一種真空檢測(cè)保護(hù)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及單晶爐檢測(cè)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，旨在提供一種真空檢測(cè)保護(hù)裝置。該種真空檢測(cè)保護(hù)裝置包括觸動(dòng)開(kāi)關(guān)和金屬波紋管，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)和單晶爐的開(kāi)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(cè)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(dòng)開(kāi)關(guān)接觸連通，且保證：當(dāng)單晶爐內(nèi)的壓力為正常狀態(tài)時(shí)，金屬波紋管端面與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸并觸發(fā)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)；當(dāng)單晶爐內(nèi)的壓力為負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，金屬波紋管壓縮，進(jìn)而金屬波紋管端面與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)脫離接觸。本實(shí)用新型觸發(fā)方式為機(jī)械式觸發(fā)電子元器件，安全系數(shù)高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠在低成本的情況下實(shí)現(xiàn)最理想的功能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種真空檢測(cè)保護(hù)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于單晶爐檢測(cè)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種真空檢測(cè)保護(hù)裝置。

【背景技術(shù)】
[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(dǎo)體材料溶化，用直拉法生長(zhǎng)單晶的設(shè)備。當(dāng)單晶爐工作時(shí)爐室內(nèi)處于負(fù)壓高溫狀態(tài)，如果此時(shí)誤操作提升爐室，則會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故，導(dǎo)致設(shè)備損壞甚至人員傷亡。而目前傳統(tǒng)的技術(shù)是通過(guò)壓力測(cè)量元器件來(lái)監(jiān)控爐體內(nèi)部的壓力，控制程序根據(jù)壓力測(cè)試元器件反饋出來(lái)的爐內(nèi)壓力數(shù)據(jù)來(lái)限制在真空狀態(tài)下所有能破壞爐內(nèi)壓力的爐體動(dòng)作，從而保護(hù)爐內(nèi)的負(fù)壓狀態(tài)。但是這種傳統(tǒng)的技術(shù)措施對(duì)壓力檢測(cè)元器件要求非常高，其必須非常精準(zhǔn)的反饋出爐內(nèi)的壓力真實(shí)值，若壓力檢測(cè)元器件本身出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，或是反復(fù)使用后出現(xiàn)老化，到達(dá)壽命極限，而繼續(xù)使用的話，即會(huì)出現(xiàn)元器件的測(cè)量失準(zhǔn)失效，從而控制程序出現(xiàn)錯(cuò)誤判斷，在爐內(nèi)處于負(fù)壓高溫狀態(tài)時(shí)，一旦出現(xiàn)誤操作，必將造成重大損失。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種安全系數(shù)更高、使用壽命長(zhǎng)、基本無(wú)失效情況產(chǎn)生的檢測(cè)保護(hù)裝置。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0004]提供一種真空檢測(cè)保護(hù)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(dòng)開(kāi)關(guān)和金屬波紋管，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)和單晶爐的開(kāi)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(cè)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(dòng)開(kāi)關(guān)接觸連通，且保證:當(dāng)單晶爐內(nèi)的壓力為正常狀態(tài)時(shí)(即單晶爐內(nèi)壓力在0.9 P0 ^ P < P0范圍內(nèi))，金屬波紋管端面與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸并觸發(fā)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)；當(dāng)單晶爐內(nèi)的壓力為負(fù)壓狀態(tài)時(shí)(即單晶爐內(nèi)壓力0 < P < 0.9P。范圍內(nèi))，金屬波紋管壓縮，進(jìn)而金屬波紋管端面與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)脫離接觸，其中，Ρο為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；
[0005]金屬波紋管和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸連通，能產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)串入開(kāi)爐控制線路或接入控制器中時(shí)，能通過(guò)開(kāi)路控制線路或控制器對(duì)單晶爐進(jìn)行操作；金屬波紋管和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)脫離接觸，沒(méi)有檢測(cè)信號(hào)串入開(kāi)爐控制線路或接入控制器中時(shí)，不能通過(guò)開(kāi)路控制線路或控制器對(duì)單晶爐進(jìn)行操作。
[0006]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，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(dòng)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)點(diǎn)接觸；波紋管端面與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)觸發(fā)點(diǎn)的距離，能通過(guò)微調(diào)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)的位置進(jìn)行調(diào)整。
