一種真空檢測保護裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及單晶爐檢測設備【技術領域】，旨在提供一種真空檢測保護裝置。該種真空檢測保護裝置包括觸動開關和金屬波紋管，觸動開關和單晶爐的開路控制線路或者控制器連接，金屬波紋管的一側(cè)安裝在副真空系統(tǒng)的壓力檢測口上，副真空系統(tǒng)與單晶爐的爐室相通，金屬波紋管的另一側(cè)用于和觸動開關接觸連通，且保證：當單晶爐內(nèi)的壓力為正常狀態(tài)時，金屬波紋管端面與觸動開關接觸并觸發(fā)觸動開關；當單晶爐內(nèi)的壓力為負壓狀態(tài)時，金屬波紋管壓縮，進而金屬波紋管端面與觸動開關脫離接觸。本發(fā)明觸發(fā)方式為機械式觸發(fā)電子元器件，安全系數(shù)高，使用壽命長，結(jié)構簡單，能夠在低成本的情況下實現(xiàn)最理想的^功能。
【專利說明】一種真空檢測保護裝置
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明是關于單晶爐檢測設備【技術領域】，特別涉及一種真空檢測保護裝置。
【背景技術】
[0002] 單晶爐是在惰性氣體（氬氣）環(huán)境中，用石墨電阻加熱器將硅半導體材料溶化，用 直拉法生長單晶的設備。當單晶爐工作時爐室內(nèi)處于負壓高溫狀態(tài)，如果此時誤操作提升 爐室，則會發(fā)生嚴重事故，導致設備損壞甚至人員傷亡。而目前傳統(tǒng)的技術是通過壓力測量 元器件來監(jiān)控爐體內(nèi)部的壓力，控制程序根據(jù)壓力測試元器件反饋出來的爐內(nèi)壓力數(shù)據(jù)來 限制在真空狀態(tài)下所有能破壞爐內(nèi)壓力的爐體動作，從而保護爐內(nèi)的負壓狀態(tài)。但是這種 傳統(tǒng)的技術措施對壓力檢測元器件要求非常高，其必須非常精準的反饋出爐內(nèi)的壓力真實 值，若壓力檢測元器件本身出現(xiàn)質(zhì)量問題，或是反復使用后出現(xiàn)老化，到達壽命極限，而繼 續(xù)使用的話，即會出現(xiàn)元器件的測量失準失效，從而控制程序出現(xiàn)錯誤判斷，在爐內(nèi)處于負 壓高溫狀態(tài)時，一旦出現(xiàn)誤操作，必將造成重大損失。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種安全系數(shù)更高、使用壽 命長、基本無失效情況產(chǎn)生的檢測保護裝置。為解決上述技術問題，本發(fā)明的解決方案是：
[0004] 提供一種真空檢測保護裝置，用于監(jiān)控單晶爐內(nèi)的壓力大小，其特征在于，包括觸 動開關和金屬波紋管，觸動開關和單晶爐的開路控制線路或者控制器連接；金屬波紋管的 一側(cè)安裝在副真空系統(tǒng)的壓力檢測口上，副真空系統(tǒng)與單晶爐的爐室相通，金屬波紋管的 另一側(cè)用于和觸動開關接觸連通，且保證：當單晶爐內(nèi)的壓力為正常狀態(tài)時（即單晶爐內(nèi) 壓力在0. 9P。< P < Ptl范圍內(nèi)），金屬波紋管端面與觸動開關接觸并觸發(fā)觸動開關；當單晶 爐內(nèi)的壓力為負壓狀態(tài)時（即單晶爐內(nèi)壓力〇 < P < 〇. 9P。范圍內(nèi)），金屬波紋管壓縮，進 而金屬波紋管端面與觸動開關脫離接觸，其中，Ptl為1個標準大氣壓；
[0005] 金屬波紋管和觸動開關接觸連通，能產(chǎn)生檢測信號，檢測信號串入開爐控制線路 或接入控制器中時，能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作；金屬波紋管和觸動 開關脫離接觸，沒有檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，不能通過開路控制線 路或控制器對單晶爐進行操作。
[0006] 作為進一步的改進，所述金屬波紋管的一端面為封閉的圓形端面，圓形金屬波紋 管封閉的端面用于與觸動開關的觸發(fā)點接觸；波紋管端面與觸動開關觸發(fā)點的距離，能通 過微調(diào)觸動開關的位置進行調(diào)整。
[0007] 作為進一步的改進，所述金屬波紋管的一端安裝在副真空系統(tǒng)的壓力檢測口上， 且通過0形橡膠密封圈密封。
[0008] 作為進一步的改進，所述金屬波紋管是有彈性的材質(zhì)的波紋管，包括金屬材質(zhì)的 波紋管。
