TWI395938B - 氣體混合裝置 - Google Patents

Description

氣體混合裝置

本發明是有關於一種過濾材效率檢測系統，且特別是有關於一種過濾材效率檢測系統的氣體混合裝置。

國內目前電子產業蓬勃發展，電子元件的製造大多是在潔淨室中進行，這主要是因為工作環境中所含的粒子若在製造時附著於產品上，會造成產品損壞，降低製造良率，進而增加廠商的製造成本。因此，電子元件的製造場所其環境中所含的粒子(particle)數量必須符合一定的規範，以減少粒子附著於產品上的機會。另一方面，在潔淨室中的人員須穿著潔淨服，潔淨服能夠阻隔人員身上的粒子或其他污染物進入無塵室而造成污染，而潔淨服的阻隔效果則取決於潔淨服的材料(過濾材)的粒子過濾效率，因此，檢測過濾材的粒子過濾效率對於潔淨服的製造為一項重要的技術。

一般而言，過濾材的粒子過濾效率檢測必須符合特定的檢測規範，例如德國ITV機構根據VDI guideline 3926 type 2，其主要是以粒子負載方式進行檢測，而美國環境協會則是根據IEST-RP-CC003.3的測試標準進行檢測。有關於過濾材的粒子過濾效率檢測的方法與裝置，目前已有相關專利如台灣專利第369598號與美國專利第5255716號被提出。然而，一般檢測技術並不適於應用在潔淨室用的過濾材的粒子過濾效率檢測，其主要是因為檢測時所使用的檢測氣體其粒子濃度較潔淨室內環境的粒子濃度為高，與一般潔淨室的工作環境不符合，使得檢測結果會與真實情況有所差異。

本發明提供一種氣體混合裝置，其能夠稀釋待混合氣體。

本發明又提供一種過濾材效率檢測系統，其具有上述之氣體混合裝置。

本發明提出一種氣體混合裝置，包括一腔體、一過濾層、一氣體導入單元及一多孔層。腔體具有一進氣端以及一出氣端。過濾層配置於腔體之進氣端，且過濾層具有至少一開孔。腔體外之一環境氣體經由過濾層進入腔體之後會被過濾成為一潔淨氣體。氣體導入單元與過濾層的開孔連接，可將一待混合氣體經由開孔導入腔體內。多孔層配置於腔體之出氣端，而待混合氣體與潔淨氣體混合之後經由多孔層離開腔體。

本發明又提出一種過濾材效率檢測系統，包括前述之氣體混合裝置、一取樣腔體、一上游取樣單元、一下游取樣單元、一粒子計數器及一控制單元。取樣腔體與腔體之出氣端連接，而一待測過濾材則固定於取樣腔體內，並將取樣腔體分隔為一上游取樣區以及一下游取樣區。上游取樣單元可對上游取樣區內的氣體進行取樣，下游取樣單元則可對下游取樣區內的氣體進行取樣。另外，控制單元與取樣腔體、上游取樣單元、下游取樣單元以及粒子計數器連接。透過控制單元的控制，粒子計數器能夠分別對上游取樣單元以及下游取樣單元所取樣之樣本進行粒子數之檢測。

在本發明之一實施例中，上述之氣體導入單元包括一進氣管線及一流量調節閥。流量調節閥配置於進氣管線上，用以控制待混合氣體的流量。

在本發明之一實施例中，上述之開孔的數量為多個。進氣管線具有多個分支管線，且開孔的數量與分支管線的數量相同。

在本發明之一實施例中，上述之多孔層為一整流多孔層。

在本發明之一實施例中，上述之取樣腔體具有一抽氣單元，能夠使經過氣體混合裝置混合後的氣體被待測過濾材過濾。

在本發明之一實施例中，上述之抽氣單元與控制單元電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之抽氣單元包括一鼓風機及一流量計。鼓風機與流量計皆配置於取樣腔體上。

