一種用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開一種用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置，包括：一探測體，該探測體用于接觸該硅鑄錠爐中的固態多晶硅；一驅動裝置，該驅動裝置用于驅動該探測體直線運動；一探測器，?當該探測體與該固態多晶硅接觸時，該探測器發出一信號；一處理單元，該處理單元與該驅動裝置和該探測器連接，用于接收該信號并控制該驅動裝置的運動方向。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于硅鑄錠
，尤其涉及一種用于硅鑄錠爐的用以測試熔融硅深度的裝置。
技術介紹
我國光伏產業因全球經濟衰退、光伏產能過剩、價格下跌、美國“雙反”、歐盟“反傾銷”等因素而步入寒冬期，光伏下游企業毛利率大幅下降，大部分企業面臨嚴重虧損。另一方面，由于太陽能市場行情供大于求，人們對太陽能組件的功率要求越來越高，更多開始關注太陽能電池的光電轉換效率。為提高太陽能電池的光電轉換效率，光伏業界推出了多種高效多晶鑄錠技術，如半融高效技術、全融高效技術等。其中半融高效技術以多晶碎片作為籽晶，鑄錠得到的硅錠少子壽命較高且穩定，是目前普遍采用的技術方式。定向凝固法鑄造晶體硅過程中，坩禍中的硅材料可能存在形式為全部熔融狀態、部分恪融部分固態、全部為固態。當娃材料的存在狀態是部分恪融部分固態時，在恪融部分和固態部分之間存在固-液界面。在定向凝固法鑄造晶體硅工藝中，硅材料由固態加熱至熔融狀態以及由熔融狀態冷凝為固態的過程，是決定晶體均勻程度的重要因素之一，因此固-液界面的監測非常重要。目前，測量固-液界面普遍采用測量人員插拔石英探棒，通過石英探棒與固態多晶硅的碰撞來判斷熔融狀態硅溶液的深度。即在石英探棒旁邊設置一把鋼皮尺，由測量人員對石英探棒的位置在鋼皮尺上進行讀數，通過對所讀數值進行分析、計算，從而得出單位時間內石英探棒與鑄錠爐內的固態多晶硅接觸的位置的變化值。采用這種方法，需要測量人員頻繁的到鑄錠爐的頂部對石英探棒的位置在鋼皮尺上進行讀數，并時刻關注石英探棒的動向從而及時讀取鋼皮尺上的數值，不僅測量人員的勞動強度大，而且測量準確度難以得到保證?！緦＠夹g內容】本專利技術的目的在于提供一種用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置，以滿足在爐腔的高溫及真空環境中，對硅鑄錠爐的固液界面進行監控測量。為了實現上述專利技術目的，本專利技術公開一種用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置，包括:一探測體，該探測體用于接觸該硅鑄錠爐中的固態多晶硅；一驅動裝置，該驅動裝置用于驅動該探測體直線運動；一探測器，當該探測體與該固態多晶硅接觸時，該探測器發出一信號；一處理單元，該處理單元與該驅動裝置和該探測器連接，用于接收該信號并控制該驅動裝置的運動方向。更進一步地，該探測體為一石英探棒，該石英探棒以與水平面垂直的角度進入該硅鑄錠爐。更進一步地，該驅動裝置包括一伺服電機和一滾珠絲杠，該伺服電機驅動該滾珠絲杠，該滾珠絲杠與該探測體連接。更進一步地，該滾珠絲杠與該探測體通過一連接裝置固定。更進一步地，該探測器為一摩擦探測器，用于探測該連接裝置與該探測體之間是否存在一摩擦力。更進一步地，該處理單元接收到該信號后控制該驅動裝置向相反方向運動。更進一步地，該固液界面測量裝置還包括一底座。更進一步地，該底座與該硅鑄錠爐連接。與現有技術相比，本專利技術的適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置有益效果在于: 第一、本專利技術的適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置的其結構合理，實現了在爐腔的高溫及真空環境中，對硅鑄錠爐的固液界面進行監控測量，保證了對硅鑄錠生產工藝的過程控制。第二、本專利技術的適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置通過石英探棒插入的深度能自動獲得硅鑄錠爐內熔融硅的深度，而無需測量人員頻繁的手動操作。第三、本專利技術的適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置配置有人機界面，通過PLC接收來自伺服電機的反饋信號進行計算分析，從而獲得熔融硅的深度數值，并將該數值顯示在人機界面上，使得操作人員可以直觀的看到熔融硅的深度，省去了人工計算分析的步驟，提高了測量的效率和精度?！靖綀D說明】關于本專利技術的優點與精神可以通過以下的專利技術詳述及所附圖式得到進一步的了解。圖1是本專利技術所提供的固液界面測量裝置的結構示意圖； 圖2是本專利技術所提供的固液界面測量裝置控制原理框圖?！