一種真空檢測保護裝置製造方法
2023-06-04 22:05:26
一種真空檢測保護裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及單晶爐檢測設備【技術領域】，旨在提供一種真空檢測保護裝置。該種真空檢測保護裝置包括觸動開關和金屬波紋管，觸動開關和單晶爐的開路控制線路或者控制器連接，金屬波紋管的一側安裝在副真空系統的壓力檢測口上，副真空系統與單晶爐的爐室相通，金屬波紋管的另一側用於和觸動開關接觸連通，且保證：當單晶爐內的壓力為正常狀態時，金屬波紋管端面與觸動開關接觸並觸發觸動開關；當單晶爐內的壓力為負壓狀態時，金屬波紋管壓縮，進而金屬波紋管端面與觸動開關脫離接觸。本實用新型觸發方式為機械式觸發電子元器件，安全係數高，使用壽命長，結構簡單，能夠在低成本的情況下實現最理想的功能。
【專利說明】一種真空檢測保護裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型是關於單晶爐檢測設備【技術領域】，特別涉及一種真空檢測保護裝置。
【背景技術】
[0002]單晶爐是在惰性氣體(氬氣)環境中，用石墨電阻加熱器將矽半導體材料溶化，用直拉法生長單晶的設備。當單晶爐工作時爐室內處於負壓高溫狀態，如果此時誤操作提升爐室，則會發生嚴重事故，導致設備損壞甚至人員傷亡。而目前傳統的技術是通過壓力測量元器件來監控爐體內部的壓力，控制程序根據壓力測試元器件反饋出來的爐內壓力數據來限制在真空狀態下所有能破壞爐內壓力的爐體動作，從而保護爐內的負壓狀態。但是這種傳統的技術措施對壓力檢測元器件要求非常高，其必須非常精準的反饋出爐內的壓力真實值，若壓力檢測元器件本身出現質量問題，或是反覆使用後出現老化，到達壽命極限，而繼續使用的話，即會出現元器件的測量失準失效，從而控制程序出現錯誤判斷，在爐內處於負壓高溫狀態時，一旦出現誤操作，必將造成重大損失。
實用新型內容
[0003]本實用新型的主要目的在於克服現有技術中的不足，提供一種安全係數更高、使用壽命長、基本無失效情況產生的檢測保護裝置。為解決上述技術問題，本實用新型的解決方案是:
[0004]提供一種真空檢測保護裝置，用於監控單晶爐內的壓力大小，其特徵在於，包括觸動開關和金屬波紋管，觸動開關和單晶爐的開路控制線路或者控制器連接；金屬波紋管的一側安裝在副真空系統的壓力檢測口上，副真空系統與單晶爐的爐室相通，金屬波紋管的另一側用於和觸動開關接觸連通，且保證:當單晶爐內的壓力為正常狀態時(即單晶爐內壓力在0.9 P0 ^ P < P0範圍內)，金屬波紋管端面與觸動開關接觸並觸發觸動開關；當單晶爐內的壓力為負壓狀態時(即單晶爐內壓力0 < P < 0.9P。範圍內)，金屬波紋管壓縮，進而金屬波紋管端面與觸動開關脫離接觸，其中，Ρο為1個標準大氣壓；
[0005]金屬波紋管和觸動開關接觸連通，能產生檢測信號，檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作；金屬波紋管和觸動開關脫離接觸，沒有檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，不能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作。
[0006]作為進一步的改進，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於與觸動開關的觸發點接觸；波紋管端面與觸動開關觸發點的距離，能通過微調觸動開關的位置進行調整。
[0007]作為進一步的改進，所述金屬波紋管的一端安裝在副真空系統的壓力檢測口上，且通過0形橡膠密封圈密封。
[0008]作為進一步的改進，所述金屬波紋管是有彈性的材質的波紋管，包括金屬材質的波紋管。
[0009]作為進一步的改進，所述金屬波紋管與觸動開關接觸的端面為圓形，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開關接觸的圓形端面的面積和半徑，T為金屬波紋管和觸動開關所接觸的端面所受的作用力，P0為I個標準大氣壓，P1為單晶爐的爐內壓力；設定P1 = 0.9 P0時，金屬波紋管脫離觸動開關，R選取15mm，通過計算得出T = 7.13N ；
[0010]根據胡克定律T = kX Λ S其中k為彈性係數，Δ S為金屬波紋管脫離觸動開關所需變形量；設定2_ <Δ s ^ 5mm,故金屬波紋管的彈性係數在1.426N/mm?3.515N/mm之間，且3.515N/mm不能取到(當Λ s = 2mm時,彈性係數k = = 3.515N/mm,當Λ s = 5mm時，彈性係數k = = 1.426N/mm)。
[0011]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0012]觸發方式為機械式觸發電子元器件，安全係數高，使用壽命長，結構簡單，能夠在低成本的情況下實現最理想的功能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0014]圖2為本實用新型的工作原理示意圖。
[0015]圖中的附圖標記為:1觸動開關；2金屬波紋管；3觸動開關支架；4單晶爐爐體。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細描述:
[0017]圖1中的一種真空檢測保護裝置包括觸動開關I和金屬波紋管2，以及觸動開關支架3，用於監控單晶爐內的壓力大小，以保護單晶爐工作時內部負壓高溫狀態的穩定。當爐室內處於負壓狀態時，經程序控制，單晶爐的所有操作自動鎖死，操作人員無法操作所有能破壞單晶爐內負壓狀態的爐體動作；相反當爐室內處於正常壓力值範圍時，單晶爐的所有操作又自動恢復使用。
