TW201310015A - 氣源採樣轉接設備及其採樣方法 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種氣源採樣轉接設備及其採樣方法，其係適用於提供一採樣氣體予一氣體分析儀，並包含複數個進氣口、複數個電磁閥、一預壓泵以及一控制器。控制器管控此些電磁閥以及預壓泵，以導通各電磁閥，使預壓泵透過各進氣口抽取一外部之待測裝置之氣體，而獲得採樣氣體，並傳送至氣體分析儀。

Description

氣源採樣轉接設備及其採樣方法

本發明是有關於一種氣源採樣設備，特別是有關於一種適用於提供一採樣氣體予一氣體分析儀（Gas Analyzer）之集中式氣源採樣轉接設備。

錫膏印刷製程（Printing Process）為表面黏著技術（Surface mount technology, SMT）之第一個子製程，且錫膏印刷製程更為影響電子產品組裝品質之重要製程之一。而為避免焊接效果發生不良，錫膏印刷製程一般需於氮氣濃度高而含氧濃度低，例如含氧濃度值為ppm 100～500的焊接環境中進行，以降低焊接物間的氧化物總量，並藉此提升焊接物的吃錫程度（Wetting）、焊點亮度及焊接能力（Solderability），進而達到有效的焊接效果。藉此，錫膏印刷製程中，焊接設備，例如迴焊爐往往需裝設一臺氣體分析儀，例如氧分儀（Oxygen Analyzer），以隨時檢測迴焊爐的含氧量，避免因含氧量過高而造成焊接不良，影響電子產品的組裝品質。

因此，氧分儀採用單臺單用的方式，將使氧分儀的使用數量因迴焊爐的作業數量增加而增加。而多臺氧分儀的校驗費用、維修費用及耗材費用更將使電子產品的組裝成本增加。並且，單臺單用的方式將因各臺氧分儀的耗材更換時間差異，而使各臺氧分儀具有不同的檢測準確度，造成檢測結果的差異，甚而影響電子產品的組裝品質。

另外，採用單臺單用方式的氧分儀若發生異常而無法正常工作時，作業人員將採取拆卸裝設於其他迴焊爐上之氧分儀以進行含氧量檢測的作業方式，並進一步進行驗證比對兩臺氧分儀之檢測差異。然而，上述此種作業方式將造成作業時間的耗費，增加作業成本。並且，拆卸氧分儀並重新裝設於其他迴焊爐時，需關閉再重新開啟氧分儀，而將使氧分儀需再次進行預熱方可獲得穩定且正確的檢測結果。而此預熱時間亦將增加作業時間，造成作業工時的浪費。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種氣源採樣轉接設備及其採樣方法，以解決因拆卸氣體分析儀並重新裝設於其他迴焊爐而造成作業工時浪費的問題，或解決因多臺氣體分析儀的校驗費用、維修費用及耗材費用而使組裝成本增加的問題。

根據本發明之另一目的，提出一種氣源採樣轉接設備，係適用於提供一採樣氣體予一氣體分析儀。其包含複數個進氣口、複數個繼電器、一預壓泵以及一控制器。各進氣口係連接一外部之待測裝置。各繼電器係連接各進氣口。而預壓泵係為一真空抽氣泵，連接此些繼電器。控制器依據一採樣開關之開啟而藉由各繼電器控制各進氣口或預壓泵，使預壓泵透過各進氣口抽取各外部之待測裝置之氣體，以獲得採樣氣體，且預壓泵將採樣氣體傳送至氣體分析儀。

其中，氣源採樣轉接設備更包括複數個電磁閥，各電磁閥係連接各進氣口以及各繼電器，且控制器藉由各繼電器導通各電磁閥，以使預壓泵透過導通之電磁閥而經由進氣口抽取外部之待測裝置之氣體。

其中，控制器更包括一可調式放大電路。可調式放大電路係接收並放大氣體分析儀之一檢測結果，以將放大之檢測結果反饋至對應檢測結果之外部之待測裝置。

此外，本發明更提出一種氣源採樣方法，係適用於藉由一氣源採樣轉接設備提供一採樣氣體予一氣體分析儀。氣源採樣轉接設備具有複數個進氣口、複數個繼電器、一預壓泵以及一控制器。且氣源採樣方法包含下列步驟：將各進氣口連接至一外部之待測裝置；開啟氣源採樣轉接設備之一採樣開關；依據採樣開關，控制器藉由各繼電器控制各進氣口或預壓泵，使預壓泵透過各進氣口抽取各外部之待測裝置之氣體，以獲得採樣氣體；以及以預壓泵傳送採樣氣體至氣體分析儀。