在本發明之一實施例中，上述之控制單元具有一變頻器，且變頻器與抽氣單元電性連接。

在本發明之一實施例中，上述之上游取樣單元包括一上游取樣管，而下游取樣單元則包括一下游取樣管。控制單元具有一切換元件，切換元件耦接於上游取樣管、下游取樣管以及粒子計數器之間。透過切換元件的切換，粒子計數器能夠分別對上游取樣管以及下游取樣管中之樣本進行粒子數之檢測。

在本發明之一實施例中，上述之切換元件包括一電磁閥。

在本發明之一實施例中，過濾材效率檢測系統更包括一壓差計，且壓差計耦接於上游取樣區與下游取樣區之間，能夠量測上游取樣區與下游取樣區的壓力差。

基於上述，由於本發明之氣體混合裝置能夠有效地利用環境氣體來稀釋待混合氣體，因此，本發明之氣體混合裝置以及過濾材效率檢測系統具有實用性。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為本發明之一實施例之過濾材效率檢測系統的示意圖。如圖1所示，本實施例之過濾材效率檢測系統10包括一氣體混合裝置100，下文將先對氣體混合裝置100做詳細介紹。

圖2為圖1之過濾材效率檢測系統的氣體混合裝置之示意圖。請先參照圖2，本實施例之氣體混合裝置100包括一腔體110、一過濾層120、一氣體導入單元130及一多孔層140。其中，腔體110具有一進氣端112以及一出氣端114，而過濾層120則配置於腔體110之進氣端112。過濾層120可以是具有蜂巢結構的高效濾網或是其他型態之濾網。當腔體110外之一環境氣體20(例如是大氣)經由過濾層120進入腔體110時，環境氣體20所含的粒子會被過濾層120過濾，環境氣體20的粒子濃度便會降低而成為一潔淨氣體30。

過濾層120具有至少一開孔122，而氣體導入單元130則與過濾層120的開孔122連接。換言之，氣體導入單元130可將一待混合氣體40經由開孔122導入腔體110內。在本實施例中，氣體導入單元130包括一進氣管線132及一配置於進氣管線132上的流量調節閥134，流量調節閥134可用以控制待混合氣體40的流量。進氣管線132具有多個分支管線132a，且分支管線132a的數量與過濾層120的開孔122數量相同，而每一分支管線132a則與所對應的開孔122連接。

上述之待混合氣體40例如是具有高粒子濃度的氣體，而待混合氣體40中的粒子來源例如是氣膠。當具有高粒子濃度的待混合氣體40被導入腔體110之後，便與腔體110內之潔淨氣體30混合而被稀釋，整體而言，待混合氣體40的粒子濃度因此而降低。混合之後的檢測氣體50接著經由配置於腔體110之出氣端114的多孔層140離開腔體110。除此之外，使用者可以透過流量節流閥134控制待混合氣體40進入腔體110的流量，藉此調整檢測氣體50的粒子濃度。在本實施例中，多孔層140為一整流多孔層，且多孔層140可具有多個平行的流道，當檢測氣體50經由多孔層140離開腔體110時，平行流道可以提供整流的效果，以使氣流維持穩定且均勻的流速。

本實施例之氣體混合裝置100主要是用以稀釋或調整氣體中的粒子濃度，但是在其他未繪示的實施例中，氣體混合裝置100還可用以調整氣體的莫耳濃度或重量百分濃度，本發明在此並不加以限制。

請繼續參照圖1，除了上述之氣體混合裝置100之外，本實施例之過濾材效率檢測系統10還包括一取樣腔體11、一上游取樣單元12、一下游取樣單元13、一粒子計數器14與一控制單元15。取樣腔體11連接於氣體混合裝置100的出氣端114(如圖2所示)，且取樣腔體11具有一抽氣單元11c。抽氣單元11c包括一鼓風機11d與一流量計11e，而鼓風機11d與流量計11e則皆配置於取樣腔體11上。過濾材效率檢測系統10在檢測過濾材的粒子過濾效率時，需將一待測過濾材17固定於取樣腔體11內，取樣腔體11便因此被待測過濾材17分隔成一上游取樣區11a及一下游取樣區11b。