[0018]觸動開關I和單晶爐的開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的壓力檢測口上，且用O形橡膠密封圈密封，副真空系統與單晶爐的爐室相通，金屬波紋管2的另一端和觸動開關I觸發點接觸連通，且保證:當單晶爐內的壓力為正常狀態時，即單晶爐內壓力0.9Po ^ P ^ Po時，金屬波紋管2能夠觸發觸動開關I ;當單晶爐內的壓力為負壓狀態時，即單晶爐內壓力O < P < 0.9Po時，金屬波紋管2能夠脫離觸動開關I的觸發點。金屬波紋管2用於和觸動開關I觸發點接觸的端，與觸動開關I的距離，能通過微調觸動開關I的位置進行調整。
[0019]金屬波紋管2和觸動開關I的觸發點接觸連通，能產生檢測信號，檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作；金屬波紋管2和觸動開關I脫離接觸，沒有檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，不能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作。
[0020]如圖2所示，金屬波紋管2用於和觸動開關I的觸發點接觸的端面為圓形，滿足S=π R2，T = P0X R2-P1X R2 ;其中，S、R分別為金屬波紋管2和觸動開關I觸發點接觸的端面的圓形面積和半徑，T為金屬波紋管2和觸動開關I的觸發點接觸的端面所受的作用力，Ρο為1個標準大氣壓，Ρ:為單晶爐的爐內負壓；設定當Pi = 0.9 P0時，金屬波紋管2脫離觸動開關1的觸發點，R選取適中值15mm,通過計算得出T = 7.13N ；
[0021]根據胡克定律T = kX Λ s其中k為彈性係數，Δ s為金屬波紋管2脫離觸動開關1的觸發點所需變形量；設定2mm <Δ s ( 5mm,當Λ s = 2mm時，彈性係數k = = 3.515N/mm,當Λ s = 5mm時，彈性係數k = = 1.426N/mm故金屬波紋管2的彈性係數在1.426N/mm?3.515N/mm之間，且3.515N/mm不能取到。
[0022]當爐室內處於負壓狀態時，由於外界壓強大於爐室內壓強，在壓強的作用下，金屬波紋管2處於壓縮狀態，無法觸發觸動開關1，當前無檢測信號進入開爐控制線路，所以操作人員無法操作所有能破壞爐內負壓狀態的爐體動作；當爐室內達到正常壓力值範圍內時，爐室內壓強與外界壓強基本一致，金屬波紋管2恢復常態，其前端觸發觸動開關1，檢測信號進入開爐控制線路，所有操作恢復使用，操作人員能進行正常的操作。
[0023]最後，需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用新型不限於以上實施例，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，僅僅只需要改變計算波紋管受力的面積即可，亦或是將波紋管的材質更改為非金屬的，有一定彈力的材料也可實現本專利的功能，本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種真空檢測保護裝置，用於監控單晶爐內的壓力大小，其特徵在於，包括觸動開關和金屬波紋管，觸動開關和單晶爐的開路控制線路或者控制器連接；金屬波紋管的一側安裝在副真空系統的壓力檢測口上，副真空系統與單晶爐的爐室相通，金屬波紋管的另一側用於和觸動開關接觸連通，且保證:當單晶爐內的壓力為正常狀態時，金屬波紋管端面與觸動開關接觸並觸發觸動開關；當單晶爐內的壓力為負壓狀態時，金屬波紋管壓縮，進而金屬波紋管端面與觸動開關脫離接觸，其中，Po為I個標準大氣壓； 金屬波紋管和觸動開關接觸連通，能產生檢測信號，檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作；金屬波紋管和觸動開關脫離接觸，沒有檢測信號串入開爐控制線路或接入控制器中時，不能通過開路控制線路或控制器對單晶爐進行操作。
2.根據權利要求1所述的一種真空檢測保護裝置，其特徵在於，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於與觸動開關的觸發點接觸；波紋管端面與觸動開關觸發點的距離，能通過微調觸動開關的位置進行調整。
3.根據權利要求1所述的一種真空檢測保護裝置，其特徵在於，所述金屬波紋管的一端安裝在副真空系統的壓力檢測口上，且通過O形橡膠密封圈密封。
4.根據權利要求1所述的一種真空檢測保護裝置，其特徵在於，所述金屬波紋管是有彈性的材質的波紋管，包括金屬材質的波紋管。
5.根據權利要求1所述的一種真空檢測保護裝置，其特徵在於，所述金屬波紋管與觸動開關接觸的端面為圓形，滿足S= ^iR2jT= (PcrP1)X JiR2;其中，S、R分別為金屬波紋管和觸動開關接觸的圓形端面的面積和半徑，T為金屬波紋管和觸動開關所接觸的端面所受的作用力，P。為I個標準大氣壓,P1為單晶爐的爐內壓力；設定P1 = 0.9 P。時，金屬波紋管脫離觸動開關，R選取15mm,通過計算得出T = 7.13N ； 根據胡克定律T = kX Λ s其中k為彈性係數，Δ s為金屬波紋管脫離觸動開關所需變形量；設定2mm <Λ s ^ 5mm,故金屬波紋管的彈性係數在1.426N/mm?3.515N/mm之間，且3.515N/mm不能取到。
【文檔編號】C30B15/20GK204111915SQ201420474733
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】朱亮, 王巍, 王奕皓, 湯成偉, 沈興潮 申請人:杭州慧翔電液技術開發有限公司, 浙江晶盛機電股份有限公司