KR101821759B1 - 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설 가스 풍속과 차압 디지털 측정 장치 및 방법 - Google Patents

반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설 가스 풍속과 차압 디지털 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 그 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 측정 장치는 피토관으로부터 출력되는 전압과 정압을 감지(sensing)하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 풍속센서; 가스공급장치로부터 출력되는 대기압과 배기압을 감지하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 차압센서; 풍속센서로부터 수신한 전압 신호 및 정압 신호와, 차압센서로부터 수신한 대기압 신호 및 배기압 신호를 이용하여 가스공급장치 내의 배기가스의 풍속 및 차압을 산출하고, 풍속 및 차압이 비정상일 경우 알람을 발생하고 가스관리시스템으로 알람 신호를 전송하는 제어부; 제어부에서 산출된 상기 풍속 및 차압과 상기 알람신호를 다수의 가스공급장치를 관리하는 가스관리시스템(GMS)으로 전송하는 통신부; 및 제어부로부터 풍속 신호 및 차압 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.

Description

반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설 가스 풍속과 차압 디지털 측정 장치 및 방법{Apparatus for measuring digital flow rate and differential pressure meter in a gas supplying apparatus for fabricating semiconductor device and method thereof}
본 발명은 가스공급장치의 배기가스 관리에 관한 것으로서, 특히 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속과 차압에 대한 디지털 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 생산하는 데 다양한 종류의 가스가 필요하다. 이러한 가스는 인체에 치명적인 독성과 가연성이 있는 가스도 있어 가스 관리에 관한 엄격한 규정을 두어 위험성을 관리하고 있다. 특히, 가스공급장치에 설치된 가스 실린더의 교체나 연결부위 등에서 가스가 누설될 수 있다. 이렇게 가스가 누설된 경우에는 배기관을 통해 외부에 있는 가스 처리장치(스크러버)를 통해 배출해야 한다. 이러한 가스 관리의 필요성을 충족시키기 위해 가스공급장치 내에 발생할 수 있는 누설 가스에 대해 배기 압력과 대기압의 차인 차압, 배기가스의 풍속 등의 기준 파라미터를 설정하여 가스 누설 위험을 관리한다.
일반적으로 가스공급 장치 내부에는 마노미터(manometer)가 설치되어, 가스공급장치 내의 배기 정압을 관리한다. 아날로그 타입(Analog Type)의 마노미터는 배기 정압을 나타내는 눈금이 흔들림으로 인해 정확한 수치화가 어렵고, 관리자가 현장에서 육안으로 확인하여야만 배기의 정압을 확인 할 수 있다. 따라서 가스공급장치의 배기 가스에 대한 배기 정압을 관리하기 위해서는 가스공급장치가 있는 현장으로 출동해야 함으로써 업무 손실(Loss)이 발생하고 긴급 대응이 어려운 문제점이 있다.
종래 기술로 한국 공개실용신안 제20-2009-0011899호에 공개되어 있는 바와 같이, 종래에는 MP용 매립형 마노미터 브라켓을 매립함으로써, 기류 형성을 가로 막는 데에 영향이 적고 돌출된 곳에 사람의 머리가 부딪칠 수 있었던 부분의 안전성도 유지할 수 있도록, 존의 GMP용 마노메터 브라켓 시공(50mm돌출)를 시공하였다.
이러한 GMP용 마노미터 브라켓을 이용하여 마노미터 브라켓을 벽체에 매립함으로써 기류 형성을 가로막는 데에 영향이 적고 돌출된 곳에서 사람의 머리가 부딪칠 수 있었던 부분도 안전성도 유지할 수 있지만, 여전히 관리자가 현장에서 수동으로 조작하여야만 확인 가능하기 때문에 현장 출동으로 인한 업무 손실(Loss) 발생 및 긴급 대응이 어려운 문제점이 있었다.
