晶体生长炉供气系统的制作方法

本实用新型涉及晶体生长设备技术领域，特别是涉及一种晶体生长炉供气系统。

背景技术：

目前晶体生长是在密封的单晶炉内进行，在晶体生长结束后，将晶体从坩埚中取出，再放置到专门的退火炉中进行退火。由于坩埚外的温度较低，晶体容易受到很大的热冲击，且晶体的降温过程始终处于一个较大的温度梯度场中，晶体内部容易积聚较大的热应力，影响晶体的质量。在晶体生长炉内对晶体进行退火可有效解决上述问题，但是在晶体生长炉内进行退火需要很好地控制进入晶体生长炉内的气氛比例等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种晶体生长炉供气系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：晶体生长炉供气系统，包括液氮罐、液氧罐、第一汽化器、第二汽化器、第一出口阀、第二出口阀、第一单向阀、第二单向阀、第一流量计和第二流量计，所述液氮罐的排液口与第一出口阀的进液口连通，所述第一出口阀的排液口经连接管与第一单向阀的进液口连通，所述第一单向阀的排液口经连接管与第一汽化器的进液口连通，所述第一汽化器的排气口经连接管与晶体生长炉的进气口连通，所述第一汽化器和晶体生长炉之间的连接管上设有第一流量计，所述液氧罐的排液口与第二出口阀的进液口连通，所述第二出口阀的排液口经连接管与第二单向阀的进液口连通，所述第二单向阀的排液口经连接管与第二汽化器的进液口连通，所述第二汽化器的排气口经连接管与晶体生长炉的进气口连通，所述第二汽化器和晶体生长炉之间的连接管上设有第二流量计。

优选的，所述第一汽化器和第一流量计之间的连接管上设有第一稳压阀，所述第二汽化器和第二流量计之间的连接管上设有第二稳压阀。

优选的，所述晶体生长炉供气系统还包括控制装置，所述控制装置的第一输入端与第一流量计的输出端信号连接，所述控制装置的第二输入端与第二流量计的输出端信号连接，所述控制装置的第一输出端与第一出口阀的控制端信号连接，所述控制装置的第二输出端与第二出口阀的控制端信号连接。

优选的，所述晶体生长炉供气系统还包括第三单向阀和第一充装阀，所述液氮罐的进液口经连接管与第三单向阀的排液口连通，所述第三单向阀的进液口与第一充装阀的排液口连通；

所述晶体生长炉供气系统还包括第四单向阀和第二充装阀，所述液氧罐的进液口经连接管与第四单向阀的排液口连通，所述第四单向阀的进液口与第二充装阀的排液口连通。

优选的，所述连接管为隔热管。

优选的，所述晶体生长炉供气系统还包括用于检测液氮罐中液位的第一液位计和用于检测液氧罐中液位的第二液位计，所述第一液位计的输出端与控制装置的第三输入端信号连接，所述第二液位计的输出端与控制装置的第四输入端信号连接，所述控制装置的第三输出端与第一充装阀的控制端信号连接，所述控制装置的第四输出端与第二充装阀的控制端信号连接。

优选的，所述晶体生长炉供气系统还包括报警器，所述报警器的输入端与控制装置的第五输出端信号连接。

优选的，所述控制装置上设有无线通信模块，所述控制装置经无线通信模块与监控中心信号连接。

优选的，所述液氮罐的排液口设置在液氮罐的底部，所述液氮罐的进液口设置在液氮罐的顶部；

所述液氧罐的排液口设置在液氧罐的底部，所述液氧罐的进液口设置在液氧罐的顶部。

本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型中，用户可以通过第一流量计和第二流量计准确地了解氮气和氧气的流量，根据氮气和氧气的流量对第一出口阀和第二出口阀进行调节，使得送至晶体生长炉内的氮气和氧气比例符合要求，有利于完成炉内退火；

