還原爐流量監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氣體流量監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種還原爐流量監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，多晶硅的生產(chǎn)主要采用改良西門子法。在改良西門子法中，三氯氫硅的氫還 原過程所發(fā)生的主要反應(yīng)是三氯氫硅被氫氣還原生成硅和氯化氫。根據(jù)改良西門子法的要 求，在生產(chǎn)過程中測量進(jìn)入還原爐的氫氣和三氯氫硅流量，通過比值控制來生產(chǎn)出多晶硅。 兩種氣體的流量的比值關(guān)系著多晶娃的品質(zhì)。
[0003] 經(jīng)檢索，申請?zhí)枮镃N201310703754.9的中國發(fā)明專利申請公開了一種還原爐流量 精確測量的方法，它采用多管并聯(lián)方式，采用計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)進(jìn)行流量采集、數(shù)據(jù)存儲、監(jiān) 督管理以及網(wǎng)絡(luò)通訊。在流量計(jì)的量程范圍內(nèi)，流量計(jì)顯示值乘以支管的流通數(shù)量就可以 通過公式換算出總管的流量，當(dāng)流量值顯示超出量程范圍時(shí)，通過增加并聯(lián)支管的開通數(shù) 量來分流，以實(shí)現(xiàn)小流量計(jì)測量更大流量范圍的目的，達(dá)到了寬量程比流量測量的目的。
[0004] 然而，這種方式主要是從普通的小量程流量計(jì)的角度提出的，其并未明確記載修 正系數(shù)，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，為了獲得精確的流量測量，實(shí)施時(shí)通過大量實(shí)驗(yàn)重新獲得 是較為困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了避免現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足之處，使氣體流量測量較為容易地實(shí)施，本 發(fā)明提供了一種還原爐流量監(jiān)控方法，用于對某種供給還原爐的氣體進(jìn)行流量監(jiān)控，包括：
[0006] (1)為所述氣體設(shè)置三條內(nèi)徑均為r、長度均L的相同的、彼此平行的供氣管道，即 第一供氣管道、第二供氣管道和第三供氣管道；
[0007] (2)在還原爐第一供氣管道內(nèi)設(shè)置N個第一超聲波檢測單元，其中N為大于2的自然 數(shù)；
[0008] (3)在還原爐第二供氣管道內(nèi)設(shè)置2N個第二超聲波檢測單元；
[0009] (4)在還原爐第三供氣管道內(nèi)設(shè)置4N個第二超聲波檢測單元；
[0010] (5)根據(jù)所述第一超聲波檢測單元、第二超聲波檢測單元和第三超聲波檢測單元 對所述氣體進(jìn)行流量監(jiān)控。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟(2)包括：
[0012] 以沿所述第一供氣管道長度方向延伸的直線方向，以間隔置所述N個第一超 聲波檢測單元，其中所述Di滿足:Di+1 = 2XDi，i = l，2，'"，N-l。
[0013] 進(jìn)一步地，所述步驟(3)包括：
[0014]以沿所述第二供氣管道長度方向延伸的第一直線方向，以間隔E1設(shè)置N個第二超 聲波檢測單元，其中所述Ei滿足:Ei+1 = 2 X Ei，i = 1，2，…，N-1;
[0015]以沿所述第二供氣管道長度方向延伸的第二直線方向，以間隔置另外N個第 二超聲波檢測單元，其中所述滿足:E'1=(l/2)X(E1+E1- 1)，且所述第二直線方向與所述 第一直線方向相對于第二供氣管道長度方向上的軸線呈90度，其中E〇 = 0。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟(4)包括：
[0017] 以沿所述第三供氣管道長度方向延伸的第一直線方向，以間隔？1設(shè)置第1個到第N 個第三超聲波檢測單元，其中所述Fi滿足:Fi+1 = 2 X Fi，i = 1，2，…，N-1;
[0018] 以沿所述第三供氣管道長度方向延伸的第二直線方向，以間隔？1設(shè)置第N+1到第 2N個第三超聲波檢測單元，其中所述F ' i滿足:F ' i = (1 /2) X (Fi+Fi-i)，且所述第二直線方向 與所述第一直線方向相對于第三供氣管道長度方向上的軸線呈90度，其中F〇 = 0;
[0019] 在經(jīng)過所述第1個到第N個第三超聲波檢測單元以及所述第N+1到第2N個第三超聲 波檢測單元的等距螺旋曲線上，設(shè)置分別到上述第三超聲波檢測單元沿該曲線等距離的位 置的第2N+1個第三超聲波檢測單元到第3N個第三超聲波檢測單元以及第3N+1個第三超聲 波檢測單元到第4N個第三超聲波檢測單元，其中第2N+1個第三超聲波檢測單元到第3N個超 聲波檢測單元連線以及第3N+1個第三超聲波檢測單元到第4N個超聲波檢測單元連線均平 行于所述第一直線方向和第二直線方向。
