真空系统中上下游模式同时使用的双向控制新技术 点击:511 | 回复:0



小灬歪

    
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发表于:2021-01-21 14:26:54
楼主

本文具体介绍了真空体系中上游和下流操控形式的特色以及在运用中存在的问题,并介绍了上下流形式一起运用的双向操控新技能,新技能可有用发挥上下流操控形式的长处和按捺缺点。

1.真空度(压力)操控概述
在许多真空体系中,为了施行特定的工艺进程或达到一定的实验条件,需要真空体系中的真空度恒定在特定以及关键的设定值,这就需要对真空体系内的真空度进行操控。真空度操控一般经过上游形式(upstreammodel)、下流形式(downstreammodel)和两种形式结合的办法完成。业界一般将上游形式界说为操控输入真空体系的气体,下流形式界说为操控泵送体系的节流,即以真空体系为参照物,真空体系上游的进气操控为上游形式,真空体系下流的出气操控为下流形式。

无论是自动的上游操控还是下流操控,都需要电动操控阀来完成。在现在国内外真空体系的真空度操控进程中,因为技能的约束,绝大多数还都是选用单一操控办法,即或是上游形式,或是下流形式。但随着双向操控技能的打破,能够完成上下流形式的一起操控。
本文具体介绍了真空体系中上下流真空度操控形式的特色以及在运用中存在的问题,介绍了双向操控技能的特色。

2.上游操控形式(UpstreamModel)
如图1-1所示,上游操控形式是一种操控体系中压力的办法,在该体系中,气体流入腔室,一般由电动操控阀进行操控。

图1-1上游操控形式示意图

上游真空度(压力)操控器保持真空体系自身上游的压力,在真空泵抽速一定的情况下,添加进气流量以下降压力,减少进气流量以添加压力。因此,这称为反向效果,该装备在职业中一般称为背压调节器。
在真空度(压力)上游形式操控期间,操控阀将以特定的速率注入气体,一起还与操控器通讯。假如从操控器接收到不正确的输出电压(意味着压力不正确),操控阀将调整流量。压力过高,操控阀会下降流量,压力过高,操控阀会进步流量。

上游形式具有以下特色:
(1)可进步真空体系中工艺的稳定性和速度。
(2)运用快速效果操控阀,将操控仪器放置在真空体系的上游可供给更快的呼应时刻和更好的稳定性。上游形式还消除了对附加阀的需求,减少了体系中潜在走漏点的数量,减少了下流设备的需求并下降了安装本钱。例如在真空镀膜运用中,将压力操控装置放置在腔室的上游能够节省时刻,本钱,并进步真空堆积工具的精度。
(3)许多真空工艺,如等离子熔炼和真空堆积等,都运用了下流操控形式来保持真空室内的气体压力,而节流阀的运用会有几万元的装备,并还需要一个独自的操控模块来为阀门供电、供给PID数据和设定点功能。因此,上游形式有时可有用的下降真空体系的造价本钱。
(4)因为下流真空泵不受操控,一般都以较大的抽速运转,这就形成在独自运用上游形式时会出现比较费气的现象,特别是在工艺气体为较贵的高纯惰性气体时尤为明显。
如图2-1所示,下流操控形式是一种操控真空体系内部压力的办法,其中抽气速度是可变的,一般由真空泵和腔室之间的操控阀完成。

图2-1下流操控形式示意图

下流操控形式是保持真空体系下流的压力,添加流量以添加压力,减少流量以减少压力,因此,这称为直接效果,这种操控器装备一般称为规范压力调节器。
在真空度(压力)下流形式操控期间,操控阀将以特定的速率约束真空泵抽出气体,一起还与操控器通讯。假如从操控器接收到不正确的输出电压(意味着压力不正确),操控阀将调整抽气流量。压力过高,操控阀会供给抽气流量,压力过低,操控阀会下降流量。

下流形式具有以下特色:
(1)下流形式作为现在最常用的操控形式,一般在各种条件下都能很好地作业。
(2)但在下流形式操控进程中,其有用性有时可能会受到“外部”要素的挑战,如进口气体流速的突然变化或等离子体事情的开启或封闭。此外,某些流量和压力的组合会迫使节流阀在等于或超过其预期操控规模的极限的位置上运转。在这种情况下,精确或可重复的压力操控都是不可行的。或者,压力操控可能是可行的,但不是以快速有用的办法,结果形成产品的产值和良率受到影响。
(3)在下流形式中,会在替换气体或等候腔室内气体沉降时引起延迟。

4.双向操控形式(BidirectionalModel)
经过上述两种操控形式的特色能够看出,两种形式各有优缺点。现在在真空度操控中常用的办法是以下流操控形式为主控办法,一起在真空体系的上游设置几个操控档位来操控进气流量,由此来最大限度发挥两种形式的长处,但这种操控办法还无法完成全自动化。

随着自动化操控技能的开展,现在上海依阳公司已经开发出双向自动操控技能,其结构图3-1如所示。

图3-1双向操控形式示意图


这种双向操控形式能够最大限度发挥操控优势,节省时刻和本钱,并进步真空工艺的效率和质量。

来源:上海依阳热剖析


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