CN116024580A - 恒压喷淋设备、恒压喷淋方法以及监控器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种恒压喷淋设备、恒压喷淋方法以及监控器。所述恒压喷淋设备包括：储液缸、喷淋管、泵、过滤器以及控制器，所述控制器适于：调节泵的频率来调节液体的喷淋压力；确定所述过滤器的滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息。所述恒压喷淋方法包括步骤：调节泵的频率来调节液体的喷淋压力；确定过滤器的滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息。所述监控器包括获取器、控制器以及提示器。

Description

恒压喷淋设备、恒压喷淋方法以及监控器

技术领域

本发明涉及湿制程技术领域，具体涉及一种恒压喷淋设备、恒压喷淋方法以及监控器。

背景技术

化学喷淋是湿制程设备常用的处理方法，通过喷嘴喷洒化学药液到待处理工件的处理表面，达到清洗、蚀刻、除油、除锈等目的。通常药液储存在储液缸，通过泵输送到喷淋管，喷淋后回流到储液缸。

为了提高喷淋的均匀性，需要维持药液的恒定的喷淋压力。现有的恒压喷淋设备中，大多数制程需要安装过滤器来过滤药液，保证喷淋药液干净无异物，这些异物可能会导致喷嘴堵塞。然而，药液的喷淋压力随着滤芯的堵塞程度变化，影响了喷淋的均匀性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的实施例提供了一种恒压喷淋设备、恒压喷淋方法以及监控器，通过确定过滤器的滤芯的堵塞情况，能够及时更换过滤器的滤芯，从而达到维持恒定的喷淋压力和提高喷淋的均匀性的目的。

根据本发明的一个方面，提供一种恒压喷淋设备。所述恒压喷淋设备包括：储液缸，用于储存液体；喷淋管，用于将所述液体喷洒到待处理工件的表面；泵，用于将所述液体从所述储液缸抽取到所述喷淋管；过滤器，位于所述泵和所述喷淋管之间，所述过滤器具有用于过滤所述液体的滤芯；以及控制器，适于：调节所述泵的频率来调节所述液体的喷淋压力；确定所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息。

可选地，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

可选地，所述控制器包括提示器，当所述滤芯的滤芯系数达到预定滤芯系数时，通过所述提示器发出所述提示信息。

可选地，所述控制器还包括变频器，通过所述变频器来确定所述泵的频率。

可选地，所述控制器还包括压力计，通过所述压力计来确定所述液体的喷淋压力。

可选地，所述控制器还包括存储器，适于存储所述滤芯的预定滤芯系数。

可选地，所述预定滤芯系数与所述滤芯完全堵塞前预定时间的滤芯系数相关。

可选地，所述控制器还包括比较器，适于将所述滤芯的滤芯系数与所述滤芯的预定滤芯系数进行比较。

根据本发明的另一个方面，提供一种恒压喷淋方法。所述恒压喷淋方法包括步骤：调节泵的频率来调节液体的喷淋压力；确定过滤器的滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息。

可选地，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

可选地，当所述滤芯的滤芯系数达到预定滤芯系数时，发出所述提示信息。

可选地，通过变频器来确定所述泵的频率。

可选地，通过压力计来确定所述液体的喷淋压力。

可选地，通过存储器来存储所述滤芯的预定滤芯系数。

可选地，所述预定滤芯系数与所述滤芯完全堵塞前预定时间的滤芯系数相关。

可选地，通过比较器将所述滤芯的滤芯系数与所述滤芯的预定滤芯系数进行比较。

根据本发明的又一个方面，提供一种监控器。所述监控器包括：获取器，适于获取泵运行时的频率和液体的喷淋压力，所述泵用于抽取所述液体；控制器，适于：调节所述泵的频率来调节所述液体的喷淋压力；确定过滤器的滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息；以及提示器，适于发出所述提示信息。

可选地，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

在本发明实施例中，所述控制器适于：调节所述泵的频率来调节所述液体的喷淋压力；确定所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息，确定是否需要更换所述滤芯。通过预测所述过滤器的滤芯的堵塞情况，能够及时更换过滤器的滤芯，从而达到维持恒定的喷淋压力和提高喷淋的均匀性的目的。

进一步地，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。由此，通过所述泵的频率和所述液体的喷淋压力来实时计算所述滤芯的滤芯系数，计算简易，预测准确度高。

进一步地，所述控制器包括提示器，当所述滤芯的滤芯系数达到预定滤芯系数时，通过所述提示器发出提示信息。由此，通过设定滤芯系数上限进行报警来更换滤芯，可以有效预防滤芯堵塞造成的损失，又可以减少滤芯浪费，保证每只滤芯用尽。

