一種找零式精確自動補液系統(tǒng)及其補液方法
【專利摘要】一種用于硅片清洗的找零式精確自動補液系統(tǒng)，包括：高位儲液罐、高位儲液罐的底部有帶第一氣動閥的輸液管道和帶第二氣動閥的補液管，高位儲液罐旁有一小定量管，小定量管底部有帶第四氣動閥的小劑量補液管，第三氣動閥連接于第二氣動閥輸入口與第四氣動閥的輸入口之間。高位儲液罐和小定量管內(nèi)均設有多個具有容積標識的檢測液位，高位儲液罐的最高檢測液位高于小定量管的最高檢測液位，這兩個最高檢測液位之差在高位儲液罐內(nèi)腔形成的體積大于或等于小定量管內(nèi)最高檢測液位的體積。所述四個氣動閥、用于高位儲液罐及小定量管的各檢測液位的檢測傳感器與一控制器連接。本發(fā)明還公開了自動補液方法。通過多點液位檢測，可以組合得到各種補加量，而每種補加量都可達到±1.5%的精度。
【專利說明】一種找零式精確自動補液系統(tǒng)及其補液方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能清洗設備和濕法處理設備，尤其涉及一種應用于光伏行業(yè)中的多晶硅片清洗的精確自動補液系統(tǒng)及其補液方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的太陽能電池生產(chǎn)設備，在硅片生產(chǎn)過程中，需要給反應槽定期補充添加一定量的藥液，比如每生產(chǎn)50硅片需添加IOOml的藥液。目前一般都是采用一個高位儲液罐，補液從該高位儲液罐流出，然后采用流量計計量、或者計算時間計量、或類似的方式進行計量補液，是典型的控制流出的計量方式。這些補液方式都具有共同的一些缺點:易受到管路中控制閥門的壓縮空氣壓力的大小、液體溫度、管阻(管路阻塞或長短不一)等因素的影響，從而制約了整個補液系統(tǒng)的精度。
[0003]因此，改善壓縮空氣壓力大小、液體溫度、管阻等因素影響反應槽內(nèi)的補液精度，是業(yè)內(nèi)亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供一種可以提高硅片清洗生產(chǎn)效率的精確自動補液系統(tǒng)及其補液方法。
[0005]本發(fā)明提出的一種找零式精確自動補液系統(tǒng)，其包括:設于反應槽上方的大劑量補液的高位儲液罐、該高位儲液罐的底部設有帶第一氣動閥的輸液管道。所述高位儲液罐的底部設有帶第二氣動閥的補液管，高位儲液罐旁設有一小劑量補液的小定量管，小定量管底部設有帶第四氣動閥的小劑量補液管，第三氣動閥連接于所述第二氣動閥輸入口與第四氣動閥的輸入口之間而將補液管與小劑量補液管聯(lián)通；
所述高位儲液罐內(nèi)由高到低設有多個具有容積標識的檢測液位，小定量管內(nèi)由高到低設有多個具有容積標識的檢測液位，聞位儲液te的最聞檢測液位聞于小定量管的最聞檢測液位，高位儲液罐的最高檢測液位與小定量管的最高檢測液位之差在高位儲液罐內(nèi)腔形成的體積大于或等于小定量管內(nèi)最聞檢測液位的體積；
所述的第一、二、三、四氣動閥、用于高位儲液罐及小定量管的各檢測液位的檢測傳感器與一控制器連接。
[0006]優(yōu)選的，所述高位儲液罐內(nèi)由高到低設有四個檢測液位，分別為容積標識5L的最高檢測液位、容積標識4L的第二檢測液位、容積標識3L的第三檢測液位和容積標識IL的最低檢測液位；所述小定量管內(nèi)由高到低設有三個檢測液位，分別為容積標識IOOmL的最高檢測液位、容積標識50mL的中檢測液位和容積標識為零的低檢測液位。
[0007]本發(fā)明還提出一種找零式精確自動補液系統(tǒng)的補液方法，其步驟如下:
步驟1:關(guān)閉所述補液管，補液管與小劑量補液管之間也關(guān)閉，通過所述輸液管道將藥液輸送到所述的高位儲液罐中，直到藥液液面到達最高檢測液位后，停止藥液輸送；
步驟2:根據(jù)所述反應槽需要補充的藥液量，先由所述的高位儲液罐以及配合檢測液位的容積標識，并通過所述補液管向下方的反應槽進行大劑量的藥液補充，輸液管道關(guān)閉，補液管與小劑量補液管之間也關(guān)閉；
