專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種溫度量測(cè)設(shè)備，特別是涉及一種適用于量測(cè)長(zhǎng)晶爐內(nèi)部及硅熔湯溫度的測(cè)溫裝置。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)中，高轉(zhuǎn)換效率和低成本一直是各太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)業(yè)者開(kāi)發(fā)的目標(biāo)，然而就目前為止結(jié)晶硅仍是太陽(yáng)能電池的主流，其電池具有較高的轉(zhuǎn)換效率。結(jié)晶硅主要生產(chǎn)方式包括單晶硅采用柴氏法(CZ)和多晶硅采用定向凝固法(DSS)。多晶硅錠的生產(chǎn)流程是將多晶硅原料填入噴有涂層的石英坩堝內(nèi)后放入長(zhǎng)晶爐內(nèi)，關(guān)閉爐腔后，抽真空，然后加熱。待硅原料完全熔化后，打開(kāi)絕緣籠且緩慢向上拉高，則爐溫緩慢會(huì)下降，促使硅熔湯從石英坩堝底部開(kāi)始凝固，硅晶錠從硅熔湯底部向頂部生長(zhǎng)。待長(zhǎng)晶完成后，硅晶錠會(huì)再經(jīng)過(guò)退火、冷卻后出爐為整個(gè)多晶硅錠的生產(chǎn)過(guò)程。多晶硅錠生產(chǎn)過(guò)程中影響晶錠的品質(zhì)之一就是長(zhǎng)晶速率的控制，影響長(zhǎng)晶速率的眾多因素之中，長(zhǎng)晶爐爐溫的控制最為重要。爐溫是由溫控系統(tǒng)控制，溫控系統(tǒng)又由測(cè)溫裝置、可程式控制單元、功率控制器、加熱元件等組成。測(cè)溫裝置是測(cè)量爐溫的關(guān)鍵單元，是整個(gè)溫控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其主要功能為通過(guò)量測(cè)爐內(nèi)溫度后，控制長(zhǎng)晶爐中加熱器的輸出功率，以控制爐溫、硅原料熔化速率及長(zhǎng)晶速率。因此，長(zhǎng)晶爐設(shè)備商、硅晶片制造商或?qū)W術(shù)單位會(huì)采用模擬軟件(如CGSM)，模擬長(zhǎng)晶爐內(nèi)部爐溫變 化，但是采用此方式并非實(shí)際的溫度。此外，如中國(guó)臺(tái)灣證書(shū)號(hào)1319224號(hào)專(zhuān)利案，是利用該坩堝底部設(shè)置第一測(cè)溫元件與第二測(cè)溫元件，并無(wú)法量測(cè)坩堝內(nèi)部的硅熔湯于各時(shí)程的溫度，再如中國(guó)臺(tái)灣公開(kāi)編號(hào)201235517號(hào)申請(qǐng)案，是通過(guò)長(zhǎng)晶爐的一個(gè)觀察孔擷取液態(tài)原料的畫(huà)面，并對(duì)該畫(huà)面運(yùn)算處理，換算成火色溫度，以獲得液態(tài)原料的溫度，這種量測(cè)方式也無(wú)法直接對(duì)液態(tài)原料不同位置進(jìn)行量測(cè)。再者，也有將紅外線測(cè)溫裝置架設(shè)于長(zhǎng)晶爐上方，以量測(cè)硅熔湯表面的溫度變化，但是無(wú)法量測(cè)到長(zhǎng)晶爐爐內(nèi)及硅熔湯不同位置的溫度變化。因此，上述現(xiàn)有測(cè)溫的技術(shù)并無(wú)法精確量測(cè)硅熔湯不同位置的溫度，也無(wú)法精確地控制長(zhǎng)晶速率及掌握晶錠的品質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種能量測(cè)長(zhǎng)晶爐內(nèi)部及硅熔湯不同位置的溫度，并能提升產(chǎn)品制程品質(zhì)的測(cè)溫裝置。