一種多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置，包括：測(cè)微尺，其水平地固定在還原爐的視窗外；光學(xué)鏡片單元，能夠沿測(cè)微尺水平移動(dòng)，用于將其視野拉近以放大或者推遠(yuǎn)以縮小通過其觀察到的多晶硅棒，并能得出縮放倍數(shù)，且光學(xué)鏡片單元的背離視窗一側(cè)的鏡片上設(shè)置有標(biāo)記，以標(biāo)定其視野內(nèi)的多晶硅棒的左、右邊緣的位置；計(jì)算單元，與顯示單元相連，用于根據(jù)標(biāo)記分別對(duì)準(zhǔn)多晶硅棒的左邊緣位置處和右邊緣位置處時(shí)，光學(xué)鏡片單元沿測(cè)微尺水平移動(dòng)的距離和光學(xué)鏡片單元的縮放倍數(shù)計(jì)算出多晶硅棒的生長直徑，并輸出至顯示單元；顯示單元，用于顯示多晶硅棒的生長直徑。本實(shí)用新型所述裝置能夠在多晶硅的生產(chǎn)過程中準(zhǔn)確測(cè)量多晶硅棒的生長直徑。
【專利說明】—種多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及硅生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]多晶硅是太陽能光伏行業(yè)的基礎(chǔ)材料，其主要生產(chǎn)工藝是改良西門子法，即三氯氧娃還原法:SiHCl3+H2 — Si+3HC1,原理是使用二氣氧娃和氧氣在還原爐中進(jìn)行反應(yīng),并在1200°C左右通過氣相沉積的方式產(chǎn)生棒狀多晶硅。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，需要根據(jù)多晶硅的生長規(guī)律預(yù)先制定出進(jìn)料生長曲線和電流\電壓曲線，然后再生產(chǎn)多晶硅。在多晶硅的生產(chǎn)過程中，操作人員需通過還原爐上的視窗觀察并監(jiān)測(cè)多晶硅的生長情況，例如監(jiān)測(cè)原料硅棒的生長直徑，并根據(jù)多晶硅的實(shí)際生長情況來優(yōu)化實(shí)際的進(jìn)料生長曲線和電流\電壓曲線。然而，目前的情況是，對(duì)原料硅棒的生長直徑的監(jiān)測(cè)大多依賴于操作人員的觀察及經(jīng)驗(yàn)，即，操作人員通過肉眼觀察原料硅棒，并憑借其經(jīng)驗(yàn)估算出原料硅棒的生長直徑。這種估算方式對(duì)操作人員的經(jīng)驗(yàn)的要求比較高，估算結(jié)果也因人而異，誤差較大，對(duì)優(yōu)化實(shí)際的進(jìn)料生長曲線和電流\電壓曲線造成一定的影響；此外，在工藝測(cè)試調(diào)整過程中，無法提供準(zhǔn)確的原料硅棒的生長直徑也會(huì)給工藝優(yōu)化帶來一定影響；而且，這種估算方式還會(huì)導(dǎo)致在原料硅棒的生產(chǎn)過程中存在太多不確定性，例如，導(dǎo)致原料硅棒的生長直徑過粗或過細(xì)，原料硅棒可用長度太少等，造成較大的成本損失。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置，能夠在多晶硅的生產(chǎn)過程中準(zhǔn)確測(cè)量多晶硅棒的生長直徑。
[0005]解決本實(shí)用新型技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]所述多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置，其特征在于，包括:測(cè)微尺、光學(xué)鏡片單元、計(jì)算單元和顯示單元，
[0007]所述測(cè)微尺水平地固定在還原爐的視窗外；
[0008]所述光學(xué)鏡片單元能夠沿測(cè)微尺水平移動(dòng)，用于將其視野拉近以放大通過其觀察到的多晶硅棒，或者推遠(yuǎn)以縮小通過其觀察到的多晶硅棒，并能得出縮放倍數(shù)，且光學(xué)鏡片單元的背離所述視窗一側(cè)的鏡片上設(shè)置有標(biāo)記，以標(biāo)定其視野內(nèi)的多晶硅棒的左、右邊緣的位置；
[0009]所述計(jì)算單元與顯示單元相連，用于根據(jù)所述標(biāo)記分別對(duì)準(zhǔn)光學(xué)鏡片單元視野內(nèi)的多晶硅棒的左邊緣位置處和右邊緣位置處時(shí)，光學(xué)鏡片單元沿測(cè)微尺水平移動(dòng)的距離和光學(xué)鏡片單元的縮放倍數(shù)計(jì)算出多晶硅棒的生長直徑，并輸出至顯示單元；
[0010]所述顯示單元用于顯示多晶硅棒的生長直徑。
[0011]優(yōu)選地，所述裝置還包括固定架，用于將測(cè)微尺水平地固定在還原爐的視窗外。
