CN113654843A - 一种采样装置、管道检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种采样装置、管道检测方法，所述采样装置由第二区域延伸至第一区域，第一区域和第二区域经高架地板分隔，所述采样装置包括：至少一个采样管，每个所述采样管通过所述高架地板上的通孔从所述第二区域延伸至所述第一区域中的采样区域；所述采样管用于采集所述采样区域的气体。本申请实施例中通过将采样管延伸至高架地板以上，从而使得采样管可以直接基于高架地板上的通孔延伸至高架地板上的采样区域，如此，不需要对高架地板进行破坏，便可以采集到采样区域的环境空气，使得测试结果可以反映采样区域的真实状态，保证了测试的准确性。

Description

一种采样装置、管道检测方法

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种采样装置、管道检测方法。

背景技术

当前，随着技术的发展和生产标准的提高，现在的生产制造业车间内大多会安装车间环境监控设备，以达到实时监测车间环境和保证生产安全的目的。

然而，对于车间内的VOC(volatile organic compounds，挥发性有机化合物)的监测，通常由于考虑到采样管延伸不便的情况，会将采样管的采样端放至于高架地板下，使得采样管难以直接对车间内的指定监测点位的环境气体进行采样，测试的结果不能准确反映指定监测点位真实状况。

发明内容

本申请实施例期望提供一种采样装置、管道检测方法。

本申请的技术方案是这样实现的：

本申请实施例第一方面提供一种采样装置，所述采样装置由第二区域延伸至第一区域，所述第一区域和所述第二区域经高架地板分隔，所述采样装置包括：

至少一个采样管，每个所述采样管通过所述高架地板上的通孔从所述第二区域延伸至所述第一区域中的采样区域；所述采样管用于采集所述采样区域的气体。

可选地，所述采样装置还包括支撑保护结构，所述支撑保护结构用于对从所述高架地板延伸至所述采样区域的采样管进行支撑和保护。

可选地，所述支撑保护结构包括贯穿所述通孔的支撑壳体，所述支撑壳体包裹所述采样管。

可选地，所述支撑保护结构还包括固定件；

所述固定件包括分别位于所述通孔两端的第一固定件和第二固定件；

所述第一固定件用于将位于所述第一区域的所述支撑壳体与所述高架地板固定连接；

所述第二固定件用于将位于所述第二区域的所述支撑件与所述高架地板固定连接。

可选地，所述采样装置还包括：

设置于所述采样管的采样端上的第一流量计；所述第一流量计用于对所述采样管内的气体流量进行测量；其中，

所述采样端位于所述采样区域。

可选地，所述采样装置还包括：

位于所述第二区域的抽气设备以及设置于所述抽气设备上的第二流量计；所述第二流量计用于对所述抽气设备抽取到的气体流量进行测量。

可选地，所述至少一个采样管均与所述抽气设备连接。

可选地，所述第一流量计为可视流量计。

可选地，所述第一区域为制造车间Fab区域，所述第二区域为辅助制造层Subfab区域。

本申请实施例第二方面提供一种管道检测方法，用于对如第一方面实施例所述的采样装置中的采样管进行管道检测，包括：

获取每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数，以所述流量参数的总和作为第一参数；

获取第二流量计测量得到的流量参数作为第二参数；

基于所述第一参数和所述第二参数确定所述采样管的管道状态。

可选地，所述基于所述第一参数和所述第二参数确定所述采样管的管道状态，包括：

若所述第一参数等于所述第二参数，则表征所述采样管的管道状态正常；

若所述第一参数不等于所述第二参数，则表征所述采样管的管道状态不正常。

可选地，所述方法还包括：

根据每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数确定所述采样管的管道状态。

可选地，所述根据每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数确定所述采样管的管道状态，包括：

若每个采样管上的所述第一流量计测量得到的流量参数相同，则表征所述采样管的管道状态正常；

若每个采样管上的所述第一流量计测量得到的流量参数不相同，则表征所述采样管的管道状态不正常。

本申请公开了一种采样装置、管道检测方法，所述采样装置包括：经高架地板分隔的第一区域和第二区域；每个所述采样管通过所述高架地板上的通孔从所述第二区域延伸至所述第一区域中的采样区域；所述采样管用于采集所述采样区域的气体。本申请实施例中通过将采样管延伸至高架地板以上，从而使得采样管可以直接基于高架地板上的通孔延伸至高架地板上的采样区域，如此，不需要对高架地板进行破坏，便可以采集到采样区域的环境空气，使得测试结果可以反映采样区域的真实状态，保证了测试的准确性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的半导体制造工厂的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的Subfab的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的Fab内的指定监测点位的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种采样装置的结构示意图一；

