TWI827206B - 穩定的液態氣體供應加熱設備 - Google Patents
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Abstract
本發明穩定的液態氣體供應加熱設備包含氣體供應系統、儲氣槽、壓力感測器、溫度感測器、加熱裝置及控制系統;加熱裝置安裝在儲氣槽底側,具有一能產生磁通量變化的磁控單元;控制系統具有壓力及溫度控制模組。其中,一壓力參數以及一溫度參數將分別傳輸至控制系統,使得一加熱控制訊號被產生來傳輸至加熱裝置;當氣壓數值超過壓力參數時,一停止控制訊號被產生來傳輸至加熱裝置,使得氣壓數值逐漸下降;當氣壓數值低於壓力參數時,加熱控制訊號再被傳輸至加熱裝置,使得氣壓數值上升,讓氣壓數值維持在壓力參數的設定範圍內。藉此,讓液態氣體能快速汽化為具有穩定壓力的標的氣體。
Description
本發明有關於一種半導體製程的氣體供應設備,特別是指一種將液態氣體快速氣化來達到穩定壓力值的供應加熱設備。
在半導體領域(如:晶圓、面板或發光二極體)的產品製造過程中,都需要在加工過程中使用一些特殊氣體(如:NH3、SiH4、N2O....)。其中,有一部分是液態氣體(如:NH3),因此,傳統方式就是購買一儲存有液態氣體的供氣瓶體,並將供氣瓶體安裝在氣體輸送管路上,使用時必須對供氣瓶體加熱將液態氣體氣化,才能將氣體傳輸至供應系統終端來進行使用。
請參閱圖1所示,傳統液態氣體供應是在一供氣瓶體10外部安裝一加熱器11,並僅搭配一設置在該供氣瓶體10外部的溫度感測器12來進行加熱程序,由該加熱器11直接加熱該供氣瓶體10,再由該供氣瓶體10導熱給內部液態氣體。然而,這樣的加熱設計無法取得讓供氣瓶體10內部氣體的真實溫度,就會造成供氣瓶體10所供應的氣壓狀態不穩定,並且間接加熱方式的反應時間過慢,將會在需要增加氣體用量時造成氣體壓力不足,反之,若要減少氣體用量或是停止氣體供應時,會造成供氣瓶體10仍被加熱而有壓力過大的問題。
因此,市面上有另一種安裝在該供氣瓶體內部的溫度感測器,使得溫度感測器能準確測出供氣瓶體內部氣體的真實溫度,然而,加熱裝置仍是透過導熱方式來間接加熱內部氣體,仍有加熱反應時間過長的問題。
本發明的主要目的在於提供一種對液態氣體進行加熱供應的控制設備,使得氣體供應系統能從儲氣槽穩定地取得一適當供應壓力的標的氣體,並確保儲氣槽的溫度能被維持在安全數值之下。
本發明的次要目的在於供應加熱設備採用槽外電磁設計來直接加熱液態氣體,使得儲氣槽內部的液態氣體能快速升溫氣化形成一標的氣體,讓標的氣體不會因為用量過大而有壓力不穩的情況發生。
本發明的另一目的在於壓力參數與溫度參數皆可依序實際晶圓加工需求在控制系統來進行輸入,方便使用者能即時調整供氣壓力以及防護機制的溫度條件。
本發明的再一目的在於控制設備可採用多個儲氣槽來同步進行氣體供應,並透過檢測每個儲氣槽的重量,使得所有儲氣槽能在同一時間下將內部液態氣體耗盡,避免發生單一儲氣槽先耗盡現象,以利提升供氣品質。
為實現前述目的,於第一較佳實施例中,本發明穩定的液態氣體供應加熱設備包含:一氣體供應系統;一上游氣體儲存系統以及一控制系統,其中,該上游氣體儲存系統包括一儲氣槽,一傳輸管路、一壓力感測器、一溫度感測器以及一加熱裝置。
該儲氣槽儲存有一液態氣體;該傳輸管路,連接於該儲氣槽及該氣體供應系統之間;該壓力感測器連接於該傳輸管路來偵測該儲氣槽的氣體壓力變化,並能持續產生一氣壓數值;該溫度感測器安裝於該儲氣槽表面來偵測槽體溫度變化,並能持續產生一溫度數值;該加熱裝置安裝在該儲氣槽的外部底側,具有一能產生磁通量變化的磁控單元來快速加熱該儲氣槽內部的該液態
氣體;該控制系統具有一壓力控制模組來電性連接該壓力感測器以及一溫度控制模組來電性連接該溫度感測器,該壓力控制模組以及該溫度控制模組皆電性連接該加熱裝置。
