CN113125864B - 静电感测系统与静电感测组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种静电感测系统与静电感测组件，其中该静电感测系统用以检测一流体传输元件内的一流体的静电信息。静电感测系统包含一静电感测组件、一信号放大元件及一模拟数字转换元件。静电感测组件包含一感测元件及一保护罩。感测元件用以设置于流体传输元件，且感测元件贯穿流体传输元件而部分位于流体传输元件内。保护罩将感测元件位于流体传输元件内的部分围绕于内，且保护罩的至少部分位于感测元件的上游处。信号放大元件电连接于感测元件。模拟数字转换元件电连接于信号放大元件。其中，保护罩具有一开口，感测元件与开口相分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种静电感测系统与静电感测组件，特别是涉及一种接触式的静电感测系统与静电感测组件。
背景技术
近年来，随着电子零件的细微化和高集成化，静电放电(ESD)引起的静电破坏情况不断增大。但是肉眼看不见静电，因此存在难以捕捉其现象并预防的问题。所谓静电破坏，就是由于静电导致本来绝缘的线路模型之间短路，致使集成线路(IC)等电子零件损坏的现象。集成线路(IC)等电子零件若因静电放电导致大量电流流过，则绝缘性高的氧化硅等薄膜(绝缘层)会遭到破坏，进而破坏到内部线路。特别是近年来随着电子零件转往小型集中化发展，对静电故障的敏感性也变得非常大。例如:半导体产业，只需大约80～100V的电压，就会丧失作为半导体的功能。而人体只需大约3KV的电压就会感觉到稍微刺痛。因此，制造厂商需要更进一步的对静电对策做管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静电感测系统与静电感测组件，除了提升静电感测系统与静电感测组件的感测精准度外，又可以避免静电感测系统与静电感测组件污染受感测的流体。
本发明的一实施例所揭露的静电感测系统，用以检测一流体传输元件内的一流体的静电信息。静电感测系统包含一静电感测组件、一信号放大元件及一模拟数字转换元件。静电感测组件包含一感测元件及一保护罩。感测元件用以设置于流体传输元件，且感测元件贯穿流体传输元件而部分位于流体传输元件内。保护罩将感测元件位于流体传输元件内的部分围绕于内，且保护罩的至少部分位于感测元件的上游处。信号放大元件电连接于感测元件。模拟数字转换元件电连接于信号放大元件。其中，保护罩具有一开口，感测元件与开口相分离。
本发明的另一实施例所揭露的静电感测组件包含一感测元件及一保护罩。感测元件用以设置于流体传输元件，且感测元件贯穿流体传输元件而部分位于流体传输元件内。保护罩将感测元件位于流体传输元件内的部分围绕于内，且保护罩的至少部分位于感测元件的上游处。其中，保护罩具有一开口，感测元件与开口相分离。
根据上述实施例的静电感测系统与静电感测组件，通过保护罩将感测元件位于流体传输元件内的部分围绕于内，且保护罩的至少部分位于感测元件的上游处，以及感测元件与开口相分离的设计，能进一步让流体传输元件内的流体流至感测元件的流速接近为零甚或等于零。
以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明是用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求更进一步的解释。
附图说明
图1为本发明第一实施例所述的静电感测组件装设于流体传输元件的剖面示意图；
图2为本发明第一实施例所述的静电感测系统的方块示意图；
图3为本发明第二实施例所述的静电感测系统的方块示意图。
符号说明
10、10a...静电感测系统
20...流体传输元件
22...环形内壁面
100...静电感测组件
110...感测元件
120...保护罩
121...第一环体
1211...第一内表面
122...第二环体
1221...第二内表面
150...电阻元件
200...静电匹配元件
300...信号放大元件
310...电阻元件
400...模拟数字转换元件
500...信号处理元件
600...放电控制元件
C...流道
D...距离
O...开口
W...直径
θ...夹角
具体实施方式
请参阅图1。图1为根据本发明第一实施例所述的静电感测组件装设于流体传输元件的剖面示意图。
本实施例的静电感测组件100用以检测一流体传输元件20内的一流体的静电信息。流体传输元件20例如为流管或泵，其流管或泵的外壳的材质例如为具绝缘特性的铁氟龙，如四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)。流体传输元件20具有一环形内壁面22，且环形内壁面22围绕出一流道C。流道C用以供流体流动。流体例如为高纯度有机溶剂，如负显影液(NTD)、超纯水或乙酸正丁酯(butyl acetate)。流体在流体传输元件20内流动时，流体会与流体传输元件20摩擦并产生静电。