[특허문헌 1] 대한민국 등록특허 제10-0611015호(2006.08.03. 등록) [특허문헌 2] 대한민국 공개특허 제10-2006-0074588호 (2006.07.03, 공개) [특허문헌 3] 한국 공개실용신안 제20-2009-0011899호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반도체 소자 생산에 사용되는 다수의 가스공급장치의 배기가스 모니터링에 대한 아날로그 타입 (Analog Type) 마노미터의 불편함과 부정확성을 해소할 뿐만 아니라 배기가스의 풍속을 산출하고 관리함으로써, 누설 가스를 보다 엄격하게 관리하고 긴급 대응이 가능하게 하는, 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한, 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치는, 반도체 소자 제조용 가스공급장치에서 배기되는 가스의 풍속 및 차압 측정 장치에 있어서, 피토관으로부터 출력되는 전압과 정압을 감지(sensing)하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 풍속센서; 상기 가스공급장치로부터 출력되는 대기압과 배기압을 감지하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 차압센서; 상기 풍속센서로부터 수신한 전압 신호 및 정압 신호와, 상기 차압센서로부터 수신한 대기압 신호 및 배기압 신호를 이용하여 상기 가스공급장치 내의 배기가스의 풍속 및 차압을 산출하고, 상기 풍속 및 차압이 비정상일 경우 알람을 발생하고 상기 가스관리시스템으로 알람 신호를 전송하는 제어부; 상기 제어부에서 산출된 상기 풍속 및 차압과 상기 알람신호를 다수의 가스공급장치를 관리하는 가스관리시스템(GMS)으로 전송하는 통신부; 및 상기 제어부로부터 풍속 신호 및 차압 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한, 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 방법은, 반도체 소자 제조용 가스공급장치에서 배기되는 가스의 풍속 및 차압 측정 방법에 있어서, 상기 가스공급장치 내에 설치된 피토관에서 출력되는 상기 가스공급장치 내의 전압(全壓, total pressure)과 정압(靜壓, static pressure)을 풍속센서를 이용하여 센싱하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 단계;
상기 가스공급장치 내의 대기압과 배기압을 차압센서를 이용하여 센싱하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 단계; 상기 풍속센서로부터 수신한 디지털 전압 신호 및 정압 신호를 이용하여 풍속을 산출하는 단계;
상기 차압센서로부터 수신한 디지털 대기압 신호 및 배기압 신호의 차를 계산하여 상기 가스공급장치의 배기가스의 차압을 출력하는 단계;
및 상기 산출된 풍속 및 차압을 가스관리시스템(GMS)으로 전송하고, 상기 산출된 풍속 및 차압을 디스플레이하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 방법은 상기 풍속 및 차압이 정상범위를 벗어 났는지를 체크하여 상기 풍속 또는 차압이 비정상일 경우 알람을 발생하고, 상기 가스관리시스템으로 상기 가스공급장치의 비정상을 알리는 단계를 더 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치 및 방법에 의하면, 반도체 소자 생산에 사용되는 몇 백 내지 몇 천개의 가스공급장치의 배기가스를 모니터링 할 때, 아날로그 타입 (Analog Type)의 마노미터로 인해 눈금 흔들림으로 정확한 수치를 얻기 어렵고, 관리자가 일일이 현장에 가서 눈금을 확인해야 하는 불편함과 부정확성을 해소할 수 있다.
즉, 누설가스의 차압과 풍속을 디지털 값으로 산출하고 관리함으로써, 정압보다 관리 상위 등급인 배기 풍속 데이터를 계량화 수치화 할 수 있게 되어 대내외 신뢰성을 확보할 수 있다.
그리고 중앙 관제시스템인 가스관리시스템(GMS)으로 배기가스의 풍속 및 차압을 디지털 데이터로 전송함으로써 관리자가 현장에 출동하여 확인하지 않고 원격지에 설치된 모니터에서 풍속과 차압을 확인할 수 있기 때문에 현장 출동으로 인한 업무 손실(Loss)을 방지하면서 누설 가스를 보다 엄격하게 관리할 수 있다.
