测温装置制造方法及图纸

一种测温装置，包含一个架体、一个驱动单元、一个归零感测器、一个位置检知单元、一个电流侦测器及一个可程式控制单元，该可程式控制单元控制该驱动单元，且驱动一个连动件及一支测温棒移动，当该测温棒接触到固体时，该可程式控制单元比较该马达电流值大于预设的固液界面临界电流值时，能控制该马达反向运作，同时，该可程式控制单元根据该位置检知单元的检知讯号、该归零感测器的归零讯号、该电流侦测器的侦测讯号进行计算，以及配合该测温棒量测温度，能精确量测不同位置的温度变化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种温度量测设备，特别是涉及一种适用于量测长晶炉内部及硅熔汤温度的测温装置。
技术介绍
在太阳能产业中，高转换效率和低成本一直是各太阳能产业业者开发的目标，然而就目前为止结晶硅仍是太阳能电池的主流，其电池具有较高的转换效率。结晶硅主要生产方式包括单晶硅采用柴氏法(CZ)和多晶硅采用定向凝固法(DSS)。多晶硅锭的生产流程是将多晶硅原料填入喷有涂层的石英坩埚内后放入长晶炉内，关闭炉腔后，抽真空，然后加热。待硅原料完全熔化后，打开绝缘笼且缓慢向上拉高，则炉温缓慢会下降，促使硅熔汤从石英坩埚底部开始凝固，硅晶锭从硅熔汤底部向顶部生长。待长晶完成后，硅晶锭会再经过退火、冷却后出炉为整个多晶硅锭的生产过程。多晶硅锭生产过程中影响晶锭的品质之一就是长晶速率的控制，影响长晶速率的众多因素之中，长晶炉炉温的控制最为重要。炉温是由温控系统控制，温控系统又由测温装置、可程式控制单元、功率控制器、加热元件等组成。测温装置是测量炉温的关键单元，是整个温控系统的基础，其主要功能为通过量测炉内温度后，控制长晶炉中加热器的输出功率，以控制炉温、硅原料熔化速率及长晶速率。因此，长晶炉设备商、硅晶片制造商或学术单位会采用模拟软件(如CGSM)，模拟长晶炉内部炉温变 化，但是采用此方式并非实际的温度。此外，如中国台湾证书号1319224号专利案，是利用该坩埚底部设置第一测温元件与第二测温元件，并无法量测坩埚内部的硅熔汤于各时程的温度，再如中国台湾公开编号201235517号申请案，是通过长晶炉的一个观察孔撷取液态原料的画面，并对该画面运算处理，换算成火色温度，以获得液态原料的温度，这种量测方式也无法直接对液态原料不同位置进行量测。再者，也有将红外线测温装置架设于长晶炉上方，以量测硅熔汤表面的温度变化，但是无法量测到长晶炉炉内及硅熔汤不同位置的温度变化。因此，上述现有测温的技术并无法精确量测硅熔汤不同位置的温度，也无法精确地控制长晶速率及掌握晶锭的品质。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能量测长晶炉内部及硅熔汤不同位置的温度，并能提升产品制程品质的测温装置。本技术的测温装置，包含一个架体、一个驱动单元、一个测温棒、一个归零感测器、一个位置检知单元、一个电流侦测器及一个可程式控制单元，该驱动单元安装于该架体，并具有一个马达及一个受该马达驱动的连动件，该测温棒具有一个固定于该连动件且呈单向开放的中空管状的保护套管及一支穿设于该保护套管内部且相对于该保护套管产生定位的热电偶，该保护套管具有一个与该连动件反向设置的末端部，该热电偶具有一个对应该末端部的感测端部，该热电偶能量测温度，并输出温度讯号，该归零感测器安装于该架体，且能与该连动件配合产生归零讯号，该位置检知单元能检知该连动件与该测温棒的移动量，且输出检知讯号，该电流侦测器电连接于该驱动单元，且用于侦测该驱动单元的电流值，并输出侦测讯号，该可程式控制单元电连接于该驱动单元、该热电偶、该归零感测器、该位置检知单元及该电流侦测器，该可程式控制单元能控制该马达的启动、停止，该可程式控制单元根据该电流侦测器的侦测讯号控制该驱动单元的马达运作方向，并根据该位置检知单元的检知讯号、该归零讯号、该侦测讯号，比较该侦测讯号与预设的固液界面临界电流值，计算出该归零讯号产生时所对应的检知讯号与判断出该侦测讯号大于固液界面临界电流值时所对应的检知讯号之间的差异，该可程式控制单元根据此差异计算出该感测端部的移动距离及该移动距离中的每一位置，且由该热电偶量测在该移动距离中不同位置的温度值。