CN102954902A - 气源采样转接设备及其采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气源采样转接设备及其采样方法，其适用于提供一采样气体给一气体分析仪，并包含多个进气口、多个电磁阀、一预压泵以及一控制器。控制器管控这些电磁阀以及预压泵，以导通各电磁阀，使预压泵通过各进气口抽取一外部的待测装置的气体，而获得采样气体，并传送至气体分析仪。

Description

气源采样转接设备及其采样方法

技术领域

本发明涉及一种气源采样设备，更特别地说，是有关于一种适用于提供一采样气体给一气体分析仪（Gas Analyzer）的集中式气源采样转接设备。

背景技术

锡膏印刷制程（Printing Process）为表面黏着技术（Surface mount technology, SMT）的第一个子制程，且锡膏印刷制程更为影响电子产品组装质量的重要制程之一。而为避免焊接效果发生不良，锡膏印刷制程一般需在氮气浓度高而含氧浓度低的焊接环境中进行，例如含氧浓度值为ppm 100～500，以降低焊接物间的氧化物总量，并由此提升焊接物的吃锡程度（Wetting）、焊点亮度及焊接能力（Solderability），进而达到有效的焊接效果。由此，锡膏印刷制程中，焊接设备，例如回焊炉往往需装设一台气体分析仪，例如氧分仪（Oxygen Analyzer），以随时检测回焊炉的含氧量，避免因含氧量过高而造成焊接不良，影响电子产品的组装质量。

因此，氧分仪采用单台单用的方式，将使氧分仪的使用数量因回焊炉的作业数量增加而增加。而多台氧分仪的校验费用、维修费用及耗材费用更将使电子产品的组装成本增加。并且，单台单用的方式将因各台氧分仪的耗材更换时间差异，而使各台氧分仪具有不同的检测准确度，造成检测结果的差异，甚而影响电子产品的组装质量。

另外，采用单台单用方式的氧分仪若发生异常而无法正常工作时，作业人员将采取拆卸装设于其他回焊炉上的氧分仪以进行含氧量检测的作业方式，并进一步进行验证比对两台氧分仪的检测差异。然而，上述此种作业方式将造成作业时间的耗费，增加作业成本。并且，拆卸氧分仪并重新装设于其他回焊炉时，需关闭再重新开启氧分仪，而将使氧分仪需再次进行预热方可获得稳定且正确的检测结果。而此预热时间也将增加作业时间，造成作业工时的浪费。

发明内容

有鉴于上述已知技艺的问题，本发明的其中一目的就是在提供一种气源采样转接设备及其采样方法，以解决因拆卸气体分析仪并重新装设于其他回焊炉而造成作业工时浪费的问题，或解决因多台气体分析仪的校验费用、维修费用及耗材费用而使组装成本增加的问题。

根据本发明的另一目的，提出一种气源采样转接设备，其适用于提供一采样气体给一气体分析仪。其包含多个进气口、多个采样开关、多个继电器、一预压泵以及一控制器。各进气口连接一外部的待测装置。各采样开关连接各进气口和外部的待测装置。各继电器连接各进气口。而预压泵为一真空抽气泵，连接这些继电器。控制器依据各采样开关的开启而由各继电器控制各进气口或预压泵，使预压泵通过各进气口抽取各外部的待测装置的气体，以获得采样气体，且预压泵将采样气体传送至气体分析仪。

其中，气源采样转接设备更包括多个电磁阀，各电磁阀连接各进气口以及各继电器，且控制器由各继电器导通各电磁阀，以使预压泵通过导通的电磁阀而经由进气口抽取外部的待测装置的气体。

其中，控制器更包括一可调式放大电路。可调式放大电路接收并放大气体分析仪的一检测结果，以将放大的检测结果反馈至对应检测结果的外部的待测装置。

此外，本发明更提出一种气源采样方法，其适用于由一气源采样转接设备提供一采样气体给一气体分析仪。气源采样转接设备具有多个进气口、多个采样开关、多个继电器、一预压泵以及一控制器。且气源采样方法包含下列步骤：将各进气口连接至一外部的待测装置；开启气源采样转接设备的采样开关；依据采样开关的开启，控制器由各继电器控制各进气口预压泵，使预压泵通过各进气口抽取各外部的待测装置的气体，以获得采样气体；以及以预压泵传送采样气体至气体分析仪。

