JP6746754B2 - 過酷な環境におけるtdlas測定のポート妨害を監視するための方法および装置 - Google Patents
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Description
プロセスチャンバの壁に取り付けられた視認管の妨害を監視する方法であって、前記視認管は、前記視認管とTDLAS光ヘッドとの間のウィンドウとともに前記TDLAS光ヘッドに動作可能に結合され、前記方法は、
前記TDLAS光ヘッドの中にフォトセンサを提供するステップであって、前記フォトセンサが、前記プロセスチャンバ内の光放射プロセスによって放射された光を受信するために配置される、ステップと、
前記プロセスチャンバ内の前記光放射プロセスによって放射された光が前記フォトセンサによって受信されることによって生成される放射信号を監視するステップと、
前記放射信号が劣化しているかどうかを判定するステップと
を含む、方法。
[項2]
前記放射信号が劣化しているという判定に基づいて、前記視認管のクリアを開始するステップ
をさらに含む、項1に記載の方法。
[項3]
前記視認管のクリアの後に、前記放射信号が強化されているかどうかを判定するステップ
をさらに含む、項2に記載の方法。
[項4]
前記放射信号が強化されていないという判定に基づいて、ウィンドウクリーニングを開始するステップ
をさらに含む、項3に記載の方法。
[項5]
前記放射信号が劣化していないという判定に基づいて、前記TDLASレーザー信号が劣化しているかどうかを判定するステップ
をさらに含む、項1に記載の方法。
[項6]
前記TDLASレーザー信号が劣化しているという判定に基づいて、前記TDLAS光ヘッドの光学素子を整合させるステップ
をさらに含む、項5に記載の方法。
[項7]
前記TDLAS光ヘッドの前記光学素子の整合の後に前記TDLASレーザー信号がまだ劣化しているかどうかを判定するステップと、その判定に基づいて、高不透明度信号を生成するステップと
をさらに含む、項6に記載の方法。
[項8]
クリアを開始する前記ステップは、物理的妨害をクリアするためにポートロッダーが作動するステップを含む、項2に記載の方法。
[項9]
前記ポートロッダーが作動するステップの後に、前記放射信号が強化されているかどうかを判定するステップをさらに含む、項8に記載の方法。
[項10]
前記放射信号が強化されていない場合、物理的妨害をクリアするためにブローダウンを開始するステップをさらに含む、項9に記載の方法。
[項11]
プロセスチャンバの少なくとも1つの壁に取り付けられた複数の視認管における妨害を監視する方法であって、各視認管は、前記視認管とTDLAS光ヘッドとの間のウィンドウとともに前記TDLAS光ヘッドに動作可能に結合され、
各TDLAS光ヘッドの中にフォトセンサをそれぞれ提供するステップであって、各フォトセンサが、前記プロセスチャンバ内の光生成プロセスによって放射された光を受信するために配置される、ステップと、
前記プロセスチャンバ内の前記光放射プロセスによって放射された光が各フォトセンサによって受信されることによって生成される放射信号を監視するステップと、
前記各フォトセンサのうちの1つによって受信された放射信号が劣化しているかどうかを判定するステップであって、前記1つのフォトセンサによって受信された前記放射信号が劣化しているという判定に基づいて、他のフォトセンサによって受信された前記放射信号が劣化しているかどうかを判定する、ステップと
を含む、方法。
[項12]
前記他のフォトセンサによって受信された前記放射信号が劣化しているという判定に基づいて、カウンタにカウントを加算するステップと、
前記各フォトセンサのうちの1つによって受信された放射信号が劣化しているかどうかを判定する前記ステップを繰り返すステップであって、前記1つのフォトセンサによって受信された前記放射信号が劣化しているという判定に基づいて、前記他のフォトセンサによって受信された前記放射信号が劣化しているかどうかを判定する、ステップと
をさらに含む、項11に記載の方法。
[項13]
