného na obr. 3. Z dálkového vysílače 30 impulsů se plynule vysílá délkový měřicí impulsový signál £, který se přivádí na programovou řídicí jednotku 31, jejíž výstup podle předem nastavené strmosti přímých přibližovacích úseků, uložených do paměti, posune impuls délkového měřicího impulsového signálu o jeden krok dále, to znamená že se zvětší nebo zmenší. Tento signál je programovým řídicím signálem n, který je veden jedenáctým svazkem N vodičů na vstup tvořiče diferenciálního signálu a zesilovače 24. Současně přicházejí od vah 22 prostřednictvím třetího svazku G vodičů plynule signály 2 0 měření hmotnosti (na obrázku je informace o hmotnosti zakódována do šířky impulsu nosného výstupního signálu vah 22). Ze signálu 2 ° měřené hmotnostiThe function of the device according to the invention is evident from the time diagram shown in Fig. 3. A length measuring pulse signal e is continuously transmitted from the remote pulse transmitter 30, which is fed to a program control unit 31, the output of which according to a preset slope into memory, it moves the pulse of the length measuring pulse signal one step further, i.e. it increases or decreases. This signal is the program control signal N which is fed eleventh bundle of N wires on generant input differential signal and the amplifier 24. At the same comes from the weights 22 via the third wire harness smoothly signals G 2 0 mass measurement (the picture is coded weight information to the width pulse of the carrier output signal of the balance 22). From the 2 ° measured weight signal
CS 266 567 B2 7 vytváří měřicí jednotka 32 měřicí signál p, který je veden dvanáctým svazkem P vodičů na jiný vstup tvořiče diferenciálního signálu a zesilovače 24. Tvořič diferenciálního signálu a zesilovač 24 určuje rozdíl a vytváří nastavovací signál h, který se přivádí Šestým svazkem H na regulátor 21 výkonu. Regulátor 21 výkonu vytváří z nastavovacího signálu h regulační signál d výkonu, ze kterého potom připravuje generátor 13 výkonu řídicí signál e pro topné články.CS 266 567 B2 7, the measuring unit 32 generates a measuring signal p which is fed by a twelfth bundle P of conductors to another input of the differential signal generator and amplifier 24. The differential signal generator and amplifier 24 determine the difference and generate a setting signal h which is fed by the sixth bundle H. to power regulator 21. The power controller 21 generates a power control signal d from the setting signal h, from which the power generator 13 then prepares a control signal e for the heating elements.
Funkce dálkového vysílače 30 impulsů je blíže vysvětlena pomocí příkladu jeho provedení, zobrazeného na obr. 4. Dálkový vysílač 30 impulsů sestává z kódového kotouče 61, upevněného na hřídeli 27 vytahovacího motoru 25, z přijímače 62 signálů a z vysílače 63 signálů, mezi nimiž je vytvořena signálová dráha 64. Vysílač 63 signálů a přijímač 62 signálů mohou být tvořeny dvojicí prvků, obsahující světelný emitor a fotodetektor. V takovém případě je signálovou drahou 64, procházející perforovaným kódovým kotoučem 61, světelný paprsek, avšak tato úloha může být řešena také na dielektrickém nebo magnetickém principu. Podle toho, jak často zakrývá kódový kotouč 61 na signálové dráze 64 vedený paprsek světla, mění se výstupní úroveň přijímače 62 signálu, která se vrací při novém snímání světla opět na svou výchozí hodnotu. Takto vytvářená řada impulsů se vede jako délkový měřicí impulsový signál na devátý svazek F vodičů, tvořící výstupy dálkového vysílače 30 impulsů. Vhodným vytvořením kódového kotouče 61 je možno dosáhnout toho, že délkové měřicí impulsy odpovídají vždy jednomu mikrometru délky nebo jeho celému násobku. Programová řídicí jednotka 31 je přitom programovatelná nezávisle na délce vytahování krystalu 16 a programový řídicí signál n, který se objevuje na jejím výstupu, je nezávislý na rychlosti vytahování a závisí pouze na délce vytahování krystalu 16. V popsaných příkladech provedení jsou v měřicí jednotce 32 analyzovány různé formy výstupních signálů vah 22. V další části bude pomocí blokového schématu na obr. 5 a časového diagramu na obr. 6 podrobněji popsána konstrukce a funkce měřicí jednotky 32, příslušející měřicímu signálu 2 s určitým formátem šířky impulsu.The function of the remote pulse transmitter 30 is explained in more detail by means of an