更包括下列步骤：依据采样开关的开启，控制器由各继电器导通一电磁阀；以及使预压泵通过导通的电磁阀而经由进气口抽取外部的待测装置的气体。

更包括下列步骤：利用控制器的一可调式放大电路接收并放大气体分析仪的一检测结果；以及反馈放大的检测结果至对应检测结果的外部的待测装置。

承上所述，依本发明的气源采样转接设备及其采样方法，其可具有一或多个下述优点：

(1) 此气源采样转接设备可由多个进气口抽取多个待测装置的气体，由此可使用一台气体分析仪检测多台待测装置，以可减少气体分析仪的使用数量或可降低搬运气体分析仪的机率，进而达到降低作业成本或作业工时的功效。

(2) 此气源采样转接设备可由活性炭过滤器以及过滤杯去除采样气体中的腐蚀性气体以及杂质，由此可避免腐蚀性气体或杂质损害气体分析仪，进而提升气体分析仪的检测准确性，并可延长气体分析仪的使用寿命。

(3) 此气源采样方法可由采样开关选择待测装置，由此可达到循环性检测及选择性检测的功能。

(4) 此气源采样方法可使多台待测装置共同经由一台气体分析仪进行含氧量的分析，由此可提供更具参考性的横向比较的分析数据。

附图说明

图1为本发明的气源采样转接设备的示意图；

图2为本发明的气源采样转接设备的电路图；

图3为本发明的气源采样转接设备的外观示意图；以及

图4为本发明的气源采样方法的流程图。

图中：

1：气源采样转接设备；

10：进气口；

11：活性炭过滤器；

12：过滤杯；

13：电磁阀；

14：继电器；

15：预压泵；

150：调节阀；

16：控制器；

160：可调式放大电路；

17：电源器；

18：出气口；

2：待测装置；

20：待测装置信号接口；

3：气体分析仪；

30：气体分析仪信号接口；

4：取样器；

5：电源开关；

6：保险丝；

7：外部操作面板；

70：控制开关；

71：采样开关；

72：采样指示灯；

73：分析指示灯；以及

S40～S44：步骤流程。

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明的气源采样转接设备及其采样方法的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。

请参阅图1，其为本发明的气源采样转接设备的示意图。如图所示，气源采样转接设备1可适用于抽取多个待测装置2，例如回焊炉的气体，并由集中气体采样的方式而提供采样气体给一气体分析仪3，例如氧化锆型氧分仪，以进行待测装置2的氧体分析。由此，使多台待测装置2可共享一台气体分析仪3进行分时地气体检测与分析，而可达到减少气体分析仪3的使用数量或置换机率的功效。气源采样转接设备1可包含多个进气口10、多个活性炭过滤器11、多个过滤杯12、多个电磁阀13、多个继电器14、一预压泵15、一调节阀150、一控制器16、一可调试放大电路160、一电源器17、一出气口18、多个待测装置信号接口20以及一气体分析仪信号接口30。电源器17可为一提供24伏特直流电压的电源供应器，以提供气源采样转接设备1一工作电压。各进气口10可连接一待测装置2，用以抽取待测装置2的气体。且多个进气口10中的其中之一可空置，用以抽取周围环境的空气。各进气口10可连接活性炭过滤器11后再连接过滤杯12，而过滤杯12则可经由电磁阀13连接预压泵15。预压泵15可为一真空抽气泵，并可经由一调节阀150连接出气口18。而继电器14可连接预压泵15、电磁阀13、待测装置信号接口20以及气体分析仪信号接口30。

