Как измерить диаметр растущего кристалла кремния

Слиток кремния в ростовой печи, для измерения его размеров подойдет датчик диаметра "фотолинейка"Датчик диаметра «Фотолинейка» — устройство предназначенном для определения диаметра кристалла кремния  в ростовой печи, во время выращивания по  методу Чохральского.

 

 

 

Датчик диаметра «фотолинейка» выполнен на основе пзс линейки sony ilx511 (2048 чувствительных элемента). C помощью оптики изображение фокусируется на линейку, далее обрабатывается встроенным  микроконтроллером. На выходе устройство выдает аналоговый сигнал 0-20 mA в зависимости от диаметра слитка.

Датчик диаметра Фотолинейка в разобранном виде.

схематически, в упрощенном виде, работу датчика диаметра можно представить так:

Как работает датчик диаметра Фотолинейка. Схематическое изображение.

 

Работа датчика диаметра с ПК

Датчик диаметра имеет возможность подключения к ПК через USB адаптер. Для визуализации его работы  используется специальная программа «Camera.exe» , которая в режиме реального времени позволяет наблюдать сигнал с датчика диаметра и результат обработки этого сигнала в виде графических кривых.

видеосигнал который обрабатывает датчик диаметра

 

Верхняя линия красного цвета это график видеосигнала с пзс элементов фотолинейки. Чем больше  уровень яркости элемента в чувствительной зоне датчика диаметра, тем ниже находится точка на графике. Зеленая линия это дифференциал видеосигнала. Белая вертикальная линия показывает какая точка на пзс линейке будет определена как диаметр. Если эта линия окрашивается в синий цвет — значит качество оптического изображения не достаточно для четкого определения диаметра. (Изображение не в фокусе, пересвечено или наоборот затемнено). Решается подстройкой объектива, подбором светофильтров.

Устройство принимает в качестве диаметра первый ярко выраженный дифференциал (если смотреть по картинке с лева на право) и игнорирует последующие (вызванные бликами на, возможно, волнистой поверхности слитка или прямого конуса).

Программирование. Хотя данное устройство изначально позиционируется как датчик диаметра кристалла в ростовых печах, оно может быть запрограммировано и под другие задачи. Например измерения и контроля уровня расплава, путем отслеживания мениска. Либо для отслеживания позиции или размера какого-то объекта с четко выраженной  яркостью (затемнением) относительно окружающего фона, например для считывания спец маркировки нанесенной на объекты для их сортировки или нумерации.

Программирование датчика диаметра осуществляется путем «прошивки» ранее подготовленного *.hex файла во встроенный микроконтроллер фотолинейки, с помощью специальной программы Debug Terminal, при подключении к ПК через USB адаптер.

Програмируем датчик диаметра с помощью Debug Terminal

В качестве датчика диаметра фотолинейка используется на более чем трех десятках печей и давно успела зарекомендовать себя как качественное и надежное средство измерения.

Купить датчик диаметра можно по ссылке)

 

 

 

comments powered by HyperComments
Hosting
2016-05-10 03:36:02
Для определения еще более крупных диаметров можно использовать триангуляционные датчики . Лазерный луч регулируется таким образом, чтобы он падал перпендикулярно оси вращения предмета.
FreeBSD VPS
2016-05-14 18:00:49
Достаточно малые диаметры можно измерять единственным лазерным микрометром . Большие диаметры требуют двух лазерных микрометров для измерения. Диаметр вычисляется путем сложения расстояния между измерительными полями двух датчиков и результатов их измерений.
admin
2016-07-02 12:12:02
Не уверен что с микрометрами и другими лазерными датчиками что то получится. Слиток растет под вакуумом, в закрытом пространстве. Есть одно оптическое окно для визуального контроля, оно находиться под углом к вертикальной оси. Температура расплава около 1400 градусов. При таком излучении лазерные датчики не получат отраженный сигнал. (ИМХО) Если хотите можете приехать к нам на производство со своими приборами и проэкспериментировать