更包括下列步驟：依據採樣開關，控制器藉由各繼電器導通一電磁閥；以及使預壓泵透過導通之電磁閥而經由進氣口抽取外部之待測裝置之氣體。

更包括下列步驟：利用控制器之一可調式放大電路接收並放大氣體分析儀之一檢測結果；以及反饋放大之檢測結果至對應檢測結果之外部之待測裝置。

承上所述，依本發明之氣源採樣轉接設備及其採樣方法，其可具有一或多個下述優點：
(1) 此氣源採樣轉接設備可藉由複數個進氣口抽取複數個待測裝置之氣體，藉此可使用一臺氣體分析儀檢測多臺待測裝置，以可減少氣體分析儀之使用數量或可降低搬運氣體分析儀之機率，進而達到降低作業成本或作業工時之功效。
(2) 此氣源採樣轉接設備可藉由活性炭過濾器以及過濾杯去除採樣氣體中的腐蝕性氣體以及雜質，藉此可避免腐蝕性氣體或雜質損害氣體分析儀，進而提升氣體分析儀的檢測準確性，並可延長氣體分析儀之使用壽命。
(3) 此氣源採樣方法可藉由採樣開關選擇待測裝置，藉此可達到循環性檢測及選擇性檢測之功能。
(4) 此氣源採樣方法可使多臺待測裝置共同經由一臺氣體分析儀進行含氧量之分析，藉此可提供更具參考性之橫向比較之分析數據。

以下將參照相關圖式，說明依本發明之氣源採樣轉接設備及其採樣方法之實施例，為使便於理解，下述實施例中之相同元件係以相同之符號標示來說明。

請參閱第1圖，其係為本發明之氣源採樣轉接設備之示意圖。如圖所示，氣源採樣轉接設備1可適用於抽取複數個待測裝置2，例如迴焊爐之氣體，並藉由集中氣體採樣之方式而提供採樣氣體予一氣體分析儀3，例如氧化鋯型氧分儀，以進行待測裝置2之氧體分析。藉此，使多臺待測裝置2可共用一臺氣體分析儀3進行分時地氣體檢測與分析，而可達到減少氣體分析儀3的使用數量或置換機率之功效。氣源採樣轉接設備1可包含複數個進氣口10、複數個活性炭過濾器11、複數個過濾杯12、複數個電磁閥13、複數個繼電器14、一預壓泵15、一調節閥150、一控制器16、一電源器17、一出氣口18、複數個待測裝置信號接口20以及一氣體分析儀信號接口30。電源器17可為一提供24伏特直流電壓之電源供應器，以提供氣源採樣轉接設備1一工作電壓。各進氣口10可連接一待測裝置2，用以抽取待測裝置2之氣體。且複數個進氣口10中之其中之一可空置，用以抽取周圍環境之空氣。各進氣口10可連接活性炭過濾器11後再連接過濾杯12，而過濾杯12則可經由電磁閥13連接預壓泵15。預壓泵15可為一真空抽氣泵，並可經由一調節閥150連接出氣口18。而繼電器14可連接預壓泵15、電磁閥13、待測裝置信號接口20以及氣體分析儀信號接口30。

控制器16可為一可程式邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC），連接繼電器14，並可透過繼電器14而與預壓泵15、電磁閥13、待測裝置信號接口20以及氣體分析儀信號接口30連接。控制器16可透過繼電器14而導通電磁閥13，以使預壓泵15可透過導通之電磁閥13而經由進氣口10抽取待測裝置2之氣體，而獲得採樣氣體。且控制器16更透過繼電器14使連接出氣口18之電磁閥13導通，以使預壓泵15輸出採樣氣體至氣體分析儀3。並且，預壓泵15可藉由調節閥150調節預壓泵15輸出至氣體分析儀3的採樣氣體的氣流量大小。當氣體分析儀3完成檢測時，控制器16亦可透過繼電器14而獲得由氣體分析儀信號接口30所輸出之一檢測結果。且控制器16亦可透過繼電器14而將此檢測結果經由待測裝置信號接口20反饋至對應此檢測結果之待測裝置2。

值得一提的是，控制器16更可具有一可調式放大電路160，用以接收氣體分析儀3之檢測結果。若檢測結果因線路損耗而產生信號誤差時，可調式放大電路160更可放大此檢測結果，以進行訊號補償，避免訊號損耗而造成檢測準確度失真。

