一種泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水溫度自動控制裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水溫度自動控制裝置，包括設置在長晶設備的冷卻進水管上的進水溫度傳感器和冷卻出水管上的出水溫度傳感器，以及冷卻出水管上的電子流量閥，進行集中控制的PLC控制器，所述的進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、電子流量閥與所述的PLC控制器通過信號線連接和通信，所述的進水溫度傳感器和出水溫度傳感器的精度大于0.1度，具有數字接口可與所述的PLC控制器進行數字通信。所述的電子流量閥的最小調節范圍為1升/分鐘，具有數字接口可與所述的PLC控制器進行數字通信。利用本實用新型專利技術能使泡生法藍寶石長晶設備冷卻水系統出水溫度變化控制在0.1度以內，減少了水溫波動對晶體生長過程的影響，提高了晶體生長的質量。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水溫度自動控制裝置
本專利涉及泡生法藍寶石晶體制造領域，尤其涉及一種泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水溫度自動控制裝置，同時可適用于其他相似領域。
技術介紹
藍寶石又稱白寶石，是世界上硬度僅次于金剛石的晶體材料，由于具有優良的物理、機械、化學及紅外透光性能，一直是微電子、航空航天、軍工等領域急需的材料，尤其是光學級大尺寸藍寶石材料，由于其具有性能穩定、市場需求量大、綜合利用率及產品附加值高等特點，成為近年國內外研宄開發和產業化熱點。 藍寶石晶體制造的一般過程是將一根受冷的籽晶與熔體接觸，如果界面的溫度低于凝固點，則籽晶開始生長，為了使晶體不斷長大，就需要逐漸降低熔體的溫度，同時旋轉晶體，以改善熔體的溫度分布。也可以緩慢的(或分階段的)上提晶體，以擴大散熱面。晶體在生長過程中或生長結束時不與坩禍壁接觸，這就大大減少了晶體的應力。不過，當晶體與剩余的熔體脫離時，通常會產生較大的熱沖擊。目前常用的高溫溶液頂部籽晶法是該泡生法的改良和發展。 由于溫度梯度很小，泡生法藍寶石晶體生長過程是一個及其緩慢的降溫過程，每小時的功率降幅低于50W，而加熱功率則高達50KW。生長過程中微小的波動就對晶體生長過程產生影響。長晶設備中影響功率的因素除了熱場外，還有水冷系統，多余的熱量需要通過水冷帶走，由于水冷系統的水量很大，一般可達到6000升/小時，由于進水溫度一般是恒定的，那么出水溫度的微小偏差就意味著水冷系統攜帶的熱量的明顯增大，一般I度的偏差就能有IKW的影響，這對晶體生長過程將有顯著的影響，為此采用一種可自動控制出水溫度的進而控制進出水溫度差的裝置對于生長高質量的晶體非常重要，自動控制過程對于提高工作效率也非常有利。
技術實現思路
(一)要解決的技術問題 本技術的主要目的在于提供一種泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水溫度自動控制裝置，抑制水溫波動，提高了晶體生長的質量。 (二)技術方案 為達到上述目的，本技術提供了一種泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水溫度自動控制裝置，包括設置在所述長晶設備的冷卻進水管上的進水溫度傳感器，設置在所述的長晶設備的冷卻出水管上的出水溫度傳感器、設置在所述的長晶設備的冷卻出水管上的電子流量閥，進行集中控制的PLC控制器，所述的進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、電子流量閥與所述的PLC控制器通過信號線連接和通信。 所述的進水溫度傳感器和出水溫度傳感器的精度大于0.1度，具有數字接口可與所述的PLC控制器進行數字通信。 所述的電子流量閥的最小調節范圍為1升/分鐘，具有數字接口可與所述的PLC控制器進行數字通信。 (三)有益效果 從上述技術方案可以看出，本技術具有以下有益效果:利用該冷卻水溫度自動控制裝置，可以使泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水系統出水溫度變化控制在0.1度以內，減少了水溫波動對晶體生長過程的影響，提高了晶體生長的質量。 【附圖說明】 圖1為長晶設備的原理框圖； 圖2為冷卻水溫自動控制算法的流程圖。 【具體實施方式】 下面結合具體的實施例對本技術作進一步展開說明，但需要指出的是，本技術所要求保護的結構并不限于實施例及說明書附圖中的具體結構。對于本領域普通技術人員可以推知的其他結構形式，亦屬于本專利技術所要求保護的范圍之內。 一種泡生法藍寶石長晶設備1的冷卻水溫度自動控制裝置，包括設置在所述長晶設備1的冷卻進水管2上的進水溫度傳感器4，設置在所述的長晶設備1的冷卻出水管3上的出水溫度傳感器5、設置在所述的長晶設備1的冷卻出水管3上的電子流量閥6，進行集中控制的PLC控制器，所述的進水溫度傳感器4、出水溫度傳感器5、電子流量閥6與所述的PLC控制器通過信號線連接和通信。所述的PLC控制器通過所述的進水溫度傳感器4和出水溫度傳感器5可以測量冷卻水的進水溫度和出水溫度，通過所述的電子流量閥6可以控制冷卻水的流量。 所述的進水溫度傳感器4和出水溫度傳感器5的精度大于0.1度，具有數字接口可與所述的PLC控制器進行數字通信。所述的電子流量閥6的最小調節范圍為1升/分鐘，具有數字接口可與所述的PLC控制器進行數字通信。 所述的PLC控制器內部設置冷卻水溫自動控制算法。所述的自動控制算法包括以下步驟: 步驟一:檢測所述的進水溫度傳感器4，獲得進水溫度I，調節所述的電子流量閥6的流量為Q，直到所述的出水溫度傳感器5的輸出為出水溫度T1; 在步驟一中，建立了熱平衡:帶走熱功率W=C* (TrT0) *Q*P，其中，P為水的密度，C為水的比熱容； 步驟二:檢測所述的出水溫度傳感器5，獲得出水溫度h，并計算溫度偏差Λ Τ= ，如果Λ Τ不為零，則進入步驟三； 步驟三:調節所述的電子流量閥6的流量，調節量Λ Q= Q*AT/( Tr T0),然后返回步驟二。 在步驟三中，Λ T不為零，則說明冷卻水帶走熱量的功率發生變化:W+ Δ W=C* (?\+ Δ T-T0) Ρ，為了平抑溫度的變化，需要調節冷卻水的流量，則W+ Δ W=C* (T「TQ) * (Q+ Λ Q) * p，兩式相等則得到(T「TQ) * Δ Q=Q* Δ Τ，因此得到所述的電子流量閥6的調節量為Λ Q= Q* Δ T/C^-T。)。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水溫度自動控制裝置，其特征在于：包括設置在所述長晶設備的冷卻進水管上的進水溫度傳感器，設置在所述的長晶設備的冷卻出水管上的出水溫度傳感器、設置在所述的長晶設備的冷卻出水管上的電子流量閥，進行集中控制的PLC控制器，所述的進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、電子流量閥與所述的PLC控制器通過信號線連接和通信。

【技術特征摘要】
1.一種泡生法藍寶石長晶設備的冷卻水溫度自動控制裝置，其特征在于:包括設置在所述長晶設備的冷卻進水管上的進水溫度傳感器，設置在所述的長晶設備的冷卻出水管上的出水溫度傳感器、設置在所述的長晶設備的冷卻出水管上的電子流量閥，進行集中控制的PLC控制器，所述的進水溫度傳感器、出水溫度傳感器、電子流量閥與所述的PLC控制器通過信號線連接和通信。2.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉瑜，陳曉玲，
申請(專利權)人：杭州晶一智能科技有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33