當一壓力參數以及一溫度參數被分別輸入至該壓力控制模組以及該溫度控制模組時,一加熱控制訊號將被該控制系統產生來傳輸至該加熱裝置,使得該液態氣體被該加熱裝置氣化成一標的氣體;當該氣壓數值上升超過該壓力參數的一壓力設定值時,一停止控制訊號將被該壓力控制模組產生來傳輸至該加熱裝置,使得該加熱裝置停止加熱,進而讓該氣壓數值逐漸下降;當該氣壓數值低於該壓力參數的該壓力設定值時,該加熱控制訊號再次被傳輸至該加熱裝置,使得該加熱裝置開始加熱,進而該氣壓數值上升,並藉由該加熱裝置交替地進行加熱升溫與停止降溫的程序,讓該氣壓數值維持在該壓力參數的一比例範圍內;當該氣壓數值超過該壓力參數的一壓力警示值時,一斷電控制訊號與一壓力提醒警示將被該壓力控制模組產生來傳輸至該加熱裝置,使得該加熱裝置停止加熱,該壓力警示值的數值大於該壓力設定值。
此外,當該溫度數值超過該溫度參數的一溫度設定值時,另一停止控制訊號將被該溫度控制模組產生來傳輸至該加熱裝置,當該溫度數值超過該溫度參數的一溫度警示值時,另一斷電控制訊號與一溫度提醒警示將被該溫度控制模組產生來傳輸至該加熱裝置,使得該加熱裝置停止加熱,且該溫度警示值的數值大於該溫度設定值,其中,該手動操作模式能透過一使用者手動輸入來重複設定該溫度設定值以及該溫度警示值。
其中,該控制系統進一步具有一人機介面,該人機介面包含一手動操作模式以及一自動操作模式,且該手動操作模式能透過一使用者手動輸入來重複設定該壓力設定值以及該壓力警示值。
並且該溫度設定值、該溫度警示值、該壓力設定值以及該壓力警示值皆可透過該控制系統的該人機介面來重複設定。該壓力控制模組以及該溫度控制模組皆具有一顯示器以及一警報器,使得在目前狀態下的該氣壓數值以及該溫度數值皆能被個別顯示器分別顯示出來,且該壓力提醒警示以及該溫度提醒警示可在異常情況下被個別警報器分別啟動。
此外,該控制系統進一步包含一過熱保護模組,該過熱保護模組電性連接於該加熱裝置來取得該加熱裝置的一運作溫度,該過熱保護模組會在該運作溫度超過負載時來產生再一斷電控制訊號,該再一斷電控制訊號將被傳輸至該加熱裝置來避免裝置溫度過高而自行燒毀。
於第二較佳實施例中,本發明穩定的液態氣體供應加熱設備包含:一氣體供應系統、一第一上游氣體儲存系統、一第二上游氣體儲存系統以及一控制系統,其中,該第一上游氣體儲存系統包括一第一儲氣槽、一第一傳輸管路、一第一壓力感測器、一第一溫度感測器、一第一加熱裝置以及一第一重量感測器;該第二上游氣體儲存系統包括一第二儲氣槽、一第二傳輸管路、一第二壓力感測器、一第二溫度感測器、一第二加熱裝置以及一第二重量感測器。
該第一儲氣槽以及該第二儲氣槽皆儲存有一液態氣體;該第一傳輸管路連接於該第一儲氣槽及該氣體供應系統之間,而該第二傳輸管路連接於該第二儲氣槽及該氣體供應系統之間。
該第一壓力感測器連接於該第一傳輸管路來偵測該第一儲氣槽的氣體壓力變化,並能持續產生一第一氣壓數值;該第一溫度感測器安裝於該第一儲氣槽表面來偵測槽體溫度變化,並能持續產生一第一溫度數值;該第一加熱裝置安裝在該第一儲氣槽的外部底側,具有一能產生磁通量變化的第一磁控單元來快速加熱該第一儲氣槽內部的該液態氣體。
該第二壓力感測器連接於該第二傳輸管路來偵測該第二儲氣槽的氣體壓力變化,並能持續產生一第二氣壓數值;該第二溫度感測器安裝於該第二儲氣槽表面來偵測槽體溫度變化,並能持續產生一第二溫度數值;該第二加熱裝置安裝在該第二儲氣槽的外部底側,具有一能產生磁通量變化的第二磁控單元來快速加熱該第二儲氣槽內部的該液態氣體。
該第一重量感測器設置於第一儲氣槽底部來持續產生一第一重量值;該第二重量感測器設置於第二儲氣槽底部來持續產生一第二重量值;該控制系統具有一壓力控制模組、一溫度控制模組以及一可程式化邏輯控制器,該壓力控制模組電性連接在該第一壓力感測器、該第二壓力感測器以及該第一加熱裝置、該第二加熱裝置之間,該溫度控制模組電性連接在該第一溫度感測器、該第二溫度感測器以及該第一加熱裝置、該第二加熱裝置之間,該可程式化邏輯控制器電性連接在該第一重量感測器、該第二重量感測器、該壓力控制模組以及該溫度控制模組之間。
當一第一壓力參數、一第二壓力參數、一第一溫度參數以及一第二溫度參數被分別輸入至該壓力控制模組以及該溫度控制模組時,一加熱控制訊號被該控制系統產生來傳輸至該第一加熱裝置以及該第二加熱裝置,使得該液態氣體能被該第一加熱裝置以及該第二加熱裝置分別氣化成一標的氣體。
