一种CVD金刚石生长在线检测装置的制作方法

本发明涉及金刚石生长检测，具体为一种cvd金刚石生长在线检测装置。

背景技术：

1、金刚石也是平常人们口中所说的钻石，属于纯碳矿物，是自然界中天然存在的最坚硬的物质，正由于金刚石的高硬度、高耐磨性的特点，使得金刚石成为极佳的工具材料，例如将金刚石用作车削加工的刀具，或用于修整砂轮的工具，同时金刚石传导光的光谱范围宽，在诸多光学检测仪器中也存在应用，但金刚石的资源稀缺，加工费人工费时间，价格及其昂贵，且金刚石矿物普遍较小，难以用作较大的工具使用，因此想要获得价格低的金刚石需要借助其他手段。

2、cvd是化学气相沉积的英文首字母缩写，如甲烷或氢气的含碳气体混合物在高温和低于标准大气压的压力下被激发分解，形成等离子态碳原子，并在基体上沉积交互生长成聚晶体或单晶体的金刚石，这种方式生产时金刚石及其容易出现生长缺陷，导致金刚石的成品率不高，若采用成像仪对其进行检测，成像仪与生长基板的距离较远导致成像模糊不清，操作人员很难进行观测判断。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种cvd金刚石生长在线检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种cvd金刚石生长在线检测装置，包括沉积器、底座，所述沉积器设置在底座上，沉积器的上方设置有输气管、转动盘，沉积器的外侧缠绕有电磁线圈，所述输气管向沉积器中输入高温等离子气体，所述转动盘与沉积器转动连接，所述转动盘上设置有检测塔架，所述检测塔架上滑动设置有升降板，所述升降板的下方设置有检测机构，所述底座内设置有装载台及置换机构，所述装载台上设置有生长基板，所述检测机构对生长基板进行检测，所述置换机构对生长基板进行替换，所述装载台内设置有清洁器，所述清洁器对沉积器及检测机构进行清洁，升降节上设置有抽气单向阀，使用检测机构开始工作前，操作人员使用真空表测量升降节内部的真空度，若升降节内的真空度降低，操作人员利用气泵将升降节内的气体抽出，使检测机构内部抽成真空，防止高温等离子气体的热量对成像仪造成破坏。

3、进一步的，所述沉积器设置有第二电机，所述第二电机上安装有主动齿轮，所述转动盘的外轮廓上开设有齿槽，所述齿槽与主动齿轮相啮合，所述转动盘上设置有第一电机，所述第一电机位于检测塔架的一侧，第一电机上安装有丝杆，所述升降板上开设有螺纹孔，所述丝杆与螺纹孔相配合，第一电机带动丝杆旋转，丝杆通过螺纹使得升降板上下移动，升降板带动升降节、转动节及探测节向下移动，转动盘上开设有供检测机构进入到沉积器的孔，升降节与转动盘上的孔之间形成密封，输气管向沉积器中输入高温的等离子气体，沉积器外的电磁线圈通电产生磁场，约束等离子气体的运动方向，使等离子态的物质向生长基板上沉积，金刚石在生长基板逐渐长厚生成。

4、进一步的，所述检测机构包括升降节、转动节、探测节，所述升降节、转动节、探测节均为中空结构，升降节位于升降板的下方，升降节与升降板滑动连接，所述转动节的上部与升降节的底部球面连接，转动节与升降节的连接处设置有上固定节，所述探测节与转动节的底部球面连接，探测节与转动节的连接处设置有下固定节。

5、进一步的，所述升降节的内部设置有伺服电机，升降节的内部转动安装有蜗轮，所述伺服电机上设置有蜗杆，所述蜗杆与蜗轮配合传动所述蜗轮的两端对称设置有凸轮，两个所述凸轮位于升降节外侧，两个凸轮与蜗轮同轴连接，每个凸轮上开设有凹槽，所述升降板的两端对称设置有耳板，每个所述耳板上设置有销子，两个所述销子分别位于两个凹槽内，探测节仅升降变化时，成像仪的视角无法覆盖生长基板上所有生长的金刚石，当需要调节探测节的位置时，伺服电机通电带动蜗杆旋转，蜗杆带动蜗轮进行旋转，蜗轮与收卷轮同时旋转，收卷轮通过钢索带动执行轮转动，执行轮带动转动节偏转，探测节随之向外侧移动，上固定节与下固定节及两根连杆共同组成平行四边形的四杆机构，不论转动节偏转多大的角度，探测节的姿态始终与升降节的姿态保持一致，使得探测节能够检测径向方向的金刚石生长情况，第二电机通电带动主动齿轮旋转，主动齿轮驱动转动盘旋转，转动盘带动检测机构转动，即使得探测节扫视生长基板上的任意位置，收卷轮放松钢索时，执行轮失去钢索的卷拉力并在有卷簧的作用下复位，成像仪将金刚石生长过程的影像进行实时地反馈，便于操作人员进行观测。