本技术的测温装置，该驱动单元的马达为伺服马达，该驱动单元还具有一个能输出该马达动力的减速机。本技术的测温装置，该驱动单元还具有一支轴设于该架体且受该减速机驱动的导螺杆及一支平行于该导螺杆的导引件，该连动件螺合于该导螺杆，该测温棒平行于该导螺杆。本技术的测温装置，该位置检知单元内建于该马达。本技术的测温装置，该驱动单元的马达为线性伺服马达，并具有一支固设于该架体的定子及一个套设于该定子上的动子，该定子呈长杆状且平行于该测温棒，该连动件固定于该动子，该位置检知单元具有一个安装于该架体且位于该定子一侧的光学尺及一个安装于该动子的读取头。本技术的测温装置，该电流侦测器电连接于该马达。本技术的测温装置，该电流侦测器内建于该马达。本技术的测温装置，还包含安装于该架体的一个下感测器及一个上感测器，该下感测器与该上感测器分别设于该归零感测器的下方及上方位置，能分别与该连动件配合，并分别产生一个下停止讯号及一个上停止讯号，该可程式控制单元能在接收该下感测器的下停止讯号及该上感测器的上停止讯号时控制该马达停止。本技术的测温装置，还包含一个电连接于该可程式控制单元的人机界面。本技术的有益效果在于:利用该电流侦测器侦测该马达电流值变大，且该可程式控制单元比对该侦测讯号大于该固液界面临界电流值，并配合该归零感测器与该位置检知单元产生的讯号及该可程式控制单元进行运算，就能精确计算出该感测端部的行程距离，且由该热电偶量测在该移动距离中每一位置的温度值，可以提升产品制程品质。附图说明图1是本技术的第一较佳实施例的安装示意图；图2是该较佳实施例的平面组合图；图3是该较佳实施例的控制流程图；图4是该较佳实施例的量测动作示意图；图5是本技术的第二较佳实施例的安装示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术进行详细说明。如图1、图2及图3所示，本技术测温装置的一个较佳实施例，适宜安装于一个长晶炉100，该长晶炉100具有一个炉体110、一个设置于该炉体110内部的坩埚120，且该坩埚120中能填充硅料，该硅料熔化后产生一个硅熔汤140，该测温装置包含一个架体10、一个驱动单元20、一支测温棒30、一个归零感测器40、一个下感测器41、一个上感测器42、一个位置检知单元50、一个电流侦测器60、一个人机界面70及一个可程式控制单元80。该架体10固设于该长晶炉100的炉体110顶部，并具有一个邻近于该炉体110的底板11、一个设置于该底板11上方的顶板12及一个垂直连接于该底板11与该顶板12之间的竖板13。本实施例的驱动单元20安装于该架体10，并具有一个可为伺服马达且安装于该顶板12上的马达21、一个能输出该马达21动力的减速机22、一个能将该马达21动力传递至该减速机22的联轴器23、一支轴设于该架体10的导螺杆24、一支平行于该导螺杆24的导引件25、一个螺合于该导螺杆24的连动件26。该导螺杆24垂直轴设于该底板11与该顶板12之间，且受该减速机22所连动，该导引件25呈杆状，且垂直连接于该底板11与该顶板12之间，该连动件26具有一个螺合于该导螺杆24的螺孔261、一个能滑动且供该导引件25穿设的导孔262及一个设置于该导孔262外侧的锁固部263。