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，包含一個(gè)架體、一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元、一個(gè)測(cè)溫棒、一個(gè)歸零感測(cè)器、一個(gè)位置檢知單元、一個(gè)電流偵測(cè)器及一個(gè)可程式控制單元，該驅(qū)動(dòng)單元安裝于該架體，并具有一個(gè)馬達(dá)及一個(gè)受該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的連動(dòng)件，該測(cè)溫棒具有一個(gè)固定于該連動(dòng)件且呈單向開(kāi)放的中空管狀的保護(hù)套管及一支穿設(shè)于該保護(hù)套管內(nèi)部且相對(duì)于該保護(hù)套管產(chǎn)生定位的熱電偶，該保護(hù)套管具有一個(gè)與該連動(dòng)件反向設(shè)置的末端部，該熱電偶具有一個(gè)對(duì)應(yīng)該末端部的感測(cè)端部，該熱電偶能量測(cè)溫度，并輸出溫度訊號(hào)，該歸零感測(cè)器安裝于該架體，且能與該連動(dòng)件配合產(chǎn)生歸零訊號(hào)，該位置檢知單元能檢知該連動(dòng)件與該測(cè)溫棒的移動(dòng)量，且輸出檢知訊號(hào)，該電流偵測(cè)器電連接于該驅(qū)動(dòng)單元，且用于偵測(cè)該驅(qū)動(dòng)單元的電流值，并輸出偵測(cè)訊號(hào)，該可程式控制單元電連接于該驅(qū)動(dòng)單元、該熱電偶、該歸零感測(cè)器、該位置檢知單元及該電流偵測(cè)器，該可程式控制單元能控制該馬達(dá)的啟動(dòng)、停止，該可程式控制單元根據(jù)該電流偵測(cè)器的偵測(cè)訊號(hào)控制該驅(qū)動(dòng)單元的馬達(dá)運(yùn)作方向，并根據(jù)該位置檢知單元的檢知訊號(hào)、該歸零訊號(hào)、該偵測(cè)訊號(hào)，比較該偵測(cè)訊號(hào)與預(yù)設(shè)的固液界面臨界電流值，計(jì)算出該歸零訊號(hào)產(chǎn)生時(shí)所對(duì)應(yīng)的檢知訊號(hào)與判斷出該偵測(cè)訊號(hào)大于固液界面臨界電流值時(shí)所對(duì)應(yīng)的檢知訊號(hào)之間的差異，該可程式控制單元根據(jù)此差異計(jì)算出該感測(cè)端部的移動(dòng)距離及該移動(dòng)距離中的每一位置，且由該熱電偶量測(cè)在該移動(dòng)距離中不同位置的溫度值。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，該驅(qū)動(dòng)單元的馬達(dá)為伺服馬達(dá)，該驅(qū)動(dòng)單元還具有一個(gè)能輸出該馬達(dá)動(dòng)力的減速機(jī)。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，該驅(qū)動(dòng)單元還具有一支軸設(shè)于該架體且受該減速機(jī)驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)螺桿及一支平行于該導(dǎo)螺桿的導(dǎo)引件，該連動(dòng)件螺合于該導(dǎo)螺桿，該測(cè)溫棒平行于該導(dǎo)螺桿。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，該位置檢知單元內(nèi)建于該馬達(dá)。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，該驅(qū)動(dòng)單元的馬達(dá)為線性伺服馬達(dá)，并具有一支固設(shè)于該架體的定子及一個(gè)套設(shè)于該定子上的動(dòng)子，該定子呈長(zhǎng)桿狀且平行于該測(cè)溫棒，該連動(dòng)件固定于該動(dòng)子，該位置檢知單元具有一個(gè)安裝于該架體且位于該定子一側(cè)的光學(xué)尺及一個(gè)安裝于該動(dòng)子的讀取頭。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，該電流偵測(cè)器電連接于該馬達(dá)。