專利名稱：光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光伏多晶硅鑄錠爐的過(guò)溫保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及光伏多晶硅鑄錠 爐過(guò)溫保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能是各種可再生能源中最重要的基本能源，生物質(zhì)能、風(fēng)能、海洋能、水能等 都來(lái)自太陽(yáng)能，廣義地說(shuō)，太陽(yáng)能包含以上各種可再生能源。太陽(yáng)能作為可再生能源的一 種，則是指太陽(yáng)能的直接轉(zhuǎn)化和利用。通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成熱能利用的屬于 太陽(yáng)能熱利用技術(shù)，再利用熱能進(jìn)行發(fā)電的稱為太陽(yáng)能熱發(fā)電；通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng) 輻射能轉(zhuǎn)換成電能利用的屬于太陽(yáng)能光發(fā)電技術(shù)，光電轉(zhuǎn)換裝置通常是利用半導(dǎo)體器件 (太陽(yáng)能電池)的光伏效應(yīng)原理進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的，因此又稱太陽(yáng)能光伏技術(shù)。聯(lián)合國(guó)召開了一系列有各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人參加的高峰會(huì)議，討論和制定世界太陽(yáng)能戰(zhàn)略 規(guī)劃、國(guó)際太陽(yáng)能公約，設(shè)立國(guó)際太陽(yáng)能基金等，推動(dòng)全球太陽(yáng)能和可再生能源的開發(fā)利 用。開發(fā)利用太陽(yáng)能和可再生能源成為國(guó)際社會(huì)的一大主題和共同行動(dòng)，成為各國(guó)制定可 持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。中國(guó)政府一直把研究開發(fā)太陽(yáng)能和可再生能源技術(shù)列入國(guó)家科 技攻關(guān)計(jì)劃，大大推動(dòng)了太陽(yáng)能和可再生能源技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。太陽(yáng)能利用技術(shù)在研究 開發(fā)、商業(yè)化生產(chǎn)、市場(chǎng)開拓方面都獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，成為快速、穩(wěn)定發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)之一。由于硅材料占太陽(yáng)能電池成本中的絕大部分，降低硅材料的成本是光伏應(yīng)用的關(guān) 鍵。多晶硅鑄錠技術(shù)是降低太陽(yáng)能電池成本的重要途徑之一，該技術(shù)省去了昂貴的單晶拉 制過(guò)程，也能用較低純度的硅作投爐料，材料及電能消耗方面都較省。鑄錠工藝主要有定向 凝固法和澆鑄法兩種。定向凝固法是將硅料放在坩堝中加以熔融，然后控制保溫罩的提升 速度從坩堝底部形成冷源以造成一定的溫度梯度，使固液界面從坩堝底部向上移動(dòng)而形成 晶,定。目前，光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)主要通過(guò)控溫測(cè)量熱電偶測(cè)量多晶硅鑄錠爐加 熱器的溫度，具有測(cè)量空間單一，不能反應(yīng)爐腔內(nèi)部的實(shí)際溫度。控溫測(cè)量熱電偶檢測(cè)的是 保溫罩內(nèi)加熱器的溫度，因加熱器溫度過(guò)高致使熱電偶易損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保 護(hù)的裝置。本發(fā)明主旨是在爐體上設(shè)一控溫測(cè)量熱電偶用以測(cè)量保溫罩內(nèi)的實(shí)際溫度，另 設(shè)一過(guò)溫保護(hù)熱電偶用以測(cè)量爐腔內(nèi)(爐體與保溫板之間)的實(shí)際溫度，真正實(shí)現(xiàn)光伏多 晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了爐腔過(guò)溫的直接檢測(cè)，具有快速判斷爐子過(guò)溫的優(yōu)點(diǎn)， 提高了鑄錠爐的可靠性。本發(fā)明提出的光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置，其特征在于，該裝置包括過(guò)溫保 護(hù)熱電偶、控溫測(cè)量熱電偶、溫度控制器、開關(guān)量輸出模塊、加熱接觸器、聲光報(bào)警器以及報(bào) 警復(fù)歸按鈕。