[0009] 作為進一步的改進，所述金屬波紋管與觸動開關接觸的端面為圓形，滿足S = π R2, T = (Ptl-P1) X π R2 ;其中，S、R分別為金屬波紋管和觸動開關接觸的圓形端面的面積 和半徑，T為金屬波紋管和觸動開關所接觸的端面所受的作用力，Ptl為1個標準大氣壓，P1 為單晶爐的爐內(nèi)壓力；設定P1 = 〇.9匕時，金屬波紋管脫離觸動開關，R選取15mm，通過計 算得出T = 7. 13N ;
[0010] 根據(jù)胡克定律T = kX Λ S其中k為彈性系數(shù)，Λ S為金屬波紋管脫離觸動開關 所需變形量；設定2mm <Λ s < 5_，故金屬波紋管的彈性系數(shù)在I. 426N/mm?3. 515Ν/_ 之間，且3. 515N/mm不能取到（當Λ s = 2mm時，彈性系數(shù)k = = 3. 515N/mm，當Λ s = 5mm 時，彈性系數(shù)k = = I. 426N/mm)。
[0011] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0012] 觸發(fā)方式為機械式觸發(fā)電子元器件，安全系數(shù)高，使用壽命長，結(jié)構簡單，能夠在 低成本的情況下實現(xiàn)最理想的功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
[0014] 圖2為本發(fā)明的工作原理示意圖。
[0015] 圖中的附圖標記為：1觸動開關；2金屬波紋管；3觸動開關支架；4單晶爐爐體。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細描述：
[0017] 圖1中的一種真空檢測保護裝置包括觸動開關1和金屬波紋管2,以及觸動開關支 架3,用于監(jiān)控單晶爐內(nèi)的壓力大小，以保護單晶爐工作時內(nèi)部負壓高溫狀態(tài)的穩(wěn)定。當爐 室內(nèi)處于負壓狀態(tài)時，經(jīng)程序控制，單晶爐的所有操作自動鎖死，操作人員無法操作所有能 破壞單晶爐內(nèi)負壓狀態(tài)的爐體動作；相反當爐室內(nèi)處于正常壓力值范圍時，單晶爐的所有 操作又自動恢復使用。
[0018] 觸動開關1和單晶爐的開路控制線路或者控制器連接；金屬波紋管2的一端安裝 在副真空系統(tǒng)的壓力檢測口上，且用0形橡膠密封圈密封，副真空系統(tǒng)與單晶爐的爐室相 通，金屬波紋管2的另一端和觸動開關1觸發(fā)點接觸連通，且保證：當單晶爐內(nèi)的壓力為正 常狀態(tài)時，即單晶爐內(nèi)壓力0. 9Po < P < Po時，金屬波紋管2能夠觸發(fā)觸動開關1 ;當單晶 爐內(nèi)的壓力為負壓狀態(tài)時，即單晶爐內(nèi)壓力〇 < P < 〇. 9Po時，金屬波紋管2能夠脫離觸動 開關1的觸發(fā)點。金屬波紋管2用于和觸動開關1觸發(fā)點接觸的端，與觸動開關1的距離， 能通過微調(diào)觸動開關1的位置進行調(diào)整。
[0019] 金屬波紋管2和觸動開關1的觸發(fā)點接觸連通，能產(chǎn)生檢測信號，檢測信號串入開 爐控制線路或接入控制器中時，能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作；金屬波 紋管2和觸動開關1脫離接觸，沒有檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，不能通 過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作。
[0020] 如圖2所示，金屬波紋管2用于和觸動開關1的觸發(fā)點接觸的端面為圓形，滿足S =π R2, T = PtlX π R2-P1X π R2 ;其中，S、R分別為金屬波紋管2和觸動開關1觸發(fā)點接觸 的端面的圓形面積和半徑，T為金屬波紋管2和觸動開關1的觸發(fā)點接觸的端面所受的作用 力，P tl為1個標準大氣壓，P1為單晶爐的爐內(nèi)負壓；設定當P1 = 〇. 9匕時，金屬波紋管2脫 離觸動開關1的觸發(fā)點，R選取適中值15mm，通過計算得出T = 7. 13N ;
[0021] 根據(jù)胡克定律T = kX Λ S其中k為彈性系數(shù)，Λ S為金屬波紋管2脫離觸動開關 1的觸發(fā)點所需變形量；設定2mm <Λ s彡5mm,當Λ s = 2mm時，彈性系數(shù)k = = 3· 515Ν/ mm，當Λ s = 5mm時，彈性系數(shù)k = = I. 426N/mm故金屬波紋管2的彈性系數(shù)在I. 426N/ mm?3. 515N/mm之間，且3. 515N/mm不能取到。
