190052. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés előre meghatározott alakú kristály növesztésére, valamint mérőegység a berendezéshez
19^52 .3 ábra a találmány szerinti berendezés idődiagramja; 4. áVa a találmány szerinti impulzus távadc éldakénti kiviteli alakjai; 5. ábrr a találmány szerinti mérőegység példaként kiviteli alakja; 6. ábra a találmány szerinti mérőegység működési idődiagramja. A rajzon az egyes vezetékkötegeket nagybetűkkel, az azokon terjedő jeleket pedig azonos kisbetűkkel jeleztük. Az ismert berendezést az 1. ábra alapján ismertetjük. A 15 növesztőrétben (melyben lehet vákuum, vagy az atmoszférikus nyomást lényegesen meg nem haladó nyomású gáz) helyezkedik el a 18 olvadékot tartalmazó 19 tégely, ezt veszi körül a 20 fűtőelem, mely lehet indukciós vagy ellenállás fűtésű. A 18 olvadékba belenyülik a 17 kristálytengelyre felerősített 16 kristály. A 17 kristálytengely a mechanikai 14 átalakítóra csatlakozik. Ez az egység végzi el a húzó 25 motor és a forgató 26 motor fordulatszámának leosztását, illetve a 25 motor forgásának átalakítását lineáris mozgássá. A 14 átalakítóhoz csatlakozd a húzó 25 motor 27 tengelye és a forgató 26 motor 28 tengelye. A 25 illetve 26 motorokat a fordulatszám 11 illetve 12 vezérlők vezérlik az első fordulatszám vezérlő B vezetékkötegen, illetve a második fordulatszám vezérlő C vezetékkötegen keresztül. A 17 kristálytengely mentén helyezkedik el a húzáshosszal arányos jelet előállító helikális 23 potentiometer. A 15 növesztőtérben kapott helyet a 19 tégely és a 18 olvadék együttes súlyát mérő elektronikus 22 mérleg. A 22 mérleg kimenetei a súlymérő jel G vezetékkötegen keresztül a 24 hibajclképző és erősítőre csatlakoznak, melynek további bemenetéire a hosszmérő jel L vezetékkötegen keresztül a 23 potenciométer kimenetéi (csúszkája és a föld) vannak kötve. A 23 potenciométernek a fe zültséggenerátor 1 vezetékkötegen át a 29 feszültséggenerátor adja a kívánt kristályalaknak megfelelő feszültséget. Ez a feszültség henger alakú kristály, tehát állandó átmérő esetén konstans, változó átmérő esetén pedig valamilyen függvény szerint (például lineárisan) változik. A 24 hibajelképző és erősítő a súllyal, illetve a hosszal arányos jelből előállítja a beavatkozó jelet, amely a beavatkozó H vezetékkötegen keresztül eljut a teljesítmény 21 szabályozóba. A 21 szabályozó a beavatkozó jelnek megfelelően szabályozz? a 13 teljesítménygenerátort, köztük a kapcsolatot a teljesítményszabályozó D vezetékköteg biztosítja. A 13 teljesítménygenerátor a fűtésvezérlő E vezetékkötegen keresztül meghajtja a 20 fűtőelemet, és ezen keresztül szabályozza az olvadék hőmérsékletét. A 2. ábrán mutatjuk be a találmány szerinti berendezést, mely az 1. ábrán látható ismert berendezéstől abban tér el, hogy elhagytuk a 23 potenciométert és a 29 feszültséggenerátort, viszont fölerősítettünk a 25 motor 27 tengelyére egy impulzus 30 távadót, amelynek kimenetéi a hosszmérő impulzus F vezetékkötegen keresztül a 31 programvezérlő bemeneteire csatlakoznak. A 31 programvezérlő további bemenetei a berendezés bemenetéit képező adat M vezetékkötegre vannak kötve. A 24 hibajelképző és erősítő bemenetei egyrészt a programvezérlő N vezetékkötegen keresztül a 31 programvezérlő 7 kimeneteire, másrészt a mérő P vezetékkötegen keresztül a 33 mérőegységre kapcsolódnak. A 22 mérleg kimenetei itt nem közvetlenű' - 24 hibajelképző és erősítőre, hanem a 33 mérőegység bemeneteire kapcsolódnak. A 22 mérleg kimenő jele lehet analóg, digitális vagy egy kvarcoszti'látorról indított impulzussorozat, melynél a impulzusok szélessége hordozza a súlyinformációt. Az egyes kimeneti jelformátumok tulajdonságairól már korábban szóltunk, széles mérési tartományban előnyösen a két utóbbi megoldás használható. A 33 mérőegység a 22 mérlegtől függően végezhet egyszerű színeltolást (analóg megoldás), digitális kivonást (digitális megoldás) vagy a később ismertetésre kerülő impulzusszélesség kivonást ( impulzusszélesség megoldás). A találmány szerinti berendezéshez előnyösen a két utóbbi megoldás alkalmazható, de kissúlyú kristály esetén az analóg megoldás is használható. A 24 hibajelképző és erősítő is lehet analóg vagy digitális működésit, a felesleges konverziók elkerülése érdekében a feldolgozási módokat nem célszer" keverni. A 31 programvezérlő mindenképp'-’ digitális, előnyösen mikroprocesszor vezérelt működésű, de kimenete analóg 24 hibajelképző és erősítő esetén lehet analóg jel megfelelő digitál-analóg konverzióval. A pontossági követelmények itt is a tisztán digitális megoldás mellett szólnak. Az eljárás tisztán a 3. ábrán látható idődiagram szerint a következő íA hosszmérő impulzus f jel hatására az előre betárolt programnak megfelelően megváltozik a programvezérlő n jel. A súlymérő g jelből, annak időben később következő élénél indtdva kialakul a mérő p jel. Az n és p jelek összehasonlításának eredményeként szükség szerint megváltozik a beavatkozó h jel szintje. Ez a változás határozza meg a teljesítményszabályozó d jel, és ezen keresztül a fűtésvezérlő e jel új értékét. A 31 programvezérlőbe az M vezetékkötegen keresztül juttatjuk be lyukszalagolvasóról, mágneskazettáról vagy ke. board-ról az alakmeghatározó programot a növesztés előtt. A 31 programvezérlő az ideális függvényt működése során töréspontosan közelíti, ennek megfelelően a töréspontok koordinátáit (kimeneti értékhúzáshossz koordinátapárc kát) kell bevinnünk. A 31 programvezérlő működése célszerűen olyan, hogy az egyes töréspontoknál a program végrehajtása előre programozhatóan felfüggeszthető, és ugyanebből a pontból indulva később folytatható. A 31 programvezérlő előnyös tulajdonsága, hogy memóriatartalma (az előre bevitt töréspontok koordinátái) a növesztés közben, annak 1 megállítása nélkül, módosítható. A találmány szerinti berendezés működé'"* a 3. ábrán látható idődiagram alapján a következő. A 30 távadóból folyamatosan jön a hosszal arányos f jei. Ez a jel lépteti a 31 programvezérlőt, melynek kimenete az előre beprogramozott közelítő egyenesszakasz meredekségének megfelelően a k. impulzusnál lép egyet (növekszik vagy csökken). Ez a programvezérlő n jel, mely az N vezetékkötegen keresztül a 24 hibajelképző és erősítő egyik bemenetére jut. Ugyanakkor a 22 mérlegtől a G vezetékkötegen keresztül folyamatosan érkezik a súlymérő g jel (az ábrán az impulzusszélesség kimenetű mérleg jele van ábrázolva). A 33 mérőegység a g jelből előállítja a S 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