請參閱第2圖，其係為本發明之氣源採樣轉接設備之電路圖。如圖所示，氣源採樣轉接設備1可適用於抽取複數個待測裝置2，例如迴焊爐之氣體，並藉由集中氣體採樣之方式而提供採樣氣體予一氣體分析儀3進行待測裝置2之氧體檢測與分析。藉此，使多臺待測裝置2可共用一臺氣體分析儀進行氣體之分析，而可提供更具參考性之橫向比較之分析數據。氣源採樣轉接設備1可包含一取樣器4、一控制器16、一預壓泵15、一電源器17、複數個繼電器14、複數個待測裝置信號接口20以及一氣體分析儀信號接口30。

一外部220伏特交流電壓源可經由一電源開關5以及一保險絲6而連接電源器17以及控制器16，以提供氣源採樣轉接設備1一工作電壓。且電源器17可將此220伏特交流電壓轉換為24伏特直流電壓，以作為繼電器14之工作電壓。預壓泵15可為一真空抽氣泵，並可設置有一調節閥150。使預壓泵15可藉由調節閥150調節經由出氣口18輸出至氣體分析儀3的採樣氣體的氣流量大小。

控制器16可為一可程式邏輯控制器，連接繼電器14，並可透過繼電器14而與預壓泵15、取樣器4、待測裝置信號接口20以及氣體分析儀信號接口30連接。且控制器16可透過繼電器14驅動取樣器4，以使預壓泵15藉由取樣器4抽取待測裝置2之氣體，而獲得採樣氣體。控制器16亦可透過繼電器14使預壓泵15經由出氣口18輸出採樣氣體至氣體分析儀3。當氣體分析儀3完成檢測時，控制器16亦可透過繼電器14而獲得由氣體分析儀信號接口30所輸出之一檢測結果。並且，控制器16亦透過繼電器14而將此檢測結果經由待測裝置信號接口20反饋至對應於檢測結果之待測裝置2。

特別的是，取樣器4中可設置有複數個進氣口10、複數個活性炭過濾器11、複數個過濾杯12以及複數個電磁閥13。各進氣口10可連接待測裝置2，用以抽取待測裝置2之氣體。且複數個進氣口10中之其中之一可空置，用以抽取周圍環境之空氣。且各進氣口10更可連接活性炭過濾器11後再連接過濾杯12，而過濾杯12則可藉由電磁閥13接連至預壓泵15。各電磁閥13可與繼電器14連接，使控制器16藉由驅動繼電器14而導通電磁閥13，以使預壓泵15可經由導通之電磁閥13而通過進氣口10抽取待測裝置2之氣體。本實施例中，取樣器4所設置之進氣口10、活性炭過濾器11、過濾杯12或電磁閥13可因實際作業需求而擴增或縮減，以達到可擴充性之功效。且藉由活性炭過濾器11以及過濾杯12於採樣作業時預先去除採樣氣體中的腐蝕性氣體以及雜質，可降低氣體中之腐蝕性氣體或雜質之成份濃度，以避免直接損害氣體分析儀3，進而提升氣體分析儀3的檢測準確性，並可延長氣體分析儀3之使用壽命。

承上所述，請一併參閱第3圖，其係為本發明之氣源採樣轉接設備之外觀示意圖。如圖所示，氣源採樣轉接設備1可具有一外部操作面板7，且外部操作面板7可設置有一電源開關5、一控制開關70、複數個採樣開關71、一採樣指示燈72以及複數個分析指示燈73。電源開關5係用以開啟氣源採樣轉接設備1之工作電源。控制開關70係用以開啟控制器16之控制程序，以進行氣體分析儀3之預熱作業或氣源採樣轉接設備1之採樣作業。各採樣開關71係對應一待測裝置2，而採樣指示燈72則代表氣源採樣轉接設備1之採樣作業狀態。各分析指示燈73亦對應各別的待測裝置2，用以顯示氣體分析儀3所分析之氣體來源待測裝置2。

當作業人員開啟電源開關5以及控制開關70後，控制器16將使預壓泵15經由未設置有待測裝置2之進氣口10抽取周圍環境之空氣，並傳送至氣體分析儀3以進行預熱作業，例如10分鐘的預熱作業。預熱完畢後，控制器16可依據作業人員所開啟之採樣開關70而驅動對應此採樣開關70之繼電器14，使對應此採樣開關70之電磁閥13導通，而進行待測裝置2之氣體採樣。本實施例中，氣源採樣轉接設備1的採樣作業時間可約為15分鐘，以預先執行氣體分析儀3的抽氣作業，藉此可縮短氣體分析儀3偵測失真的時間。

