FR3141248A1 - Station et procédé de mesure de la contamination moléculaire véhiculée par l’air - Google Patents
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Abstract
Station et procédé de mesure de la contamination moléculaire véhiculée par l’air La présente invention concerne une station de mesure (1) d’une contamination moléculaire véhiculée par l’air comportant :- au moins un analyseur de gaz (3) configuré pour mesurer une concentration d’au moins un contaminant,- une pluralité d’entrées d’air (5) configurées pour être en communication fluidique avec l’analyseur de gaz (3) et configurées pour être reliées à une pluralité respective de lignes de prélèvement (7),- une pluralité de premières vannes d’isolation pilotables (11) interposées entre la pluralité d’entrées d’air (5) et l’analyseur de gaz (3),- une unité de contrôle (15) configurée pour piloter l’ouverture ou la fermeture des premières vannes d’isolation pilotables (11) afin de mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz (3) avec au moins une ligne de prélèvement (7),dans laquelle l’unité de contrôle (15) est également configurée pour commander une vérification de la justesse de l’analyseur (3) lorsque la concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée par ledit analyseur (3).
Description
La présente invention concerne une station de mesure de la contamination moléculaire véhiculée par l’air, destinée en particulier à la surveillance de la contamination moléculaire dans l’atmosphère des salles blanches, telles que les salles blanches d’usines de fabrication de semi-conducteurs. La présente invention se rapporte également à un procédé de détection de la contamination moléculaire véhiculée par l’air au moyen d’une telle station de mesure.
Dans l’industrie de fabrication de semi-conducteurs, les substrats, tels que les galettes de semi-conducteurs (ou « wafer » en anglais) ou les photomasques, doivent être protégés de la contamination moléculaire véhiculée par l’air (ou AMC pour « Airbone Molecular Contamination » en anglais) afin d’éviter que celle-ci n’endommage les puces ou circuits électroniques des substrats. Pour cela, les galettes sont placées dans des boîtes de transport et de stockage, permettant de transporter les galettes d'un équipement à l'autre ou de les stocker entre deux étapes de fabrication. Par ailleurs, les boites de transport et les équipements sont agencés à l’intérieur de salles blanches dans lesquelles le niveau de contamination est contrôlé et la température, l’humidité et la pression sont maintenus à des niveaux précis et stables.
Dans les salles blanches, les espèces gazeuses véhiculées par l’air peuvent avoir différentes sources et différentes natures, par exemple des acides, des bases, des alcools, des éléments condensables, des éléments dopants... Ces molécules peuvent provenir de l’air intérieur de l’usine de fabrication de semi-conducteurs ou peuvent être la conséquence du dégazage des galettes à la suite d’une opération de fabrication.
Des analyseurs de gaz présents dans les salles blanches permettent d’évaluer la concentration des espèces gazeuses véhiculées par l’air en temps réel, notamment celle de l’humidité. Les concentrations mesurées sont parfois très faibles, de l’ordre du ppm ou jusqu’au sub-ppb.
Ces analyseurs de gaz mesurant l’atmosphère gazeuse environnante, il est donc nécessaire de prévoir un analyseur de gaz dans chaque zone à tester de la salle blanche.
Il existe un besoin d’augmenter le nombre d’espèces gazeuses mesurées et le nombre de zones de test afin de réduire les risques de contamination des substrats. Cependant, la multiplication des analyseurs par zone et la multiplication de ces zones à tester rend cette solution rapidement très coûteuse.
Pour réduire les coûts, il a été proposé une unité de mesure regroupant différents analyseurs. L’unité est munie de plusieurs ports d’entrée adressant chacun une zone de test particulière de la salle blanche via des lignes de prélèvement.
Cependant, comme les lignes de prélèvement ont des longueurs différentes et comme les concentrations des contaminants peuvent être très faibles, il peut arriver de réaliser des mesures erronées et en particulier de détecter des faux positifs. Ces faux positifs peuvent engendrer l’arrêt de la fabrication des semi-conducteurs et l’intervention d’un opérateur dans la zone où la contamination a été détectée. Ceci entraîne alors des coûts importants.
Il convient donc de trouver une solution permettant de réduire ou d’éviter les faux positifs et permettant d’améliorer la fiabilité de la détection de la contamination.
Un des buts de la présente invention est de proposer une station et un procédé de mesure qui résolvent au moins partiellement un des inconvénients précités.
A cet effet, l’invention a pour objet une station de mesure d’une contamination moléculaire véhiculée par l’air comportant :
- au moins un analyseur de gaz configuré pour mesurer une concentration d’au moins un contaminant,
- une pluralité d’entrées d’air configurées pour être en communication fluidique avec l’analyseur de gaz et configurées pour être reliées à une ou plusieurs lignes de prélèvement,
- une pluralité de premières vannes d’isolation pilotables interposées entre la pluralité d’entrées d’air et l’analyseur de gaz,
- une unité de contrôle configurée pour piloter l’ouverture et la fermeture des premières vannes d’isolation pilotables afin de mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz avec au moins une ligne de prélèvement,
dans laquelle l’unité de contrôle est également configurée pour commander une vérification de la justesse de l’analyseur lorsque la concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée par ledit analyseur.
