KR102547176B1 - 증기의 농도를 결정하기 위한 디바이스 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 센서 본체(5)를 포함하는, 체적(2)에서 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한 디바이스에 관한 것으로서, 센서 본체는 진동될 수 있고, 온도가 증기의 응축 온도 미만의 온도로 제어될 수 있으며, 진동 주파수가 센서 표면(6) 상의 응축된 증기의 질량 축적에 의해 영향을 받고, 여기서 센서 표면(6)으로부터, 체적(2)에 대한 윈도우(3)에 인접한 증기 수송 채널(20)을 통해 체적(2)의 방향으로 가스 유동을 발생시키기 위한 수단이 제공된다. 본 발명의 목적은 디바이스를 위한 방법을 개선시키고, 특히 센서 본체의 최대 서비스 수명을 증가시키는 것이다. 본 발명에 따르면, 이것은 가스 유동을 발생시키기 위한 수단이 환형 채널(16)로서 설계된 슬릿 노즐을 갖는다는 점에서 달성된다.

Description

증기의 농도를 결정하기 위한 디바이스 및 방법
[0001] 본 발명은 센서 본체를 포함하는, 체적에서 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한 디바이스(device)에 관한 것으로서, 센서 본체는 진동될 수 있고, 온도가 증기의 응축 온도 미만의 온도로 제어될 수 있으며, 진동 주파수가 센서 표면 상의 응축된 증기의 축적된 질량에 의해 영향을 받고, 센서 표면으로부터 체적에 대한 윈도우에 인접한 증기 수송 채널을 통해 체적의 방향으로 가스 유동을 발생시키기 위한 수단이 제공된다.
[0002] 본 발명은 센서 본체를 포함하는, 체적에서 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한 방법에 관한 것으로서, 센서 본체는 진동될 수 있고, 센서 본체의 온도는 증기의 응축 온도 미만의 온도로 제어되고, 여기서 증기는 수송 방향으로 센서 표면에 도달하여, 센서 표면 상에서 거기에 응축되어, 센서 본체의 진동 주파수에 영향을 미치는 축적된 질량을 형성하며, 여기서 수송 방향에 대해 반대로 지향되어 증기 수송 채널을 통해 체적에 유입되는 가스 유동이 발생된다.
[0003] 일반적인 디바이스 및 방법은 US 6,295,861 B1에 개시되어 있다. 센서 본체는 하우징의 공동에 위치된다. 하우징은 증기 수송 채널을 통해 체적에 연결된다. 가스 유입 개구들은 센서 표면으로부터 체적 방향을 향한 방향으로 가스 유동을 발생시키도록 하우징 내로 개방된다.
[0004] WO 2015/128279 A1은 QCM(quartz crystal microbalance)에 의해 증기의 농도를 결정하기 위한 디바이스 및 방법을 설명하고 있다. QCM은 불활성 가스 유동에서 증기의 증기 농도 또는 부분 압력을 결정하기 위해 사용된다.
[0005] DE 10 2015104 240 A1은 유사한 디바이스를 설명한다. 여기에서 이것은 센서 표면이, 응축된 증기의 축적된 질량이 증발하는 온도가 되도록 그의 후방 면 상에서 QCM을 가열하도록 의도된다.
[0006] US 2014/0053779 A1은 QCM의 사용을 설명하고, 여기서 가스 유동은 센서 본체의 후방에서 센서 하우징 내로 피드(feed)될 수 있다.
[0007] 기판 상에 증착된 층의 층 두께를 결정하기 위해 코팅 디바이스에서 QCM을 사용하는 경우, 센서 본체는 환경과 양호한 열 접촉이 이루어지고, 센서 본체의 지지부에 대해 단열된다.
[0008] 체적에서의 증기의 증기 농도 또는 부분 압력은, 그의 진동 주파수가 센서 본체의 표면 상의 증기의 응축에 의해 발생된, 축적된 질량에 의해 영향을 받는다는 점에서, 일반적인 센서 본체에 의해 결정된다. 센서 본체의 공진 주파수는 축적된 질량이 증가함에 따라 초기 값으로부터 멀어지고, 여기서 단위 시간당 주파수의 변화는 체적에서의 증기 농도의 척도(measure)이다. 센서 본체의 센서 표면에서 시간에 따른 질량의 증가는 또한 수송 특성들, 특히 체적에서의 가스상(gas phase)의 확산 특성에 의해, 그리고 또한 체적에 대한 윈도우와 진동 센서 본체의 센서 표면 사이에서의, 확산 채널의 기능을 갖는 증기 수송 채널의 길이에 의해 영향을 받는다.
[0009] 이러한 센서 본체의 서비스 수명 또는 내구성은 센서 표면 상의 최대 축적된 질량의 달성에 의해 제한된다. 이러한 최대 축적된 질량에 도달하면, 센서 본체는 교체되거나 또는 가열에 의해 클리닝되어야 한다. 후자의 목적으로, 센서 본체는 증기의 응축 온도 초과의 온도로 가열되어, 응축물이 센서 표면으로부터 승화된다.
