CN218972415U - 真空度控制装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种真空度控制装置及系统，装置包括：气流通道、比较电路和电磁阀。其中，气流通道的两端分别连接真空腔体和真空泵；电磁阀设置在气流通道中，用于调节气流通道中的进气流量；比较电路连接电磁阀的开关电路，还分别接入真空腔内的真空度实际信号和上位工控机设定的真空度设定信号。比较电路在真空度实际信号大于真空度设定信号时，通过电磁阀的开关电路控制电磁阀关闭/挡位减小；在真空度实际信号小于真空度设定信号时，通过电磁阀的开关电路控制电磁阀挡位增大。本申请中通过在气流通道内设置电磁阀以调整真空腔内的真空度实际信号，即使真空腔内的进气流量改变，也可以保证真空腔内的实际真空度一直与上位工控机设定的真空度持平。

Description

真空度控制装置及系统

技术领域

本申请涉及真空度控制技术领域，尤其涉及一种真空度控制装置及系统。

背景技术

在真空设备(如真空CVD设备，PVD设备等，典型的设备，如真空镀膜设备，磁控溅射设备，光伏电池片或半导体芯片生产中的PECVD设备)生产/研发过程中，针对不同的真空应用环境，会有不同的真空度工艺要求，所以在真空生产/研发过程中需要实时精确调节真空度。

在现有的真空生产/研发过程中，由于真空设备本身的限制，真空泵的抽速只能保持不变，若想改变真空度的大小，只能靠进气流量的大小来调节。

现有真空设备生产/研发过程中，要求在真空度保持不变的条件下进行进气流量和种类的改变，由于传统真空设备的限制，传统真空设备运行时，其真空泵不能时时改变抽速，导致现有技术中无法在进行进气流量改变时，保持真空度不变。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中无法在进行进气流量改变时，保持真空度不变的问题，本申请提供一种真空度控制装置及系统。

本申请的方案如下：

根据本申请实施例的第一方面，提供一种真空度控制装置，包括：

气流通道、比较电路和电磁阀；

所述气流通道的两端分别连接真空腔体和真空泵；

所述电磁阀设置在所述气流通道中，用于调节所述气流通道中的进气流量；

所述比较电路连接电磁阀的开关电路，还分别接入真空度实际信号和真空度设定信号。

优选地，还包括：反馈强度调节电路；

所述反馈强度调节电路中包括：采样电阻；

所述反馈强度调节电路通过所述采样电阻连接电磁阀的开关电路，采集电磁阀的开关电路中的采样电流信号。

优选地，所述反馈强度调节电路中还包括：可调电位器。

优选地，还包括：运放电路；

所述比较电路通过所述运放电路接入所述真空度设定信号。

优选地，还包括：气体流量传感器；

所述气流通道包括：第一通道和第二通道；

所述电磁阀设置在所述第一通道中，所述气体流量传感器设置在所述第二通道中。

优选地，还包括：桥式放大电路和仪表运算放大器；

所述气体流量传感器依次连接所述桥式放大电路和所述仪表运算放大器。

优选地，还包括：传感器动态响应调节电路；

所述气体流量传感器还连接所述传感器动态响应调节电路。

优选地，还包括：滤波电路；

所述气体流量传感器还连接所述滤波电路。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种真空度控制系统，包括：

工控机、气源、进气设备、真空腔体、真空泵、真空测量单元，以及如以上任一项所述的真空度控制装置；

所述工控机分别连接所述进气设备、所述真空测量单元和所述真空度控制装置；

所述进气设备分别连接所述气源和所述真空腔体；

所述真空测量单元设置在所述真空腔体中。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的真空度控制装置，包括：气流通道、比较电路和电磁阀。其中，气流通道的两端分别连接真空腔体和真空泵；电磁阀设置在气流通道中，用于调节气流通道中的进气流量；比较电路连接电磁阀的开关电路，还分别接入真空腔内的真空度实际信号和上位工控机设定的真空度设定信号。实施时，气流通道引入真空腔体中的气体流量，比较电路用于在真空度实际信号大于真空度设定信号时，通过电磁阀的开关电路控制电磁阀关闭/挡位减小，以使真空腔内的真空度实际信号降低，直至等于真空度设定信号。在真空度实际信号小于真空度设定信号时，通过电磁阀的开关电路控制电磁阀挡位增大，以使真空腔内的真空度实际信号升高，直至等于真空度设定信号。本申请中，在现有技术中的真空腔和真空泵之间加入气流通道，通过在气流通道内设置电磁阀以调整真空腔内的真空度实际信号，如此即使真空腔内的进气流量改变，也可以保证真空腔内的实际真空度一直与上位工控机设定的真空度持平。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请一个实施例提供的一种真空度控制装置的结构示意图；

