[發明專利]用于測量受拉物體重量的系統和方法

無效

• 申請號: 201080023695.5
• 申請日: 2010-03-22
• 公開（公告）號: CN102449444A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: H·W·科布;R·J·菲利普斯
• 申請（專利權）人: MEMC電子材料有限公司
• 主分類號: G01G19/18
• 分類號: G01G19/18;C30B15/28;G01G23/12
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 秘鳳華;馬江立

技術領域

本發明的領域總體上涉及用來測量連接到繩索上的物體的重量的系統和方法，更特別地，涉及測量拉動物體所需的力的系統。

背景技術

這部分旨在為讀者介紹可能和下文所描述和/或要求保護的本發明各個方面相關的技術的各個方面。我們相信這種討論有助于為讀者提供背景技術信息，從而便于更好地理解本發明的各個方面。因此，應該理解的是，這些陳述需要從這個角度閱讀，而不是作為承認現有技術的陳述。

在以前的系統中，通過將物體連接到繩索的第一端來稱重物體。通過將繩索繞過滑輪然后將繩索繞在由驅動器驅動的卷筒上來向上拉動所述繩索。所述滑輪從測壓元件(測力計，load?cell)懸掛。通過分析經過滑輪施加到測壓元件上的力來確定所述物體的重量。在理論上，通過所述繩索施加在滑輪上的力等于物體重量的某個倍數。

在各種應用中精確測量懸掛在繩索上的物體的重量是有用的。一個例子是硅錠生長操作，其中從一坩堝熔融的硅中向上拉起正在生長的硅錠。在任何時刻都在生長的硅錠區域的直徑可以基于密度、重量變化率和硅錠的生長速度來確定。雖然所述硅錠的密度和生長速度已經可以以非常高的精度容易地確定，但是硅錠重量的變化率通過以前的系統不能以足夠高的精度測量來確保硅錠直徑的準確確定。因此上文描述的以前的力測量系統的固有的不精確性使得它們不適合基于硅錠的重量確定正在生長的硅錠的直徑。因此已知的系統采用更加昂貴并且也不是很精確的系統來確定正在生長的硅錠的直徑。

再者，繩索的軌道(orbital)和/或擺動運動可能影響通過繩索施加在測壓元件上的力的數值并因此影響力的測量。繩索的軌道和/或擺動運動還可能使得硅錠無法在直線方向上生長，并限制硅錠可能旋轉的速度。

發明內容

本發明的一個方面是一種用于在向上拉動物體時測量物體的重量的設備。所述設備包括具有豎直軸線和水平軸線的框架，所述豎直軸線平行于拉動物體所沿的軸線，所述水平軸線正交于所述豎直軸線。在物體上連接一根繩索。第一圓筒可旋轉地安裝在所述框架上，所述繩索的至少一部分與第一圓筒的表面接合。第二圓筒可旋轉地安裝在所述框架上，所述繩索的至少一部分與第二圓筒的表面接合。所述繩索沿著第一圓筒和第二圓筒之間的繩索路徑行進。一個臂具有第一端和第二端，所述第一端聯接到所述框架和所述第二圓筒中的至少一個，所述第二端聯接到所述第一圓筒。所述臂具有基本平行于繩索路徑并連接所述第一端和第二端的縱向軸線，其中所述臂基本限制了所述第一圓筒平行于水平軸線的運動。提供力測量裝置以測量物體的重量。所述力測量裝置聯接到所述第一圓筒上。

另一個方面是一種用于測量拉動物體通過一個表面所需的力的數值的拉動系統。所述拉動系統包括具有第一軸線和第二軸線的框架，所述第一軸線平行于拉動物體所沿的軸線，所述第二軸線正交于所述第一軸線。在物體上聯接一根繩索。第一圓筒可旋轉地聯接到所述框架上，并且所述繩索的至少一部分與第一圓筒的表面接合。第二圓筒可旋轉地聯接到所述框架上，并且所述繩索的至少一部分與第二圓筒的表面接合。所述繩索沿著第一圓筒和第二圓筒之間的繩索路徑行進。一個臂具有第一端和第二端，所述第一端聯接到所述框架上，所述第二端聯接到所述第一圓筒上。所述臂具有基本平行于繩索路徑并連接所述第一端和第二端的縱向軸線。提供力測量裝置以測量拉動物體所需的力的數值，所述力測量裝置聯接到所述第一圓筒上。

另一個方面是一種用于生長單晶體硅錠的晶體生長設備。所述晶體生長設備包括在框架中的用于容納熔融硅的坩鍋，以及用于從熔融硅中向上拉出生長的硅錠的拉動器。所述拉動器包括具有豎直軸線和水平軸線的框架，所述豎直軸線平行于拉動所述生長的硅錠所沿的軸線，所述水平軸線正交于所述豎直軸線。在所述生長的硅錠上聯接一根繩索。第一圓筒可旋轉地聯接到所述框架上，所述繩索的至少一部分與第一圓筒的外圓周表面接合。所述第一圓筒懸掛在力測量裝置上。第二圓筒可旋轉地聯接到所述框架上，所述繩索的至少一部分與第二圓筒的外圓周表面接合。一個臂具有第一端和第二端，所述第一端聯接到所述框架上，所述第二端聯接到所述第一圓筒上。所述臂具有基本平行于框架的水平軸線的縱向軸線。

另一個方面是一種用于生長硅錠的方法。所述方法包括使用在第一圓筒上延伸的繩索拉動生長的硅錠，所述繩索沿著第一軸線從生長的硅錠延伸到所述第一圓筒的一個部分，并沿著與第一軸線正交的第二軸線從所述第一圓筒的另一個部分延伸。所述方法包括使用具有第一端和第二端的臂來限制所述第一圓筒平行于第二軸線的運動，所述臂的第二端聯接到第一圓筒上，第一端聯接到框架上。然后測量生長的硅錠的重量。