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，該電流偵測(cè)器內(nèi)建于該馬達(dá)。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，還包含安裝于該架體的一個(gè)下感測(cè)器及一個(gè)上感測(cè)器，該下感測(cè)器與該上感測(cè)器分別設(shè)于該歸零感測(cè)器的下方及上方位置，能分別與該連動(dòng)件配合，并分別產(chǎn)生一個(gè)下停止訊號(hào)及一個(gè)上停止訊號(hào)，該可程式控制單元能在接收該下感測(cè)器的下停止訊號(hào)及該上感測(cè)器的上停止訊號(hào)時(shí)控制該馬達(dá)停止。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，還包含一個(gè)電連接于該可程式控制單元的人機(jī)界面。本實(shí)用新型的有益效果在于:利用該電流偵測(cè)器偵測(cè)該馬達(dá)電流值變大，且該可程式控制單元比對(duì)該偵測(cè)訊號(hào)大于該固液界面臨界電流值，并配合該歸零感測(cè)器與該位置檢知單元產(chǎn)生的訊號(hào)及該可程式控制單元進(jìn)行運(yùn)算，就能精確計(jì)算出該感測(cè)端部的行程距離，且由該熱電偶量測(cè)在該移動(dòng)距離中每一位置的溫度值，可以提升產(chǎn)品制程品質(zhì)。

圖1是本實(shí)用新型的第一較佳實(shí)施例的安裝示意圖；圖2是該較佳實(shí)施例的平面組合圖；圖3是該較佳實(shí)施例的控制流程圖；圖4是該較佳實(shí)施例的量測(cè)動(dòng)作示意圖；[0024]圖5是本實(shí)用新型的第二較佳實(shí)施例的安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1、圖2及圖3所示，本實(shí)用新型測(cè)溫裝置的一個(gè)較佳實(shí)施例，適宜安裝于一個(gè)長(zhǎng)晶爐100，該長(zhǎng)晶爐100具有一個(gè)爐體110、一個(gè)設(shè)置于該爐體110內(nèi)部的坩堝120，且該坩堝120中能填充硅料，該硅料熔化后產(chǎn)生一個(gè)硅熔湯140，該測(cè)溫裝置包含一個(gè)架體10、一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元20、一支測(cè)溫棒30、一個(gè)歸零感測(cè)器40、一個(gè)下感測(cè)器41、一個(gè)上感測(cè)器42、一個(gè)位置檢知單元50、一個(gè)電流偵測(cè)器60、一個(gè)人機(jī)界面70及一個(gè)可程式控制單元80。該架體10固設(shè)于該長(zhǎng)晶爐100的爐體110頂部，并具有一個(gè)鄰近于該爐體110的底板11、一個(gè)設(shè)置于該底板11上方的頂板12及一個(gè)垂直連接于該底板11與該頂板12之間的豎板13。本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)單元20安裝于該架體10，并具有一個(gè)可為伺服馬達(dá)且安裝于該頂板12上的馬達(dá)21、一個(gè)能輸出該馬達(dá)21動(dòng)力的減速機(jī)22、一個(gè)能將該馬達(dá)21動(dòng)力傳遞至該減速機(jī)22的聯(lián)軸器23、一支軸設(shè)于該架體10的導(dǎo)螺桿24、一支平行于該導(dǎo)螺桿24的導(dǎo)引件25、一個(gè)螺合于該導(dǎo)螺桿24的連動(dòng)件26。該導(dǎo)螺桿24垂直軸設(shè)于該底板11與該頂板12之間，且受該減速機(jī)22所連動(dòng)，該導(dǎo)引件25呈桿狀，且垂直連接于該底板11與該頂板12之間，該連動(dòng)件26具有一個(gè)螺合于該導(dǎo)螺桿24的螺孔261、一個(gè)能滑動(dòng)且供該導(dǎo)引件25穿設(shè)的導(dǎo)孔262及一個(gè)設(shè)置于該導(dǎo)孔262外側(cè)的鎖固部263。