[0007]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述金屬波紋管的一端安裝在副真空系統(tǒng)的壓力檢測(cè)口上，且通過(guò)0形橡膠密封圈密封。
[0008]作為進(jìn)一步的改進(jìn)，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(jìn)一步的改進(jìn)，所述金屬波紋管與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸的端面為圓形，滿足S =π R2，T = (P0-P1) X π R2 ;其中，S、R分別為金屬波紋管和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸的圓形端面的面積和半徑，T為金屬波紋管和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)所接觸的端面所受的作用力，P0為I個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，P1為單晶爐的爐內(nèi)壓力；設(shè)定P1 = 0.9 P0時(shí)，金屬波紋管脫離觸動(dòng)開(kāi)關(guān)，R選取15mm，通過(guò)計(jì)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)，Δ S為金屬波紋管脫離觸動(dòng)開(kāi)關(guān)所需變形量；設(shè)定2_ <Δ s ^ 5mm,故金屬波紋管的彈性系數(shù)在1.426N/mm?3.515N/mm之間，且3.515N/mm不能取到(當(dāng)Λ s = 2mm時(shí),彈性系數(shù)k = = 3.515N/mm,當(dāng)Λ s = 5mm時(shí)，彈性系數(shù)k = = 1.426N/mm)。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]觸發(fā)方式為機(jī)械式觸發(fā)電子元器件，安全系數(shù)高，使用壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠在低成本的情況下實(shí)現(xiàn)最理想的功能。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型的工作原理示意圖。
[0015]圖中的附圖標(biāo)記為:1觸動(dòng)開(kāi)關(guān)；2金屬波紋管；3觸動(dòng)開(kāi)關(guān)支架；4單晶爐爐體。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0017]圖1中的一種真空檢測(cè)保護(hù)裝置包括觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I和金屬波紋管2，以及觸動(dòng)開(kāi)關(guān)支架3，用于監(jiān)控單晶爐內(nèi)的壓力大小，以保護(hù)單晶爐工作時(shí)內(nèi)部負(fù)壓高溫狀態(tài)的穩(wěn)定。當(dāng)爐室內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，經(jīng)程序控制，單晶爐的所有操作自動(dòng)鎖死，操作人員無(wú)法操作所有能破壞單晶爐內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)的爐體動(dòng)作；相反當(dāng)爐室內(nèi)處于正常壓力值范圍時(shí)，單晶爐的所有操作又自動(dòng)恢復(fù)使用。
[0018]觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I和單晶爐的開(kāi)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(cè)口上，且用O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(dòng)開(kāi)關(guān)I觸發(fā)點(diǎn)接觸連通，且保證:當(dāng)單晶爐內(nèi)的壓力為正常狀態(tài)時(shí)，即單晶爐內(nèi)壓力0.9Po ^ P ^ Po時(shí)，金屬波紋管2能夠觸發(fā)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I ;當(dāng)單晶爐內(nèi)的壓力為負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，即單晶爐內(nèi)壓力O < P < 0.9Po時(shí)，金屬波紋管2能夠脫離觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I的觸發(fā)點(diǎn)。金屬波紋管2用于和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I觸發(fā)點(diǎn)接觸的端，與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I的距離，能通過(guò)微調(diào)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I的位置進(jìn)行調(diào)整。
[0019]金屬波紋管2和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I的觸發(fā)點(diǎn)接觸連通，能產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)串入開(kāi)爐控制線路或接入控制器中時(shí)，能通過(guò)開(kāi)路控制線路或控制器對(duì)單晶爐進(jìn)行操作；金屬波紋管2和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I脫離接觸，沒(méi)有檢測(cè)信號(hào)串入開(kāi)爐控制線路或接入控制器中時(shí)，不能通過(guò)開(kāi)路控制線路或控制器對(duì)單晶爐進(jìn)行操作。
[0020]如圖2所示，金屬波紋管2用于和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I的觸發(fā)點(diǎn)接觸的端面為圓形，滿足S=π R2，T = P0X R2-P1X R2 ;其中，S、R分別為金屬波紋管2和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I觸發(fā)點(diǎn)接觸的端面的圓形面積和半徑，T為金屬波紋管2和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)I的觸發(fā)點(diǎn)接觸的端面所受的作用力，Ρο為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，Ρ:為單晶爐的爐內(nèi)負(fù)壓；設(shè)定當(dāng)Pi = 0.9 P0時(shí)，金屬波紋管2脫離觸動(dòng)開(kāi)關(guān)1的觸發(fā)點(diǎn)，R選取適中值15mm,通過(guò)計(jì)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)，Δ s為金屬波紋管2脫離觸動(dòng)開(kāi)關(guān)1的觸發(fā)點(diǎn)所需變形量；設(shè)定2mm <Δ s ( 5mm,當(dāng)Λ s = 2mm時(shí)，彈性系數(shù)k = = 3.515N/mm,當(dāng)Λ s = 5mm時(shí)，彈性系數(shù)k = = 1.426N/mm故金屬波紋管2的彈性系數(shù)在1.426N/mm?3.515N/mm之間，且3.515N/mm不能取到。
