KR102336061B1 - Pressure regulating valve apparatus with improved potentiometer and diaphragms - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압력을 조절하는 밸브 제어기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개선된 포텐셔미터및 다이아프램을 구비하는 압력 조절 밸브 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a valve control technology for regulating pressure, and more particularly, to a pressure regulating valve device having an improved potentiometer and a diaphragm.
압력 조절 밸브 장치는 흔히 반도체 제조 공정에 사용되는 챔버에 설치되어 챔버 내의 압력 (예를 들어, 진공 압력)을 밸브의 개도를 통해 일정한 압력으로 조절한다. A pressure control valve device is often installed in a chamber used in a semiconductor manufacturing process to adjust the pressure in the chamber (eg, vacuum pressure) to a constant pressure through the opening of the valve.
그러한 압력 조절 밸브 장치는 밸브의 개도를 감지하기 위한 포텐셔미터와 실링 및 설정 압력의 조절을 위해 사용되는 다이아프램을 구비한다. Such a pressure regulating valve device includes a potentiometer for detecting the opening degree of the valve and a diaphragm used for sealing and adjusting a set pressure.
전형적인 다이아프램은 수지 계열의 재질로 이루어져 내구성이 약하고 수명이 대체로 짧다. 또한, 포텐셔미터는 기계적인 접촉방식으로 밸브 이동거리를 측정하므로 내구성에 한계가 뒤따르고 또한 측정 편차가 심하고 측정 정확도가 떨어진다. A typical diaphragm is made of a resin-based material, so its durability is weak and its lifespan is generally short. In addition, since the potentiometer measures the valve movement distance in a mechanical contact method, there is a limitation in durability, and the measurement deviation is severe and the measurement accuracy is poor.
따라서 보다 개선된 압력 조절 밸브 장치가 요망된다.Accordingly, a more improved pressure regulating valve arrangement is desired.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 개선된 포텐셔미터 및 다이아프램을 구비하는 압력 조절 밸브 장치를 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a pressure control valve device having an improved potentiometer and a diaphragm.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따라, 압력 조절 밸브 장치는, 밸브 구동부에 연결되어 벨로우즈 형상을 갖는 다이아프램 밸브를 형성하도록 구성된 금속 재질의 다이아프램, 상기 밸브 구동부의 기준위치에서 이격된 밸브 이동거리를 레이저를 이용하여 비접촉적으로 측정하기 위한 포텐셔미터, 및 상기 포텐셔미터로부터 제공되는 디지털 데이터에 기반하여 상기 밸브 이동거리를 연산하고 연산된 결과에 따라 압력 조절을 위한 밸브 개도를 조절하는 제어부를 포함한다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, the pressure regulating valve device is a metal diaphragm configured to be connected to a valve driving part to form a diaphragm valve having a bellows shape, at a reference position of the valve driving part A potentiometer for non-contact measurement of the spaced valve movement distance using a laser, and the valve movement distance calculated based on digital data provided from the potentiometer, and adjusting the valve opening degree for pressure control according to the calculated result includes a control unit.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 반도체 제조공정용 압력 조절 밸브 장치는 자가진단 기능을 제공하기 위해 공정 메인 장치와 통신하는 통신부, 밸브 구동부에 연결되어 벨로우즈 형상을 갖는 다이아프램 밸브를 형성하도록 구성된 스테인레스 스틸 재질의 다이아프램, 상기 밸브 구동부의 기준위치에서 이격된 밸브 이동거리를 레이저를 이용하여 비접촉적으로 측정하기 위한 포텐셔미터, 및 상기 포텐셔미터로부터 제공되는 디지털 데이터에 기반하여 상기 밸브 이동거리를 연산하고 연산된 결과에 따라 압력 조절을 위한 밸브 개도를 조절하는 제어부를 포함한다. According to another embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, a pressure control valve device for a semiconductor manufacturing process is connected to a communication unit communicating with the process main device and a valve driving unit to provide a self-diagnosis function and having a bellows shape A diaphragm made of stainless steel configured to form a diaphragm valve, a potentiometer for non-contact measurement of a valve moving distance spaced apart from the reference position of the valve driving unit using a laser, and digital data provided from the potentiometer. and a control unit which calculates the valve movement distance and adjusts the valve opening degree for pressure control according to the calculated result.
본 발명의 실시 예에 따르면, 비접촉적인 방식으로 밸브 이동거리를 산출하는 포텐셔미터를 채용함에 의해 압력 조절 밸브의 압력 조절 동작의 정확성이 개선된다.According to an embodiment of the present invention, the accuracy of the pressure regulating operation of the pressure regulating valve is improved by employing a potentiometer that calculates the valve movement distance in a non-contact manner.
또한, 포텐셔미터의 내구성이 획기적으로 개선되므로 유지 보수에 드는 시간과 비용이 절감된다. In addition, the durability of the potentiometer is dramatically improved, thereby reducing maintenance time and cost.
본 발명의 실시 예에 따르면, 금속 재질의 다이아프램을 채용함에 의해 압력 조절 밸브의 신뢰성 및 압력 조절 동작의 안정성이 개선된다. 또한, 다이아프램의 내구성이 수지 계열의 다이아프램 대비 현저히 개선되므로 유지 보수에 드는 시간과 비용이 절감된다. According to an embodiment of the present invention, the reliability of the pressure regulating valve and the stability of the pressure regulating operation are improved by employing a diaphragm made of a metal material. In addition, since the durability of the diaphragm is significantly improved compared to the resin-based diaphragm, the time and cost for maintenance are reduced.
도 1은 본 발명에 관련된 압력 조절 밸브 장치의 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압력 조절 밸브 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2중 제어부의 이동거리 산출의 플로우챠트이다.
도 4는 도 2중 레이저 모듈의 동작 예시를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다이아프램의 형상을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 5의 다이아프램의 내구성 개선 정도를 그래프로서 설명하기 위한 도면이다. 1 is a structural diagram of a pressure regulating valve device according to the present invention.
2 is a block diagram of a pressure control valve device according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of calculating the moving distance of the control unit in FIG. 2 .
4 is a diagram illustrating an operation example of the laser module of FIG. 2 .