图2是本申请另一个实施例提供的一种真空度控制装置的结构示意图；

图3是本申请一个实施例提供的一种真空度控制系统的结构示意图；

图4是本申请另一个实施例提供的一种真空度控制系统的结构示意图。

附图标记：气流通道-1；第一通道-11；第二通道-12；比较电路-2；电磁阀-3；真空腔体-4；真空泵-5；气体流量传感器-6；工控机-7；气源-8；进气设备-9；真空测量单元-10。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例一

图1是本实施例一个实施例提供的一种真空度控制装置的结构示意图，参照图1，一种真空度控制装置，包括：

气流通道1、比较电路2和电磁阀3；

气流通道1的两端分别连接真空腔体4和真空泵5；

电磁阀3设置在气流通道1中，用于调节气流通道1中的进气流量；

比较电路2连接电磁阀3的开关电路，还分别接入真空度实际信号和真空度设定信号。

需要说明的是，本实施例中的真空度控制装置适用于现有技术中的真空度控制系统中，可以应用在真空生产/研发过程中，要求在真空度保持不变的条件下进行进气流量改变的情景下。

需要说明的是，真空腔体4和真空泵5为现有真空度控制系统中的常用结构。真空度实际信号为真空腔体4中通过检测得到的真空度实际数值，真空度设定信号为技术人员在上位工控机7设定的真空度设定数值。真空度实际信号用图1中的DA1表示，真空度设定信号用图1中的DA2表示。

具体实践中，比较电路2中可以通过设置比较器对真空度实际信号和真空度设定信号的大小进行比较，在真空度实际信号大于真空度设定信号时向电磁阀3的开关电路输出正电压，使电磁阀3的开关电路中的二极管关闭，从而使电磁阀3关闭/挡位减小；在真空度实际信号小于真空度设定信号时向电磁阀3的开关电路输出负电压，使电磁阀3的开关电路中的二极管导通，从而使电磁阀3挡位增大。

可以理解的是，本实施例中的真空度控制装置，包括：气流通道1、比较电路2和电磁阀3。其中，气流通道1的两端分别连接真空腔体4和真空泵5；电磁阀3设置在气流通道1中，用于调节气流通道1中的进气流量；比较电路2连接电磁阀3的开关电路，还分别接入真空腔内的真空度实际信号和上位工控机7设定的真空度设定信号。实施时，气流通道1引入真空腔体4中的气体流量，比较电路2用于在真空度实际信号大于真空度设定信号时，通过电磁阀3的开关电路控制电磁阀3关闭/挡位减小，以使真空腔内的真空度实际信号降低，直至等于真空度设定信号。在真空度实际信号小于真空度设定信号时，通过电磁阀3的开关电路控制电磁阀3挡位增大，以使真空腔内的真空度实际信号升高，直至等于真空度设定信号。本实施例中，在现有技术中的真空腔和真空泵5之间加入气流通道1，通过在气流通道1内设置电磁阀3以调整真空腔内的真空度实际信号，如此即使真空腔内的进气流量改变，也可以保证真空腔内的实际真空度一直与上位工控机7设定的真空度持平。

实施例二

本实施例中的真空度控制装置，还包括：反馈强度调节电路；

反馈强度调节电路中包括：采样电阻；

反馈强度调节电路通过采样电阻连接电磁阀3的开关电路，采集电磁阀3的开关电路中的采样电流信号。

本实施例中，通过反馈强度调节电路对流经电磁阀3处的电流信号进行采样，可以根据电磁阀3处的电流信号判断电磁阀3的运行情况。

进一步的，反馈强度调节电路中还包括：可调电位器；

反馈强度调节电路通过可调电位器对真空度实际信号和真空度设定信号进行运放处理。

可以理解的是，如果比较电路2对电磁阀3的开关电路的反馈幅度过大，可能会造成电磁阀3阀门控制抖动，间接造成真空度不稳定，反馈幅度过小又会造成电磁阀3控制反应过慢。基于此，反馈强度调节电路通过可调电位器对真空度实际信号和真空度设定信号进行运放处理以调节反馈幅度大小，可调电位器调节电阻变大，则运放的放大倍数变大，比较电路2向电磁阀3的开关电路的反馈电压也加大，反之亦然。