图5为本申请实施例提供的一种测试结果的对比示意图；

图6为本申请实施例提供的一种采样装置的结构示意图二；

图7为本申请实施例提供的支撑保护结构的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种采样装置的结构示意图三；

图9为本申请实施例提供的一种管道检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

随着技术的发展和生产标准的提高，传统的半导体制造工厂内大多会安装环境监控设备，以达到实时监测环境和保证生产安全的目的。示例性的，请参阅图1，图1为本申请实施例提供的半导体制造工厂的结构示意图；该半导体制造工厂可以由上下两个区域组成，如制造车间Fab区域和辅助制造层Subfab区域。对于Fab内的VOC的监测，通常由于考虑到采样管延伸不便的情况，会将采样管设至于高架地板下，使得难以直接对Fab内的指定监测点位的环境气体进行采样，测试的结果不能准确反映Fab内的指定监测点位的真实状况。另外，在对采样管的管道状态进行保压测试时，需要开启高架地板对高架地板下的采样管进行测试，不仅操作麻烦，还存在安全风险。基于此，提出本申请以下各实施例。

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的Subfab的结构示意图，其中，Subfab位于高架地板下，Subfab包括：金属软管、穿线管、采样管、线槽和分析设备。高架地板又叫做耗散型静电地板，当高架地板接地或连接到任何较低电位点时，能够使电荷耗散，因此可以用于机房安全与防护。高架地板还包括华夫孔层，华夫孔层由华夫板构成，华夫板是以FRP(环氧玻璃钢)做模板浇捣而成的钢砼结构，在浇筑完成后模板做为底模不拆除，其上设有多个通孔。采样管经穿线盒上的线槽、穿线管和金属软管从分析设备延伸至高架地板下方的采样点，其中，金属软管与穿线管之间通过软管接头连接，穿线管与穿线管之间通过穿线管接头连接，穿线管与穿线盒之间通过穿线盒接头连接。

在一个示例中，请参阅图3，图3为本申请实施例提供的Fab内的指定监测点位示意图；在半导体制造工艺中需要使用多种特殊气体和大量的酸、碱等化学品以及有机溶剂和挥发性液体，由此会在Fab区域产生VOC废气。Fab区域通常设有多台测试机台，每台测试机台上具有多个点位，可以作为指定监测点位。在本示例中，Fab区域内设有4台测试机台，整个Fab区域内涉及的点位预计达224个，为了监测这些点位的VOC废气，可以通过采样管与分析设备相连接，以对采集到的气体的成分，采集量等参数进行分析，其中，包括采样管以及分析设备在内的采样装置通常设置在高架地板下方的Subfab中。

在一个实施例中，图4为本申请实施例提供的一种采样装置的结构示意图一，需要说明的是，图4以采样装置包括3个采样管为例进行说明。结合图2和图4所示，采样装置包括至少一个采样管和分析设备，每个采样管从分析设备延伸至高架地板下，每个采样管的采样端设置于高架地板内，采样端用于进行气体采样。在测试环节，为了保证测试结果的准确性，需要定期或者不定期地对采样装置中的采样管的管道进行管道检测，以检测管道的气密状态。而常用的管道检测方法即为保压测试，保压测试是通过向采样管内充入一定压力的压缩空气，同时在采样管上装有测量采样管内气体压力的苏玛罐，经过一段时间后观察苏玛罐的读数是否有下降，以此判断采样管是否存在管道泄漏。具体地，通过与采样管连接的苏玛罐可以对管道内部气体压力进行测量，如果基于苏玛罐读取的压力值从测试开始至测试结束，始终保持不变，或者变化值在预设的阈值范围内，则说明管道的状况完好；反之，管道的状态不良。

然而，由于采样管在高架地板以下，在进行保压测试时，需要开启高架地板，存在一定的安全风险，且苏玛罐的最大压力为20Psi，仅能支持对三个采样管的测压，用完后需要重复重装，导致测试过程繁琐且测试时间过长。另外，采用上述保压测试，每个采样端从前期准备到保压测试结束需要一个小时左右，从而导致总测试时间过长，测试效率很低。

进一步地，考虑到采样管通常为柔性软管，难以将其采样管延伸至高架地板上方，因此难以直接对Fab内的指定监测点位的环境气体进行采样，采样管在高架地板下进行采样得到的测试结果无法准确反映指定监测点位的真实状况，由此造成测试结果不准确等问题。