5 is a diagram illustrating a shape of a diaphragm according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining the degree of improvement in durability of the diaphragm of FIG. 5 as a graph.
위와 같은 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은, 이해의 편의를 제공할 의도 이외에는 다른 의도 없이, 개시된 내용이 보다 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content may be more thorough and complete, and the spirit of the present invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art, without any intention other than to provide convenience of understanding.
본 명세서에서, 어떤 소자 또는 라인들이 대상 소자 블록에 연결된다 라고 언급된 경우에 그것은 직접적인 연결뿐만 아니라 어떤 다른 소자를 통해 대상 소자 블록에 간접적으로 연결된 의미까지도 포함한다. In this specification, when it is mentioned that certain devices or lines are connected to the target device block, it includes not only direct connection but also the meaning of indirectly connected to the target device block through some other device.
또한, 각 도면에서 제시된 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가급적 나타내고 있다. 일부 도면들에 있어서, 소자 및 라인들의 연결관계는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 나타나 있을 뿐, 타의 소자나 회로블록들이 더 구비될 수 있다. In addition, the same or similar reference numerals in each drawing indicate the same or similar components as much as possible. In some drawings, the connection relationship between elements and lines is only shown for effective description of technical content, and other elements or circuit blocks may be further provided.
본 상세한 설명 전체에 걸쳐 "일 실시 예" 또는 "실시 예" 로의 참조는 실시 예와 관련되어 설명된 특정한 특징 구조, 또는 특성이 본 명세서에 개시된 적어도 하나의 실시 예에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 본 상세한 설명 전체에 걸쳐 다양한 장소들에서의 "일 실시 예에서" 또는 "실시 예에서" 또는 "일 실시 예에 따라"(또는 유사한 의미를 갖는 다른 구성들)구절들의 출현들은 모두 반드시 동일한 실시 예를 지칭하는 것이 아닐 수 있다. 또한, 특정한 특징들, 구조들, 또는 특성들은 하나 이상의 실시 예들에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 이와 관련하여 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "예시적인" 단어는 "예시, 실례, 또는 도시를 제공함"을 의미한다. "예시적인" 것으로서 본 명세서에 설명된 임의의 실시 예는 다른 실시 예보다 반드시 선호되거나 유리한 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 본 명세서의 문맥에 따라, 단수의 용어는 해당 복수의 형태들을 포함할 수 있고, 복수의 용어는 해당 단수의 형태를 포함할 수 있다. 본 명세서에 도시되고 논의된(구성요소 도해들을 포함하는) 다양한 도면들은 단지 예시적인 목적을 위한 것이고, 실제 척도로 그려진 것이 아니라는 점에서 유의해야 한다. 유사하게, 다양한 파형들 및 타이밍도들이 단지 예시적인 목적을 위해 도시될 수 있다. 예를 들어, 일부 요소들의 치수들은 명확성을 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다. 또한 적절히 고려되는 경우, 참조 번호들은 대응하는 및/또는 유사한 요소들을 나타내기 위해 도면들 사이에서 반복되었다. Reference throughout this detailed description to “one embodiment” or “an embodiment” means that a particular feature structure, or characteristic described in connection with the embodiment may be included in at least one embodiment disclosed herein. Thus, the appearances of the phrases "in an embodiment" or "in an embodiment" or "according to an embodiment" (or other constructions having a similar meaning) in various places throughout this specification are all necessarily identical. It may not refer to an embodiment. Moreover, the particular features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner in one or more embodiments. As used herein in this regard, the word “exemplary” means “to provide an illustration, illustration, or illustration.” Any embodiment described herein as “exemplary” should not necessarily be construed as preferred or advantageous over other embodiments. Also, depending on the context of this specification, a singular term may include its plural forms, and a plural term may include its singular forms. It should be noted that the various drawings shown and discussed herein (including component diagrams) are for illustrative purposes only and are not drawn to scale. Similarly, various waveforms and timing diagrams may be shown for illustrative purposes only. For example, the dimensions of some elements may be exaggerated relative to others for clarity. Also where considered appropriate, reference numerals have been repeated among the figures to indicate corresponding and/or analogous elements.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 예시 적인 실시 예들을 설명하기 위한 것이고, 청구된 본 발명을 한정하려고 의도되는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수의 형태들 "한(a)", "한(an)", 및 "그(the)"는 문맥이 명백하게 다르게 지시하지 않는 한 복수의 형태를 포함하는 것으로 의도된다. "포함하다" 및/또는 "포함하는" 용어들은, 상세한 설명에서 사용될 때, 명시된 특징들, 정수들, 단계들, 연산들, 요소들, 및/또는 구성 요소들의 존재를 명시하나, 하나 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 연산들, 요소들, 및/또는 구성 요소들, 및/또는 그들의 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 다는 것이 더 이해될 것이다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular exemplary embodiments only, and is not intended to limit the claimed invention. As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" are intended to include the plural forms unless the context clearly dictates otherwise. do. The terms “comprise” and/or “comprising,” when used in the specification, specify the presence of specified features, integers, steps, operations, elements, and/or components, but include one or more other It will be further understood that this does not exclude the presence or addition of features, integers, steps, operations, elements, and/or components, and/or groups thereof.