또한 누설가스의 풍속 및 차압이 정상 범위를 벗어날 경우, 알람신호를 디스플레이하고 중앙의 가스관리시스템으로 긴급상황을 전달함으로써 누설 가스의 위험 상황에 긴급 대응이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치에 대한 일 실시 예의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 2는 제어부의 보다 세부적인 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 3는 전압과 정압과 동압을 그림으로 나타낸 것이다.
도 4은 풍속 측정 원리를 설명하기 위한 피토 정압관을 나타낸 것이다.
도 5는 디스플레이부(140)의 일 예로서, 풍속 및 차압 표시창(70)을 도시한 것이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 사용되는 피토관(105)의 사진을 도시한 것이다.
도 7는 피토관을 통해 전압과 정압의 입력과 출력을 기체 흐름도로 나타낸 것이다.
도 8은 피토튜브 설치 위치에 대한 일 예를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 방법에 대한 일실시예를 흐름도로 나타낸 것이다.
도 10a 내지 도 10d 는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치의 풍속 및 차압 표시기에서 풍속을 캘리브레이션하는 과정을 나타내는 정면도이다.
도 11a 내지 도 11d 는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치의 풍속 및 차압 표시기에서 차압을 캘리브레이션하는 과정을 나타내는 정면도이다.
도 12a 와 도 12b는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치의 풍속 및 차압 표시기에서 단위를 설정하는 과정을 나타내는 정면도이다.
도 13a와 도 13b는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치의 풍속 및 차압 표시기에서 범위를 설정하는 과정을 나타내는 정면도이다.
도 14는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치에서 공기 튜브를 연결하는 일 예를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치에 대한 일실시예의 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 배기가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치의 일실시예는 풍속센서(110), 차압센서(120), 제어부(130), 디스플레이부(140) 및 통신부(150)를 포함하여 이루어지고, 피토관(105)를 더 포함할 수 있다.
풍속센서(110)는 피토관(105)으로부터 출력되는, 가스공급장치(160) 내의 전압과 정압을 센싱(sensing) 하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력한다.
차압센서(120)는 가스공급장치(160)로부터 출력되는 대기압과 배기압을 감지하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력한다.
제어부(130)은 풍속센서(110)로부터 수신한 전압 신호 및 정압 신호와, 차압센서(120)로부터 수신한 대기압 신호 및 배기압 신호를 이용하여 가스공급장치(160) 내의 배기가스의 풍속 및 차압을 산출하고, 상기 풍속 및 차압이 비정상일 경우 알람을 발생하고 상기 가스관리시스템으로 알람 신호를 전송한다. 도 2는 제어부(130)의 보다 세부적인 구성을 블록도로 나타낸 것으로서, 풍속산출부(132), 차압산출부(134) 및 비상상황관리부(136)를 포함하여 이루어진다.
풍속산출부(132)는 풍속센서(110)로부터 출력되는 전압 신호 및 차압 신호를 수신하여 수학식 1을 이용하여 풍속을 산출한다.
[수학식 1]
V = C·[2g(Pt-Ps)/ρ]1/2
(여기서, V: 풍속(m/sec), C: 피토관 계수, g: 중력가속도(m/sec2), ρ: 밀도(kg/cm3), Pt: 전압(kg/cm2), Ps: 정압(kg/cm2))
상기 수학식 1을 이용한 풍속 산출을 보다 상세히 설명하기로 한다. 일반적으로 풍속은 공기 흐름의 빠르기를 나타내며, 단위로는 m/sec, km/hour, mile/hour, knot가 사용되며, 정압(static pressure)은 기체의 흐름에 평행인 물체의 표면에 수직으로 미치는 압력으로서 그 표면에 수직인 구멍을 통하여 측정된다. 공기의 유동이 없을 때 발생하는 압력이므로 '정압' 이라고 한다. 동압(velocity pressure)은 기체의 속도에 의해 발생되는 풍속과 관계되는 압력으로서 바람의 속도에 의해 생기는 압력을 말한다. 전압(total pressure)은 정압과 동압을 합한 것이다. 도 3는 전압과 정압과 동압을 그림으로 나타낸 것이다.
풍압과 풍속의 관계는 에너지 방정식에 의해 다음과 같이 표시된다.