[0010] 본 발명의 목적은 특히 센서 본체의 최대 서비스 수명을 증가시키기 위해, 위에서 설명한 방법 및 디바이스를 개선하는 것을 기초로 한다.
[0011] 본 발명의 목적은 청구항들에 명시된 본 발명에 의해 달성되며, 여기서 각각의 청구항, 및 또한 각각의 종속 청구항은 본 발명의 목적의 독립적인 해결 방안을 나타내며, 개별 청구항들은 서로 임의의 방식으로도 조합될 수 있으며, 여기서 청구항들의 개별적인 특징들의 조합도 또한 고려된다.
[0012] 우선 가장 먼저, 센서 표면을 향한 증기 수송 방향에 대해 반대로 지향되는 가스 유동, 특히 불활성 가스 유동을 발생시키기 위한 수단이 제공되는 것이 제안된다. 체적으로부터 센서 표면을 향한 증기의 수송은 본질적으로 확산에 의해, 그리고 특히 증기 수송 채널을 통한 확산에 의해 수행된다. 본 발명의 가스 유동은 수송 방향, 즉 예를 들어 확산 방향에 대해 반대로 지향된다. 적절한 유동 발생 수단에 의해, 가스는 센서 표면으로부터, 증기가 증기 수송 채널 내로 유입될 수 있는 윈도우의 방향으로 유동하도록 의도된다. "툴링 팩터(tooling factor)"는 증기 유동 채널을 통한 수송 방향에 대해 반대로 유동하는 가스 유동의 체적 유량 또는 질량 유량의 적절한 선택에 의해 규정될 수 있다. 적절한 가스 유량을 선택함으로써 센서 표면 상의 증기의 응축 속도가 감소될 수 있다. 센서 표면 상의 축적된 최대 질량은, 확산에 대해 반대로 지향되는 증기 수송 채널 내의 가스 유동으로 인해, 더 긴 작동 시간 후에만 도달된다. 본 발명의 바람직한 구성에서, 퍼지 가스 유동으로서 또한 설명될 수 있는 가스 유동은 센서 본체의 센서 표면에 바로 인접하여 피드인된다. 바람직한 구성에서, 체적에 대한 윈도우는 환형 벽으로 둘러싸인 증기 수송 채널에 의해 인접된다. 이러한 벽은 바람직하게는, 파이프 스터브(stub), 또는 보다 특히 깔때기 형상의 에이프런(apron)의 형태를 취할 수 있다. 이 벽은 센서 표면까지 직접 연장되며, 여기서 센서 표면은 윈도우의 표면에 대해 평행하게 진행할 수 있다. 벽의 에지는 센서 본체의 표면과 이격될 수 있다. 그러나, 에지는 또한 센서 본체를 둘러싸는 홀더로부터 이격될 수도 있다. 이에 의해 형성된 갭(gap)은 평탄 노즐을 형성하고, 이 평탄 노즐을 통해 가스 유동이 센서 표면에 대해 평행한 방향으로 유동한다. 가스 유동은 바람직하게는, 센서 표면의 에지로부터 센서 표면의 중심을 향한 방향으로 발생한다. 평탄 노즐은 바람직하게는, 환형 평탄 노즐의 형태를 취한다. 센서 본체는 바람직하게는, 센서 하우징 내에 배열되는 지지부 상에 장착된다. 센서 하우징은 가스 피드 라인을 가지며, 이 가스 피드 라인을 통해 가스가 센서 하우징 내로 피드될 수 있다. 가스 유동은 유기 증기가 수송되는, 체적을 형성하는 가스 라인을 통해 유입될 수 있다. 체적, 및 특히 파이프로서 설계되는 가열된 가스 라인은 윈도우를 갖는다. 이러한 윈도우는 증기가 확산될 수 있는 개구를 갖는다. 확산 경로를 형성하는 파이프 스터브는 바람직하게는, 윈도우에 연결된다. 파이프 스터브는 센서 표면으로부터 이격되어 있는 자유 에지를 갖는다. 이에 의해 갭이 형성된다는 것을 의미한다. 갭은 환형 채널의 형상을 가질 수 있는 넓은 슬릿 노즐을 형성한다. 이러한 환형 채널을 통해 파이프 스터브 내로 유동하는 가스 유동은 확산에 대해 반대로 지향되는 유동을 발생하여, 윈도우로부터 센서 표면을 향한 증기의 평균 수송 속도는 유동 속도를 조정함으로써 조정될 수 있다. 조정의 과정에서, 파이프 스터브를 통한 유동은 시간에 따른 센서 표면 상의 질량의 증가가 충분히 높은 신호 대 잡음비를 얻기에 충분히 커지도록 조정된다.
