Устройство для регулироваииу. диаметра стержня в процессе бестигельной зонной плавки

 

2Ю844

Савв Советских

Яациалнстичаских

Раcnyблик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 12g, 17/10

21с, 46/51

Заявлено 06 1.1967 (№ 1127762/22-1) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 8.11.1968. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 11.IV.19á8

МП1(В 011

G 051

УДК 669.054.046.512-531..1.002.52 (088.8) Номитет оо селам изобретений и открытий ари Совете Министров

СССР

Автор изобретения

В. М. Бындин

Всесоюзный научно-исследовательский институт токов высокой частоты имени В. П. Вологдина

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИАМЕТРА СТЕРЖНЯ

В ПРОЦЕССЕ БЕСТИГЕЛЬНОЙ ЗОННОЙ ПЛАВКИ

Известно устройство для регулирования диаметра стержня в процессе бестигельной зонной плавки, включающее оптическую систему со щелевой диафрагмой, фокусирующую изображение участка расплавленной зоны, программирующее устройство с передающей телевизионной трубкой и регулятор, осуществляющий изменение режима плавки при отклонении величины диаметра от заданной.

Отличительной особенностью описываемого устройства является выполнение программирующего устройства с установленным непосредственно перед телевизионной трубкой источником света, снабженным щелевой диафрагмой, и с отклоняющей системой телевизионной трубки, установленной таким образом, чтобы строчная развертка осуществлялась вдоль образующей стержня и перпендикулярно щелям диафрагм. При таком выполнении устройства повышается точность регулирования, так как исключается влияние переменной освещенности в течение процесса вследствие запыления окна камеры.

На чертеже схематически изображено описываемое устройство.

Устройство, предназначено преимущественно для регулирования и стабилизации диаметра стержня 1 в процессе бестигельной зонной плавки. Изображение участка расплавленной зоны 2 у фронта кристаллизации, создаваемой высокочастотным пндуктором 8, фокусируется объективом 4 со щелевой диафрагмой

5 на мишень видикона б телевизионной трубки. Одновременно на мишень попадает све5 товое изображение от источника 7 света, снабженного щелевой диафрагмой 8, щель которой расположена под щелью диафрагмы 5.

Отклоняющая система 9 телевизионной трубки установлена таким образом, чтобы

10 строчная развертка осуществлялась вдоль образующей перекристаллизуемого стержня и перпендикулярно щелям диафрагм. Питание отклоняющая система получает от генератора 10 строчной развертки и генератора 11 раз15 вертки кадров, работа которых синхронизируется синхрогенератором 12. Сигнал с видикона поступает на видеоусилитель 18 и в схему разделения сигнала, содержащую киппреле 14, линию задержки 15 и кипп-реле 1б;

20 освещенность эталонного изображения, создаваемого источником света, выбирается в два раза больше максимальной освещенности изображения расплавленной зоны, в связи с чем сигналы на выходе видикона имеют раз25 личные амплитуды. При пересечении электронным лучом измеряемого и эталонного изображений на мишени по вертикали вырабатываются импульсы, число которых, в случае соответствия величины диаметра стержня

30 заданной, одинаково.

210844

Составитель Т. Г. Фирсова

Редактор Т, Н. Каранова Техред А. А. Камышиикова Корректоры: E. H. Гудзова и 3. И. Тарасова

Заказ 598/5 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

При отклонении величины диаметра от заданной равенство числа импульсов с разными амплитудами нарушается. После разделения и стабилизации по длительности импульсы поступают в усилители-ограничители 17 и 18, затем в фильтры 19 и 20 и в схему 21 сравнения, где выделяется сигнал рассогласования, пропорциональный, величине отклонения диаметра от заданного, Сигнал рассогласования поступает,в усилитель 22 мощности регулятора, осуществляющего перемещение:верхнего штока 28 при помощи привода 24 с электродвигателем 25. Перемещение штока вызывает изменение высоты зоны и вследствие этого величины диаметра кристаллизующегося стержня.

Для программного изменения диаметра стержня оптическая система с передающей телевизионной трубкой может быть снабжена приводом перемещения в горизонтальной плоскости.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования диаметра стержня в процессе бестигельной зонной плавки, вклю гающее оптическую систему со щелевой диафрагмой, программирующее устройство с телевизионной трубкой

1о и регулятор, стличаюи ееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, программирующее устройство выполнено с установленнысм непосредственно перед телевизионной трубкой источником света, снабженным щеле15 BofI gHIIô BBмой, IIpHBe3I отклоняющая cICcTeма телевизионной трубки установлена таким образом, чтобы строчная развертка осуществлялась вдоль образующей стержня и пер- енднкулярно щелям диафрагм.