其中,當該第一氣壓數值上升超過該第一壓力參數的一第一壓力設定值時,一停止控制訊號將被傳輸至該第一加熱裝置,使得該第一加熱裝置停止加熱,進而讓該第一氣壓數值逐漸下降;並且當該第一氣壓數值低於該第一壓力參數的該第一壓力設定值時,該加熱控制訊號將再次被傳輸至該第一加熱裝置,使得該第一加熱裝置開始加熱,進而讓該第一氣壓數值上升,並藉由該第一加熱裝置交替地進行加熱升溫與停止降溫的程序,讓該第一氣壓數值維持在該第一壓力參數的一比例範圍內;當該第一氣壓數值超過該第一壓力參數的一第一壓力警示值時,一斷電控制訊號與一壓力提醒警示將被傳輸至該第一加熱裝置,使得該第一加熱裝置停止加熱,該第一壓力警示值的數值大於該第一壓力設定值。
並且當該第二氣壓數值上升超過該第二壓力參數的一第二壓力設定值時,該停止控制訊號將被傳輸至該第二加熱裝置,使得該第二加熱裝置停止加熱,進而讓該第二氣壓數值逐漸下降;並且當該第二氣壓數值低於該第二壓力參數的該第二壓力設定值時,該加熱控制訊號將再次被傳輸至該第二加熱裝置,使得該第二加熱裝置開始加熱,進而讓該第二氣壓數值上升,並藉由該第二加熱裝置交替地進行加熱升溫與停止降溫的程序,讓該第二氣壓數值維持在該第二壓力參數的一比例範圍內;當該第二氣壓數值超過該第二壓力參數的一第二壓力警示值時,該斷電控制訊號與該壓力提醒警示將被傳輸至該第二加熱裝置,使得該第二加熱裝置停止加熱,該第二壓力警示值的數值大於該第二壓力設定值,此外,該控制系統進一步具有一人機介面,該人機介面包含一手動操作模式以及一自動操作模式,且該手動操作模式能透過一使用者的手動輸
入來取得該第一壓力參數、該第二壓力參數、該第一溫度參數、該第二溫度參數以及一設定數值。
當該第一重量值與該第二重量值之間的一重量差異超過設定數值時,一調整控制訊號將被該可程式化邏輯控制器產生,且該調整控制訊號被該可程式化邏輯控制器傳輸至該壓力控制模組以及該溫度控制模組,而該壓力控制模組的其中一壓力參數以及該溫度控制模組的其中一溫度參數皆被自動調整來改變該第一儲氣槽與該第二儲氣槽其中一者的氣體氣化量,藉以縮小該第一儲氣槽與該第二儲氣槽之間的該重量差異。
本發明的特點在於採用能產生磁通量變化的磁控單元來對該液態氣體直接電磁加熱,使得該液態氣體的溫度能夠快速上升,同時,控制系統是將壓力控制在一穩定數值的情況下來進行氣體供應,避免在供氣過程中發生供氣壓力不足或是槽壓過大的問題。
10:供氣瓶體
11:加熱器
12:溫度感測器
2:氣體供應系統
3:上游氣體儲存系統
30:儲氣槽
31:傳輸管路
32:壓力感測器
321:氣壓數值
33:溫度感測器
331:溫度數值
34:加熱裝置
341:保護單元
342:運作溫度
4:控制系統
40:人機介面
401:壓力提醒警示
402:溫度提醒警示
41:壓力控制模組
411:壓力參數
412:壓力設定值
413:壓力警示值
414:第一壓力參數
415:第二壓力參數
42:溫度控制模組
421:溫度參數
422:溫度設定值
423溫度警示值
424:第一溫度參數
425:第二溫度參數
43:過熱保護模組
441:加熱控制訊號
442:停止控制訊號
443:斷電控制訊號
45:可程式化邏輯控制器
451:調整控制訊號
5:第一上游氣體儲存系統
50:第一儲氣槽
51:第一傳輸管路
52:第一壓力感測器
521:第一氣壓數值
53:第一溫度感測器
531:第一溫度數值
54:第一加熱裝置
541:第一保護單元
542:第一運作溫度
55:第一重量感測器
551:第一重量值
6:第二上游氣體儲存系統
60:第二儲氣槽
61:第二傳輸管路
62:第二壓力感測器
621:第二氣壓數值
63:第二溫度感測器
631:第二溫度數值
64:第二加熱裝置
641:第二保護單元
642:第二運作溫度
65:第二重量感測器
651:第二重量值
圖1為習知液態氣體供應設備的示意圖;圖2為本發明穩定的液態氣體供應加熱設備第一實施例的示意圖;圖3為第一實施例傳輸氣壓數值、溫度數值以及控制訊號的方塊示意圖;圖4為加熱控制設備安全防護機制的示意圖;圖5為本發明加熱控制設備第二實施例的示意圖;圖6A及圖6B為第二實施例傳輸氣壓數值、溫度數值、重量值及控制訊號的方塊示意圖;以及圖7為圖5加熱控制設備控制邏輯的示意圖。