exemplary embodiment shown in FIG. signal path 64. The signal transmitter 63 and the signal receiver 62 may be formed by a pair of elements comprising a light emitter and a photodetector. In such a case, the signal path 64 passing through the perforated code disk 61 is a light beam, but this problem can also be solved on a dielectric or magnetic principle. According to how often the code disk 61 covers the guided light beam on the signal path 64, the output level of the signal receiver 62 changes, which returns to its initial value when the light is read again. The series of pulses thus generated is fed as a length measuring pulse signal to the ninth bundle F of conductors, forming the outputs of the remote pulse transmitter 30. By a suitable design of the code wheel 61, it is possible to achieve that the length measuring pulses always correspond to one micrometer of length or a whole multiple thereof. The program control unit 31 is programmable independently of the crystal extraction length 16 and the program control signal n which appears at its output is independent of the extraction speed and depends only on the crystal extraction length 16. In the described exemplary embodiments, the measuring unit 32 analyzes various forms of output signals of scales 22. In the next part, the construction and function of the measuring unit 32 belonging to the measuring signal 2 with a certain pulse width format will be described in more detail by means of the block diagram in Fig. 5 and the time diagram in Fig. 6.
Impuls, kterým je měřicí signál 2 o měření hmotnosti a který je přiváděn třetím svazkem G vodičů z vah 22, má na počátku pěstování svoji větší šířku, protože společná hmotnost kelímku 19 a taveniny 18 je na počátku největší. Je výhodné začínat pěstování s tárovanou ' hmotností, přičemž tárování se provádí měřicí jednotkou 32. Při tárování je třeba brát v úvahu především tyto skutečnosti a požadavky: váhy 22 musí být tárovatelné v celém měřicím,rozsahu; musí být možno a přípustno zvyšovat hmotnost po tárování, k němuž může docházet v důsledku roztavení případně vznikajícího okraje, odtaveného po ponoření jádra krystalu do taveniny; tárovaná hmotnost musí být v každém případě identická pouze s malým rozptylem, protože tak je možno jednoduše vyrovnat odchylky od pevné počáteční hmotnosti malým posunem nulového bodu tvořiče diferenciálního signálu a zesilovače 24.The pulse, which is the measuring signal 2 of the weight measurement and which is supplied by the third bundle G of conductors from the scales 22, has a greater width at the beginning of the cultivation, because the combined weight of the crucible 19 and the melt 18 is initially greatest. It is advantageous to start the cultivation with a tared weight, the taring being carried out by the measuring unit 32. In particular, the following facts and requirements must be taken into account in the taring: the scales 22 must be tarable in the entire measuring range; it must be possible and permissible to increase the weight after taring, which may occur as a result of melting of any edge formed, melted after immersion of the crystal core in the melt; The tare mass must in any case be identical with only a small variance, since it is thus possible to easily compensate for deviations from the fixed initial mass by a small shift of the zero point of the differential signal generator and the amplifier 24.
Problém při tárování měřicího signálu 2 0 měření hmotnosti spočívá v tom, že hmotnostní informace je nesena zadním doběhem impulsu, probíhajícím v pozdějším čase. Impuls vychází z oscilátoru řízeného krystalem, to znamená, že náběh impulsu se objevuje vždy ve stejném čase. Tárování je realizovatelné tak, že se změří počáteční šířka impulsu, získaná hodnota se uloží do paměti, načež se změří šířka všech ostatních impulsů a ta se odečte od hodnoty, uložené v paměti.Problem taring measurement signal 2 0 mass measurement consists in the fact that the weight information is carried by the rear overrun pulse current at a later time. The pulse comes from a crystal-controlled oscillator, which means that the onset of the pulse always occurs at the same time. Tare is feasible by measuring the initial pulse width, storing the value obtained in memory, then measuring the width of all other pulses and subtracting it from the value stored in memory.