[0013] 가스 유입 디바이스에 의해 증기가 피드되는 공정 챔버를 갖는 본 발명의 개념들 중 하나를 포함하는 코팅 설비에서, 본 발명의 센서 배열체는 증기 공급 라인 그리고 또한 공정 챔버 둘 모두 내에, 즉 공정 챔버의 에지 상에 배열될 수 있다. 가스 공급 라인을 통해 수송된 증기는 증발기로부터 공정 챔버로, 또는 보다 특히 가스 유입 디바이스로의 그의 경로 상에서 여러 번 희석되며, 증기 발생기와 공정 챔버 사이에 5:1의 부분 증기 차이가 발생할 수 있다. 가스가 파이프 스터브 내로 피드된 결과, 동일한 부분 압력 센서가 증기 공급 라인 및 또한 공정 챔버 모두에서 사용될 수 있다. "툴링 가스 유동"을 형성하는 가스 유동을 사용하면, 센서의 감도는 10보다 큰 팩터에 의해 조정될 수 있다. 이것은 다양한 증기들을 공급하기 위한 목적으로 코팅 디바이스 상에 복수의 가스 공급 라인이 제공되는 경우 특히 중요하며, 여기서 하나의 증기는 매우 낮은 부분 압력으로만 공정 챔버 내에 피드되는 도펀트를 나타낸다. 도펀트 증기를 측정하기 위한 목적으로, 디바이스는 바람직하게는, 추가적인 가스 인-피드 없이 사용될 수 있다.
[0014] 센서 본체가 체적을 향해 대면하는 센서 표면을 갖도록 제공되며, 이 센서 표면 상에서, 증기 수송 채널을 통해 체적으로부터 센서 본체로 수송되는 증기는 축적된 질량으로 응축될 수 있다. 이를 위해, 센서 표면, 및 특히 전체 센서 본체는 증기의 응축 온도 미만의 온도로 냉각되어야 한다. 바람직하게는, 유기 증기가 불활성 가스와 함께 수송되는 가스 수송 채널의 형태를 취하는 체적은 증기의 응축 온도 초과의 온도에서 유지되며, 이 온도는 예를 들어 350 ℃일 수 있다. 반면에 센서 본체의 표면 온도는 220 ℃이어야 한다. 이를 달성하기 위해, 센서 표면에 대향하는, 센서 본체의 후방 면은 열 전도체의 열 전달 표면 상에 위치되고, 이러한 열 전도체에 의해 열이 센서 본체로부터, 열을 소산시키는 냉각 요소로 수송된다. 본 발명에 따르면, 열 전달 표면과 열 소산 표면 사이의 열 전달 본체는 센서 본체를 가열시킬 수 있는 가열 요소에 의해 형성되어, 센서 표면은 후자 상에 축적된 응축물이 승화할 수 있는 온도에 도달한다. 이를 위해, 온도는 바람직하게는, 적어도 350 ℃에 도달한다. 센서 본체의 가열 공정을 가속화하기 위해, 가열 요소와 냉각 요소 사이에 절연 요소가 배열될 수 있으며, 이러한 절연 요소는 가열 요소에 의해 형성된 열 전달 본체보다 낮은 열 전도도를 갖는다. 가열 요소는 전기적으로 가열될 수 있는 요소의 형태를 취할 수 있다. 이것은 축적된 질량이 증발될 수 있는 증발 온도까지 가열 요소를 가열할 수 있도록, 전기적 가열 전류가 흐르는 가열 저항을 가질 수 있다. 절연 요소는 바람직하게는, 가열 속도 또는 냉각 속도가 대략 3 ℃/초가 되도록 절연 효과를 갖는다. 절연 요소는 열 유동 저항을 형성하고, 그리고 절연 요소는, 바람직하게는 냉각 요소가 냉각 기능을 수행하는 동시에 센서 본체가 응축물의 증발 온도 초과의 온도로 가열되는 가열 기능을 가열 요소가 수행하는 경우, 바람직하게는, 가열 요소의 열 소산 표면과 냉각 요소의 냉각 표면 사이에 적어도 160 ℃의 온도 차이가 형성될 수 있도록 설계된다. 증발된 응축물이 가스 유동과 함께 증기 수송 채널을 통해 체적 내로 수송되고 가열 요소의 가열은 종료되는 클리닝된 단계가 완료된 후, 열은 가열 요소로부터 절연 요소를 통해 냉각 요소에 의해 추출되어, 이것은 증기가 센서 표면 상에 응축될 수 있는 작동 온도로 냉각될 수 있다. 절연 요소의 두께, 다른 말로 하면, 그의 열 전도도는 클리닝 목적을 위한 가열 시간들이 너무 길지 않고 한편 클리닝 단계 후의 냉각 시간들도 또한 너무 길지 않도록 선택된다. 위에서 언급된 160 ℃의 온도 차이가 가열 요소의 열 출력의 80 %인 열 출력에 의해 도달되면 충분하다. 센서 본체로부터 냉각 요소로 열이 전달될 수 있게 하는 가열 요소로서 센서 본체 지지부를 구성하는 본 발명의 구성에 의해, 클리닝 사이클들은 2 분 내지 3 분의 시간들로 단축될 수 있다. 또한, 센서 표면의 에지로부터 센서 표면 위로 안내되는 가스 유동은 또한 증발된 증기를 체적으로 수송함으로써 클리닝 공정을 가속화한다.
