[发明专利]多晶硅铸锭炉长晶速度自动测量装置

说明书

本发明提供一种多晶硅铸锭炉长晶速度自动测量装置，包括设置在多晶硅铸锭炉上方的箱体，箱体内设有大绕丝轮、胀紧轮和小绕丝轮，大绕丝轮上缠绕有软轴，软轴的另一端依次绕过胀紧轮和小绕丝轮，并在延伸出箱体底部后连接有探测棒，大绕丝轮由电机驱动，从而可通过软轴经胀紧轮和小绕丝轮后带动探测棒在多晶硅铸锭炉内上下运动；箱体底部设有限位传感器，限位传感器和电机均由设置在多晶硅铸锭炉外的控制模块控制。本发明提供的一种多晶硅铸锭炉长晶速度自动测量装置，实现了长晶速度的自动化测量，测量过程非常方便，且测量结果准确、稳定可靠。

技术领域

本发明涉及多晶硅铸锭炉技术领域，尤其涉及一种多晶硅铸锭炉长晶速度自动测量装置。

背景技术

多晶硅铸锭炉是生产太阳能光伏发电领域的一种重要生产设备，该设备将多晶硅碎块料、头尾料、埚底料以及各种单晶废片等材料装入炉内用于化料的石英坩埚内，经熔化、重新定向结晶及退火等工艺，铸成生产太阳电池的原料—多晶硅硅锭。

由于多晶硅晶体凝固成形越均匀，其晶体质量就越高，而晶体的生长速度是影响多晶硅晶体成形均匀程度及调节多晶硅铸锭炉的工艺参数的重要因素。传统的获取晶体生长速度的方法主要是依靠测量人员每隔一段时间将石英玻璃棒手动插入硅液中，测量固液界面高度位置，以此来测量计算晶体的生长速度。采用这种传统方法进行测量时，每次测量操作人员都需要上下多晶铸锭炉平台多次才能完成测量、记录和计算等过程。另外，在当前采用半熔工艺过程中，晶体在开始长晶时需要频繁地测量固液界面位置以判断籽晶熔化程度，使得测量人员的劳动强度较大。而传统测量结果也会由于测量人员的读数方式及石英玻璃棒的插入手势、力度、角度等大小偏差而受干扰，测量误差较大。并且，在操作时对测量人员的手法和力度也有较高的要求，稍有不慎就会导致石英玻璃棒断裂，而断裂的石英玻璃棒落入硅溶液内会严重影响生产成品率，从而带来较大损失。

目前，现有技术中还有采用气缸驱动连接支架带动玻璃棒和拉线传感器上的拉绳上下运动，进而间接测得固液界面位置的方法。而此种方法由于气缸、连接支架和玻璃棒之间为硬链接，气缸的推力无法准确控制，则导致石英玻璃棒下探过程中插入硅液中的深度不可控，测量误差较大，在工业化生产中也无法推广使用。

发明内容

本发明提供一种多晶硅铸锭炉长晶速度自动测量装置，以解决现有技术中多晶硅铸锭炉长晶速度的测量过程不便以及测量误差较大的问题。

本发明提供一种多晶硅铸锭炉长晶速度自动测量装置，包括设置在多晶硅铸锭炉上方的箱体，所述箱体内设有大绕丝轮、胀紧轮和小绕丝轮，所述大绕丝轮上缠绕有软轴，所述软轴的另一端依次绕过所述胀紧轮和所述小绕丝轮，并在延伸出所述箱体底部后连接有探测棒，所述大绕丝轮由电机驱动，从而可通过所述软轴经所述胀紧轮和所述小绕丝轮后带动所述探测棒在所述多晶硅铸锭炉内上下运动；所述箱体底部设有限位传感器，所述限位传感器和所述电机均由设置在所述多晶硅铸锭炉外的控制模块控制。

作为本发明的优选方式，所述箱体底部设有下支架，所述下支架的上方通过销轴连接有上支架，所述小绕丝轮通过小绕丝轮转轴安装在所述上支架上，所述上支架和所述下支架之间还安装有弹簧，使得所述上支架可带动所述小绕丝轮绕所述销轴转动；所述限位传感器通过限位支架安装在靠近所述下支架的位置处，用于检测与所述上支架之间的距离，并在检测到与所述上支架之间的距离超出所述限位传感器的检测距离时向所述控制模块发出反馈信号。

作为本发明的优选方式，所述大绕丝轮通过大绕丝轮转轴安装在所述箱体内，所述电机安装在所述箱体的一侧，所述大绕丝轮转轴通过轴联器与所述电机的输出轴连接。

作为本发明的优选方式，所述大绕丝轮转轴通过转轴密封安装在箱体上，所述电机通过电机支架安装在所述箱体的一侧，所述转轴密封位于所述电机支架与所述箱体之间。

作为本发明的优选方式，所述胀紧轮通过胀紧轮转轴安装在所述箱体内。

作为本发明的优选方式，所述控制模块上还设有操作界面。