揪唧w實施方式】下面結合附圖詳細說明本專利技術的一種具體實施例的用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置。然而，應當將本專利技術理解成并不局限于以下描述的這種實施方式，并且本專利技術的技術理念可以與其他公知技術或功能與那些公知技術相同的其他技術組合實施。在以下描述中，為了清楚展示本專利技術的結構及工作方式，將借助諸多方向性詞語進行描述，但是應當將“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“內”、“向外”、“向內”、“上”、“下”等詞語理解為方便用語，而不應當理解為限定性詞語。本專利技術的目的在于提供一種適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置，以滿足在爐腔的高溫及真空環境中，對硅鑄錠爐的固液界面進行監控測量。該固液界面測量裝置，包括:探測體，該探測體用于接觸該硅鑄錠爐中的固態多晶硅；驅動裝置，該驅動裝置用于驅動該探測體直線運動；探測器，當該探測體與該固態多晶硅接觸時，該探測器發出一信號；處理單元，該處理單元與該驅動裝置和該探測器連接，用于接收該信號并控制該驅動裝置的運動方向。如圖1所示，本專利技術所提供的固液界面測量裝置具體包括石英探棒1、滾珠絲杠2、連接裝置(內含摩擦傳感器)3、伺服電機4、底座5、PLC6以及爐體7。其中，石英探棒I用于與硅鑄錠爐中的固態多晶硅接觸。滾珠絲杠2用于將旋轉運動轉換成直線運動。連接裝置3安裝于石英探棒I與滾珠絲杠2之間，用于帶動石英探棒I上下直線運動。摩擦傳感器用于感應所述石英探棒I與所述連接裝置3間所產生的摩擦力。伺服電機4驅動所述滾珠絲杠2旋轉。PLC6分別與所述驅動裝置和所述摩擦傳感器連接，用于接收所述摩擦傳感器所采集的信號，并根據接收到的信號控制驅動裝置驅動所述石英探棒上升或下降。底座5安裝在硅鑄錠爐爐體7外殼上，借用爐體外殼上原有螺栓孔位，使用加長螺栓將底板固定在爐體外殼上，并且不破壞原有爐體結構。石英探棒I下端伸入硅鑄錠爐爐體7內部，上端與所述連接裝置3固定，且在所述石英探棒I與所述連接裝置3間設有摩擦傳感器，所述連接裝置3設在所述滾珠絲杠2上，并在所述滾珠絲杠2轉動的同時沿所述滾珠絲杠2上下移動，從而帶動所述石英探棒I上升或下降。當石英探棒I下降并觸碰到固體界面后，石英探棒I與連接裝置3之間會產生一個反向的摩擦力，摩擦傳感器感應到該摩擦力后會發送反饋信號給PLC6，并由PLC6發出反轉指令，驅動石英探棒I上升。如圖2所示，工作時，操作人員在人機界面8上點擊“測量”按鍵，石英探棒I會在滾珠絲杠2的帶動下，進入硅鑄錠爐內，當石英探棒I觸碰到硅錠固體時，石英探棒I與連接裝置3之間會產生一個反向的摩擦力，所述摩擦傳感器3感應到該摩擦力后會發送反饋信號給所述PLC6，在人機界面8上顯示出所測量的硅錠高度。并且，當PLC6接收到伺服電機4的反饋信號后，PLC6會發出新的指令，提升石英探棒I到下降時的起始位置，從而完成一次測量操作。與現有技術相比，本專利技術的適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置有益效果在于: 第一、本專利技術的適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置的其結構合理，實現了在爐腔的高溫及真空環境中，對硅鑄錠爐的固液界面進行監控測量，保證了對硅鑄錠生產工藝的過程控制。第二、本專利技術的適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置通過石英探棒插入的深度能自動獲得硅鑄錠爐內熔融硅的深度，而無需測量人員頻繁的手動操作。第三、本專利技術的適用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置配置有人機界面，通過PLC接收來自伺服電機的反饋信號進行計算分析，從而獲得熔融硅的深度數值，并將該數值顯示在人機界面上，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于硅鑄錠爐的固液界面測量裝置，其特征在于，包括：一探測體，所述探測體用于接觸所述硅鑄錠爐中的固態多晶硅；一驅動裝置，所述驅動裝置用于驅動所述探測體直線運動；一探測器，?當所述探測體與所述固態多晶硅接觸時，所述探測器發出一信號；一處理單元，所述處理單元與所述驅動裝置和所述探測器連接，用于接收所述信號并控制所述驅動裝置的運動方向。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：詹國彬，黃建明，周心怡，李俊，
申請(專利權)人：上海東洋炭素有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31