[0020]進(jìn)一步地，所述步驟(5)包括：
[0021] (51)為所述第一超聲波檢測單元的每一個均設(shè)置第一超聲波傳感器、第一超聲波 發(fā)射器、電源模塊以及無線通信模塊，并為所述第二超聲波檢測單元和第三超聲波檢測單 元的每一個均設(shè)置第一超聲波傳感器、第一超聲波發(fā)射器、第二超聲波傳感器、第二超聲波 發(fā)射器、電源模塊以及無線通信模塊；
[0022] (52)設(shè)置所述第一超聲波檢測單元、第二超聲波檢測單元和第三超聲波檢測單元 的每一個的無線通信模塊和電源模塊位于其被安裝于的供氣管道外部；
[0023] (53)設(shè)置所述第一超聲波檢測單元、第二超聲波檢測單元和第三超聲波檢測單元 的每一個的第一超聲波傳感器和第一超聲波發(fā)射器位于其被安裝于的供氣管道內(nèi)部，且對 于每一個第一超聲波檢測單元、每一個第二超聲波檢測單元或每一個第三超聲波檢測單 元，第j個第一超聲波傳感器的朝向與和第j_l超聲波檢測單元的第一超聲波發(fā)射器的朝向 呈90度角，其中j為大于2且小于第一超聲波檢測單元、第二超聲波檢測單元或第三超聲波 檢測單元的數(shù)量的正整數(shù)；
[0024] (54)設(shè)置所述第二超聲波檢測單元和第三超聲波檢測單元的每一個的第二超聲 波傳感器和第二超聲波發(fā)射器位于其被安裝于的供氣管道外部，并記第二超聲波檢測單元 中第1個到第N個為第一組第二超聲波檢測單元，第N+1個到第2N個為第二組第二超聲波檢 測單元;記第三超聲波檢測單元中第1個到第N個為第一組第三超聲波檢測單元，第N+1個到 第2N個為第二組第三超聲波檢測單元，第2N+1個第三超聲波檢測單元中第1個到第3N個為 第三組第三超聲波檢測單元，第3N+1個到第4N個為第四組第三超聲波檢測單元；
[0025] 設(shè)置所述第二超聲波檢測單元的每一個和所述第三超聲波檢測單元的每一個的 第二超聲波傳感器和第二超聲波發(fā)射器的朝向，使得：
[0026] 在t時(shí)刻:第一組第二超聲波檢測單元中的第k個的第二超聲波傳感器與第一組第 三超聲波檢測單元中的第k-Ι個的第二超聲波發(fā)射器的連線與第一組第二超聲波檢測單元 中的第k個的第二超聲波發(fā)射器與第一組第三超聲波檢測單元中的第k+Ι個的第二超聲波 傳感器的連線相互垂直;第二組第二超聲波檢測單元中的第k個的第二超聲波傳感器與第 三組第三超聲波檢測單元中的第k-Ι個的第二超聲波發(fā)射器的連線與第二組第二超聲波檢 測單元中的第k個的第二超聲波發(fā)射器與第三組第三超聲波檢測單元中的第k+1個的第二 超聲波傳感器的連線相互垂直；
[0027] 在2t時(shí)刻:第一組第二超聲波檢測單元中的第k個的第二超聲波傳感器與第二組 第三超聲波檢測單元中的第k-Ι個的第二超聲波發(fā)射器的連線與第一組第二超聲波檢測單 元中的第k個的第二超聲波發(fā)射器與第二組第三超聲波檢測單元中的第k+Ι個的第二超聲 波傳感器的連線相互垂直;第二組第二超聲波檢測單元中的第k個的第二超聲波傳感器與 第四組第三超聲波檢測單元中的第k-Ι個的第二超聲波發(fā)射器的連線與第二組第二超聲波 檢測單元中的第k個的第二超聲波發(fā)射器與第四組第三超聲波檢測單元中的第k+Ι個的第 二超聲波傳感器的連線相互垂直，其中k為大于1且小于N的正整數(shù)；
[0028] (55)設(shè)t時(shí)亥I」，通過時(shí)差法得到第一供氣管道中檢測得到的氣體流量
，其中^為第m個第一超聲波檢測單元通過時(shí)差法 計(jì)算得到的流量;通過時(shí)差法得到第二供氣管道中第一組第二檢測單元檢測得到的氣體流
，其中Vm,第4滕UPl元為第一組第二超 聲波檢測單元的第m個通過時(shí)差法計(jì)算得到的流量;通過時(shí)差法得到第二供氣管道中第二 組第二檢測單元檢測得到的氣體流量
其中元為第二組第二超聲波檢測單元的第m個通過時(shí)差法計(jì)算得到的流量;通過 時(shí)差法得到第三供氣管道中第一組第三檢測單元檢測得到的氣體流量
，其中Vm.KHaW元為第一組第三超聲波 檢測單元的第m個通過時(shí)差法計(jì)算得到的流量;通過時(shí)差法得到第三供氣管道中第三組第 二檢測單兀檢測得到的氣體流
，其中 元為第三組第三超聲波檢測單元的第m個通過時(shí)差法計(jì)算得到的流量；
[0029] (56)設(shè)2 t時(shí)亥I」，通過時(shí)差法得到第一供氣管道中檢測得到的氣體流量
，其中為第m個第一超聲波檢測單元通過時(shí)差法計(jì)算得 到的流量；通過時(shí)差法得到第二供氣管道中第一組第二檢測單元檢測得到的氣體流量
，其中V ' 元為第一組第二超聲 波檢測單元的第m個通過時(shí)差法計(jì)算得到的流量;通過時(shí)差法得到第二供氣管道中第二組 第二檢測單元檢測得到的氣體流量
中元為第二組第二超聲波檢測單元的第m個通過時(shí)差法計(jì)算得到的流量;通過 時(shí)差法得到第三供氣管道中第二組第三檢測單元檢測得到的氣體流量
，其中Vm.imiijpi元為第二組第三超聲波 檢測單元的第m個通過時(shí)差法計(jì)算得到的流量;通過時(shí)差法得到第三供氣管道中第四組第 三檢測單元檢測得到的氣體流量
，其中 元為第四組第三超聲波檢測單元的第m個通過時(shí)差法計(jì)算得