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流体流量控制器和定比率控制流体流量的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:2784606 阅读:157 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
流体流量控制系统包括一个接收受控流体的入口和多个流体出口。多个流体出口包括一次流体出口和至少一个二次流体出口。一次流体出口提供一次预设定受控流体流量,至少一个二次流体出口提供受控流体的剩余部分。在此实施方案中,控制系统包括压力传感器,一次、二次乘法器,以及一次、二次流量控制器。一次乘法器将压力传感器测得的压力信号与一次设定点相乘来控制一次流量控制器,该控制器提供受控流体的一次预设定部分。二次乘法器将压力传感器测得的压力信号与一次设定点相乘来控制二次流量控制器,该控制器提供受控流体的剩余部分。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

Fluid flow controller and constant ratio method and device for controlling fluid flow

The fluid flow control system includes an inlet to receive the controlled fluid and a plurality of fluid outlets. A plurality of fluid outlets include a primary fluid outlet and at least one two fluid outlet. A fluid outlet provides a preset controlled fluid flow, and at least one two fluid outlet provides the remaining portion of the controlled fluid. In this embodiment, the control system comprises a pressure sensor, a first and two multipliers, and a primary and two flow controllers. A multiplier couples the pressure signal measured by the pressure sensor with a set point to control a primary flow controller that provides a preset portion of the controlled fluid. A two multiplier couples the pressure signal measured by the pressure sensor with a set point to control the two flow controller, which provides the remainder of the controlled fluid.