본 명세서에서 사용된 "제 1", "제 2"등의 용어들은 선행하는 명사들의 라벨(label)들로 사용되고, 그렇게 명백하게 정의되지 않는 한 임의의 유형의 순서(예를 들어 공간적, 시간적, 논리적 등)를 암시하지 않는다. 또한 동일하거나 유사한 기능을 갖는 부분들, 구성요소들, 블록들, 회로들, 유닛들, 또는 모듈들을 지칭하기 위해 둘 이상의 도면들에 걸쳐 동일한 참조 번호들이 사용될 수 있다. 그러나 이러한 사용은 도시의 간소화 및 논의의 용이함을 위해서만이다. 이는 그러한 구성 요소들 또는 유닛들의 구성 또는 구조적 세부 사항이 모든 실시 예들에 걸쳐 동일한 것을 의미하지 않거나 또는 이러한 공통으로 참조된 부분들/모듈들이 본 명세서에 개시된 특정한 실시 예들의 지침들을 구현하는 유일한 방법이라는 것을 의미하지는 않는다. As used herein, terms such as "first", "second", etc. are used as labels of preceding nouns, and unless explicitly defined so, in any type of order (eg, spatial, temporal, logical etc.) is not implied. Also, the same reference numbers may be used throughout two or more drawings to refer to parts, components, blocks, circuits, units, or modules having the same or similar function. However, this use is only for the sake of simplification of the city and ease of discussion. This does not mean that the configuration or structural details of such components or units are the same across all embodiments, or that these commonly referenced parts/modules are the only way to implement the guidelines of the specific embodiments disclosed herein. doesn't mean that
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어들(기술적인 그리고 과학적인 용어들을 포함하는)은 본 발명에 속한 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전들에 정의된 용어들은 관련기술의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로서 해석되어야 하며 그리고 본 명세서에서 명백하게 정의되지 않는 한 이상적으로 되거나 지나치게 형식적인 뜻으로 해석되지 말아야 할 것임이 더 이해될 것이다. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined herein. This will make more sense.
본 명세서에서 사용된 바로서, 용어 "모듈(module)"은 모듈과 관련되어 본 명세서에서 설명된 기능을 제공하도록 구성된 소프트웨어, 펌웨어(firmware), 및/또는 하드웨어의 임의의 조합을 나타낸다. 용어 "소프트웨어"는 본 명세서에서 설명된 임의의 구현에 적용된 대로, 소프트웨어 패키지, 코드, 및/또는 인스트럭션 셋(set) 또는 인스트럭션들로서 구현될 수 있다. 용어 "하드웨어"는 본 명세서에서 설명된 임의의 구현 예에 적용된 대로, 예를 들어 개별의 혹은 임의의 조합의, 하드와이어드 회로(hardwired circuitry), 프로그래머블 회로, 상태-머신 회로(state machine circuitry), 및/또는 프로그래머블 회로에 의해 실행되는 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어를 포함할 수 있다. 모듈들은 집합적으로 또는 개별적으로, 집적회로, 시스템 온 칩 (SoC) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는 더 큰 시스템의 일부를 형성하는 회로로 구현될 수 있다. As used herein, the term “module” refers to any combination of software, firmware, and/or hardware configured to provide the functionality described herein in connection with a module. The term “software,” as applied to any implementation described herein, may be implemented as a software package, code, and/or an instruction set or instructions. The term "hardware" as applied to any implementation described herein, for example, individually or in any combination, includes hardwired circuitry, programmable circuitry, state machine circuitry, and/or firmware that stores instructions to be executed by the programmable circuit. Modules, collectively or individually, may be implemented as integrated circuits, system-on-a-chip (SoC), etc., but may be implemented as circuitry forming part of a larger system, including but not limited to.
여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함될 수 있으며, 다이아프램 및 레이저 모듈의 구체적 동작원리나 기능은 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 상세히 설명되지 않을 것이다. Each of the embodiments described and illustrated herein may also include complementary embodiments thereof, and specific operation principles or functions of the diaphragm and the laser module will not be described in detail so as not to obscure the gist of the present invention.
도 1은 본 발명에 관련된 압력 조절 밸브 장치의 구조도이다. 도 1을 참조하면, 압력 조절 밸브 장치는 진공이나 설정된 압력을 제어하기 위한 압력 제어 밸브(10)를 포함한다. 상기 압력 제어 밸브(10)는 챔버에 부착될 수 있는 제1 플랜지(1)와 공압 라인 (예를 들어 진공 라인)에 부착될 수 있는 제2 플랜지(2)를 포함한다. 비록 도 1에서 제1 플랜지(1)가 챔버에 부착되고 제2 플랜지(2)가 진공 라인에 부착되는 것으로 설명되나 이에 한정됨이 없이 제1 플랜지(1)가 공압 라인에 부착되고 제2 플랜지(2)가 챔버에 부착될 수 있다. 1 is a structural diagram of a pressure regulating valve device according to the present invention. Referring to FIG. 1 , the pressure control valve device includes a
또한, 상기 압력 제어 밸브(10)는 솔레노이드 밸브에 의해 구동되는 구동 샤프트(3), 전방 다이아프램 밸브(4), 후방 다이아프램 밸브(5), 스프링(6), 및 포텐셔미터(7)를 포함한다. The
상기 구동 샤프트(3)의 직선 이동에 의해 밸브 개도(개방의 정도)가 조절되며, 벨로우즈 형상을 갖는 상기 전방 다이아프램 밸브(4) 및 상기 후방 다이아프램 밸브(5)의 수축 및 이완이 반복적으로 수행될 수 있다. 통상적으로 다이아프램 밸브를 구성하는 다이아프램은 수지 계열의 재질로 이루어져 있어 내구성이 약하고 짧은 수명에 기인하여 교체 주기가 짧을 수 있다. The valve opening degree (degree of opening) is controlled by the linear movement of the drive shaft 3, and the contraction and relaxation of the
한편, 상기 포텐셔미터(7)는 압력의 조절을 위한 밸브 개도의 조절에 사용된다. 상기 포텐셔미터(7)는 밸브 구동부로서 기능하는 상기 구동 샤프트(3)와 상기 구동 사프트(3)에 결합된 상기 전방 다이아프램 밸브(4)간의 이격 거리 즉, 밸브 이동거리를 측정하기 위해 밸브 구동부의 기준위치에 설치된다. 통상적으로 포텐셔미터(7)는 기계적인 접촉방식으로 밸브 이동거리(또는 구동 샤프트와 상기 구동 사프트에 결합된 다이아프램 밸브 사이의 이격거리)를 측정한다. 밸브 이동거리는 포텐셔미터(7)의 측정 바가 기준위치에 접촉된 상태에서 수축되거나 신장될 때 변하는 저항값을 측정함에 의해 얻어질 수 있다. 기계적인 접촉방식으로 밸브 이동거리를 측정할 경우 상기 포텐셔미터(7)의 내구성에 한계가 뒤따른다. 또한, 측정 편차가 심하고 측정 정확도가 떨어질 수 있다. On the other hand, the
본 발명의 실시 예에서는 상기한 다이아프램 및 포텐셔미터의 단점들을 개선하는 방안이 강구되고 이하에서 설명될 것이다. In the embodiment of the present invention, a method for improving the disadvantages of the above-described diaphragm and potentiometer will be devised and will be described below.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압력 조절 밸브 장치의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 압력 조절 밸브 장치는 압력 제어 밸브(10), 포텐셔미터 회로부(50), 제어부(100), 밸브 구동부(110), 디스플레이부(120), 저장부(130), I/O(140), 및 통신부(150)를 포함할 수 있다. 2 is a block diagram of a pressure control valve device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2 , the pressure control valve device includes a
상기 압력 조절 밸브 장치는 반도체 제조공정에서 디퓨젼 공정, 박막 증착공정, 이온 주입공정, 및 식각공정 등에 사용될 수 있으며, 또한 디스플레이 패널 생산 가스공정, 가스제조(정제)장치 산업 및 그와 유사한 특정된 가스를 사용하는 장치산업에 사용될 수 있다.The pressure control valve device may be used in a diffusion process, a thin film deposition process, an ion implantation process, and an etching process in a semiconductor manufacturing process, and may also be used in a display panel production gas process, a gas manufacturing (refining) device industry, and the like. It can be used in the equipment industry using gas.