附图说明

本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记表示相同或相似的部件，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的恒压喷淋设备的结构示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的恒压喷淋方法的流程图；以及

图3示出了根据本发明的一个实施例的监控器的结构框图。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

为了提高喷淋的均匀性，需要维持液体的恒定的喷淋压力。喷淋压力和流量是控制喷淋效果的主要参数，可以通过调整球阀改变压力和流量。需要精确控制的制程可以用变频器，改变泵的输出压力来改变喷淋压力和流量。然而，随着过滤器的滤芯中阻挡异物增加，泵的输出压力会减少。要保持恒压，需要在过滤器后面加装数字压力计，返回控制系统。控制系统(比如PLC)可以动态调整变频器的频率来达到稳定的喷淋压力。

恒压控制方法可以保证在生产过程中，喷淋压力不会随着滤芯堵塞程度变化。当喷淋压力降低时，通过增加泵的频率来保持喷淋压力。但是随着滤芯堵塞程度严重，泵的频率达到工作上限时，喷淋压力就会降低，这时需要立即更换滤芯，防止喷淋压力降低导致产品不合规格而报废。当泵的频率达到工作频率上限时，也可能导致电流过高而停止工作。如果没有及时发现，可能造成大量产品报废。

现有方法主要是：1.按照固定时间提前更换滤芯，可以防止生产中出现问题，但是会造成一定滤芯浪费。有时滤芯还可以继续使用，提前更换会增加滤芯使用数量，增加成本；2.按照泵的频率，设置频率上限更换滤芯。问题是设定压力值不同时，泵的频率不同，很难准确预测更换时间。同样会出现更换过早，造成浪费，或更换过晚，无法防止问题发生。

为此，本发明的实施例提供了一种恒压喷淋设备以及恒压喷淋方法。所述恒压喷淋设备包括：储液缸，用于储存液体；喷淋管，用于将所述液体喷洒到待处理工件的表面；泵，用于将所述液体从所述储液缸抽取到所述喷淋管；过滤器，位于所述泵和所述喷淋管之间，所述过滤器具有用于过滤所述液体的滤芯；以及控制器，适于：调节所述泵的频率来调节所述液体的喷淋压力；确定所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息，确定是否需要更换所述滤芯。

通过预测所述过滤器的滤芯的堵塞情况，能够及时更换过滤器的滤芯，从而达到维持恒定的喷淋压力和提高喷淋的均匀性的目的。

图1示出了根据本发明的一个实施例的恒压喷淋设备100的结构示意图。具体地，如图1所示，所述恒压喷淋设备100包括：储液缸10、泵20、过滤器30、喷淋管40和控制器。所述储液缸10用于储存液体例如药液，所述泵20用于将液体从所述储液缸10抽取到所述喷淋管40。所述过滤器30位于所述泵20和所述喷淋管40之间，所述过滤器30具有用于过滤所述液体的滤芯31。所述喷淋管40用于将液体喷洒到待处理工件的表面。所述喷淋管40可以包括上喷淋管41和下喷淋管42，待处理的工件可以放置在所述上喷淋管41和所述下喷淋管42之间，所述上喷淋管41和所述下喷淋管42分别设有多个喷嘴，液体经由所述喷嘴喷到待处理工件的上表面和下表面，进行清洗、蚀刻、除油或除锈等处理。

其中，所述控制器被配置成调节所述泵20的频率来调节所述液体的喷淋压力。所述控制器还被配置成：确定所述过滤器30的所述滤芯31的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵20的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯31的滤芯系数来发出提示信息，确定是否需要更换所述滤芯31。

在一些实施例中，所述过滤器30的所述滤芯31的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯31的滤芯系数，f表示所述泵20的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

在一些实施例中，所述控制器包括提示器，当所述滤芯31的滤芯系数达到预定滤芯系数时，通过所述提示器发出提示信息。所述提示信息可以为声音、文字、视频或者声音、文字和视频结合的方式，对用户进行提示。

在一些实施例中，所述控制器还包括安装到所述泵20上的变频器，通过所述变频器来确定所述泵20的频率。

在一些实施例中，所述控制器还包括压力计，通过所述压力计来确定所述液体的喷淋压力。

在一些实施例中，所述控制器还包括存储器，适于存储所述滤芯30的预定滤芯系数。所述预定滤芯系数与所述滤芯完全堵塞前预定时间的滤芯系数相关。

在一些实施例中，所述控制器还包括比较器，适于将所述滤芯31的滤芯系数与所述滤芯31的预定滤芯系数进行比较。

在一些实施例中，在所述过滤器30和所述喷淋管40之间、在所述过滤器30的出口处设有压力计50，用于测量所述液体的喷淋压力。所述压力计50与所述控制器相连接，测量的所述液体的喷淋压力的数值传输到所述控制器，实时监测所述液体的喷淋压力。

