[发明专利]一种坩埚内材料质量的在线测量装置和方法

说明书

本发明公开了一种坩埚内材料质量的在线测量装置和方法，包括：从内向外依次设置的坩埚、工艺层、隔离层和壳体，设于坩埚与工艺层上的滑动机构、设于坩埚底部的限位块，位于限位块下方的隔离机构、磁力部、位置传感器和测量机构。磁力部的电磁铁与永磁体之间产生相斥的磁力，推动坩埚及与其固定连接的部件向上滑动，在位置传感器检测到坩埚的位置改变时，坩埚及与其固定连接的部件、磁力部均受力平衡，获取弹簧形变量，则可确定坩埚及与其固定连接的部件的重力，从而可在线测量坩埚及其内部材料的质量，实现在不进行停机且不破坏密闭环境的情况下，在线监控蒸发源的材料剩余量，为设备生产计划和工艺调试提供数据依据，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及电磁称重技术领域，尤其涉及一种坩埚内材料质量的在线测量装置和方法。

背景技术

蒸发源是用来加热膜材使之汽化蒸发的装置。真空镀膜工艺是将固体材料放置于蒸发源中，在高真空的环境下进行加热，使蒸发源中的材料升华或蒸发并积淀在特定的衬底上得到薄膜的方法。

在太阳能薄膜电池的制备工艺中，需要在真空镀膜设备内设置多个放置相同或不同材料的蒸发源，而在设备运行过程中，各蒸发源的材料消耗情况并不相同。传统地，可通过取出蒸发源的方式检测蒸发源的材料消耗情况，从而防止因某一种材料的缺失导致产品报废；但这种方式，需要将真空镀膜设备进行停机并打开设备机盖，造成了生产等待，耗时耗力；并且这种方式会破坏真空镀膜设备内部已经调试好的生产环境，在设备复机后需要重新进行生产工艺调试，浪费调试材料。此外，还可以通过其他检测设备的数据推断出可能缺料的蒸发源以及大概位置，但这种方式不能精确地定位缺料蒸发源的具体材料种类和位置，并且这种方式存在时间上的滞后，产生大量的不合格品，造成了生产成本的浪费。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种坩埚内材料质量的在线测量装置和方法，能够在不停机且不破坏密闭环境的情况下，在线监控蒸发源的材料余量，为设备生产计划和工艺调试提供数据依据，从而提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的一方面，提供了一种坩埚内材料质量的在线测量装置。

本发明提供的一种坩埚内材料质量的在线测量装置，包括从内向外依次设置的坩埚、工艺层、隔离层和壳体，其特征在于，该装置包括：

设于所述坩埚与所述工艺层上的滑动机构；

设于所述坩埚底部的限位块和隔离机构，所述限位块与所述隔离机构固定连接；

与所述隔离机构固定连接的第一磁力部，与所述第一磁力部正对设置并间隔预设距离的第二磁力部，与所述第二磁力部固定连接的弹簧连接部；

与所述第一磁力部或所述第二磁力部连接的控制电路，用于调整所述第一磁力部或所述第二磁力部的磁力强度；

设于所述壳体上的位置传感器，用于检测所述坩埚的位置；

以及，测量机构，用于测量所述弹簧连接部的弹簧形变量。

本发明的另一方面，提供了一种坩埚内材料质量的在线测量方法。

本发明提供的一种坩埚内材料质量的在线测量方法，采用上述的坩埚内材料质量的在线测量装置，其特征在于，包括：

建立坩埚内的材料质量和弹簧连接部的弹簧形变量之间的函数关系；

确定控制电路的电流输出范围和弹簧连接部的弹簧形变量范围；

根据弹簧形变量范围，确定测量机构的量程；

在可调电源的电流输出范围内输出电流，获取在位置传感器检测到坩埚位置改变时测量机构的测量值，利用坩埚内的材料质量和弹簧连接部的弹簧形变量之间的函数关系，得出坩埚内的材料质量。