[0015] 본 발명의 다른 양태는 열 전도의 관점에서 체적의 벽, 또는 보다 특히, 벽에 연결된 파이프 스터브로부터 센서 본체의 열적 디커플링이다. 따라서, 체적의 벽은 벽에 열을 공급하지 않고 가열될 수 있으며, 그 결과 센서 본체의 온도가 상승한다. 본 발명에 따르면, 열 전도의 관점에서 센서 본체의 에지와, 체적의 벽에 연결된 하우징 부분 사이에 단열 요소가 제공된다. 이러한 단열 요소는 스프링, 특히 압축 스프링의 형태를 취할 수 있다. 이러한 구성의 결과로서, 센서 표면은 체적의 벽의 온도보다 적어도 100 ℃ 낮은 온도를 가질 수 있다.
[0016] 센서 본체는 바람직하게는, 결정에 의해 형성된 진동 본체의 형태를 취하는 QCM(quartz crystal microbalance)에 의해 형성된다. 진동 본체는 바람직하게는, GaPO4로 이루어질 수 있다. 센서 배열체는 바람직하게는, 체적을 형성하는 가스 라인을 통해 불활성 가스 유동에 의해 수송되는 유기 전구체의 증기를 결정하기 위해 사용된다. 증기는 스크린 디스플레이 등과 같은 OLED 구성요소들이 제조되는 코팅 설비의 가스 유입 디바이스로 수송된다. 특히, 센서 배열체는 일정한 증기 유량이 OLED 코팅 디바이스의 공정 챔버 내로 지향되는 제어 루프의 일부이다. 체적은 증착 챔버에 의해 형성될 수 있으며, 이 증착 챔버의 벽들은 가스의 응축 온도보다 낮은 온도를 가지며, 여기서 바람직하게는, 또한 불활성 가스 분위기를 갖지 않고 증기 소스, 예를 들어 증기를 발생시키기 위한 증발기, 및 증기가 응축되도록 의도되는 기판만을 본질적으로 갖는 그러한 체적을 통한 유동은 없다. 그러나, 바람직하게는, 체적은 증기 발생기에 의해 발생된 증기가 캐리어 가스에 의해 수송되는 가열된 파이프라인의 형태의 증기 수송 라인에 의해 형성된다. 증기 수송 라인의 벽들은 증기의 응축 온도보다 높은 온도를 갖는다. 센서 본체의 재료로는 석영이 사용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 진동 본체로서, 50 ℃ 초과, 바람직하게는, 50 ℃ 훨씬 초과로 사용될 수 있는 재료가 사용된다. 센서 본체가 증기 수송 라인 상에서 작동하면, 센서 표면 상의 증기의 응축 속도는 증기가 즉, 위에서 언급된 바와 같이, 증착 챔버에서 유동의 형성 없이 발생되는 체적 상에서 또는 체적 내에서 센서 본체가 사용되는 경우보다 약 5 배 더 높다. 센서 본체가 바람직하게는, 증기가 유동하는 증기 수송 라인 상에서 사용되는 경우, 사용된 센서는 약 5 배 더 높은 감도를 가져야 한다. 본 발명의 조치들은 이러한 요건들을 충족시키도록 의도된다. 센서가 증기 수송 라인 상에서 작동할 때 더 높은 증착 속도가 예상될 수 있지만, 센서 본체는 더 긴 서비스 수명을 달성한다.
[0017] 진동 주파수를 변경함으로써 기판 상에 증착된 층의 두께가 결정되는 공지된 기술의 QCM에 의해서는, 센서 본체와 센서 본체 지지부 사이에 열 전도의 관점에서의 불량한 연결이 존재한다. 대조적으로, 환경, 즉 증기 또는 캐리어 가스에 대해서는 열 전도의 관점에서의 양호한 연결이 존재한다. 이러한 배열에서 센서 본체 지지부가 냉각되면, 센서 표면 외부에서 불리한 응축이 발생할 수 있다. 본 발명에 따르면, 센서 본체의 후방 면과 여기서 열 전달 본체인 센서 본체 지지부 사이에 열 전도의 관점에서의 양호한 연결이 존재한다. 열 전달 본체의 표면은 전기적 접촉의 기능을 가질 수 있다. 스프링 요소들에 의해 또 다른 전기적 접촉이 달성된다. 종래 기술에서 스프링 요소들은 센서 본체의 후방 면 상에 지지되지만, 본 발명에 따르면, 센서 표면에는 스프링 요소들에 의해, 특히 그의 에지에서 작용이 이루어져, 센서 본체의 후방 면은 열 전달 본체와 양호한 열 전도성 접촉 상태에 있게 된다. 종래 기술에 비해 반전된 이러한 배열은 환경의 온도, 즉 증기 또는 캐리어 가스의 온도로부터 센서 본체의 온도를 디커플링시킨다.
