測溫裝置制造方法及圖紙

一種測溫裝置，包含一個架體、一個驅動單元、一個歸零感測器、一個位置檢知單元、一個電流偵測器及一個可程式控制單元，該可程式控制單元控制該驅動單元，且驅動一個連動件及一支測溫棒移動，當該測溫棒接觸到固體時，該可程式控制單元比較該馬達電流值大于預設的固液界面臨界電流值時，能控制該馬達反向運作，同時，該可程式控制單元根據該位置檢知單元的檢知訊號、該歸零感測器的歸零訊號、該電流偵測器的偵測訊號進行計算，以及配合該測溫棒量測溫度，能精確量測不同位置的溫度變化。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種溫度量測設備，特別是涉及一種適用于量測長晶爐內部及硅熔湯溫度的測溫裝置。
技術介紹
在太陽能產業中，高轉換效率和低成本一直是各太陽能產業業者開發的目標，然而就目前為止結晶硅仍是太陽能電池的主流，其電池具有較高的轉換效率。結晶硅主要生產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)。多晶硅錠的生產流程是將多晶硅原料填入噴有涂層的石英坩堝內后放入長晶爐內，關閉爐腔后，抽真空，然后加熱。待硅原料完全熔化后，打開絕緣籠且緩慢向上拉高，則爐溫緩慢會下降，促使硅熔湯從石英坩堝底部開始凝固，硅晶錠從硅熔湯底部向頂部生長。待長晶完成后，硅晶錠會再經過退火、冷卻后出爐為整個多晶硅錠的生產過程。多晶硅錠生產過程中影響晶錠的品質之一就是長晶速率的控制，影響長晶速率的眾多因素之中，長晶爐爐溫的控制最為重要。爐溫是由溫控系統控制，溫控系統又由測溫裝置、可程式控制單元、功率控制器、加熱元件等組成。測溫裝置是測量爐溫的關鍵單元，是整個溫控系統的基礎，其主要功能為通過量測爐內溫度后，控制長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晶速率。因此，長晶爐設備商、硅晶片制造商或學術單位會采用模擬軟件(如CGSM)，模擬長晶爐內部爐溫變 化，但是采用此方式并非實際的溫度。此外，如中國臺灣證書號1319224號專利案，是利用該坩堝底部設置第一測溫元件與第二測溫元件，并無法量測坩堝內部的硅熔湯于各時程的溫度，再如中國臺灣公開編號201235517號申請案，是通過長晶爐的一個觀察孔擷取液態原料的畫面，并對該畫面運算處理，換算成火色溫度，以獲得液態原料的溫度，這種量測方式也無法直接對液態原料不同位置進行量測。再者，也有將紅外線測溫裝置架設于長晶爐上方，以量測硅熔湯表面的溫度變化，但是無法量測到長晶爐爐內及硅熔湯不同位置的溫度變化。因此，上述現有測溫的技術并無法精確量測硅熔湯不同位置的溫度，也無法精確地控制長晶速率及掌握晶錠的品質。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種能量測長晶爐內部及硅熔湯不同位置的溫度，并能提升產品制程品質的測溫裝置。本技術的測溫裝置，包含一個架體、一個驅動單元、一個測溫棒、一個歸零感測器、一個位置檢知單元、一個電流偵測器及一個可程式控制單元，該驅動單元安裝于該架體，并具有一個馬達及一個受該馬達驅動的連動件，該測溫棒具有一個固定于該連動件且呈單向開放的中空管狀的保護套管及一支穿設于該保護套管內部且相對于該保護套管產生定位的熱電偶，該保護套管具有一個與該連動件反向設置的末端部，該熱電偶具有一個對應該末端部的感測端部，該熱電偶能量測溫度，并輸出溫度訊號，該歸零感測器安裝于該架體，且能與該連動件配合產生歸零訊號，該位置檢知單元能檢知該連動件與該測溫棒的移動量，且輸出檢知訊號，該電流偵測器電連接于該驅動單元，且用于偵測該驅動單元的電流值，并輸出偵測訊號，該可程式控制單元電連接于