一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法，包括：步骤A1：用CCD相机拍摄并获取导流筒下沿图像及导流筒下沿倒影图像；步骤A2：对获取的图像通过边界捕捉，获得边界图形，将椭圆的半圆弧还原为圆形的半圆弧，再拟合获得导流筒下沿拟合图像及导流筒下沿倒影拟合图像；步骤A3：根据透视原理计算得到液口距H。一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，其特征在于，包括：CCD相机，所述CCD相机通过定位装置安装在单晶炉上侧，所述定位装置安装在所述单晶炉上；导流筒，所述导流筒固定安装在所述单晶炉内侧壁上。通过上述方法及装置的设计，可避免预设系数、寻找边界对应点等不可控因素，可实时对液口距进行精准计算与控制。

【技术实现步骤摘要】
一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法及装置
本专利技术涉及单晶硅生产
，更具体地说，本专利技术涉及一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法及装置。
技术介绍
在直拉法拉单晶的过程中，包含引晶、放肩、转肩、等径、收尾等各道共工序，其中引晶、放肩、等径中均需要精准的控制液口距，即导流筒下沿到熔硅液面的距离，目前，对CCD相机捕获图像采用取预设系数的方法分析计算液口距，即通过CCD相机捕获导流筒下沿与倒影的图像，引入比例系数K，通过像素距离与系数K相乘，计算导流筒下沿选定边界点与倒影点的直线距离，进而计算得液口距，此方法K系数的确定较为困难，且选定边界点在倒影中的对应点极难寻找。因此需要提出一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法及装置，以解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法，包括以下步骤：步骤A1：用CCD相机对导流筒下沿进行拍摄并获取导流筒下沿图像及导流筒下沿倒影图像；步骤A2：对获取的图像通过边界捕捉，获得边界图形，并通过已知的拍摄角度，将椭圆的半圆弧还原为圆形的半圆弧，再分别对所述导流筒下沿图像的半圆弧及所述导流筒下沿倒影图像的半圆弧进行拟合，获得导流筒下沿拟合图像及导流筒下沿倒影拟合图像；步骤A3：根据透视原理计算得到液口距H。作为本专利技术的一种改进，所述步骤A3中，液口距H的计算步骤为：步骤B1：计算所述导流筒的下沿液面投影圆弧的直径D2:其中，D1为所述导流筒下沿的直径，d1为所述导流筒下沿拟合图像的圆弧直径像素点的数量，d2为所述导流筒下沿倒影拟合图像的圆弧直径像素点的数量；步骤B2：计算所述CCD相机摄像头至所述导流筒下沿液面投影距离H2:其中，H1为所述CCD相机摄像头至硅熔液液面的距离；步骤B3：计算液口距H：一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，包括：CCD相机，所述CCD相机通过定位装置安装在单晶炉上侧，所述定位装置安装在所述单晶炉上；导流筒，所述导流筒固定安装在所述单晶炉内侧壁上。作为本专利技术的一种改进，所述单晶炉内装有熔硅液，所述导流筒位于所述熔硅液上侧。作为本专利技术的一种改进，所述导流筒为漏斗状，所述CCD相机位于所述导流筒倾斜壁延长段的内侧。作为本专利技术的一种改进，所述定位装置包括：隔热垫，所述隔热垫固定安装在所述单晶炉外侧壁上；安装架，两个所述安装架对称固定安装在隔热垫远离所述单晶炉端；安装环，所述安装环固定连接在所述安装架上，所述安装环位于所述单晶炉上侧；转动环，所述转动环转动连接在所述安装环内侧，所述转动环开设有定位槽，所述定位槽位于所述导流筒倾斜壁延长段的内侧，所述定位槽内开设有条形孔，所述转动环为凸形；所述定位槽内侧壁两端均设有夹持装置，所述夹持装置包括：第一固定板，所述第一固定板固定连接在所述定位槽内侧壁上，所述第一固定板开设有第一滑槽；第二固定板，所述第二固定板滑动连接在所述定位槽底壁