[0018] 아래에서 본 발명은 실시예의 예의 도움에 의해 상세하게 설명된다.
도 1은 유기 소스 재료의 증기가 증기 소스로부터 OLED 코팅 디바이스의 가스 유입 디바이스로 수송되는 가스 수송 라인(1)의 도 2의 라인(I-I)을 따른 단면도를 도시하고, 여기서 절단된 I-I의 라인은 증기 수송 라인(1)의 벽(4)에서 윈도우(3)를 통해 중앙에 위치 결정된다.
도 2는 도 1의 라인(II-II)을 따른 단면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 상세부(III)를 확대도로 도시한다.
도 4는 도 3의 라인(IV-IV)에 따른 단면도를 도시한다.
[0019] 증기 수송 라인(1)은 체적(2)을 형성하고, 이 체적을 통해, 불활성 가스에 의해 수송되는 유기 소스 재료의 증기가 통과한다. 증기 수송 라인의 벽(4)은 증기의 응축 온도 초과의 온도, 예를 들어 350 ℃로 가열된다.
[0020] 증기 수송 라인(1)의 체적(2)은 윈도우(3) 및 인접한 증기 수송 채널(20)을 통해 센서 본체(5)의 센서 표면(6)과 연결된다. 증기 수송 채널(20)의 직경은 대략 윈도우(3)의 직경에 대응한다. 실시예의 예에서, 증기 수송 채널(20)은 파이프 스터브(17)에 의해 둘러싸여 있으며, 이 파이프 스터브는 깔때기 형상의 에이프런을 형성하고, 윈도우(3)로부터 멀어지는 방향으로 향하는 그의 측면 상에서 자유 에지를 형성한다.
[0021] 파이프 스터브(17)의 에지는 센서 표면(6)으로부터 갭만큼 이격되어 있다. 이 갭은 환형 유동 채널(16)을 형성하여, 편평한 노즐이 형성되고, 이 편평한 노즐을 통해 가스 유동(G)이 유동할 수 있다.
[0022] 체적(2)에 포함된 유기 소스 재료의 증기는 특히 확산에 의해 윈도우(3) 및 증기 수송 채널(20)을 통해 센서 본체(5)의 센서 표면(6)을 향해 수송 방향(T)으로 수송된다. 여기서, 증기는 증기 수송 채널(20) 및 윈도우(3)를 통해 수송 방향(T)에 대항하여 유동하는 가스 유동(G)에 대해 반대로 수송된다. 따라서, 센서 표면(6)을 향한 수송 방향(T)으로의 증기의 수송 속도는 가스 유동(G)의 질량 유량 또는 체적 유량에 의해 조정될 수 있다.
[0023] 열 전달 본체에 의해 센서 본체(5)의 후방 면(7)에 열 전도의 관점에서 연결되는 냉각 요소(11)가 제공된다. 냉각 요소(11)에 의해, 센서 표면(6)은 예를 들어 220 ℃의 온도로 냉각되고, 이 온도에서 증기는 센서 표면(6) 상에서 응축된다.
[0024] 센서 본체(5)는 QCM에 의해 형성되며, 이 QCM은 종래 기술로부터 알려진 적절한 수단에 의해 진동하도록 설정된다. 특히, QCM은 공진 회로의 일부이다. QCM의 공진 주파수는 센서 표면(6) 상에 형성된 응축된 증기의 축적된 질량에 의해 영향을 받는다. 공진 주파수의 변경으로부터, 체적(2)에서 증기 농도 또는 증기의 부분 압력에 관한 결론이 도출될 수 있다. 가스 유동(G)을 증가시킴으로써 센서 표면(6) 상의 질량 축적의 속도가 감소될 수 있다. 이것에 의해 센서 본체(5)의 사이클 지속 시간이 연장될 수 있다.
[0025] 본 발명의 일 양태에 따르면, 열 전달 본체는 가열 요소(8)이다. 가열 요소(8)는 센서 본체(5)의 후방 면(7)과 열 전도성 접촉하는 열 전달 표면(9)을 갖는다. 열 전달 표면(9)과 상이하고 본 실시예의 예에서 열 전달 표면(9)에 대향하여 위치되는 열 소산 표면(18)은 열 전도의 관점에서 냉각 요소(11)의 냉각 표면(19)에 연결되어, 전기적 열 출력이 가열 요소(8) 내로 피드되지 않으면 가열 요소(8)는 열 전달 본체의 기능을 갖는다.