其中，過(guò)溫保護(hù)熱電偶設(shè)置在爐體上并穿過(guò)爐壁伸到爐腔中，用于測(cè)量爐腔(爐體內(nèi)與保溫板外的空間)的溫度；控溫測(cè)量熱電偶設(shè)置在爐體上并穿過(guò)爐壁伸到保溫 罩中，用于測(cè)量保溫罩內(nèi)的溫度，控溫測(cè)量熱電偶的輸出端、過(guò)溫保護(hù)熱電偶的輸出端分別 與溫度控制器的輸入端連接，溫度控制器的輸出端與開關(guān)量輸出模塊的輸入端連接，開關(guān) 量輸出模塊的輸出端與加熱接觸器的控制線圈信號(hào)輸入端相連。交流電源的輸出端通過(guò)加 熱接觸器給爐腔中的加熱器供電；聲光報(bào)警器和報(bào)警復(fù)歸按鈕均與溫度控制器連接。本發(fā)明的特點(diǎn)及有益效果本發(fā)明的特點(diǎn)是在爐體上設(shè)一控溫測(cè)量熱電偶用以測(cè)量保溫罩內(nèi)的實(shí)際溫度，在 爐體上設(shè)置的過(guò)溫保護(hù)熱電偶測(cè)量鑄錠爐爐腔內(nèi)(爐體與保溫板之間)的溫度，控溫測(cè)量 熱電偶、過(guò)溫保護(hù)熱電偶將檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)傳輸給溫度控制器；當(dāng)溫度控制器發(fā)現(xiàn)所檢測(cè) 的溫度超過(guò)鑄錠爐自身保護(hù)設(shè)定值上限(每個(gè)鑄錠爐都有溫度保護(hù)設(shè)定值上限)，輸出開 關(guān)量命令通過(guò)開關(guān)量輸出模塊去跳閘加熱接觸器，自動(dòng)斷掉交流電源，達(dá)到保護(hù)鑄錠爐的 目的。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、過(guò)溫檢測(cè)精確度提高等特點(diǎn)。該過(guò)溫保護(hù)裝置可根據(jù)設(shè)置 的溫度值使加熱接觸器跳閘，自動(dòng)斷掉交流電源，達(dá)到保護(hù)鑄錠爐的目的。


圖1為本發(fā)明的光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明的光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如 下本發(fā)明的光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。該裝置包括過(guò)溫保護(hù)熱電偶、控溫測(cè)量熱電偶、溫度控制器、開關(guān)量輸出模塊、加 熱接觸器、聲光報(bào)警器以及報(bào)警復(fù)歸按鈕。其中，過(guò)溫保護(hù)熱電偶設(shè)置在爐體上并穿過(guò)爐壁 伸到爐腔中，用于測(cè)量爐腔(爐體內(nèi)與保溫板外的空間)的溫度；控溫測(cè)量熱電偶設(shè)置在爐 體上并穿過(guò)爐壁伸到保溫罩中，用于測(cè)量保溫罩內(nèi)的溫度，控溫測(cè)量熱電偶的輸出端、過(guò)溫 保護(hù)熱電偶的輸出端分別與溫度控制器的輸入端連接，溫度控制器的輸出端與開關(guān)量輸出 模塊的輸入端連接，開關(guān)量輸出模塊的輸出端與加熱接觸器的控制線圈信號(hào)輸入端相連。 交流電源的輸出端通過(guò)加熱接觸器給爐腔中的加熱器供電；聲光報(bào)警器和報(bào)警復(fù)歸按鈕均 與溫度控制器連接。本發(fā)明的工作原理控溫測(cè)量熱電偶、過(guò)溫保護(hù)熱電偶將檢測(cè)的溫度數(shù)據(jù)傳輸給溫度控制器，當(dāng)溫度 控制器發(fā)現(xiàn)所檢測(cè)的溫度超過(guò)鑄錠爐自身保護(hù)設(shè)定值(每個(gè)鑄錠爐都有溫度保護(hù)設(shè)定值， 控溫測(cè)量熱電偶和過(guò)溫保護(hù)熱電偶的測(cè)量值對(duì)應(yīng)各自的溫度保護(hù)設(shè)定值，當(dāng)控溫測(cè)量熱電 偶或過(guò)溫保護(hù)熱電偶的測(cè)量值超過(guò)各自的溫度保護(hù)設(shè)定值，則判定為爐子過(guò)溫。)，就通過(guò) 開關(guān)量輸出模塊輸出一個(gè)控制信號(hào)，使加熱接觸器跳間，自動(dòng)斷掉交流電源，使加熱器停止 加熱，達(dá)到保護(hù)鑄錠爐的目的。同時(shí)溫度控制器接通聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警信息。當(dāng)聲光報(bào)警器完成報(bào)警后，使用報(bào)警復(fù)歸按鈕將復(fù)位信號(hào)傳給溫度控制器進(jìn)行報(bào)警復(fù)位。本發(fā)明采用控溫測(cè)量熱電偶實(shí)現(xiàn)了鑄錠爐保溫罩內(nèi)的溫度保護(hù)，過(guò)溫保護(hù)熱電偶 實(shí)現(xiàn)了對(duì)鑄錠爐爐腔內(nèi)(爐體與保溫板之間)過(guò)溫保護(hù)。