上，所述第二固定板开设有第二滑槽，所述第一滑槽和所述第二滑槽相对设置；第一滑块，两个所述第一滑块分别滑动连接在所述第一滑槽两侧；第二滑块，两个所述第二滑块分别滑动连接在所述第二滑槽两侧；第一铰接杆，两个所述第一铰接杆成剪叉式铰接设置在所述第一固定板和所述第二固定板之间，且两个所述第一铰接杆两端分别与两侧的所述第一滑块和所述第二滑块铰接；所述第一铰接杆侧壁开设有两个凹槽，两个所述凹槽以所述第一铰接杆中心呈中心对称设置，所述凹槽内固定连接有第一弹簧，两个所述第一弹簧分别与所述第一固定板和所述第二固定板固定连接；弹性垫，所述弹性垫固定连接在所述第二固定板远离所述定位槽端。作为本专利技术的一种改进，还包括：调节装置，所述调节装置安装在所述定位装置上，所述调节装置包括：转动杆，所述转动杆一端固定连接在所述转动环顶端，所述转动杆另一端往所述安装环方向延伸，所述转动杆靠近所述定位槽设置，所述转动杆内开设有第一空腔；安装板，所述安装板固定连接在所述第一空腔内，所述安装板位于远离所述转动环侧；按压块，所述转动杆开设有通孔，所述通孔贯穿所述第一空腔设置，所述通孔位于所述安装板侧，所述按压块滑动连接在所述通孔内，所述安装板两侧均设置有所述按压块；弹性伸缩罩，所述弹性伸缩罩一端固定连接在所述转动杆上，所述弹性伸缩罩另一端固定连接在所述按压块上，所述弹性伸缩罩环绕所述通孔设置；第二弹簧，所述第二弹簧一端固定连接在所述按压块靠近所述安装板端，所述第二弹簧另一端固定连接在所述安装板上；第一连接杆，所述第一连接杆一端铰接在所述按压块上，所述第一连接杆另一端铰接在所述第一空腔内侧壁上；第二连接杆，所述第二连接杆一端铰接在所述第一连接杆上，所述第二连接杆另一端铰接有滑动块，所述滑动块滑动连接在所述第一空腔内；滑动杆，所述转动杆内还开设有滑动腔，所述滑动腔连通设置于所述第一空腔一侧，所述滑动杆一端固定连接在所述滑动块上，所述滑动杆滑动连接在所述滑动腔内，所述滑动杆另一端固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧固定连接在所述滑动腔内侧壁上；第一梯形块，所述第一梯形块固定连接在所述滑动杆上；第二梯形块，所述转动杆开设有第一卡槽，所述第一卡槽连通设置于所述滑动腔下侧，所述安装环设有第二卡槽，多个所述第二卡槽以所述安装环圆心周向设置，所述第一卡槽与所述第二卡槽相对应，所述第二梯形块滑动连接在所述第一卡槽内，所述第二梯形块与所述第一梯形块斜边相对应，所述第二梯形块靠近所述第二卡槽端固定连接有卡接杆，所述卡接杆延伸至所述第二卡槽内滑动连接；第四弹簧，所述第四弹簧一端固定连接在所述第一卡槽内侧顶壁上，所述第四弹簧另一端固定连接在所述第二梯形块远离所述卡接杆端。作为本专利技术的一种改进，还包括：防尘装置，所述防尘装置安装在所述定位装置上，所述防尘装置包括：条形齿，所述条形齿固定连接在所述滑动杆上，所述条形齿位于所述第一梯形块靠近所述第三弹簧侧；第一转轴，所述第一转轴一端转动连接在所述滑动腔内侧顶壁上，所述转动环内开设有第二空腔、空槽，所述第二空腔位于所述滑动腔下侧，所述空槽位于所述定位槽下侧，所述第一转轴另一端延伸至所述第二空腔内侧底壁上转动连接；第一齿轮，所述第一齿轮固定连接在所述第一转轴上，所述第一齿轮与所述条形齿啮合连接；第一斜齿轮，所述第一斜齿轮固定连接在所述第一转轴上，所述第一斜齿轮位于所述第二空腔内；第二斜齿轮，所述第二斜齿轮啮合连接在所述第一斜齿轮一侧；第二转轴，所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤A1：用CCD相机(3)对导流筒(1)下沿进行拍摄并获取导流筒下沿图像(101)及导流筒下沿倒影图像(102)；/n步骤A2：对获取的图像通过边界捕捉，获得边界图形，并通过已知的拍摄角度，将椭圆的半圆弧还原为圆形的半圆弧，再分别对所述导流筒下沿图像(101)的半圆弧及所述导流筒下沿倒影图像(102)的半圆弧进行拟合，获得导流筒下沿拟合图像(103)及导流筒下沿倒影拟合图像(104)；/n步骤A3：根据透视原理计算得到液口距H。/n

