多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)，當熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。多晶硅在半導(dǎo)體材料、太陽能光伏發(fā)電、供熱等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
生產(chǎn)多晶硅是一個提純過程，金屬硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅，再用氫氣進行一次性還原，這個過程中有部分三氯氫硅轉(zhuǎn)化為多晶硅，其余大量進入尾氣，同時形成副產(chǎn)品四氯化硅，每生產(chǎn)一噸多晶硅，就產(chǎn)生4噸以上的四氯化硅廢液。在這個過程中，如果回收工藝不成熟，三氯氫硅、四氯化硅、氯化氫、氯氣等有害物質(zhì)極有可能外溢，存在重大的安全和污染隱患。
現(xiàn)場工況和測量難點
如上圖所示，這是幾個三氯氫硅以及四氯化硅混合液體的球罐，罐內(nèi)充滿了氮氣或者氫氣。
測量難點
1 待測介質(zhì)介電常數(shù)低，液面對雷達波的反射性差，四氯化硅的介電常數(shù)僅2.4，三氯氫硅的介電常數(shù)為3；混合液體的蒸汽彌漫在罐內(nèi)，也對雷達信號造成影響。
2 四氯化硅具有強腐蝕性，長期使用，會對儀表探頭有一定的侵蝕作用，影響測量結(jié)果。
3 四氯化硅遇潮濕空氣即分解成硅酸和劇毒氣體氯化氫，對人體眼睛、皮膚、呼吸道有強刺激性，遇火星會爆炸；氯氣的外逸則可以使人出現(xiàn)咳嗽、頭暈、胸悶等病狀，并導(dǎo)致農(nóng)作物大面積減產(chǎn)和絕收，因此，該現(xiàn)場要求儀表密封性強，安全性高，并符合SIL2安全認證。
4 安裝情況復(fù)雜，安裝接管有變徑，客戶還要求加裝球閥，給測量帶來了較大的挑戰(zhàn)。
VEGAPULS雷達的測量優(yōu)勢
經(jīng)過與客戶的溝通，最終決定采用VEGAPULS雷達來進行測量，克服了實際測量中的各種挑戰(zhàn)。
現(xiàn)場安裝示意圖
測量精準可靠
如前文所述，球罐內(nèi)介質(zhì)復(fù)雜，介電常數(shù)低，且上口進料的方式還會導(dǎo)致進料時罐內(nèi)霧化嚴重，進而影響測量。然而，VEGAPULS雷達卻能夠輕松應(yīng)對，該現(xiàn)場有效回波信號達到76.5dB，測量可靠性達到43.5dB。
特殊天線材質(zhì)，耐強腐蝕性
在此應(yīng)用中，我們采用了特殊天線材質(zhì)，其具有超強耐腐蝕性，有效防止腐蝕和滲透。錐形的天線，即使在有蒸汽霧化冷凝時，也能輕松應(yīng)對。
球閥安裝，保障操作人員生命安全
多晶硅行業(yè)用戶往往要求在儀表下方安裝球閥，在需要維護或者更換儀表的時候，能夠通過球閥輕松隔離罐內(nèi)的重大危險源。VEGAPULS雷達可采用球閥安裝的方式，在不停作業(yè)的情況下更換儀表。
現(xiàn)場安裝示意圖
有效屏蔽虛假信號
VEGAPULS可避開變徑接管和球閥對雷達信號造成的影響，強大的軟件處理功能，能夠有效屏蔽和抑制虛假信號。
近年來，多晶硅產(chǎn)能大幅提升，同時工藝革新不斷涌現(xiàn)，帶來多晶硅品質(zhì)也不斷提升。但多晶硅生產(chǎn)過程中對測量儀表的整體性能要求高，不僅要克服復(fù)雜的工況，保證測量精準度，更要確保生產(chǎn)安全。VEGAPULS雷達經(jīng)過多年實戰(zhàn)檢驗，測量穩(wěn)定可靠，為多晶硅的擴產(chǎn)提質(zhì)提供有效保障。