该测温棒30沿一条轴线L延伸且平行于该导螺杆24，并具有一个固定于该连动件26的锁固部263且呈单向开放的中空管状的保护套管31及一支穿设于该保护套管31内部且相对于该保护套管31产生定位的热电偶32，该保护套管31具有一个与该连动件26反向设置的末端部311，该热电偶32具有一个对应该末端部311的感测端部321，该热电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测温装置，包含一个架体、一个驱动单元、一个测温棒、一个归零感测器、一个位置检知单元、一个电流侦测器及一个可程式控制单元，该测温装置的特征在于：?该驱动单元安装于该架体，并具有一个马达及一个受该马达驱动的连动件；?该测温棒具有一个固定于该连动件且呈单向开放的中空管状的保护套管，及一支穿设于该保护套管内部且相对于该保护套管产生定位的热电偶，该保护套管具有一个与该连动件反向设置的末端部，该热电偶具有一个对应该末端部的感测端部，该热电偶能量测温度，并输出温度讯号；?该归零感测器安装于该架体，且能与该连动件配合产生归零讯号；?该位置检知单元能检知该连动件与该测温棒的移动量，且输出检知讯号；?该电流侦测器电连接于该驱动单元，且用于侦测该驱动单元的电流值，并输出侦测讯号；?该可程式控制单元电连接于该驱动单元、该热电偶、该归零感测器、该位置检知单元及该电流侦测器，该可程式控制单元能控制该马达的启动、停止，该可程式控制单元根据该电流侦测器的侦测讯号控制该驱动单元的马达运作方向，并根据该位置检知单元的检知讯号、该归零讯号、该侦测讯号，比较该侦测讯号与预设的固液界面临界电流值，计算出该归零讯号产生时所对应的检知讯号与判断出该侦测讯号大于固液界面临界电流值时所对应的检知讯号之间的差异，该可程式控制单元根据此差异计算出该感测端部的移动距离及该移动距离中的每一位置，且由该热电偶量测在该移动距离中不同位置的温度值。...

【技术特征摘要】
1.一种测温装置，包含一个架体、一个驱动单元、一个测温棒、一个归零感测器、一个位置检知单元、一个电流侦测器及一个可程式控制单元，该测温装置的特征在于: 该驱动单元安装于该架体，并具有一个马达及一个受该马达驱动的连动件； 该测温棒具有一个固定于该连动件且呈单向开放的中空管状的保护套管，及一支穿设于该保护套管内部且相对于该保护套管产生定位的热电偶，该保护套管具有一个与该连动件反向设置的末端部，该热电偶具有一个对应该末端部的感测端部，该热电偶能量测温度，并输出温度讯号； 该归零感测器安装于该架体，且能与该连动件配合产生归零讯号； 该位置检知单元能检知该连动件与该测温棒的移动量，且输出检知讯号； 该电流侦测器电连接于该驱动单元，且用于侦测该驱动单元的电流值，并输出侦测讯号; 该可程式控制单元电连接于该驱动单元、该热电偶、该归零感测器、该位置检知单元及该电流侦测器，该可程式控制单元能控制该马达的启动、停止，该可程式控制单元根据该电流侦测器的侦测讯号控制该驱动单元的马达运作方向，并根据该位置检知单元的检知讯号、该归零讯号、该侦测讯号，比较该侦测讯号与预设的固液界面临界电流值，计算出该归零讯号产生时所对应的检知讯号与判断出该侦测讯号大于固液界面临界电流值时所对应的检知讯号之间的差异，该可程式控制单元根据此差异计算出该感测端部的移动距离及该移动距离中的每一位置，且由该热电偶量测在该移动距离中不同位...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安钧，黄志伟，邵任民，洪羿达，
申请(专利权)人：昱成光能股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：