상기 압력 조절 밸브 장치내의 상기 압력 제어 밸브(10)는 도 1을 통해 설명된 바와 같은 형상을 가질 수 있고 밸브 구동부에 연결되어 벨로우즈 형상을 갖는 다이아프램 밸브를 형성하도록 구성된 스테인레스 스틸 재질의 다이아프램 (도 5의 5A 참조)을 포함할 수 있다. The
상기 다이아프램은 SUS316L 계열의 스테인레스 스틸일 수 있다. SUS316L 계열의 스테인레스 스틸로 제작된 다이아프램은 수축 및 이완 동작에 대한 피로 한도가 수지 계열의 다이아프램에 비해 훨씬 강건하므로 내구성이 탁월하다. 상기 다이아프램은 상기 압력 조절 밸브의 후방에 위치된 스프링(6)에 더 인접하게 배치된 후방 측, 즉 2차 측 다이아프램 밸브(5)에 더 유용하고 적합하게 사용될 수 있다. The diaphragm may be made of SUS316L series stainless steel. The diaphragm made of SUS316L series stainless steel has a much stronger fatigue limit for contraction and relaxation compared to the resin type diaphragm, so it has excellent durability. The diaphragm can be more usefully and suitably used for the rear side, ie the secondary
상기 통신부(150)는 자가진단 기능을 제공하기 위해 공정 메인 장치와 유선 혹은 무선으로 통신할 수 있다. 상기 통신부(150)는 상기 공정 메인 장치 혹은 이용자의 스마트 폰과의 저전력 근거리 통신을 위해 BLE 모듈을 포함할 수 있다. The
상기 BLE 모듈을 통한 블루투스 통신은 예시적인 통신 방식에 불과하며, 사안이 다른 경우에 다음과 같은 통신 프로토콜들이 사용될 수도 있다. 상기 통신 프로토콜들은 Code Division Multiple Access (CDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), North American Digital Communications (NADC), Extended Time Division Multiple Access (E-TDMA), Wideband CDMA (WCDMA), CDMA2000, Wi-Fi, Municipal Wi-Fi (Muni Wi-Fi), Bluetooth, Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT), Wireless Universal Serial Bus (Wireless USB), Fast low-latency access with seamless handoff Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Flash-OFDM), IEEE 802.20, General Packet Radio Service (GPRS), iBurst, Wireless Broadband (WiBro), WiMAX, WiMAX-Advanced, Universal Mobile Telecommunication Service - Time Division Duplex (UMTS-TDD), High Speed Packet Access (HSPA), Evolution Data Optimized (EVDO), Long Term Evolution - Advanced (LTE Advanced), Multichannel Multipoint Distribution Service (MMDS), 및 기타 등등일 수 있다. Bluetooth communication through the BLE module is only an exemplary communication method, and in other cases, the following communication protocols may be used. The communication protocols are Code Division Multiple Access (CDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), North American Digital Communications (NADC), Extended Time Division Multiple Access (E-TDMA), Wideband CDMA (WCDMA), CDMA2000, Wi- Fi, Municipal Wi-Fi (Muni Wi-Fi), Bluetooth, Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT), Wireless Universal Serial Bus (Wireless USB), Fast low-latency access with seamless handoff Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Flash-OFDM), IEEE 802.20, General Packet Radio Service (GPRS), iBurst, Wireless Broadband (WiBro), WiMAX, WiMAX-Advanced, Universal Mobile Telecommunication Service - Time Division Duplex (UMTS-TDD), High Speed Packet Access (HSPA), Evolution Data Optimized (EVDO), Long Term Evolution - Advanced (LTE Advanced), Multichannel Multipoint Distribution Service (MMDS), and so on.