該測(cè)溫棒30沿一條軸線L延伸且平行于該導(dǎo)螺桿24，并具有一個(gè)固定于該連動(dòng)件26的鎖固部263且呈單向開(kāi)放的中空管狀的保護(hù)套管31及一支穿設(shè)于該保護(hù)套管31內(nèi)部且相對(duì)于該保護(hù)套管31產(chǎn)生定位的熱電偶32，該保護(hù)套管31具有一個(gè)與該連動(dòng)件26反向設(shè)置的末端部311，該熱電偶32具有一個(gè)對(duì)應(yīng)該末端部311的感測(cè)端部321，該熱電偶32能量測(cè)溫度，并輸出溫度訊號(hào)。在本實(shí)施例中，雖然指以單一保護(hù)套管31作說(shuō)明，但是熟知此技藝人士可以理解，也能在該保護(hù)套管31外疊套多層保護(hù)套管，以提高耐熱等級(jí)。該歸零感測(cè)器40為光學(xué)感測(cè)器，且安裝于該架體10的豎板13上，該歸零感測(cè)器40與該連動(dòng)件26配合，能產(chǎn)生一個(gè)歸零訊號(hào)，且確定該測(cè)溫棒30的歸零點(diǎn)Iv在本實(shí)施例中，該測(cè)溫棒30的歸零點(diǎn)Iitl設(shè)計(jì)成該末端部311趨近于該硅熔湯140液面，且位于該硅熔湯140液面與該坩堝120底壁之間。該下感測(cè)器41為光學(xué)感測(cè)器，且設(shè)于該歸零感測(cè)器40的下方，當(dāng)該下感測(cè)器41與該連動(dòng)件26配合時(shí)，能產(chǎn)生一個(gè)下停止訊號(hào)。該上感測(cè)器42為光學(xué)感測(cè)器，且設(shè)于該歸零感測(cè)器40的上方，當(dāng)該上感測(cè)器42與該連動(dòng)件26配合時(shí)，能產(chǎn)生一個(gè)上停止訊號(hào)。如圖3中假想線所示，該連動(dòng)件26對(duì)應(yīng)于該上感測(cè)器42時(shí)位于一個(gè)停止位置。本實(shí)施例的位置檢知單元50可為編碼器(Encoder)，且能安裝于該馬達(dá)21或該減速機(jī)22 —側(cè)，且當(dāng)該馬達(dá)21或該減速機(jī)22的一支出力軸(圖未示)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，該位置檢知單元50同步轉(zhuǎn)動(dòng),能檢知該馬達(dá)21或減速機(jī)22的轉(zhuǎn)動(dòng)量,并產(chǎn)生檢知訊號(hào)。目前市售的伺服馬達(dá)是將該位置檢知單元50內(nèi)建于馬達(dá)殼體內(nèi)，也適用于本實(shí)用新型。該電流偵測(cè)器60 (Ammeter)電連接于該驅(qū)動(dòng)單元20，并用于偵測(cè)該驅(qū)動(dòng)單元20的電流值，并輸出偵測(cè)訊號(hào)。該電流偵測(cè)器60能電連接于該馬達(dá)21，也能直接內(nèi)建于該馬達(dá)21。該人機(jī)界面70具有一個(gè)能供設(shè)定作動(dòng)參數(shù)及啟動(dòng)、關(guān)閉該測(cè)溫裝置的操作面板71及一個(gè)能顯示該測(cè)溫棒30的行程距離與對(duì)應(yīng)該行程距離中的每一位置的溫度的顯示幕72。該可程式控制單元80電連接于該驅(qū)動(dòng)單元20、該熱電偶32、該歸零感測(cè)器40、該下感測(cè)器41、該上感測(cè)器42、該位置檢知單元50、該電流偵測(cè)器60及該人機(jī)界面70。該可程式控制單元80根據(jù)該操作面板71所受的操作控制該馬達(dá)21的啟動(dòng)、停止，該可程式控制單元80根據(jù)該電流偵測(cè)器60的偵測(cè)訊號(hào)控制該驅(qū)動(dòng)單元20的馬達(dá)21運(yùn)作方向，能在接收到該下感測(cè)器41的下停止訊號(hào)及該上感測(cè)器42的上停止訊號(hào)時(shí)控制該馬達(dá)21停止。