一種用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，包括：用于與硅鑄錠爐中的固態(tài)多晶硅接觸的石英棒；第一活塞桿處于伸出狀態(tài)的氣缸，第一活塞桿與石英棒連接；用于驅(qū)動(dòng)石英棒上下直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；安裝于氣缸的第一活塞桿與石英棒之間，用于感應(yīng)石英棒與固態(tài)多晶硅接觸所產(chǎn)生的作用力的壓力傳感器；分別與驅(qū)動(dòng)裝置和壓力傳感器電連接，用于接收壓力傳感器所采集的信號(hào)，并根據(jù)接收到的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)石英棒上升或下降的PLC。本發(fā)明的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、使用方便并且測(cè)量結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確，并能自動(dòng)獲得硅鑄錠爐內(nèi)熔融硅的深度，而無(wú)需測(cè)量人員頻繁的手動(dòng)在硅鑄錠爐內(nèi)插入石英棒并進(jìn)行讀數(shù)，使測(cè)量人員得以解放。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，特別涉及一種用于硅鑄錠爐的用以測(cè)定熔融硅深度的裝置，屬于硅鑄錠【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能電池用于將光能轉(zhuǎn)換為電能(光伏發(fā)電)。根據(jù)所用材料的不同，太陽(yáng)能電池可分為:1、以非晶硅、多晶硅和單晶硅為材料的太陽(yáng)能電池；2、以II1- V族化合物半導(dǎo)體如GaAs、Inp等多元化合物為材料的太陽(yáng)能電池；3、以銅銦硒(CuInSe2)為材料生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池；4、以其他材料生產(chǎn)的太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池對(duì)材料的一般要求是:1、半導(dǎo)體的晶帶不能太寬；2、要有較高的光電轉(zhuǎn)換效率；3、材料本身對(duì)環(huán)境不造成污染；4、材料來(lái)源廣泛，并且材料的性能穩(wěn)定。綜合以上幾方面因素考慮，硅材料是最理想的太陽(yáng)能電池材料。雖然制作太陽(yáng)電池的材料很多，硅材料因具有易于獲得、成本合理，以及它在制作太陽(yáng)電池時(shí)，電學(xué)、物理及化學(xué)性質(zhì)方面具有適當(dāng)?shù)钠胶猓黄毡閼?yīng)用于太陽(yáng)能電池的制備。
[0003]目前硅材料中應(yīng)用最普遍的是晶體硅材料，包括單晶硅和多晶硅，晶體硅太陽(yáng)能電池最突出的特點(diǎn)是它的穩(wěn)定高效性。晶體硅材料的制備方法包括:單晶硅的直拉(Czochralski)法和區(qū)熔(Floating Zone)法以及多晶娃的定向凝固法(DirectionalSolidification)。定向凝固法鑄造晶體娃可以生產(chǎn)大的晶體娃錠,相對(duì)于目前的CZ法和FZ法，其生長(zhǎng)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，并且在硅錠開(kāi)方時(shí)可以獲得大的方形多晶硅片，降低了下游電池加工過(guò)程中的成本。
[0004]定向凝固法鑄造晶體硅鑄造過(guò)程中，坩堝中的硅材料可能的存在形式為全部熔融狀態(tài)、部分熔融部分固態(tài)、全部為固態(tài)。當(dāng)硅材料的存在狀態(tài)是部分熔融部分固態(tài)時(shí)、在熔融部分和固態(tài)部分之間存在`固-液界面。在定向凝固法鑄造晶體硅工藝中，對(duì)于硅材料由固態(tài)加熱至熔融狀態(tài)以及由熔融狀態(tài)冷凝為固態(tài)的過(guò)程來(lái)說(shuō)，是決定晶體均勻程度的重要因素之一，因此固液界面的監(jiān)測(cè)非常重要。通常對(duì)多晶爐內(nèi)的固態(tài)多晶硅高度進(jìn)行測(cè)量，以便計(jì)算出長(zhǎng)晶速度。
[0005]目前，測(cè)量固-液界面普遍是采用測(cè)量人員插拔石英棒，通過(guò)石英棒與固態(tài)多晶硅的碰撞來(lái)判斷熔融狀態(tài)的硅溶液的深度。即在石英棒旁邊豎立一個(gè)刻度尺，由測(cè)量人員對(duì)石英棒的位置在刻度尺上進(jìn)行讀數(shù)，通過(guò)對(duì)所讀數(shù)值進(jìn)行分析、計(jì)算，從而得出單位時(shí)間內(nèi)石英棒與鑄錠爐內(nèi)的固態(tài)多晶硅接觸的位置的變化值。采用這種方法，需要測(cè)量人員頻繁地到鑄錠爐的頂上對(duì)石英棒的位置在刻度尺上進(jìn)行讀數(shù)，并時(shí)刻關(guān)注石英棒的動(dòng)向從而及時(shí)讀取刻度尺上的數(shù)值，不僅測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且測(cè)量準(zhǔn)確度難以得到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、能降低工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，包括:
[0008]用于與硅鑄錠爐中的固態(tài)多晶硅接觸的石英棒；
[0009]第一活塞桿處于伸出狀態(tài)的氣缸,所述第一活塞桿與所述石英棒連接；
[0010]用于驅(qū)動(dòng)所述氣缸從而帶動(dòng)所述石英棒上下直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置；安裝于所述氣缸的第一活塞桿與所述石英棒之間，用于感應(yīng)所述石英棒與所述固態(tài)多晶硅接觸所產(chǎn)生的作用力的壓力傳感器；
[0011]分別與所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述壓力傳感器電連接，用于接收所述壓力傳感器所采集的信號(hào)，并根據(jù)接收到的所述壓力傳感器的信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)所述石英棒上升或下降的PLC。
[0012]作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)裝置為絲杠螺母機(jī)構(gòu)，所述絲杠螺母機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、絲杠和螺母，所述步進(jìn)電機(jī)與所述絲杠連接用于帶動(dòng)所述絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，所述螺母套設(shè)在絲杠上并在所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿所述絲杠上下移動(dòng)。
[0013]作為優(yōu)選，所述螺母上固定連接有運(yùn)動(dòng)底板，所述氣缸的缸體固定在所述運(yùn)動(dòng)底板上，并隨所述運(yùn)動(dòng)底板上下直線運(yùn)動(dòng)，所述第一活塞桿的一端連接有連接臂，所述石英棒的上端安裝在所述連接臂上。
[0014]作為優(yōu)選，所述運(yùn)動(dòng)底板的上端向遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)裝置的一側(cè)延伸出水平的安裝板，所述氣缸的缸體固定在所述安裝板上，所述氣缸的第一活塞桿穿過(guò)所述安裝板；
[0015]所述運(yùn)動(dòng)底板遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)裝置的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板上開(kāi)設(shè)有垂直的導(dǎo)向槽，所述氣缸的第一活塞桿上設(shè)置有與所述導(dǎo)向槽相適配的導(dǎo)向塊，所述導(dǎo)向塊嵌在所述導(dǎo)向槽內(nèi)并沿所述導(dǎo)向槽上下直線運(yùn)動(dòng)。
[0016]作為優(yōu)選，所述連接臂上開(kāi)設(shè)有貫通所述連接臂上、下表面的貫通孔，所述石英棒通過(guò)連接件與所述連接臂連接，所述連接件包括穿設(shè)于所述貫通孔內(nèi)的圓柱狀桿體、設(shè)置在所述桿體上端的第一卡件和設(shè)置在所述桿體上的第二卡件，所述第一卡件卡擋在所述連接臂上表面，所述第二卡件卡擋在所述連接臂的下表面，所述貫通孔的孔徑大于所述桿體的直徑。
[0017]作為優(yōu)選，所述第一卡件與所述桿體一體成型，所述第二卡件在所述桿體貫穿于所述貫通孔內(nèi)后焊接于所述桿體上。
[0018]作為優(yōu)選，所述第一卡件與所述桿體一體成型，所述桿體上開(kāi)設(shè)有外螺紋，所述第二卡件為與所述桿體相適配的螺母。
[0019]作為優(yōu)選，所述連接件采用橡膠材料制成。
[0020]作為優(yōu)選，所述連接件采用金屬材料制成。
[0021]作為優(yōu)選，所述氣缸的活塞的一側(cè)連接有所述第一活塞桿，另一側(cè)連接有第二活塞桿，所述第二活塞桿上或者所述缸體上設(shè)置有位置傳感器。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置的有益效果在于:
[0023]1、本發(fā)明的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、使用方便并且測(cè)量結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確。