[수학식 2]
Pt = Ps + ρV2/2g
여기서, Pt : 전압(kg/cm2), Ps : 정압(kg/cm2), ρV2/2g : 동압(kg/cm2)
따라서 V = [2g(Pt-Ps)/ρ]1 /2
도 4은 풍속 측정 원리를 설명하기 위한 피토 정압관을 나타낸 것이다. 피토관은 이러한 원리를 이용한 것으로서, 도 4을 참조하면, a의 정압공에는 정압 Ps만이 작용하고, b의 정체점에는 전압 Pt만 작용한다. 이를 U자 액주계에 연결하면 전압과 정압의 차인 동압을 구할 수 있다.
차압산출부(134)는 차압센서(120)로부터 출력되는 배기압 신호 및 대기압 신호를 수신하여 가스공급 장치 내의 배기압과 외부 대기압의 차를 계산하여 차압으로 산출한다.
비상상황관리부(136)는 풍속산출부(132)에서 산출된 풍속과 차압산출부 (134)에서 산출된 차압이 정상범위를 벗어나는지 체크하여 정상범위를 벗어난 비정상일 경우에는 알람을 발생한다.
한편, 통신부(150)는 제어부(130)에서 산출된 상기 풍속 및 차압과 상기 알람신호를 다수의, 예를 들어 수백 개 내지 수천 개의 가스공급장치를 관리하는 가스관리시스템(GMS, 미도시)으로 전송하여, 가스관리시스템이 원격에서 가스공급장치를 모니터링 할 수 있게 한다.
디스플레이부(140)는 제어부(130)에서 산출된 풍속 신호 및 차압 신호를 수신하여 관리자가 볼 수 있도록 풍속 및 차압을 디스플레이한다.
도 5는 디스플레이부(140)의 일 예로서, 풍속 및 차압 표시창(70)을 도시한 것이다. 풍속 및 차압 표시창(70)은 풍속과 정압을 표시하는 표시창(71), 표시창(71)에 표시되는 메뉴를 선택할 수 있는 메뉴 버튼(72), 표시창(71)에 표시되는 풍속과 차압을 제로로 캘리브레이션하는 캘리브레이션 버튼(73), 표시창(71)에 표시되는 풍속과 차압의 표시값을 가감하여 선택하는 가감버튼(74), 표시창(71)에 표시되는 풍속과 차압의 표시 범위를 선택할 수 있는 범위선택 버튼(75), 메뉴 버튼(72), 캘리브레이션 버튼(73), 가감버튼(74) 및 범위선택 버튼(75)으로 선택된 값을 입력하는 엔터 버튼(76)을 포함하여 이루어진다.
그리고 도 6는 본 발명의 실시예에 사용되는 피토관(105)의 사진을 도시한 것이며, 도 7는 피토관을 통해 전압과 정압의 입력과 출력을 기체 흐름도로 나타낸 것이다.
도 6과 도 7을 참조하면, 피토관(105)는 가스공급장치(160) 내에 설치되며, 전압공(600, 700)을 통해 가스공급장치(160)에서의 배기가스의 전압(全壓, total pressure)이 입력되고, 정압공(610, 710)을 통해 가스공급장치(160)에서의 배기가스 정압(靜壓, static pressure)이 입력된다. 상기 전압은 피토관의 전압출력튜브(620, 720)로 출력되고, 상기 정압은 피토관의 정압출력튜브(630, 730)로 출력된다.
도 8은 피토튜브 설치 위치에 대한 일 예를 나타낸 것으로서, 실린더 교체시 발생할 수 있는 가스 누설(leak) 사고에 작업자의 노출을 방지하기 위한 풍속 감지 위치는 배기 Damper 하단 113mm가 바람직하다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 방법에 대한 일실시예를 흐름도로 나타낸 것이다. 도 1과 도 9을 참조하면, 가스공급장치(160) 내에 설치된 피토관(105)을 이용하여 가스공급장치(160)의 전압(Pt)와 정압(Ps)를 획득한다.(S910 단계)
피토관(105)은 가스공급장치 내부에 설치되며, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 피토관(105)의 전압측정구멍(600, 700)으로부터 유입된 전압과 정압 측정구멍(610, 710)으로부터 유입된 정압을 전압튜브(620, 720) 및 정압튜브(630, 730)으로 출력한다.
