[发明专利]硅棒碰壁检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术，尤其涉及一种硅棒碰壁检测装置。

背景技术

西门子法多晶硅的还原生产中，还原炉是生产多晶硅的主要设备，炉内装有高度为2.0m—2.8m、直径只有φ7—8mm的硅芯，通过调功电源加热硅芯使炉内的温度维持在1080℃，此时硅芯逐渐溶化变软，在通入一定比例的三氯氢硅及氢气的混合气体后，硅芯开始生长变粗，当达到一定的粗度时停炉，多晶硅提炼成功。

然而，整个的生产过程中经常会遇到硅棒的碰壁问题。在硅棒的生长初期，由于硅芯细而软，炉内稍有震动、气流突变或硅棒电流突增等因素，都有可能使硅芯倾斜倒向钟罩炉壁；在硅棒的生长后期，由于硅棒粗而重，则有可能产生重心偏移靠向炉壁。当硅棒倒向炉壁时，由于其温度比炉壁高出200℃以上，所以会导致硅棒把炉壁烧坏。

由于炉壁夹层中有冷却水，当硅棒将炉内壁溶化时，将有大量的冷却水喷向高温的炉内，迅速汽化导致炉压激增，严重时产生爆炸。即使发现及时碰壁，但此时炉壁会有不同程度的损坏，由于炉壁造价非常高，且不易修补，这将造成巨大的经济损失。

为避免硅棒碰壁后可能带来的安全隐患及经济损失，需要在还原炉的加热电源系统中安装硅棒碰壁自动检测装置。

然而目前在国内多家大型多晶硅企业都使用德国AEG还原调功电源系统，该系统配备了硅棒碰壁检测装置，该装置能自动检测硅棒生长过程中何时碰壁并向调功电源控制系统发出信号，使之做出相关的处理。

请一并参阅图3及图4，现有的硅棒碰壁检测装置1由三个接地检测单元2组成，三组检测单元2分别对应还原炉的外圈一、外圈二及内圈。每组检测单元2主要由8个12Ω接地电阻3、一个电流互感器4、一个电流继电器5、一个电压继电器6、一个第一继电器7、分流电阻8a、8b及一个第二继电器9组成。三个接地检测单元2经接地电阻3分别接至还原炉变压器低压侧的A相、B相、C相零排N1、N2、N3。电流互感器4与接地电阻3串联获取各零排中的电流，电流继电器5根据电流互感器4获得的电流控制第一继电器7。所述电压继电器6通过所述分流电阻8b获取一个接地电阻3两端电压的电压。当零排中有0.9A以上电流、或单个接地电阻3两端电压10V以上时，该还原炉碰壁保护控制装置1认为还原炉硅棒碰壁，第一继电器7及第二继电器9从11、12出口输出信号至调功柜，控制调功柜动作。

然而这种装置只能控制调功柜动作，但却没有报警装置，操作人员无法及时获得故障提示，从而无法及时的解决问题，进而影响生产效率。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种硅棒碰壁检测装置，其包括接地检测电路，所述接地检测电路连接于还原炉变压器低压侧的零排，所述接地检测电路包括第一继电器及第二继电器，当所述接地检测电路检测到所述零排的电流高于预设的电流阈值，或电压高于预设的电压阈值时，所述接地检测电路控制所述第一继电器及第二继电器断电。所述第一继电器包括第一常闭触点，所述第二继电器包括第二常闭触点，所述第一常闭触点与所述第二常闭触点并联，所述硅棒碰壁检测装置还包括报警装置，所述第一常闭触点与所述第二常闭触点并联后再与所述报警装置串联，当所述接地检测电路检测到所述零排的电流高于所述预设的电流阈值时，所述接地检测电路控制所述第一常闭触点闭合，当所述接地检测电路检测到所述零排的电压高于所述预设的电压阈值时，所述接地检测电路控制所述第二常闭触点闭合，当所述第一常闭触点及第二常闭触点任意一个闭合时，所述报警装置发出报警信号。

其中，所述硅棒碰壁检测装置包括三个接地检测电路，所述三个接地检测电路分别连接于还原炉变压器低压侧的三个零排。

所述硅棒碰壁检测装置包括保持电路，所述保持电路与所述报警装置、第一常闭触点、第二常闭触点均电连接，用于当所述第一常闭触点及第二常闭触点均断开后，所述保持电路保持所述报警装置发出报警信号。

所述硅棒碰壁检测装置包括第二电源，所述第二电源包括两个电源输出端，所述报警装置电连接于所述两个电源输出端之间，所述保持电路包括一个线圈及一个常开触点，所述保持电路的线圈与所述报警装置并联，所述保持电路的常开触点与所述报警装置串联于所述两个电源输出端之间。

所述硅棒碰壁检测装置还包括报警开关，所述报警开关连接于所述保持电路的常开触点及一个所述电源输出端之间。

所述报警装置是发光装置或发声装置。