接著，待測裝置2之氣體可經由進氣口10後，通過活性炭過濾器11、過濾杯12以及電磁閥13而進入預壓泵15，以形成採樣氣體。並且，藉由調節閥150調節預壓泵15經由出氣口18輸出採樣氣體至氣體分析儀3的氣流量大小，例如每分鐘0.2公升，使採樣氣體穩定地輸入至氣體分析儀3。此時，採樣指示燈72將亮燈，表示氣源採樣轉接設備1正進行氣體的採樣。且分析指示燈73亦亮燈顯示目前氣源採樣轉接設備1所採樣的氣體源自於何臺待測裝置2。

特別注意的是，本實施例中，預熱作業時間、採樣作業時間或預壓泵15輸出採樣氣體的氣流量係僅為本發明之氣源採樣轉接設備1之一較佳實施態樣之舉例，並非限制，具通常知識者應當明瞭依據氣體分析儀3之不同機型，預熱作業時間、採樣作業時間或氣流量亦不相同。並且，本發明之氣源採樣轉接設備1之控制器16可依據氣體分析儀3之機型不同而調整其預熱作業時間、採樣作業時間或氣流量。

另外，為避免氣體分析儀3之檢測結果因線路損耗而產生信號誤差，氣源採樣轉接設備1亦可設置有可調式放大電路160，用以放大檢測結果，進行訊號補償。進一步地，控制器16可依據實際作業需求而進行選擇性地測試各待測裝置2，或循序性地測試各待測裝置2，以實現彈性化且輕易操作地測試流程。

請參閱第4圖，其係為本發明之氣源採樣方法之流程圖。如圖所示，氣源採樣轉接設備可適用於抽取複數個待測裝置，例如迴焊爐之氣體，並藉由集中氣體採樣之方式而提供採樣氣體予一氣體分析儀，例如氧化鋯型氧分儀，進行待測裝置之氧體分析。藉此，使多臺待測裝置可共用一臺氣體分析儀進行氣體分析。而氣源採樣方法之流程可包含下列步驟：

於步驟S40中，將進氣口連接至一待測裝置，用以抽取待測裝置之氣體。且複數個進氣口中之其中之一可空置，用以抽取周圍環境之空氣。

於步驟S41中，開啟電源開關、控制開關以及採樣開關，使預壓泵可經由進氣口抽取周圍環境之空氣，並傳送至氣體分析儀以進行預熱作業。

於步驟S42中，於預熱完畢後，控制器可驅動對應於採樣開關之繼電器，並導通對應於採樣開關之電磁閥，使預壓泵經由對應於採樣開關之進氣口抽取待測裝置之氣體，而獲得採樣氣體。

於步驟S43中，預壓泵經由出氣口傳送採樣氣體至氣體分析儀，以進行氣體分析，並獲得一檢測結果。

於步驟S44中，可調式放大電路接收並放大檢測結果，反饋放大之檢測結果至對應檢測結果之待測裝置。

本發明之氣源採樣方法的詳細說明以及實施方式已於前面敘述本發明之氣源採樣轉接設備時描述過，在此為了簡略說明便不再綴述。

綜上所述，本發明之氣源採樣轉接設備及其採樣方法可採用集中採樣方式進行各待測裝置之氣體採樣，使多臺待測裝置可共用一臺氣體分析儀，藉此可提升氣體分析儀之使用率。並且，選擇性的氣體採樣與檢測方式可靈活應對產線作業的排程變化。而預壓泵可加速採樣氣體的抽取，以縮短氣體分析儀偵測失真的時間。另外，利用活性炭過濾器、過濾杯以及氣體分析儀之過濾系統使待測裝置之氣體可經由雙重之過濾效果而形成採樣氣體，藉此可提高氣體分析儀之檢測準確率及延長使用壽命。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1．．．氣源採樣轉接設備

10．．．進氣口

11．．．活性炭過濾器

12．．．過濾杯

13．．．電磁閥

14．．．繼電器

15．．．預壓泵

150．．．調節閥

16．．．控制器

160．．．可調式放大電路

17．．．電源器

18．．．出氣口

2．．．待測裝置

20．．．待測裝置信號接口

3．．．氣體分析儀

30．．．氣體分析儀信號接口

4．．．取樣器

5．．．電源開關

6．．．保險絲

7．．．外部操作面板

70．．．控制開關

71．．．採樣開關

72．．．採樣指示燈

73．．．分析指示燈

以及

S40~S44．．．步驟流程

第1圖　 係為本發明之氣源採樣轉接設備之示意圖；
第2圖　 係為本發明之氣源採樣轉接設備之電路圖；
第3圖　 係為本發明之氣源採樣轉接設備之外觀示意圖；以及
第4圖　 係為本發明之氣源採樣方法之流程圖。