在一些实施例中，在所述过滤器30和所述喷淋管40之间、在所述喷淋管40的入口处设有球阀60，通过所述球阀60来调整所述液体的喷淋压力和流量。

通过控制器实时计算所述滤芯的滤芯系数，设定滤芯系数上限报警更换滤芯，可以达到准确预测。例如，生产一个批次大概用时4小时，假定提前5小时预测滤芯堵塞，在一个批次生产前更换，防止生产过程中停泵造成报废。通过记录所述滤芯的滤芯系数，可以找到所述滤芯完全堵塞5小时前的滤芯系数，将其做为预定滤芯系数。当计算的滤芯系数达到所述预定滤芯系数时，发出提示信息。这样，预测成功比例超过90％，滤芯用量减少20％。

根据本发明的另一个方面，提供一种恒压喷淋方法，包括步骤：调节泵的频率来调节液体的喷淋压力；确定过滤器的滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息，确定是否需要更换所述滤芯。

在一些实施例中，所述恒压喷淋方法还包括步骤：通过泵抽取液体；以及将所述液体喷洒到待处理工件的表面。

在一些实施例中，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

在一些实施例中，当所述滤芯的滤芯系数达到预定滤芯系数时，发出提示信息。

在一些实施例中，通过变频器来确定所述泵的频率。

在一些实施例中，通过压力计来确定所述液体的喷淋压力。

在一些实施例中，通过存储器来存储所述滤芯的预定滤芯系数。

在一些实施例中，所述预定滤芯系数与所述滤芯完全堵塞前预定时间的滤芯系数相关。

在一些实施例中，通过比较器将所述滤芯的滤芯系数与所述滤芯的预定滤芯系数进行比较。

在一些实施例中，如图2所示，所述恒压喷淋方法包括步骤：

S11、通过变频器来获取泵的频率；

S13、通过压力计来获取液体的喷淋压力；

S15、通过控制器计算过滤器的滤芯的滤芯系数；以及

S17、根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息。

实际过程中，要做到准确预测所述过滤器的滤芯使用时长，要保证在不同喷淋压力设定下有不同上限，而不能用固定的压力或频率来预测。同样输出压力下，新滤芯需要较低的频率就可以达到设定喷淋压力。只要找到液体的喷淋压力与泵的频率之间的关系，就可以帮助预测所述过滤器的滤芯的使用情况。

泵的输出压力与转速的平方成正比，即：P2/P1＝(N2/N1)²，其中P1、P2表示泵的输出压力，N1、N2表示泵的转速。由于泵的转速与频率成正比，所以泵的输出压力与频率的平方成正比关系。

如果没有过滤器，泵的输出压力与频率的平方的比例是恒定的常数；这里因为有过滤器，常数变成了变量，将其定义为滤芯的滤芯系数。

在设备正常工作时，改变恒压喷淋设备的设定喷淋压力，记录喷淋压力达到设定值后的泵的频率的值。通过曲线拟合方法，可以发现：

P＝(f/α)²

即，

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

新旧滤芯的滤芯系数不同，通过采集新旧滤芯的数据，可以发现滤芯系数变化可以代表滤芯的堵塞情况。例如，通过计算新滤芯的滤芯系数为1，在使用中滤芯慢慢堵塞。为了保证恒压喷淋，保证液体的喷淋压力不变，提高泵的频率，使得滤芯系数逐渐增加，通过控制器实时计算滤芯的滤芯系数，当滤芯完全堵塞时，滤芯系数为2，此时滤芯发生故障。从这个时间回去找预定时间前，例如7小时前，记录下滤芯系数，比如是1.4,以后就用1.4做为预定滤芯系数。当使用中的滤芯的滤芯系数达到所述预定滤芯系数1.4时，发出提示信息，提示工作人员进行更换滤芯。

根据本发明的又一个方面，提供一种监控器，用于前述的恒压喷淋设备和恒压喷淋方法。如图3所示，监控器200包括：获取器210，适于获取泵运行时的频率和所述液体的喷淋压力，所述泵用于抽取液体；控制器220，适于：调节所述泵的频率来调节所述液体的喷淋压力；确定所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息，确定是否需要更换所述滤芯；以及提示器230，适于基于所述控制器220的指令发出所述提示信息。