該可程式控制單元80根據(jù)該位置檢知單元50的檢知訊號(hào)、該歸零訊號(hào)、該偵測(cè)訊號(hào)，比較該偵測(cè)訊號(hào)與預(yù)設(shè)的固液界面臨界電流值I1，計(jì)算出該歸零訊號(hào)產(chǎn)生時(shí)(就是歸零點(diǎn)h)所對(duì)應(yīng)的檢知訊號(hào)與判斷出該偵測(cè)訊號(hào)大于固液界面臨界電流值I1時(shí)(就是一個(gè)停止點(diǎn)hj所對(duì)應(yīng)的檢知訊號(hào)之間的差異，該可程式控制單元80根據(jù)此差異計(jì)算出該感測(cè)端部321的移動(dòng)距離，且由該熱電偶32量測(cè)在該移動(dòng)距離中每一位置的溫度值，并顯示于該顯不眷72。再如圖1、圖3及圖4所示，本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置在進(jìn)行長(zhǎng)晶爐100內(nèi)部溫度的測(cè)量時(shí)，首先，操作該人機(jī)界面70且啟動(dòng)該馬達(dá)21，利用該馬達(dá)21帶動(dòng)該聯(lián)軸器23與該減速機(jī)22運(yùn)轉(zhuǎn)，該減速機(jī)22又能驅(qū)動(dòng)該導(dǎo)螺桿24旋轉(zhuǎn)的作用，則螺合于該導(dǎo)螺桿24上的該連動(dòng)件26及該測(cè)溫棒30也跟著向下移動(dòng)。因?yàn)樵摐y(cè)溫棒30垂直向下接觸到該長(zhǎng)晶爐100內(nèi)部的硅熔湯140 (液體)或坩堝120 (固體)所承受的壓力不同，該測(cè)溫棒30的末端部311接觸到固體時(shí)由于壓力的變化，該電流偵測(cè)器60會(huì)偵測(cè)到該驅(qū)動(dòng)單元20的電流值變大并輸出偵測(cè)訊號(hào)，該可程式控制單元80比較該偵測(cè)訊號(hào)大于固液界面臨界電流值I1時(shí)，會(huì)控制該馬達(dá)21進(jìn)行反向運(yùn)作，使得該連動(dòng)件26垂直向上移動(dòng)，帶動(dòng)該測(cè)溫棒30垂直向上移動(dòng)，直到該測(cè)溫棒30離開(kāi)硅熔湯140的表面，而回到停止位置。在上述的測(cè)溫過(guò)程中，該連動(dòng)件26先從對(duì)應(yīng)于該上感測(cè)器42的該停止位置向下移動(dòng)經(jīng)過(guò)該歸零感測(cè)器40時(shí)，能由該可程式控制單元80記錄該測(cè)溫棒30的歸零點(diǎn)hQ，當(dāng)該測(cè)溫棒30下端接觸到固體時(shí)，該電流偵測(cè)器60偵測(cè)到該馬達(dá)21的電流值變大，再經(jīng)該可程式控制單元80比對(duì)該電流值大于該固液界面臨界電流值I1時(shí)，就能記錄該停止點(diǎn)Ii1的所在位置，同時(shí)，該可程式控制單元80能將該位置檢知單元50檢知該馬達(dá)21的轉(zhuǎn)動(dòng)量、該減速機(jī)22的減速比、該導(dǎo)螺桿24的節(jié)距等參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，也就是說(shuō)，能計(jì)算出該測(cè)溫棒30在歸零點(diǎn)Iitl與該停止點(diǎn)Ii1之間的移動(dòng)距離及該移動(dòng)距離中的每一位置，且由該熱電偶32對(duì)應(yīng)該移動(dòng)距離中的每一位置所量測(cè)的溫度值，并將該不同位置的溫度值顯示于該顯示幕72上。當(dāng)然該測(cè)溫棒30的移動(dòng)距離也能由該停止點(diǎn)Ii1與該歸零點(diǎn)Iitl之間的行程距離計(jì)算取得。當(dāng)該可程式控制單元80再控制該連動(dòng)件26向上移動(dòng)通過(guò)該歸零感測(cè)器40，并在該連動(dòng)件26又對(duì)應(yīng)于該上感測(cè)器42時(shí)，會(huì)回到該停止位置。