[发明专利]一种还原炉辅助成像系统及自动控制方法在审
申请号: | 201910504843.8 | 申请日: | 2019-06-12 |
公开(公告)号: | CN110182811A | 公开(公告)日: | 2019-08-30 |
发明(设计)人: | 李中华;李力;葛冬松;谢岩 | 申请(专利权)人: | 新疆协鑫新能源材料科技有限公司 |
主分类号: | C01B33/021 | 分类号: | C01B33/021;G01J5/00;G01B11/08 |
代理公司: | 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 | 代理人: | 肖明芳 |
地址: | 831100 新疆维吾尔自治区昌吉回*** | 国省代码: | 新疆;65 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 还原炉 红外监测探头 模数转换器芯片 辅助成像系统 数字图像 视镜 影像 电荷参数 光线转变 控制参数 数字信号 压缩存储 转换 聚焦 镜头 | ||
1.一种还原炉辅助成像系统,其特征在于,包括红外监测探头、图像处理模块和模数转换器芯片;
所述红外监测探头包括CCD相机,红外监测探头固定于还原炉视镜处,当还原炉视镜处的光通过CCD相机的镜头聚焦成影像后,CCD相机就会将影像的光线转变为电荷参数,再通过模数转换器芯片转换成数字信号,经过压缩存储转换为数字图像,图像处理模块对数字图像进行处理,计算获取控制参数。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述图像处理模块对数字图像进行处理,计算获取控制参数,具体包括如下步骤:
步骤a1,所述数字图像为硅棒间距图像,首先计算得到硅棒径向生长速度V及硅棒直径:
ST1=CT1×PT1,
DT1=ST1-S0+D0,
V=(ST2-ST1)/(T2-T1),
式中,ST1为T1时刻计算所得的硅棒间距值,CT1为T1时刻硅棒间距图像像素值与硅棒间距实际像素的比值,PT1为T1时刻硅棒间距图像像素值;S0为硅棒间距初始测量值;D0为硅棒初始直径,即硅芯直径;DT1为T1时刻计算所得的硅棒直径;ST2为T2时刻计算所得的硅棒间距值;
步骤a2,计算获得T1时刻瞬时电耗P和瞬时原料转化率α:
P=UI/75.4ρDT1VL,
式中,U为T1时刻硅棒总电压,I为T1时刻硅棒总电流,ρ为多晶硅密度,L为硅棒长度,Q为物料三氯氢硅流量。
3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,在步骤a1和步骤a2的计算过程中,设定硅棒生长的直径是一致的。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,系统还包括数据采集模块和优化控制模块;
所述图像处理模块还包括视觉测量模块和比色测温模块。
5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,系统通过执行如下步骤获取其他的控制参数:
步骤b1,通过数据采集模块获得还原炉内多晶硅的生长信号,生长信号经过模数转换器芯片的模数转换后,得到硅棒的红外图像;
步骤b2,将红外图像输入到图像处理模块中,经过图像去噪、平滑滤波、边缘检测处理后,得到图像边缘特征信息,并送入视觉测量模块;
步骤b3,所述视觉测量模块对CCD相机的内参数、外参数进行标定,在边缘特征信息的基础上,进行小区域边缘的跟踪,将测量的像素值与实际单位制尺度进行换算,得到硅棒的实时直径数据;
步骤b4,所述比色测温模块获取还原炉内实时的温度曲线,选取最佳炉次的温度曲线作为比对指标,把实时测量得出的实时温度曲线和最佳炉次的温度曲线进行比对,进行调整纠偏,获得最佳温度数据;
步骤b5,所述其他的控制参数包括硅棒实时直径数据和最佳温度数据,将获得的硅棒实时直径数据、最佳温度数据、瞬时电耗和瞬时原料转化率输送到优化控制模块,优化控制模块根据这些控制参数发出优化控制指令。
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