在本實施例中，上游取樣單元12與下游取樣單元13能夠分別對上游取樣區11a內的氣體與下游取樣區11b內的氣體進行取樣，而控制單元15則與上述之取樣腔體11、上游取樣單元12、下游取樣單元13以及粒子計數器14連接。另外，控制單元15更具有一變頻器15a及一切換元件15b，抽氣單元11c則電性連接於控制單元15的變頻器15a。

當檢測過濾材的粒子過濾效率時，抽氣單元11c可使經氣體混合裝置100(如圖2所示)混合並稀釋後的檢測氣體50進入取樣腔體11的上游取樣區11a，並通過待測過濾材17流至下游取樣區11b。一般而言，當檢測氣體50通過待測過濾材17時，檢測氣體50內所含的粒子會被待測過濾材17過濾而停留在待測過濾材17的上表面，此時檢測氣體50的流動會受到累積在待測過濾材17上表面的粒子的影響，使上游取樣區11a的壓力大於下游取樣區11b的壓力，而隨著待測過濾材17上表面的粒子累積，上游取樣區11a與下游取樣區11b之間的壓力差便會增加，換句話說，上游取樣區11a與下游取樣區11b之間的壓力差越大，待測過濾材17的粒子過濾效率便越高。

本實施例之過濾材效率檢測系統10更包括一壓差計16，連接於上游取樣區11a與下游取樣區11b之間，使用者可透過壓差計16的量測而獲知目前上游取樣區11a與下游取樣區11b之間的壓力差。進一步而言，使用者可藉由變頻器15a來控制抽氣單元11c的鼓風機11d馬達轉速，用以調整上游取單元12或下游取單元13在取樣時，上游取樣區11a或下游取樣區11b之間的壓力差以及氣體的流率。

此外，上游取樣單元12例如是一上游取樣管，而下游取樣單元13例如是一下游取樣管，而上述控制單元15的切換元件15b可以是一電磁閥，耦接於上游取樣管、下游取樣管與粒子計數器14間。使用者可透過切換元件15b的切換操作，使粒子計數器14對上游取樣管或下游取樣管中的取樣樣本進行粒子數檢測。

值得一提的是，本實施例之過濾材效率檢測系統10能夠經由改變取樣腔體11內氣體的流率，來調整進入取樣腔體11的檢測氣體50濃度。當取樣腔體11內的氣體流率越高，環境空氣越容易因對流而進入腔體110成為潔淨氣體30，潔淨氣體30增加便能夠提高待混合氣體40的稀釋比例，達到調整檢測氣體50的粒子濃度之目的。

綜上所述，本發明之氣體混合裝置能夠過濾環境氣體使其成為乾淨氣體，並利用此乾淨氣體有效地稀釋待混合氣體。在本發明之部分實施例中，氣體混合裝置還能夠提供整流的效果，使混合後的檢測氣體可以維持均勻的濃度，且保持穩定均勻的風速，提高取樣時的準確性。此外，在本發明之部分實施例中，過濾材效率檢測系統則透過氣體混合裝置，使檢測氣體的粒子濃度能夠符合潔淨室的環境內所含的粒子濃度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．過濾材效率檢測系統

11．．．取樣腔體

11a．．．上游取樣區

11b．．．下游取樣區

11c．．．抽氣單元

11d．．．鼓風機

11e．．．流量計

12．．．上游取樣單元

13．．．下游取樣單元

14．．．粒子計數器

15．．．控制單元

15a．．．變頻器

15b．．．切換元件

16．．．壓差計

17．．．待測過濾材

20．．．環境氣體

30．．．潔淨氣體

40．．．待混合氣體

50．．．檢測氣體

100．．．氣體混合裝置

110．．．腔體

112．．．進氣端

114．．．出氣端

120．．．過濾層

122．．．開孔

130．．．氣體導入單元

132．．．進氣管線

132a．．．分支管線

134．．．流量調節閥

140．．．多孔層

圖1是本發明之一實施例之過濾材效率檢測系統的示意圖。

圖2是圖1之過濾材效率檢測系統的氣體混合裝置之示意圖。

20．．．環境氣體

30．．．潔淨氣體

40．．．待混合氣體

50．．．檢測氣體

100．．．氣體混合裝置

110．．．腔體

112．．．進氣端

114．．．出氣端

120．．．過濾層

122．．．開孔

130．．．氣體導入單元

132．．．進氣管線

132a．．．分支管線

134．．．流量調節閥

140．．．多孔層

Claims (15)