[0024]2、本發(fā)明的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置通過(guò)石英棒插入的深度能自動(dòng)獲得硅鑄錠爐內(nèi)熔融硅的深度，而無(wú)需測(cè)量人員頻繁的手動(dòng)在硅鑄錠爐內(nèi)插入石英棒并進(jìn)行讀數(shù)，使測(cè)量人員得以解放。[0025]3、本發(fā)明的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置設(shè)置有人機(jī)界面，通過(guò)PLC接收來(lái)自位置傳感器和壓力傳感器的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算分析，從而得到熔融硅溶液的深度數(shù)值，并將該數(shù)值顯示于人機(jī)界面上，使得本發(fā)明的固液界面測(cè)定裝置能夠直接由人機(jī)界面輸出液體深度值，從而省去了人工計(jì)算分析的步驟，提高了測(cè)量效率。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明的實(shí)施例一的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1中A部分的放大圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的實(shí)施例一的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置的控制原理框圖；
[0029]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例二的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明的實(shí)施例二的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置的控制原理框圖。
[0031]主要附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0032]1-石英棒2-氣缸
[0033]22-缸體23-活塞
[0034]24-第一活塞桿25-第二活塞桿
[0035]3-驅(qū)動(dòng)裝置31-步進(jìn)電機(jī)
[0036]32-驅(qū)動(dòng)裝置的控制單元4-壓力傳感器
[0037]5-人機(jī)界面6-PLC
[0038]7-運(yùn)動(dòng)底板8-連接臂
[0039]81-貫通孔9-安裝板
[0040]10-導(dǎo)向板11-導(dǎo)向塊
[0041]12-連接件121-桿體
[0042]122-第一^N牛123-第二卡件
[0043]13-位置傳感器14-上蓋
【具體實(shí)施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖和 具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0045]實(shí)施例一
[0046]如圖1至圖3所示，本發(fā)明的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，包括:石英棒1、氣缸2、驅(qū)動(dòng)裝置3、壓力傳感器4和PLC 6，石英棒I垂直設(shè)置，用于與硅鑄錠爐中的固態(tài)多晶硅接觸以檢測(cè)固態(tài)多晶硅的高度即硅鑄錠爐內(nèi)熔融硅材料的深度，圖1中未示出硅鑄錠爐，僅示出了娃鑄錠爐的上蓋14,石英棒I從上蓋14的開(kāi)孔中伸入到娃鑄錠爐內(nèi)。氣缸2的第一活塞桿24永遠(yuǎn)處于伸出狀態(tài)，第一活塞桿24與石英棒I連接。驅(qū)動(dòng)裝置3用于驅(qū)動(dòng)氣缸2上下直線運(yùn)動(dòng)，由于石英棒I與氣缸2的第一活塞桿24固定連接，所以石英棒I在驅(qū)動(dòng)裝置3的帶動(dòng)下能夠作上下直線運(yùn)動(dòng)。壓力傳感器4安裝于氣缸2的第一活塞桿24與石英棒I之間，用于感應(yīng)石英棒I與所述硅鑄錠爐內(nèi)的固態(tài)多晶硅接觸所產(chǎn)生的作用力。如圖3所示，PLC 6分別與驅(qū)動(dòng)裝置的控制單元32和壓力傳感器4電連接，用于接收壓力傳感器4所采集的信號(hào)，并根據(jù)接收到的壓力傳感器4的信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)氣缸2從而驅(qū)動(dòng)石英棒I上升或下降。[0047]作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，本發(fā)明的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置還可以包括人機(jī)界面5，人機(jī)界面5與PLC6電連接，人機(jī)界面5用于對(duì)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行參數(shù)設(shè)定并顯示測(cè)量結(jié)果。
