一种柱形石英砣料生长直径的监测装置的制作方法

本技术属于石英玻璃制备，尤其涉及一种柱形石英砣料生长直径的监测装置。

背景技术：

1、石英玻璃具有优越的物化性能，而被誉为“玻璃之王”，是国家战略性产业和支柱性产业发展中不可替代的基础性原材料。比如，在电子信息和半导体行业用作ic芯片和平板显示器生产过程中重要的光掩模基板、石英晶圆片等。

2、现有石英玻璃的制备过程大多在沉积炉等设备内完成。比如中国实用新型专利（名称：《一种石英砣的制造装置 》，公开号： cn216513461u，公开日：2022-05-13）公开了一种石英砣的制造装置，包括：熔炉、靶托、底杆、固定支架、驱动机构；其中，所述熔炉炉顶安装有燃烧器，用于熔融石英原料而形成石英料；所述靶托为圆柱体形状，固定安装在所述底杆顶部，所述石英料在此处堆积形成石英砣；所述固定支架上部固定所述熔炉，下部固定安装在地面；所述固定支架一侧安装有可上下移动的机械臂；所述机械臂上安装有所述底杆；所述驱动机构，用于驱动所述底杆旋转所述靶托和/或驱动所述机械臂移动所述靶托。

3、然而，由于沉积炉的炉内的高温环境，使得柱形石英砣料生长直径的直接监测难以实施。

技术实现思路

1、本实用新型为解决炉内的高温环境，使得柱形石英砣料生长直径的监测难以实施的问题，提供一种柱形石英砣料生长直径的监测装置，通过称重组件和高度测量组件配合获取石英砣料的实时重量和实时高度，然后由plc控制器运算出石英砣料的实时生长直径，并将其作为石英砣料制备的控制参数之一。本实用新型中由于采用间接测量方式，避开了沉积炉炉内的高温环境，操作容易实现。

2、本实用新型采用的技术方案是：

3、一种柱形石英砣料生长直径的监测装置，

4、称重组件，所述称重组件设置在沉积炉内用于承载石英砣料的基础杆上，且所述称重组件随基础杆做轴长方向上下升降运动，但是不随基础杆做轴向旋转运动；

5、高度测量组件，所述高度测量组件设置在沉积炉内用于承载石英砣料的基础杆附近，且所述高度测量组件的一部分随基础杆做轴长方向上下升降运动，但是不随基础杆做轴向旋转运动；

6、plc控制器，所述plc控制器接收所述称重组件测量的石英砣料的实时重量和所述高度测量组件测量的石英砣料的实时重量，计算得到石英砣料的实时生长直径；

7、显示器，所述显示器用于显示所述称重组件测量的石英砣料的实时重量、所述高度测量组件测量的石英砣料的实时重量以及所述plc控制器计算得到的石英砣料的实时生长直径。

8、进一步地，所述称重组件包括：

9、上支撑板；

10、下支撑板，所述下支撑板与所述上支撑板平行；

11、称重传感器，所述称重传感器设置在所述上支撑板和所述下支撑板之间。

12、进一步地，所述称重传感器设有两个及两个以上；两个及两个以上所述称重传感器呈圆周方式均匀布置，其布置的几何中心与基础杆的轴向中心重合。

13、进一步地，所述称重组件还包括槽型支撑座；所述槽型支撑座的槽长方向与所述下支撑板的上表面垂直；所述槽型支撑座的下端与所述下支撑板连接；所述槽型支撑座的上端对应的所述上支撑板的下表面上开设有一凹槽；所述槽型支撑座的上端插入到所述凹槽内，其外壁与所述凹槽的内侧壁滑动接触；所述槽型支撑座的上端端面与所述凹槽的槽底壁之间具有间隙；所述称重传感器位于所述槽型支撑座的槽内侧区域，其上下两端分别与所述凹槽的槽底壁以及所述下支撑板的上表面连接。

14、进一步地，所述称重组件还包括槽型支撑座；所述槽型支撑座的槽长方向与所述上支撑板的下表面垂直；所述槽型支撑座的上端与所述上支撑板连接；所述槽型支撑座的下端对应的所述下支撑板的上表面上开设有一凹槽；所述槽型支撑座的下端插入到所述凹槽内，其外壁与所述凹槽的内侧壁滑动接触；所述槽型支撑座的下端端面与所述凹槽的槽底壁之间具有间隙；所述称重传感器位于所述槽型支撑座的槽内侧区域，其上下两端分别与所述上支撑板的下表面以及所述凹槽的槽底壁连接。

