os(0)t+Cp)是X軸上的一個(gè)諧振運(yùn)動(dòng)方程。
[0022] 相互垂直的兩軸上多個(gè)不同的頻率、幅度、相位的諧振運(yùn)動(dòng)疊加可以形成不同的 復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。如果在這兩條軸上分別阻尼分解到這兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)，則就能阻尼在這個(gè)平 面上的任何運(yùn)動(dòng)。不平穩(wěn)晃動(dòng)狀態(tài)沒有固定模式，晃動(dòng)方向、頻率和幅度都隨機(jī)，如何抑制 這隨機(jī)的運(yùn)動(dòng)，需要好的方法和手段。從理論上，任何平面運(yùn)動(dòng)都可以分解成相互垂直的兩 個(gè)方向運(yùn)行，只要提取出這兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)頻率和幅度，并進(jìn)行抑制，就抑制了任何復(fù)雜的 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0023] 軟軸的晃動(dòng)，本質(zhì)上是單擺運(yùn)動(dòng)和弦振動(dòng)，但由于軟繩有幾米長，擺幅只有幾毫 米，軟繩末端可以近似看成在一個(gè)平面上的運(yùn)行。根據(jù)以上的原理，在軟繩的某處，設(shè)兩個(gè) 阻尼桿，阻尼桿相互垂直，在合適的時(shí)機(jī)，碰觸軟繩，阻尼軟繩的擺動(dòng)，進(jìn)而阻尼下端晶體的 擺動(dòng)。
[0024] 根據(jù)實(shí)測(cè)，下端晃動(dòng)在一個(gè)周期中最高速度大致為0. 005米/秒，晶體質(zhì)量假設(shè)為 較大值l〇〇kg，如果要求在100秒內(nèi)速度為0,由于往復(fù)運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)方向能進(jìn)行阻尼，那作 用時(shí)間為50秒。根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律：F=ma;
[0025] 代入上述值，F(xiàn)= 100*0. 005/50 = 0? 01N= 1. 0 克
[0026] 可見，只要有1克的作用力，就能把晃動(dòng)在要求的時(shí)間內(nèi)減緩下來。
[0027] -根受到張力的軟繩，在不同的張力下，具有不同的弦諧振頻率。
[0028]
[0029] 線密度y (kg/m)，張力T(N)，頻率f，波長入。
[0030] 如果調(diào)節(jié)阻尼桿的作用力大小和作用時(shí)間間隔，對(duì)軟繩的作用力中不含上述軟繩 的弦諧振頻率或它的倍頻，則軟繩不會(huì)因?yàn)樽饔昧Χa(chǎn)生諧振。比較好的力應(yīng)該是從弱到 強(qiáng)，再從強(qiáng)到弱。不能產(chǎn)生力的跳變，否則作用力包含豐富的頻率，容易激發(fā)諧振。
[0031] 兩套LED激光對(duì)射裝置，對(duì)射視線相互垂直。如圖3所示，軟繩處在激光的對(duì)視區(qū) 域內(nèi)，通過檢測(cè)軟繩的位置移動(dòng)，得到晶體的晃動(dòng)在XY相互垂直方向上的大小?；蝿?dòng)部件 在真空腔中，運(yùn)用激光的平行特性，透過密封玻璃照射晃動(dòng)部件，使之在背后產(chǎn)生投影，再 用感光器件找出部件投影的邊緣，部件的晃動(dòng)就能檢測(cè)到；在垂直方向上再設(shè)一套檢測(cè)裝 置，相互垂直的兩個(gè)方向運(yùn)行就檢測(cè)到了。這樣的特點(diǎn)是非接觸，隔真空，精度高，簡(jiǎn)潔；在 產(chǎn)生抑制力的方法上，運(yùn)用了電磁力的非接觸傳遞特性，在腔外產(chǎn)生電磁場(chǎng)，作用到真空腔 內(nèi)的運(yùn)動(dòng)部件，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)力。
[0032] 為了能夠更好的提取出晶體晃動(dòng)的方向和大小，提供給控制系統(tǒng)，產(chǎn)生所需螺線 管的電流，最終阻尼晶體的晃動(dòng)；可以通過在主爐室8的外部，架設(shè)CCD視覺檢測(cè)裝置15， 透過透明觀察窗16,檢測(cè)晶體7的晃動(dòng)，也能得到晶體的晃動(dòng)量和方向，提供給控制系統(tǒng)進(jìn) 行有效阻尼。
[0033] 除了用上述的互為垂直的兩根阻尼桿進(jìn)行阻尼晃動(dòng)外，也可采用互為垂直的噴氣 嘴噴氣等可控電動(dòng)、氣動(dòng)機(jī)械動(dòng)作進(jìn)行阻尼?；蛘哂靡粋€(gè)阻尼力，置于旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上，追蹤 軟繩的擺動(dòng)方向，進(jìn)行阻尼。
[0034] 本實(shí)用新型由原來的被動(dòng)方法改為主動(dòng)實(shí)時(shí)在線調(diào)整。被動(dòng)式是一旦設(shè)備造好運(yùn) 行狀況就固定了，所以設(shè)備制造追求高精密，對(duì)運(yùn)行過程中的外界干擾也無能為力；而主動(dòng) 式，對(duì)制造精度要求降低，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到不平穩(wěn)后，運(yùn)用主動(dòng)干預(yù)的辦法抵消干擾作用，使之 穩(wěn)定下來，不管這種不平穩(wěn)是由于只是制造精度還是外界干擾所引發(fā)。
[0035] 以上說明書中描述的只是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，各種舉例說明不對(duì)本實(shí)用 新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說明書后可以對(duì)以前所 述的【具體實(shí)施方式】做修改或變形，而不背離實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種軟軸晃動(dòng)主動(dòng)干預(yù)穩(wěn)定裝置，設(shè)置于提拉法晶體生長爐的提拉頭下方，其特征 在于：包括呈"十"字交叉垂直設(shè)置在金屬軟繩外側(cè)的兩個(gè)阻尼桿；所述的阻尼桿的兩端 直徑不相等；阻尼桿直徑較小的一端的端面為軟繩的接觸面；所述阻尼桿直徑較大的一端 的端面設(shè)置有磁鐵；所述的阻尼桿具有臺(tái)階；所述的臺(tái)階上套接有彈簧；所述的阻尼桿的 二分之一段設(shè)置于螺線管內(nèi)； 所述的金屬軟繩的外側(cè)還設(shè)置有激光發(fā)射裝置，所述的激光發(fā)射裝置發(fā)射平行激光光 束；所述的激光光束穿透過圓形帶螺紋透明窗口照射金屬軟繩并在金屬軟繩背面產(chǎn)生投 影；與激光發(fā)射裝置相對(duì)應(yīng)的位置處設(shè)置有感光器。2. 如權(quán)利要求1所述的一種軟軸晃動(dòng)主動(dòng)干預(yù)穩(wěn)定裝置，其特征在于：所述的阻尼桿 為陶瓷耐磨材料制成的實(shí)心小桿；所述的阻尼桿的一端直徑為9~IOmm ;另一端直徑為 19 ~20mm。3. 如權(quán)利要求1所述的一種軟軸晃動(dòng)主動(dòng)干預(yù)穩(wěn)定裝置，其特征在于：所述的阻尼桿 長度為30~40_。4. 如權(quán)利要求1所述的一種軟軸晃動(dòng)主動(dòng)干預(yù)穩(wěn)定裝置，其特征在于：所述的阻尼桿 為一端具有噴氣嘴的氣動(dòng)桿。5. 如權(quán)利要求1所述的一種軟軸晃動(dòng)主動(dòng)干預(yù)穩(wěn)定裝置，其特征在于：所述的激光發(fā) 射裝置為兩個(gè)LED激光發(fā)射器；所述的兩個(gè)LED激光發(fā)射器呈90°角相互垂直放置；所述 的LED激光發(fā)射器的對(duì)射視線相互垂直；所述的金屬軟繩設(shè)置在激光對(duì)視區(qū)域的正中心； 所述的感光器的個(gè)數(shù)為兩個(gè)，兩個(gè)感光器分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)LED激光發(fā)射器的位置設(shè)置；所述 的兩個(gè)感光器也呈90°角相互垂直放置。6. 如權(quán)利要求1所述的一種軟軸晃動(dòng)主動(dòng)干預(yù)穩(wěn)定裝置，其特征在于：還包括設(shè)置在 提拉法晶體生長爐主爐室上的CCD視覺檢測(cè)裝置；所述的CCD視覺檢測(cè)裝置通過設(shè)置在主 爐室頂部的透明觀察窗檢測(cè)爐體內(nèi)的晶體的晃動(dòng)量和晃動(dòng)方向。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種軟軸晃動(dòng)主動(dòng)干預(yù)穩(wěn)定裝置，設(shè)置于提拉法晶體生長爐的提拉頭下方，包括呈“十”字交叉垂直設(shè)置在金屬軟繩外側(cè)的兩個(gè)阻尼桿；所述的阻尼桿的兩端直徑不相等；阻尼桿直徑較小的一端的端面為軟繩的接觸面；所述阻尼桿直徑較大的一端的端面設(shè)置有磁鐵；所述的磁鐵具有臺(tái)階；所述的臺(tái)階上套接有彈簧；所述的阻尼桿的二分之一段設(shè)置于螺線管內(nèi)。本實(shí)用新型通過在阻尼桿的一端附上磁性材料，在受控電磁力的作用下，從交叉垂直的兩個(gè)方向，以恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)碰觸軟繩，主動(dòng)干預(yù)晃動(dòng)的軟繩，使晃動(dòng)逐漸減小，最終達(dá)到工藝要求；并且通過對(duì)于螺線管的電流，周期等參數(shù)的靈活控制，能產(chǎn)生各種要求的阻尼力，應(yīng)對(duì)各種軟繩的擺動(dòng)。
【IPC分類】C30B15/30, C30B15/20
【公開號(hào)】CN204849116
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520572603
【發(fā)明人】葉帆
【申請(qǐng)人】常州市宜控自動(dòng)控制系統(tǒng)有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日