종래기술의 경우에, 압력 제어 밸브 제어는 세미 오토 캘리브레이션(Semi Auto Calibration) 방식에 따른 제어가 수행되어 왔다. 따라서, 압력 제어 밸브에 대하여 미세하고 정밀한 제어가 되어야 함에도 불구하고, 영점 조정을 위한 캘리브레이션 동작이 비효율적이고 시간이 오래 걸린다. 그러나, 본 발명의 압력 제어 밸브 제어는 압력 제어 밸브(10)의 자체에 CPU, MCU, 및 MPU중 적어도 하나 이상으로 구현되는 제어부(100)가 탑재된다. 상기 제어부(100)는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation) 방식에 근거하여 자체적으로 자동 캘리브레이션(Auto Calibration)을 실행한다. 따라서, 자동 캘리브레이션의 수행에 따라 동작 효율성이 개선되며 압력 제어 밸브의 성능이 최적화된다. In the case of the prior art, the control of the pressure control valve has been performed according to a semi-auto calibration method. Therefore, although fine and precise control of the pressure control valve is required, the calibration operation for zero point adjustment is inefficient and takes a long time. However, in the pressure control valve control of the present invention, the
상기 제어부(100)는 상기 포텐셔미터 회로부(50)와 연동되어 본 발명의 실시 예에 따른 포텐셔미터를 구현할 수 있다. 상기 제어부(100)는 상기 포텐셔미터 회로부(50)로부터 출력되는 디지털 전압 데이터를 받아 상기 밸브 이동거리를 산출할 수 있다. 상기 포텐셔미터(10에서 200)는 상기 밸브 구동부의 기준위치에서 이격된 밸브 이동거리를 레이저를 이용하여 비접촉적으로 측정한다.The
또한, 상기 제어부(100)는 상기 포텐셔미터로부터 제공되는 디지털 데이터(또는 디지털 전압, 디지털 전류, 펄스 데이터)에 기반하여 상기 밸브 이동거리를 연산하고 연산된 결과에 따라 압력 조절을 위한 밸브 개도를 조절한다. In addition, the
상기 포텐셔미터 회로부(50)는 레이저 구동부(52), 레이저 모듈(54), 증폭부(56), 비교부(58), 피크 검출부(62), 시간 보정부(64), A/D 변환기(66)를 포함할 수 있다. The
상기 레이저 구동부(52)는 상기 제어부(100)로부터 레이저 구동 제어신호(RC)를 수신하여 레이저 모듈(54)을 구동한다. The
상기 레이저 모듈(54)은 레이저 펄스를 송신하고 타겟으로부터 반사된 레이저 펄스를 수신한다. 수신된 레이저 펄스는 레이저 모듈(54)의 광수신부를 통해 광전변환된다. 상기 송신되는 레이저 펄스는 적어도 2개 이상의 레이저 펄스 방출부로부터 방출된 것일 수 있다. The
상기 증폭부(56)는 상기 레이저 모듈(54)을 통해 수신된 광전변환 신호를 설정된 데시벨로 증폭한다. 이 경우에 설정된 데시벨은 5dB 내지 55dB 범위일 수 있다. The amplifying
상기 비교부(58)는 상기 증폭부(56)의 레이저 펄스 신호를 문턱값과 비교하여 반사 펄스의 도착 유무 신호를 생성한다. The
상기 피크 검출부(62)는 상기 증폭부(56)의 레이저 펄스 신호를 수신하여 레이저 펄스 신호 진폭의 최대값을 검출한다. The peak detection unit 62 receives the laser pulse signal of the amplifying
상기 시간 보정부(64)는 상기 증폭부(56)의 레이저 펄스 신호와 상기 비교부(58)의 상기 반사 펄스의 도착 유무 신호를 이용하여 적분, 지연, 및 스위칭을 행하여 상기 반사된 레이저 펄스의 면적에 해당되는 전압 신호들을 생성한다. The time correction unit 64 integrates, delays, and switches using the laser pulse signal of the amplifying
상기 아나로그 대 디지털 변환기(A/D 변환기: 66)는 상기 레이저 펄스 신호 진폭의 최대값과 상기 전압 신호들을 수신하여 디지털 전압 데이터(DD)로 변환한다. 상기 디지털 전압 데이터(DD)는 상기 제어부(100)로 인가된다. 상기 제어부(100)는 상기 디지털 전압 데이터(DD)를 이용하여 상기 레이저 펄스의 송신 시점부터 레이저 펄스의 도착 시간을 계산하여 상기 밸브 이동거리를 산출한다. The analog-to-digital converter (A/D converter: 66) receives the maximum value of the laser pulse signal amplitude and the voltage signals and converts them into digital voltage data DD. The digital voltage data DD is applied to the
상기 제어부(100)는 CPU 및 CPU 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 CPU는 상기 압력 조절 밸브 장치에서 수행될 소프트웨어(응용 프로그램, 운영 체제, 장치 드라이버들)를 실행한다. CPU는 상기 저장부(130)에 로딩되는 운영 체제(OS)를 실행할 수 있다. CPU는 운영 체제(OS) 기반에서 구동될 다양한 응용 프로그램들(Application Program)을 실행할 수 있다. CPU는 멀티-코어 프로세서로 제공될 수 있다. 멀티-코어 프로세서는 적어도 2개의 독립적으로 구동 가능한 프로세서들(이하, 코어)을 갖는 컴퓨팅 컴포넌트(Computing component)일 수 있다. 코어들 각각은 프로그램 명령들(Program Instructions)을 독립적으로 읽고 실행할 수 있다. 상기 GPU는 CPU의 요청에 따라 다양한 그래픽 연산을 수행할 수 있다. GPU는 상기 디스플레이부(120)에서 디스플레이 가능한 데이터를 처리 및 변환할 수 있다. GPU는 행렬 곱 연산과 같은 데이터의 병렬 처리에 유리한 연산 구조를 가질 수 있다. GPU는 그래픽 연산뿐만 아니라 고속의 병렬 처리를 요구하는 다양한 연산에 사용될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 일례로, GPU는 그래픽 처리 작업 이외의 범용 작업을 수행할 수 있고, 이미지 처리 및 객체 인식을 수행할 수 있다. The
상기 저장부(130)는 운영 체제(OS)나 기본 응용 프로그램들(Application Program)을 저장할 있다. 저장부(130)는 장치의 저장 매체(Storage Medium)로서 제공된다. 저장부는 응용 프로그램들(Application Program), 운영 체제 이미지(OS Image) 및 각종 데이터를 저장할 수 있다. 상기 저장부(130)는 메모리 카드(MMC, eMMC, SD, MicroSD 등)로 제공될 수도 있고, 대용량의 저장 능력을 가지는 낸드 플래시 메모리(NAND-type Flash memory) 또는 NOR 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 저장부(130)는 PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등의 불휘발성 메모리를 포함할 수도 있다.The
상기 저장부(130)는 메모리를 포함할 수 있다. 상기 압력 조절 밸브 장치의 동작 시작시에, 저장부(130)에 저장된 OS 이미지가 부팅 시퀀스에 기초하여 상기 메모리에 로딩될 수 있다. OS에 의해서 장치의 제반 입출력(I/O)동작들이 지원될 수 있다. 마찬가지로, 사용자의 의하여 선택되거나 기본적인 서비스 제공을 위해서 응용 프로그램들이 상기 메모리에 로딩될 수 있다. 상기 메모리는 데이터를 저장하는 버퍼 메모리로 사용될 수도 있다. 상기 메모리는 SRAM(Static Random Access Memory)이나 DRAM(Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리이거나, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM, NOR 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리일 수 있다.The
상기 I/O(140)는 입출력부로서 각종 센서들과 알람 장치와 연결될 수 있다. The I/
상기 밸브 구동부(110)는 상기 제어부(100)로부터 밸브 구동 제어신호(VC)를 받아 진공밸브(10)를 구동한다. The
도 3은 도 2중 제어부의 이동거리 산출의 플로우챠트이다. 도 3을 참조하면, 제어부(도 2의 100)는 동작 S310에서 시스템 초기화를 수행한다. 시스템 초기화 동안 각종 버퍼 및 플래그는 초기 상태로 전환된다. 3 is a flowchart of calculating the moving distance of the control unit in FIG. 2 . Referring to FIG. 3 , the controller ( 100 in FIG. 2 ) performs system initialization in operation S310 . During system initialization, various buffers and flags are converted to their initial state.