連續(xù)采用步驟I和步驟2進行大劑量的藥液補充，直到所述高位儲液罐的不能由其檢測液位的容積標識準確計量所需的小劑量補液時為止；
步驟3:重復步驟1，再將所述的高位儲液罐與小定量管聯(lián)通，使得高位儲液罐流入小定量管內(nèi)，直到藥液上升到小定量管的最高檢測液位為止；
步驟4:根據(jù)所述反應槽剩余需要補充的小劑量藥液，再由所述小定量管及其檢測液位的容積標識，并通過小劑量補液管向下方的反應槽進行小劑量的藥液補充，所述補液管與小劑量補液管之間關(guān)閉；
連續(xù)采用步驟3和步驟4進行小劑量的藥液補充，直到完成所需藥液量的補充為止；所述高位儲液罐、小定量管藥液的輸入或輸出均由所述的控制器控制所述的第一、二、三、四氣動閥以及檢測傳感器自動進行。
[0008]本發(fā)明采用大小兩個高位補充藥液罐互補式方法，并使得兩個藥液罐的液位固定，以便將現(xiàn)有技術(shù)“控制出的精度(即控制藥液流出到反應槽內(nèi)的精度)”改變?yōu)椤翱刂迫氲木?即控制藥液添加到高位補充液罐中的精度)”。只要有效控制藥液添加到高位補充藥液罐的精度，藥液流出只需全部排完(或選擇組合或自動找零)即可，從而達到精確自動補液的效果，進而使得太陽能硅片清洗工藝轉(zhuǎn)換效率做的更高。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
1，通過該系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)補液方式受到諸多現(xiàn)場客觀條件的限制，只需對添加進高位儲液罐或小定量管的藥液進行控制，便可以達到較精確的補液要求。
[0010]2，通過多點液位檢測，可以組合得到各種補加量，而每種補加量都可達到±1.5%的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明較佳實施例自動補液系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，本發(fā)明較佳實施例提供的一種找零式精確自動補液系統(tǒng)，包括設于反應槽上方的用于大劑量補充藥液的高位儲液罐1、該高位儲液罐的底部設有帶第一氣動閥VOl的輸液管道3和帶第二氣動閥V02的補液管4。高位儲液罐I旁平行設有一小劑量補液的小定量管2，小定量管2底部設有帶第四氣動閥V04的小劑量補液管5，第三氣動閥V03連接于第二氣動閥V02輸入口與第四氣動閥V04的輸入口之間，而將補液管4與小劑量補液管5聯(lián)通。
[0013]高位儲液罐I內(nèi)由高到低設有多個具有容積標識的檢測液位,小定量管2內(nèi)由高到低也設有多個具有容積標識的檢測液位，高位儲液罐I的最高檢測液位A高于小定量管2的最高檢測液位X。高位儲液罐I的最高檢測液位A與小定量管2的最高檢測液位X之差L在高位儲液罐I內(nèi)腔形成的體積大于或等于小定量管2內(nèi)最高檢測液位X的體積。第一、二、三、四氣動閥、用于高位儲液罐I及小定量管2的各檢測液位的檢測傳感器與一控制器連接。[0014]如圖1所示，本實施例中，高位儲液罐I內(nèi)由高到低設有四個檢測液位，分別為容積標識5L的最高檢測液位A、容積標識4L的第二檢測液位B、容積標識3L的第三檢測液位C和容積標識IL的最低檢測液位D。小定量管2內(nèi)由高到低設有三個檢測液位，分別為容積標識IOOmL的最高檢測液位X、容積標識50mL的中檢測液位Y和容積標識為零的低檢測液位Z。為防止輸送藥液過量，而保證容器的安全，在高位儲液罐I的最高檢測液位A之上還設有一保護檢測液位H，高位儲液罐I及小定量管2頂部還設有溢流管道6。為防止氣動閥失靈，在第一氣動閥VOl下方的輸液管道3上還設有第一手動閥S01,在靠近高位儲液罐I的補液管4上還設有第二手動閥S02，第三氣動閥V03的左端連接于第二氣動閥V02與第二手動閥S02之間的補液管4上。檢測傳感器可以采用光電傳感器、電容式傳感器、超聲波液位傳感器的一種。