피토관(105)에서 출력되는 가스공급장치(160) 내의 전압(全壓, total pressure)과 정압(靜壓, static pressure)은 풍속센서(110)에 의해 센싱되어 디지털 전기신호로 변환되어 출력된다.(S920 단계)
가스공급장치(160) 내의 대기압과 배기압은 차압센서(120)에 의해 센싱되어 디지털 전기신호로 변환되어 출력된다.(S930 단계)
제어부(130)는 풍속센서(110)로부터 수신한 디지털 전압 신호 및 정압 신호를 이용하여 가스공급장치(160)의 누설가스의 풍속을 산출한다.(S940단계) 또한 제어부(130)는 차압센서(120)로부터 수신한 디지털 대기압 신호 및 배기압 신호의 차를 계산하여 상기 누설가스의 차압을 출력한다.(S940 단계)
상기 제어부(130)에 의해 산출된 풍속 및 차압은 통신부(150)를 통해 가스관리시스템(GMS)으로 전송되고, 디스플레이부(140)는 제어부(130)에 의해 산출된 풍속 및 차압을 디스플레이 한다.(S950 단계) 즉, 통신부(150)는 RS232C, RS485 등의 통신에 의한 것일 수 있으며, 상기 제어부(130)가 계산한 풍속 및 차압을 가스관리시스템의 원격 모니터로 송신한다.
그리고 제어부(130)는 상기 풍속 및 차압이 정상범위를 벗어 났는지를 체크하여 상기 풍속 또는 차압이 비정상일 경우 알람을 발생하고, 상기 가스관리시스템으로 상기 가스공급장치의 비정상을 알린다.(S960 단계)
도 5는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치의 디스플레이부(140)의 실시 예인 풍속 및 차압표시기를 도시하고, 도 10a 내지 도 10d 는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치의 풍속 및 차압 표시기에서 풍속을 캘리브레이션하는 과정을 나타내는 정면도이다. 도 11a 내지 도 11c 는 본 발명에 의한 상기 풍속 및 차압 표시기에서 차압을 캘리브레이션하는 과정을 나타내는 정면도이다. 도 12a 와 도 12b는 본 발명에 의한 상기 풍속 및 차압 표시기에서 단위를 설정하는 과정을 나타내는 정면도이다. 도 13a 와 도 13b 는 본 발명에 의한 상기 풍속 및 차압 표시기에서 범위를 설정하는 과정을 나타내는 정면도이다.
본 발명에 의한 풍속 및 차압 표시기(70)는 상술한 바와 같이 표시창(71), 메뉴버튼(72), 캘리브레이션 버튼(73), 가감버튼(74), 범위선택 버튼(75), 엔터버튼(76)을 포함하여 구성된다.
초기 파워 인가시 도 10a에 표시된 바와 같이 표시창(71)에 표시되는 풍속과 차압은 임의값으로 표시된다. 이때 임의값으로 표시되는 풍속과 차압을 "0"으로 제로 캘리브레이션하기 위해 메뉴 버튼(72)을 누르게 되면 도 10b에 표시된 바와 같이 풍속을 캘리브레이션할 수 있도록 선택할 수 있는 1.5 배정도로 확대된 "V"에 사각형이 그려진 화면이 표시된다.
엔터 버튼(76)을 누르게 되면 풍속을 캘리브레이션할 수 있는 화면이 도 10c에 도시된 바와 같이 "CAL RUN:[ENTER]"이 깜박이거나 음영 등으로 표시된다. 이때 엔터 버튼(76)을 누르게 되면 도 10d에 도시된 바와 같이 제로로 캘리브레이션이 완료된다.