前記他のフォトセンサによって受信された前記放射信号が劣化していないという判定に基づいて、前記1つのフォトセンサに結合された前記視認管のクリアを開始するステップをさらに含む、項11に記載の方法。
[項14]
プロセスチャンバの壁に取り付けられた視認管への取付けのために構成されたハウジングと、
前記ハウジングが取り付けられた視認管を通してプロセスチャンバ内でTDLASビームを送信、受信、または送信と受信の両方を行うための前記ハウジング内の光学素子と、
前記ハウジングが取り付けられたプロセスチャンバ内の光放射プロセスによって放射された光を受信するために配置された前記ハウジング中のフォトセンサと
を備えるTDLAS光ヘッド。
Claims (19)
- チューナブルダイオードレーザー吸収分光法(「TDLAS」)光ヘッドであって、
プロセスチャンバの壁に取り付けられた視認管への取付のために構成されたハウジングと、
前記視認管を通してプロセスチャンバ内にレーザービームを送信、受信又は送受信するための前記ハウジング内の光学素子と、
前記ハウジングが取り付けられた前記プロセスチャンバ内の燃焼により放射された光を受信するように配置された、ハウジング内のフォトセンサと、を備え、
前記フォトセンサはプロセッサに放射信号を出力するように構成され、前記プロセッサは、前記放射信号の時間的履歴を分析し、前記視認管の妨害を決定し、前記時間的履歴が前記視認管の妨害を示す場合に、前記視認管のクリーニングを開始するように構成され、
前記TDLA光ヘッドは、さらに、
TDLAS光ヘッドを視認管から分離するウィンドウであって、当該ウィンドウを通して前記レーザービーム及び前記光が送信されるウィンドウを備える、
ことを特徴とするTDLAS光ヘッド。 - さらに、ファイバコリメータを備え、
前記ファイバコリメータは、当該ファイバコリメータの先端の傾きを制御するためにステッパーモーターと動作可能に結合されている、
請求項1に記載のTDLAS光ヘッド。 - さらに、前記ファイバコリメータに光学的に結合された光ファイバを備える、
請求項2に記載のTDLAS光ヘッド。 - 前記フォトセンサは、ヘッド制御盤に配置されている、
請求項1に記載のTDLAS光ヘッド。 - 前記TDLAS光ヘッドは、ポートロッダーの起動を制御するように構成されたプロセッサと電子通信可能であり、前記ポートロッダーは前記視認管に集積された物質を物理的に除去するように構成されている、
請求項1に記載のTDLAS光ヘッド。 - 前記TDLAS光ヘッドは、ブローダウン装置の起動を制御するように構成されたプロセッサと電子通信可能であり、前記ブローダウン装置は前記視認管の妨害物を清掃するために空気の急激なバーストを生成するように構成されている、
請求項5に記載のTDLAS光ヘッド。 - 前記プロセッサは、ブローダウン装置の起動を制御することにより、前記視認管のクリーニングを開始するように構成され、前記ブローダウン装置は前記視認管の妨害物を清掃するために空気の急激なバーストを生成するように構成されている、
請求項1に記載のTDLAS光ヘッド。 - 前記プロセッサは、前記プロセスチャンバの制御空間に配置されている、
請求項1に記載のTDLAS光ヘッド。 - 前記プロセッサは、レーザー送信信号の時間的履歴を分析し、前記TDLAS光ヘッドのウィンドウの汚れ度合いを決定するようにさらに構成されており、
前記レーザー送信信号及び前記放射信号が前記時間的履歴と同じ期間にわたり同じように影響を受けた場合に、前記ウィンドウが汚れていると判定する、
請求項8に記載のTDLAS光ヘッド。 - 燃焼システムであって、
プロセスチャンバの壁内の複数の視認管と、
複数のチューナブルダイオードレーザー吸収分光法(「TDLAS」)光ヘッドと、を備え、
前記TDLAS光ヘッドは、それぞれ、
各視認管に取り付けられたハウジングと、
前記ハウジングが取り付けられた前記視認管を通してプロセスチャンバ内にレーザービームを送信、受信又は送受信するための前記ハウジング内の光学素子と、
前記プロセスチャンバ内の燃焼により放射された光を受信するように配置された、前記ハウジング内のフォトセンサと、を含み、