[0015]本發(fā)明實施例提出的找零式精確自動補液系統(tǒng)的補液方法，其步驟如下(請參考圖1):
步驟1:通過第二氣動閥V02關(guān)閉補液管4，通過第三氣動閥V03關(guān)閉補液管4與小劑量補液管5之間的聯(lián)通，通過輸液管道3將藥液輸送到高位儲液罐I中，直到藥液液面到達最高檢測液位A后，關(guān)閉第一氣動閥VOl停止藥液輸送。
[0016]步驟2:根據(jù)硅材加工工藝反應槽需要補充的藥液量，先由高位儲液罐I以及配合檢測液位的容積標識并通過補液管4向下方的反應槽進行大劑量的藥液補充。此時的輸液管道3關(guān)閉，補液管4與小劑量補液管5之間也關(guān)閉。
[0017]本實施例中，高位儲液罐I內(nèi)設有容積標識5L (升)的最高檢測液位A、容積標識4L的第二檢測液位B、容積標識3L的第三檢測液位C和容積標識IL的最低檢測液位D。每次大劑量補液只能從最高檢測液位A向下的某個檢測液位進行，即A — B，A-C, A-D0當反應槽需求補液IL以上的量時，比如補液4L，先向高位儲液罐I內(nèi)添加藥液5L，使液位到達最高檢測液位A后，再向反應槽補充藥液，直到液位降到D點(IL位置)時，停止補液。此時已向反應槽補充藥液4L。然后，關(guān)閉第二氣動閥V02，再次打開第一氣動閥V01，繼續(xù)向高位儲液罐I輸液，使得液位到達5L的位置停止，以便再次補液。同理，每次也可以補充IL (使得最高檢測液位A降到第二檢測液位B)，或補充2L (使得最高檢測液位A降到第三檢測液位C)。當需求的補液量是以上容積的倍數(shù)時，多次重復以上動作即可。
[0018]即連續(xù)采用步驟I和步驟2進行大劑量的藥液補充，直到不能由高位儲液罐I的檢測液位的容積標識準確計量所需的小劑量補液時為止。
[0019]步驟3:重復步驟1，使得高位儲液罐I內(nèi)的液位到達5L的位置停止，再打開第三氣動閥V03將高位儲液罐I與小定量管2聯(lián)通，使得高位儲液罐I流入小定量管2內(nèi)，直到藥液上升到小定量管2的最高檢測液位X為止。
[0020]本實施例中，小定量管2內(nèi)設有容積標識IOOmL (毫升)的最高檢測液位X、容積標識50mL的中檢測液位Y和容積標識為零的低檢測液位Z。
[0021]步驟4:根據(jù)反應槽剩余需要補充的小劑量藥液，再由小定量管2及其檢測液位的容積標識，并通過小劑量補液管5向下方的反應槽進行小劑量的藥液補充，此時補液管4與小劑量補液管5之間關(guān)閉。即當反應槽需求補液IL以下的小劑量時，每次補液只能從小定量管2中的最高檢測液位X向下的某個檢測液位進行，即X — Y，X — Z。比如補液100mL，先向小定量管2內(nèi)添加藥液100 mL,使液位到達最高檢測液位X后，再向反應槽補充藥液，直到小定量管2中的液位降到Z點(O mL位置)時，停止補液。此時已向反應槽補充藥液lOOmL。當反應槽需求補液150ml的量時，可以采用上述方法，先第一次補液100 ml，再使小定量管2中的液位從最高檢測液位X向下降到中檢測液位Y，第二次補液50 ml，即可。
[0022]連續(xù)采用步驟3和步驟4進行小劑量的藥液補充，直到完成所需藥液量的補充為止。在整個補液規(guī)程中，高位儲液罐1、小定量管2藥液的輸入或輸出均由控制器控制第一、二、三、四氣動閥以及檢測傳感器自動進行，而第一手動閥SOl和第二手動閥S02均是打開的，當有需要時，再由人工關(guān)閉或打開。
[0023]本發(fā)明避免了傳統(tǒng)補液方式受到諸多現(xiàn)場客觀條件的限制，只需對添加進高位儲液罐或小定量管的藥液進行控制，便可以達到較精確的補液要求。通過多點液位檢測，可以組合得到各種補加量，而每種量都可達到±1.5%的精度。
【權(quán)利要求】
