随着市场对蓝宝石晶体材料需求量越来越大，对生长蓝宝石晶体的设备提出了更高的要求。本文在全面分析、比较国内外晶体生长设备和方法的基础上，重点以泡生法生长蓝宝石晶体为研究对象。通过对设备称重系统关键器件的设计，精确测定晶体生长的质量变化率即生长率，从而指导晶体的生长达到控径的目的。　　论文首先提出了晶体生长时提拉和旋转运动的机械机构。通过对旋转系统和提拉系统运行时的高精度、平稳性的设计要求:对旋转系统控制精度要求不高，采用易于控制、价格相对便宜的步进电机;对提拉系统选用启动力矩大、运行平稳、反应速度快、位置精度准确的交流伺服电机。通过对系统设计要求进行计算，选择合适型号的电机与驱动器，并提出电机速度控制方案。通过对现阶段晶体生长所使用的控径方法进行了详细分析，最终确定了最理想的控径方案—悬臂梁式上称重系统。本课题对该系统机械结构部分进行了详细设计，针对称重方案设计了称重单元电路。通过对传感器选取、A/D转换芯片接口电路设计、系统软件设计，准确测量晶体的质量变化。将称重单元监测得到的重量值输送至系统控制中心，通过算法设计，计算出在单位时间内的生长率。　　由于在晶体生长过程中，无法观察晶体实时的生长形态，对晶体的生长状态无法做出肯定的判断。本章基于固液面能量守恒方程，以球状凸界面的生长方式，建立理想的晶体模型。通过对模型各个生长阶段，分析出生长率与晶体生长影响因素之间的关系。进而可以通过对生长率的实时监测，确定加热功率、提拉速度，指导晶体的生长过程。　　最后，本文通过实验的方式验证建立的生长模型的正确性。在蓝宝石生长工艺过程中，根据理论数据指导晶体的生长过程。通过实验结果分析，能够生产出满足客户需求的晶锭。因此，确定此方案可行，能够应用到实际蓝宝石晶体的生产过程。根据此方案设计的蓝宝石工艺流程，有效地减少了晶体开裂、直径不满足要求等问题，对蓝宝石晶体的生产具有十分重要的意义。