控制器16可为一可程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller, PLC），连接继电器14，并可通过继电器14而与预压泵15、电磁阀13、待测装置信号接口20以及气体分析仪信号接口30连接。控制器16可通过继电器14而导通电磁阀13，以使预压泵15可通过导通的电磁阀13而经由进气口10抽取待测装置2的气体，而获得采样气体，以使预压泵15输出采样气体至气体分析仪3。并且，预压泵15可由调节阀150调节预压泵15输出至气体分析仪3的采样气体的气流量大小。当气体分析仪3完成检测时，控制器16也可通过继电器14而获得由气体分析仪信号接口30所输出的一检测结果。且控制器16也可通过继电器14而将此检测结果经由待测装置信号接口20反馈至对应此检测结果的待测装置2。

值得一提的是，控制器16更可具有一可调式放大电路160，用以接收气体分析仪3的检测结果。若检测结果因线路损耗而产生信号误差时，可调式放大电路160更可放大此检测结果，以进行信号补偿，避免信号损耗而造成检测准确度失真。

请参阅图2，其为本发明的气源采样转接设备的电路图。如图所示，气源采样转接设备1可适用于抽取多个待测装置2，例如回焊炉的气体，并由集中气体采样的方式而提供采样气体给一气体分析仪3进行待测装置2的氧体检测与分析。由此，使多台待测装置2可共享一台气体分析仪进行气体的分析，而可提供更具参考性的横向比较的分析数据。气源采样转接设备1可包含一取样器4、一控制器16、一预压泵15、一电源器17、多个继电器14、多个待测装置信号接口20以及一气体分析仪信号接口30。

一外部220伏特交流电压源可经由一电源开关5以及一保险丝6而连接电源器17以及控制器16，以提供气源采样转接设备1一工作电压。且电源器17可将此220伏特交流电压转换为24伏特直流电压，以作为继电器14的工作电压。预压泵15可为一真空抽气泵，并可设置有一调节阀150。使预压泵15可由调节阀150调节经由出气口18输出至气体分析仪3的采样气体的气流量大小。

控制器16可为一可程序逻辑控制器，连接继电器14，并可通过继电器14而与预压泵15、取样器4、待测装置信号接口20以及气体分析仪信号接口30连接。且控制器16可通过继电器14驱动取样器4，以使预压泵15由取样器4抽取待测装置2的气体，而获得采样气体。控制器16也可通过继电器14使预压泵15经由出气口18输出采样气体至气体分析仪3。当气体分析仪3完成检测时，控制器16也可通过继电器14而获得由气体分析仪信号接口30所输出的一检测结果。并且，控制器16也通过继电器14而将此检测结果经由待测装置信号接口20反馈至对应于检测结果的待测装置2。

特别的是，取样器4中可设置有多个进气口10、多个活性炭过滤器11、多个过滤杯12以及多个电磁阀13。各进气口10可连接待测装置2，用以抽取待测装置2的气体。且多个进气口10中的其中之一可空置，用以抽取周围环境的空气。且各进气口10更可连接活性炭过滤器11后再连接过滤杯12，而过滤杯12则可由电磁阀13接连至预压泵15。各电磁阀13可与继电器14连接，使控制器16由驱动继电器14而导通电磁阀13，以使预压泵15可经由导通的电磁阀13而通过进气口10抽取待测装置2的气体。本实施例中，取样器4所设置的进气口10、活性炭过滤器11、过滤杯12或电磁阀13可因实际作业需求而扩增或缩减，以达到可扩充性的功效。且由活性炭过滤器11以及过滤杯12在采样作业时预先去除采样气体中的腐蚀性气体以及杂质，可降低气体中的腐蚀性气体或杂质的成份浓度，以避免直接损害气体分析仪3，进而提升气体分析仪3的检测准确性，并可延长气体分析仪3的使用寿命。

承上所述，请一并参阅图3，其为本发明的气源采样转接设备的外观示意图。如图所示，气源采样转接设备1可具有一外部操作面板7，且外部操作面板7可设置有一电源开关5、一控制开关70、多个采样开关71、一采样指示灯72以及多个分析指示灯73。电源开关5用以开启气源采样转接设备1的工作电源。控制开关70用以开启控制器16的控制程序，以进行气体分析仪3的预热作业或气源采样转接设备1的采样作业。各采样开关71对应一待测装置2，而采样指示灯72则代表气源采样转接设备1的采样作业状态。各分析指示灯73也对应各别的待测装置2，用以显示气体分析仪3所分析的气体来源待测装置2。