15、进一步地，所述槽型支撑座具有夹层或者蛇形流道；所述夹层或者所述蛇形流道内循环流动有液体介质。

16、进一步地，所述高度测量组件包括：

17、镜座；

18、反射镜，所述反射镜设置在所述镜座上；

19、干涉镜；

20、激光干涉仪，所述激光干涉仪的光路、所述干涉镜的中心以及所述反射镜的中心在同一直线上。

21、本实用新型的有益效果是：

22、本实用新型设计了一种柱形石英砣料生长直径的监测装置，通过称重组件和高度测量组件配合获取石英砣料的实时重量和实时高度，然后由plc控制器运算出石英砣料的实时生长直径，并将其作为石英砣料制备的控制参数之一。本实用新型中由于采用间接测量方式，避开了沉积炉炉内的高温环境，操作容易实现。

技术特征：

1.一种柱形石英砣料生长直径的监测装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的柱形石英砣料生长直径的监测装置，其特征在于，所述称重组件包括：

3.根据权利要求2所述的柱形石英砣料生长直径的监测装置，其特征在于，所述称重传感器设有两个及两个以上；两个及两个以上所述称重传感器呈圆周方式均匀布置，其布置的几何中心与基础杆的轴向中心重合。

4.根据权利要求3所述的柱形石英砣料生长直径的监测装置，其特征在于，所述称重组件还包括槽型支撑座；所述槽型支撑座的槽长方向与所述下支撑板的上表面垂直；所述槽型支撑座的下端与所述下支撑板连接；所述槽型支撑座的上端对应的所述上支撑板的下表面上开设有一凹槽；所述槽型支撑座的上端插入到所述凹槽内，其外壁与所述凹槽的内侧壁滑动接触；所述槽型支撑座的上端端面与所述凹槽的槽底壁之间具有间隙；所述称重传感器位于所述槽型支撑座的槽内侧区域，其上下两端分别与所述凹槽的槽底壁以及所述下支撑板的上表面连接。

5.根据权利要求3所述的柱形石英砣料生长直径的监测装置，其特征在于，所述称重组件还包括槽型支撑座；所述槽型支撑座的槽长方向与所述上支撑板的下表面垂直；所述槽型支撑座的上端与所述上支撑板连接；所述槽型支撑座的下端对应的所述下支撑板的上表面上开设有一凹槽；所述槽型支撑座的下端插入到所述凹槽内，其外壁与所述凹槽的内侧壁滑动接触；所述槽型支撑座的下端端面与所述凹槽的槽底壁之间具有间隙；所述称重传感器位于所述槽型支撑座的槽内侧区域，其上下两端分别与所述上支撑板的下表面以及所述凹槽的槽底壁连接。

6.根据权利要求4或5所述的柱形石英砣料生长直径的监测装置，其特征在于，所述槽型支撑座具有夹层或者蛇形流道；所述夹层或者所述蛇形流道内循环流动有液体介质。

7.根据权利要求1~5中任意一项所述的柱形石英砣料生长直径的监测装置，其特征在于，所述高度测量组件包括：

技术总结
本技术提供一种柱形石英砣料生长直径的监测装置，属于石英玻璃制备技术领域。该监测装置包括称重组件、高度测量组件、PLC控制器和显示器。称重组件设置在沉积炉内用于承载石英砣料的基础杆上。高度测量组件设置在沉积炉内用于承载石英砣料的基础杆附近。PLC控制器接收称重组件测量的石英砣料的实时重量和高度测量组件测量的石英砣料的实时重量，计算得到石英砣料的实时生长直径。显示器用于显示称重组件测量的石英砣料的实时重量、高度测量组件测量的石英砣料的实时重量以及PLC控制器计算得到的石英砣料的实时生长直径。本技术中由于采用间接测量方式，避开了沉积炉炉内的高温环境，操作容易实现。

技术研发人员：幸刚,何海建,付江
受保护的技术使用者：江油神光石英科技有限公司
技术研发日：20240705
技术公布日：2025/3/31