190052. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés előre meghatározott alakú kristály növesztésére, valamint mérőegység a berendezéshez
190052 p jelet és a P vezetékkötegen keresztül eljuttatja azt a 24 hibajelképző és erősítő másik bemenetére. A 24 hibajelképző és erősítő elvégzi a különbségképzést, és a H vezetékkötegen keresztül kiküldi a 21 teljesítményszabályozónak a beavatkozó h jelet. A 21 teljesítményszabályozó a h jelből előállítja a d jelet, a 13 teljesitménygenerátor pedig ebből a fűtésvezérlő ejelet. A 30 távadó működését a 4. ábra alapján ismertetjük. Az egység a 25 motor 27 tengelyére felerősített 61 kódtárcsából, 62 jelvevőből, 63 jeladóból, és a kettő között haladó 64 jelútból áll. A 62 jelvevő és a 63 jeladó előnyösen egy fotóérzékelőfénykibocsájtó elempár. Ez esetben az átlyuggatott 61 kódtárcsán áthaladó 64 jelűt egy fénysugár, de a feladat megoldható dielektromos vagy mágneses elven is. Valahányszor a forgó 61 kódtárcsa eltakarja a 64 jelúton haladó fénysugarat a 62 jelvevő kimeneti szintje ugrásszerűen megváltozik, majd a fény ismételt érzékelése esetén visszatér az alapértékre. Az üy módon előállított impulzussorozat, mint hosszmérő impulzus fjei a 30 távadó kimenetéit képező F vezetékkötegre kerül. A 61 kódtárcsa alkalmas kialakításával elérhető, hogy a hosszmérő impulzusok mikrométerenként vagy ennek egész számú többszöröseként álljanak elő így a 31 programvezérlő közvetlenül húzáshosszban programozható, és a kimenetein megjelenő n jel független a húzás sebességétől, csak a húzáshossztól függ. Az előzőekben elemeztük a 22 mérleg különféle kimeneti jelformáihoz tartozó 33 mérőegységeket. Most az 5. ábrán látható blokkvázlat és a 6. ábrán levő idődiagram alapján az impulzusszélesség formátumú súlymérő g jelhez tartozó 33 mérőegységet ismertetjük. A G vezetékkötegen a 22 mérlegből érkező impulzus (g jel) akkor a legszélesebb, amikor a növesztést indítjuk, mert a 19 tégely és a 18 olvadék együttes súlya ekkor a legnagyobb. A növesztést célszerű letárázott súllyal kezdeni, ezt a tárázási funkciót valósítja meg a 33 mérőegység. A tározást az alábbiak figyelembevételével kell végrehajtani:- a 22 mérleg teljes mérési tartományában tudni kell tárázni;- meg kell engedni a tárázás utáni súlynövekedést is, mely a kristálymag olvadékba mártásakor esetleg keletkező ,karima” leolvasztása miatt következhet be;- a letárázott súlynak kis szórással azonosnak kell lennie minden esetben, mert így a rögzített induló súlytól való eltérés a 24 hibajelképző és erősítő kismértékű nullpont eltolásával egyszerűen kompenzálható. Az impulzusszélesség súlymérő g jel tárázásánál a problémát az jelenti, hogy a súlyinformációt az impulzusok hátsó (időben később következő) éle hordozza. Az impulzus kvarcvezérelt oszcillátorról indul, tehát első éle mindig azonos időben jelenik meg. A tárázás úgy oldható meg, hogy megmérjük az impulzus kezdeti szélességét, az így kapott értéket letároljuk, majd megmérjük az összes többi impulzus szélességét is, és ezt kivonjuk a letárolt értékből. A 33 mérőegység működése a következő. A 22 mérlegből a G vezetékkötegen át érkező g jel az első 83 és a második 85 számláló és tároló, valamint a 6 9 szinkronizáló 86 áramkör bemeneteire csatlakozik. A 83 számláló és tároló további bemenetei részben időzítő V vezetékkötegen az időzítő 82 áramkör kimeneteire és a 85 számláló és tároló, valamint a szinkronizáló 86 áramkör további bemeneteire, részben pedig mérésindító U vezetékkötegen keresztül a mérésindító 81 áramkör kimeneteire vannak kötve. A 85 számláló és tároló újabb bemenetei szinkronizáló W vezetékkötegen keresztül a 86 áramkörre csatlakoznak. A 83 és 85 számláló és tároló kimenetei képezik a digitális 84 komparátor bemenetéit, az első és második számláló és tároló T, X vezetékkötegen keresztül. A 84 komparátor kimenetei a mérő P vezetékkötegre csatlakoznak. A 33 mérőegység működését a 6. ábra idődiagramja alapján ismertetjük. A 83 és 85 számláló és tárolóra folyamatosan érkezik a súlymérő g jel és az időzítő v jel. A 85 számláló és tároló alapállapota nulla, a 83 számláló és tároló alapállapota pedig egy nullától különböző egészszám. Ennek a számnak a nagysága határozza meg mekkora súlynövekedést engedünk meg a tárázás után. A mérésindító u jel (melyet nyomógombbal adunk ki) hatására a 83 számláló és tároló a g jellel szinkronban levő v jel segítségével megméri az induló impulzusszélesség értékét, hozzáadja a saját nullától különböző alapértékét, majd bemenetelt lezárja, és a továbbiakban, míg új u jelet nem kap, az így meghatározott értéket tárolja. A nulláról induló 85 számláló és tároló is hasonlóképppen megméri az első, majd minden ezt követő impulzus szélességét. A 85 számláló és tároló nullázásáról minden mérés után a szinkronizáló w jel gondoskodik. Az első és a második számláló és tároló t és x jel a 84 komparátorra kerül, mely elvégzi a kivonást és kiadja a tárázott súlynak megfelelő p mérőjelet. A tárázási pontosságát a g és a v jel frekvencia aránya szabja meg. Néhány grammos tározási szórás megengedhető, és ez a pontosság néhány megahertzes frekvenciájú v jellel megoldható. Összefoglalva: A találmány szerinti eljárás és berendezés, valamint mérőegység alkalmazása előre meghatározott alakú vagy súlyátfogású (104-szeres) kristályok növesztésére is alkalmas nagypontosságú húzáshossz mérést, súlyinformáció feldolgozást és flexibilisen programozható kristályalak meghatározást tesz lehetővé. További előnye, hogy egyszerűségéből következően bármelyik meglevő, átmérőszabályozással nem rendelkező kristálynövesztő berendezésre, lényeges átalakítás nélkül felszerelhető. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás előre meghatározott alakú kristály növesztésére, melynek 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, azzal jellemezve, hogy a húzás mértékét érzékeljük és az érzékelt elmozdulással arányos impulzussorozatot állítunk elő, az olvadék súlyának mérésekor keletkezett jelet impulzussorozattá alakítjuk át és a két impulzussorozatot hasonlítjuk össze egy programvezérlő segítségével, és állítjuk elő a hőmérséklet szabályozó jelet. 10 5 10 15 2C 25 30 35 40 45 50 55 60