[0043]值得一提的是，該歸零感測(cè)器40位于該架體10中間，為了保護(hù)該測(cè)溫裝置，利用增設(shè)該上感測(cè)器42、該下感測(cè)器41感測(cè)該連動(dòng)件26垂直向上、下行程的上、下極限，該連動(dòng)件26的停止位置可以設(shè)定在該上感測(cè)器42，或該歸零感測(cè)器40與該上感測(cè)器42之間，也就是說(shuō)，該可程式控制單元80在該馬達(dá)21帶動(dòng)該連動(dòng)件26向上移動(dòng)時(shí)，在接到歸零訊號(hào)后延遲一段時(shí)間后就控制該馬達(dá)21停止，且延遲的時(shí)間必須小于該連動(dòng)件26在該歸零點(diǎn)h0與該上極限之間移動(dòng)所須的時(shí)間。本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置，能在該人機(jī)界面70上設(shè)定間隔一段時(shí)間量測(cè)一次，以避免量測(cè)過(guò)于頻繁。另外，當(dāng)該測(cè)溫棒30進(jìn)入該長(zhǎng)晶爐100內(nèi)時(shí)，該測(cè)溫棒30未接觸到硅熔湯140，該測(cè)溫棒30能在該長(zhǎng)晶爐100內(nèi)任何一個(gè)位置停留時(shí)間為1-100秒，當(dāng)該測(cè)溫棒30由空氣碰到硅熔湯140時(shí)，該電流偵測(cè)器60偵測(cè)到的電流值會(huì)第一次變大，在碰到固體時(shí)電流值會(huì)第二次變大，此時(shí)該測(cè)溫棒30在硅熔湯140停留時(shí)間為1-2秒，且在該可程式控制單元80中除了比較偵測(cè)訊號(hào)與該固液界面臨界電流值I1，進(jìn)行前述計(jì)算，還比較偵測(cè)訊號(hào)與預(yù)設(shè)的氣液界面臨界電流值I2，計(jì)算出該歸零訊號(hào)產(chǎn)生時(shí)所對(duì)應(yīng)的檢知訊號(hào)與判斷出該偵測(cè)訊號(hào)大于氣液界面臨界電流值I2時(shí)所對(duì)應(yīng)的檢知訊號(hào)之間的差異，根據(jù)此差異計(jì)算出液面高度，不但可以量測(cè)硅熔湯140的溫度，還可以量測(cè)液面以上的長(zhǎng)晶爐100內(nèi)部的溫度。因此，本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置利用該可程式控制單元80能將該電流偵測(cè)器60所輸出的偵測(cè)訊號(hào)與預(yù)設(shè)的固液界面臨界電流值I1進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)該測(cè)溫棒30接觸硅熔湯140和固體時(shí)的不同的電流值變化，可以追蹤該測(cè)溫棒30所行走的行程距離，該測(cè)溫棒30也會(huì)在移動(dòng)過(guò)程中，將所量測(cè)到每一位置的溫度傳送至該人機(jī)界面70，同時(shí)顯示于該人機(jī)界面70的顯示幕72，不需要人工量測(cè)，完全采用自動(dòng)化量測(cè)，可以精準(zhǔn)量測(cè)晶錠生產(chǎn)過(guò)程中長(zhǎng)晶爐100爐內(nèi)不同位置溫度的變化，且可以量測(cè)到硅熔湯140內(nèi)不同位置的溫度變化及溫梯。由于可以實(shí)際所量測(cè)到的溫度變化，所以研究人員或開(kāi)發(fā)人員可精準(zhǔn)掌握硅熔湯140或硅晶錠成長(zhǎng)的溫梯變化后，再藉由調(diào)整制程最佳參數(shù)，以獲得最佳品質(zhì)的晶錠。此外，本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、量測(cè)精準(zhǔn)、成本低，且能減少人為失誤所造成的測(cè)溫棒30等異常現(xiàn)象的發(fā)生。