- au moins un analyseur de gaz configuré pour mesurer une concentration d’au moins un contaminant,
- une pluralité d’entrées d’air configurées pour être en communication fluidique avec l’analyseur de gaz et configurées pour être reliées à une ou plusieurs lignes de prélèvement,
- une pluralité de premières vannes d’isolation pilotables interposées entre la pluralité d’entrées d’air et l’analyseur de gaz,
- une unité de contrôle configurée pour piloter l’ouverture et la fermeture des premières vannes d’isolation pilotables afin de mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz avec au moins une ligne de prélèvement,
dans laquelle l’unité de contrôle est également configurée pour commander une vérification de la justesse de l’analyseur lorsque la concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée par ledit analyseur.
La réalisation d’une vérification de la justesse de l’analyseur lorsque la concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est mesurée permet de limiter le nombre de fausses détections de contamination et ainsi de simplifier la gestion de la contamination d’une salle blanche.
Selon un autre aspect de la présente invention, la station de mesure comprend également un réservoir comprenant un fluide étalon ayant un concentration prédéterminée d’un ou plusieurs contaminants à surveiller et une vanne additionnelle disposée entre le réservoir et l’analyseur de gaz, l’unité de contrôle étant configurée, lors de la vérification de la justesse de l’analyseur, pour piloter l’ouverture de la vanne additionnelle et pour commander une mesure de la concentration d’un ou plusieurs contaminants dans le réservoir.
La vérification de la justesse peut se faire par injection d’un fluide ou gaz propre (dénué de contaminant) ou d’un fluide ou gaz étalon ayant une concentration maîtrisée (connue) d’un ou plusieurs contaminants (le gaz étalon peut contenir un ou plusieurs composés). Le fluide ou gaz étalon peut être issu d’un tube à perméation qui peut être chauffé ou non. La station de mesure peut également comprendre des moyens de dilution du fluide ou gaz étalon configurés pour obtenir des fluides ou gaz étalons comprenant différentes concentrations respectives d’un ou plusieurs contaminants à partir du gaz étalon du réservoir 17.
Selon un autre aspect de la présente invention, la station de mesure comprend également :
- un premier réservoir comprenant un fluide ayant une concentration prédéterminée d’un ou plusieurs contaminants à surveiller, une première vanne additionnelle associée à un premier débitmètre massique pour contrôler la mise en communication fluidique entre le premier réservoir et l’analyseur,
- un second réservoir comprenant un fluide exempt du contaminant à surveiller, une deuxième vanne additionnelle associée à un deuxième débitmètre massique pour contrôler la mise en communication fluidique entre le deuxième réservoir et l’analyseur,
l’unité de contrôle étant configurée, lors de la vérification de la justesse de l’analyseur, pour piloter l’ouverture de l’une de la première ou la deuxième vanne additionnelle, pour commander une mesure de la concentration du contaminant dans l’un du premier ou du deuxième réservoir par l’analyseur, pour piloter la fermeture de l’une de la première ou la deuxième vanne additionnelle, pour piloter l’ouverture de l’autre de la première ou la deuxième vanne additionnelle, pour commander une mesure de la concentration du contaminant dans l’autre du premier ou du deuxième réservoir par l’analyseur, pour comparer les valeurs mesurées avec les concentrations prédéterminées de contaminant et pour vérifier que l’écart entre les valeurs mesurées et les concentrations prédéterminées est inférieur à un écart maximal prédéterminé.
- un premier réservoir comprenant un fluide ayant une concentration prédéterminée d’un ou plusieurs contaminants à surveiller, une première vanne additionnelle associée à un premier débitmètre massique pour contrôler la mise en communication fluidique entre le premier réservoir et l’analyseur,
- un second réservoir comprenant un fluide exempt du contaminant à surveiller, une deuxième vanne additionnelle associée à un deuxième débitmètre massique pour contrôler la mise en communication fluidique entre le deuxième réservoir et l’analyseur,
l’unité de contrôle étant configurée, lors de la vérification de la justesse de l’analyseur, pour piloter l’ouverture de l’une de la première ou la deuxième vanne additionnelle, pour commander une mesure de la concentration du contaminant dans l’un du premier ou du deuxième réservoir par l’analyseur, pour piloter la fermeture de l’une de la première ou la deuxième vanne additionnelle, pour piloter l’ouverture de l’autre de la première ou la deuxième vanne additionnelle, pour commander une mesure de la concentration du contaminant dans l’autre du premier ou du deuxième réservoir par l’analyseur, pour comparer les valeurs mesurées avec les concentrations prédéterminées de contaminant et pour vérifier que l’écart entre les valeurs mesurées et les concentrations prédéterminées est inférieur à un écart maximal prédéterminé.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’unité de contrôle peut être configurée pour commander la mesure de la concentration dans le premier réservoir avant la mesure de la concentration dans le deuxième réservoir. D’autres concentrations peuvent également être obtenues avec les deux réservoirs en réalisant une dilution du contaminant du premier réservoir par le gaz du deuxième réservoir, les débitmètres massiques associés au premier et au deuxième réservoir peuvent être utilisés pour réaliser la dilution voulue.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’unité de contrôle est configurée pour émettre et/ou envoyer un signal d’alarme en cas de détection d’une concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé par l’analyseur dont la justesse est vérifiée. Le signal d’alarme est par exemple envoyé à un serveur distant tel qu’un serveur client.
Selon un autre aspect de la présente invention, la station de mesure peut comprendre une pluralité d’analyseurs disposés en parallèle et une pluralité de deuxièmes vannes d’isolation pilotables interposées entre la pluralité d’entrées d’air et la pluralité respective d’analyseurs pour contrôler la mise en communication fluidique des analyseurs avec les entrées d’air.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’unité de contrôle est configurée pour piloter l’ouverture et la fermeture des premières et deuxièmes vannes d’isolation pilotables de manière à mettre en communication fluidique les lignes de prélèvement et les analyseurs successivement et/ou simultanément selon un ordre prédéterminé.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’unité de contrôle est configurée pour commander une vérification de la justesse de l’analyseur lorsqu’une concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée par ledit analyseur seulement pour certains analyseurs.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’unité de contrôle est configurée pour émettre et/ou envoyer un signal d’alarme lorsqu’une concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée et qu’une vérification de la justesse est lancée. Le signal d’alarme est par exemple envoyé à un serveur distant tel qu’un serveur client.
Selon un autre aspect de la présente invention, les entrées d’air comprennent des moyens de régulation du débit d’air de manière à ce que la conductance des différentes lignes de prélèvement auxquelles sont reliées les entrées d’air soit la même quels que soient leur longueur et/ou leur diamètre.
Selon un autre aspect de la présente invention, les moyens de régulation du débit d’air sont des vannes avec microfuite, c’est-à-dire des vannes permettant de régler de manière précise le débit.
Selon un autre aspect de la présente invention, pendant la vérification de la justesse de l’analyseur, dans le cas où l’écart entre les valeurs mesurées de concentration et les concentrations prédéterminées est supérieur à un écart maximal prédéterminé, l’unité de commande est configurée pour commander un recalibrage de l’analyseur.
La présente invention concerne également un procédé de détection d’une contamination moléculaire véhiculée par l’air à l’aide d’une station de mesure comprenant un analyseur de gaz et une pluralité d’entrées d’air configurées pour être en communication fluidique avec l’analyseur de gaz et configurées pour être reliées à une ou plusieurs lignes de prélèvement, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- mise en communication fluidique, des lignes de prélèvement associées aux entrées d’air avec l’analyseur puis mesure de la concentration d’un ou plusieurs contaminants à surveiller dans les lignes de prélèvement, les lignes de prélèvement étant mises en communication fluidique avec l’analyseur de manière successive pour mesurer la concentration de la contamination dans les différentes lignes de prélèvement,
- lorsque la mesure de la concentration d’un contaminant dépasse un seuil prédéfini, vérification de la justesse de l’analyseur.
- mise en communication fluidique, des lignes de prélèvement associées aux entrées d’air avec l’analyseur puis mesure de la concentration d’un ou plusieurs contaminants à surveiller dans les lignes de prélèvement, les lignes de prélèvement étant mises en communication fluidique avec l’analyseur de manière successive pour mesurer la concentration de la contamination dans les différentes lignes de prélèvement,
- lorsque la mesure de la concentration d’un contaminant dépasse un seuil prédéfini, vérification de la justesse de l’analyseur.
Selon un autre aspect de la présente invention, lorsque la justesse de l’analyseur est vérifiée, un signal d’alarme est émis par la station de mesure ou est envoyé vers un serveur distant.
Selon un autre aspect de la présente invention, la station de mesure comprend une pluralité d’analyseurs permettant de mesurer un contaminant ou un ensemble de contaminants et les analyseurs sont mis en communication fluidique avec les lignes de prélèvement de manière simultanée.
Selon un autre aspect de la présente invention, l’étape de vérification de la justesse de l’analyseur comprend une mise en communication fluidique entre l’analyseur et un premier réservoir comprenant un fluide ayant une concentration prédéterminée d’un contaminant à surveiller et une mesure de la concentration par l’analyseur puis une mise en communication fluidique entre l’analyseur et un deuxième réservoir comprenant un fluide exempt du contaminant à surveiller et une mesure de la concentration par l’analyseur.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
La présente invention concerne une station de mesure d’une contamination moléculaire véhiculée par l’air. La représente un schéma d’une telle station de mesure 1. La station de mesure 1 comprend une pluralité d’analyseurs de gaz 3, trois dans le cas présent. Chaque analyseur 3 peut être configuré pour mesurer la concentration d’un contaminant prédéterminé ou d’un ensemble de contaminants prédéterminés. La station de mesure 1 comprend également une pluralité d’entrées d’air 5, quatre dans le cas présent, configurées pour être mises en communication fluidique avec les analyseurs de gaz 3. La communication fluidique entre les entrées d’air 5 et les analyseurs de gaz 3 est par exemple réalisée par des conduits. Les entrées d’air 5 sont configurées pour être reliées à une ou plusieurs lignes de prélèvement 7, notamment une ligne de prélèvement 7 par entrée d’air 5 comme dans l’exemple de la (mais une entrée d’air 5 peut être reliée à plusieurs lignes de prélèvement 7).L’extrémité de la ligne de prélèvement opposée à l’entrée d’air 5 constitue un point de prélèvement 9. Les points de prélèvement 9 sont par exemple répartis dans différentes zones d’une salle blanche.
Afin de limiter l’influence de la longueur des lignes de prélèvement 7 sur les mesures des analyseurs 3, les entrées d’air 5 peuvent comprendre des moyens de régulation du débit d’air. Ces moyens de régulation du débit d’air sont configurés de manière à ce que la conductance des différentes lignes de prélèvement 7 soit la même quelle que soit leur longueur. Ces moyens de régulation du débit d’air sont par exemple des vannes avec microfuite permettant d’assurer un débit égal pour toutes les lignes de prélèvement quels que soit leur longueur et/ou leur diamètre.
La station de mesure 1 comprend également une pluralité de premières vannes d’isolation pilotables 11 interposées respectivement entre la pluralité d’entrées d’air 5 et les analyseurs de gaz 3 pour permettre ou empêcher la mise en communication fluidique entre les entrées d’air 5 et les analyseurs de gaz 3. Les premières vannes d’isolation pilotables 11 peuvent être réalisées par des vannes de multiplexage permettant ou empêchant la mise en communication fluidique d’une ou plusieurs entrées d’air 5 avec un ou plusieurs analyseurs de gaz 3. La station de mesure 1 comprend également une pompe de conditionnement 13 configurée pour aspirer l’air issu des lignes de prélèvement 7 vers les analyseurs de gaz 3. La pompe de conditionnement 13 est par exemple reliée aux entrées d’air 5 via des conduits. Alternativement, la pompe de conditionnement 13 peut être placée en aval des premières vannes d’isolation pilotables 11 comme représenté sur la . Dans ce mode de réalisation, il peut être nécessaire qu’au moins une vanne d’isolation pilotable 11 soit ouverte pour assurer le bon fonctionnement de la pompe de conditionnement 3. Encore alternativement, une pluralité de deuxièmes vannes d’isolation pilotables 11’ peuvent être disposées à l’entrée de chaque analyseur 3 comme représenté sur la pour sélectionner les analyseurs 3 à connecter aux entrées d’air 5. Ces deuxièmes vannes d’isolation pilotables 11’ peuvent également être utilisées lorsque la pompe de conditionnement 13 est positionnée comme dans le mode de réalisation de la . Les analyseurs 3 peuvent également comprendre leurs propres moyens d’aspiration, telle qu’une pompe de prélèvement interne. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire d’utiliser la pompe de conditionnement 13.
La station de mesure 1 comprend également une unité de contrôle 15. L’unité de contrôle 15 comprend par exemple un microcontrôleur ou un microprocesseur. L’unité de contrôle 15 est configurée pour piloter l’ouverture ou la fermeture des premières 11 et/ou deuxièmes 11’ vannes d’isolation afin de mettre ou non en communication fluidique les analyseurs de gaz 3 et les lignes de prélèvement 7 pour permettre d’analyser l’air issu des différents points de prélèvement 9. Les lignes de prélèvement 7 peuvent être mises en communication fluidique les unes après les autres selon un ordre prédéterminé. Certaines lignes de prélèvement 7 peuvent également être mises simultanément en communication fluidique avec les analyseurs de gaz 3 de manière à analyser simultanément l’air issu de plusieurs points de prélèvement 9.
L’unité de contrôle 15 est également connectée à la pompe de conditionnement 13 et aux analyseurs 3. L’unité de contrôle 15 est également configurée pour commander une vérification de la justesse d’un analyseur de gaz 3 lorsque la concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée par cet analyseur 3 afin d’éviter une fausse détection d’un contaminant.
Pour réaliser la vérification, comme représenté sur la , la station de mesure 1 comprend également un premier réservoir 17 associé à l’analyseur 3, une première vanne additionnelle 21 et un premier débitmètre 24 (la première vanne additionnelle 21 et le premier débitmètre 24 peuvent être regroupés dans un même dispositif correspondant à un contrôleur de débit massique) disposés entre le premier réservoir 17 et l’analyseur 3, un deuxième réservoir 19 associé à l’analyseur 3, une deuxième vanne additionnelle 23 et un deuxième débitmètre 26 (la deuxième vanne additionnelle 23 et le deuxième débitmètre 26 peuvent être regroupés dans un même dispositif correspondant à un contrôleur de débit massique) disposés entre le deuxième réservoir 19 et l’analyseur 3. Les premier 17 et deuxième 19 réservoirs sont par exemple des bouteilles comprenant du gaz sous pression. Selon un mode de réalisation alternatif représenté sur la , les réservoirs 17, 19 ne sont pas reliés fluidiquement au tuyau comprenant la vanne d’isolation 11 pour éviter une contamination des lignes de prélèvement par le contaminant contenu dans le premier réservoir 17.
Le premier réservoir 17 comprend un fluide ayant une première concentration prédéterminée d’un ou plusieurs contaminant(s) à surveiller, par exemple du benzene dont la concentration prédéterminée peut être comprise entre 1 et 100 ppb. Le deuxième réservoir 19 comprend un fluide ayant une deuxième concentration prédéterminée d’un contaminant à surveiller, en particulier, cette deuxième concentration prédéterminée peut être nulle de sorte que le fluide du deuxième réservoir 19 est exempt de contaminant et contient par exemple de l’air propre. Le contenu du deuxième réservoir 19 peut alors être utilisé pour diluer le contaminant contenu dans le premier réservoir 17 et ainsi obtenir un nombre de concentrations prédéterminées différentes supérieur à deux avec seulement deux réservoirs. Il est également possible d’utiliser une pluralité de réservoirs renfermant différentes concentrations prédéterminées du contaminant.
En pratique, des premier 17 et deuxième 19 réservoirs sont associés à chaque analyseur 3. Un nombre de réservoirs 17, 19 supérieur à deux peut également être associé à un analyseur 3, les différents réservoirs 17, 19 ayant des concentrations prédéterminées différentes.
De manière alternative, la station de mesure 1 peut également comprendre un unique réservoir 17 comprenant un fluide étalon ayant un concentration prédéterminée d’un ou plusieurs contaminants à surveiller et une vanne additionnelle 21 disposée entre le réservoir 17 et l’analyseur de gaz 3, l’unité de contrôle 15 étant configurée, lors de la vérification de la justesse de l’analyseur de gaz 3, pour piloter l’ouverture de la vanne additionnelle 21 et pour commander une mesure de la concentration d’un ou plusieurs contaminant dans le réservoir 17. La station de mesure 1 peut également comprendre des moyens de dilution du fluide ou gaz étalon configurés pour obtenir des fluides ou gaz étalons comprenant différentes concentrations respectives d’un ou plusieurs contaminants à partir du gaz étalon du réservoir 17.
La vérification de la justesse peut se faire par injection d’un fluide ou gaz propre (dénué de contaminant) ou d’un fluide ou gaz étalon ayant une concentration maîtrisée (connue) d’un ou plusieurs contaminants (le gaz étalon peut contenir un ou plusieurs composés). Le fluide ou gaz étalon peut également être issu d’un tube à perméation qui peut être chauffé ou non.
Ainsi, lorsqu’une concentration supérieure à un seuil prédéterminé est détecté par un analyseur 3, l’unité de contrôle 15 commande la réalisation d’une vérification de la justesse de l’analyseur 3. En pratique, cette vérification automatique peut être réalisée pour certains analyseurs 3. De plus, la mesure de concentration peut être répétée pour vérifier que le seuil prédéterminé est dépassé avant de lancer une vérification de la justesse de l’analyseur 3.
Cette vérification comprend dans un premier temps la mesure, par l’analyseur 3, de la concentration du fluide contenu dans le premier réservoir 17 via l’ouverture de la première vanne additionnelle 21 et la fermeture des autres vannes 11, 23 situées sur des conduits reliés à l’analyseur 3 et dans un deuxième temps la mesure, par l’analyseur 3, de la concentration du fluide contenu dans le deuxième réservoir 19 via l’ouverture de la deuxième vanne additionnelle 23 et la fermeture des autres vannes 11, 21 situées sur des conduits reliés à l’analyseur 3. L’unité de contrôle 15 est également configurée pour comparer les valeurs mesurées par l’analyseur 3 avec les concentrations prédéterminées. Si l’écart entre les valeurs mesurées et les concentrations prédéterminées est inférieur à un écart maximal prédéfini, l’analyseur 3 est considéré comme étant fiable, c’est-à-dire que la justesse est vérifiée, et la détection du contaminant est confirmée. L’écart maximal prédéfini peut être choisi par l’utilisateur et renseigné, par exemple via une interface liée à l’unité de contrôle 15 telle qu’un écran tactile ou des boutons de commande. Le second réservoir peut également être utilisé pour diluer la concentration du premier réservoir (le second réservoir est par exemple utilisé pour diluer le premier lorsque le second est de l’air propre). Les deux vannes additionnelles 21 et 23 peuvent alors être ouvertes simultanément afin de pouvoir délivrer des concentrations différentes. Différentes concentrations prédéterminées peuvent alors être transmises successivement à l’analyseur 3 pour vérifier sa justesse.
L’unité de contrôle 15 est alors configurée pour émettre un signal d’alarme tel qu’un signal visuel et/ou sonore ou envoyer un signal d’alarme, par exemple vers un serveur distant.
De plus, un premier signal d’alarme peut être émis avant la vérification de l’analyseur 3 pour indiquer que la concentration d’un contaminant supérieure au seuil prédéterminé a été détectée par l’analyseur 3 et qu’une vérification de l’analyseur 3 va être lancée.
En revanche, si lors de la vérification de la justesse de l’analyseur 3, l’écart entre les valeurs mesurées et les concentrations prédéterminées est supérieur à l’écart maximal prédéfini, l’analyseur 3 est considéré comme étant non fiable de sorte que la détection du contaminant n’est pas confirmée. L’unité de contrôle 15 est alors configurée pour lancer un recalibrage de l’analyseur 3. Alternativement, un signal d’alarme peut être émis par l’unité de contrôle 15 pour indiquer le résultat de la vérification et laisser un opérateur décider des mesures à prendre. D’autre part, la mesure, dans un deuxième temps, du fluide situé dans le deuxième réservoir 19 et étant exempt de contaminant permet de ne pas perturber les mesures suivantes réalisées par l’analyseur 3. En effet, l’utilisation d’un gaz exempt de contaminant permet de purger l’analyseur 3 voire les conduits adjacents à l’analyseur 3.
La présente invention concerne également un procédé de détection d’une contamination moléculaire véhiculée par l’air à l’aide d’une station de mesure 1 telle que décrite précédemment.
La représente un organigramme des étapes de ce procédé. L’ordre des étapes ou sous-étapes peut être différent de l’ordre présenté et certaines étapes ou sous-étapes peuvent être réalisées simultanément.
La première étape 101 concerne la mise en communication fluidique d’une ou plusieurs lignes de prélèvement 7 associées aux différentes entrées d’air 5 avec un ou plusieurs analyseurs 3. La mise en communication fluidique est réalisée par l’unité de contrôle 15 en pilotant l’ouverture ou la fermeture des différentes vannes 11, 11’ de la station de mesure 1.
La deuxième étape 102 concerne la mesure, par le ou les analyseur(s) 3 de la concentration d’un ou plusieurs contaminant(s) à surveiller dans la ou les lignes de prélèvement 7 en communication fluidique avec le ou les analyseurs 3. Dans le cas où plusieurs analyseurs 3 sont utilisés, chaque analyseur 3 peut être configuré pour mesurer la concentration d’un contaminant ou ensemble de contaminants différent(s) des autres analyseurs 3.
La troisième étape 103 concerne la comparaison de la valeur de concentration d’un contaminant mesurée par l’analyseur 3 et un seuil prédéfini fixé par l’utilisateur. Différents seuils associés à différentes actions ou différentes alarmes peuvent être définis afin de permettre une meilleure évaluation de l’ampleur de la contamination.
Les étapes 101 à 103 sont répétées selon un ordre prédéfini pour mettre les différentes entrées d’air 5 (et donc les différentes lignes de prélèvement 7) en communication fluidique avec le ou les analyseur(s) 3 de manière successive, plusieurs entrées d’air 5 pouvant être mises en communication fluidique avec le ou les analyseurs 3 simultanément. La concentration en contaminant étant mesurée et comparée au seuil prédéfini pour chaque configuration de vannes 11, 11’ avant de passer à la configuration de vannes 11, 11’ suivante.
Lorsque la mesure de la concentration du contaminant dépasse le seuil prédéfini, l’unité de contrôle 15 lance la procédure de vérification de la justesse de l’analyseur 3, correspondant à l’étape 104.
Cette étape 104 comprend une première sous-étape 1041 qui concerne la fermeture des vannes 11, 11’ des conduits reliés à l’analyseur 3 dont on vérifie la justesse et à ouvrir la première vanne additionnelle 21 associée à cet analyseur 3. La deuxième sous-étape 1042 concerne la mesure de la concentration du contaminant dans le premier réservoir 17 par l’analyseur 3. La troisième sous-étape 1043 concerne la fermeture de la première vanne additionnelle 21 et à ouvrir la deuxième vanne additionnelle 23. La quatrième sous-étape 1044 concerne la mesure de la concentration du contaminant par l’analyseur 3 dans le deuxième réservoir 19 ou dans un mélange entre le premier réservoir 17 et le deuxième réservoir 19 selon une proportion de dilution prédéfinie. La cinquième sous-étape 1045 concerne la comparaison des valeurs mesurées par l’analyseur 3 avec les concentrations attendues de contaminant dans le premier réservoir 17 et le deuxième réservoir 19 ou selon un mélange des gaz issus des deux réservoirs 17 et 19 (dilution prédéfinie de la concentration du premier réservoir 17 par le deuxième réservoir 19) et à comparer ces écarts avec des écarts maximaux autorisés prédéterminés. Si les écarts sont inférieurs aux écarts maximaux autorisés alors la mesure de l’analyseur 3 peut être considérée comme fiable et la valeur de la concentration du contaminant mesurée à l’étape 102 et supérieure au seuil prédéterminé est confirmée et on passe à l’étape 105 où une alarme indiquant cette concentration de contaminant peut être émise.
Une ou plusieurs nouvelles mesures de la ligne de prélèvement 7 dans laquelle la concentration supérieure au seuil prédéterminé a été mesurée peuvent également être effectuées pour confirmer la première mesure. Ces nouvelles mesures peuvent également être faites dans une zone adjacente à la zone où la contamination a été détectée. Si la contamination est détectée dans plusieurs lignes de prélèvement 7 analysées simultanément, la nouvelle mesure peut être réalisée sur une de ces lignes de prélèvement 7 pour affiner la détermination de l’étendue de la zone de contamination.
Alternativement, il est également possible de commencer par la mesure de concentration du contaminant dans le deuxième réservoir 19 (ou un mélange des deux réservoirs 17, 19) puis de mesurer la concentration dans le premier réservoir 17. Plusieurs réservoirs 17 comprenant différents contaminants ou différentes concentrations d’un contaminant pourraient également être utilisés.
Si les écarts entre les valeurs mesurées et les concentrations prédéfinies sont supérieurs aux écarts maximaux autorisés alors la mesure de l’analyseur 3 peut être considérée comme non fiable et on passe à l’étape 106 où un recalibrage de l’analyseur 3 peut être requis et une alarme indiquant la non-fiabilité de l’analyseur 3 peut-être émise.
La réalisation d’une vérification de la justesse de l’analyseur 3 lorsqu’une concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est mesurée par cet analyseur 3 permet de réduire le nombre de fausses détections sans nécessiter de réaliser de vérification de la justesse à chaque mesure de l’analyseur 3. En effet, la durée d’une mesure est de quelques minutes, par exemple cinq minutes tandis que la durée d’une vérification de la justesse peut prendre quelques dizaines de minutes, par exemple 20 minutes. La gestion de la contamination de la salle blanche est ainsi moins contraignante (du fait de la réduction du nombre de fausses détections) puisque la détection d’une contamination entraîne généralement l’intervention d’un opérateur pour analyser l’origine de la contamination et remédier à cette contamination.
Claims (16)
- Station de mesure (1) d’une contamination moléculaire véhiculée par l’air comportant :
- au moins un analyseur de gaz (3) configuré pour mesurer une concentration d’au moins un contaminant,
- une pluralité d’entrées d’air (5) configurées pour être en communication fluidique avec l’analyseur de gaz (3) et configurées pour être reliées à une ou plusieurs lignes de prélèvement (7),
- une pluralité de premières vannes d’isolation pilotables (11) interposées entre la pluralité d’entrées d’air (5) et l’analyseur de gaz (3),
- une unité de contrôle (15) configurée pour piloter l’ouverture et la fermeture des premières vannes d’isolation pilotables (11) afin de mettre en communication fluidique l’analyseur de gaz (3) avec au moins une ligne de prélèvement (7),
caractérisé en ce que l’unité de contrôle (15) est également configurée pour commander une vérification de la justesse de l’analyseur (3) lorsque la concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée par ledit analyseur (3). - Station de mesure selon la revendication 1 comprenant également un réservoir (17) comprenant un fluide étalon ayant un concentration prédéterminée d’un ou plusieurs contaminants à surveiller et une vanne additionnelle (21) disposée entre le réservoir (17) et l’analyseur de gaz (3), l’unité de contrôle (15) étant configurée, lors de la vérification de la justesse de l’analyseur (3), pour piloter l’ouverture de la vanne additionnelle (21) et pour commander une mesure de la concentration d’un ou plusieurs contaminants dans le réservoir (17).
- Station de mesure (1) selon la revendication 1 ou 2 comprenant également un premier réservoir (17) comprenant un fluide ayant une concentration prédéterminée d’un ou plusieurs contaminants à surveiller, une première vanne additionnelle (21) associée à un premier débitmètre massique (24) pour contrôler la mise en communication fluidique entre le premier réservoir (17) et l’analyseur (3), un second réservoir (19) comprenant un fluide exempt de contaminant à surveiller, une deuxième vanne additionnelle (23) associée à un second débitmètre massique (26) pour contrôler la mise en communication fluidique entre le deuxième réservoir (19) et l’analyseur (3), l’unité de contrôle (15) étant configurée, lors de la vérification de la justesse de l’analyseur (3), pour piloter l’ouverture de l’une de la première ou la deuxième vanne additionnelle (21, 23), pour commander une mesure de la concentration du contaminant dans l’un du premier ou du deuxième réservoir (17, 19) par l’analyseur (3), pour piloter la fermeture de l’une de la première ou la deuxième vanne additionnelle (21, 23), pour piloter l’ouverture de l’autre de la première ou la deuxième vanne additionnelle (21, 23), pour commander une mesure de la concentration du contaminant dans l’autre du premier ou du deuxième réservoir (17, 19) par l’analyseur (3), pour comparer les valeurs mesurées avec les concentrations prédéterminées de contaminant et pour vérifier que l’écart entre les valeurs mesurées et les concentrations prédéterminées est inférieur à un écart maximal prédéterminé.
- Station de mesure (1) selon la revendication 3 dans laquelle l’unité de contrôle (15) est configurée pour commander la mesure de la concentration dans le premier réservoir (17) avant la mesure de la concentration dans le deuxième réservoir (19).
- Station de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’unité de contrôle (15) est configurée pour émettre un signal d’alarme en cas de détection d’une concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé par l’analyseur (3) dont la justesse est vérifiée.
- Station de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes comprenant une pluralité d’analyseurs (3) disposés en parallèle et une pluralité de deuxièmes vannes d’isolation pilotables (11’) interposées entre la pluralité d’entrées d’air (5) et la pluralité respective d’analyseurs (3) pour contrôler la mise en communication fluidique des analyseurs (3) avec les entrées d’air (3).
- Station de mesure (1) selon la revendication précédente dans laquelle l’unité de contrôle (15) est configurée pour piloter l’ouverture et la fermeture des premières et deuxièmes vannes d’isolation pilotables (11, 11’) de manière à mettre en communication fluidique les lignes de prélèvement 7 et les analyseurs 3 successivement et/ou simultanément selon un ordre prédéterminé.
- Station de mesure (1) selon la revendication 6 ou 7 dans laquelle l’unité de contrôle (15) est configurée pour commander une vérification de la justesse de l’analyseur (3) lorsqu’une concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée par ledit analyseur (3) seulement pour certains analyseurs (3).
- Station de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle l’unité de contrôle (15) est configurée pour émettre un signal d’alarme lorsqu’une concentration d’un contaminant supérieure à un seuil prédéterminé est détectée et qu’une vérification de la justesse est lancée.
- Station de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle les entrées d’air (5) comprennent des moyens de régulation du débit d’air de manière à ce que la conductance des différentes lignes de prélèvement (7) auxquelles sont reliées les entrées d’air (5) soit la même quels que soient leur longueur et/ou leur diamètre.
- Station de mesure (1) selon la revendication précédente dans laquelle les moyens de régulation du débit d’air sont des vannes avec microfuite.
- Station de mesure (1) selon l’une des revendications précédentes dans laquelle, dans le cas où l’écart entre les valeurs mesurées de concentration et les concentrations prédéterminées est supérieur à un écart maximal prédéterminé, l’unité de commande (15) est configurée pour commander un recalibrage de l’analyseur (3).
- Procédé de détection d’une contamination moléculaire véhiculée par l’air à l’aide d’une station de mesure (1) comprenant un analyseur de gaz (3) et une pluralité d’entrées d’air (5) configurées pour être en communication fluidique avec l’analyseur de gaz (3) et configurées pour être reliées à une ou plusieurs lignes de prélèvement (7), ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- mise en communication fluidique, de manière successive, des lignes de prélèvement (7) associées aux entrées d’air (5) avec l’analyseur (3) et mesure de la concentration d’un ou plusieurs contaminants à surveiller dans les lignes de prélèvement (7),
- lorsque la mesure de la concentration d’un contaminant dépasse un seuil prédéfini, vérification de la justesse de l’analyseur de gaz (3). - Procédé de détection selon la revendication précédente dans lequel lorsque la justesse de l’analyseur de gaz (3) est vérifiée, un signal d’alarme est émis et/ou envoyé vers un serveur distant.
- Procédé de détection selon la revendication 13 ou 14 dans lequel la station de mesure (1) comprend une pluralité d’analyseurs de gaz (3) associés à un contaminant ou un ensemble de contaminants et dans lequel les analyseurs de gaz (3) sont mis en communication fluidique avec les lignes de prélèvement (7) de manière simultanée.
- Procédé de détection selon l’une des revendications 13 à 15 dans lequel l’étape de vérification de la justesse de l’analyseur de gaz (3) comprend une mise en communication fluidique entre l’analyseur de gaz (3) et un premier réservoir (17) comprenant un fluide ayant une concentration prédéterminée d’un contaminant à surveiller et une mesure de la concentration par l’analyseur (3) puis une mise en communication fluidique entre l’analyseur (3) et un deuxième réservoir (19) comprenant un fluide exempt du contaminant à surveiller et une mesure de la concentration par l’analyseur (3).
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- 2022-10-24 FR FR2211025A patent/FR3141248A1/fr active Pending
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- 2023-09-15 TW TW112135247A patent/TW202422030A/zh unknown
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