[0048]作為本實(shí)施例的一種優(yōu)選方案，驅(qū)動(dòng)裝置3為絲杠螺母機(jī)構(gòu)，絲杠螺母機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)31、絲杠(圖中未示出)和螺母(圖中未示出)，步進(jìn)電機(jī)31與所述絲杠連接用于帶動(dòng)所述絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，所述螺母套設(shè)在絲杠上并在步進(jìn)電機(jī)31驅(qū)動(dòng)所述絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿所述絲杠上下移動(dòng)。
[0049]作為本實(shí)施例的進(jìn)一步優(yōu)選方案，為了使驅(qū)動(dòng)裝置3能驅(qū)動(dòng)氣缸2作上下直線運(yùn)動(dòng)，本實(shí)施例采用了這樣的結(jié)構(gòu):所述螺母上固定連接有運(yùn)動(dòng)底板7 (或稱(chēng)為機(jī)械臂)，氣缸2的缸體22固定在運(yùn)動(dòng)底板7上，并隨運(yùn)動(dòng)底板7上下直線運(yùn)動(dòng)，第一活塞桿24的一端連接有連接臂8，石英棒I的上端安裝在連接臂8上。
[0050]作為再進(jìn)一步的優(yōu)選方案，運(yùn)動(dòng)底板7的上端向遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)裝置3的一側(cè)延伸出水平的安裝板9，氣缸2的缸體22固定在安裝板9上，氣缸2的第一活塞桿24穿過(guò)安裝板9后與石英棒I連接。運(yùn)動(dòng)底板7遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)裝置3的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向板10，導(dǎo)向板10上開(kāi)設(shè)有垂直的導(dǎo)向槽(圖中未不出)，氣缸2的第一活塞桿24上設(shè)置有與導(dǎo)向槽相適配的導(dǎo)向塊11，導(dǎo)向塊11嵌在所述導(dǎo)向槽內(nèi)并沿所述導(dǎo)向槽上下直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向板10和導(dǎo)向塊11的配合設(shè)計(jì)，可以保證第一活塞桿24的上下直線運(yùn)動(dòng)，防止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的偏移，從而也就保證了石英棒I的上下直線運(yùn)動(dòng)(垂直運(yùn)動(dòng))，使熔融硅深度的測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性提高。
[0051]為了防止由于石英棒I與固態(tài)多晶硅不良接觸造成石英棒I破損，作為更進(jìn)一步的優(yōu)選，如圖2所示，連接臂8上開(kāi)設(shè)有貫通連接臂8上、下表面的貫通孔81，石英棒I通過(guò)連接件12與連接臂8連接，連接件12包括穿設(shè)于貫通孔81內(nèi)的圓柱狀桿體121、設(shè)置在桿體121上端的第一卡件122和設(shè)置在桿體121上的第二卡件123，第一卡件122卡擋在連接臂8的上表面，第二卡件123卡擋在連接臂8的下表面，貫通孔81的孔徑大于桿體121的直徑。石英棒I連接在連接件12設(shè)置有第二卡件123的一端。當(dāng)固態(tài)多晶硅對(duì)石英棒I的反作用力過(guò)大時(shí)，或石英棒I接觸固態(tài)多晶硅后，驅(qū)動(dòng)裝置3未及時(shí)驅(qū)動(dòng)氣缸2及石英棒I上升時(shí)，由于貫通孔81與桿體121之間存在一定的間隙，允許連接件12在左右方向上有一定的運(yùn)動(dòng)?？梢葬尫攀鬒上的力，從而防止石英棒I破損。
[0052]作為進(jìn)一步的優(yōu)選，如圖2所示，第一^N牛122與桿體121 —體成型，桿體121從上向下穿設(shè)于貫通孔81內(nèi)，然后將第二卡件123焊接于桿體121上，此時(shí)的連接件12可以米用金屬材料。
[0053]當(dāng)然，連接件12也可以采用這樣的結(jié)構(gòu):第一^N牛122與桿體121—體成型，在桿體121上開(kāi)設(shè)有外螺紋，第二卡件123為與桿體121相適配的螺母，通過(guò)將所述螺母沿所述桿體121向上旋轉(zhuǎn)或向下旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)連接件12與貫通孔81的連接或拆卸。此時(shí)的連接件12可以采用金屬材料。
