1、多晶硅是電子工業(yè)與太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)原料，廣泛用于半導(dǎo)體芯片、高性能傳感器、光纖、太陽(yáng)能電池板等。隨著我國(guó)生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，多晶硅的生產(chǎn)工藝得到不斷提高和改進(jìn)，目前，我國(guó)多晶硅產(chǎn)量已占全球總產(chǎn)量的70％以上。
　　多晶硅還原爐內(nèi)硅棒直徑生長(zhǎng)速率等參量的在線監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，在多晶硅還原爐高純度硅棒生長(zhǎng)工藝控制過(guò)程中，由于沒(méi)有針對(duì)硅棒直徑生長(zhǎng)速率等參量的精確監(jiān)測(cè)設(shè)備，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)多晶硅還原爐的閉環(huán)精準(zhǔn)控制，目前多采用

2、的則是以經(jīng)驗(yàn)值為依據(jù)的開(kāi)環(huán)控制方式，從而普遍造成耗能過(guò)高、成品率低等，直接影響到企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能降耗指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
　　截止到目前為止，國(guó)內(nèi)多晶硅還原爐內(nèi)的硅棒直徑監(jiān)測(cè)都是通過(guò)爐壁上的觀察口進(jìn)行人工目測(cè)，人工目測(cè)帶有很大的主觀性，目測(cè)結(jié)果往往與實(shí)際直徑尺寸差別很大。這種方法不僅要求工人必須有足夠的經(jīng)驗(yàn)，而且由于還原爐內(nèi)處于高溫高壓的狀態(tài)，具有一定的危險(xiǎn)性。
　　本研究采用高性能的近紅外CCD成像技術(shù)，基于數(shù)字圖像處理與計(jì)算機(jī)

3、視覺(jué)測(cè)量原理，成功研制生產(chǎn)出可以實(shí)現(xiàn)多晶硅還原爐內(nèi)硅棒直徑在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)。本研究開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)能夠代替人工觀察，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度及危險(xiǎn)性。該項(xiàng)技術(shù)提高了多晶硅的生長(zhǎng)速率監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和測(cè)量準(zhǔn)確度，為優(yōu)化控制提供了準(zhǔn)確的參數(shù)根據(jù)，更好的指導(dǎo)多晶硅還原爐內(nèi)硅棒的生長(zhǎng)，為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的自動(dòng)化閉環(huán)控制技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。
　　本論文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作:
　　(1)對(duì)硅棒的扭曲圖像進(jìn)行矯正，然后針對(duì)硅棒圖像的偏亮或偏暗質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行直方