동작 S311에서 제어부(100)는 상기 레이저 구동부(52)로 상기 레이저 구동 제어신호(RC)를 인가한다. 상기 레이저 구동부(52)는 상기 레이저 구동 제어신호(RC)에 응답하여 상기 레이저 모듈(54)을 구동한다. 이 경우에 상기 레이저 모듈(54)을 통해 방출되는 레이저 펄스는 측정 정확도 향상을 위해 적어도 2개 이상의 레이저 펄스 방출부로부터 출력될 수 있다. 결국, 동작 S311의 수행결과로서, 제1,2 레이저 신호들 중 적어도 하나 이상의 레이저 신호들이 송출된다. In operation S311 , the
동작 S312에서 제어부(100)는 반사된 레이저 신호들이 수신, 증폭, 비교, 및 시간 보정이 수행되도록 제어한다. 타겟에서 반사되어 수신되는 레이저 펄스는 레이저 모듈(54)의 광수신부를 통해 광전변환된다. 상기 광전변환 신호는 증폭부(56)를 통해 5dB 내지 55dB 범위 내에서 지정된 데시벨로 증폭된다. 상기 증폭부(56)로부터 출력된 레이저 펄스 신호는 상기 비교부(58)에 의해 문턱값과 비교된다. 비교의 결과로서 반사 펄스의 도착 유무 신호가 생성된다. 즉, 상기 문턱값 미만의 레이저 펄스 신호는 “0”으로, 상기 문턱값 이상의 레이저 펄스 신호는 “1”로서 생성된다. 도착 유무 신호가 0으로 생성되면 도착 없음이고, 도착 유무 신호가 1로서 생성되면 도착 존재이다. 한편, 상기 증폭부(56)의 레이저 펄스 신호를 수신하는 상기 피크 검출부(62)에 의해 레이저 펄스 신호 진폭의 최대값이 검출된다. 상기 시간 보정부(64)는 상기 증폭부(56)의 레이저 펄스 신호와 상기 비교부(58)의 상기 반사 펄스의 도착 유무 신호를 이용하여 적분, 지연, 및 스위칭을 행하여 상기 반사된 레이저 펄스의 면적에 해당되는 전압 신호들을 생성한다. 상기 시간 보정부(64)는 적분기, 지연기, 및 스위치들을 전자회로적으로 포함할 수 있다. 상기 전압 신호들은 반사된 레이저 펄스가 스위칭되고 적분된 결과 신호이다. In operation S312, the
동작 S313에서 제어부(100)는 A/D 변환이 수행되도록 제어한다. 보다 구체적으로, 상기 아나로그 대 디지털 변환기(A/D 변환기: 66)는 상기 레이저 펄스 신호 진폭의 최대값과 상기 전압 신호들을 수신하여 디지털 전압 데이터(DD)로 변환한다. 상기 A/D 변환은 8,16,32, 및 64 비트들 중 하나로 수행될 수 있다. In operation S313, the
동작 S314에서 제어부(100)는 A/D 변환 완료를 체크한다. 이 경우에 상기 제어부(100)는 단위 시간에 적어도 수 내지 수십 개의 디지털 전압 데이터(DD)를 수신하여 편차가 설정된 기준값 이내 인지를 확인할 수 있다. 또한, 제어부(100)는 수신된 수 내지 수 십개의 디지털 전압 데이터(DD)의 평균값을 계산하여 이를 거리 산출의 대상값으로 결정할 수 있다. In operation S314, the
동작 S315에서 제어부(100)는 A/D 변환완료된 수신 데이터를 디코딩하여 거리를 산출할 수 있다. 디지털 전압 데이터(DD)가 상기 제어부(100)로 인가될 때, 상기 제어부(100)는 상기 디지털 전압 데이터(DD)를 이용하여 상기 레이저 펄스의 송신 시점부터 레이저 펄스의 도착 시간을 계산함에 의해 상기 밸브 이동거리를 산출한다. In operation S315, the
동작 S316에서 제어부(100)는 이동거리 산출 결과가 디스플레이 및 저장되도록 제어한다. 디스플레이는 디스플레이부(120)를 통해 이루어지고 저장은 저장부(130)를 통해 이루어진다. In operation S316, the
도 4는 도 2중 레이저 모듈의 동작 예시를 도시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 레이저 모듈(54)은 제1 고정 위치에서 상기 레이저 펄스를 일정 각도로 방출하는 제1 방출부(54-1), 상기 제1 고정 위치와는 수직적으로 이격된 제2 고정 위치에서 상기 레이저 펄스를 일정 각도로 방출하는 제2 방출부, 이동 위치에서 상기 제1,2 방출부들에 대향 설치되어 상기 레이저 펄스를 일정 각도로 모아 반사하는 반사 모듈(53), 및 포토 다이오드 어레이로 구성되어, 상기 반사 모듈로부터 반사된 레이저 펄스를 수신하여 상기 광전변환 신호를 생성하는 수광부(54-3)를 포함한다. 4 is a diagram illustrating an operation example of the laser module of FIG. 2 . Referring to FIG. 4 , the
상기 제1,2 방출부들(54-1, 54-2)의 Laser 다이오드 출력은 0.5mW 일 수 있다. 상기 제1,2 방출부들(54-1, 54-2)의 방출 각도는 각기 25도이고, 상기 반사 모듈(53)의 집광 반사 각도는 반사되는 레이저 펄스에 관련된 집광 효율을 위해 약 42도로 설정될 수 있다. The laser diode output of the first and second emission units 54-1 and 54-2 may be 0.5 mW. The emission angles of the first and second emitting units 54-1 and 54-2 are 25 degrees, respectively, and the condensing reflection angle of the
상기 반사 모듈(53)은 반사 면에 상기 집광 반사를 위해 오목 거울면(53-1)을 가질 수 있다. The
사안이 다른 경우에 상기 오목 거울면(53-1)은 집광되는 각도의 가변을 위해 다른 거울면과 대체되도록 착탈가능한 형태로 제작될 수 있다. In other cases, the concave mirror surface 53 - 1 may be manufactured in a detachable form to be replaced with another mirror surface to vary the angle of condensing light.
