[实用新型]一种测量直拉单晶炉电极电位差的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量直拉单晶炉电极电位差的装置。

背景技术

随着直拉单晶炉大型化和自动化技术的发展，单晶炉配备了更大型化的热系统(热场)和更先进的控制系统。在直拉单晶炉运行时通过对高纯石墨材料的加热器施加直流电流使之发热，来加热熔化坩埚内的多晶硅和维持硅熔体的温度；计算机控制系统对加热系统的接地故障检测模块(装置)进行监测，当发生电极接地故障时，计算机就会通过声光，文字信息发出电极接地故障报警。直拉单晶炉产生“电极接地故障”的原因很多，计算机控制系统只能检测和记录到“电极接地故障”报警信号，对电极接地故障的类型和原因无法分析判断。

发明内容

为了解决一般直拉单晶炉“电极接地故障”报警功能不足，或解决一般不具有“电极接地故障”报警的直拉单晶炉的不足。本实用新型的目的是提供一种在线测量直拉单晶炉电极电位差的装置，该装置对运行中单晶炉电极电位进行的连续在线测量，单晶炉电极(对地)电位实时在显示，现场操作者分析和判断直拉单晶炉发生“电极接地故障”的类型、原因。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种测量直拉单晶炉电极电位差的装置，它包括：壳体，分别与加热电极的正极以及电极负极连接的电阻，且电阻的另一端接地，在电极的正极与地以及电极的负极与地之间分别并联一个电压表。

所述的电压表的电源接24伏工作电源。

两只对地取样电阻目的用于对直拉单晶炉加热器的直流电压对地均压取样；两只数字电压表用于测量两只对地取样电阻的电压，分别对应直拉单晶炉的正、负电极；本装置可通过连接器接直拉单晶炉电控柜。

本实用新型的有益效果是：结构简单，成本低廉，使用本实用新型装置可以及时、准确的对“电极接地故障”报警进行对判断，减少对地故障造成的损失。

附图说明

图1A直拉单晶炉加热电源原理图。

图1B直拉单晶炉加热电源运行等效电路图。

图2本实用新型装置电路图。

图3本实用新型装置连接器电路图。

图4本实用新型装置互连电缆图。

图1A直拉单晶炉加热电源原理图中，PS₂为单晶炉加热电源，R1、R2分别为+、-电极对地取样电阻，这是已有“电极接地故障”报警技术的通用设计。R3表示直拉单晶炉内的石墨加热器直流电阻，其阻值在0.010～0.050欧姆，生产直径φ6”单晶的石墨加热器直径φ16”～φ20”之间。

图1B直拉单晶炉加热电源运行等效电路图中，R1、R2分别为对地取样电阻，为了便于本实用新型描叙，单晶炉加热电源运行过程中+电极、-点极对地的绝缘等效电阻为R1’R2’，单晶炉加热电源正常运行过程中单晶炉电极绝缘等效电阻值理论上→∞；

图2本实用新型装置电路图中，电压表可选额定电压为100～200V的数字表也可选指针表；对地取样电阻根据单晶炉冷却水水质好坏可在300～1000欧姆范围变化，一般用500欧姆。

图3本实用新型装置连接器电路图中，PS₂是单晶炉加热电源，PS₁是单晶炉电控柜内部的24V工作电源(如电控柜没有24V电源则需另备一台24V电源)。

图4本实用新型装置互连电缆图。

具体实施方式

1、将连接器(座)安装在壳体(仪表箱)的后面板，两只电阻安装在仪表箱内，两只数字电压表装在前面板，并按图2所示电路装配。

2、在直拉单晶炉一侧，将连接器(座)安装在直拉单晶炉电控柜的适当位置，并将相应信号按图3连到连接器(座)。

3、按图4制作一根两头带连接器(头)的电缆。

4、当需要对直拉单晶炉的电极电位进行监测时，将本实用新型装置用互连电缆连接到直拉单晶炉。

5、单晶炉加热系统启动时，单晶炉电极(+、-)的对地电位将在本装置的两只数字电压表上实时显示。

在图1B直拉单晶炉实际加热电源等效电路中，绝缘等效电阻R1’、R2’的阻值大小受到通过电极中冷却水的水质、炉内气氛、电极周围粉尘(特别是导电性粉尘)、电极绝缘护套破裂等因素的影响，这些因素实际对+、-电极的影响不是相同的，即其绝缘等效电阻R1’、R2’的阻值变化不相同的。这些差异将会反映在取样电阻R1、R2两端的电压上，即电压表V1、V2的读数(单晶炉电极-对地电位)显示的差异。通过监测V1、V2就可以知道运行中单晶炉加热系统对地绝缘情况的变化。

实施例1