[0012]優(yōu)選地，所述固定架包括與還原爐的視窗平行設(shè)置的方框，和垂直設(shè)置在方框和還原爐的視窗之間的多根支撐桿；所述測(cè)微尺的兩端分別固定在所述方框的兩條豎邊上。
[0013]優(yōu)選地，所述光學(xué)鏡片單元套裝在測(cè)微尺上。
[0014]優(yōu)選地，所述光學(xué)鏡片單元與測(cè)微尺相接觸的位置處設(shè)置有滑軌。
[0015]優(yōu)選地，所述固定架還包括位于方框和還原爐的視窗之間的保持件，所述保持件與支撐桿垂直設(shè)置，所述光學(xué)鏡片單元靠近所述視窗的一端放置在所述保持件上。
[0016]優(yōu)選地，所述保持件與光學(xué)鏡片單元相接觸的位置處設(shè)置有滑軌。
[0017]優(yōu)選地，所述標(biāo)記采用十字標(biāo)記或一字標(biāo)記。
[0018]優(yōu)選地，所述測(cè)微尺的刻度范圍為O?150mm。
[0019]優(yōu)選地，所述測(cè)微尺的最小刻度值為0.lmm、0.5mm或1mm。
[0020]有益效果:
[0021]本實(shí)用新型所述多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置能夠在多晶硅的生產(chǎn)過程中隨時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量出多晶硅棒的生長直徑，與現(xiàn)有的人工估算多晶硅棒生長直徑的方式相比，不依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確度更高、誤差更小，有利于優(yōu)化實(shí)際的進(jìn)料生長曲線和電流\電壓曲線，有利于工藝測(cè)試調(diào)整；多晶硅棒生長直徑的準(zhǔn)確測(cè)量還能減少多晶硅棒在生產(chǎn)過程中的不確定性,減少廢料的產(chǎn)生,從而節(jié)約成本。
[0022]以生產(chǎn)原料多晶硅棒為例，生產(chǎn)原料多晶硅棒比生產(chǎn)正品料的電單耗高約29kwh/kgsi，如因現(xiàn)有技術(shù)的原因造成原料多晶硅棒報(bào)廢，則以硅芯料(用以生產(chǎn)原料多晶硅棒的材料)重量為1900kg計(jì)算，電耗方面損失為:1900kg/爐次*29kwh/kg*0.3元/kwh =
1.653萬元/爐次；產(chǎn)量方面損失為:26h (每爐非生產(chǎn)時(shí)間)*50kg/h (生產(chǎn)速率)*3萬元/噸=3.9萬元/爐次；以每月?lián)p失一爐硅芯料計(jì)算，則使用本實(shí)用新型所述監(jiān)測(cè)裝置后每年可節(jié)約成本(1.653萬元+3.9萬元)*11個(gè)月=61.08萬元,十分可觀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例所述多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置的主視圖；
[0024]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0025]圖中:1 一測(cè)微尺；2 —光學(xué)鏡片單兀；3 —顯不單兀；4 一還原爐；5 —視窗；6 —多晶娃棒；7 —十字標(biāo)記；8 —固定架；81 —方框；82 —支撐桿；83 —保持件。

【具體實(shí)施方式】
[0026]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0027]實(shí)施例:
[0028]如圖1和2所示，本實(shí)施例提供一種多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置，包括:測(cè)微尺、光學(xué)鏡片單元、計(jì)算單元和顯示單元。為了簡化圖形，圖1中并未示出還原爐4和多晶硅棒6。
[0029]所述測(cè)微尺I水平地固定在還原爐4的視窗5外；
[0030]所述光學(xué)鏡片單元2能夠沿測(cè)微尺I (的長度方向)水平移動(dòng)，用于將其視野拉近以放大通過其觀察到的多晶硅棒6，或者推遠(yuǎn)以縮小通過其觀察到的多晶硅棒6，并能得出縮放倍數(shù)(當(dāng)視野拉近時(shí)，縮放倍數(shù)大于I ;當(dāng)視野推遠(yuǎn)時(shí)縮放倍數(shù)小于I;如果視野無需拉近或推遠(yuǎn)，則縮放倍數(shù)等于I)，且光學(xué)鏡片單元2的背離視窗5—側(cè)的鏡片上設(shè)置有十字標(biāo)記7，以標(biāo)定其視野內(nèi)的多晶硅棒6的左、右邊緣的位置；