茲為便於更進一步對本發明之構造、使用及其特徵有更深一層明確、詳實的認識與瞭解,爰舉出較佳實施例,配合圖式詳細說明如下:本發明穩定的液態氣體供應加熱設備主要是利用一液態氣體透過加熱方式氣化成一穩定飽和壓力的標的氣體,並將該標的氣體提供給一氣體供應系統。
請參閱圖2及圖3所示,本發明穩定的液態氣體供應加熱設備具有一氣體供應系統2,一上游氣體儲存系統3以及一控制系統4;其中,該氣體供應系統2連接到一半導體加工設備,並能將該標的氣體提供給該半導體加工設備。
該上游氣體儲存系統3包含一儲氣槽30、一傳輸管路31、一壓力感測器32、一溫度感測器33以及一加熱裝置34,其中,該儲氣槽30內部儲存有該液態氣體,並且呈現一直立式擺放,然而,此僅方便舉例說明之用,亦即該儲氣槽30亦可呈現一平躺式擺放(圖未示);該傳輸管路31連接於該儲氣槽30及該氣體供應系統2之間,用以傳輸該標的氣體;該壓力感測器32電性連接該控制系統4,並安裝在該傳輸管路31靠近該儲氣槽30的一端,藉以偵測該儲氣槽30內部的壓力變化,並能持續性產生一氣壓數值321來傳輸至該控制系統4;該溫度感測器33電性連接該控制系統4,並安裝於該儲氣槽30表面來偵測槽體的溫度變化,並能持續性產生一溫度數值331來傳輸至該控制系統4;該加熱裝置34同樣電性連接該控制系統4,並安裝在該儲氣槽30的外部底側,具有一能產生磁通量變化的磁控單元以及一保護單元341,由該磁控單元以電磁方式來快速加熱在該儲氣槽30內部的該液態氣體,使得該液態氣體能快速氣化成該標的氣體。
該控制系統4包含一人機介面40、一壓力控制模組41、一溫度控制模組42以及一過熱保護模組43;該人機介面40能透過一使用者的手動輸入來取得一壓力參數411以及一溫度參數421,於一較佳實施例中,該壓力參數411具有一壓力設定值412以及一數值大於該壓力設定值412的壓力警示值413,該溫度參數421具有一溫度設定值422以及一數值大於該溫度設定值422的溫度警示值423。
該壓力控制模組41能從該壓力感測器32取得該氣壓數值321,並能透過該控制系統4的一顯示器來顯示目前狀態下的該氣壓數值321。該溫度控制模組42能從該溫度感測器33取得該溫度數值331,並能透過該控制系統4的另一顯示器來顯示目前狀態下的該溫度數值331。該過熱保護模組43能從該保護單元341取得一運作溫度342。
本發明透過該壓力參數411、該氣壓數值321、該溫度參數421、該溫度數值331以及該運作溫度342來形成不同的安全防護機制,並在不同運作狀態下來產生不同的控制訊號。
在第一種開啟狀態下,該控制系統4在取得該壓力參數411以及該溫度參數421後即產生一加熱控制訊號441,且該加熱控制訊號441將被傳輸至該加熱裝置34,使得該儲氣槽30內部的該液態氣體被該加熱裝置34氣化成該標的氣體。
在第二種加熱狀態下,該控制系統4將持續收到該氣壓數值321以及該溫度數值331,當該氣壓數值321上升超過該壓力參數411的該壓力設定值412時,一停止控制訊號442將被該壓力控制模組41產生來傳輸至該加熱裝置34,使得該加熱裝置34停止加熱,進而讓該氣壓數值321逐漸下降。
在第三種再加熱狀態下,當該氣壓數值321下降到低於該壓力設定值412的一設定數值時,該加熱控制訊號441將再次被傳輸至該加熱裝置34,使得該加熱裝置34交替地進行加熱升溫與停止降溫的程序,讓該氣壓數值321維持在該壓力參數411的一比例範圍內。
在第四種壓力超過狀態下,當該氣壓數值321超過該壓力警示值413時,該壓力控制模組41將會產生一壓力提醒警示401以及一斷電控制訊號443,其中,該壓力提醒警示401提供給該操作控制面板40的一警報器,而該斷電控制訊號443傳輸至該加熱裝置34,使得該加熱裝置34停止加熱。
在第五種溫度超過狀態下,當溫度數值331超過該溫度設定值422時,該溫度控制模組42將會產生另一停止控制訊號442;當該溫度數值331超過該溫度警示值423時,該溫度控制模組42將會產生一溫度提醒警示402以及另一斷電控制訊號443,其中,該溫度提醒警示402是提供給該操作控制面板40的另一警報器,而該另一斷電控制訊號443則是傳輸至該加熱裝置34,使得該加熱裝置34停止加熱。