메뉴 버튼(72)을 두번 누르면 도 11a에 도시된 바와 같이 차압을 캘리브레이션할 수 있도록 선택할 수 있는 1.5 배정도로 확대된 "P"에 사각형이 그려진 화면이 표시된다. 이때 엔터버튼(76)을 누르면 도 11b에 도시된 바와 같이 "CAL RUN:[ENTER]"이 깜박이거나 음영 등으로 표시된다. 엔터 버튼(76)을 누르게 되면 도 11c에 도시된 바와 같이 제로로 캘리브레이션이 완료된다.
메뉴 버튼(72)을 세번 누르면 도 12a에 도시된 바와 같이 단위를 설정할 수 있도록 선택할 수 있는 1.5 배정도로 확대된 "U"에 사각형이 그려진 화면이 표시된다. 이때 엔터버튼(76)을 누르면 단위설정 화면이 표시된다. 여기서 범위선택 버튼(75)을 누르게 되면 원하는 단위가 도 12b에 도시된 바와 같이 표시되고, 엔터 버튼(76)을 누르게 되면 단위설정이 완료된다.
메뉴 버튼(72)을 네번 누르면 도 13a에 도시된 바와 같이 범위를 설정할 수 있도록 1.5 배정도로 확대된 "R"에 사각형이 그려진 화면이 표시된다. 이때 엔터버튼(76)을 누르면 범위설정 화면이 도 13b에 도시된 바와 같이 표시된다. 여기서 단위선택 버튼(75)을 눌러 변환하고자 하는 단위에 커서를 옮긴 후 가감버튼(74)을 사용하여 값을 변환시키고 엔터 버튼(76)을 누르게 되면 원하는 범위 설정이 완료된다.
차압 범위 변경도 위에서 설명한 바와 같이 풍속범위 변경과 같은 방법으로 할 수 있다.
도 14는 본 발명에 의한 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치에서 공기 튜브를 연결하는 일 예를 나타낸 것으로서, 본 발명에 의한 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치는 전압(Pt), 정압(Ps), 대기압(Pa) 및 차압(Pd)를 연결 단자를 구비하며, 차압(Pd) 단자는 배기압을 바로 연결할 수도 있다.
전압(Pt) 단자는 피토관(105)의 전압튜브(620, 720)와 연결되고, 정압(Ps)단자는 피토관(105)의 정압튜브(630, 730) 연결된다. 그리고 대기압(Pa) 단자는 튜브를 연결하여 가스공급장치 외부(대기)로 상기 튜브를 뺄 수 있다. 그리고 차압(Pd) 단자는 기존에 사용하던 배기의 차압 포트에 연결되거나 배기압 튜브와 바로 연결될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
105 : 피토관 110 : 풍속센서
120 : 차압센서 130 : 제어부
140 : 디스플레이부 150 : 통신부
160 : 가스공급장치 170 : 배기덕트
132 : 풍속산출부 134 : 차압산출부
136 : 비상상황관리부 600 , 700 : 전압공
610, 710 : 정압공 620, 720 : 전압튜브
630, 730 : 정압튜브

Claims (6)

  1. 반도체 소자 제조용 가스공급장치에서 누설되는 가스의 풍속 및 차압 디지털 측정 장치에 있어서,
    누설가스가 작업자에게 노출되는 것을 방지하기 위해 배기 댐퍼 하단인 상기 가스공급장치 내의 중앙 상부에 설치되며, 상기 가스공급장치 내의 전압(全壓, total pressure)과 정압(靜壓, static pressure)을 출력하는 피토관(Pitot tube);
    상기 피토관으로부터 출력되는 전압이 입력되는 전압포트와 상기 피토관으로부터 출력되는 정압이 입력되는 정압포트를 구비하고, 상기 전압포트 및 정압포트에 입력되는 전압과 정압을 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 풍속센서;
    상기 가스공급장치로부터 출력되는 배기압이 입력되는 배기압 포트와 상기 가스공급장치 외부 대기압이 입력되는 대기압 포트를 구비하고, 상기 배기압 포트로 입력되는 배기압과 상기 대기압 포트로 입력되는 대기압을 감지하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 차압센서;
    [수학식 1]
    V = C·[2g(Pt-Ps)/ρ]1/2 ‥‥‥(1)