6、进一步的，所述上固定节与下固定节之间至少转动连接有一对连杆，所述转动节与升降节的连接处设置有执行轮，所述升降节内部设置有换向轮，所述蜗轮上同轴设置有收卷轮，所述收卷轮上缠绕有钢索，所述钢索绕过换向轮，钢索的一端缠绕在执行轮上，所述执行轮与上固定节之间设置有卷簧，所述探测节的底部设置有复合滤光片，探测节的内部设置有成像仪，蜗轮同时带动凸轮旋转，升降板上销子的位置固定，凸轮的凹槽沿着销子滑动使得升降节上下移动，当转动节向外偏转时，探测节的位置抬高，凸轮带动升降节同步向下移动，补偿探测节抬高的距离，当转动节转动复位时，探测节的位置降低，凸轮带动升降节同步向上移动，通过凸轮对探测节的落差进行补偿，使得在检测过程中成像仪与生长基板的高度保持一致，成像仪不需要再调节成像焦距，避免了调节过程中图像模糊失焦情况的发生。

7、进一步的，所述装载台滑动安装在底座中，装载台的底部与底座之间设置有弹簧，装载台的两侧开设有导向槽，所述置换机构包括一对置换推架，每个所述置换推架呈躺倒的l形，每个置换推架与底座滑动安装，每个置换推架上设置有第三电机，所述第三电机上安装有小齿轮，所述小齿轮位于置换推架内部，小齿轮的一端露出置换推架，所述底座对应两个置换推架的滑动安装处设置有齿条，两个所述小齿轮分别与两个齿条啮合，金刚石沉积生长完成后，第三电机带动小齿轮转动，小齿轮在齿条上滚动并带动置换推架移动，导向轮顺着导向槽滚动，使得装载台向下移动，装载台带动生长基板下降到底座内，定位轮抵住装载台的上端，防止装载台向上回弹，电磁铁条推动生长基板移动，装载台的一端设置有置放支架，底座设置置放支架的一侧设置有拉窗，置换推架利用电磁铁条将生长基板推到置放支架上，操作人员打开拉窗将生长基板取出，并将新的生长基板推入到置放支架上，随后关上拉窗，置换推架在第三电机的带动下向回移动，电磁铁条吸住生长基板，将生长基板托到装载台上，装载台在弹簧的作用下复位，将生长基板再次送入到沉积器中。

8、进一步的，每个所述置换推架上安装有导向轮，所述导向轮滚动设置在导向槽中，每个所述置换推架上还安装有定位轮，两个所述定位轮之间安装有电磁铁条，所述电磁铁条对生长基板进行吸附。

9、进一步的，所述装载台内部至少设置有一对液压缸，一对所述液压缸对称设置，一对液压缸的活塞杆与清洁器的底部相连接，所述清洁器的底部至少连接有一根清洗管，所述装载台对应清洗管的位置处开设有通孔，所述清洁器的内圈处转动设置有内旋环，所述清洁器的外圈处转动设置有外旋环，所述内旋环及外旋环上均布开设有若干个斜向通槽，装载台对应清洁器的底部还开设有若干个排水孔，所有工作均结束后，清洁器在液压缸的带动下向上移动，抽吸泵将高压的弱酸性液体通过清洗管送入到清洁器中，高压流体通过内旋环及外旋环喷射到上检测机构上及沉积器内壁上，高压流体通过斜向通槽带给内旋环及外旋环旋转的力，使得弱酸性液体的喷淋更加地均匀，弱酸性液体对附着在检测机构及沉积器上的结晶进行腐蚀清洗，防止结晶干涉检测机构的运动导致卡死，清洗用的弱酸性液体通过排水孔排出，污水处理装置对弱酸性液体进行处理，清洗结束后电磁线圈对沉积器内部进行加热干燥，液压缸使清洁器复位。

10、进一步的，所述通孔的一端通过管道连接有抽吸泵，若干个所述排水孔的一端通过管道连接有污水处理装置。

11、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

12、1、通过伺服电机驱动转动节偏转，使探测节随之向外侧移动，不论转动节偏转多大的角度，探测节的姿态始终与升降节的姿态保持一致，使得探测节能够检测径向方向的金刚石生长情况，同时利用凸轮对探测节的落差进行补偿，使得在检测过程中成像仪与生长基板的高度保持一致，成像仪不需要再调节成像焦距，避免了调节过程中图像模糊失焦情况的发生。

13、2、利用抽吸泵将高压的弱酸性液体通过清洗管送入到清洁器中，高压流体通过内旋环及外旋环喷射到上检测机构上及沉积器内壁上，高压流体通过斜向通槽带给内旋环及外旋环旋转的力，使得弱酸性液体的喷淋更加地均匀，弱酸性液体对附着在检测机构及沉积器上的结晶进行腐蚀清洗，防止结晶干涉检测机构的运动导致卡死。

14、3、通过将检测机构内部设置成中空的真空环境，操作人员利用气泵将升降节内的气体抽出，使检测机构内部抽成真空，防止高温等离子气体的热量对成像仪造成破坏。