1．．．氣源採樣轉接設備

10．．．進氣口

11．．．活性炭過濾器

12．．．過濾杯

13．．．電磁閥

14．．．繼電器

15．．．預壓泵

150．．．調節閥

16．．．控制器

160．．．可調式放大電路

17．．．電源器

18．．．出氣口

2．．．待測裝置

20．．．待測裝置信號接口

3．．．氣體分析儀

以及

30．．．氣體分析儀信號接口

Claims (13)

1. 一種氣源採樣轉接設備，係適用於提供一採樣氣體予一氣體分析儀，其包含：
   複數個進氣口，各該進氣口係連接一外部之待測裝置；
   複數個繼電器，各該繼電器係連接各該進氣口；
   一預壓泵，連接該些繼電器；以及
   一控制器，係連接該些繼電器，且該控制器依據一採樣開
   　關之開啟而藉由各該繼電器控制各該進氣口或該預壓泵
   　，使該預壓泵透過各該進氣口抽取各該外部之待測裝置
   　之氣體，以獲得該採樣氣體，且該預壓泵將該採樣氣體
   　傳送至該氣體分析儀。
2. 如申請專利範圍第1項所述之氣源採樣轉接設備，更包括複數個電磁閥，各該電磁閥係連接各該進氣口以及各該繼電器，且控制器藉由各該繼電器導通各該電磁閥，以使該預壓泵透過該導通之電磁閥而經由該進氣口抽取該外部之待測裝置之氣體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之氣源採樣轉接設備，更包括複數個活性炭過濾器，各該活性炭過濾器係連接各該進氣口。
4. 如申請專利範圍第1項所述之氣源採樣轉接設備，更包括複數個過濾杯，各該過濾杯係連接各該進氣口。
5. 如申請專利範圍第1項所述之氣源採樣轉接設備，更包括一調節閥，該調節閥係連接該預壓泵，且該調節閥調節該預壓泵輸出至該氣體分析儀之該採樣氣體之氣流量。
6. 如申請專利範圍第1項所述之氣源採樣轉接設備，其中該控制器更包括一可程式邏輯控制器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之氣源採樣轉接設備，其中該控制器更包括一可調式放大電路，該可調式放大電路係接收並放大該氣體分析儀之一檢測結果，以將該放大之檢測結果反饋至對應該檢測結果之該外部之待測裝置。
8. 一種氣源採樣方法，係適用於藉由一氣源採樣轉接設備提供一採樣氣體予一氣體分析儀，該氣源採樣轉接設備具有複數個進氣口、複數個繼電器、一預壓泵以及一控制器，且該氣源採樣方法包含下列步驟：
   將各該進氣口連接至一外部之待測裝置；
   開啟該氣源採樣轉接設備之一採樣開關；
   依據該採樣開關，該控制器藉由各該繼電器控制各該進氣
   　口或該預壓泵，使該預壓泵透過各該進氣口抽取各該外
   　部之待測裝置之氣體，以獲得該採樣氣體；以及
   以該預壓泵傳送該採樣氣體至該氣體分析儀。
9. 如申請專利範圍第8項所述之氣源採樣方法，更包括下列步驟：
   依據該採樣開關，該控制器藉由各該繼電器導通一電磁閥
   　；以及
   使該預壓泵透過該導通之電磁閥而經由該進氣口抽取該外
   　部之待測裝置之氣體。
10. 如申請專利範圍第8項所述之氣源採樣方法，更包括下列步驟：
    以該氣源採樣轉接設備之複數個活性炭過濾器過濾該外部
    　之待測裝置之氣體，使該預壓泵抽取獲取該採樣氣體。
11. 如申請專利範圍第8項所述之氣源採樣方法，更包括下列步驟：
    以該氣源採樣轉接設備之複數個過濾杯過濾該外部之待測
    　裝置之氣體，使該預壓泵抽取獲取該採樣氣體。
12. 如申請專利範圍第8項所述之氣源採樣方法，更包括下列步驟：
    以該氣源採樣轉接設備之一調節閥調節該預壓泵輸出至該
    　氣體分析儀之該採樣氣體之氣流量。
13. 如申請專利範圍第8項所述之氣源採樣方法，更包括下列步驟：
    利用該控制器之一可調式放大電路接收並放大該氣體分析
    　儀之一檢測結果；以及
    反饋該放大之檢測結果至對應該檢測結果之該外部之待測
    　裝置。