[0031]所述計(jì)算單元(圖中未示出)與顯示單元3相連，用于根據(jù)所述十字標(biāo)記7分別對(duì)準(zhǔn)光學(xué)鏡片單元2視野內(nèi)的多晶硅棒6的左邊緣位置處和右邊緣位置處時(shí)，光學(xué)鏡片單元2沿測(cè)微尺I水平移動(dòng)的距離和光學(xué)鏡片單元2的縮放倍數(shù)計(jì)算出多晶硅棒6的生長直徑，并輸出至顯示單元3 ;具體地，計(jì)算單元計(jì)算得出的多晶硅棒的生長直徑=(光學(xué)鏡片單元沿測(cè)微尺水平移動(dòng)所經(jīng)過的最小刻度的個(gè)數(shù)X測(cè)微尺的最小刻度值)/光學(xué)鏡片單元的縮放倍數(shù)；
[0032]所述顯示單元3用于顯示多晶硅棒的生長直徑。
[0033]可見，本實(shí)施例所述多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置能夠在多晶硅的生產(chǎn)過程中隨時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量出多晶硅棒的生長直徑。
[0034]其中，所述測(cè)微尺I可采用現(xiàn)有的測(cè)微尺，其刻度范圍優(yōu)選為O?150mm，以實(shí)現(xiàn)各種直徑規(guī)格的多晶硅棒的測(cè)量；為了提高多晶硅棒生長直徑的測(cè)量精度，進(jìn)一步地，所述測(cè)微尺的最小刻度值優(yōu)選為0.lmm、0.5mm或1mm,當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可根據(jù)實(shí)際情況選擇其它規(guī)格的最小刻度值。
[0035]為了更好地將測(cè)微尺I水平地固定在視窗5外，所述裝置還包括固定架8。
[0036]所述固定架8包括與視窗5平行設(shè)置的方框81,和垂直設(shè)置在方框81和視窗5之間的多根支撐桿82，且多根支撐桿82彼此平行設(shè)置；所述測(cè)微尺I的兩端分別固定在所述方框81的兩條豎邊上。這里，所述方框81的具體尺寸和測(cè)微尺I固定在方框81的兩條豎邊上的具體位置可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)視窗5的尺寸和形狀自行設(shè)定；所述支撐桿82的具體數(shù)量，和支撐桿82在方框81與視窗5之間分布的具體位置可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)其承載情況自行設(shè)定，本實(shí)施例中，所述支撐桿82優(yōu)選采用4根，分別垂直設(shè)置在方框4的四個(gè)角和視窗5之間。
[0037]所述光學(xué)鏡片單元2可包括物鏡和目鏡，所述物鏡采用凸透鏡，所述目鏡采用凸透鏡或凹透鏡，通過調(diào)節(jié)物鏡和目鏡的焦距比能夠?qū)⒐鈱W(xué)鏡片單元的視野拉近以放大通過其觀察到的多晶硅棒6，或者推遠(yuǎn)以縮小通過其觀察到的多晶硅棒6，并能得出縮放倍數(shù)。當(dāng)然，所述光學(xué)鏡片單元2也可以采用其它能實(shí)現(xiàn)上述功能的結(jié)構(gòu)，例如采用現(xiàn)有的變焦鏡頭等。而且，設(shè)置在光學(xué)鏡片單元2的背離視窗5 —側(cè)的鏡片(即目鏡)上的標(biāo)記除采用十字標(biāo)記7之外，還可采用一字標(biāo)記，或其它類型的標(biāo)記。
[0038]為了便于光學(xué)鏡片單元2沿測(cè)微尺I水平移動(dòng)，優(yōu)選地，所述光學(xué)鏡片單元2套裝在測(cè)微尺I上。為了使光學(xué)鏡片單元2在測(cè)微尺I上移動(dòng)的更順滑，進(jìn)一步地，所述光學(xué)鏡片單元2與測(cè)微尺I相接觸的位置處設(shè)置有滑軌(圖中未示出)；所述滑軌可設(shè)置在測(cè)微尺I的上下兩側(cè)；所述滑軌可采用滾輪式滑軌、鋼珠式滑軌或齒輪式滑軌。
[0039]為了保證光學(xué)鏡片單元2沿測(cè)微尺I水平移動(dòng)時(shí)的平穩(wěn)性，優(yōu)選地，所述固定架8還包括位于方框81和視窗5之間的保持件83，所述保持件83與支撐桿82垂直設(shè)置，所述光學(xué)鏡片單元2靠近視窗5的一端放置在所述保持件83上，即所述保持件83位于光學(xué)鏡片單元2與部分支撐桿82之間，該部分支撐桿82垂直設(shè)置在方框81的底部和視窗5之間；所述保持件83可采用板狀結(jié)構(gòu)。為了使光學(xué)鏡片單元2在保持件83上移動(dòng)的更順滑，進(jìn)一步地，所述光學(xué)鏡片單元2與保持件83相接觸的位置處設(shè)置有滑軌(圖中未示出)；所述滑軌可設(shè)置在保持件83的上表面；所述滑軌可采用滾輪式滑軌、鋼珠式滑軌或齒輪式滑軌。
[0040]所述計(jì)算單元可采用現(xiàn)有的具有計(jì)算功能的芯片；所述顯示單元可采用現(xiàn)有的顯示器，例如采用數(shù)字顯示器。