值得一提的是，上述實(shí)施例是以一支能對(duì)該坩堝120內(nèi)部進(jìn)行測(cè)溫的測(cè)溫棒30作說(shuō)明，但是也能對(duì)該坩堝120內(nèi)部不同位置進(jìn)行測(cè)溫，且增加對(duì)該坩堝120內(nèi)部進(jìn)行測(cè)溫的測(cè)溫棒30的數(shù)量。再如圖5所示，本實(shí)用新型的測(cè)溫裝置的一個(gè)第二較佳實(shí)施例，與該第一實(shí)施例大致相同，且差異處在于:該驅(qū)動(dòng)單元20’的馬達(dá)200’為線性伺服馬達(dá)，并具有一個(gè)固設(shè)于該架體10’的定子21’及一個(gè)套設(shè)于該定子21’上的動(dòng)子22’，該定子21’呈長(zhǎng)桿狀且平行于該測(cè)溫棒30’，該連動(dòng)件26’固定于該動(dòng)子22’，該位置檢知單元50’具有一個(gè)安裝于該架體10’且位于該定子21’ 一側(cè)的光學(xué)尺51’及一個(gè)安裝于該動(dòng)子22’的讀取頭52’，利用該驅(qū)動(dòng)單元20’的動(dòng)子22’帶動(dòng)該讀取頭52’相對(duì)于該光學(xué)尺51’產(chǎn)生位移，也能精確計(jì)算該測(cè)溫棒30’的移動(dòng)距離及該移動(dòng)距離中的每一位置，且配合該測(cè)溫棒30’在該移動(dòng)距離的每一位置所量測(cè)的溫度，也能達(dá)到與第一實(shí)施例相同的目的及功效。
權(quán)利要求1.一種測(cè)溫裝置，包含一個(gè)架體、一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元、一個(gè)測(cè)溫棒、一個(gè)歸零感測(cè)器、一個(gè)位置檢知單元、一個(gè)電流偵測(cè)器及一個(gè)可程式控制單元，該測(cè)溫裝置的特征在于: 該驅(qū)動(dòng)單元安裝于該架體，并具有一個(gè)馬達(dá)及一個(gè)受該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的連動(dòng)件； 該測(cè)溫棒具有一個(gè)固定于該連動(dòng)件且呈單向開(kāi)放的中空管狀的保護(hù)套管，及一支穿設(shè)于該保護(hù)套管內(nèi)部且相對(duì)于該保護(hù)套管產(chǎn)生定位的熱電偶，該保護(hù)套管具有一個(gè)與該連動(dòng)件反向設(shè)置的末端部，該熱電偶具有一個(gè)對(duì)應(yīng)該末端部的感測(cè)端部，該熱電偶能量測(cè)溫度，并輸出溫度訊號(hào)； 該歸零感測(cè)器安裝于該架體，且能與該連動(dòng)件配合產(chǎn)生歸零訊號(hào)； 該位置檢知單元能檢知該連動(dòng)件與該測(cè)溫棒的移動(dòng)量，且輸出檢知訊號(hào)； 該電流偵測(cè)器電連接于該驅(qū)動(dòng)單元，且用于偵測(cè)該驅(qū)動(dòng)單元的電流值，并輸出偵測(cè)訊號(hào); 該可程式控制單元電連接于該驅(qū)動(dòng)單元、該熱電偶、該歸零感測(cè)器、該位置檢知單元及該電流偵測(cè)器，該可程式控制單元能控制該馬達(dá)的啟動(dòng)、停止，該可程式控制單元根據(jù)該電流偵測(cè)器的偵測(cè)訊號(hào)控制該驅(qū)動(dòng)單元的馬達(dá)運(yùn)作方向，并根據(jù)該位置檢知單元的檢知訊號(hào)、該歸零訊號(hào)、該偵測(cè)訊號(hào)，比較該偵測(cè)訊號(hào)與預(yù)設(shè)的固液界面臨界電流值，計(jì)算出該歸零訊號(hào)產(chǎn)生時(shí)所對(duì)應(yīng)的檢知訊號(hào)與判斷出該偵測(cè)訊號(hào)大于固液界面臨界電流值時(shí)所對(duì)應(yīng)的檢知訊號(hào)之間的差異，該可程式控制單元根據(jù)此差異計(jì)算出該感測(cè)端部的移動(dòng)距離及該移動(dòng)距離中的每一位置，且由該熱電偶量測(cè)在該移動(dòng)距離中不同位置的溫度值