当作业人员开启电源开关5以及控制开关70后，控制器16将使预压泵15经由未设置有待测装置2的进气口10抽取周围环境的空气，并传送至气体分析仪3以进行预热作业，例如10分钟的预热作业。预热完毕后，控制器16可依据作业人员所开启的采样开关71而驱动对应此采样开关71的继电器14，使对应此采样开关71的电磁阀13导通，而进行待测装置2的气体采样。本实施例中，气源采样转接设备1的采样作业时间可约为15分钟，以预先执行气体分析仪3的抽气作业，由此可缩短气体分析仪3侦测失真的时间。

接着，待测装置2的气体可经由进气口10后，通过活性炭过滤器11、过滤杯12以及电磁阀13而进入预压泵15，以形成采样气体。并且，由调节阀150调节预压泵15经由出气口18输出采样气体至气体分析仪3的气流量大小，例如每分钟0.2公升，使采样气体稳定地输入至气体分析仪3。此时，采样指示灯72将亮灯，表示气源采样转接设备1正进行气体的采样。且分析指示灯73也亮灯显示目前气源采样转接设备1所采样的气体源自于何台待测装置2。

特别注意的是，本实施例中，预热作业时间、采样作业时间或预压泵15输出采样气体的气流量仅为本发明的气源采样转接设备1的一较佳实施态样的举例，并非限制，具通常知识者应当明了依据气体分析仪3的不同机型，预热作业时间、采样作业时间或气流量也不相同。并且，本发明的气源采样转接设备1的控制器16可依据气体分析仪3的机型不同而调整其预热作业时间、采样作业时间或气流量。

另外，为避免气体分析仪3的检测结果因线路损耗而产生信号误差，气源采样转接设备1也可设置有可调式放大电路160，用以放大检测结果，进行信号补偿。进一步地，控制器16可依据实际作业需求而进行选择性地测试各待测装置2，或循序性地测试各待测装置2，以实现弹性化且轻易操作地测试流程。

请参阅图4，其为本发明的气源采样方法的流程图。如图所示，气源采样转接设备可适用于抽取多个待测装置，例如回焊炉的气体，并由集中气体采样的方式而提供采样气体给一气体分析仪，例如氧化锆型氧分仪，进行待测装置的氧体分析。由此，使多台待测装置可共享一台气体分析仪进行气体分析。而气源采样方法的流程可包含下列步骤：

在步骤S40中，将进气口连接至一待测装置，用以抽取待测装置的气体。且多个进气口中的其中之一可空置，用以抽取周围环境的空气。

在步骤S41中，开启电源开关、控制开关以及采样开关，使预压泵可经由进气口抽取周围环境的空气，并传送至气体分析仪以进行预热作业。

在步骤S42中，在预热完毕后，控制器可驱动对应于采样开关的继电器，并导通对应于采样开关的电磁阀，使预压泵经由对应于采样开关的进气口抽取待测装置的气体，而获得采样气体。

在步骤S43中，预压泵经由出气口传送采样气体至气体分析仪，以进行气体分析，并获得一检测结果。

在步骤S44中，可调式放大电路接收并放大检测结果，反馈放大的检测结果至对应检测结果的待测装置。

本发明的气源采样方法的详细说明以及实施方式已于前面叙述本发明的气源采样转接设备时描述过，在此为了简略说明便不再缀述。

综上所述，本发明的气源采样转接设备及其采样方法可采用集中采样方式进行各待测装置的气体采样，使多台待测装置可共享一台气体分析仪由此可提升气体分析仪的使用率。并且，选择性的气体采样与检测方式可灵活应对产线作业的排程变化。而预压泵可加速采样气体的抽取，以缩短气体分析仪侦测失真的时间。另外，利用活性炭过滤器、过滤杯以及气体分析仪的过滤系统使待测装置的气体可经由双重的过滤效果而形成采样气体，由此可提高气体分析仪的检测准确率及延长使用寿命。

