[实用新型]单晶炉连续加料智能控制系统

说明书

本实用新型公开一种单晶炉连续加料智能控制系统，包括第一称重器、计时器、控制器以及加料装置，控制器内部预先设定有重量值G和时间间隔T；第一称重器用于采集晶棒的重量信息，加料装置用于存储固体原料，并通过称重传输装置将附体原料添加到坩埚内，第一称重器、第二称重器、皮带传输装置的电机以及出料阀分别通过控制电路与控制器电连接。本实用新型通过对比晶棒固定时间段前后重量差，判断是否需要加料，若需要加料，则向坩埚内加料，加料重量等于上述重量差时，则停止加料，从而完成加料动作。本实用新型能够智能控制加料量，加料精确度高，能够满足晶棒生长对原料的要求，同时能够避免加料过程中在坩埚中产生飞溅。

技术领域

本实用新型涉及一种智能控制系统，具体是一种单晶炉连续加料智能控制系统，属于多晶硅技术领域。

背景技术

单晶硅棒(简称“晶棒”)是通过区熔或直拉工艺在炉膛中整形或提拉形成的硅单晶体棒，单晶硅棒在单晶炉中生长，单晶炉是一种在惰性气体(氮气、氦气为主)环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备，多晶硅等晶材料在单晶炉的坩埚内融化，而由于坩埚的容量是固定的，因此需要生长出更长的单晶硅棒，则需要向坩埚中添加多晶材料(即生长单晶硅棒的原料)。

为解决上述技术问题，有人提出在单晶炉正常工作状态下，向坩埚内添加原料，并给出一种连续加料的方法，通过一根给料罐连通外部加料装置与内部坩埚，实现了连续加料。但是由于单晶炉在工作过程中处于封闭状态，且炉体为不透明材质，因此很难准确判断需要添加多少原料到坩埚中，添加原料过多容易导致已融化的原料溢出，从而导致用于生长单晶硅棒的原料减少，影响单晶硅棒的质量，加料过少，会导致生长单晶硅棒的原料不够，同样影响单晶硅棒的质量。另外，这种加料方式容易导致原料掉落到坩埚中，导致坩埚中液体原料飞溅，导致液面不稳定，影响单晶硅棒的生长质量。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种单晶炉连续加料智能控制系统，能够智能控制加料量，加料精确度高，能够满足晶棒生长对原料的要求，同时能够避免加料过程中在坩埚中产生飞溅。

本实用新型一种单晶炉连续加料智能控制系统，包括第一称重器、计时器、控制器以及加料装置，控制器内部预先设定有重量值G和时间间隔T；加料装置、控制器以及计时器安装在单晶炉外部；

其中，第一称重器一端通过提拉绳与晶棒相连，另一端通过提拉绳与旋转提拉机构相连，加料装置包括料仓，料仓底部连通有出料管，出料管上连接有出料阀，出料管下部出料口连接称重传输装置的入口，称重传输装置内部安装有皮带传输装置，皮带传输装置下部安装有第二称重器，称重传输装置出口连接有加料管，加料管的出口端设置在单晶炉内部的坩埚上部开口处；称重传输装置的宽度与皮带传输装置的宽度相等，称重传输装置出口处直径、加料管入口处直径均与皮带传输装置的宽度相等；第一称重器、第二称重器、皮带传输装置的电机、出料阀以及计时器分别通过控制电路与控制器电连接。

进一步，料仓顶部连接有补料管，补料管上连接有补料阀，补料阀通过控制电路与控制器电连接；料仓内顶部两侧分别安装有第一距离传感器和第二距离传感器，第一距离传感器和第二距离传感器通过控制电路与控制器电连接，控制器内部还预先设定有距离值L₁、L₂。

进一步，料仓还连接有抽真空装置，料仓内部安装有气压传感器，抽真空装置、气压传感器分别与控制器电连接，控制器内部还预先设定有气压值P。

优选地，加料管的出口与晶棒之间设置有挡板，挡板安装在加料管的出口处。

优选地，加料管从入口处至出口处，其直径逐渐缩小至设定直径。

优选地，加料管内壁为粗糙表面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：