それぞれの前記TDLAS光ヘッドは、前記フォトセンサのそれぞれからのデータに基づき、前記複数の視認管の一つ又はそれ以上の妨害を清掃するように構成された少なくとも一つのプロセッサと電子通信可能である、
ことを特徴とする燃焼システム。 - 前記プロセッサは、空気の急激なバーストを生成するように構成されたブローダウン装置の起動を制御することにより、前記妨害を清掃するように構成されている、
請求項10に記載の燃焼システム。 - 前記プロセッサは、前記視認管の一つに配置されたポートロッダーの起動を制御することにより妨害を清掃するように構成されており、前記ポートロッダーは前記視認管の一つに集積された物質を物理的に除去するように構成されている、
請求項10に記載の燃焼システム。 - それぞれの前記TDLAS光ヘッドは、当該TDLAS光ヘッドを視認管から分離するウィンドウをさらに含み、前記レーザービーム及び前記光は前記ウィンドウを通して送信される、
請求項10に記載の燃焼システム。 - 各々の前記フォトセンサにより発生された放射信号の時間的履歴を分析し、前記フォトセンサの対応する一つにそれぞれ結合された前記視認管の妨害を決定し、前記時間的履歴が前記視認管の妨害を示す場合に、前記フォトセンサの対応する一つにそれぞれ結合された前記視認管の清掃を開始するように構成されている、
請求項13に記載の燃焼システム。 - 前記プロセッサは、それぞれの対応するTDLASのレーザー送信信号の時間的履歴を分析し、それぞれの前記TDLAS光ヘッドのウィンドウの汚れ度合いを決定するようにさらに構成されており、
前記レーザー送信信号及び前記放射信号が前記時間的履歴と同じ期間にわたり同じように影響を受けた場合に、前記TDLAS光ヘッドのそれぞれの前記ウィンドウが汚れていると判定する、
請求項14に記載の燃焼システム。 - 前記プロセッサは、
前記TDLAS光ヘッドの第1のTDLAS光ヘッドの第1のフォトセンサにより発生された第1の送信信号がある期間わたって劣化したかどうかを判定し、
前記TDLAS光ヘッドの第2のTDLAS光ヘッドの第2のフォトセンサにより発生された第2の送信信号がある期間わたって劣化したかどうかを判定し、
前記第1の送信信号が劣化し、かつ、前記第2の送信信号が劣化していない場合に、前記TDLAS光ヘッドの第1のTDLAS光ヘッドが取り付けられた視認管の清掃を開始する、ように構成されている、
請求項10に記載の燃焼システム。 - 前記複数の視認管の一つ以上の妨害を清掃するために、
前記プロセッサは、
前記複数の視認管の第1の視認管に結合された第1のTDLAS光ヘッド内の第1のフォトセンサからの第1の時間に発生された第1の送信信号を分析し、
前記第1の送信信号が前記複数の視認管の前記第1の視認管が妨害されていることを示す場合に、前記複数の視認管の前記第1の視認管と結合されたポートロッダーを起動し、
前記ポートロッダーを起動した後である第2の時間に、前記第1のフォトセンサにより発生された第2の送信信号を分析し、
前記第2の送信信号が、前記複数の視認管の前記第1の視認管が妨害されていることを示す場合に、前記複数の視認管の前記第1の視認管に結合されたブローダウン装置を起動する、ように構成されている、
請求項10に記載の燃焼システム。 - 前記プロセッサは、さらに、
前記ブローダウン装置を起動した後である第3の時間に、前記第1のフォトセンサにより発生された第3の送信信号を分析し、
前記第3の送信信号が、前記複数の視認管の前記第1の視認管が妨害されていることを示す場合に、ウィンドウクリーニング信号を発生する、ように構成されている、
請求項17に記載の燃焼システム。 - 前記プロセッサがさらに、前記TDLAS光ヘッドの第1のTDLAS光ヘッドの前記フォトセンサにより発生された送信信号が劣化しておらず、かつ、前記TDLAS光ヘッドの第1のTDLAS光ヘッドのレーザー信号が劣化していると判定した場合に前記プロセスチャンバ内の不透明度を示す高不透明度信号を出力する、ように構成されている、
請求項10に記載の燃焼システム。
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