一种软轴晃动主动干预稳定装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种稳定装置，尤其是一种用于提拉法晶体生长炉上的软轴晃动主动 干预稳定装置。
【背景技术】
[0002] 晶体生长时把要提炼的材料置于容器内，加热使之融化成溶液。重锤下面安放同 材料的籽晶，靠卷丝轮旋转向下移动籽晶到溶液面，由提拉头旋转带动籽晶旋转，同时缓慢 提拉，溶液在籽晶表面有序凝固，可生长出固态大尺寸晶体材料。但是由于软轴旋转，炉体 震动，保护气体流动，熔液的不规则流动等因素的影响，软轴会发生单摆晃动，影响晶体品 质，也制约了轴转速的提升，不能进一步优化工艺。
[0003] 对于这种不利的晃动，已经有了一些措施，比如，软绳在某处穿过一个小环，当晃 动到一定幅度时，碰到小环，起到阻尼的作用。这种方法简单，但由于小环的位置只能偏上 部，以及中心定位的问题，实际效果不好；有时安装不当，反而加剧晃动。另一个办法是在某 处伸进一个带叉的杆，人工用叉稳定软绳。这对操作员要求较高，也不适合长时间使用。专 利201010536014. 7提出了一种使用磁力的办法，由于要对软绳通电以及外加磁场，技术和 成本都麻烦，市场上也未见应用。另外，也有对阻尼小环进行改良的，等等，但都没有很好解 决晃动问题。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：提供一种结构简单，稳定效果好的软轴晃动主动干 预稳定装置。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种软轴晃动主动干预稳定装置， 设置于提拉法晶体生长炉的提拉头下方，包括呈"十"字交叉垂直设置在金属软绳外侧的两 个阻尼杆；所述的阻尼杆的两端直径不相等；阻尼杆直径较小的一端的端面为软绳的接触 面；所述阻尼杆直径较大的一端的端面设置有磁铁；所述的阻尼杆具有台阶；所述的台阶 上套接有弹簧；所述的阻尼杆的二分之一段设置于螺线管内。
[0006] 进一步的说，本发明所述的阻尼杆为陶瓷耐磨材料制成的实心小杆；所述的阻尼 杆的一端直径为9~IOmm ;另一端直径为19~20mm，所述的阻尼杆长度为30~40mm。或 者本发明所述的阻尼杆为一端具有喷气嘴的气动杆，可通过可控电动、气动等机械动作进 行阻尼。
[0007] 再进一步的说，为了实现软绳晃动的监控，从而提取出晶体晃动的方向和大小，提 供给控制系统，产生所需螺线管的电流，最终阻尼晶体的晃动，本发明所述的金属软绳的外 侧还设置有激光发射装置，所述的激光发射装置发射平行激光光束；所述的激光光束穿透 过圆形带螺纹透明窗口照射金属软绳并在金属软绳背面产生投影；与激光发射装置相对应 的位置处设置有感光器，感受投影位置。所述的激光发射装置为两个LED激光发射器；所述 的两个LED激光发射器呈90°角相互垂直放置；所述的LED激光发射器的对射视线相互垂 直；所述的金属软绳设置在激光对视区域的正中心；所述的感光器的个数为两个，两个感 光器分别对应两个LED激光发射器的位置设置；所述的两个感光器也呈90°角相互垂直放 置。这样可以通过检测软绳的位置移动，得到晶体的晃动在XY轴相互垂直方向上的大小。
[0008] 本发明还包括设置在提拉法晶体生长炉主炉室上的C⑶视觉检测装置；所述的 CCD视觉检测装置通过设置在主炉室顶部的透明观察窗检测炉体内的晶体的晃动量和晃动 方向，从而提供给控制系统进行有效阻尼。
[0009] 本发明的有益效果是，解决了【背景技术】中存在的缺陷，通过在阻尼杆的一端附上 磁性材料，在受控电磁力的作用下，从交叉垂直的两个方向，以恰当的时机碰触软绳，主动 干预晃动的软绳，使晃动逐渐减小，最终达到工艺要求；并且通过对于螺线管的电流，周期 等参数的灵活控制，能产生各种要求的阻尼力，应对各种软绳的摆动。
【附图说明】
[0010] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011] 图1是本发明的使用状态图；
[0012] 图2是本发明的结构示意图；
[0013] 图3是本发明激光对射装置的位置示意图；
[0014] 图中：1、提拉头；2、卷丝轮；3、稳定装置；31、阻尼杆；32、垂直方向阻尼杆；33、磁 铁；34、弹簧；35、螺线管；4、金属软绳；5、副炉室；6、重锤；7、晶体；8、主炉室；9、溶液；10、 籽晶；11、保护气体入口；12、激光对射装置；13、感光器；14、圆形带螺纹透明窗；15、C⑶视 觉检测装置；16、透明观察窗。
【具体实施方式】
[0015] 现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的 示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0016] 如图1所示的提拉法晶体生长炉：包括提拉头1，提拉头1在生长炉顶端、副炉室5 的上面；内部设有卷丝轮2。卷丝轮2上面缠绕并垂下由多股钢丝或钨合金丝等材料组成 的金属软绳4,金属软绳4下端悬挂一重锤6。金属软绳4的直径一般在2至4_之间。提 拉头1有两个旋转运动，一个是卷丝轮旋转，一个是可以以软绳为轴线整个提拉头旋转。把 要提炼的材料置于容器内，加热使之融化成溶液。重锤6下面安放同材料的籽晶10,靠卷丝 轮旋转向下移动籽晶到溶液面，由提拉头旋转带动籽晶旋转，同时缓慢提拉，随着籽晶的作 用可生长出固态大尺寸晶体7材料。
[0017] 如图2所示的一种软轴晃动主动干预稳定装置3,设置于提拉法晶体生长炉的提 拉头1下方，包括呈"十"字交叉垂直设置在金属软绳外侧的两个阻尼杆；阻尼杆的两端直 径不相等；一端直径在IOmm左右，端面是软绳的接触面；一端直径在20_左右；附块磁铁 33,中间有个台阶，阻尼杆长度30-40mm左右。台阶处放上一个弹簧34,没有电磁力的情况 下，固定阻尼杆的位置。阻尼杆的一半进入到一个螺线管35内，当螺线管通电，产生磁场， 和阻尼杆上的磁铁相互作用，克服弹簧的压力，进行运动，进而碰触软绳，产生阻尼力。由于 螺线管的电流，周期等参数能灵活控制，所以能产生各种要求的阻尼力，应对各种软绳的摆 动。
[0018] 利用陶瓷耐磨材料制成的小杆，小杆一头附上磁性材料，在受控电磁力的作用下， 从垂直的两个方向，以恰当的时机碰触软绳，主动干预晃动的软绳，使晃动逐渐减小，最终 达到工艺要求。由于陶瓷材料光滑耐磨耐温等特性，接触的力又很微小，最大10克左右，所 以不会对软绳造成潜在破坏。
[0019] 本发明的设计原理是：
[0020] 在一个平面上的任何运动，都可以分解到相互垂直的两条轴上，比如X、Y直角坐 标轴。
[0021]