[实用新型]一种晶体高饱和度连续快速生长的控制系统

权利要求书

1.一种晶体高饱和度连续快速生长的控制系统，其特征在于，控制系统包括控制装置、检测装置、执行装置和晶体生长装置；

检测装置包括培养罐热电阻(T1)、过热过滤箱热电阻(T2)、过热过滤箱三点式液位传感器(L1)、溶液配制罐热电阻(T4)、高饱和度平衡箱热电阻(T3)、高饱和度平衡箱三点式液位传感器(L2)；

执行装置包括载晶架交流电机(6)、培养罐电加热器(2)、培养罐水循环泵(3)、培养罐电磁阀(9)、过热过滤箱电加热器(12)、过热过滤箱水循环泵(17)、过热过滤箱电磁阀(20)、溶液配制罐电加热器(31)、溶液配制罐水循环泵(33)、溶液配制罐电磁阀(30)、高饱和度平衡箱电加热器(22)、高饱和度平衡箱水循环泵(27)、高饱和度平衡箱电磁阀(26)和生长溶液输送泵(15)；

控制装置包括PLC主机模块、触摸屏、热电阻输入模块、12个固态继电器和二台变频器；PLC主机模块为台达的DVP32ES200T型主机，DVP32ES200T型主机带有16路开关量输入接口和16路开关量输出接口，热电阻输入模块为台达的DVP04PT-E2型热电阻输入模块，二台变频器为台达的VFD-E型变频器，触摸屏为台达的DOP-W127B型触摸屏；

PLC主机模块通过RS232接口与触摸屏的RS232接口相连，PLC主机模块通过RS485接口与变频器1和变频器2的RS485接口相连，变频器1的输出与载晶架交流电机(6)相连，变频器2的输出与生长溶液输送泵(15)相连；开关量输入接口与过热过滤箱三点式液位传感器(L1)和高饱和度平衡箱三点式液位传感器(L2)相连，热电阻输入模块与培养罐热电阻(T1)、过热过滤箱热电阻(T2)、溶液配制罐热电阻(T4)和高饱和度平衡箱热电阻(T3)相连；16路开关量输出接口的前12路输出分别与12个固态继电器的控制端相连，12个固态继电器的输出分别与培养罐电加热器(2)、培养罐水循环泵(3)、培养罐电磁阀(9)、过热过滤箱电加热器(12)、过热过滤箱水循环泵(17)、过热过滤箱电磁阀(20)、溶液配制罐电加热器(31)、溶液配制罐水循环泵(33)、溶液配制罐电磁阀(30)、高饱和度平衡箱电加热器(22)、高饱和度平衡箱水循环泵(27)和高饱和度平衡箱电磁阀(26)相连；

晶体生长装置包括带夹套的培养罐(1)、培养罐载晶架(5)、过热过滤箱(11)、带夹套的溶液配制罐(32)、放置晶体原料的托盘(39)、高饱和度平衡箱(21)和生长溶液循环装置；

培养罐热电阻(T1)安装在带夹套的培养罐(1)上部用于测量带夹套的培养罐(1)中生长溶液的温度，过热过滤箱热电阻(T2)安装在过热过滤箱(11)顶部用于测量过热过滤箱(11)中水温度，过热过滤箱三点式液位传感器(L1)安装在过热过滤箱(11)顶部用于测量过热过滤箱(11)中水位，溶液配制罐热电阻(T4)安装在带夹套的溶液配制罐(32)上部用于测量带夹套的溶液配制罐(32)中生长溶液温度，高饱和度平衡箱热电阻(T3)安装在高饱和度平衡箱(21)顶部用于测量高饱和度平衡箱(21)中水温度，高饱和度平衡箱三点式液位传感器(L2)安装在高饱和度平衡箱(21)顶部用于测量高饱和度平衡箱(21)中水位；

载晶架交流电机(6)安装在培养罐顶部带动培养罐载晶架(5)的正反旋转，培养罐电加热器(2)安装在培养罐的夹套中，用于加热培养罐夹套中的水，培养罐水循环泵(3)安装在培养罐夹套外侧用于循环培养罐夹套水，设置于带夹套的培养罐(1)的底部，培养罐电磁阀(9)安装在培养罐的冷却水进水管道上，用于控制进夹套的冷却水；培养罐水循环泵(3)的进水口与培养罐夹套的底部相连，培养罐水循环泵(3)的出水口与培养罐夹套的上部相连；培养罐电磁阀(9)的进水口与总的冷却水入口(10)相连，培养罐电磁阀(9)的出水口与培养罐底部的培养罐夹套的冷却水进口(7)相连；

