[发明专利]一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法及装置

说明书

本发明涉及一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法，包括：步骤A1：用CCD相机拍摄并获取导流筒下沿图像及导流筒下沿倒影图像；步骤A2：对获取的图像通过边界捕捉，获得边界图形，将椭圆的半圆弧还原为圆形的半圆弧，再拟合获得导流筒下沿拟合图像及导流筒下沿倒影拟合图像；步骤A3：根据透视原理计算得到液口距H。一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，其特征在于，包括：CCD相机，所述CCD相机通过定位装置安装在单晶炉上侧，所述定位装置安装在所述单晶炉上；导流筒，所述导流筒固定安装在所述单晶炉内侧壁上。通过上述方法及装置的设计，可避免预设系数、寻找边界对应点等不可控因素，可实时对液口距进行精准计算与控制。

技术领域

本发明涉及单晶硅生产技术领域，更具体地说，本发明涉及一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法及装置。

背景技术

在直拉法拉单晶的过程中，包含引晶、放肩、转肩、等径、收尾等各道共工序，其中引晶、放肩、等径中均需要精准的控制液口距，即导流筒下沿到熔硅液面的距离，目前，对CCD相机捕获图像采用取预设系数的方法分析计算液口距，即通过CCD相机捕获导流筒下沿与倒影的图像，引入比例系数K，通过像素距离与系数K相乘，计算导流筒下沿选定边界点与倒影点的直线距离，进而计算得液口距，此方法K系数的确定较为困难，且选定边界点在倒影中的对应点极难寻找。因此需要提出一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法及装置，以解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法，包括以下步骤：

步骤A1：用CCD相机对导流筒下沿进行拍摄并获取导流筒下沿图像及导流筒下沿倒影图像；

步骤A2：对获取的图像通过边界捕捉，获得边界图形，并通过已知的拍摄角度，将椭圆的半圆弧还原为圆形的半圆弧，再分别对所述导流筒下沿图像的半圆弧及所述导流筒下沿倒影图像的半圆弧进行拟合，获得导流筒下沿拟合图像及导流筒下沿倒影拟合图像；

步骤A3：根据透视原理计算得到液口距H。

作为本发明的一种改进，所述步骤A3中，液口距H的计算步骤为：

步骤B1：计算所述导流筒的下沿液面投影圆弧的直径D₂:

其中，D₁为所述导流筒下沿的直径，d₁为所述导流筒下沿拟合图像的圆弧直径像素点的数量，d₂为所述导流筒下沿倒影拟合图像的圆弧直径像素点的数量；

步骤B2：计算所述CCD相机摄像头至所述导流筒下沿液面投影距离H₂:

其中，H₁为所述CCD相机摄像头至硅熔液液面的距离；

步骤B3：计算液口距H：

一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，包括：CCD相机，所述CCD相机通过定位装置安装在单晶炉上侧，所述定位装置安装在所述单晶炉上；

导流筒，所述导流筒固定安装在所述单晶炉内侧壁上。

作为本发明的一种改进，所述单晶炉内装有熔硅液，所述导流筒位于所述熔硅液上侧。

作为本发明的一种改进，所述导流筒为漏斗状，所述CCD相机位于所述导流筒倾斜壁延长段的内侧。