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)溫裝置，其特征在于:該驅(qū)動(dòng)單元的馬達(dá)為伺服馬達(dá)，該驅(qū)動(dòng)單元還具有一個(gè)能輸出該馬達(dá)動(dòng)力的減速機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)溫裝置，其特征在于:該驅(qū)動(dòng)單元還具有一支軸設(shè)于該架體且受該減速機(jī)驅(qū)動(dòng)的導(dǎo)螺桿及一支平行于該導(dǎo)螺桿的導(dǎo)引件，該連動(dòng)件螺合于該導(dǎo)螺桿，該測(cè)溫棒平行于該導(dǎo)螺桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)溫裝置，其特征在于:該位置檢知單元內(nèi)建于該馬達(dá)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)溫裝置，其特征在于:該驅(qū)動(dòng)單元的馬達(dá)為線性伺服馬達(dá)，并具有一支固設(shè)于該架體的定子及一個(gè)套設(shè)于該定子上的動(dòng)子，該定子呈長(zhǎng)桿狀且平行于該測(cè)溫棒，該連動(dòng)件固定于該動(dòng)子，該位置檢知單元具有一個(gè)安裝于該架體且位于該定子一側(cè)的光學(xué)尺及一個(gè)安裝于該動(dòng)子的讀取頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的測(cè)溫裝置，其特征在于:該電流偵測(cè)器電連接于該馬達(dá)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的測(cè)溫裝置，其特征在于:該電流偵測(cè)器內(nèi)建于該馬達(dá)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)溫裝置，其特征在于:還包含安裝于該架體的一個(gè)下感測(cè)器及一個(gè)上感測(cè)器，該下感測(cè)器與該上感測(cè)器分別設(shè)于該歸零感測(cè)器的下方及上方位置，能分別與該連動(dòng)件配合，并分別產(chǎn)生一個(gè)下停止訊號(hào)及一個(gè)上停止訊號(hào)，該可程式控制單元能在接收該下感測(cè)器的下停止訊號(hào)及該上感測(cè)器的上停止訊號(hào)時(shí)控制該馬達(dá)停止。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)溫裝置，其特征在于:還包含一個(gè)電連接于該可程式控制單元的人機(jī)界面。
專(zhuān)利摘要一種測(cè)溫裝置，包含一個(gè)架體、一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元、一個(gè)歸零感測(cè)器、一個(gè)位置檢知單元、一個(gè)電流偵測(cè)器及一個(gè)可程式控制單元，該可程式控制單元控制該驅(qū)動(dòng)單元，且驅(qū)動(dòng)一個(gè)連動(dòng)件及一支測(cè)溫棒移動(dòng)，當(dāng)該測(cè)溫棒接觸到固體時(shí)，該可程式控制單元比較該馬達(dá)電流值大于預(yù)設(shè)的固液界面臨界電流值時(shí)，能控制該馬達(dá)反向運(yùn)作，同時(shí)，該可程式控制單元根據(jù)該位置檢知單元的檢知訊號(hào)、該歸零感測(cè)器的歸零訊號(hào)、該電流偵測(cè)器的偵測(cè)訊號(hào)進(jìn)行計(jì)算，以及配合該測(cè)溫棒量測(cè)溫度，能精確量測(cè)不同位置的溫度變化。
文檔編號(hào)C30B35/00GK202974479SQ20122061098
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者劉安鈞, 黃志偉, 邵任民, 洪羿達(dá) 申請(qǐng)人:昱成光能股份有限公司