[實(shí)用新型]一種無線測(cè)量單晶提拉爐振動(dòng)信號(hào)的系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420239670.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN203929210U
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彪;洪飛達(dá);沈文彬;林少鵬;朱允中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G01H1/00
• 分類號(hào): G01H1/00;G08C17/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及測(cè)量機(jī)械振動(dòng)的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種無線測(cè)量單晶提拉爐振動(dòng)信號(hào)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

許多產(chǎn)品在加工的過程中，加工設(shè)備的平穩(wěn)性很重要，設(shè)備的平穩(wěn)性影響加工出產(chǎn)品的形狀、性能，因此測(cè)量加工設(shè)備的機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)的系統(tǒng)受到越來越多人的關(guān)注。

在生產(chǎn)晶體的過程中，一般采用提拉法。提拉法生產(chǎn)晶體的過程中由于振動(dòng)對(duì)晶格的質(zhì)量產(chǎn)生影響，引起振動(dòng)的原因有多種，主要有：提升機(jī)構(gòu)工作不平穩(wěn)引起振動(dòng)；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作不平穩(wěn)引起振動(dòng)；冷卻水壓力不穩(wěn)定, 在流動(dòng)過程中產(chǎn)生沖擊振動(dòng)；外界環(huán)境通過單晶爐基座傳來的其他振動(dòng)等。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)其中來自提拉系統(tǒng)工作的平穩(wěn)性對(duì)晶體質(zhì)量的影響最大。在工作中，提拉系統(tǒng)出現(xiàn)擺動(dòng)或振動(dòng)，會(huì)引起熔體對(duì)流的不穩(wěn)定以及雜質(zhì)微觀擴(kuò)散的紊亂，將會(huì)導(dǎo)致提拉的晶體出現(xiàn)晶格位錯(cuò)和空位等物理缺陷，嚴(yán)重影響晶體的品質(zhì)。因此，具有良好的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性是提拉高質(zhì)量晶體的關(guān)鍵因素。檢測(cè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性成為現(xiàn)今的研究方向。

目前市場(chǎng)上有很多測(cè)量機(jī)械振動(dòng)的儀器，但沒有專門應(yīng)用于單晶提拉爐運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)大小檢測(cè)，尤其是對(duì)提拉系統(tǒng)在升降和旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的振動(dòng)大小測(cè)量。且檢測(cè)儀器主要采用有線傳輸信號(hào)的方式，不適用于需要密閉加工空間的晶體生產(chǎn)設(shè)備的檢測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無線測(cè)量單晶提拉爐振動(dòng)信號(hào)的系統(tǒng)，測(cè)量裝置適用于單晶提拉爐的振動(dòng)檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)到系統(tǒng)的振動(dòng)信號(hào)，便于采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，避免導(dǎo)致提拉的晶體出現(xiàn)晶格位錯(cuò)和空位等物理缺陷，影響晶體的品質(zhì)。通過第一藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊和第二藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量裝置和接收裝置的無線信號(hào)傳輸，使單晶爐封閉的爐腔內(nèi)振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)具有可行性。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

提供一種無線測(cè)量單晶提拉爐振動(dòng)信號(hào)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括位于單晶提拉爐內(nèi)的測(cè)量裝置和單晶提拉爐外接收裝置，所述測(cè)量裝置包括用于供電的電源模塊、用于測(cè)量單晶提拉爐振動(dòng)狀態(tài)的感應(yīng)模塊、控制模塊和第一藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸模塊，所述電源模塊與感應(yīng)模塊、控制模塊和第一藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊均電連接，所述感應(yīng)模塊、控制模塊和第一藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊依次電連接；所述接收裝置包括電連接的第二藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊和PC主機(jī)，所述第一藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊和第二藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊相互傳輸信號(hào)。

本實(shí)用新型無線測(cè)量單晶提拉爐振動(dòng)信號(hào)的系統(tǒng)，測(cè)量裝置的設(shè)置是提供了單晶提拉爐內(nèi)振動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)，并將信號(hào)進(jìn)行傳輸。測(cè)量裝置的工作原理是：通過感應(yīng)模塊檢測(cè)單晶提拉爐內(nèi)的振動(dòng)狀態(tài)，將檢測(cè)到的信號(hào)傳輸?shù)娇刂颇K內(nèi)，控制模塊通過信號(hào)處理去除干擾信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝凰{(lán)牙數(shù)據(jù)模塊。接收裝置的設(shè)置是提供外界接收信號(hào)裝置，便于對(duì)單晶提拉爐內(nèi)的信號(hào)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)。接收裝置的工作原理是：通過第二藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊接收第一藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C主機(jī)，通過PC主機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并且進(jìn)行存儲(chǔ)以便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

為了檢測(cè)單晶提拉爐振動(dòng)同時(shí)也能夠應(yīng)用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體在旋轉(zhuǎn)過程中的加速度變化和物體振動(dòng)偏移的加速度變化。所述感應(yīng)模塊為加速度傳感器。加速度傳感器的設(shè)置是為了既可以檢測(cè)單晶提拉爐振動(dòng)的情況，同時(shí)也能測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體在旋轉(zhuǎn)過程中加速度變化和物體振動(dòng)偏移的加速度變化。

為了便于PC主機(jī)在分析數(shù)據(jù)時(shí)能對(duì)加速度方向進(jìn)行定向，所述加速度傳感器上設(shè)有調(diào)解儀。調(diào)解儀的設(shè)置是為了調(diào)節(jié)加速度傳感器的軸向，保證加速度傳感器在X、Y方向處于水平面，便于分析數(shù)據(jù)時(shí)能對(duì)加速度方向進(jìn)行定向。

為了便于多次測(cè)量同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，所述測(cè)量裝置還包括用于使測(cè)量裝置復(fù)位的復(fù)位模塊，所述復(fù)位模塊與電源模塊電連接。復(fù)位模塊的設(shè)置是為了清除測(cè)量裝置內(nèi)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，提高多次測(cè)量的精確度。

為了降低功耗，所述電源模塊為9V直流鋰電池組，系統(tǒng)的工作電流范圍為12mA~45mA。一般情況下，第一藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊和第二藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行連接時(shí)，系統(tǒng)的工作電流小于45mA；第一藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊和第二藍(lán)牙數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，系統(tǒng)的工作電流小于12mA。

為了便于測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的在旋轉(zhuǎn)時(shí)的加速度變化情況，測(cè)量裝置還設(shè)有用于與旋轉(zhuǎn)的測(cè)量物體連接的夾緊機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)為可拆卸結(jié)構(gòu)。夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)置是為了與旋轉(zhuǎn)的測(cè)量物體連接，便于測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的在旋轉(zhuǎn)時(shí)的加速度變化情況。

為了對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，所述控制模塊為單片機(jī)處理器。單片機(jī)處理器的設(shè)置是為了對(duì)感應(yīng)模塊檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，便于后續(xù)工作的進(jìn)行。