Устройство для регулироваииу. диаметра стержня в процессе бестигельной зонной плавки Устройство для регулироваииу. диаметра стержня в процессе бестигельной зонной плавки 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к выращиванию монокристаллов из расплава зонной плавкой при температурном градиенте с использованием нагревательного элемента, находящегося в контакте с расплавленной зоной, форма которой управляется, а подпитка осуществляется с помощью механизма для перемещения загрузки

 // 279598

 // 327942

Изобретение относится к технике очистки веществ и обеспечивает повышение эффективности очистки за счет стабилизации ширины зоны

Изобретение относится к металлургии, а именно - к выращиванию монокристаллов методом бестигельной зонной плавки с электронно-лучевым нагревом. Способ включает затравление кристалла из расплавленной зоны, выдержку в течение заданного времени и вытягивание монокристалла на затравку из расплавленной зоны в градиенте температуры, в процессе которого осуществляют контроль величины диаметра центральной симметричной части расплавленной зоны, при этом величину диаметра фронта кристаллизации выбирают с заданной поправкой, учитывающей допустимое отклонение диаметра выращиваемого монокристалла от заданного, и поддерживают эту величину постоянной в течение всего процесса выращивания путем регулирования величины диаметра центральной симметричной части расплавленной зоны, в частности, за счет изменения скорости перемещения верхнего штока ростовой камеры. Способ осуществляют в устройстве, включающем ростовую камеру 3 с нижним и верхним штоками, видеокамеру 1, установленную в смотровом окне 2 ростовой камеры 3, выход видеокамеры через блок обработки сигнала 4 подключен к формирователю управляющего сигнала 5, выход которого соединен с входом блока автоматического управления скоростью перемещения штоков 6, подключенного к приводу 7 перемещения штоков, устройство снабжено стробоскопом 8, установленным перед смотровым окном 2 ростовой камеры 3, и синхронизатором 9, соединенным с входами синхронизации стробоскопа 8 и видеокамеры 1, а блок обработки сигнала 4 содержит процессор 10 с подключенными к нему модулями выделения кадра изображения 11, выделения контура изображения 12, вычисления диаметра центральной симметричной части расплавленной зоны 13 и вычисления диаметра фронта кристаллизации 14, при этом процессор 10 соединен с синхронизатором 9, а выход видеокамеры 1 подключен к входу модуля выделения кадра изображения 11, который через модуль выделения контура изображения 12 подключен к входам модуля вычисления диаметра фронта кристаллизации 14 и модуля вычисления диаметра центральной симметричной части расплавленной зоны 13, выходы которых соединены, соответственно, с первым 15 и вторым 16 усредняющими фильтрами, формирователь управляющего сигнала 5 выполнен в виде двухкаскадного пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора, при этом входы первого каскада 17 регулятора, формирующего сигнал, учитывающий фактический фронт кристаллизации монокристалла, соединены, соответственно, с выходом первого усредняющего фильтра 15 и модулем задания величины поправки 18, входы второго каскада 19 регулятора, формирующего сигнал, учитывающий диаметр центральной симметричной части расплавленной зоны, соединены, соответственно, с выходом первого каскада 17 регулятора и выходом второго усредняющего фильтра 16, а выход второго каскада 19 регулятора подключен к входу блока автоматического управления скоростью перемещения штоков 6. Технический результат изобретения заключается в повышении точности измерения и регулирования диаметра монокристалла в процессе выращивания и повышении стабильности работы устройства, что позволяет выращивать кристаллы с минимально допустимым отклонением диаметра по всей длине слитка. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии высокочистых металлов и может быть использовано при выращивании монокристаллических дисков из тугоплавких металлов и сплавов на их основе методом бестигельной зонной плавки (БЗП) с электронно-лучевым нагревом. Способ включает формирование расплавленной зоны 12 между поликристаллической заготовкой 5 и боковой поверхностью горизонтально расположенного цилиндрического затравочного кристалла 6, выдержку расплавленной зоны в течение времени, необходимого для стабилизации тепловых условий роста монокристаллического диска, наплавление расплава на боковую поверхность затравочного кристалла в процессе перемещения затравочного кристалла в вертикальном направлении роста монокристалла и вращения затравочного кристалла в направлении наступления фронта кристаллизации, при этом в процессе роста автоматически измеряют текущий диаметр монокристаллического диска, по результатам измерений которого задают скорости перемещения и вращения заготовки 5 и затравочного кристалла 6, перемещение затравочного кристалла в процессе роста осуществляют непрерывно в течение всего процесса роста монокристаллического диска. Способ осуществляют в устройстве, включающем ростовую камеру 1 с верхним 3 и нижним 2 штоками для перемещения, соответственно, поликристаллической заготовки 5 и затравочного кристалла 6, дополнительный привод 4 для наплавления жидкого металла из расплавленной зоны на боковую поверхность затравочного кристалла 6, установленного на валу 7 дополнительного привода 4. Устройство дополнительно снабжено связанной с нижним 2 и верхним 3 штоками, а также с дополнительным приводом 4 системой автоматического управления вращением и перемещением затравочного кристалла и поликристаллической заготовки, при этом нижний шток 2 механически связан с дополнительным приводом 4, преобразующим ось вращения нижнего штока 2 из вертикального положения в горизонтальное. Технический результат - обеспечение стабильности роста монокристаллического диска большого диаметра (150 мм и более) и увеличение выхода годной продукции путем стабилизации состояния расплавленной зоны в процессе роста. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх