专利名称：激光测距仪的制作方法
技术领域：
本实用新型 涉及一种测量规则物体大小的装置，特别涉及一种非接触测量还原炉 中多晶硅棒直径的激光测距仪。
背景技术：
改良西门子法生产多晶硅主要是通过三氯氢硅和氢气在还原炉中高温沉积于硅 芯表面而得。其中多晶硅生产过程中，沉积速率是评价进气配比、电流等相关参数的调节对 多晶硅生产综合影响的重要指标，也是保证多晶硅产量的重要依据。而沉积速率主要通过 单位时间内硅芯表面的多晶硅沉积重量来表示，其单位一般为kg/h。而硅芯表面的沉积重 量等于硅的密度乘以沉积体积，即硅棒体积的变化量，这就需要在多晶硅生产过程中实时 监测硅棒直径的生长大小。在实际的多晶硅沉积过程中，硅棒的直径随着时间推移不断长大。大约经过一周 多的时间，原本直径为8mm的硅芯逐渐长大成150mm 220mm左右的硅棒。由于多晶硅的 沉积反应是在一个密封的容器内进行的高温化学反应，而且该物体的直径会随着时间的推 移不断增加。这种特殊条件决定了在容器内无法放置内置测量仪，所以不能用传统的直尺 测量方法来准确测量硅棒的直径。目前，对于圆柱形硅棒直径数据的获得主要是操作工人用肉眼通过还原炉视镜的 观测孔来观测，所得的多晶硅棒直径数值均为经验值。通常，在一炉多晶硅的生产周期内， 往往需要几班次的操作人员轮流观测并记录硅棒的直径大小数据。由于观测人的经验不 一，导致所得数据的偏差较大，从而直接影响了对多晶硅沉积速率的评估和生产的可控性。 这就需要一种固定的测量装置或仪器，按照统一的参照物或标准方法测量还原炉中硅棒的 直径大小，有利于得到更加准确的数据，实现生产过程的科学统筹。
发明内容本实用新型的目的是解决目前存在的非接触测量物体直径时采用经验估测而导 致误差较大的问题。为实现上述目的，本实用新型提供了一种激光测距仪，其包括测量标尺；在标尺 上可移动的滑块；以及设置在滑块上的第一激光发生器。测量时，滑块可以先滑动至标尺一 端(基准位置)并使其上的第一激光发射器所发射激光对准所测物体例如硅棒的左边缘， 然后通过滑动标尺上的滑块并使第一激光发射器所发射激光对准硅棒的右边缘，如此便可 测得硅棒的直径。激光测距仪还可包括设置在测量标尺的基准位置处的第二激光发生器。这样在测 量时就可以利用第二激光发生器所发射激光来对准所测物体例如硅棒的左边缘，避免了滑 块需要先滑动至标尺的基准位置的需要。优选滑块上还设置有水平定位仪。这样就可以根据 水平定位仪的水平情况判断测 量时激光测距仪是否水平放置，从而保证测量的是硅棒的水平直径，提高测量数据的准确性。优选滑块上还设置有放大观测装置。通过放大观测装置，使得激光束精确定位在 所测硅棒的边缘，如此便可保证测量数据的精确性和准确性。优选滑块上还设置有手柄。观测时手持手柄便能很容易地进行滑动与观测。第一激光发生器或第二激光发生器还可以设置有调节激光束方向的旋转调节装 置。这种结构在被测物体直径较大的情况下特别有用。优选测量标尺上设置有固定支架。这种结构可以消除由于操作人员手持激光测距 仪可能带来的晃动而对测量结果的精度影响。固定支架上还可以设置有调节测量标尺位置的旋转轴。通过旋转激光测距仪，可 以调整至最佳的观测角度。因此，本实用新型具有如下的有益效果1)通过规范化的标准操作进行测量，避免靠经验目测导致的误差。2)本实用新型的激光测距仪结构简单，容易制造，且操作简便。3)在激光测距仪带有放大观测装置和水平定位仪的情况下，通过放大瞄准观测， 准确定位，进一步保证了测量数据的精确性。

图1是本实用新型激光测距仪的测量原理图。图2是本实用新型激光测距仪构造图。图3是本实用新型激光测距仪的放大图。图4是本实用新型固定式激光测距仪的测量原理图。图5是本实用新型固定式激光测距仪的放大图。图6是本实用新型激光测距仪的大硅棒测量原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。虽然以下仅以测量封闭容器中 的硅棒直径为例，但显然本实用新型并不受此限制。如图1所示，通过还原炉的观测孔3能看到硅棒1的全部以及下面的石墨夹套2。 手持激光测距仪的手柄7于还原炉(未示出)的视镜观测孔3前选择好观测角度，并通过滑 块6上的水平定位仪10调节水平。开启激光发射装置，并使得第二激光发射器4从发射口 发出的光束4’准确定位在所测硅棒1的左边缘，并通过放大观测孔9’精确瞄准定位。此 时，固定激光测距仪的位置，并滑动标尺8上的可移动的滑块6，使得第一激光发射器5从 发射口发出的激光束5’准确定位在所测硅棒1的右边缘，并通过放大观测孔9精确瞄准定 位，然后从标尺上读出两个激光束之间的刻度，便得到硅棒直径的精确数据。进一步地，第 二激光发射器4从发射口发出的光束4’准确从零刻度处发出，如此通过读出第一激光发射 器5发出的激光束5’对应在标尺上的刻度，便得到硅棒直径的精确数据。可移动的滑决6和测量标尺8的左端第二激光发射器4上还设有放大观测孔(放 大观测装置)9和9’。放大观测孔9和9’分别由一放大镜组成，通过放大观测孔9和9’瞄 准，使得激光束精确定位在所测硅棒1的边缘，如此便可保证测量数据的精确性和准确性。[0027]进一步地，如图4所示，通过还原炉的观测孔3能看到硅棒1的全部以及下面的石墨夹套2。由于操作人员手持激光测距仪可能存在的晃动会给测量带来误差。本实用新型 通过给激光测距仪加设一固定金属外框或固定支架11，并通过螺钉等手段将金属外框11 固定在还原炉视镜外部的法兰13上，这样能够将激光测距仪固定住，避免手持晃动带来的 测量误差。金属外框11设有旋转轴12，从而激光测距仪及其金属外框11所在平面可以轴 向转动，便于调整观测硅棒1直径至最好角度。通过水平定位仪10调节水平后，开启激光 发射装置，并使得第二激光发射器4从发射口发出的光束4’准确定位在所测硅棒1的左边 缘。此时，固定激光测距仪的位置，并滑动标尺8上的可移动的滑块6，使得第一激光发射器 5从发射口发出的激光束5’准确定位在所测硅棒1的右边缘，并通过放大观测孔精确瞄准 定位，然后从标尺上读出两个激光束之间的刻度，便得到硅棒直径的精确数据。更进一步地，在多晶硅的生产过程后期，硅棒的直径比较大，一般为120 180mm 左右，通过观测孔往往看不到硅棒的左右边缘，但至少可以看到硅棒的一边，如图6所示， 可以看到所测硅棒1的右边缘。在这种情况下，不能直接采用激光测距仪测量所测硅棒1 的直径。由于所测硅棒与其下方石墨夹套2为同心圆，且石墨夹套2为已知直径的标准件， 故可以通过测量硅棒1的右边缘与石墨夹套2的右边缘之间的距离，根据已知的石墨夹套 2的直径，再经过简单的计算便可以得到所测硅棒1的直径。具体地，通过还原炉的观测孔3能看到硅棒1以及下面的石墨夹套2的右半部分。 手持激光测距仪的手柄7于还原炉(未示出)的视镜观测孔3前选择好观测角度，并通过 水平定位仪10调节水平。开启激光发射装置，并使得第二激光发射器4从发射口发出的光 束4’准确定位在石墨夹套2的右边缘。此时，固定激光测距仪的位置，并滑动标尺8上的可 移动的滑块6，使得第一激光发射器5从发射口发出的激光束5’，并通过旋转装置调节其在 所在纵切面的位置后，准确定位在所测硅棒1的右边缘，并通过放大观测孔精确瞄准定位， 然后再调节回与第二激光光束4’所在平面，并从标尺上读出两个激光束之间的刻度，所测 得的数据乘以2再加上已知石墨夹套2的直径便是所测硅棒的直径。本实用新型的测距仪可以通过密封容器的观测孔，对被测物体准确进行测量，规 范了测量标准，消除了靠经验通过肉眼估测造成的误差，提高了物体测量数据的可靠性，增 加了生产过程的可控性。
权利要求一种激光测距仪，其特征在于，包括测量标尺；在标尺上可移动的滑块；以及设置在滑块上的第一激光发生器。
2.权利要求1的激光测距仪，其特征在于，还包括设置在测量标尺的基准位置处的第 二激光发生器。
3.权利要求1或2的激光测距仪，其特征在于，滑块上还设置有水平定位仪。
4.权利要求1或2的激光测距仪，其特征在于，滑块上还设置有放大观测装置。
5.权利要求1或2的激光测距仪，其特征在于，滑块上还设置有手柄。
6.权利要求1或2的激光测距仪，其特征在于，第一激光发生器或第二激光发生器设置 有调节激光束方向的旋转调节装置。
7.权利要求1或2的激光测距仪，其特征在于，测量标尺上设置有固定支架。
8.权利要求7的激光测距仪，其特征在于，固定支架上设置有调节测量标尺位置的旋 转轴。
专利摘要本实用新型提供了一种激光测距仪，其包括测量标尺；在标尺上可移动的滑块；以及设置在滑块上的第一激光发生器。测量时，滑块可以先滑动至标尺一端(基准位置)并使其上的第一激光发射器所发射激光对准所测物体例如硅棒的左边缘，然后通过滑动标尺上的滑块并使第一激光发射器所发射激光对准硅棒的右边缘，如此便可测得硅棒的直径。本实用新型的测距仪可以通过密封容器的观测孔，对被测物体准确进行测量，规范了测量标准，消除了靠经验通过肉眼估测造成的误差，提高了物体测量数据的可靠性，增加了生产过程的可控性。
文档编号G01C3/00GK201569427SQ20092016679
公开日2010年9月1日 申请日期2009年8月20日 优先权日2009年8月20日
发明者林超 申请人:江苏中能硅业科技发展有限公司