[0022]當(dāng)爐室內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，由于外界壓強(qiáng)大于爐室內(nèi)壓強(qiáng)，在壓強(qiáng)的作用下，金屬波紋管2處于壓縮狀態(tài)，無(wú)法觸發(fā)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)1，當(dāng)前無(wú)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入開(kāi)爐控制線路，所以操作人員無(wú)法操作所有能破壞爐內(nèi)負(fù)壓狀態(tài)的爐體動(dòng)作；當(dāng)爐室內(nèi)達(dá)到正常壓力值范圍內(nèi)時(shí)，爐室內(nèi)壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)基本一致，金屬波紋管2恢復(fù)常態(tài)，其前端觸發(fā)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)1，檢測(cè)信號(hào)進(jìn)入開(kāi)爐控制線路，所有操作恢復(fù)使用，操作人員能進(jìn)行正常的操作。
[0023]最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)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(jì)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(shí)現(xiàn)本專(zhuān)利的功能，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種真空檢測(cè)保護(hù)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(dòng)開(kāi)關(guān)和金屬波紋管，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)和單晶爐的開(kāi)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(cè)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(dòng)開(kāi)關(guān)接觸連通，且保證:當(dāng)單晶爐內(nèi)的壓力為正常狀態(tài)時(shí)，金屬波紋管端面與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸并觸發(fā)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)；當(dāng)單晶爐內(nèi)的壓力為負(fù)壓狀態(tài)時(shí)，金屬波紋管壓縮，進(jìn)而金屬波紋管端面與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)脫離接觸，其中，Po為I個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓； 金屬波紋管和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸連通，能產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)串入開(kāi)爐控制線路或接入控制器中時(shí)，能通過(guò)開(kāi)路控制線路或控制器對(duì)單晶爐進(jìn)行操作；金屬波紋管和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)脫離接觸，沒(méi)有檢測(cè)信號(hào)串入開(kāi)爐控制線路或接入控制器中時(shí)，不能通過(guò)開(kāi)路控制線路或控制器對(duì)單晶爐進(jìn)行操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空檢測(cè)保護(hù)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(dòng)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)點(diǎn)接觸；波紋管端面與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)觸發(fā)點(diǎn)的距離，能通過(guò)微調(diào)觸動(dòng)開(kāi)關(guān)的位置進(jìn)行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空檢測(cè)保護(hù)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(cè)口上，且通過(guò)O形橡膠密封圈密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空檢測(cè)保護(hù)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(quán)利要求1所述的一種真空檢測(cè)保護(hù)裝置，其特征在于，所述金屬波紋管與觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸的端面為圓形，滿足S= ^iR2jT= (PcrP1)X JiR2;其中，S、R分別為金屬波紋管和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)接觸的圓形端面的面積和半徑，T為金屬波紋管和觸動(dòng)開(kāi)關(guān)所接觸的端面所受的作用力，P。為I個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,P1為單晶爐的爐內(nèi)壓力；設(shè)定P1 = 0.9 P。時(shí)，金屬波紋管脫離觸動(dòng)開(kāi)關(guān)，R選取15mm,通過(guò)計(jì)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)，Δ s為金屬波紋管脫離觸動(dòng)開(kāi)關(guān)所需變形量；設(shè)定2mm <Λ s ^ 5mm,故金屬波紋管的彈性系數(shù)在1.426N/mm?3.515N/mm之間，且3.515N/mm不能取到。
【文檔編號(hào)】C30B15/20GK204111915SQ201420474733
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:杭州慧翔電液技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司, 浙江晶盛機(jī)電股份有限公司