本实施例中的真空度控制装置，还包括：运放电路；

比较电路2通过运放电路接入真空度设定信号。

可以理解的是，运放电路用于对真空度设定信号进行滤波和增大阻抗。

实施例三

本实施例中的真空度控制装置，参照图2，还包括：气体流量传感器6；

气流通道1包括：第一通道11和第二通道12；

电磁阀3设置在第一通道11中，气体流量传感器6设置在第二通道12中。

需要说明的是，气体流量传感器6用于检测第二通道12中的第一气体流量信号，并将第一气体流量信号发送到工控机7。

需要说明的是，本实施例中的气流通道1为气体分流通道，真空腔体4的气体从气流通道1的入口流入后分为两路，第一通道11为分流通道，整体流量的大小，取决于第一通道11中所放置的分流管数量及直径，放置分流管越多，流经分流通道的流量范围越大。第二通道12为传感器通道，传感器通道内的气体经流直径约0.3mm左右的气体流量传感器6。由气体层流原理，可得两个气体通道中气体分流成比例，可以在气流通道1的入口设置分流器，通过调节分流器的大小限定流体流通的流量范围。

可以理解的是，气体流量传感器6实时检测第二通道12中的第一气体流量信号，并将第一气体流量信号发送到工控机7。在具体实践中，真空度控制系统实施时，工控机7还获取气源8处的第二气体流量信号，本实施例中，工控机7可以将气体流量传感器6提供的第一气体流量信号与气源8处的第二气体流量信号进行对比，以判断气源8处的第二气体流量信号是否准确。

在具体实践中，气体流量传感器6可以选用热式气体流量传感器6。

需要说明的是，真空度控制装置还包括：桥式放大电路和仪表运算放大器；

气体流量传感器6依次连接桥式放大电路和仪表运算放大器。

需要说明的是，桥式放大电路和仪表运算放大器用于将第一气体流量信号进行放大。

需要说明的是，桥式放大电路可以将流量值形式的第一气体流量信号转化为电压信号形式输出，输出信号范围一般为0-30mv左右，因此需要通过仪表运算放大器进行信号放大处理，将0-30mv的信号放大为0-5v左右的电压信号。在具体实践中，桥式放大电路通过恒流源电路进行供电。

需要说明的是，真空度控制装置还包括：传感器动态响应调节电路；

气体流量传感器6还连接传感器动态响应调节电路。

需要说明的是，传感器动态响应调节电路用于对第一气体流量信号进行加速输出。第一气体流量信号放大后，由于热式气体流量传感器6信号传输速度较慢，为了与外围其他控制电路匹配，需要加入传感器动态响应调节电路进行信号的加速。

需要说明的是，真空度控制装置还包括：滤波电路；

气体流量传感器6还连接滤波电路。

需要说明的是，滤波电路用于对第一气体流量信号进行滤波处理，第一气体流量信号通过滤波电路滤波后进行输出。

在具体实践中，气体流量传感器6可以依次连接桥式放大电路、仪表运算放大器、传感器动态响应调节电路和滤波电路，使第一气体流量信号依次进行放大、加速和滤波处理。

实施例四

图3是本申请一个实施例提供的一种真空度控制系统的结构示意图，参照图3，一种真空度控制系统，包括：

工控机7、气源8、进气设备9、真空腔体4、真空泵5、真空测量单元10，以及如以上任一实施例中的真空度控制装置；

工控机7分别连接进气设备9、真空测量单元10和真空度控制装置；

进气设备9分别连接气源8和真空腔体4；

真空测量单元10设置在真空腔体4中。

需要说明的是，真空测量单元10用于检测真空度实际信号，并将真空度实际信号分别发送到工控机7和真空度控制装置；进气设备9用于检测气源8处的第二气体流量信号，并将第二气体流量信号发送到工控机7；工控机7用于设定真空度设定信号，并将真空度设定信号发送到真空度控制装置；还用于设定气体流量设定信号，并将气体流量设定信号发送到进气设备9。