[0054]作為本實(shí)施例的優(yōu)選方案，連接件12還可以采用橡膠材料制成。此時(shí)，第一^N牛122與桿體121也可以一體成型，但第二卡件123與桿體121便不能采用焊接或螺紋連接的方式連接，而可以采用如粘接的方式連接。也就是實(shí)現(xiàn)了石英棒I與連接臂8的柔性連接。
[0055]下面對(duì)本發(fā)明的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置的工作過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹:[0056]首先需要說(shuō)明的是:
[0057]1、本發(fā)明中的氣缸2的第一活塞桿24永遠(yuǎn)處于伸出狀態(tài),并能保持該狀態(tài),第一活塞桿24能承受較小的向上的作用力而不會(huì)縮回到氣缸2內(nèi)，也就是在不超過(guò)第一活塞桿24的預(yù)定作用力時(shí)，第一活塞桿24伸出氣缸2的缸體22的長(zhǎng)度不變，但對(duì)第一活塞桿24的向上的作用力超過(guò)一定預(yù)定值時(shí)，第一活塞桿24會(huì)被向上推動(dòng)并進(jìn)入缸體22。并且，當(dāng)氣缸2在驅(qū)動(dòng)裝置3的帶動(dòng)下向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞23及第一活塞桿24與缸體22保持相對(duì)不動(dòng)。
[0058]2、由于石英棒I在硅鑄錠爐內(nèi)向下移動(dòng)時(shí)會(huì)受到熔融硅溶液的阻力和摩擦力，因此壓力傳感器4會(huì)設(shè)定一定預(yù)定值，該預(yù)定值大于熔融硅的阻力和摩擦力(該預(yù)定值可以通過(guò)熔融硅實(shí)驗(yàn)室獲得)。
[0059]工作過(guò)程:
[0060]1、驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)底板7從初始位置帶動(dòng)氣缸2和石英棒I向下移動(dòng)；
[0061]2、當(dāng)石英棒I探測(cè)到固液界面后(也就是石英棒I的下端接觸到固態(tài)多晶硅后)，設(shè)置在第一活塞桿24與石英棒I之間的壓力傳感器4會(huì)感應(yīng)到突變力(固態(tài)多晶硅對(duì)石英棒I的反作用力)；
[0062]3、壓力傳感器4將該突變力的信號(hào)發(fā)送給PLC 6 ；
[0063]4 、PLC 6記錄運(yùn)動(dòng)底板7的當(dāng)前位置(獲得運(yùn)動(dòng)底板7的位置可以采用多種現(xiàn)有技術(shù)中的方式，如通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)而計(jì)算出運(yùn)動(dòng)底板7的位置，或者通過(guò)設(shè)置位置傳感器的方式，在此不再贅述)，并發(fā)出指令使驅(qū)動(dòng)裝置3驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)底板7返回原位，同時(shí)PLC6將運(yùn)動(dòng)底板7所處位置以及其他信息進(jìn)行運(yùn)算、分析，并發(fā)送給人機(jī)界面5，人機(jī)界面5上顯示出固液界面的深度；
[0064]5、重復(fù)上述過(guò)程，便能測(cè)量出不同時(shí)間內(nèi)固液界面的深度。
[0065]實(shí)施例二
[0066]如圖4和圖5所不,本實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于氣缸不同,本實(shí)施例的氣缸2采用二次保護(hù)氣缸，氣缸2的活塞23的一側(cè)連接與石英棒I連接的第一活塞桿24，活塞23的另一側(cè)連接有第二活塞桿25，第二活塞桿25上或者缸體22上設(shè)置有位置傳感器13。
[0067]本實(shí)施例的設(shè)置是為了防止在壓力傳感器4在使用次數(shù)過(guò)多對(duì)壓力不再敏感或者壓力傳感器4感應(yīng)失靈時(shí)，當(dāng)石英棒I的下端探測(cè)到固液界面時(shí)，壓力傳感器4沒(méi)有感應(yīng)到突變力，驅(qū)動(dòng)裝置3沒(méi)有驅(qū)動(dòng)石英棒I向上移動(dòng)，此時(shí)石英棒I在固態(tài)多晶硅的反作用力下會(huì)向上移動(dòng)，而給第一活塞桿24 —個(gè)向上的推動(dòng)力，當(dāng)石英棒I對(duì)第一活塞桿24的推動(dòng)力超過(guò)氣缸2的設(shè)定壓力時(shí)，會(huì)推動(dòng)氣缸2的另一端的第二活塞桿25向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)置在第二活塞桿25上或者缸體22上的位置傳感器13會(huì)感應(yīng)到位置信號(hào)，并將感應(yīng)到的信號(hào)發(fā)送給PLC 6，PLC 6記錄運(yùn)動(dòng)底板7的當(dāng)前位置，并發(fā)出指令讓運(yùn)動(dòng)底板7返回原位，同時(shí)PLC6將運(yùn)動(dòng)底板7所處位置以及其他信息發(fā)送給人機(jī)界面5。