请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种测试结果的对比示意图。其中，横坐标表征时间参数，单位为min，纵坐标表征流量统计参数，单位为L/min。示例性的，测试时间为20分钟，其中，第一测试曲线为从高架地板上进行气体采样得到的测试曲线；第二测试曲线为从高架地板下进行气体采样得到的测试曲线。从图5可以明显看出，从高架地板上进行气体采样得到的测试值和从高架地板下进行气体采样得到的测试值存储数据差异，换言之，在高架地板下进行气体采样得到的测试结果无法准确的反映高架地板上的环境气体的真实状况。

为此，提出本申请以下各实施例。

请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种采样装置的结构示意图二，需要说明的是，图6以采样装置包括3个采样管为例进行说明。本申请提出的采样装置由第二区域610延伸至第一区域620，所述第一区域620和所述第二区域610经高架地板630分隔，所述采样装置包括：

至少一个采样管640，每个采样管640通过高架地板630上的通孔631从第二区域延伸至第一区域中的采样区域621，所述采样管640用于采集采样区域621的气体；

在本实施例中，所述采样管640的采样端641位于采样区域621。

在本实施例中，高架地板之上的第一区域为制造车间Fab区域，高架地板之下的第二区域为辅助制造层Subfab区域，采样装置中的采样管经过高架地板进入Fab区域的采样区域621。

在本实施例中，所述采样装置还包括：位于所述第二区域的抽气设备660，至少一个采样管640均与抽气设备660连接，具体地，至少一个采样管640的抽气端与抽气设备660连接，而至少一个采样管640的采样端641设置于采样区域621。这里，采样管640的一端为抽气端，采样管的另一端为采样端641。采样区域621包括多个监测点位，可以根据实际测试需求将采样管的采样端设置在不同的指定监测点位。如此，通过控制第二区域的抽气设备，使得至少一个采样管可以同时对采样区域的指定监测点位进行气体采集。在一些实施例中，每个采样管的抽气端上可以装有控制阀，从而通过控制阀和抽气设备的协同控制，使得部分采样管对采样区域的指定监测点位进行气体采集。

这里，采样管的型号可以根据应用场景或经验确定，示例性的，采样管的长度范围大致为150米至200米，采样管管径约为1/8英寸。

在一个实施例中，采样管位于采样区域的采样端为缩口结构，即采样端端口的口径相较于采样端端口以外的管径更小，由此向外部环境暴露的开口面积更小，可以减少管道被污染的风险，保证测量的精度。

在一个实施例中，请继续参阅图6，采样装置还包括支撑保护结构650，支撑保护结构650用于对从高架地板640延伸至采样区域的采样管640进行支撑和保护。

其中，采样管布设的第一区域620和第二区域610的高度差可以高达几米甚至十几米，对于柔性材质的采样管，延伸非常不便，因此，通过设置支撑保护结构650，对采样管640进行支撑和保护，保证了采样管可以顺利第从第二区域610延伸至第一区域620。

在一个实施例中，如图7所示，图7为本申请实施例提供的支撑保护结构的结构示意图。支撑保护结构650包括贯穿高架地板通孔的支撑壳体651，支撑壳体651包裹采样管640，由此，可以将采样管从高架地板下方导引至高架地板上方的指定监测点位，实现对指定监测点位的环境气体进行采样，以准确反映指定监测点位的真实状况。这里，支撑壳体可以是金属外壳，质地坚固，既能起到支撑采样管的作用，还可以保护采样管，防止采样管磨损。另外，本申请实施例中的采样管通过高架地板上的现成的通孔延伸至采样区域，减少了额外的打孔操作，节省工时。

在一个实施例中，如图7所示，支撑保护结构650还包括固定件652。固定件652包括分别位于高架地板630通孔两端的第一固定件6521和第二固定件6522，第一固定件6521用于将位于所述第一区域的支撑壳体651与高架地板630固定连接；第二固定件6522用于将位于第二区域的支撑壳体651与高架地板630固定连接。这里，固定件可以是螺栓结构，如第一固定件和第二固定件分别为螺栓和螺帽中的一种，固定件还可以是卡扣结构，如第一固定件和第二固定件分别为定位件和紧固件中的一种，当然，固定件还可以是其他可以完成固定支撑壳体与高架地板的结构，对此不进行穷举。

在一个实施例中，图8为本申请实施例提供的一种采样装置的结构示意图三，结合图7和图8所示，采样装置还包括：设置于采样管640的采样端641上的第一流量计642，第一流量计642用于对采样管640内的气体流量进行测量；其中，所述采样端641位于所述采样区域621。