상기 반사 모듈(53)은 구동 샤프트의 이동에 따라 연동되는 이동 브라켓(12)에 설치되어 수평방향으로 직선 이동되는 스트로크(ST)를 형성한다. The
16Bit 디지털 데이터를 이용하는 경우에 상기 이동거리(L)에 대한 측정 범위는 0mm 내지 300mm이고, 측정 속도는 1/10,000 즉, 0.0001sec 이내로 가능하다.In the case of using 16-bit digital data, the measurement range for the movement distance L is 0 mm to 300 mm, and the measurement speed is 1/10,000, that is, within 0.0001 sec.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 다이아프램의 형상을 도시하는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a shape of a diaphragm according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 합성 수지 계열로 이루어진 벨로우즈 형상의 다이아프램 과는 달리 SUS316L 계열의 스테인레스 스틸 재질로 이루어진 다이아프램이 참조부호 5A를 통해 도시된다. SUS316L 계열의 스테인레스 스틸 심리스 파이프를 벨로우즈 형상 즉 주름관 형상으로 제작하는 작업은 원재료 수급 및 금형 제조, 열처리 기술뿐만 아니라 세심한 주의와 숙련도를 요구한다. 보다 구체적으로, 일단 스테인레스 스틸 심리스 파이프를 풀림 열처리하여 연성이 증가되도록 한 후 벨로우즈 형상의 금형에 넣는다. 그리고 상기 스테인레스 스틸 심리스 파이프 속에 우레탄 봉을 상부가 돌출되도록 끼운 후, 프레스로 우레탄 봉을 누른다. 우레탄 봉이 상기 스테인레스 스틸 심리스 파이프 속에서 팽창함에 따라 스테인레스 스틸 심리스 파이프는 확관되어 상기 금형의 모양에 따라 벨로우즈 형상을 갖게 된다. Referring to FIG. 5, unlike the bellows-shaped diaphragm made of synthetic resin, a diaphragm made of SUS316L series stainless steel is shown by
이와 같이 제작된 다이아프램은 수지 계열로 이루어진 벨로우즈 형상의 다이아프램에 비해 실링 특성 및 내구성이 우수하다. The diaphragm manufactured in this way has superior sealing characteristics and durability compared to the bellows-shaped diaphragm made of resin.
도 6은 도 5의 다이아프램의 내구성 개선 정도를 그래프로서 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 그래프의 수직 축은 가동 시간을 나타내고 그래프의 수평 축은 사용 기간(수명)을 가리킨다. 그래프(PAG)는 수지 계열로 이루어진 벨로우즈 형상의 다이아프램 즉 종래 기술에 따른 다이아프램의 수명을 나타낸 것이고, 이에 비해 그래프 (PIG)는 본 발명의 기술에 따라 제작된 다이아프램의 수명을 도시한 것이다. 상기 그래프 (PIG)를 통해 알 수 있는 바로서, 다이아프램의 내구성이 약 3배 정도로 개선된다. 6 is a view for explaining the degree of improvement in durability of the diaphragm of FIG. 5 as a graph. Referring to FIG. 6 , the vertical axis of the graph indicates the operating time and the horizontal axis of the graph indicates the period of use (lifetime). The graph (PAG) shows the lifespan of a bellows-shaped diaphragm made of a resin series, that is, a diaphragm according to the prior art. In contrast, the graph (PIG) shows the lifespan of a diaphragm manufactured according to the technique of the present invention. . As can be seen from the graph (PIG), the durability of the diaphragm is improved by about 3 times.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 비접촉적인 방식으로 밸브 이동거리를 산출하는 포텐셔미터를 채용함에 의해 압력 조절 밸브의 압력 조절 동작의 정확성이 개선된다. 또한, 반영구적 금속 재질의 다이아프램을 채용함에 의해 압력 조절 밸브의 신뢰성 및 압력 조절 동작의 안정성이 개선된다. As described above, according to an embodiment of the present invention, the accuracy of the pressure control operation of the pressure control valve is improved by employing a potentiometer that calculates the valve movement distance in a non-contact manner. In addition, by employing a semi-permanent metal diaphragm, the reliability of the pressure regulating valve and the stability of the pressure regulating operation are improved.
