[实用新型]一种单晶炉CCD监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高温环境下CCD相机系统成像的安装机构，特别提供了一种单晶炉CCD监控系统。

背景技术

单晶炉是用于在惰性气体（氩气）环境中，用石墨电阻加热器将硅半导体材料溶化，用直拉法生长单晶的设备，是太阳能光伏行业的关键设备。在单晶炉生长单晶的过程中，单晶棒料的直径数据是一个很关键的技术指标，需要时时监控单晶棒料的直径数据，并根据单晶炉内的单晶棒料的直径的变化来调整单晶炉的温度控制系统和压力控制系统，达到控制单晶棒料直径稳定的目的。

为了检测单晶棒料的直径，以前都是通过人工，用单晶炉体上的观察口用人工观察的方式，和安装在单晶炉体上的标杆尺进行对比来进行测量，定时采集数据，反馈给单晶炉控制系统。

这种方法的缺点是（1）、数据的误差比较大，不能有效的提供准确的数据给单晶炉控制器；（2）、需要人工参与，需要很多的人力成本来完成单晶炉的晶体生长过程；（3）、不能做到自动控制，设备的整体效率和产能受到限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服传统的单晶炉监控方法存在的数据误差大，人力成本高，不能自动控制及工作效率低等缺点。

本实用新型所述单晶炉CCD监控系统，结构设计人性化，生产成本低，适用不同型号的单晶炉，在不增加外围制冷设备的前提下，实现了光学过滤和热量的隔离，保护了相机的寿命和长时间连续运行的稳定性，同时可以根据生长不同的尺寸的晶体硅棒，可以人工通过四维平台2调整工业智能相机3的位置，找到最佳的拍摄位置。与现有的同类技术相比，实施难度降低很多，成本降低30%以上，相机的成像质量提升在27%以上，CCD监控系统时时反馈的数据的准确度提高15%以上，以上数据在300台现场设备得到验证。

本实用新型所述单晶炉CCD监控系统，解决了以下问题：（1）、在单晶炉炉体观测孔位置上安装相机时如何最大限度的减少高温对图像系统的辐射；（2）、在CCD系统成像的过程中，如何去除生长的晶体和液态晶体交界面的干扰问题；（3）、不同炉体结构时监控系统的位置调整问题。

本实用新型解决其技术问题所采用技术方案是一种单晶炉CCD监控系统，所述监控系统包括平台垫板1、四维平台2、固定连接装置、工业智能相机3、光热隔离装置，其中，工业智能相机3的CCD传感器与固定连接装置连接，固定连接装置置于四维平台2上，四维平台2置于平台垫板1上，光热隔离装置通过连接件与固定连接装置连接；

所述平台垫板1是连接整个监控系统和单晶炉炉体的中间装置，采用聚四氟乙烯材质，厚度在10毫米以上，不但能够起到固定的作用，而且可以阻挡单晶炉炉体观测口的安装面上的近100摄氏度温度的热量传到工业智能相机3上；

所述置于平台垫板1上的四维平台2，通过手动调整设置在固定连接装置的锁线上板12上的滚花螺母17，能够实现X/Y方向的15毫米直线运动，环绕X/Y方向的正负10度的旋转，并通过设置的自锁装置实现自锁，这样就实现了智能相机的位置的调整，从而可以根据不同的炉体结构实现相机的正确成像；

所述工业智能相机3的成像镜头的中心位置在单晶炉的观测孔中心15毫米以内移动，同时工业智能相机3通过四维平台2能在X/Y方向移动，并绕X/Y方向旋转；

所述位于工业智能相机3的成像镜头下方的光热隔离装置，能够最大限度的隔离从单晶炉观测孔a和观测孔b散发出来的热量，同时平台垫板1也能够隔离从机械连接部件传导来的热量，这样结构设计能达到隔离80%以上的热量，使相机的工作温度保持在30摄氏度以下（单晶炉体观测口的温度在80-100摄氏度），从而能够正常工作；

所述置于四维平台2上的固定连接装置实现了工业智能相机3的安装固定和相机电缆的锁死，保证相机能够稳定的连接并固定。连接杆9位于工业智能相机3的两侧，上端与安装板15连接，下端与隔热上板5连接，隔热上板5距离镜头端面的距离是5毫米，隔热上板5的材质是铁质的，比较厚，中间有一个圆形的观测孔a，供工业智能相机3拍摄图像使用；