在第六種負載超過狀態下,該過熱保護模組43會在該加熱裝置34的該運作溫度342超過負載時來產生再一斷電控制訊號443,該再一斷電控制訊號443將被該過熱保護模組43傳輸至該加熱裝置34來避免裝置溫度過高而自行燒毀。
請參閱圖5、6A及6B所示,本發明穩定的液態氣體供應加熱設備的第二實施例,包含:一氣體供應系統2;一第一上游氣體儲存系統5、一第二上游氣體儲存系統6以及一控制系統4。其中,該氣體供應系統2同樣連接到一半
導體加工設備,並能將該標的氣體提供給該半導體加工設備,且該第一上游氣體儲存系統5與該第二上游氣體儲存系統6皆連接於該氣體供應系統2。
該第一上游氣體儲存系統5包含:一第一儲氣槽50、一第一傳輸管路51、一第一壓力感測器52、一第一溫度感測器53、一第一加熱裝置54以及一第一重量感測器55。其中,該第一儲氣槽50內部儲存有該液態氣體,並且呈現一直立式擺放;該第一傳輸管路51連接於該第一儲氣槽50及該氣體供應系統2之間,用以傳輸該標的氣體;該第一壓力感測器52安裝在該第一傳輸管路51上,並與該控制系統4電性連接,且該第一壓力感測器52靠近該第一儲氣槽50來偵測該第一儲氣槽50的壓力變化,並能持續性產生一第一氣壓數值521來傳輸至該控制系統4。
該第一溫度感測器53安裝於該第一儲氣槽50表面來偵測槽體的溫度變化,並能持續性產生一第一溫度數值531來傳輸至該控制系統4;該第一加熱裝置54安裝在該第一儲氣槽50的外部底側,具有一能產生磁通量變化的磁控單元以及一第一保護單元541,由該磁控單元以電磁方式來直接加熱在該第一儲氣槽50內部的該液態氣體,使得該液態氣體能快速氣化成該標的氣體:該第一重量感測器55安裝於該第一儲氣槽50下方來偵測該第一儲氣槽50的重量變化,並能持續產生一第一重量值551來傳輸給該控制系統4。
該第二上游氣體儲存系統6包含:一第二儲氣槽60、一第二傳輸管路61、一第二壓力感測器62、一第二溫度感測器63、一第二加熱裝置64以及一第二重量感測器65。其中,該第二儲氣槽60內部儲存有該液態氣體,並且同樣呈現一直立式擺放;該第二傳輸管路61連接於該第二儲氣槽60及該氣體供應系統2之間,用以傳輸該標的氣體;該第二壓力感測器62安裝在該第二傳輸管路61
上,並與該控制系統4電性連接,且該第二壓力感測器62靠近該第二儲氣槽60來偵測該第二儲氣槽60的壓力變化,並能持續性產生一第二氣壓數值621來傳輸至該控制系統4。
該第二溫度感測器63安裝於該第二儲氣槽60表面來偵測槽體的溫度變化,並能持續性產生一第二溫度數值631來傳輸至該控制系統4;該第二加熱裝置64安裝在該第二儲氣槽60的外部底側,具有一能產生磁通量變化的磁控單元以及一第二保護單元641,由該磁控單元以電磁方式來直接加熱在該第二儲氣槽60內部的該液態氣體,使得該液態氣體能快速氣化成該標的氣體:該第二重量感測器65安裝於該第二儲氣槽60下方來偵測該第二儲氣槽60的重量變化,並能持續產生一第二重量值651來傳輸給該控制系統4。
該控制系統4包含一人機介面40、一壓力控制模組41、一溫度控制模組42、一過熱保護模組43以及一可程式化邏輯控制器45(programmable logic controller,簡稱PLC),其中,該人機介面40設有一觸控螢幕,並能由該觸控螢幕來顯示一手動操作模式以及一自動操作模式,該手動操作模式是透過一使用者的手動輸入來取得一第一壓力參數414、一第二壓力參數415、一第一溫度參數424、一第二溫度參數425以及一設定數值,於一可行實施例中,該第一壓力參數414包含一第一壓力設定值以及一第一壓力警示值,該第二氣壓參數415包含一第二壓力設定值以及一第二壓力警示值,該第一溫度參數424具有一第一溫度設定值以及一第一溫度警示值,該第二溫度參數425具有一第二溫度設定值以及一第二溫度警示值,該設定數值包含一第一差異值以及一第二差異值。
該壓力控制模組41能從該第一壓力感測器52以及該第二壓力感測器62分別取得該第一氣壓數值521以及該第二氣壓數值621,並能透過該控制系
統4的一顯示器來顯示目前狀態下的該第一氣壓數值521以及該第二氣壓數值621。