过热过滤箱电加热器(12)安装在过热过滤箱(11)中用于加热过热过滤箱(11)中的水，过热过滤箱水循环泵(17)安装在过热过滤箱(11)外侧用于循环过热过滤箱(11)中的水，过热过滤箱电磁阀(20)安装在冷却水进水管道上，用于控制进入过热过滤箱(11)的冷却水；过热过滤箱水循环泵(17)的进水口与过热过滤箱(11)的底部相连，过热过滤箱水循环泵(17)的出水口与过热过滤箱(11)的上部相连；过热过滤箱电磁阀(20)的进水口与总的冷却水入口(10)相连，过热过滤箱电磁阀(20)的出水口与过热过滤箱(11)下部侧面的过热过滤箱的冷却水进口(19)相连；

溶液配制罐电加热器(31)安装在溶液配制罐夹套中用于加热溶液配制罐夹套中的水，溶液配制罐水循环泵(33)安装在溶液配制罐夹套外侧，用于循环溶液配制罐夹套中的水，溶液配制罐电磁阀(30)安装在冷却水进水管道上，用于控制进溶液配制罐夹套的冷却水；溶液配制罐水循环泵(33)的进水口与溶液配制罐夹套的底部相连，溶液配制罐水循环泵(33)的出水口与溶液配制罐夹套的下部相连；溶液配制罐电磁阀(30)的进水口与总的冷却水入口(10)相连，溶液配制罐电磁阀(30)的出水口与溶液配制罐夹套下部侧面的溶液配制罐夹套的冷却水进口(35)相连；

高饱和度平衡箱电加热器(22)安装在高饱和度平衡箱(21)中用于加热高饱和度平衡箱(21)中的水，高饱和度平衡箱水循环泵(27)安装在高饱和度平衡箱(21)外侧用于循环高饱和度平衡箱(21)中的水，高饱和度平衡箱电磁阀(26)安装在冷却水进水管道上，用于控制进高饱和度平衡箱(21)的冷却水；高饱和度平衡箱水循环泵(27的进水口与高饱和度平衡箱(21)的底部相连，高饱和度平衡箱水循环泵(27)的出水口与高饱和度平衡箱(21)的上部相连；高饱和度平衡箱电磁阀的进水口与总的冷却水入口(10)相连，高饱和度平衡箱电磁阀(26)的出水口与高饱和度平衡箱下部侧面的高饱和度平衡箱的冷却水进口(29)相连；

生长溶液循环装置包括输送管路、安装在过热过滤箱(11)中用于热交换的过热过滤箱蛇形管(13)、安装在过热过滤箱(11)中用于过滤杂质的过热过滤箱生长溶液过滤器(16)、安装在高饱和度平衡箱(21)中用于热交换的高饱和度平衡箱蛇形管(23)、安装在高饱和度平衡箱(21)中用于过滤杂质的高饱和度平衡箱生长溶液过滤器(25)；连接培养罐中的生长溶液到生长溶液输送泵入口的输送管路(36)从带夹套的培养罐(1)底部伸入带夹套的培养罐(1)中抽取生长溶液，连接生长溶液输送泵出口到过热过滤箱蛇形管入口的输送管路(14)与过热过滤箱蛇形管(13)的入口相连，过热过滤箱蛇形管(13)的出口与过热过滤箱生长溶液过滤器(16)的入口相连，连接过热过滤箱生长溶液过滤器出口到溶液配制罐中的输送管路(37)从带夹套的溶液配制罐(32)侧面下部伸入带夹套的溶液配制罐(32)中，连接溶液配制罐中的生长溶液到高饱和度平衡箱蛇形管入口的输送管路(38)从带夹套的溶液配制罐(32)侧面上部伸入高饱和度平衡箱(21)中，高饱和度平衡箱蛇形管(23)的出口与高饱和度平衡箱生长溶液过滤器(25)的入口相连，连接高饱和度平衡箱中的生长溶液过滤器出口返回到培养罐中的输送生长溶液的输送管路(24)从带夹套的培养罐(1)顶部伸入带夹套的培养罐(1)中；

PLC主机模块根据晶体生长速度调节变频器的频率从而改变生长溶液输送泵的转速，生长溶液输送泵以可调节的流速抽取生长溶液在培养罐、过热过滤箱、溶液配制罐、高饱和度平衡箱之间循环。