    여기서, V: 풍속(m/sec), C: 피토관 계수, g: 중력가속도(m/sec2),
    ρ: 밀도(kg/cm3), Pt: 전압(kg/cm2), Ps: 정압(kg/cm2)
    상기 풍속센서로부터 전압(Pt) 신호 및 정압(Ps) 신호를 수신하여 수학식 1을 이용하여 상기 가스공급장치 내의 누설 가스의 풍속(V)을 산출하고, 상기 차압센서로부터 수신한 디지털 대기압 신호 및 디지털 배기압 신호의 차를 계산하여 상기 가스공급장치 내의 누설 가스의 차압을 산출하고, 상기 풍속 및 차압이 정상범위를 벗어나 비정상일 경우 알람을 발생하고 가스관리시스템으로 알람 신호를 전송하는 제어부;
    상기 제어부에서 산출된 상기 풍속 및 차압과 상기 알람신호를 다수의 가스공급장치를 관리하는 가스관리시스템(GMS)으로 전송하는 통신부; 및
    상기 제어부로부터 풍속 신호 및 차압 신호를 수신하여 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는, 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 디스플레이부는
    풍속과 정압을 표시하는 표시창;
    상기 표시창에 표시되는 메뉴를 선택할 수 있는 메뉴 버튼;
    상기 표시창에 표시되는 풍속과 차압을 제로로 캘리브레이션하는 캘리브레이션 버튼;
    상기 표시창에 표시되는 풍속과 차압의 표시값을 가감하여 선택하는 가감버튼;
    상기 표시창에 표시되는 풍속과 차압의 표시 범위를 선택할 수 있는 범위선택 버튼;
    상기 메뉴 버튼, 캘리브레이션 버튼, 가감버튼 및 범위선택 버튼으로 선택된 값을 입력하는 엔터 버튼을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 디지털 측정 장치.
  4. 삭제
  5. 반도체 소자 제조용 가스공급장치에서 누설되는 가스의 풍속 및 차압 측정 방법에 있어서,
    누설가스가 작업자에게 노출되는 것을 방지하기 위해 배기 댐프 하단인 상기 가스공급장치 내의 중앙 상부에 설치된 피토관에서 출력되는 상기 가스공급장치 내의 전압(全壓, total pressure)과 정압(靜壓, static pressure)을 풍속센서를 이용하여 센싱하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 단계;
    상기 가스공급장치 내의 배기압과 대기압을 차압센서를 이용하여 센싱하여 디지털 전기신호로 변환하여 출력하는 단계;
    상기 풍속센서로부터 수신한 디지털 전압 신호 및 정압 신호를 수신하여 수학식 1을 이용하여 풍속을 산출하는 단계;
    [수학식 1]
    V = C·[2g(Pt-Ps)/ρ]1/2 ‥‥‥(1)
    여기서, V: 풍속(m/sec), C: 피토관 계수, g: 중력가속도(m/sec2),
    ρ: 밀도(kg/cm3), Pt: 전압(kg/cm2), Ps: 정압(kg/cm2)
    상기 차압센서로부터 수신한 디지털 대기압 신호 및 배기압 신호의 차를 계산하여 상기 가스공급장치의 누설가스의 차압을 출력하는 단계; 및
    상기 산출된 풍속 및 차압을 가스관리시스템(GMS)으로 전송하고, 상기 산출된 풍속 및 차압을 디스플레이하는 단계를 포함하는, 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 측정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 풍속 및 차압이 정상범위를 벗어 났는지를 체크하여 상기 풍속 또는 차압이 비정상일 경우 알람을 발생하고, 상기 가스관리시스템으로 상기 가스공급장치의 비정상을 알리는 단계를 더 포함하는, 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설가스 풍속 및 차압 측정 방법.
KR1020170094711A 2017-03-02 2017-07-26 반도체 소자 제조용 가스공급장치의 누설 가스 풍속과 차압 디지털 측정 장치 및 방법 KR101821759B1 (ko)

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