[发明专利]多晶炉长晶速度自动测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置及其测量方法，特别是涉及一种在多晶炉长晶过程中，对多晶炉长晶速度进行自动测量的多晶炉长晶速度自动测量装置及基于所述的多晶炉长晶速度自动测量装置的多晶炉长晶速度自动测量方法。

背景技术

晶体生长速度是决定晶体均匀程度的重要因素之一，为了对其进行控制，通常需要对多晶炉内的晶锭高度进行测量，然后计算出长晶速度。如图1所示，目前，测量多晶炉长晶速度普遍是在测量人员2插拔石英棒3的同时，在石英棒3旁边竖立一个刻度尺1，由测量人员2对石英棒3的位置在刻度尺1上进行读数，通过对所读数值进行分析、计算，从而得出单位时间内石英棒3与坩埚7内的晶锭6接触的位置的变化值实现的。采用这种方法，需要测量人员频繁地到多晶炉的顶上对石英棒的位置在刻度尺上进行读数，并时刻关注石英棒的动向从而及时读取刻度尺上的数值，不仅测量人员的劳动强度大，而且测量准确度难以得到保证。

因此，需要一种能够使测量人员得以解放，并能够根据预定条件及时测定出石英棒位置变化数值的自动测量装置。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种能够使测量人员得以解放，并能够根据预定参数及时测定出石英棒位置变化数值的多晶炉长晶速度自动测量装置。

为了实现上述目的，本发明提供的多晶炉长晶速度自动测量装置的技术方案如下：

一种多晶炉长晶速度自动测量装置，包括：

用于与多晶炉中的晶锭接触的石英棒；

用于驱动所述石英棒上下直线运动的驱动装置；

安装于所述驱动装置上，用于测量所述驱动装置的运行行程的位置传感器；

安装于所述驱动装置与所述石英棒之间，用于判断所述石英棒是否与所述晶锭接触的第一压力传感器；

用于对测量过程进行参数设定并显示测量结果的人机界面；

分别与所述驱动装置、所述位置传感器、所述第一压力传感器和所述人机界面电连接，用于接收所述人机界面输入的参数以及所述位置传感器和所述压力传感器所采集的信号，并根据接收到的所述第一压力传感器的信号和人机界面输入的参数值控制所述驱动装置驱动所述石英棒上升或下降的PLC。

作为优选，所述驱动装置为电缸。

作为优选，所述人机界面是触摸屏。

作为优选，所述人机界面输入的参数包括测量周期和所述第一压力传感器的感应压力值。

作为优选，所述PLC内具有用于对接收到的来自所述位置传感器和所述第一压力传感器的信号进行计算分析，从而得到长晶速度的数值并将该数值显示于所述人机界面上的运算单元。

作为优选，所述驱动装置与所述石英棒之间还设有用于判断所述石英棒是否与所述晶锭接触的第二压力传感器。

作为进一步的优选，所述第二压力传感器的压力感应端与所述第一压力传感器的上表面连接。

另外，本发明的另一个目的是提供一种基于所述的多晶炉长晶速度自动测量装置的多晶炉长晶速度自动测量方法。

为了实现上述目的，本发明提供的一种基于所述的多晶炉长晶速度自动测量装置的多晶炉长晶速度自动测量方法，包括以下步骤：

1)首先通过所述人机界面向所述PLC输入所述多晶炉长晶速度自动测量装置的测量周期及第一压力传感器的感应压力值；

2)启动所述驱动装置，所述驱动装置带动所述石英棒从初始位置缓慢下降接近所述晶锭表面；

3)当所述石英棒接触到所述晶锭表面时，所述第一压力传感器向所述PLC发出信号，所述PLC控制所述驱动装置停止运行，同时所述位置传感器检测所述驱动装置此时的运行行程，并将检测到的信号传递给所述PLC，所述PLC对接收到的上述信号进行记录并通过所述人机界面进行显示；

4)所述驱动装置带动所述石英棒上升使所述石英棒向远离所述晶锭表面的方向运动至初始位置以便进行下一次测量；

5)经过一个所述测量周期后，重复步骤2)至4)；

6)根据所述PLC获取的相邻两个所述测量周期对应的所述位置传感器测量到的信号，计算出多晶炉的长晶速度值。

作为优选，在步骤1)中，还通过所述人机界面向所述PLC输入所述第二压力传感器的感应压力值；在步骤3)中，当所述石英棒接触到所述晶锭表面时，所述第二压力传感器向所述PLC发出信号。