該溫度控制模組42能從該第一溫度感測器53以及該第二溫度感測器63分別取得該第一溫度數值531以及該第二溫度數值631,並能透過該控制系統4的另一顯示器來顯示目前狀態下的該第一溫度數值531以及第二溫度數值631。
該過熱保護模組43能從該第一保護單元541以及該第二保護單元641分別取得一第一運作溫度542以及一第二運作溫度642。該可程式化邏輯控制器45電性連接於該人機介面40、該壓力控制模組41以及該溫度控制模組42。該可程式化邏輯控制器45能從該第一重量感測器55以及該第二重量感測器65分別取得該第一重量值551以及該第二重量值651,並演算該第一重量值551與該第二重量值651來產生一重量差異,再將該重量差異與該設定數值比較。當該重量差異超過該設定數值時,該可程式化邏輯控制器45將會進入兩儲氣槽的自動平衡模式,由程式自動調整該壓力控制模組41的其中一壓力參數以及該溫度控制模組42的其中一溫度參數皆被自動調整來改變該第一儲氣槽50與該第二儲氣槽60其中一者的氣體氣化量,藉以縮小該第一儲氣槽50與該第二儲氣槽60之間的該重量差異。
本發明透過取得該第一壓力參數414、該第二壓力參數415、該第一氣壓數值521、該第二氣壓數值621、該第一溫度參數424、該第二溫度參數425、該第一溫度數值531、該第二溫度數值631、該第一運作溫度542、該第二運作溫度642、該第一重量值551、該第二重量值651以及該設定數值來形成不同的安全防護機制,並在不同運作狀態下來產生不同的控制訊號。
在第一種開啟狀態下,該控制系統4取得該第一壓力參數414、該第二壓力參數415、該第一溫度參數424以及該第二溫度參數425後即產生該加熱控制訊號441,且該加熱控制訊號441將被傳輸至該第一加熱裝置54及該第二加熱裝置64,使得該第一儲氣槽50及第二儲氣槽60兩者內部的該液態氣體被氣化成該標的氣體。
在第二種加熱狀態下,該微處理器44將持續收到該第一氣壓數值521、第二氣壓數值621、該第一溫度數值531以及該第二溫度數值631,當該第一氣壓數值521上升超過該第一壓力參數414的該第一壓力設定值時,一停止控制訊號442將被該壓力控制模組41產生來傳輸至該第一加熱裝置54,使得該第一加熱裝置54停止加熱,進而讓該第一氣壓數值521逐漸下降;若該第二氣壓數值621上升超過該第二壓力參數415的該第二壓力設定值時,該停止控制訊號442將會被該壓力控制模組41產生來傳輸至該第二加熱裝置64,使得該第二加熱裝置64停止加熱,進而讓該第二氣壓數值621逐漸下降。
在第三種壓力超過狀態下,當第一氣壓數值521或第二氣壓數值621的其中一者超過設定條件(該第一壓力警示值或該第二壓力警示值)時,該控制系統4將會產生該斷電控制訊號443與該壓力提醒警示401來傳輸至該第一加熱裝置54及該第二加熱裝置64,使得該第一加熱裝置54及該第二加熱裝置64停止加熱。
在第四種溫度超過狀態下,當第一溫度數值531或第二溫度數值631的其中一者超過設定條件(該第一溫度警示值或該第二溫度警示值)時,該控制系統4將會產生該另一斷電控制訊號443與該溫度提醒警示402來傳輸至該第
一加熱裝置54及該第二加熱裝置64,使得該第一加熱裝置54及該第二加熱裝置64停止加熱。
在第五種負載超過狀態下,該過熱保護模組43會在該第一加熱裝置54或該第二加熱裝置64其中一者超過負載時來產生該再一斷電控制訊號443,該再一斷電控制訊號443將被傳輸至該第一加熱裝置54以及該第二加熱裝置64來避免裝置溫度過高而自行燒毀。
在第六種重量不均狀態下,當該第一重量值551與該第二重量值651之間的一重量差異超過設定數值時,一調整控制訊號444將被該可程式化邏輯控制器45產生,且該調整控制訊號444將被傳輸至該壓力控制模組41以及該溫度控制模組42,使得該壓力控制模組41的該第一壓力設定值以及該第二壓力設定值被改變,且該溫度控制模組的第一溫度設定值以及該第二溫度設定值也都會被改變,藉以改變該第一加熱裝置54以及該第二加熱裝置64其中一者的加熱功率,讓兩儲氣槽產生不同的液態氣體氣化量,藉以縮小該第一儲氣槽50與該第二儲氣槽60之間的該重量差異。
