[实用新型]多晶硅铸锭炉控温系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多晶硅铸锭炉控温系统。

背景技术

当前用于太阳能行业的多晶硅铸锭多采用定向凝固技术。多晶硅原料在铸锭炉中加热到一定温度，使其全部成熔融状态，然后从坩埚底部实现热交换，使坩埚内的熔融硅内部形成了一个垂直温度梯度。这个梯度使坩埚内的硅料从底部开始结晶，实现从熔体底部向顶部逐步长晶的过程。在整个铸锭过程中，控温热电偶起着非常重要的作用，其控制炉内温度，其一旦损坏，炉内温度不受控制，铸锭炉将处在比较危险的状态，也将严重影响硅锭的质量。当前，所有铸锭炉厂家的控温系统都是由控温热电偶、放大电路、A/D转换器、PLC控制器、石墨加热器、工控计算机和热电偶断开报警电路组成。控温热电偶感应炉腔内温度，当炉腔内温度高于设定温度范围，其信号通过放大电路和A/D转换器传送给PLC控制器，PLC控制器传送给工控计算机，由工控计算机进行处理后，返给PLC控制器，使PLC控制器控制石墨加热器降低加热功率，当炉内温度低于设定温度，其信号通过放大电路和A/D转换器传送给PLC控制器，PLC控制器传送给工控计算机，由工控计算机进行处理后，返给PLC控制器，使PLC控制器控制石墨加热器提高加热功率，从而使炉内温度保持在设定温度范围，平稳的热场变化为高品质的硅锭提供了保证，也降低了高温铸锭时的危险。但现有的铸锭炉的控温系统均采用一支控温热电偶作为整个铸锭过程中的控温元件，一旦控温热电偶出现问题，铸锭炉就处在比较危险的状态，即热失控状态，并且不平稳的热场将严重影响硅锭的质量，尤其是控温热电偶出现问题后需要紧急停炉降温，重新更换热电偶时，对炉内的硅锭结晶质量和炉体安全影响更大，不但造成重大的经济损失，而且还大大降低了生产效率。

发明内容

本实用新型的目的就是解决现用技术中存在的上述问题，提供一种多晶硅铸锭炉控温系统，使用该控温系统的多晶硅铸锭炉，避免了炉内温度不受控制的状态的发生，保证了铸锭炉在铸锭过程中的安全性，保护了硅锭的质量。

为完成上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种多晶硅铸锭炉控温系统，其包括两个控温温度传感器、两个开关、放大电路、A/D转换器、PLC控制器、石墨加热器、工控计算机和控温温度传感器报警电路；两个控温温度传感器分别通过一个开关连接放大电路；放大电路连接A/D转换器、A/D转换器连接PLC控制器、PLC控制器连接工控计算机，还连接石墨加热器和温度传感器报警电路；两个控温温度传感器安装在铸锭炉上炉体内的等效温度区内。

上述所述的开关为电磁开关，电磁开关的控制端连接在PLC控制器上。这样，当工作的控温温度传感器损坏后，PLC控制器控制该控温温度传感器的电磁开关打开，同时关闭备用的控温温度传感器的电磁开关，使备用的控温温度传感器投入工作。

上述所述的开关也可为普通手动开关，其不与PLC控制器的信号输出端连接，采用手动开、闭即可。

上述所述的控温温度传感器为控温热电偶。

由于本实用新型采用了两个安装在铸锭炉上炉体内的等效温度区的控温温度传感器，其中一个控温温度传感器工作，另一个控温温度传感器备用。当工作的控温温度传感器损坏后，其控温温度传感器报警电路报警，同时，打开该控温温度传感器的开关，关闭另一开关，使备用温度传感器工作，使控温系统仍能正常工作。这样，当控温温度传感器其中一个损坏后，不用停机就能启动另一个投入工作；铸锭程序结束后再进行维修或者更换损坏的控温温度传感器，不影响铸锭炉的正常运行，避免了炉内温度不受控制状态的发生，保证了铸锭炉在铸锭过程中的安全性，保护了硅锭的质量。

附图说明

图1为本实用新型的电路方框图；

图2为本实用新型的两个热电偶在铸锭炉中的安装位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1和图2所示，本实施例包括两个控温热电偶1、2、两个电磁开关、放大电路、A/D转换器、PLC控制器、石墨加热器、工控计算机和热电偶断开报警电路。两个控温热电偶1、2分别通过一个电磁开关连接放大电路；放大电路连接A/D转换器、A/D转换器连接PLC控制器、PLC控制器连接工控计算机，还连接石墨加热器、两个控温热电偶1、2的电磁开关和热电偶断开报警电路。两个控温热电偶1、2通过上炉体3上的安装孔垂直插入上炉体内部的等效温度区内，并与上炉体3上的安装孔密封固定。铸锭炉上炉体的控温热电偶的安装孔开在安装孔圆心距离上炉盖4的边缘12-14cm的位置。5为炉体内部加热器；6为炉体外部加热电极。

上述所述的电磁开关也可使用普通手动开关，其不与PLC控制器的信号输出端连接，采用手动开、闭即可。