在本实施例中，每个采样管的采样端上均设置有一个第一流量计。第一流量计可以为可视流量计，该可视流量计的气体流量范围至少覆盖0～5L/min，精度要求至少为:±1％。当采样流程启动后，抽气设备开始工作，各个指定监测点位的环境气体经由对应的采样管端口进入采样管内，并经过第一流量计。此时，若仅有一个采样管工作，那么总气体流量为处于工作的采样管对应的第一流量计示数；若有多个采样管工作，那么总气体流量为处于工作的多个采样管对应的多个第一流量计示数之和。

在一个实施例中，采样装置还包括设置于抽气设备660上的第二流量计；第二流量计用于对抽气设备660抽取到的气体流量进行测量。

本申请公开了一种采样装置，所述采样装置由第二区域延伸至第一区域，所述第一区域和所述第二区域经高架地板分隔，所述采样装置包括：至少一个采样管，每个所述采样管通过所述高架地板上的通孔从所述第二区域延伸至所述第一区域中的采样区域；所述采样管用于采集所述采样区域的气体；支撑保护结构，所述支撑保护结构用于对从所述高架地板延伸至所述采样区域的采样管进行支撑和保护。本申请实施例中通过支撑保护结构对从高架地板延伸至采样区域的采样管进行支撑保护，以将采样管支撑在高架地板以上，从而使得采样管可以采样延伸至高架地板上的采样区域，如此，不需要破坏高架地板，便可以采集到采样区域的环境空气，使得测试结果可以反映采样区域的真实状态，保证了测试的准确性。

在本实施例中，为了保证采样装置的测试结果的准确性，每隔一段时间需要对采样管的管道状况进行管道检测，以检测采样管是否破损或者堵塞。若采样管发生破损，则通过采样管采集到的气体可能不是采样区域的环境气体，从而导致测试结果不准确。为了提高管道检测的效率，简化管道检测流程，并缩短管道检测的时间，本申请实施例中通过在采样管的采样端设置第一流量计，并在抽气设备上设置第二流量计，通过第一流量计和第二流量计的参数确定所述采样管的管道状态。

请参阅图9，图9为本申请实施例提供的一种管道检测方法的流程示意图。本申请实施例提供的一种管道检测方法，用于对上述采样装置中的采样管进行管道检测，所述方法包括：

S901：获取每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数，以流量参数的总和作为第一参数。

这里，若只有一个采样管工作，则该采样管对应的第一流量计的示数即为第一参数；若有多个采样管工作，则该多个采样管对应的第一流量计的示数之和为第一参数。这里，第一参数即为多个采样管的总气体流量，其中，第一流量计可以为可视化流量计，如此，可以更加直观的得到流量参数。

S902：获取第二流量计测量得到的流量参数作为第二参数。

这里，第二流量计设置于抽气设备上，采样管采集到的气体经过第二流量计进入分析设备。第二流量计可以为抽气设备自带的抽气流量计。在一些实施例中，第二流量计可以只有一个，至少一个采样管的管道流经的气体均汇聚于第二流量计，当然，第二流量计也可以是多个，即每个第一流量计对应于一个第二流量计。在本实施例中，优选为通过一个第二流量计，测量至少一个采样管的总气体流量，该第二流量计的示数即为总抽气流量。

S903：基于第一参数和第二参数确定采样管的管道状态。

在本实施例中，步骤S903包括：若所述第一参数等于所述第二参数，则表征所述采样管的管道状态正常；若所述第一参数不等于所述第二参数，则表征所述采样管的管道状态不正常。

具体地，若所述第一参数等于所述第二参数，说明至少一个采样管的总气体流量与抽气设备的总抽气流量相等，如此可以判断出各个采样管不存在管道破损或者堵塞的情况。反之，若所述第一参数不等于所述第二参数，说明至少一个采样管的总气体流量与抽气设备的总抽气流量不相等，如此可以判断出至少一个采样管中存在管道破损或者堵塞的情况。本申请通过位于采样管的采样端的第一流量计对所述采样管内的气体流量进行测量，并通过位于采样管的抽气端的第二流量计对所述抽气设备抽取到的气体流量进行测量，通过第一参数和第二参数的对比，来确定采样管的管道的状态是否正常。相较于需要通过保压测试来确定管道状态的情况，本申请仅通过第一流量计的示数和第二流量计的示数，即可确定采样管的管道状况，简单易行，方便快捷，且可以同时测得多个管道的状态，提高了检测效率。

在本实施例中，所述方法还包括：根据每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数确定采样管的管道状态。