請參閱圖7所示,當該使用者開始操作供應加熱設備時,必須先行設定儲氣槽的氣體壓力和設定儲氣槽的表面溫度;後續該微處理器4將會分別監控該第一上游氣體儲存系統5以及該第二上游氣體儲存系統6,並且以儲氣槽氣體壓力P為首先判斷條件。當儲氣槽氣體壓力P大於壓力設定值或該壓力警示值時,該控制系統4將直接停止加熱裝置輸出功率,但若氣體壓力P小於壓力設定值,則該控制系統4才需要判斷儲氣槽表面溫度。
在氣壓條件滿足設定值的情況下,當儲氣槽表面溫度T小於溫度設定值,該控制系統4將維持加熱裝置輸出功率,反之當儲氣槽表面溫度T大於該溫度設定值或溫度警示值時,該控制系統4將直接停止加熱裝置輸出功率。
2:氣體供應系統
3:上游氣體儲存系統
30:儲氣槽
31:傳輸管路
32:壓力感測器
321:氣壓數值
33:溫度感測器
331:溫度數值
34:加熱裝置
342:運作溫度
4:控制系統
40:人機介面
401:壓力提醒警示
402:溫度提醒警示
41:壓力控制模組
411:壓力參數
412:壓力設定值
413:壓力警示值
42:溫度控制模組
421:溫度參數
422:溫度設定值
423:溫度警示值
43:過熱保護模組
44:微處理器
441:加熱控制訊號
442:停止控制訊號
443:斷電控制訊號
Claims (6)
- 一種穩定的液態氣體供應加熱設備,包含:一氣體供應系統;一上游氣體儲存系統,包括:一儲氣槽,儲存有一液態氣體;一傳輸管路,連接於該儲氣槽及該氣體供應系統之間;一壓力感測器,連接於該傳輸管路來偵測該儲氣槽的氣體壓力變化,並能持續產生一氣壓數值;一溫度感測器,安裝於該儲氣槽表面來偵測槽體溫度變化,並能持續產生一溫度數值;以及一加熱裝置,安裝在該儲氣槽的外部底側,具有一能產生磁通量變化的磁控單元來快速加熱該儲氣槽內部的該液態氣體;以及一控制系統,具有一壓力控制模組來電性連接該壓力感測器以及一溫度控制模組來電性連接該溫度感測器,且該壓力控制模組以及該溫度控制模組皆電性連接於該加熱裝置;其中,當一壓力參數以及一溫度參數能被分別輸入至該壓力控制模組以及該溫度控制模組時,一加熱控制訊號被該控制系統產生來傳輸至該加熱裝置,使得該液態氣體被該加熱裝置氣化成一標的氣體;當該氣壓數值上升超過該壓力參數的一壓力設定值時,一停止控制訊號將被該壓力控制模組產生來傳輸至該加熱裝置,使得該加熱裝置停止加熱,進而讓該氣壓數值逐漸下降;並且當該氣壓數值低於該壓力參數時,該加熱控制訊號再次被傳輸至該加熱裝置,使得該加熱裝置開始加熱,進而讓該氣壓數值上升,並藉由該加熱裝置交替地進 行加熱升溫與停止降溫的程序,讓該氣壓數值維持在該壓力參數的一比例範圍內;當該氣壓數值超過該壓力參數的一壓力警示值時,一斷電控制訊號與一壓力提醒警示將被該壓力控制模組產生來傳輸至該加熱裝置,使得該加熱裝置停止加熱,該壓力警示值的數值大於該壓力設定值;該控制系統進一步具有一人機介面,該人機介面包含一手動操作模式以及一自動操作模式,且該手動操作模式能透過一使用者手動輸入來重複設定該壓力設定值以及該壓力警示值。
- 如請求項1所述穩定的液態氣體供應加熱設備,其中,當該溫度數值超過該溫度參數的一溫度設定值時,該溫度控制模組將會產生另一停止控制訊號;當該溫度數值超過該溫度參數的一溫度警示值時,該另一斷電控制訊號與一溫度提醒警示將被該溫度控制模組產生來傳輸至該加熱裝置,使得該加熱裝置停止加熱,且該溫度警示值的數值大於該溫度設定值。
- 如請求項2所述穩定的液態氣體供應加熱設備,其中,該手動操作模式能透過一使用者手動輸入來重複設定該溫度設定值以及該溫度警示值。
- 如請求項2所述穩定的液態氣體供應加熱設備,其中,該壓力控制模組以及該溫度控制模組皆具有一顯示器以及一警報器,使得在目前狀態下的該氣壓數值以及該溫度數值皆能被個別顯示器分別顯示出來,且該壓力提醒警示以及該溫度提醒警示可在異常情況下被個別警報器分別啟動。
- 如請求項2所述穩定的液態氣體供應加熱設備,其中,該控制系統進一步包含一過熱保護模組,該過熱保護模組電性連接該加熱裝置來取得 該加熱裝置的一運作溫度,該過熱保護模組會在該運作溫度超過負載時來產生再一斷電控制訊號,該再一斷電控制訊號將被傳輸至該加熱裝置來避免裝置溫度過高而自行燒毀。