該驅動單元、該熱電偶、該歸零感測器、該位置檢知單元及該電流偵測器，該可程式控制單元能控制該馬達的啟動、停止，該可程式控制單元根據該電流偵測器的偵測訊號控制該驅動單元的馬達運作方向，并根據該位置檢知單元的檢知訊號、該歸零訊號、該偵測訊號，比較該偵測訊號與預設的固液界面臨界電流值，計算出該歸零訊號產生時所對應的檢知訊號與判斷出該偵測訊號大于固液界面臨界電流值時所對應的檢知訊號之間的差異，該可程式控制單元根據此差異計算出該感測端部的移動距離及該移動距離中的每一位置，且由該熱電偶量測在該移動距離中不同位置的溫度值。本技術的測溫裝置，該驅動單元的馬達為伺服馬達，該驅動單元還具有一個能輸出該馬達動力的減速機。本技術的測溫裝置，該驅動單元還具有一支軸設于該架體且受該減速機驅動的導螺桿及一支平行于該導螺桿的導引件，該連動件螺合于該導螺桿，該測溫棒平行于該導螺桿。本技術的測溫裝置，該位置檢知單元內建于該馬達。本技術的測溫裝置，該驅動單元的馬達為線性伺服馬達，并具有一支固設于該架體的定子及一個套設于該定子上的動子，該定子呈長桿狀且平行于該測溫棒，該連動件固定于該動子，該位置檢知單元具有一個安裝于該架體且位于該定子一側的光學尺及一個安裝于該動子的讀取頭。本技術的測溫裝置，該電流偵測器電連接于該馬達。本技術的測溫裝置，該電流偵測器內建于該馬達。本技術的測溫裝置，還包含安裝于該架體的一個下感測器及一個上感測器，該下感測器與該上感測器分別設于該歸零感測器的下方及上方位置，能分別與該連動件配合，并分別產生一個下停止訊號及一個上停止訊號，該可程式控制單元能在接收該下感測器的下停止訊號及該上感測器的上停止訊號時控制該馬達停止。本技術的測溫裝置，還包含一個電連接于該可程式控制單元的人機界面。本技術的有益效果在于:利用該電流偵測器偵測該馬達電流值變大，且該可程式控制單元比對該偵測訊號大于該固液界面臨界電流值，并配合該歸零感測器與該位置檢知單元產生的訊號及該可程式控制單元進行運算，就能精確計算出該感測端部的行程距離，且由該熱電偶量測在該移動距離中每一位置的溫度值，可以提升產品制程品質。附圖說明圖1是本技術的第一較佳實施例的安裝示意圖；圖2是該較佳實施例的平面組合圖；圖3是該較佳實施例的控制流程圖；圖4是該較佳實施例的量測動作示意圖；圖5是本技術的第二較佳實施例的安裝示意圖。具體實施方式以下結合附圖及實施例對本技術進行詳細說明。如圖1、圖2及圖3所示，本技術測溫裝置的一個較佳實施例，適宜安裝于一個長晶爐100，該長晶爐100具有一個爐體110、一個設置于該爐體110內部的坩堝120，且該坩堝120中能填充硅料，該硅料熔化后產生一個硅熔湯140，該測溫裝置包含一個架體10、一個驅動單元20、一支測溫棒30、一個歸零感測器40、一個下感測器41、一個上感測器42、一個位置檢知單元50、一個電流偵測器60、一個人機界面70及一個可程式控制單元80。該架體10固設于該長晶爐100的爐體110頂部，并具有一個鄰近于該爐體110的底板11、一個設置于該底板11上方的頂板12及一個垂直連接于該底板11與該頂板12之間的豎板13。本實施例的驅動單元20安裝于該架體10，并具有一個可為伺服馬達且安裝于該頂板12上的馬達21、一個能輸出該馬達21動力的減速機22、一個能將該馬達21動力傳遞至該減速機22的聯軸器23、一支軸設于該架體10的導螺桿24、一支平行于該導螺桿24的導引件25、一個螺合于該導螺桿24的連動件26。該導螺桿24垂直軸設于該底板11與該頂板12之間，且受該減速機22所連動，該導引件25呈桿狀，且垂直連接于該底板11與該頂板12之間，該連動件26具有一個螺合于該導螺桿24的螺孔261、一個能滑動且供該導引件25穿設的導孔262及一個設置于該導孔262外側的鎖固部263。