【技术实现步骤摘要】
依据35 U.S.C§119,本申请享受美国临时专利申请系列号60/293,356,题目为“受控流体定比率控制的方法和装置”的优先权,该申请的申请日为2001年5月24日。该文献通过在此引述而全部合并于本文。本专利技术是针对流体处理系统的,更具体地说是指这样的流体处理系统,即系统可以提供多路受控流体,每路受控流体可以预先设定与整个受控流体的流量比。流体处理系统用于半导体工业和制药工业(以及其他工业领域),为流体处理室提供精确的流体量。比如在半导体工业中流体处理系统可为半导体晶片处理室提供精确计量的流体流量。在一个典型的流体处理系统中,多路流体中的每一路可分别耦合到大流量控制器,该控制器可为总管提供精确计量的流体流量。该总管可流畅地接到流体处理室的入口。通常情况下流体处理室只有一个入口,可接收总管的受控流体。本专利技术的概述根据本专利技术,提供了一种流体处理系统,其可以接受第一数量的流体并可以提供多路第二数量流体的出口。每一路第二数量流体的流量都与第一数量流体有预先设定好的比率。在本专利技术的一个实施方案中提供了流量控制器。该流量控制器包含受控流体的入口和多路受控流体出口,这些出口为多个设备入口提供受控流体。多路流体出口包括一个第一流体出口和至少一个附加流体出口。流量控制器进一步包含第一输入来接收第一信号,该信号表示在流体入口接收到受控流体流量;还包含第二输入来接收第二信号,该信号表示给第一个流体出口提供的受控流体的预设定量,以及给至少一个附加流体出口提供受控流体的剩余流量。在本专利技术的另一个实施方案中提供了流量控制系统。该流量控制系统包含受控流体的入口和多路受控流体出口,这些出口为多个设备入口提供受控流体。多路流体出口包括一个第一流体出口和至少一个第二流体出口。此第一流体出口可提供第一受控流体的预设定量,至少一个第二流体出口可提供受控流体的剩余流量。在本专利技术的另一个实施方案中提供了受控流体流量控制的方法。该方法包括如下操作在流体入口接收受控流体流量,并且为流入第一流体出口的受控流体提供第一预设定量;为流入至少一个第二流体出口的受控流体提供剩余流量。在本专利技术的进一步的实施方案中提供了流量控制器。该流量控制器包括第一输入来接收第一信号,该信号表示在流体入口接收到受控流体流量;还包括第二输入来接收第二信号,该信号表示接收到的受控流体的预设定量,还包括第一乘法器。此乘法器接收第一和第二信号,将他们相乘所得积表示第一受控流体的预设定量,而与流体入口接到的受控流体无关。本专利技术示图的简单描述附图说明图1表示具有分流比率的流体过程控制系统,该系统将向两个流体出口提供预设定的被控流体。图2同样表示具有分流比率的流体过程控制系统,该系统将向两个流体出口提供预设定的被控流体。图3同样表示具有分流比率的流体过程控制系统,该系统将向多于两个流体出口提供预设定的被控流体。图4同样表示具有分流比率的流体过程控制系统,该系统使用临界流量喷嘴,将向两个流体出口提供预设定的被控流体。图5同样表示具有分流比率的流体过程控制系统,该系统与图2所示的系统相似,但是没有PID控制器。图6同样表示具有分流比率的流体过程控制系统,该系统与图3所示的系统相似,但是没有PID控制器。图7同样表示具有分流比率的流体过程控制系统,该系统使用比例分流阀。本专利技术的详细描述在本文中所用的流体是指液态流体,气态流体以及浆体(即固态物质附着在液态流体上)。虽然本专利技术的实施方案中主要描述的是气态被控流体,但是本专利技术并不仅仅局限于此,同样适用于液态流体及浆体。而且被控流体也并不一定仅仅局限于一种,可以是不同流体的混合物。图1表示依据本专利技术的一个实施方案的具有分流比率的流体过程控制系统,该系统适用于气态流体。对该系统作些修改后就可以用于其它类型的流体,这些内容将在以后的章节中讨论。依据本专利技术,具有分流比率的流体过程控制包括分流比率控制器,该控制器有一个流体入口和多个流体出口,可以在流体入口接收受控流体,并可以将这些流体送至每一个出口。这些多路受控流体的每一路都有预设定的流体量。如图1所示,流体处理系统100包括多路流体输入131-13N(表示为(S1-SN),每一路输入都可以向相应的大流量控制器(MFC)提供受控流体或混合受控流体。比如流体输入1可以是氮,输入2可以是氩,输入3可以是氦,输入4可以是硅烷等。每一个大流量控制器141-14N从各自相应的入口接收流体,从过程控制器110里接收设定点。根据从过程控制器110里接收的设定点,每一个MFC 141-14N将向总管150提供计量流体。遵循本专利技术的一个演示方案,正确使用大流量控制器的详细描述见美国专利应用,系列号为10/131,603,提出申请的时间为2002年4月24日,题目为“大流量控制器的系统和方法”,为了使本文更完整,特意将此文包括进去,以备参考。过程控制器110编程控制每一个MFC 141-14N,在常规模式下为处理过程的每一步提供一种或多种流体流量。耦合到总管150和过程控制器110的是分比率控制器120。分比率控制器120具有流体入口155,该入口可流畅地接收从总管来的受控流体,另外该控制器还包含多路流体出口156,157。多路流体出口156,157的每一路都可以耦合到处理室160各自的流体入口151,152,为处理室160提供预设定的流体流量。按照本专利技术的一个演示方案,分比率控制器可以包括压力传感器121,大流量控制器123和压力控制器(P.C)129,压力传感器121可流畅地耦合到总管150,可测量总管150的内部压力,并将此压力值送到压力控制器129。过程控制器110向压力传感器发送压力设定点控制信号,该信号与总管150的期望压力是一样的。虽然过程控制器110给出的压力设定点在整个过程的每一步都可以不同,但典型的应用情形是该压力设定点是一固定值。通常压力设定点的值是随着处理室160的压力变化的。比如处理室的压力低时,压力设定点可设定为处理室压力的若干倍,以保证大流量控制器123和压力控制器129中的被控流体流量。处理室的压力高时,10托(torr)的压力差就够了。通常,压力设定点可以为任意值,只要保证流体可以通过控制器即可(比如,控制器141-14N,123,129)。此设定点的值取决于许多因素。过程控制器110也为大流量控制器123(表示为MFCX)提供分流设定点,表示来自总管150的流体量,此部分流量将流入到处理室160的第一个输入151。在图1所示的实施方案中,受控流体的剩余部分经过压力控制器129输入到处理室160的第二个输入152。根据压力传感器121和过程控制器110提供的信号,压力控制器129可保证MFCX123总管的上游压力以及压力控制器129为一常量。接下来介绍分流比率控制器120。在给定的过程中,过程控制器110为一个或多个大流量控制器140-14N设定过程设定点,以保证其所需流量。过程控制器110也为压力控制器129设定压力设定点,该值表示总管150内的期望压力值。接下来过程控制器110为大流量控制器123(MFCX)设置分流设定点,该设定点表示流入总管150的流量,这同样也是处理室160的输入151的期望值。按照本专利技术的一个实施方案,在大流量控制器123(MFCX)按一种已知流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体流量控制系统,包括:流体入口,其接收受控流体;以及多路受控流体出口,多路受控流体出口包括第一流体出口和至少一个第二流体出口,该第一流体出口提供第一预设置的受控流体流量,至少一个第二流体出口提供受控流体的剩余流量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:约翰M卢尔威廉S华伦蒂尼
申请(专利权)人:迅捷公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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