- 一種穩定的液態氣體供應加熱設備,包含:一氣體供應系統;一第一上游氣體儲存系統,包括:一第一儲氣槽,儲存有一液態氣體;一第一傳輸管路,連接於該第一儲氣槽及該氣體供應系統之間;一第一壓力感測器,連接於該第一傳輸管路來偵測該第一儲氣槽的氣體壓力變化,並能持續產生一第一氣壓數值;一第一溫度感測器,安裝於該第一儲氣槽表面來偵測槽體溫度變化,並能持續產生一第一溫度數值;一第一加熱裝置,安裝在該第一儲氣槽的外部底側,具有一能產生磁通量變化的第一磁控單元來快速加熱該第一儲氣槽內部的該液態氣體;以及一第一重量感測器,設置於第一儲氣槽底部來持續產生一第一重量值;一第二上游氣體儲存系統,包括:一第二儲氣槽,儲存有該液態氣體;一第二傳輸管路,連接於該第二儲氣槽及該氣體供應系統之間;一第二壓力感測器,連接於該第二傳輸管路來偵測該第二儲氣槽的氣體壓力變化,並能持續產生一第二氣壓數值;一第二溫度感測器,安裝於該第二儲氣槽表面來偵測槽體溫度變化,並能持續產生一第二溫度數值; 一第二加熱裝置,安裝在該第二儲氣槽的外部底側,具有一能產生磁通量變化的第二磁控單元來快速加熱該第二儲氣槽內部的該液態氣體;一第二重量感測器,設置於第二儲氣槽底部來持續產生一第二重量值;以及一控制系統,具有一壓力控制模組、一溫度控制模組以及一可程式化邏輯控制器,該壓力控制模組電性連接在該第一壓力感測器、該第二壓力感測器以及該第一加熱裝置、該第二加熱裝置之間,該溫度控制模組電性連接在該第一溫度感測器、該第二溫度感測器以及該第一加熱裝置、該第二加熱裝置之間,該可程式化邏輯控制器電性連接在該第一重量感測器、該第二重量感測器、該壓力控制模組以及該溫度控制模組之間;其中,當一第一壓力參數、一第二壓力參數、一第一溫度參數以及一第二溫度參數被分別輸入至該壓力控制模組以及該溫度控制模組時,一加熱控制訊號被該控制系統傳輸至該第一加熱裝置以及該第二加熱裝置,使得該液態氣體能被該第一加熱裝置以及該第二加熱裝置分別氣化成一標的氣體;當該第一氣壓數值上升超過該第一壓力參數的一第一壓力設定值時,一停止控制訊號將被傳輸至該第一加熱裝置,使得該第一加熱裝置停止加熱,進而讓該第一氣壓數值逐漸下降;並且當該第一氣壓數值低於該第一壓力參數的該第一壓力設定值時,該加熱控制訊號將再次被傳輸至該第一加熱裝置,使得該第一加熱裝置開始加熱,進而讓該第一氣壓數值上升,並藉由該第一加熱裝置交替地進行加熱升溫與停止降溫的程序,讓該第一氣壓數值維持在該第一壓力參數的一比例範圍內; 當該第一氣壓數值超過該第一壓力參數的一第一壓力警示值時,一斷電控制訊號與一壓力提醒警示將被傳輸至該第一加熱裝置,使得該第一加熱裝置停止加熱,該第一壓力警示值的數值大於該第一壓力設定值;當該第二氣壓數值上升超過該第二壓力參數的一第二壓力設定值時,該停止控制訊號將被傳輸至該第二加熱裝置,使得該第二加熱裝置停止加熱,進而讓該第二氣壓數值逐漸下降;並且當該第二氣壓數值低於該第二壓力參數的該第二壓力設定值時,該加熱控制訊號將再次被傳輸至該第二加熱裝置,使得該第二加熱裝置開始加熱,進而讓該第二氣壓數值上升,並藉由該第二加熱裝置交替地進行加熱升溫與停止降溫的程序,讓該第二氣壓數值維持在該第二壓力參數的一比例範圍內;當該第二氣壓數值超過該第二壓力參數的一第二壓力警示值時,該斷電控制訊號與該壓力提醒警示將被傳輸至該第二加熱裝置,使得該第二加熱裝置停止加熱,該第二壓力警示值的數值大於該第二壓力設定值;當該第一重量值與該第二重量值之間的一重量差異超過設定數值時,一調整控制訊號將被該可程式化邏輯控制器產生,且該調整控制訊號被該可程式化邏輯控制器傳輸至該壓力控制模組以及該溫度控制模組,而該壓力控制模組的其中一壓力參數以及該溫度控制模組的其中一溫度參數皆被自動調整來改變該第一儲氣槽與該第二儲氣槽其中一者的氣體氣化量,藉以縮小該第一儲氣槽與該第二儲氣槽之間的該重量差異;該控制系統進一步具有一人機介面,該人機介面包含一手動操作模式以及一自動操作模式,且該手動操作模式能透過一使用者的手動輸入來取得該第一 壓力參數、該第二壓力參數、該第一溫度參數、該第二溫度參數以及一設定數值。
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