（2）第一汽化器和第二汽化器的前端设有第一单向阀和第二单向阀，可以防止液氮、液氧逆流，提高了供气的安全性；

（3）液氮罐和液氧罐的进液口处设有第三单向阀和第四单向阀，可以防止进行液氮和液氧加注时液氮和液氧的逆流，提高了液氮和液氧加注的安全性；

（4）连接管采用隔热管，可以阻隔管内外的热交换，避免液氮和液氧提前汽化等；

（5）控制装置根据第一流量计和第二流量计的检测结果调节第一出口阀和第二出口阀，实现了氮气和氧气供应流量、比例的自动化调节，减轻了用户的工作量，提高了调节的准确性和及时性；

（6）控制装置根据第一液位计和第二液位计的检测结果调节第一充装阀和第二充装阀，当液氮、液氧余量过低时进行控制第一充装阀和第二充装阀进行液氮、液氧的加注，实现了液氮和液氧加注的自动化控制，提高了液氮和液氧加注的及时性，减轻了用户的工作量；

（7）无线通信模块实现了控制装置和监控中心之间的数据传输，使得用户可以进行远程监控；

（8）液氮罐和液氧罐的进液口和排液口分别设置在自身的顶部和底部，实现了液氮和液氧的先进先出。

附图说明

图1为晶体生长炉供气系统的组成示意图；

图2为控制装置的电路框图；

图中，1—液氮罐，2—液氧罐，3—第一汽化器，4—第二汽化器，5—第一出口阀，6—第二出口阀，7—第一单向阀，8—第二单向阀，9—第一流量计，10—第二流量计，11—第一稳压阀，12—第二稳压阀，13—第三单向阀，14—第四单向阀，15—第一充装阀，16—第二充装阀。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1-2，本实施例提供了一种晶体生长炉供气系统：

如图1所示，晶体生长炉供气系统，包括液氮罐1、液氧罐2、第一汽化器3、第二汽化器4、第一出口阀5、第二出口阀6、第一单向阀7、第二单向阀8、第一流量计9和第二流量计10，所述液氮罐1的排液口经连接管与第一出口阀5的进液口连通，所述第一出口阀5的排液口与第一单向阀7的进液口连通，所述第一单向阀7的排液口经连接管与第一汽化器3的进液口连通，所述第一汽化器3的排气口经连接管与晶体生长炉的进气口连通，所述第一汽化器3和晶体生长炉之间的连接管上设有第一流量计9，所述液氧罐2的排液口与第二出口阀6的进液口连通，所述第二出口阀6的排液口经连接管与第二单向阀8的进液口连通，所述第二单向阀8的排液口经连接管与第二汽化器4的进液口连通，所述第二汽化器4的排气口经连接管与晶体生长炉的进气口连通，所述第二汽化器4和晶体生长炉之间的连接管上设有第二流量计10。

工作过程为：将液氮罐1和液氧罐2充满，打开第一出口阀5、第二出口阀6、第一单向阀7和第二单向阀8，液氮和液氧汽化后送入晶体生长炉内；根据第一流量计9和第二流量计10的检测结果，对第一出口阀5和第二出口阀6进行调节，从而保证氮气和氧气的供应比例符合要求。由于第一单向阀7和第二单向阀8的存在，可以防止发生液氮和液氧的逆流，提高了供气的安全性。

所述晶体生长炉供气系统还包括第三单向阀13和第一充装阀15，所述液氮罐1的进液口经连接管与第三单向阀13的排液口连通，所述第三单向阀13的进液口与第一充装阀15的排液口连通；所述晶体生长炉供气系统还包括第四单向阀14和第二充装阀16，所述液氧罐2的进液口经连接管与第四单向阀14的排液口连通，所述第四单向阀14的进液口与第二充装阀16的排液口连通。第三单向阀13和第四单向阀14可以防止液氮和液氧加注时发生逆流，提高了液氮和液氧加注的安全性；通过调节第一充装阀15和第二充装阀16可以调节加注速度。