[0026] 실시예의 예에서, 가열 요소(8)의 열 소산 표면(18)과 냉각 요소(11)의 냉각 표면(19) 사이에 절연 요소(10)가 배열되는 것이 또한 제공된다. 절연 요소(10)는 가열 요소(8)보다 낮은 열 전도도를 갖는다. 절연 요소(10)의 열 전도도 특성은 냉각 요소(11)의 냉각 용량이 스위칭 오프되지 않으면, 센서 표면(6)은 전기 가열 전력을 가열 요소(8) 내로 피드함으로써 센서 표면(6) 상에 축적된 응축물이 승화될 수 있는 온도까지 가열될 수 있도록 선택된다. 따라서, 열 전달 표면(9)은 한편으로는 정상 작동 동안에는 센서 본체(5)로부터 열을 소산시키고, 다른 한편으로는 클리닝 작동 동안에는 센서 본체(5)에 열을 공급하는 기능을 갖는다.
[0027] 가열 요소(8)로의 열 공급이 종료되면, 열은 절연 요소(10)를 통해 가열 요소(8)로부터 추출된다. 가열 요소(8)는 냉각되고 또한 센서 본체(5)로부터 열을 추출하여, 센서 표면(6)은 증기의 응축 온도 미만의 온도로 낮아지게 된다.
[0028] 가열 요소(8), 절연 요소(10) 및 냉각 요소(11)는 센서 본체 지지부를 형성하고, 이 센서 본체 지지부는 가스 공급 라인(15)이 개방되는 하우징(14)에 삽입되고, 퍼지 가스 유동(G)으로서 유동하는 가스 유동은, 상기 가스 공급 라인을 통해, 증기 수송 채널(20)을 둘러싸는 파이프 스터브(17)의 에지와 센서 표면(6) 사이의 환형 갭 형상의 개구를 통해, 증기 수송 채널(20) 내로 피드된다. 가스 유동(G)은 바람직하게는, 불활성 가스로 이루어진다. 이것은 질소, 불활성 가스 또는 수소일 수 있다. 가스 유동(G)은 바람직하게는, 캐리어 가스 유동과 동일한 물질로 이루어지며, 상기 캐리어 가스 유동에 의해 증기는 가스 라인에 의해 형성된 체적(2)을 통해 수송된다.
[0029] 환형 형상을 갖고 센서 표면(6)의 중앙 영역을 둘러싸는 접촉 요소(12)가 제공된다. 센서 본체(5)는 접촉 요소의 접촉 라인이 노드 라인을 따라 진행하는 방식으로 진동하도록 여기되는 것이 바람직하다. 센서 본체(5)의 후방 면은 접촉 요소(12)에 대한 반대 접점을 형성한다. 접촉 요소(12) 및 반대 접점은 진동을 실행하기 위해 전자 회로에 연결된다.
[0030] 복수의 스프링 요소(13)가 제공되는 것이 바람직하고, 이러한 복수의 스프링 요소에 의해 접촉 요소(12)가 하우징의 뜨거운 부분 상에 지지된다. 스프링 요소(12)는 따라서 단열 요소의 형태의 열 전달 저항을 제공하므로, 센서 본체(5)의 온도는 체적(2)의 벽(4)의 온도 또는 파이프 스터브(17)의 온도와 본질적으로 독립적으로 설정될 수 있다.
[0031] 위의 설명들은 각각 또한 독립적으로도 적어도 이하의 특징들의 조합들에 의해 선행 기술을 개발하는 본 출원에 의해 기록된 발명들을 전체로서 설명하는 역할을 하며, 여기서 이들 특징들의 조합들 중 2 개, 복수 개 또는 모두가 또한 다음과 같이 조합될 수 있다:
[0032] 디바이스에 있어서, 체적(2)의 방향으로 센서 표면(6)으로부터 가스 유동을 발생시키기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
[0033] 디바이스에 있어서, 가스 유동을 발생시키기 위한 수단은 센서 본체(5)의 바로 근처에 제공되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
[0034] 디바이스에 있어서, 가스 유동을 발생시키기 위한 수단은 넓은 슬릿 노즐에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
[0035] 디바이스에 있어서, 넓은 슬릿 노즐은 환형 채널(16)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
[0036] 디바이스에 있어서, 체적(2)에 대한 윈도우(3)에 인접하는 증기 수송 채널(20)을 특징으로 하는, 디바이스.
[0037] 디바이스에 있어서, 증기 수송 채널(20)은 파이프 스터브(17)에 의해 둘러싸이고, 이 파이프 스터브는 일 단부가 윈도우(3)에 인접하고, 그의 다른 단부가 센서 표면(6)으로부터 갭만큼 이격되며, 여기서 갭은 가스 유동을 증기 수송 채널(20) 내로 피드하기 위한 유동 채널(16)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
[0038] 디바이스에 있어서, 체적(2)은 증기를 수송하는 캐리어 가스가 유동할 수 있는 증기 수송 라인(1)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
[0039] 디바이스에 있어서, 체적(2)은 코팅 디바이스의 공정 챔버에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
[0040] 방법에 있어서, 수송 방향(T)에 대해 반대로 지향되는 가스 유동이 발생되는 것을 특징으로 하는, 방법.
