JP6583122B2 - 監視装置および真空ポンプ - Google Patents
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Description
さらに好ましい実施形態では、前記真空ポンプは、前記ロータの回転数を検出する回転数検出部と、前記モータのモータ電流値を検出する電流検出部とを有し、前記回転数の時間変化および前記モータ電流値に基づいて前記真空ポンプがガス流入状態か否かを判定する判定部を備え、前記推定部は、前記判定部によりガス流入状態と判定されているときに前記ベース温度検出部により検出された温度に基づいて推定を行う。
さらに好ましい実施形態では、前記ベース温度検出部により経時的に検出された複数の温度に関して、温度とその検出時刻とから成るデータセットのそれぞれをデータ記憶領域に記憶する記憶部を備え、前記推定部は、前記記憶部に記憶された複数の前記データセットに基づいて推定を行う。
さらに好ましい実施形態では、前記記憶部に記憶される前記データセットに対して、前記検出時刻がより新しいデータセットにより大きな重み付けを行うデータ処理部を備え、
前記推定部は、前記データ処理部により前記重み付けされたデータセットに基づいて推定を行う。
さらに好ましい実施形態では、前記データ処理部は、前記記憶部に記憶された複数のデータセットの数を減少させる平均化処理を行うと共に、前記平均化処理により生じる前記データ記憶領域の空き領域に新たなデータセットを記憶させる。
本発明の好ましい実施形態による真空ポンプは、ロータをポンプベース部に設けられたステータに対して回転駆動するモータと、前記ポンプベース部を加熱する加熱部と、前記ポンプベース部の温度を検出するベース温度検出部と、前記ロータの温度に相当する物理量である温度相当量を検出するロータ温度検出部と、上記のいずれか一項に記載の監視装置と、を備える。
−第1の実施の形態−
図1は本発明の一実施の形態を説明する図であり、ポンプ本体1、コントロールユニット2および監視装置100を備えるポンプシステムの概略構成を示すブロック図である。また、図2はポンプ本体1の一例を示す断面図である。本実施の形態における真空ポンプは磁気軸受式のターボ分子ポンプであって、図2はポンプ本体1の概略構成を示す断面図である。なお、本実施形態は、ターボ分子ポンプに限らず他の真空ポンプにも適用することができる。
次に、温度制御部22による温調動作の一例を説明する。前述したように、エッチングプロセス等において排気を行った場合、生成物がポンプ内部に堆積しやすい。特に、ポンプ下流側のステータ32、円筒部42やベース3のガス流路に堆積しやすく、ステータ32および円筒部42への堆積が増大するとステータ32と円筒部42との隙間が堆積物によって狭まり、ステータ32と円筒部42とが接触したり固着したりすることがある。そのため、ヒータ5および冷却装置7を設けてベース部分の温度を高温に制御し、ステータ32、円筒部42やベース3のガス流路への生成物の堆積を抑制するようにしている。この温度調整動作については後述する。
本実施の形態では、ベース温度Tbが所定温度T2に到達する時刻t13を堆積物除去のメンテナンス時期とみなし、このメンテナンス時期を演算により推定する。例えば、時刻t20の時点においては、時刻t20までに検出された複数のベース温度Tbに基づいて、時刻t20以後のベース温度Tbの変化を予測し、Tb=T2となる時刻を推定する。
ステップS10では、真空ポンプの回転状態に関する状態ステータスが定格回転か否かを判定する。この状態ステータスは、コントロールユニット2から入力される。
ステップS20では、回転センサ43により検出されたロータ回転数に関して、回転数Nの時間変化ΔNが所定の閾値ΔNth以下か否かを判定する。
ステップS30では、電流検出部27で検出されたモータ電流値IがI≧Ithか否かを判定する。
ステップS10,S20,S30の全てにおいてyesと判定されると、ステップS40においてデータセットDn(tn,Tbn)が取得され。取得されたデータセットDn(tn,Tbn)は、記憶部103に記憶される。一方、ステップS10,S20,S30のいずれかでnoと判定されると、ステップS10へ戻る。
ステップS50では、初期値D0(t0,Tb0)を除くデータ取得数が1000となったか否かを判定し、データ取得数nが1000未満の場合にはステップS10へ戻り、データ取得数nが1000になったならばステップS60へ進む。
ステップS60では、記憶部103に記憶されているデータセットD0(t0,Tb0),D1(t1,Tb1)〜D1000(t1000,Tb1000)に基づいて、ベース温度Tbの変化を予測する近似式を推定部105において算出する。ここでは、近似式として1次式、2次式および3次式の3種類について算出するが、これらに限定されるものではない。1次式、2次式および3次式の基本式を次式(1)〜(3)のように設定し、最小二乗法を適用した演算処理で各係数値を求める。
Tb=b1・t+a1 …(1)
Tb=c2・t2+b2・t+a2 …(2)
Tb=d3・t3+c3・t2+b3・t+a3 …(3)
ステップS70では、ステップS60で算出された近似式を用いて、ベース温度Tbが所定温度T2となる時刻t13を求める外挿演算処理を行う。すなわち、近似式で表されるベース温度曲線が所定温度T2のラインと交差する点を、例えば2分法を適用して求める。図6に示すように、演算が行われる現在の時刻をt20とすると、ベース温度Tbが所定温度T2となるまでの稼働可能時間はt13−t20となる。
ステップS80では、上述した稼働可能時間を、メンテナンスの時期を示すメンテナンス情報として表示部104に表示すると共に、そのメンテナンス情報を出力部108から稼働可能時間の情報を出力する。なお、稼働可能時間を表示および出力する代わりに、時刻t21,t22,t23をメンテナンス情報として表示および出力するようにしても良い。表示部104の表示例としては、例えば、後述する図8に示すような近似曲線L11〜L13と、時刻t21〜t23および所定温度T2などを表示する。
次いで、ステップS90では記憶部103に記憶されている1000組のデータセットD1(t1,Tb1)〜D1000(t1000,Tb1000)を500組に間引く間引き処理が、圧縮部102bにおいて実行される。この間引き処理により、記憶部103に記憶されているデータセットは初期値D0(t0,Tb0)を除いて500組となり、500組分の空き領域がデータ記憶領域に生じる。間引き処理の詳細は後述する。
図8は、ベース温度曲線Lと、ベース温度Tbを時刻t12までのデータセットに基づいて1次式、2次式および3次式で推定した場合の近似曲線L11,L12,L13とを模式的に示したものである。ベース温度曲線Lはサンプリングされたベース温度Tb(離散値)を連続曲線で表示したものであり、図8に示す例では、ベース温度曲線Lは時刻t13において所定温度T2のラインと交差している。
Tb=b・(t−t0)+a …(4)
間引き処理の一例を説明する。通信部101には、コントロールユニット2の通信部24から、データセットDn(tn,Tbn)が所定サンプリング間隔Δtで入力される。このデータセットDn(tn,Tbn)には、プロセスガス排気中でないものも含まれているが、ここでは説明を簡単にするために、サンプリングされたデータセットDn(tn,Tbn)は全てプロセスガス排気中のものであるとする。
Claims (6)
- ロータをポンプベース部に設けられたステータに対して回転駆動するモータと、
前記ポンプベース部を加熱する加熱部と、
前記ポンプベース部の温度を検出するベース温度検出部と、
前記ロータの温度に相当する物理量である温度相当量を検出するロータ温度検出部と、
前記ロータ温度検出部の検出値が所定目標値範囲内となるように、前記加熱部による前記ポンプベース部の加熱を制御する加熱制御部とを備える真空ポンプの、監視装置であって、
前記ベース温度検出部により経時的に検出された複数の温度に基づいて、前記ポンプベース部の温度が所定温度以下となるメンテナンス時期を推定する推定部と、
推定された前記メンテナンス時期に基づくメンテナンス情報を出力する出力部とを備える、監視装置。 - 請求項1に記載の監視装置において、
前記真空ポンプは、前記ロータの回転数を検出する回転数検出部と、前記モータのモータ電流値を検出する電流検出部とを有し、
前記回転数の時間変化および前記モータ電流値に基づいて前記真空ポンプがガス流入状態か否かを判定する判定部を備え、
前記推定部は、前記判定部によりガス流入状態と判定されているときに前記ベース温度検出部により検出された温度に基づいて推定を行う、監視装置。 - 請求項1または2に記載の監視装置において、
前記ベース温度検出部により経時的に検出された複数の温度に関して、温度とその検出時刻とから成るデータセットのそれぞれをデータ記憶領域に記憶する記憶部を備え、
前記推定部は、前記記憶部に記憶された複数の前記データセットに基づいて推定を行う、監視装置。 - 請求項3に記載の監視装置において、
前記記憶部に記憶される前記データセットに対して、前記検出時刻がより新しいデータセットにより大きな重み付けを行うデータ処理部を備え、
前記推定部は、前記データ処理部により前記重み付けされたデータセットに基づいて推定を行う、監視装置。 - 請求項4に記載の監視装置において、
前記データ処理部は、前記記憶部に記憶された複数のデータセットの数を減少させる平均化処理を行うと共に、前記平均化処理により生じる前記データ記憶領域の空き領域に新たなデータセットを記憶させる、監視装置。 - ロータをポンプベース部に設けられたステータに対して回転駆動するモータと、
前記ポンプベース部を加熱する加熱部と、
前記ポンプベース部の温度を検出するベース温度検出部と、
前記ロータの温度に相当する物理量である温度相当量を検出するロータ温度検出部と、
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の監視装置と、を備える真空ポンプ。
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