静电感测组件100包含一感测元件110及一保护罩120。感测元件110用以设置于流体传输元件20，且感测元件110贯穿流体传输元件20而部分位于流体传输元件20内。也就是说，本实施例的感测元件110是采用直接接触流体的方式来感测流体的静电信息，以提升静电感测组件100的感测精准度。
保护罩120的材质为绝缘材料，如铁氟龙。保护罩120贯穿流体传输元件20而部分位于流体传输元件20内。保护罩120将感测元件110位于流体传输元件20内的部分围绕于内，且保护罩120的至少部分位于感测元件110的上游处。
保护罩120包含一第一环体121及一第二环体122。第一环体121的一第一内表面1211与环形内壁面22实质上垂直。第二环体122的一第二内表面1221与第一环体121的第一内表面1211间的夹角大于90度且小于270度。在本实施例中，第二环体122的第二内表面1221与第一环体121的第一内表面1211的夹角θ大于90度且小于180度，但并不以此为限。在其他实施例中，第二环体的第二内表面与第一环体的第一内表面也可以为大于180度且小于等于270度的任一角度。惟，当第二环体的第二内表面与第一环体的第一内表面大于180度时，需对应调整(增大)第一环体的内径，以避免第二环体产生干涉的问题。
第二环体122远离第一环体121的一侧环绕出一开口O，且感测元件110与开口O保持一距离D。也就是说，感测元件110与保护罩120都凸出于环形内壁面22，且保护罩120凸出于环形内壁面22的长度大于感测元件110凸出于环形内壁面22的长度。
在本实施例中，保护罩120的开口O具有一开口方向A，且开口方向A与流体的流动方向F1、F3实质上垂直。所谓的实质上垂直是指垂直或因制造公差而接近垂直。不过开口方向A与流动方向F1、F3实质上垂直并非用以限制本发明。在其他实施例中，开口方向与流体的流动方向也可呈锐角、钝角等非平行的关系。
通过感测元件110与开口O于感测元件110的延伸方向上保持一距离D的设计，能进一步让流体传输元件20内的流体流至感测元件110的流速接近为零甚或等于零。详细来说，当流体沿方向F1流向静电感测组件100时，感测元件110会受到保护罩120的止挡而免于受到流体的冲击。接着，受到保护罩120止挡的流体会绕开保护罩120并沿方向F2自保护罩120的开口O流比保护罩120内。也就是说，流体会变成慢慢流至感测元件110，使得流体流至感测元件110的流速接近为零甚或等于零。接着，受感测元件110检测后的流体会继续流出保护罩120，并沿方向F3朝远离静电感测组件100的方向流动。
在本实施例中，开口O的直径W与距离D的比值例如介于1/1至1/3，如1/2。举例来说，当开口O的直径W为0.5毫米(mm)，且感测元件110与开口O的距离D约保持为1毫米(mm)时，接触到感测元件110的流体的流速接近于零，甚或等于零。此外，当开口O的直径W为1毫米(mm)，且感测元件110与开口O的距离D约保持为2毫米(mm)时，接触到感测元件110的流体的流速接近于零，甚或等于零。当开口O的直径W为2毫米(mm)，且感测元件110与开口O的距离D约保持为5毫米(mm)时，接触到感测元件110的流体的流速接近于零，甚或等于零。当开口O的直径W为5毫米(mm)，且感测元件110与开口O的距离D约保持为10毫米(mm)时，接触到感测元件110的流体的流速接近于零，甚或等于零。
也就是说，在开口O的直径W与距离D的比值介于1/1至1/3时，感测元件110会因受到保护罩120的保护，使得流体传输元件20内的流体流至感测元件110的流速接近为零甚或等于零，故能够免于受到流体传输元件20内的流体的破坏。如此一来，感测元件110的表层材料就不会因流体的冲击而掉落碎屑，进而维持流体的纯度，以提升后续制作工艺的良率。
在本实施例中，保护罩120贯穿流体传输元件20，但并不以此为限。在其他实施例中，保护罩也可不贯穿流体传输元件，而是仅位于流体传输元件内，如流管内，只要保护罩仍维持于将感测元件位于流体传输元件内的部分围绕于内，且保护罩的至少部分位于感测元件的上游处即可。
接着说明静电感测系统10，请参阅图1与图2，图2为根据本发明第一实施例所述的静电感测系统的方块示意图。静电感测系统10包含一静电感测组件100、一静电匹配元件200、一信号放大元件300、一模拟数字转换元件400、一放电控制元件600。静电感测系统10还可以包含一信号处理元件500。