1. 一種氣體混合裝置，包括：一腔體，具有一進氣端以及一出氣端；一過濾層，配置於該腔體之該進氣端，其中該過濾層具有至少一開孔，而該腔體外之一環境氣體經由該過濾層進入該腔體之後會被過濾成為一潔淨氣體；一氣體導入單元，與該過濾層的該開孔連接，以將一待混合氣體經由該開孔導入該腔體內；以及一多孔層，配置於該腔體之該出氣端，其中該待混合氣體與該潔淨氣體混合之後經由該多孔層離開該腔體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之氣體混合裝置，其中該氣體導入單元包括：一進氣管線；以及一流量調節閥，配置於該進氣管線上，以控制該待混合氣體的流量。
3. 如申請專利範圍第2項所述之氣體混合裝置，其中該開孔的數量為多個，而該進氣管線具有多個分支管線，且該開孔的數量與該些分支管線的數量相同。
4. 如申請專利範圍第1項所述之氣體混合裝置，其中該多孔層為一整流多孔層。
5. 一種過濾材效率檢測系統，包括：一申請專利範圍第1項所述之氣體混合裝置；一取樣腔體，與該腔體之該出氣端連接，其中一待測過濾材固定於該取樣腔體內，以將該取樣腔體分隔為一上游取樣區以及一下游取樣區；一上游取樣單元，用以對該上游取樣區內的氣體進行取樣；一下游取樣單元，用以對該下游取樣區內的氣體進行取樣；一粒子計數器；以及一控制單元，與該取樣腔體、該上游取樣單元、該下游取樣單元以及該粒子計數器連接，透過該控制單元的控制，該粒子計數器能夠分別對該上游取樣單元以及該下游取樣單元所取樣之樣本進行粒子數之檢測。
6. 如申請專利範圍第5項所述之過濾材效率檢測系統，其中該氣體導入單元包括：一進氣管線；以及一流量調節閥，配置於該進氣管線上，以控制該待混合氣體的流量。
7. 如申請專利範圍第6項所述之過濾材效率檢測系統，其中該開孔的數量為多個，而該進氣管線具有多個分支管線，且該開孔的數量與該些分支管線的數量相同。
8. 如申請專利範圍第5項所述之過濾材效率檢測系統，其中該多孔層為一整流多孔層。
9. 如申請專利範圍第5項所述之過濾材效率檢測系統，其中該取樣腔體具有一抽氣單元，以使經過該氣體混合裝置混合後的氣體被該待測過濾材過濾。
10. 如申請專利範圍第9項所述之過濾材效率檢測系統，其中該抽氣單元與該控制單元電性連接。
11. 如申請專利範圍第9項所述之過濾材效率檢測系統，其中該抽氣單元包括：一鼓風機，配置於該取樣腔體上；以及一流量計，配置於該取樣腔體上。
12. 如申請專利範圍第9項所述之過濾材效率檢測系統，其中該控制單元具有一變頻器，該變頻器與該抽氣單元電性連接。
13. 如申請專利範圍第5項所述之過濾材效率檢測系統，其中該上游取樣單元包括一上游取樣管，而該下游取樣單元包括一下游取樣管，且該控制單元具有一切換元件，該切換元件耦接於該上游取樣管、該下游取樣管以及該粒子計數器之間，透過該切換元件的切換，該粒子計數器能夠分別對該上游取樣管以及該下游取樣管中之樣本進行粒子數之檢測。
14. 如申請專利範圍第13項所述之過濾材效率檢測系統，其中該切換元件包括一電磁閥。
15. 如申請專利範圍第5項所述之過濾材效率檢測系統，更包括一壓差計，耦接於該上游取樣區與該下游取樣區之間以量測該上游取樣區與該下游取樣區的壓力差。