1.一種找零式精確自動補液系統(tǒng)，包括設于反應槽上方的大劑量補液的高位儲液罐(I)、該高位儲液罐的底部設有帶第一氣動閥(VOl)的輸液管道(3)，其特征在于，所述高位儲液罐(I)的底部設有帶第二氣動閥(V02)的補液管(4)，高位儲液罐(I)旁設有一小劑量補液的小定量管(2)，小定量管(2)底部設有帶第四氣動閥(V04)的小劑量補液管(5)，第三氣動閥(V03 )連接于所述第二氣動閥(V02 )輸入口與第四氣動閥(V04 )的輸入口之間而將補液管(4)與小劑量補液管(5)聯(lián)通； 所述高位儲液罐(I)內(nèi)由高到低設有多個具有容積標識的檢測液位，小定量管(2)內(nèi)由聞到低設有多個具有容積標識的檢測液位，聞位儲液te(i)的最聞檢測液位(A)聞于小定量管(2)的最高檢測液位(X)，高位儲液罐(I)的最高檢測液位(A)與小定量管(2)的最高檢測液位(X)之差(L)在高位儲液罐(I)內(nèi)腔形成的體積大于或等于小定量管(2)內(nèi)最高檢測液位(X)的體積； 所述的第一、二、三、四氣動閥、用于高位儲液罐(I)及小定量管(2)的各檢測液位的檢測傳感器與一控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的找零式精確自動補液系統(tǒng)，其特征在于，所述高位儲液罐(I)內(nèi)由高到低設有四個檢測液位，分別為容積標識5L的最高檢測液位(A)、容積標識4L的第二檢測液位(B)、容積標識3L的第三檢測液位(C)和容積標識IL的最低檢測液位(D);所述小定量管(2)內(nèi)由高到低設有三個檢測液位，分別為容積標識IOOmL的最高檢測液位(X)、容積標識50mL的中檢測液位(Y)和容積標識為零的低檢測液位(Z)。
3.如權(quán)利要求1所述的找零式精確自動補液系統(tǒng)，其特征在于，所述高位儲液罐(I)的最高檢測液位(A)之上還設有一保護檢測液位(H)，所述高位儲液罐(I)及小定量管(2)頂部還設有溢流管道(6)。
4.如權(quán)利要求1所述的找零式精確自動補液系統(tǒng)，其特征在于，所述輸液管道(3)上還設有第一手動閥(SOl) ，所述的補液管(4)上還設有第二手動閥(S02)。
5.如權(quán)利要求1所述的找零式精確自動補液系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測傳感器為光電傳感器、電容式傳感器、超聲波液位傳感器的一種。
6.—種如權(quán)利要求1所述找零式精確自動補液系統(tǒng)的補液方法，其包括如下步驟: 步驟1:關(guān)閉所述補液管(4)，補液管(4)與小劑量補液管(5)之間也關(guān)閉，通過所述輸液管道(3)將藥液輸送到所述的高位儲液罐(I)中，直到藥液液面到達最高檢測液位(A)后，停止藥液輸送； 步驟2:根據(jù)所述反應槽需要補充的藥液量，先由所述的高位儲液罐(I)以及配合檢測液位的容積標識，并通過所述補液管(4)向下方的反應槽進行大劑量的藥液補充，輸液管道(3)關(guān)閉,補液管(4)與小劑量補液管(5)之間也關(guān)閉； 連續(xù)采用步驟I和步驟2進行大劑量的藥液補充，直到所述高位儲液罐(I)的不能由其檢測液位的容積標識準確計量所需的小劑量補液時為止； 步驟3:重復步驟1，再將所述的高位儲液罐(I)與小定量管(2)聯(lián)通，使得高位儲液罐(I)流入小定量管(2)內(nèi)，直到藥液上升到小定量管(2)的最高檢測液位(X)為止； 步驟4:根據(jù)所述反應槽剩余需要補充的小劑量藥液，再由所述小定量管(2)及其檢測液位的容積標識，并通過小劑量補液管(5)向下方的反應槽進行小劑量的藥液補充,所述補液管(4)與小劑量補液管(5)之間關(guān)閉；連續(xù)采用步驟3和步驟4進行小劑量的藥液補充，直到完成所需藥液量的補充為止；所述高位儲液罐(1)、小定量管(2)藥液的輸入或輸出均由所述的控制器控制所述的第一、二、三、四氣動閥以及檢測傳感器自動進行。
【文檔編號】H01L31/18GK103861853SQ201410107057
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】左國軍 申請人:常州捷佳創(chuàng)精密機械有限公司