但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (13)

1.一种气源采样转接设备，其适用于提供一采样气体予一气体分析仪，其特征在于：其包含：

多个进气口，各该进气口连接一外部的待测装置；

多个采样开关，各该采样开关连接各所述进气口和所述外部的待测装置；

多个继电器，各该继电器连接各所述进气口；

一预压泵，其连接该些继电器；以及

一控制器，其连接各所述继电器，且该控制器依据各所述采样开关的开启而由各所述继电器控制各所述进气口或所述预压泵，使该预压泵通过各所述进气口抽取各所述外部的待测装置的气体，以获得该采样气体，且所述预压泵将该采样气体传送至所述气体分析仪。

2.根据权利要求1所述的气源采样转接设备，其特征在于：其更包括多个电磁阀，各该电磁阀连接各所述进气口以及各所述继电器，且所述控制器由各所述继电器导通各所述电磁阀，以使所述预压泵通过该导通的电磁阀而经由所述进气口抽取所述外部的待测装置的气体。

3.根据权利要求1所述的气源采样转接设备，其特征在于：其更包括多个活性炭过滤器，各该活性炭过滤器连接各所述进气口。

4.根据权利要求1所述的气源采样转接设备，其特征在于：其更包括多个过滤杯，各该过滤杯连接各所述进气口。

5.根据权利要求1所述的气源采样转接设备，其特征在于：其更包括一调节阀，该调节阀连接所述预压泵，且该调节阀调节所述预压泵输出至所述气体分析仪的该采样气体的气流量。

6.根据权利要求1所述的气源采样转接设备，其特征在于：所述控制器更包括一可程序逻辑控制器。

7.根据权利要求1所述的气源采样转接设备，其特征在于：所述控制器更包括一可调式放大电路，该可调式放大电路接收并放大所述气体分析仪的一检测结果，以将该放大的检测结果反馈至对应该检测结果的所述外部的待测装置。

8.一种气源采样方法，其适用于由一气源采样转接设备提供一采样气体给一气体分析仪，该气源采样转接设备具有多个进气口、多个采样开关、多个继电器、一预压泵以及一控制器，其特征在于：该气源采样方法包含下列步骤：

将各所述进气口连接至一外部的待测装置；

开启所述气源采样转接设备的所述采样开关；

依据该采样开关的开启，所述控制器由各所述继电器控制各所述进气口或所述预压泵，使该预压泵通过各所述进气口抽取各所述外部的待测装置的气体，以获得该采样气体；以及

以所述预压泵传送该采样气体至所述气体分析仪。

9.根据权利要求8所述的气源采样方法，其特征在于：更包括下列步骤：

依据所述采样开关的开启，所述控制器由各所述继电器导通一电磁阀；以及

使所述预压泵通过导通的所述电磁阀而经由所述进气口抽取所述外部的待测装置的气体。

10.根据权利要求8所述的气源采样方法，其特征在于：更包括下列步骤：

以所述气源采样转接设备的多个活性炭过滤器过滤所述外部的待测装置的气体，使所述预压泵抽取获取所述采样气体。

11.根据权利要求8所述的气源采样方法，其特征在于：更包括下列步骤：

以所述气源采样转接设备的多个所述过滤杯过滤所述外部的待测装置的气体，使所述预压泵抽取获取所述采样气体。

12.根据权利要求8所述的气源采样方法，其特征在于：更包括下列步骤：

以所述气源采样转接设备的一调节阀调节所述预压泵输出至所述气体分析仪的所述采样气体的气流量。

13.根据权利要求8所述的气源采样方法，其特征在于：更包括下列步骤：

利用所述控制器的一可调式放大电路接收并放大所述气体分析仪的一检测结果；以及

反馈该放大的检测结果至对应该检测结果的所述外部的待测装置。

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