可以理解的是，本实施例中的真空度控制系统，包括：工控机7、气源8、进气设备9、真空腔体4、真空泵5、真空测量单元10，以及如以上任一实施例中的真空度控制装置。其中，工控机7、气源8、进气设备9、真空腔体4、真空泵5、真空测量单元10均为现有真空度控制系统中的常用结构，本实施例中在现有真空度控制系统的基础上，增设了真空度控制装置这一结构。真空度控制装置的气流通道1的两端分别连接真空腔体4和真空泵5；电磁阀3设置在气流通道1中，用于调节气流通道1中的进气流量；比较电路2连接电磁阀3的开关电路，还分别接入真空腔内的真空度实际信号和上位工控机7设定的真空度设定信号。实施时，气流通道1引入真空腔体4中的气体流量，比较电路2用于在真空度实际信号大于真空度设定信号时，通过电磁阀3的开关电路控制电磁阀3关闭/挡位减小，以使真空腔内的真空度实际信号降低，直至等于真空度设定信号。在真空度实际信号小于真空度设定信号时，通过电磁阀3的开关电路控制电磁阀3挡位增大，以使真空腔内的真空度实际信号升高，直至等于真空度设定信号。本实施例中，在现有技术中的真空腔和真空泵5之间加入气流通道1，通过在气流通道1内设置电磁阀3以调整真空腔内的真空度实际信号，如此即使真空腔内的进气流量改变，也可以保证真空腔内的实际真空度一直与上位工控机7设定的真空度持平。

在具体实践中，若真空度控制装置中包括气体流量传感器6时，则真空度控制系统的结构图如图4所示，工控机7还用于在接收到第一气体流量信号时，将第一气体流量信号与第二气体流量信号进行对比，以判断气源8处的第二气体流量信号是否准确。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种真空度控制装置，其特征在于，包括：

气流通道、比较电路和电磁阀；

所述气流通道的两端分别连接真空腔体和真空泵；

所述电磁阀设置在所述气流通道中，用于调节所述气流通道中的进气流量；

所述比较电路连接电磁阀的开关电路，还分别接入真空度实际信号和真空度设定信号。

2.根据权利要求1所述的真空度控制装置，其特征在于，还包括：反馈强度调节电路；

所述反馈强度调节电路中包括：采样电阻；

所述反馈强度调节电路通过所述采样电阻连接电磁阀的开关电路，采集电磁阀的开关电路中的采样电流信号。

3.根据权利要求2所述的真空度控制装置，其特征在于，所述反馈强度调节电路中还包括：可调电位器。

4.根据权利要求1所述的真空度控制装置，其特征在于，还包括：运放电路；

所述比较电路通过所述运放电路接入所述真空度设定信号。

5.根据权利要求1所述的真空度控制装置，其特征在于，还包括：气体流量传感器；

所述气流通道包括：第一通道和第二通道；

所述电磁阀设置在所述第一通道中，所述气体流量传感器设置在所述第二通道中。

6.根据权利要求5所述的真空度控制装置，其特征在于，还包括：桥式放大电路和仪表运算放大器；

所述气体流量传感器依次连接所述桥式放大电路和所述仪表运算放大器。

7.根据权利要求5所述的真空度控制装置，其特征在于，还包括：传感器动态响应调节电路；

所述气体流量传感器还连接所述传感器动态响应调节电路。

8.根据权利要求5所述的真空度控制装置，其特征在于，还包括：滤波电路；

所述气体流量传感器还连接所述滤波电路。

9.一种真空度控制系统，其特征在于，包括：

工控机、气源、进气设备、真空腔体、真空泵、真空测量单元，以及如权利要求1-8任一项所述的真空度控制装置；

所述工控机分别连接所述进气设备、所述真空测量单元和所述真空度控制装置；

所述进气设备分别连接所述气源和所述真空腔体；

所述真空测量单元设置在所述真空腔体中。

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