Měřicí jednotka 32 má následující funkci:The measuring unit 32 has the following function:
Měřicí signál 2 ° měření hmotnosti, přicházející z vah 22 třetím svazkem G vodičů, se přivádí na vstupy prvního čítače s pamětí 83 a druhého čítače s pamětí 85 a také na synchronizační jednotku 86. Další vstupy prvního čítače s pamětí 83 jsou jednak spojeny svazkem V vodičů s výstupy časového generátoru 82 a s dalšími vstupy druhého čítače s pamětí 85 a také synchronizační jednotky 86 a jednak jsou spojeny svazkem U vodičů s výstupy spouštěcí jednotky 81 pro spouštění měření.The weight measurement signal 2 ° coming from the scales 22 by the third wire harness G is fed to the inputs of the first memory counter 83 and the second memory counter 85 and also to the synchronization unit 86. The other inputs of the first memory counter 83 are connected by a V-bundle. wires with the outputs of the time generator 82 and with other inputs of the second counter with the memory 85 and also the synchronization unit 86 and on the one hand are connected by a bundle U of wires with the outputs of the trigger unit 81 for starting the measurement.
Další vstupy druhého čítače s pamětí 85 jsou spojeny svazkem W vodičů se synchronizační jednotkou 86. Výstupy prvního čítače s pamětí 83, popřípadě druhého čítače s pamětí 85The further inputs of the second counter with the memory 85 are connected by a wiring harness W to the synchronization unit 86. The outputs of the first counter with the memory 83 or the second counter with the memory 85
CS 266 567 B2 jsou spojeny svazky T, X se vstupy číslicového komparátorů 84. Výstupy číslicového kompará toru 84 jsou připojeny na svazek P vodičů.CS 266 567 B2 are connected by bundles T, X to the inputs of digital comparators 84. The outputs of digital comparator 84 are connected to bundle P of conductors.
Funkce měřicí jednotky 32 může být óbjasněna také pomocí časového diagramu, zobrazeného na obr. 6:The function of the measuring unit 32 can also be illustrated by means of the time diagram shown in FIG. 6:
Na čítače s pamětmi 83, 85 přicházejí plynule měřicí signály £ o měření hmotnosti a signál v časového generátoru 82. Výchozí stav druhého čítače s pamětí 85 je roven nule, zatímco výchozí stav prvního čítače s pamětí 83 je roven celému číslu, jinému než nula. Velikost tohoto čísla určuje přípustné zvýšení hmotnosti po tárování. Očinkem spouštěcího signálu u pro spuštění měření, který se vydává stlačením tlačítka, měří první čítač s pamětí 83 pomocí signálu v časového generátoru 82, synchronního s měřicím signálem £ o měření hmotnosti, hodnotu počátečního impulsu, přidává k tomu svoji vlastní výchozí hodnotu, odlišnou od nuly, a uzavírá svoje vstupy a v dalším ukládá takto určené hodnoty do paměti až do doby, kdy přijde nový spouštěcí signál u pro spuštění měření. Druhý čítač s pamětí 85, vycházející od nuly, měří podobným způsobem šířku prvního impulsu a potom každého dalšího impulsu. O vynulování druhého čítače s pamětí 85 po každém měření se stará synchronizační signál w. Výstupní signály t, x prvního čítače s pamětí 83 a druhého čítače s pamětí 85 se vedou na vstupy komparátorů 84, který provádí odčítání a vysílá měřicí signál £, odpovídající tárované hmotnosti. Přesnost tárování je určena frekvenčním poměrem měřicího signálu £ o měření hmotnosti a časového signálu v časového generátoru 82.The counters with the memories 83, 85 are continuously fed with the weight measurement signals 6 and the signal in the time generator 82. The initial state of the second counter with the memory 85 is zero, while the initial state of the first counter with the memory 83 is an integer other than zero. The size of this number determines the permissible weight increase after tare. By the action of the start signal u for starting the measurement, which is issued by pressing a button, the first counter with the memory 83 measures by means of a signal in the time generator 82 synchronous with the measurement signal e the weight measurement the initial pulse value zero, and closes its inputs and then stores the values thus determined in memory until a new trigger signal u arrives to start the measurement. The second zero-based counter 85 measures the width of the first pulse and then each subsequent pulse in a similar manner. The resetting of the second counter with the memory 85 after each measurement is taken care of by the synchronization signal w. The output signals t, x of the first counter with the memory 83 and the second counter with the memory 85 are fed to the inputs of the comparators 84, which read and transmit a measuring signal e corresponding to the tare weight. The accuracy of the taring is determined by the frequency ratio of the weight measurement measuring signal £ and the time signal in the time generator 82.
