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太阳能光伏扩散制结设备

2012-05-22 16:06来源:北极星太阳能光伏网关键词:扩散太阳能光伏收藏点赞

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以下简要介绍扩散炉的几个重要单元的结构和工作原理。

1.温控器

每管配置有3个温控器,温控器带有抑制超调功能和智能自整定PID调节系统,有多种信号输入方式,可方便地与炉体的控温热电偶组成温度控制系统,对炉体的恒温区实现精确控制。仪表窗口上方显示的是测量值,下方显示的是设定值。通过启动自整定功能,温控器能自动调整演算出一组最合理的PID控制参数。仪器各参数可手动输入,也可通过温控器提供的RS485通讯端口,与同样具有RS485通讯协议的计算机主机进行连接,计算机可通过指令自动设置并运行温度控制器的部分参数,所需的工艺参数可在触摸显示器上直接操作与显示。

2.推舟净化单元

净化单元由净化风机、初效过滤器、高效过滤器组成。启动风机,1000级的环境空气经过二级过滤器后,可获得洁净的100级水平层流净化区。一般在进出舟时,要求启动净化。这样,一方面可以为硅片进出提供高洁净区;另一方面可以将高温热气流驱散,以免灼热的气流将过滤器及净化台顶部烤焦。

推舟部分由导轨、丝杠、碳化硅悬臂桨固定座、石英炉门、不锈钢炉门及步进电机驱动系统等组成,用于在该局部高洁净区平稳地向反应管中推进、拉出工艺片。由于进、出舟的纯直线行程达1800mm,所以在运行中要求平、直、无抖动。推舟部分采用了直线导轨副配合丝杠副进行传动,直线导轨副与丝杠副在实际应用中处于平行线上,直线导轨副作导引,丝杠作传动,从而从结构上保证了固定其上的碳化硅悬臂桨及石英舟的平稳运行。

上述推舟系统的运动过程,均通过计算机进行控制,可在触摸显示器上的手动或程序自动进行。

3.加热炉

炉膛用Φ8mm电热线材绕制,其有效工作内径为Φ300mm,可放置外径为Φ280mm的石英工艺管。恒温区长800mm。炉口加有内凹台阶,并伸进炉体40mm,以防止炉内热焰直接作用于炉体端盖的不锈钢环使其氧化和变形。炉体采用主、从三段加热,分别控制。每段都设置有控制热电偶,对每段加热区进行自动控制。炉子用低压大电流供电,为了延长炉体的使用寿命,暂不用时可设置炉温为500℃~600℃自动保温,并设置好超温报警保护,以防不可预见的故障烧坏炉体。

4.功率部件

功率部件由特种变压器、空气开关、交流接触器、保险丝、可控硅等组合而成。温控器的输出信号输入到过零触发板上,产生脉冲触发功率部件中的可控硅,从而控制炉子每段的加热温度。功率变压器设置有2档工作电压,一开始设备接的是低电压的一档,当炉丝老化,电阻变大,温度升不上去时,可将控制电压换到高电压档,以保证炉

体还可继续使用。由于一般采用的是低电压供电,因此炉子的工作电流将会比较大,但一般不会超过115A,如果工作电流达到120A,可能与电网电压偏高有关系,需要引起注意。此时可用钳形电流表监测炉体加热电流,同时用小起子调节可控硅触发板上相应段的电位器,将加热电流控制在90A左右(炉口端应适当加大些,调在100A左右为好)。

5.送气单元

逆时针旋转截止阀,可打开进气通道。顺时针旋转减压阀,并根据仪表指示,可调节进气压力,一般情况下进气压力设置在0.3~0.5MPa较合适。气源柜的供电由柜子底层电气转接板上的空气开关控制,当发现控制柜某层没有电源时,应检查相应层的空气开关是否合上。

自动控制时,控制单元经PCL-726板卡送出控制信号驱动16024D-A固态继电器,再由16024D-A固态机电气驱动相应的电磁阀,经PCL-726板卡送出D/A信号控

制气体流量,同时经PCL-812PG板卡的A/D通道采样检测实际流量,所有气路的气体流量设定值和检测值均在触摸显示器上显示。

6.超温保护系统的原理

CH402及F400温控器本身均具有超温、断偶报警功能。安全起见,在恒温区中心控温热电偶的旁边,还有一支温度监测热电偶接至CH402温度保护器,专门用于超温保护。

当炉温度超过保护设定值时,超温段相应温控器(或温度保护器)的报警指示显示灯亮,计算机上也有显示,保护系统会在发出声光报警的同时切断炉体加热功率部件的电流。

7.系统温度控制原理

输入的三相380V的交流电经电源转接板后,分为4路:一路给控制柜供电,一路给气源柜供电,一路给净化台供电,还有一路则经变压器降压、可控硅整流后作为炉体的加热电源。其中控制柜和气源柜为单相供电,而净化台和炉体柜则为三相供电。

置于炉体侧壁内的3支控温热电偶将检测到的温度值分别送给相对应的温控器,温控器将热电偶测得的温度值与设定温度值比较并经PID运算后,输出相应的模拟电流值给可控硅触发器A4,A4根据各温控器控制电流的大小,分别给出相应的过零触发信号,控制3个双向可控硅的通断时间,形成对3段炉丝加热功率的独立控制,从而达到自动控温的目的。

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