具有操作簡(jiǎn)單、過(guò)溫檢測(cè)精確度 提高等特點(diǎn)。該過(guò)溫保護(hù)裝置可根據(jù)設(shè)置的溫度值使加熱接觸器跳間，自動(dòng)斷掉交流電源， 達(dá)到保護(hù)鑄錠爐的目的。上述工作過(guò)程通過(guò)預(yù)先安裝在溫度控制器中的溫度控制程序?qū)崿F(xiàn)，該控制程序?yàn)?本領(lǐng)域技術(shù)人員采用常規(guī)編程工具及技術(shù)編得。本發(fā)明的光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置如圖2所示。該裝置包括控溫測(cè)量熱 電偶2、過(guò)溫保護(hù)熱電偶3，以及溫度控制器、開關(guān)量輸出模塊、加熱接觸器、聲光報(bào)警器以 及報(bào)警復(fù)歸按鈕(均未在圖中示出)。其中，過(guò)溫保護(hù)熱電偶安裝在爐體上并穿過(guò)爐體1 上的孔和密封圈進(jìn)入爐體內(nèi)，位于保溫板4的上方，用于測(cè)量爐腔(爐體內(nèi)與保溫板外的空 間)6的溫度；控溫測(cè)量熱電偶2安裝在爐體上并穿過(guò)爐體1上的孔和密封圈進(jìn)入爐體內(nèi)， 并穿過(guò)保溫板4進(jìn)入保溫罩內(nèi)，位于加熱器5的上方，用于測(cè)量保溫罩內(nèi)的溫度。過(guò)溫保護(hù)熱電偶、控溫測(cè)量熱電偶的輸出端與溫度控制器的輸入端連接，溫度控 制器的輸出端與開關(guān)量輸出模塊的輸入端連接，開關(guān)量輸出模塊的輸出端與加熱接觸器的 控制線圈信號(hào)輸入端相連。交流電源的輸出端通過(guò)加熱接觸器給爐腔中的加熱器供電；聲 光報(bào)警器和報(bào)警復(fù)歸按鈕均與溫度控制器連接。本實(shí)施裝置各部件的具體實(shí)施例分別說(shuō)明如下溫度控制器采用PM6L2EJ系列產(chǎn)品；開關(guān)量輸出模塊采用RY2S-ULDC24V產(chǎn)品；過(guò)溫保護(hù)熱電偶和控溫測(cè)量熱電偶采用R型熱電偶產(chǎn)品；聲光報(bào)警器采用855PD-B24MEC1422報(bào)警器；報(bào)警復(fù)歸按鈕采用800TC-FXTQH10RA復(fù)歸按鈕；加熱接觸器采用A260-30-11-220-230V加熱接觸器。
權(quán)利要求
光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置，其特征在于，該裝置包括過(guò)溫保護(hù)熱電偶、控溫測(cè)量熱電偶、溫度控制器、開關(guān)量輸出模塊、加熱接觸器、聲光報(bào)警器以及報(bào)警復(fù)歸按鈕；其中，過(guò)溫保護(hù)熱電偶設(shè)置在爐體上并穿過(guò)爐壁伸到爐腔中，控溫測(cè)量熱電偶設(shè)置在爐體上并穿過(guò)爐壁伸到保溫罩中，控溫測(cè)量熱電偶的輸出端、過(guò)溫保護(hù)熱電偶的輸出端分別與溫度控制器的輸入端連接，溫度控制器的輸出端與開關(guān)量輸出模塊的輸入端連接，開關(guān)量輸出模塊的輸出端與加熱接觸器的控制線圈信號(hào)輸入端相連；交流電源的輸出端通過(guò)加熱接觸器給爐腔中的加熱器供電；聲光報(bào)警器和報(bào)警復(fù)歸按鈕均與溫度控制器連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及光伏多晶硅鑄錠爐過(guò)溫保護(hù)裝置，屬于光伏多晶硅鑄錠爐的過(guò)溫保護(hù)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括過(guò)溫保護(hù)熱電偶、控溫測(cè)量熱電偶、溫度控制器、開關(guān)量輸出模塊、加熱接觸器、聲光報(bào)警器以及報(bào)警復(fù)歸按鈕；其中，過(guò)溫保護(hù)熱電偶伸到爐腔中，控溫測(cè)量熱電偶伸到保溫罩中，控溫測(cè)量熱電偶、過(guò)溫保護(hù)熱電偶分別與溫度控制器連接，溫度控制器的輸出端與開關(guān)量輸出模塊的輸入端連接，開關(guān)量輸出模塊的輸出端與加熱接觸器的控制線圈信號(hào)輸入端相連；交流電源的輸出端通過(guò)加熱接觸器給爐腔中的加熱器供電；聲光報(bào)警器和報(bào)警復(fù)歸按鈕均與溫度控制器連接。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、過(guò)溫檢測(cè)精確度提高等特點(diǎn)?？勺詣?dòng)斷掉交流電源，達(dá)到保護(hù)鑄錠爐的目的。
文檔編號(hào)C30B29/06GK101949060SQ201010260318
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月23日
發(fā)明者于慶廣, 馮龑, 翟志華 申請(qǐng)人:清華大學(xué);江西旭陽(yáng)雷迪高科技股份有限公司;江蘇華盛天龍光電設(shè)備股份有限公司