具体地，可以通过控制抽气设备的抽气功率，使每个采样管管道分配的功率相等，基于此，对采样区域的指定监测点位进行气体采样。由于各采样管对应的抽气功率相等，则在同一时间段内，通过第一流量计的气体流量也相同。而如果采样管的管道发生破损或者堵塞，则其对应的第一流量计的示数会与其他未发生破损或者堵塞的采样管的第一流量计的示数有所不同，由此，可以基于多个第一流量计得到的流量参数确定采样管的管道状态。若每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数相同，则说明至少一个采样管中不存在有管道破损或者堵塞的情况；若每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数不同，则说明至少一个采样管中存在有管道破损或者堵塞的情况。

需要说明的是，在本实施例中，各采样管管道的规格都相同。再例如，基于经验或计算公式，确定抽气设备的抽气功率与抽气流量的映射关系，由此，基于设定的抽气功率，可以确定预期的抽气流量。以设定的抽气功率进行采样，将第一流量计测量得到的流量参数作为实际抽气流量，若实际抽气流量等于预期的抽气流量，则表征采样管的管道状态正常；反之，若实际抽气流量不等于预期的抽气流量，则表征采样管的管道状态不正常。由此，进一步简化了管道状态检测步骤，提高了检测的效率。

本申请实施例中，通过设置在采样管采样端的第一流量计来对所述采样管内的气体流量进行测量，并通过设置在采用管抽气端的第二流量计对所述抽气设备抽取到的气体流量进行测量，基于第一流量计测量得到第一参数和第二流量计测量得到的第二参数，即可确定出采样管的管道状态。如此，本申请实施例提供的管道检测方法，不仅提高了管道检测的效率，还简化了管道检测流程，并缩短了管道检测的时间。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种采样装置，其特征在于，所述采样装置由第二区域延伸至第一区域，所述第一区域和所述第二区域经高架地板分隔，所述采样装置包括：

至少一个采样管，每个所述采样管通过所述高架地板上的通孔从所述第二区域延伸至所述第一区域中的采样区域；所述采样管用于采集所述采样区域的气体。

2.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于，所述采样装置还包括支撑保护结构，所述支撑保护结构用于对从所述高架地板延伸至所述采样区域的采样管进行支撑和保护。

3.根据权利要求2所述的采样装置，其特征在于，所述支撑保护结构包括贯穿所述通孔的支撑壳体，所述支撑壳体包裹所述采样管。

4.根据权利要求3所述的采样装置，其特征在于，所述支撑保护结构还包括固定件；

所述固定件包括分别位于所述通孔两端的第一固定件和第二固定件；

所述第一固定件用于将位于所述第一区域的所述支撑壳体与所述高架地板固定连接；

所述第二固定件用于将位于所述第二区域的所述支撑壳体与所述高架地板固定连接。

5.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于，所述采样装置还包括：

设置于所述采样管的采样端上的第一流量计；所述第一流量计用于对所述采样管内的气体流量进行测量；其中，

所述采样端位于所述采样区域。

6.根据权利要求5所述的采样装置，其特征在于，所述采样装置还包括：

位于所述第二区域的抽气设备以及设置于所述抽气设备上的第二流量计；所述第二流量计用于对所述抽气设备抽取到的气体流量进行测量。

7.根据权利要求6所述的采样装置，其特征在于，所述至少一个采样管均与所述抽气设备连接。

8.根据权利要求5所述的采样装置，其特征在于，所述第一流量计为可视流量计。

9.根据权利要求1所述的采样装置，其特征在于，所述第一区域为制造车间Fab区域，所述第二区域为辅助制造层Subfab区域。

10.一种管道检测方法，用于对如权利要求1或9任一所述的采样装置中的采样管进行管道检测，其特征在于，包括：

获取每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数，以所述流量参数的总和作为第一参数；

获取第二流量计测量得到的流量参数作为第二参数；

基于所述第一参数和所述第二参数确定所述采样管的管道状态。

11.根据权利要求10所述的管道检测方法，其特征在于，所述基于所述第一参数和所述第二参数确定所述采样管的管道状态，包括：

若所述第一参数等于所述第二参数，则表征所述采样管的管道状态正常；

若所述第一参数不等于所述第二参数，则表征所述采样管的管道状态不正常。

12.根据权利要求10所述的管道检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数确定所述采样管的管道状态。

13.根据权利要求12所述的管道检测方法，其特征在于，所述根据每个采样管上的第一流量计测量得到的流量参数确定所述采样管的管道状态，包括：

若每个采样管上的所述第一流量计测量得到的流量参数相同，则表征所述采样管的管道状态正常；

若每个采样管上的所述第一流量计测量得到的流量参数不相同，则表征所述采样管的管道状态不正常。

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