【技术特征摘要】
1.一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A1：用CCD相机(3)对导流筒(1)下沿进行拍摄并获取导流筒下沿图像(101)及导流筒下沿倒影图像(102)；
步骤A2：对获取的图像通过边界捕捉，获得边界图形，并通过已知的拍摄角度，将椭圆的半圆弧还原为圆形的半圆弧，再分别对所述导流筒下沿图像(101)的半圆弧及所述导流筒下沿倒影图像(102)的半圆弧进行拟合，获得导流筒下沿拟合图像(103)及导流筒下沿倒影拟合图像(104)；
步骤A3：根据透视原理计算得到液口距H。


2.根据权利要求1所述的一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法，其特征在于，所述步骤A3中，液口距H的计算步骤为：
步骤B1：计算所述导流筒(1)的下沿液面投影圆弧的直径D2:



其中，D1为所述导流筒(1)下沿的直径，d1为所述导流筒下沿拟合图像(103)的圆弧直径像素点的数量，d2为所述导流筒下沿倒影拟合图像(104)的圆弧直径像素点的数量；
步骤B2：计算所述CCD相机(3)摄像头至所述导流筒(1)下沿液面投影距离H2:



其中，H1为所述CCD相机(3)摄像头至硅熔液(2)液面的距离；
步骤B3：计算液口距H：





3.一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，用于如权利要求1至2中任意一项的所述以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量方法，其特征在于，包括：CCD相机(3)，所述CCD相机(3)通过定位装置(5)安装在单晶炉(4)上侧，所述定位装置(5)安装在所述单晶炉(4)上；
导流筒(1)，所述导流筒(1)固定安装在所述单晶炉(4)内侧壁上。


4.根据权利要求3所述的一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，其特征在于，所述单晶炉(4)内装有熔硅液(2)，所述导流筒(1)位于所述熔硅液(2)上侧。


5.根据权利要求3所述的一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，其特征在于，所述导流筒(1)为漏斗状，所述CCD相机(3)位于所述导流筒(1)倾斜壁延长段的内侧。


6.根据权利要求3所述的一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，其特征在于，所述定位装置(5)包括：
隔热垫(501)，所述隔热垫(501)固定安装在所述单晶炉(4)外侧壁上；
安装架(502)，两个所述安装架(502)对称固定安装在隔热垫(501)远离所述单晶炉(4)端；
安装环(503)，所述安装环(503)固定连接在所述安装架(502)上，所述安装环(503)位于所述单晶炉(4)上侧；
转动环(504)，所述转动环(504)转动连接在所述安装环(503)内侧，所述转动环(504)开设有定位槽(505)，所述定位槽(505)位于所述导流筒(1)倾斜壁延长段的内侧，所述定位槽(505)内开设有条形孔(506)，所述转动环(504)为凸形；
所述定位槽(505)内侧壁两端均设有夹持装置，所述夹持装置包括：
第一固定板(507)，所述第一固定板(507)固定连接在所述定位槽(505)内侧壁上，所述第一固定板(507)开设有第一滑槽(508)；
第二固定板(509)，所述第二固定板(509)滑动连接在所述定位槽(505)底壁上，所述第二固定板(509)开设有第二滑槽(510)，所述第一滑槽(508)和所述第二滑槽(510)相对设置；
第一滑块(511)，两个所述第一滑块(511)分别滑动连接在所述第一滑槽(508)两侧；
第二滑块(512)，两个所述第二滑块(512)分别滑动连接在所述第二滑槽(510)两侧；
第一铰接杆(513)，两个所述第一铰接杆(513)成剪叉式铰接设置在所述第一固定板(507)和所述第二固定板(509)之间，且两个所述第一铰接杆(513)两端分别与两侧的所述第一滑块(511)和所述第二滑块(512)铰接；
所述第一铰接杆(513)侧壁开设有两个凹槽(514)，两个所述凹槽(514)以所述第一铰接杆(513)中心呈中心对称设置，所述凹槽(514)内固定连接有第一弹簧(515)，两个所述第一弹簧(515)分别与所述第一固定板(507)和所述第二固定板(509)固定连接；
弹性垫(516)，所述弹性垫(516)固定连接在所述第二固定板(509)远离所述定位槽(505)端。


7.根据权利要求6所述的一种以导流筒为参照的单晶炉液口距单点测量装置，其特征在于，还包括：调节装置(6)，所述调节装置(6)安装在所述定位装置(5)上，所述调节装置(6)包括：
转动杆(601)，所述转动杆(601)一端固定连接在所述转动环(504)顶端，所述转动杆(601)另一端往所述安装环(503)方向延伸，所述转动杆(601)靠近所述定位槽(505)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵亮，李鸿邦，陈丽芳，王泽东，
申请(专利权)人：曲靖阳光能源硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53