为了便于用户了解液氮罐1和液氧罐2内液氮和液氧的余量情况，所述液氮罐1上设有用于检测罐内液氮余量的第一液位计，所述液氧罐2上设有用于检测罐内液氧余量的第二液位计。所述液氮罐1上还设有用于检测液氮罐1内压力的第一压力表和用于对液氮罐1进行增压的第一增压阀，所述液氧罐2上还设有用于检测液氧罐2内压力的第二压力表和用于对液氧罐2进行增压的第二增压阀，保证液氮罐1和液氧罐2内的压力符合要求。

所述第一汽化器3和第一流量计9之间的连接管上设有第一稳压阀11，所述第二汽化器4和第二流量计10之间的连接管上设有第二稳压阀12，可以供气压力恒定，通过氮气和氧气的补充将炉内压力控制在0.01-0.02MPa，并保证炉内压力恒定，有利于炉内退火的完成，提高晶体质量。

所述连接管采用隔热管，可以阻隔管内外的热交换，避免液氮和液氧提前汽化等情况的发生。

如图2所示，所述晶体生长炉供气系统还包括控制装置，所述控制装置的第一输入端与第一流量计9的输出端信号连接，所述控制装置的第二输入端与第二流量计10的输出端信号连接，所述控制装置的第三输入端与第一液位计信号连接，所述控制装置的第四输入端与第二液位计信号连接，所述控制装置的第一输出端与第一出口阀5的控制端信号连接，所述控制装置的第二输出端与第二出口阀6的控制端信号连接，所述控制装置的第三输出端与第一充装阀15的控制端信号连接，所述控制装置的第四输出端与第二充装阀16的控制端信号连接。控制装置接收第一流量计9和第二流量计10的检测结果，并将检测结果与预先设定的阈值进行比较，当检测结果与阈值不符时，控制装置向第一出口阀5和第二出口阀6发送信号，对液氮和液氧的流量进行调节；控制装置接收第一液位计和第二液位计的检测结果，当检测到的液位低于预设值时，控制装置向相应的第一充装阀15和第二充装阀16发送信号，进行液氮和液氧的加注。本实施例实现了氮气和氧气流量的自动化调节、以及液氮和液氧的自动化加注，提高了流量调节的准确性和及时性，以及液氮和液氧加注的及时性，并减轻了用户的工作量。

所述控制装置包括微处理器、显示屏、按键和无线通信模块。所述微处理器的第一输入端与第一流量计9的输出端信号连接，所述微处理器的第二输入端与第二流量计10的输出端信号连接，所述微处理器的第三输入端与第一液位计信号连接，所述微处理器的第四输入端与第二液位计信号连接，所述微处理器的第五输入端与按键连接。所述微处理器的第一输出端与第一出口阀5的控制端信号连接，所述微处理器的第二输出端与第二出口阀6的控制端信号连接，所述微处理器的第三输出端与第一充装阀15的控制端信号连接，所述微处理器的第四输出端与第二充装阀16的控制端信号连接，所述微处理器的第六输出端与显示屏连接，所述微处理器还与无线通信模块连接。用户通过按键和显示屏可以进行相关参数的现场设置和查看；同时，用户还可以通过监控中心进行参数的远程设置和查看，实现了供气的远程监控。

所述晶体生长炉供气系统还包括报警器，所述报警器的输入端与微处理器的第五输出端信号连接，在出现异常情况时微处理器向报警器发送报警信号，报警器进行报警提醒用户；所述报警器为声光报警器。

所述液氮罐1的排液口设置在液氮罐1的底部，所述液氮罐1的进液口设置在液氮罐1的顶部；所述液氧罐2的排液口设置在液氧罐2的底部，所述液氧罐2的进液口设置在液氧罐2的顶部；实现了液氮和液氧的先进先出，避免了先加注的液氮和液氧长期陈放在罐内的问题。

可以理解的是，本实施例中的液氮罐1、液氧罐2、第一汽化器3、第二汽化器4、第一流量计9、第二流量计10等功能器件采用现有的相应产品即可，本申请不涉及对这些功能器件本身的改进，在了解本实施例的方案的基础上，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体的功能器件并且完成功能器件之间的连接，无需付出创造性劳动即可实现本申请目的并获得相应的技术效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。