[0022] 當爐室內(nèi)處于負壓狀態(tài)時，由于外界壓強大于爐室內(nèi)壓強，在壓強的作用下，金屬 波紋管2處于壓縮狀態(tài)，無法觸發(fā)觸動開關1，當前無檢測信號進入開爐控制線路，所以操 作人員無法操作所有能破壞爐內(nèi)負壓狀態(tài)的爐體動作；當爐室內(nèi)達到正常壓力值范圍內(nèi) 時，爐室內(nèi)壓強與外界壓強基本一致，金屬波紋管2恢復常態(tài)，其前端觸發(fā)觸動開關1，檢測 信號進入開爐控制線路，所有操作恢復使用，操作人員能進行正常的操作。
[0023] 最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于 以上實施例，還可以有很多變形。例如圓形金屬波紋管2可以做成其他形狀，僅僅只需要改 變計算波紋管受力的面積即可，亦或是將波紋管的材質(zhì)更改為非金屬的，有一定彈力的材 料也可實現(xiàn)本專利的功能，本領域的普通技術人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容中直接導出或聯(lián) 想到的所有變形，均應認為是本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種真空檢測保護裝置，用于監(jiān)控單晶爐內(nèi)的壓力大小，其特征在于，包括觸動開關 和金屬波紋管，觸動開關和單晶爐的開路控制線路或者控制器連接；金屬波紋管的一側(cè)安 裝在副真空系統(tǒng)的壓力檢測口上，副真空系統(tǒng)與單晶爐的爐室相通，金屬波紋管的另一側(cè) 用于和觸動開關接觸連通，且保證：當單晶爐內(nèi)的壓力為正常狀態(tài)時，金屬波紋管端面與觸 動開關接觸并觸發(fā)觸動開關；當單晶爐內(nèi)的壓力為負壓狀態(tài)時，金屬波紋管壓縮，進而金屬 波紋管端面與觸動開關脫離接觸，其中，P tl為1個標準大氣壓； 金屬波紋管和觸動開關接觸連通，能產(chǎn)生檢測信號，檢測信號串入開爐控制線路或接 入控制器中時，能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作；金屬波紋管和觸動開關 脫離接觸，沒有檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，不能通過開路控制線路或 控制器對單晶爐進行操作。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種真空檢測保護裝置，其特征在于，所述金屬波紋管的一 端面為封閉的圓形端面，圓形金屬波紋管封閉的端面用于與觸動開關的觸發(fā)點接觸；波紋 管端面與觸動開關觸發(fā)點的距離，能通過微調(diào)觸動開關的位置進行調(diào)整。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種真空檢測保護裝置，其特征在于，所述金屬波紋管的一 端安裝在副真空系統(tǒng)的壓力檢測口上，且通過〇形橡膠密封圈密封。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種真空檢測保護裝置，其特征在于，所述金屬波紋管是有 彈性的材質(zhì)的波紋管，包括金屬材質(zhì)的波紋管。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種真空檢測保護裝置，其特征在于，所述金屬波紋管與觸 動開關接觸的端面為圓形，滿足S= jiR2，T= (Ptl-P1) X JiR2;其中，S、R分別為金屬波紋管 和觸動開關接觸的圓形端面的面積和半徑，T為金屬波紋管和觸動開關所接觸的端面所受 的作用力，P tl為1個標準大氣壓，P1為單晶爐的爐內(nèi)壓力；設定P1 = 〇· 9P。時，金屬波紋管 脫離觸動開關，R選取15mm，通過計算得出T = 7. 13N ; 根據(jù)胡克定律T = kX Λ s其中k為彈性系數(shù)，Λ s為金屬波紋管脫離觸動開關所需 變形量；設定2mm <Λ s < 5_，故金屬波紋管的彈性系數(shù)在I. 426N/mm?3. 515N/mm之間， 且3. 515N/mm不能取到。
【文檔編號】C30B15/20GK104213187SQ201410414824
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權日:2014年8月21日
【發(fā)明者】朱亮, 王巍, 王奕皓, 湯成偉, 沈興潮 申請人:杭州慧翔電液技術開發(fā)有限公司, 浙江晶盛機電股份有限公司