[0041] 방법에 있어서, 가스 유동은 센서 표면(6)의 에지로부터 센서 표면(6)의 중심을 향한 방향으로 피드되고, 윈도우(3)를 통해 체적(2) 내로 유입되는 것을 특징으로 하는, 방법.
[0042] 방법에 있어서, 가스 유동은 증기 수송 채널(20)을 통해 윈도우(3)를 향해 유동하는 것을 특징으로 하는, 방법.
[0043] 방법에 있어서, 가스 유동은 증기 수송 채널(20)을 경계로 하는 파이프 스터브(17)의 에지와 센서 표면(6)의 에지 사이의 갭을 통해 피드인되는 것을 특징으로 하는, 방법.
[0044] 방법 또는 디바이스에 있어서, 센서 본체(5)는 가열 요소(8) 상에 놓이고, 이 가열 요소는 특히 절연 요소(10)를 통해 냉각 요소(11)에 열 전도의 관점에서 연결되는 것을 특징으로 하는, 방법 또는 디바이스.
[0045] 방법에 있어서, 체적(2)은 증기 수송 라인(1)에 의해 형성되고, 이 증기 수송 라인을 통해 증기는 캐리어 가스에 의해 수송되는 것을 특징으로 하는, 방법.
[0046] 개시된 모든 특징들은 (개별적으로 그리고 또한 서로 조합되는 둘 모두) 본 발명에 필수적이다. 본 출원의 개시에서, 또한 이들 문헌들의 특징들을 본 출원의 청구항들에 병합시키기 위한 목적으로, 관련되는/첨부된 우선권 문헌들(종래 출원의 사본)의 개시 내용은 이로써 또한 그 전체적으로 포함한다. 청구된 청구항의 특징들이 없는 경우에도, 종속 청구항들은 특히 이러한 청구항들에 기초하여 분할 출원들을 생성하기 위해, 그들의 특징들에 의해, 종래 기술의 독립적인 진보적인 개발들을 특징으로 한다. 각각의 청구항에 명시되어 있는 본 발명은, 추가로, 위의 상세한 설명에서 설명된 하나 또는 복수의 특징들을 포함할 수 있고, 특히 특징들은 참조 부호들을 구비하고 그리고/또는 참조 부호들의 목록에 명시되어 있다. 본 발명은 또한, 위의 설명에서 언급된 특징들 각각이, 특히 이들이 각각의 목적을 위해 인식 가능하게 제거될 수 있는 한 구현되지 않거나, 또는 다른 기술적으로 동등한 수단에 의해 대체될 수 있는 형태들에도 관련된다.
1 증기 수송 라인
2 체적
3 윈도우
4 벽
5 센서 본체
6 센서 표면
7 후방 면
8 가열 요소
9 열 전달 표면
10 절연 요소
11 냉각 요소
12 접촉 요소
13 스프링 요소
14 하우징
15 가스 공급 라인
16 유동 채널
17 파이프 스터브
18 열 소산 표면
19 냉각 표면
20 증기 수송 채널
G 퍼지 가스 유동
T 수송 방향

Claims (10)

  1. 센서 본체(5)를 포함하고, 증기 수송 라인의 체적(2)을 통해 유동하는 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한, 증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로의 증기 수송 라인(1) 및 센서 배열체를 포함하는 디바이스(device)로서,
    상기 센서 본체는 진동될 수 있고, 상기 센서 본체의 온도가 상기 증기의 응축 온도 미만의 온도로 제어될 수 있으며, 상기 센서 본체의 진동 주파수가 센서 표면(6) 상의 응축된 증기의 축적된 질량에 의해 영향을 받고, 상기 체적에 대한 윈도우(3)에 증기 수송 채널(20)이 인접하고, 상기 증기 수송 채널을 통해, 상기 증기는 상기 센서 표면(6)을 향한 수송의 방향으로 확산되며, 상기 센서 표면 상에 응축 속도로 응축되고, 환형 채널이 제공되고,
    상기 환형 채널(16)은 넓은 슬릿 노즐을 형성하고, 가스 유동이 상기 센서 표면(6)으로부터 상기 증기 수송 채널을 통해 상기 수송의 방향에 대해 반대로 지향되게 하여 상기 환형 채널(16)을 통해 선택된 퍼지 가스 유동을 생성하기 위한 수단이 제공되고,
    상기 환형 채널(16)을 통과하는 가스는 상기 센서 표면으로부터 상기 윈도우(3)로의 가스 유동을 형성하며, 상기 가스 유동은 상기 윈도우로부터 상기 센서 표면(6)으로의 증기의 확산 방향에 반대로 지향되고,
    상기 선택된 퍼지 가스 유동의 체적 유량(volumetric flow rate)은 상기 응축 속도를 감소시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는,
    증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로의 증기 수송 라인 및 센서 배열체를 포함하는 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    가스 유동을 발생시키기 위한 수단이 상기 센서 본체(5)의 바로 근처에 제공되는 것을 특징으로 하는,
    증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로의 증기 수송 라인 및 센서 배열체를 포함하는 디바이스.