[0068]以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，包括: 用于與硅鑄錠爐中的固態(tài)多晶硅接觸的石英棒； 第一活塞桿處于伸出狀態(tài)的氣缸，所述第一活塞桿與所述石英棒連接； 用于驅(qū)動(dòng)所述氣缸從而帶動(dòng)所述石英棒上下直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置； 安裝于所述氣缸的第一活塞桿與所述石英棒之間，用于感應(yīng)所述石英棒與所述固態(tài)多晶硅接觸所產(chǎn)生的作用力的壓力傳感器； 分別與所述驅(qū)動(dòng)裝置和所述壓力傳感器電連接，用于接收所述壓力傳感器所采集的信號(hào)，并根據(jù)接收到的所述壓力傳感器的信號(hào)控制所述驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)所述石英棒上升或下降的 PLC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置為絲杠螺母機(jī)構(gòu)，所述絲杠螺母機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、絲杠和螺母，所述步進(jìn)電機(jī)與所述絲杠連接用于帶動(dòng)所述絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，所述螺母套設(shè)在絲杠上并在所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿所述絲杠上下移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述螺母上固定連接有運(yùn)動(dòng)底板，所述氣缸的缸體固定在所述運(yùn)動(dòng)底板上，并隨所述運(yùn)動(dòng)底板上下直線運(yùn)動(dòng)，所述第一活塞桿的一端連接有連接臂，所述石英棒的上端安裝在所述連接臂上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)底板的上端向遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)裝置的一側(cè)延伸出水平的安裝板，所述氣缸的缸體固定在所述安裝板上，所述氣缸的第一活塞桿穿過(guò)所述安裝板； 所述運(yùn)動(dòng)底板遠(yuǎn)離所述驅(qū)動(dòng)裝置的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)向板，所述導(dǎo)向板上開(kāi)設(shè)有垂直的導(dǎo)向槽，所述氣缸的第一活塞桿上設(shè)置有與所述導(dǎo)向槽相適配的導(dǎo)向塊，所述導(dǎo)向塊嵌在所述導(dǎo)向槽內(nèi)并沿所述導(dǎo)向槽上下直線運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述連接臂上開(kāi)設(shè)有貫通所述連接臂上、下表面的貫通孔，所述石英棒通過(guò)連接件與所述連接臂連接，所述連接件包括穿設(shè)于所述貫通孔內(nèi)的圓柱狀桿體、設(shè)置在所述桿體上端的第一卡件和設(shè)置在所述桿體上的第二卡件，所述第一卡件卡擋在所述連接臂上表面，所述第二卡件卡擋在所述連接臂的下表面，所述貫通孔的孔徑大于所述桿體的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述第一卡件與所述桿體一體成型，所述第二卡件在所述桿體貫穿于所述貫通孔內(nèi)后焊接于所述桿體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述第一卡件與所述桿體一體成型，所述桿體上開(kāi)設(shè)有外螺紋，所述第二卡件為與所述桿體相適配的螺母。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述連接件采用橡膠材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述連接件采用金屬材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于硅鑄錠爐的固液界面測(cè)定裝置，其特征在于，所述氣缸的活塞的一側(cè)連接有所述第一活塞桿，另一側(cè)連接有第二活塞桿，所述第二活塞桿上或者所述缸體上設(shè)置有位置傳感器。`
【文檔編號(hào)】C30B11/00GK103668449SQ201210328383
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月6日
【發(fā)明者】路景剛, 戴雪松 申請(qǐng)人:鎮(zhèn)江榮德新能源科技有限公司