190052. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés előre meghatározott alakú kristály növesztésére, valamint mérőegység a berendezéshez
t 190052 menetszáma (ez néhányszor 103 ), másrészt pedig, hogy a mechanikus meghajtásból következően a potenciométernek hiszterézise lehet. Az ismert megoldás másik problematikus része az elektronikus mérleg kimeneti jelformája. A helikális potencioméferes megoldásához az analóg mérleg kimenetijei illeszkedik, és ezt kellő hosszú idejű stabilitással tartani Óévén, hogy a növesztendő kristály súlyának minimum 3-5- szörösét kell mérnie) különösen a növesztés kezdeti idó'szakában rendkívül nehézkes. A növesztendő kristály súlyától függően a mérlegnek néhányszor I0’6-ot meghaladó átfogással, és ennek megfelelő hosszú idejű stabilitással kell rendelkeznie. Digitális 1 mérleg kimenet esetén a stabilitási probléma nem jelentkezik, de a fenti átfogást feltételezve vagy a mérleg jelét kellene ilyen pontossággal analóg jellé alakítani, vagy a helikális potenciométer jelét hasonló feltételekkel digitalizálni. Megfelelő pontossággal ezek a konverziók nem oldhatók meg, de még ha létezne is ilyen megoldás, a helikális potenciométer adta felbontás miatt akkor is felesleges lenne. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése, és olyan eljárás és berendezés kialakítása, melynél a húzáshossz lényegesen nagyobb felbontással áll rendelkezésre, és az elektronikus mérleg kimeneti jelformája se jelent pontossági korlátot. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően úgy fogalmazhatjuk meg, hogy olyan eljárást és annak megvalósításához szükséges berendezést alakítsunk ki, mellyel nagysúlyú (az induló súlynak esetleg a 104-szeresét is elérő) kristályok automatikus növesztésére legyen lehetőség. A találmány alapja az a felismerés, hogy a húzómotor tengelyéről levett impulzussorozattal a húzáshossz nagypontossággal mérhető, és ezzel egy programvezérlő vezérelhető. A találmány szerinti eljárás tehát egy olyan ismert eljárás továbbfejlesztése, amelynek során az olvadékból állandó forgatással húzzuk a kristályt, folyamatosan mérjük az olvadék súlyát és a húzás mértékét (mely a kristály hosszanti méretének felel meg), a két értéket összehasonlítjuk és a különbségi jellel folyamatosan szabályozzuk az olvadék hőmérsékletét . A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a húzás mértékét érzékeljük és az érzékelt elmozdulással arányos impulzussorozatot állítunk elő, az olvadék súlyának mérésekor keletkezett jelet impulzussorozattá alakítjuk át, a két impulzussorozatot hasonlítjuk össze egy programvezérlő segítségével, és állítjuk elő a hőmérséklet szabályozó jelet. A találmány érteimében célszerű, ha a húzás mértékét oly módon határozzuk meg, hogy a húzómotor tengelyére egy tárcsát helyezünk, melynek forgása egy jelutat megszakítva az elmozdulással arányos impulzussorozatot ad. Nevezetesen célszerű, ha a programvezérlőbe előre behatároljuk a kristály alakját meghatározó alaktényezőt, az anyag fajsúlyát, az olvadék felületi feszültségét és párolgási veszteségének megfelelő értéket, majd ezután a húzás mértékének ismereté- 1 n kiszámítjuk a kihúzott anyag mennyiségét, melyru ’ érmékét levonjuk a kiindulási olvadék menynyiségéből és az így kapott mennyiségi értéket csökkentjük a felületi feszültségből és a párolgási veszteségből adódó értékkel és az így kapott tömeg értékét összehasonlítjuk a tényleges mért értékkel és ennek megfelelően módosítjuk a hőmérséklet 5 szab ilyozó jelet. Célszerű továbbá még az is, ha a súlycsökkenéssel arányos jelet a mért jelből öly módon állítjuk elő, hogy az első mérésnél kapott jel impulzusszélességét megmérjük és azt letároljuk, majd a soronkövetkező 10 méréseknél a letárolt jel hosszával összemérjük a mért jel hosszát és a különbözette! megegyező hosszúságú jelet állítunk éld ■ A találmány szerinti berendezés olyan ismert berendezés továbbfejlesztése, amely előre meghatá- 15 rozott alakú kristály növesztésére szolgál, előnyösen a fentiek szerinti eljárás foganatosítására. Az ismert berendezésnek növesztőtérben elhelyezett, fűtőelemmel körülvett,olvadékot tartalmazó tégelye,fordul tszám vezérlőkkel meghajtott forgató cs húzómotora, 20 a kristálytengely és a forgató- valamint húzómotor tengelyek közé helyezett mechanikai átalakítója, teljesítményszabályozóval szabályozott teljesítménygenerátora, továbbá ugyancsak a növesztő térben elhelyezkedő, az olvadékba nyúló, kristálytengelyen 25 keresztül a mechanikai átalakítóhoz csatlakozó kristálya, valamint elektronikus mérlege és hibajelképző és erősítője van. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a berendezésnek a húzó motor tengely mentén 30 elhelyezett impulzus távadója, programvezérlője és méiőegysége van. A hibajelképző és erősítő bemeneteir ; a programvezérlő és a mérőegység kimenetei csatlakoznak, a mérőegység bemenetelre az elektronikus mérleg kimenetéi vannak kötve, a programve- 35 zérlő egység bemeneteire pedig részben az impulzus távadó kimenetei, részben a berendezés bemenetéi képező adat vezetékköteg csatlakozik. A találmány értelmében célszerű, ha az impulzustávadónak, a húzó motor tengelyére rögzített kód- 40 tárcsája, jelvevője, jeladója, valamint a jelvevő és a jeladó között a kódtárcsán áthaladó jelúfja van, és a jelvevő kimenete, mely egyben az impulzus távadó kimenete is, a hosszmérő impulzus vezetékkötegre van kötve. 45 A találmány továbbá abban van, hogy impulzusszélesség kimenetű elektronikus mérleghez létezik egy olyan impulzusszélesség csökkenést mérő egység, mely előnyösen alkalmazható a fent leírt kristálynö’ esztő berendezéshez. A mérőegységnek a súlymé- 50 rő jel vezetékköteghez csatlakozó első és második számláló és tárolója és szinkronizáló áramköre, valamint mérés indítója, időzítő áramköre és digitális ko nparátora van. Az első számláló és tároló bemenetéi részben a mérés indító kimeneteire, részben az 55 időzítő áramkör kimeneteire, illetve a második számláló és tároló és a szinkronizáló áramkör további bemeneteire, kimenetei pedig a digitális komparátor további bemeneteire kapcsolódnak. A mérőegység kimenetéit a digitális komparátor mérő vezeték- 60 köíegre csatlakozó kimenetei képezik. A találmányt részletesen rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábra az ismert berendezés; 2. ábra a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakja; 4