静电感测组件100包含一感测元件110及一保护罩120。如上所述，感测元件110用以设置于流体传输元件20，且感测元件110贯穿流体传输元件20而部分位于流体传输元件20内。保护罩120将感测元件110位于流体传输元件20内的部分围绕于内，且保护罩120的至少部分位于感测元件110的上游处。静电匹配元件200电连接感测元件110。信号放大元件300还包含一电阻元件310，电阻元件310电连接于静电匹配元件200。模拟数字转换元件400电连接于信号放大元件300的电阻元件310。放电控制元件600电连接于感测元件110与静电匹配元件200，以让静电信号匹配于信号放大元件300的电阻元件310。信号处理元件500用以处理所接获的静电信号。
请参阅图1与图3，图3为根据本发明第二实施例所述的静电感测系统的方块示意图。静电感测系统10a包含一静电感测组件100、一电阻元件150、一静电匹配元件200、一信号放大元件300、一模拟数字转换元件400、一放电控制元件600。静电感测系统10a还可以包含一信号处理元件500。
静电感测组件100包含一感测元件110及一保护罩120。如上所述，感测元件110用以设置于流体传输元件20，且感测元件110贯穿流体传输元件20而部分位于流体传输元件20内。保护罩120将感测元件110位于流体传输元件20内的部分围绕于内，且保护罩120的至少部分位于感测元件110的上游处。电阻信号电连接于感测元件110。静电匹配元件200电连接电阻元件150，以避免静电信号过大。信号放大元件300电连接于静电匹配元件200。模拟数字转换元件400电连接于信号放大元件300。放电控制元件600电连接于电阻元件150与静电匹配元件200，以让静电信号匹配于信号放大元件300。信号处理元件500用以处理所接获的静电信号。
根据上述实施例的静电感测系统与静电感测组件，通过感测元件与开口于感测元件的延伸方向上保持一距离的设计，能进一步让流体传输元件内的流体流至感测元件的流速接近为零甚或等于零。
此外，当开口的直径与距离的比值例如介于1/1至1/3，如1/2能进一步地让流体流至感测元件的流速更接近为零甚或等于零。
Claims (14)
1.一种静电感测系统，用以检测流体传输元件内的流体的静电信息，其特征在于，该静电感测系统包含：
静电感测组件，包含：
感测元件，用以设置于该流体传输元件，且该感测元件贯穿该流体传输元件而部分位于该流体传输元件内；以及
保护罩，将该感测元件位于该流体传输元件内的部分围绕于内，且该保护罩的至少部分位于该感测元件的上游处；
信号放大元件，电连接于该感测元件；以及
模拟数字转换元件，电连接于该信号放大元件；
其中，该保护罩具有一开口，该感测元件与该开口相分离，该开口具有一开口方向，该开口方向与该流体的流动方向非平行。
2.如权利要求1所述的静电感测系统，其中该开口方向与该流动方向实质上垂直。
3.如权利要求1所述的静电感测系统，其中该流体传输元件具有环形内壁面，该感测元件与该保护罩都凸出于该环形内壁面，且该保护罩凸出于该环形内壁面的长度大于该感测元件凸出于该环形内壁面的长度。
4.如权利要求1所述的静电感测系统，其中该保护罩包含第一环体及第二环体，该第一环体的第一内表面与该第二环体的第二内表面间的夹角大于90度且小于270度。
5.如权利要求4所述的静电感测系统，其中该流体传输元件具有环形内壁面，该第一环体的该第一内表面与该环形内壁面实质上垂直。
6.如权利要求1所述的静电感测系统，其中该感测元件与该开口于该感测元件的延伸方向上保持一距离，且该开口的直径与该距离的比值介于1/1至1/3。
7.如权利要求6所述的静电感测系统，其中该开口的直径与该距离的比值为1/2。
8.如权利要求1所述的静电感测系统，其中该保护罩的材质为绝缘材料。
9.如权利要求8所述的静电感测系统，其中该保护罩的材质为铁氟龙。
10.如权利要求1所述的静电感测系统，还包含电阻元件，该电阻元件电连接该感测元件与该信号放大元件。
11.如权利要求1所述的静电感测系统，其中该信号放大元件还包含电阻元件，该电阻元件电连接于该感测元件与该模拟数字转换元件。
12.如权利要求11所述的静电感测系统，还包含静电匹配元件，该静电匹配元件电连接该感测元件与该信号放大元件。
13.如权利要求1所述的静电感测系统，还包含放电控制元件，该放电控制元件电连接于该感测元件。
14.一种静电感测组件，其特征在于，包含：
感测元件，用以设置于流体传输元件，且该感测元件贯穿该流体传输元件而部分位于该流体传输元件内；以及
保护罩，将该感测元件位于该流体传输元件内的部分围绕于内，且该保护罩的至少部分位于该感测元件的上游处；
其中，该保护罩具有一开口，该感测元件与该开口相分离，该开口具有一开口方向，该开口方向与该流体的流动方向非平行。
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