  3. 센서 본체(5)를 포함하고, 증기 수송 라인(1)의 체적(2)을 통해 유동하는 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한, 증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로의 증기 수송 라인(1) 및 센서 배열체를 포함하는 디바이스로서,
    상기 센서 본체는 진동될 수 있고, 상기 센서 본체의 온도가 상기 증기의 응축 온도 미만의 온도로 제어될 수 있으며, 상기 센서 본체의 진동 주파수가 센서 표면(6) 상의 응축된 증기의 축적된 질량에 의해 영향을 받고, 증기 수송 채널(20)을 둘러싸는 파이프 스터브(stub)(17)가 일 단부에서 상기 체적(2)에 대한 윈도우(3)에 인접하고, 그의 다른 단부에서 상기 센서 표면(6)으로부터 갭(gap)만큼 이격되며,
    유동 발생 수단이 제공되고, 상기 유동 발생 수단에 의해 선택된 퍼지 가스 유동은 상기 갭을 통해 상기 증기 수송 채널(20) 내로 피드되는 유동이고, 상기 가스 유동은 상기 센서 표면(6)으로부터 상기 증기 수송 채널(20)을 통해 상기 체적(2)을 향해 유동되고,
    상기 파이프 스터브(17)를 통한 증기 플럭스(flux)가 확산으로서 발생하고, 상기 가스 유동은 증기의 확산 방향과 반대인 방향을 가지고,
    상기 선택된 퍼지 가스 유동의 체적 유량은 상기 증기의 응축 속도를 감소시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는,
    증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로의 증기 수송 라인 및 센서 배열체를 포함하는 디바이스.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 체적(2)은 상기 증기를 수송하는 캐리어 가스가 유동할 수 있는 증기 수송 라인(1)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
    증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로의 증기 수송 라인 및 센서 배열체를 포함하는 디바이스.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 체적(2)은 코팅 디바이스의 공정 챔버에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는,
    증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로의 증기 수송 라인(1) 및 센서 배열체를 포함하는 디바이스.
  6. 센서 본체(5)를 포함하는, 증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로 증기 수송 라인의 체적(2)을 통해 수송되는 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 센서 본체는 진동될 수 있고, 상기 센서 본체(5)는 상기 증기의 응축 온도 미만의 온도로 제어되고, 증기 수송 채널(20)을 통한 확산에 의해 상기 증기는 수송의 방향(T)으로 센서 표면(6)에 도달하여, 상기 센서 표면(6) 상에서 상기 증기의 응축 속도로 상기 센서 표면(6) 상에 응축되어, 축적된 질량을 형성함으로써, 상기 센서 본체(5)의 진동 주파수에 영향을 미치며,
    상기 증기의 응축 속도는 상기 센서 표면(6)의 에지로부터, 상기 센서 표면(6)의 중심을 향한 방향으로 피드인되는 퍼지 가스의 가스 유동을 선택하는 것에 의해 감소되고,
    상기 가스 유동은 상기 증기 수송 채널(20)을 통해 상기 수송의 방향(T)의 방향에 대해 반대로 유동하여 상기 체적(2) 내로 유입되는 것을 특징으로 하는,
    센서 본체를 포함하는, 증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로 증기 수송 라인의 체적을 통해 수송되는 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 가스 유동은 상기 증기 수송 채널(20)을 경계로 하는 파이프 스터브(17)의 에지와 상기 센서 표면(6)의 상기 에지 사이의 갭을 통해 피드되는 것을 특징으로 하는,
    센서 본체를 포함하는, 증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로 증기 수송 라인의 체적을 통해 수송되는 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 증기는 상기 증기 수송 라인(1)을 통해 캐리어 가스에 의해 수송되는 것을 특징으로 하는,
    센서 본체를 포함하는, 증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로 증기 수송 라인의 체적을 통해 수송되는 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 가스 유동과 함께, 상기 증기 수송 채널(20)을 통한 상기 증기의 상기 확산에 대해 반대로 지향되는 가스의 유동이 발생되고, 상기 증기 수송 채널(20)을 통해 상기 센서 표면(6)을 향한 상기 증기의 평균 수송 속도는 상기 가스 유동의 유동 속도를 조정함으로써 조정되는 것을 특징으로 하는,
    센서 본체를 포함하는, 증발기로부터 코팅 설비의 공정 챔버로 증기 수송 라인의 체적을 통해 수송되는 증기의 부분 압력 또는 농도를 결정하기 위한 방법.
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