여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이, 이동거리 측정을 사용되는 광선들의 종류나 개수, 그리고 거리 측정에 대한 세부적 제어 기능이 변경 또는 변형될 수 있을 것이다.Although specific terms are used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the meaning or the scope of the present invention described in the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. For example, in other cases, without departing from the spirit of the present invention, the type or number of rays used to measure the moving distance, and the detailed control function for measuring the distance may be changed or modified.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 압력 제어 밸브
50: 포텐셔미터
54: 레이저 모듈
100: 제어부
150: 통신부*Explanation of symbols for main parts of the drawing*
10: pressure control valve
50: potentiometer
54: laser module
100: control unit
150: communication department
Claims (13)
밸브 구동부에 연결되어 벨로우즈 형상을 갖는 다이아프램 밸브를 형성하도록 구성된 스테인레스 스틸 재질의 다이아프램;
상기 밸브 구동부의 기준위치에서 이격된 밸브 이동거리를 레이저를 이용하여 비접촉적으로 측정하기 위한 포텐셔미터; 및
상기 포텐셔미터로부터 제공되는 디지털 데이터에 기반하여 상기 밸브 이동거리를 연산하고 연산된 결과에 따라 압력 조절을 위한 밸브 개도를 조절하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation)방식에 근거하여 자체적으로 자동 캘리브레이션(Auto Calibration)을 실행하며,
상기 포텐셔미터는,
레이저 펄스를 송신하고 타겟으로부터 반사된 레이저 펄스를 수신하는 레이저 모듈;
상기 제어부로부터 레이저 구동 제어신호를 수신하여 상기 레이저 모듈을 구동하는 레이저 구동부;
상기 레이저 모듈을 통해 수신된 광전변환 신호를 증폭하는 증폭부;
상기 증폭부의 레이저 펄스 신호를 문턱값과 비교하여 반사 펄스의 도착 유무 신호를 생성하는 비교부;
상기 증폭부의 레이저 펄스 신호를 수신하여 레이저 펄스 신호 진폭의 최대값을 검출하는 피크 검출부;
상기 증폭부의 레이저 펄스 신호와 상기 비교부의 상기 반사 펄스의 도착 유무 신호를 이용하여 적분, 지연, 및 스위칭을 행하여 상기 반사된 레이저 펄스의 면적에 해당되는 전압 신호들을 생성하는 시간 보정부; 및
상기 레이저 펄스 신호 진폭의 최대값과 상기 전압 신호들을 수신하여 디지털 전압 데이터로 변환하는 아나로그 대 디지털 변환기를 포함하고,
상기 제어부는 상기 디지털 전압 데이터를 이용하여 상기 레이저 펄스의 송신 시점부터 레이저 펄스의 도착 시간을 계산하여 상기 밸브 이동거리를 산출하며,
상기 레이저 모듈은,
제1 고정 위치에서 상기 레이저 펄스를 일정 각도로 방출하는 제1 방출부;
제2 고정 위치에서 상기 레이저 펄스를 일정 각도로 방출하는 제2 방출부;
구동 샤프트의 이동에 따라 연동되는 이동 브라켓에 설치되어 수평방향으로 직선 이동되는 스트로크를 형성하며, 상기 이동 브라켓의 이동 위치에서 상기 제1,2 방출부들에 대향하여 상기 제1 방출부 및 상기 제2 방출부의 상기 레이저 펄스를 일정 각도로 모아 반사하는 반사 모듈; 및
포토 다이오드 어레이로 구성되어, 상기 반사 모듈로부터 반사된 레이저 펄스를 수신하여 상기 광전변환 신호를 생성하는 수광부를 포함하는 반도체 제조공정 용 압력 조절 밸브 장치.a communication unit including a BLE module and performing low-power short-distance communication with a process main device or a user's smart phone using the BLE module to provide a self-diagnosis function;
a diaphragm made of stainless steel connected to the valve driving unit and configured to form a diaphragm valve having a bellows shape;
a potentiometer for non-contact measurement of a valve moving distance spaced apart from the reference position of the valve driving unit using a laser; and
A control unit for calculating the valve movement distance based on the digital data provided from the potentiometer and adjusting the valve opening degree for pressure control according to the calculated result,
The control unit executes automatic calibration by itself based on a pulse width modulation method,
The potentiometer is
a laser module for transmitting laser pulses and receiving laser pulses reflected from the target;
a laser driving unit that receives a laser driving control signal from the control unit and drives the laser module;
an amplifier for amplifying the photoelectric conversion signal received through the laser module;
a comparator comparing the laser pulse signal of the amplifying unit with a threshold value to generate a signal indicating whether a reflected pulse has arrived;
a peak detection unit receiving the laser pulse signal of the amplifying unit and detecting a maximum value of the laser pulse signal amplitude;
a time correcting unit generating voltage signals corresponding to an area of the reflected laser pulse by performing integration, delay, and switching using the laser pulse signal of the amplifying unit and the arrival or non-arrival signal of the reflected pulse of the comparator; and
and an analog-to-digital converter for receiving the maximum value of the laser pulse signal amplitude and the voltage signals and converting them into digital voltage data,
The control unit calculates the valve movement distance by calculating the arrival time of the laser pulse from the transmission time of the laser pulse using the digital voltage data,
The laser module is
a first emitting unit emitting the laser pulse at a predetermined angle at a first fixed position;
a second emission unit emitting the laser pulse at a predetermined angle at a second fixed position;
It is installed on a moving bracket that is interlocked according to the movement of the drive shaft to form a stroke that is linearly moved in the horizontal direction, and the first discharge unit and the second discharge unit are opposed to the first and second discharge units at the moving position of the moving bracket. a reflection module that collects and reflects the laser pulses at a predetermined angle; and
A pressure control valve device for a semiconductor manufacturing process comprising a photodiode array and a light receiving unit configured to receive the laser pulse reflected from the reflection module and generate the photoelectric conversion signal.
상기 제1,2 방출부들의 방출 각도는 25도이고,
상기 반사 모듈의 집광 반사 각도는 42도인 반도체 제조공정 용 압력 조절 밸브 장치.12. The method of claim 11,
The emission angle of the first and second emission parts is 25 degrees,
The condensing reflection angle of the reflection module is 42 degrees. A pressure control valve device for a semiconductor manufacturing process.
상기 반사 모듈은 반사 면에 집광 반사를 위해 오목 거울면을 가지는 반도체 제조공정 용 압력 조절 밸브 장치.12. The method of claim 11,
The reflective module is a pressure control valve device for a semiconductor manufacturing process having a concave mirror surface for condensed reflection on the reflective surface.
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---|---|---|---|
KR1020200069694A KR102336061B1 (en) | 2020-06-09 | 2020-06-09 | Pressure regulating valve apparatus with improved potentiometer and diaphragms |
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2020
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