在一些实施例中，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

在一些实施例中，所述监控器200还包括变频器240，通过所述变频器240来确定所述泵的频率。

在一些实施例中，所述监控器200还包括测压器250，通过所述测压器250来确定所述液体的喷淋压力，所述测压器250可以采用图1中的压力计50。

在一些实施例中，所述监控器200还包括存储器260，适于存储所述滤芯的预定滤芯系数。

在一些实施例中，所述监控器200还包括比较器270，适于将所述滤芯的滤芯系数与所述滤芯的预定滤芯系数进行比较。

在本发明的实施例中，所述控制器适于：调节所述泵的频率来调节所述液体的喷淋压力；确定所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息，确定是否需要更换所述滤芯。通过预测所述过滤器的滤芯的堵塞情况，能够及时更换过滤器的滤芯，从而达到维持恒定的喷淋压力和提高喷淋的均匀性的目的。

进一步地，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。由此，通过所述泵的频率和所述液体的喷淋压力来实时计算所述滤芯的滤芯系数，计算简易，预测准确度高。

进一步地，所述控制器包括提示器，当所述滤芯的滤芯系数达到预定滤芯系数时，通过所述提示器发出提示信息。由此，通过设定系数上限进行报警来更换滤芯，可以有效预防滤芯堵塞造成的损失，又可以减少滤芯浪费，保证每只滤芯用尽。

以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。

Claims (18)

1.一种恒压喷淋设备，其特征在于，包括：

储液缸，用于储存液体；

喷淋管，用于将所述液体喷洒到待处理工件的表面；

泵，用于将所述液体从所述储液缸抽取到所述喷淋管；

过滤器，位于所述泵和所述喷淋管之间，所述过滤器具有用于过滤所述液体的滤芯；以及

控制器，适于：

调节所述泵的频率来调节所述液体的喷淋压力；

确定所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及

根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息。

2.根据权利要求1所述的恒压喷淋设备，其特征在于，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

3.根据权利要求2所述的恒压喷淋设备，其特征在于，所述控制器包括提示器，当所述滤芯的滤芯系数达到预定滤芯系数时，通过所述提示器发出所述提示信息。

4.根据权利要求3所述的恒压喷淋设备，其特征在于，所述控制器还包括变频器，通过所述变频器来确定所述泵的频率。

5.根据权利要求3所述的恒压喷淋设备，其特征在于，所述控制器还包括压力计，通过所述压力计来确定所述液体的喷淋压力。

6.根据权利要求3到5中任一项所述的恒压喷淋设备，其特征在于，所述控制器还包括存储器，适于存储所述滤芯的预定滤芯系数。

7.根据权利要求3到5中任一项所述的恒压喷淋设备，其特征在于，所述预定滤芯系数与所述滤芯完全堵塞前预定时间的滤芯系数相关。

8.根据权利要求3到5中任一项所述的恒压喷淋设备，其特征在于，所述控制器还包括比较器，适于将所述滤芯的滤芯系数与所述滤芯的预定滤芯系数进行比较。

9.一种恒压喷淋方法，其特征在于，包括步骤：

调节泵的频率来调节液体的喷淋压力；

确定过滤器的滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及

根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息。

10.根据权利要求9所述的恒压喷淋方法，其特征在于，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

11.根据权利要求10所述的恒压喷淋方法，其特征在于，当所述滤芯的滤芯系数达到预定滤芯系数时，发出所述提示信息。

12.根据权利要求11所述的恒压喷淋方法，其特征在于，通过变频器来确定所述泵的频率。

13.根据权利要求11所述的恒压喷淋方法，其特征在于，通过压力计来确定所述液体的喷淋压力。

14.根据权利要求11到13中任一项所述的恒压喷淋方法，其特征在于，通过存储器来存储所述滤芯的预定滤芯系数。

15.根据权利要求11到13中任一项所述的恒压喷淋方法，其特征在于，所述预定滤芯系数与所述滤芯完全堵塞前预定时间的滤芯系数相关。

16.根据权利要求11到13中任一项所述的恒压喷淋方法，其特征在于，通过比较器将所述滤芯的滤芯系数与所述滤芯的预定滤芯系数进行比较。

17.一种监控器，其特征在于，包括：

获取器，适于获取泵运行时的频率和液体的喷淋压力，所述泵用于抽取所述液体；

控制器，适于：

调节所述泵的频率来调节所述液体的喷淋压力；

确定过滤器的滤芯的滤芯系数，所述滤芯系数与所述泵的频率和所述液体的喷淋压力相关；以及

根据所述滤芯的滤芯系数来发出提示信息；以及

提示器，适于发出所述提示信息。

18.根据权利要求17所述的监控器，其特征在于，所述过滤器的所述滤芯的滤芯系数基于下面的公式来确定：

其中，α表示所述滤芯的滤芯系数，f表示所述泵的频率，P表示所述液体的喷淋压力。

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