Устройство непрерывного контроля массы выращиваемых монокристаллов

Союз Советских

Социалмстнческнх

Республкк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕЙ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»>713228 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.07.78 (21) 2646698/18-10 с присоединением заявки Pk(23) Приоритет (5 )м. К>.

6 01 G 9/00

36оуАаротаеииый комитет

СССР по делом изаоретеиий и открытий

Опубликовано 07. 10. 81, Бюллетень Щ 37 (53) УДК 681.26 (088.8}

Дата опубликования описания 07. 10. 81

Я.В. Васильев, В.Н. Мамонтов, M.Е. Медник и А.И. Совертков (72) Авторы изобретения

Институт неорганической химии Сибирского отделения АН СССР и Новосибирский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (7!) Заявители (54} УСТРОЙСТВО НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ

МАССЫ ВЫРАЩИВАЕМЫХ МОНОКРИСТАЛЛОВ,„(1

1О

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов и может быть приме1 нено для непрерывного контроля массы расплава при выращивании монокристаллов из расллава преимущественно методом Чохральского, главным образом, в системах с автоматическим, управлением процессом.

Известны весы для физико-химических исследований (1), содержащие аналитические. весы, помещенные в корпус; к серьге весов прикреплен вертикальный кварцевый стержень, несущий тигель, размещенный в трубчатой печи. Автоматическое определение и регистрация угла отклонения коромысла осуществляются с помощью электронной следящей системы.

Известные весы для контроля массы выращиваемых монокристаллов требуют серьезной реконструкции, без которой их использование нецелесообразно.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство

j2), содержащее помещенные в корпус и установленные на основании рычажные весы с механизмом гиревого уравновешивания и преобразователями усилия и угловых перемещений весового рычага и струнку, t1rapнирно связанную одним концом с тягой соединяющей весовой рычаг с тиглем, расположенным в камере установки для выращивания монокристаллов.

Такое исполнение приводит к уменьшению устойчивости штока с тиглем и к повышению погрешности взвешивания массы с расплавом от действия боковых сил, создаваемых вращением кристалла, и опрокидывающего момента, возникающего при повышении центра тяжести груза в силу неточной юстиро в к и системы.

Целью изобретения является повышение точности контроля массы расплава и устойчивости измерительной системы. Эта цель достигается тем, что струнка помещена в камеру установки для выращивания монокристаллов и кинематически связана вторым концом с жестко закрепленным на основанив весов кронштейном; связь струнки с тягой и кронштейном осуществлена с помощью

71 горизонтальных упругих ленточных шарниров, размещенных на краях струнки. На чертеже схематически изображено устройство.

Устройство непрерывного контроля массы выращиваемых монокристаллов состоит из корпуса 1 весов, основания 2, весового рычага 3 с рейтерным механизмом 4, преобразователя 5 угловых перемещений весового рычага в электрический сигнал, магнитоэлектрического силового преобразователя 6, тяги 7, струнки 8, штока .9 с тиглем 10, кронштейна

11, упрУгих ленточных шарниров 12 - 14, сочленения 15 корпуса весов с камерой 16 установки для выращивания монокристаллов.

К корпусу 1 весов жестко прикреплено основание 2, к которому с помощью разнесенных на большое расстояние упругих опорных шарниров 13 подвешен весовой рычаг 3.

Усилие, создаваемое контролируемой массой тигля 10 с расплавом, находящегося в вакуумноплотной камере 16, передается на весовой рычаг 3 с помощью штока 9 и тяги 7, соединенной с весовым рычагом через грузоприемный шарнир 12. Кронштейн 11 нижним концом жестко прикреплен к основанию 2, а верхним введен через сочленение 15 в камеру

16. Устойчивость и центрирование тяги 7 обеспечивается находящейся в камере установки стрункой 8, изготовленной в виде жесткой

Н-образной рамы, соединенной с помощью горизонтальньтх ленточных упругих шарниров 14 с верхними концами тяги 7 и кронштейна 11

В качестве упругих шарниров 12-14 применена лента из прецизионного сплава.

Тяга 7, струнка 8 и грузоприемное плечо весового рычага 3 образуют шарнирный параллелограмм, что обеспечивает сохранение вертикального положения тяги 7 и штока 9 при поворотах струнки 8 и весового рычага

3 под действием измеряемых усилий.

Первоначальное уравновешиванне контролируемой массы осуществляется рейтерным механизмом 4. При изменении массы распла-, ва в процессе выращивания равновесие

3228 4 нарушается, что приводит к повороту струнки 8 и весового рычага 3 и, следовательно, к появлению сигнала на выходе преобразователя

5 перемещений. Этот сигнал подается на вход операционного усилителя, к выходу которого

5 подключен магнитоэлектрический снловои преобразователь 6, создающий усилие, уравновеши-. вающее изменение массы и возвращающее весовой рычаг к исходному положению.

Выходным сигналом устройства является величина силы тока, проходящего через магнитоэлектрический силовой преобразователь 6, которая пропорциональна изменению контролируемой массы.

Формула изобретенная

1. Устройство непрерывного контроля массы вырашиваемых монокрнсталлов, содержащее помещенные в корпус и установленные на основании рычажные весы с механизмом гиревого уравновешивания и преобразователями усилия и угловых перемещений весового рычага и с1рунку, шарнирно связанную одним концом с тягой, соединяющей весовой рычаг с тиглем, помещенным в камеру установки для выращивания монокрис25таллов,отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля массы расплава, струнка помещена в камеру установки для выращивания монокрнсталлов и кинематически связана вторым концом с

Зр жестко закрепленным на основании весов кронштейном.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости измерительной системы, связь

35 струнки с тягой и кронштейном осуществлсна с помощью горизонтальных упругих ленточных шарниров, размещенных на краях струнки, Источники информации, 4О принятые во внимание при экспертизе

1. кедровский С.С. Весы для физикохимических исследований. -"Техника измерения массы". М., Стандартгиз, 1961, с.150-152.

2. Mateika О. и др. journo t of CrystaÐ

Growth. (30) 1975, р. 311-316 (прототип) .

713228

Редактор Л. Письман Техред М.Голинка Корректор О.Билак

Заказ 8666/51 Тираж 705 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4