[0041]本實(shí)施例所述多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置的工作原理為:
[0042]先調(diào)整光學(xué)鏡片單元2的縮放倍數(shù)，直至其視野內(nèi)的多晶硅棒6能夠清晰地顯示為止，再調(diào)整光學(xué)鏡片單元2的水平位置，使十字標(biāo)記7對(duì)準(zhǔn)多晶硅棒6的左邊緣位置處，打開計(jì)算單元和顯示單元，使其開始工作，然后繼續(xù)調(diào)整光學(xué)鏡片單元2的水平位置，使十字標(biāo)記7對(duì)準(zhǔn)多晶硅棒6的右邊緣位置處，則計(jì)算單元根據(jù)光學(xué)鏡片單元2沿測(cè)微尺I水平移動(dòng)的距離和光學(xué)鏡片單元2的縮放倍數(shù)計(jì)算出多晶硅棒6的生長直徑，并發(fā)送給顯示單元3，以顯示多晶硅棒6的生長直徑。
[0043]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本實(shí)用新型的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本實(shí)用新型并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多晶硅棒生長直徑的測(cè)量裝置，其特征在于，包括:測(cè)微尺、光學(xué)鏡片單元、計(jì)算單元和顯示單元， 所述測(cè)微尺水平地固定在還原爐的視窗外； 所述光學(xué)鏡片單元能夠沿測(cè)微尺水平移動(dòng)，用于將其視野拉近以放大通過其觀察到的多晶硅棒，或者推遠(yuǎn)以縮小通過其觀察到的多晶硅棒，并能得出縮放倍數(shù)，且光學(xué)鏡片單元的背離所述視窗一側(cè)的鏡片上設(shè)置有標(biāo)記，以標(biāo)定其視野內(nèi)的多晶硅棒的左、右邊緣的位置； 所述計(jì)算單元與顯示單元相連，用于根據(jù)所述標(biāo)記分別對(duì)準(zhǔn)光學(xué)鏡片單元視野內(nèi)的多晶硅棒的左邊緣位置處和右邊緣位置處時(shí)，光學(xué)鏡片單元沿測(cè)微尺水平移動(dòng)的距離和光學(xué)鏡片單元的縮放倍數(shù)計(jì)算出多晶硅棒的生長直徑，并輸出至顯示單元； 所述顯示單元用于顯示多晶硅棒的生長直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括固定架，用于將測(cè)微尺水平地固定在還原爐的視窗外。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述固定架包括與還原爐的視窗平行設(shè)置的方框，和垂直設(shè)置在方框和還原爐的視窗之間的多根支撐桿；所述測(cè)微尺的兩端分別固定在所述方框的兩條豎邊上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)鏡片單元套裝在測(cè)微尺上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)鏡片單元與測(cè)微尺相接觸的位置處設(shè)置有滑軌。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述固定架還包括位于方框和還原爐的視窗之間的保持件，所述保持件與支撐桿垂直設(shè)置，所述光學(xué)鏡片單元靠近所述視窗的一端放置在所述保持件上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述保持件與光學(xué)鏡片單元相接觸的位置處設(shè)置有滑軌。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述標(biāo)記采用十字標(biāo)記或一字標(biāo)記。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)微尺的刻度范圍為O?I50mmο
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述測(cè)微尺的最小刻度值為0.1mm、.0.5mm 或 Imm0
【文檔編號(hào)】G01B11/08GK203929026SQ201420255041
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年5月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月16日
【發(fā)明者】楊勇, 譚忠芳, 呼維軍, 王文, 梁立剛, 高向陽 申請(qǐng)人:新特能源股份有限公司