該測溫棒30沿一條軸線L延伸且平行于該導螺桿24，并具有一個固定于該連動件26的鎖固部263且呈單向開放的中空管狀的保護套管31及一支穿設于該保護套管31內部且相對于該保護套管31產生定位的熱電偶32，該保護套管31具有一個與該連動件26反向設置的末端部311，該熱電偶32具有一個對應該末端部311的感測端部321，該熱電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種測溫裝置，包含一個架體、一個驅動單元、一個測溫棒、一個歸零感測器、一個位置檢知單元、一個電流偵測器及一個可程式控制單元，該測溫裝置的特征在于：?該驅動單元安裝于該架體，并具有一個馬達及一個受該馬達驅動的連動件；?該測溫棒具有一個固定于該連動件且呈單向開放的中空管狀的保護套管，及一支穿設于該保護套管內部且相對于該保護套管產生定位的熱電偶，該保護套管具有一個與該連動件反向設置的末端部，該熱電偶具有一個對應該末端部的感測端部，該熱電偶能量測溫度，并輸出溫度訊號；?該歸零感測器安裝于該架體，且能與該連動件配合產生歸零訊號；?該位置檢知單元能檢知該連動件與該測溫棒的移動量，且輸出檢知訊號；?該電流偵測器電連接于該驅動單元，且用于偵測該驅動單元的電流值，并輸出偵測訊號；?該可程式控制單元電連接于該驅動單元、該熱電偶、該歸零感測器、該位置檢知單元及該電流偵測器，該可程式控制單元能控制該馬達的啟動、停止，該可程式控制單元根據該電流偵測器的偵測訊號控制該驅動單元的馬達運作方向，并根據該位置檢知單元的檢知訊號、該歸零訊號、該偵測訊號，比較該偵測訊號與預設的固液界面臨界電流值，計算出該歸零訊號產生時所對應的檢知訊號與判斷出該偵測訊號大于固液界面臨界電流值時所對應的檢知訊號之間的差異，該可程式控制單元根據此差異計算出該感測端部的移動距離及該移動距離中的每一位置，且由該熱電偶量測在該移動距離中不同位置的溫度值。...

【技術特征摘要】
1.一種測溫裝置，包含一個架體、一個驅動單元、一個測溫棒、一個歸零感測器、一個位置檢知單元、一個電流偵測器及一個可程式控制單元，該測溫裝置的特征在于: 該驅動單元安裝于該架體，并具有一個馬達及一個受該馬達驅動的連動件； 該測溫棒具有一個固定于該連動件且呈單向開放的中空管狀的保護套管，及一支穿設于該保護套管內部且相對于該保護套管產生定位的熱電偶，該保護套管具有一個與該連動件反向設置的末端部，該熱電偶具有一個對應該末端部的感測端部，該熱電偶能量測溫度，并輸出溫度訊號； 該歸零感測器安裝于該架體，且能與該連動件配合產生歸零訊號； 該位置檢知單元能檢知該連動件與該測溫棒的移動量，且輸出檢知訊號； 該電流偵測器電連接于該驅動單元，且用于偵測該驅動單元的電流值，并輸出偵測訊號; 該可程式控制單元電連接于該驅動單元、該熱電偶、該歸零感測器、該位置檢知單元及該電流偵測器，該可程式控制單元能控制該馬達的啟動、停止，該可程式控制單元根據該電流偵測器的偵測訊號控制該驅動單元的馬達運作方向，并根據該位置檢知單元的檢知訊號、該歸零訊號、該偵測訊號，比較該偵測訊號與預設的固液界面臨界電流值，計算出該歸零訊號產生時所對應的檢知訊號與判斷出該偵測訊號大于固液界面臨界電流值時所對應的檢知訊號之間的差異，該可程式控制單元根據此差異計算出該感測端部的移動距離及該移動距離中的每一位置，且由該熱電偶量測在該移動距離中不同位...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉安鈞，黃志偉，邵任民，洪羿達，
申請(專利權)人：昱成光能股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：