Rozptyl tárování v několika gramech je přijatelný a tato přesnost je řešitelná časovým signálem v časového generátoru 82 s frekvencí jednoho megahertzů.The dispersion of tare in several grams is acceptable and this accuracy is solvable by a time signal in a time generator 82 with a frequency of one megahertz.
Použitím způsobu, zařízení a měřicí jednotky podle vynálezu je možno při pěstování A krystalů se stanoveným tvarem nebo přírůstkem hmotnoti řádově 10 krát provádět přesná měření délky vytahování, zpracování informací o hmotnosti a určení proměnných programovatelných tvarů krystalu. Další přednost spočívá v tom, že vynález je možno aplikovat bez větších úprav a změn na stávající zařízení pro pěstování krystalů, která nejsou vybavena pro regulování průměru krystalu.Using the method, apparatus and measuring unit according to the invention, it is possible to accurately measure the drawing length, process the weight information and determine the variable programmable crystal shapes when growing A crystals with a specified shape or weight gain of the order of 10 times. Another advantage is that the invention can be applied without major modifications and changes to existing crystal growing equipment which is not equipped to control the crystal diameter.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS851277A CS266567B2 (en) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | A device for growing crystals of a predetermined shape |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS851277A CS266567B2 (en) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | A device for growing crystals of a predetermined shape |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS127785A2 CS127785A2 (en) | 1989-04-14 |
| CS266567B2 true CS266567B2 (en) | 1990-01-12 |
Family
ID=5346765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS851277A CS266567B2 (en) | 1985-02-21 | 1985-02-21 | A device for growing crystals of a predetermined shape |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS266567B2 (en) |
-
1985
- 1985-02-21 CS CS851277A patent/CS266567B2/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS127785A2 (en) | 1989-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4320855A (en) | Weigh feeding apparatus | |
| USRE32101E (en) | Weigh feeding apparatus | |
| US4565598A (en) | Method and apparatus for controlling diameter in Czochralski crystal growth by measuring crystal weight and crystal-melt interface temperature | |
| US4301510A (en) | Weigh feeder system | |
| CA1099689A (en) | Weigh feeding apparatus | |
| US5259252A (en) | Apparatus for measuring forces on a fishing rod | |
| US4766966A (en) | Apparatus and method of controlling rate of feeding product to weigher | |
| EP0315572B1 (en) | Apparatus for measuring the diameter of a crystal | |
| USRE32102E (en) | Weigh feeding apparatus | |
| US4503960A (en) | Method and apparatus for sensing a supply of sheets in a magazine | |
| US4099587A (en) | Electromagnetic compensation weighing apparatus including preloading and load-responsive current components | |
| US4864694A (en) | Apparatus for controlling the sliver drafting arrangement in a textile draw frame | |
| US3471278A (en) | Method of and apparatus for producing continuous fibers | |
| US4791706A (en) | Method and apparatus for evening the sliver produced by a card | |
| EP0615961B1 (en) | Method and apparatus for detecting an irregular portion of an optical fiber | |
| US4344494A (en) | Measuring system having a balance with digital display having digit appearance modifying circuit | |
| CS266567B2 (en) | A device for growing crystals of a predetermined shape | |
| US4032389A (en) | Apparatus for automatically controlling crystal growth | |
| US2933281A (en) | Apparatus for supplying a desired weight of material to a receiving receptacle | |
| US4775400A (en) | Method of controlling glass fiber formation and control system | |
| US3763362A (en) | Method of and apparatus for conditioning signals | |
| US5925159A (en) | Process for determining the weight of free-falling molten glass gobs | |
| DE69019256T2 (en) | Electronic scale. | |
| US3259467A (en) | Apparatus for pulling rod-shaped crystals of semiconductor material from a melt in acrucible | |
| PL149824B1 (en) | Method of and apparatus for growing crystals of predetermined shape |