单晶棒直径测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及单晶棒测量技术领域。
【背景技术】
[0002] 单晶棒制造出来后，需要检验人员对单晶棒外观进行检测，测量单晶棒直径，确定 单晶棒是否符合切片工序正常使用。现有技术由检测人员采用游标卡尺来测量单晶棒的直 径，容易受到人为干扰，如测量人员的熟练程度、测量步骤等，测量精度低、偏差大，且耗时 费力。同时单晶棒在测量时需要在不同部位多次采样测量，每次均需调整游标卡尺进行测 量，测量效率低。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种单晶棒直径测量仪，能够方便、快速的 测量出单晶棒直径，受人为干扰少，具有测量精度高，测量效率高的优点。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：单晶棒直径测量仪，包括 电源、激光测距传感器、处理器、显示屏，所述处理器分别与电源、激光测距传感器、显示屏 电连接，所述电源通过处理器为激光测距传感器与显示屏供电，其特征在于：还包括壳体， 所述壳体的下部为测量端，呈拱桥形状，其底面上设有所述三个激光测距传感器，分别位于 同一圆的三个四等分点上，且所述三个激光测距传感器的测量面为同平面，测量方向均指 向所述圆的圆心；所述三个激光测距传感器将测量得到的数据分别传送至所述处理器，所 述处理器将数据计算处理得到测量直径，由显示屏显示。
[0005] 测量时，将单晶棒直径测量仪的测量端罩于单晶棒上，三个激光测距传感器测量 出单晶棒相应截面内三个测量点到相应激光测距传感器的距离，由于测量端激光测距传感 器所在圆的半径已知，通过建立二维坐标系确定测量点的坐标，这3个坐标能确定一个三 角形，三角形的外接圆即为单晶棒此处截面的直径，由处理器通过三角形外接圆半径公式 计算得到该直径。
[0006] 进一步地，所述处理器、显示屏均固定在壳体的上部。
[0007] 进一步地，所述壳体的两侧分别对称设有一个向外伸出的水平杆。
[0008] 进一步地，所述壳体下部测量端的底面为内凹弧面。弧面相对于平面可容纳的空 间体积更大，同等条件下能够测量更大直径的单晶棒，适用性更好。
[0009] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型采用激光测距传感器测量 数据，测量精度高、速度快，能够显著提高测量工作效率，降低了人为操作原因的干扰；测量 出的数据经处理器计算得到的直径通过显示屏直接显示，方便人员查看，相对于现有技术 游标卡尺测量时读值，效率更高。本实用新型可以实时测量单晶棒直径，使用方便，可直接 在单晶棒上移动，能够快速测量单晶棒不同位置的直径。
【附图说明】
[0010] 图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；
[0011] 图2是图1的俯视图；
[0012] 图3是本实用新型的系统框图；
[0013] 图4是本实用新型的测量原理图。
[0014] 其中，1、测量端；2、激光测距传感器；3、壳体的上部；4、水平杆；5、显示屏。
【具体实施方式】
[0015] 本实用新型单晶棒直径测量仪通过固定在同一圆的三个四等分点上的三个激光 测距传感器测量单晶棒任意一截面到三个激光测距传感器的距离，将采集到的数值经过处 理器计算来确定单晶棒此处的直径，测量精准、方便。操作人员在单晶棒上移动测量仪，能 够实时测量每一横截面的直径值，实现连续测量，提高效率。
[0016] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0017] 单晶棒直径测量仪，参见图1，包括壳体，壳体的下部为拱桥形测量端1，其底面为 弧度大于等于半圆面的内凹弧面，弧面上设有三个测量面为同平面的激光测距传感器2,其 中两个激光测距传感器2分别位于弧面与过弧面圆心的水平面的交点上，第三个激光测距 传感器2位于弧面与过弧面圆心的垂直面的交点上，即三个激光测距传感器2分别固定在 同一圆的三个四等分点上，三个激光测距传感器2均指向弧面的圆心；壳体的上部3设有 处理器(未画出)和显示屏5,参见图2,其中显示屏5采用液晶显示屏5,设于壳体上部的顶 面，便于观察数据；单晶棒直径测量仪外置电源(未画出），处理器分别与电源、激光测距传 感器2、显示屏5电连接，所述电源通过处理器为激光测距传感器2与显示屏5供电；三个 激光测距传感器2将测量得到的数据分别传送至处理器，处理器将数据计算处理得到测量 直径，由显示屏5显示。处理器选用单片机。
[0018] 测量时，将单晶棒直径测量仪的测量端1罩于单晶棒上，参见图4,三个激光测距 传感器2测算出单晶棒上A、B、C三点到相应激光测距传感器2的距离，分别为al、a2、a3， 测量端1底面弧面的半径已知，设为110mm。以测量端1底面弧面的圆心为原点，分别穿过 三个激光测距传感器2的直线为X轴和Y轴，建立二维坐标系，确定A、B、C三个点的坐标， 即A(0,110-al)，B(a2-110,0)，C(110-a3,0)。单晶棒截面内接三角形的三边分别为AB，AC， BC，其中
[0020] 单晶棒的直径D=2R。
[0021] 对本技术方案的进一步改进，壳体的两侧分别对称设有一个向外伸出的水平杆4。 便于把持单晶棒直径测量仪，保证测量稳定。
[0022] 对本技术方案的进一步改进，壳体上还设有电源开关，方便操作。
【主权项】
1. 单晶棒直径测量仪，包括电源、激光测距传感器（2)、处理器、显示屏（5)，所述处理 器分别与电源、激光测距传感器（2)、显示屏（5)电连接，所述电源通过处理器为激光测距 传感器（2)与显示屏（5)供电，其特征在于：还包括壳体，所述壳体的下部为测量端（1)，呈 拱桥形状，其底面上设有三个激光测距传感器（2)，分别位于同一圆的三个四等分点上，且 三个激光测距传感器（2)的测量面为同平面，测量方向均指向所述圆的圆心；三个激光测 距传感器（2)将测量得到的数据分别传送至所述处理器，所述处理器将数据计算处理得到 测量直径，由显示屏（5)显示。2. 根据权利要求1所述的单晶棒直径测量仪，其特征在于所述处理器、显示屏（5)均 固定在壳体的上部（3)。3. 根据权利要求1所述的单晶棒直径测量仪，其特征在于所述壳体的两侧分别对称设 有一个向外伸出的水平杆（4)。4. 根据权利要求1所述的单晶棒直径测量仪，其特征在于所述壳体下部测量端（1)的 底面为内凹弧面。
【专利摘要】本实用新型涉及单晶棒测量技术领域,具体公开了一种单晶棒直径测量仪，包括电源、激光测距传感器、处理器、显示屏，处理器分别与电源、激光测距传感器、显示屏电连接，电源通过处理器为激光测距传感器与显示屏供电，还包括壳体，壳体的下部为测量端，其底面为弧度大于等于半圆面的内凹弧面，上设有三个测量面为同平面的所述激光测距传感器。通过测量单晶棒任意一截面到3个激光测距传感器的距离，处理器将采集到的数值用外接圆半径公式计算得出单晶棒此处的直径，由显示屏显示，测量精准、快速，读值方便。操作人员在单晶棒上移动测量仪，能够实时测量每一横截面的直径值，实现连续测量，提高效率。
【IPC分类】G01B11/08
【公开号】CN204902779
【申请号】CN201520630520
【发明人】张一
【申请人】英利能源（中国）有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月20日