TWI834337B - 恒壓噴淋設備、恒壓噴淋方法以及監控器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種恒壓噴淋設備、恒壓噴淋方法以及監控器。所述恒壓噴淋設備包括：儲液缸、噴淋管、泵、過濾器以及控制器，所述控制器適於：調節泵的頻率來調節液體的噴淋壓力；確定所述過濾器的濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊。所述恒壓噴淋方法包括步驟：調節泵的頻率來調節液體的噴淋壓力；確定過濾器的濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊。所述監控器包括獲取器、控制器以及提示器。
Description
本發明涉及濕制程技術領域，具體涉及一種恒壓噴淋設備、恒壓噴淋方法以及監控器。
本申請要求了申請日為2021年10月26日，申請號為202111246327.3的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本發明中。
化學噴淋是濕制程設備常用的處理方法，通過噴嘴噴灑化學藥液到待處理工件的處理表面，達到清洗、蝕刻、除油、除鏽等目的。通常藥液儲存在儲液缸，通過泵輸送到噴淋管，噴淋後回流到儲液缸。
為了提高噴淋的均勻性，需要維持藥液的恒定的噴淋壓力。現有的恒壓噴淋設備中，大多數制程需要安裝過濾器來過濾藥液，保證噴淋藥液乾淨無異物，這些異物可能會導致噴嘴堵塞。然而，藥液的噴淋壓力隨著濾芯的堵塞程度變化，影響了噴淋的均勻性。
為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明的實施例提供了一種恒壓噴淋設備、恒壓噴淋方法以及監控器，通過確定過濾器的濾芯的堵塞情況，能夠及時更換過濾器的濾芯，從而達到維持恒定的噴淋壓力和提高噴淋的均勻性的目的。
根據本發明的一個方面，提供一種恒壓噴淋設備。所述恒壓噴淋設備包括：儲液缸，用於儲存液體；噴淋管，用於將所述液體噴灑到
待處理工件的表面；泵，用於將所述液體從所述儲液缸抽取到所述噴淋管；過濾器，位於所述泵和所述噴淋管之間，所述過濾器具有用於過濾所述液體的濾芯；以及控制器，適於：調節所述泵的頻率來調節所述液體的噴淋壓力；確定所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊。
可選地，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
其中，α表示所述濾芯的濾芯係數，f表示所述泵的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。
可選地，所述控制器包括提示器，當所述濾芯的濾芯係數達到預定濾芯係數時，通過所述提示器發出所述提示資訊。
可選地，所述控制器還包括變頻器，通過所述變頻器來確定所述泵的頻率。
可選地，所述控制器還包括壓力計，通過所述壓力計來確定所述液體的噴淋壓力。
可選地，所述控制器還包括記憶體，適於存儲所述濾芯的預定濾芯係數。
可選地，所述預定濾芯係數與所述濾芯完全堵塞前預定時間的濾芯係數相關。
可選地，所述控制器還包括比較器，適於將所述濾芯的濾芯係數與所述濾芯的預定濾芯係數進行比較。
根據本發明的另一個方面，提供一種恒壓噴淋方法。所述恒壓噴淋方法包括步驟：調節泵的頻率來調節液體的噴淋壓力；確定過濾器
的濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊。
可選地，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
其中，α表示所述濾芯的濾芯係數，f表示所述泵的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。
可選地，當所述濾芯的濾芯係數達到預定濾芯係數時，發出所述提示資訊。
可選地，通過變頻器來確定所述泵的頻率。
可選地，通過壓力計來確定所述液體的噴淋壓力。
可選地，通過記憶體來存儲所述濾芯的預定濾芯係數。
可選地，所述預定濾芯係數與所述濾芯完全堵塞前預定時間的濾芯係數相關。
可選地，通過比較器將所述濾芯的濾芯係數與所述濾芯的預定濾芯係數進行比較。
根據本發明的又一個方面，提供一種監控器。所述監控器包括：獲取器，適於獲取泵運行時的頻率和液體的噴淋壓力，所述泵用於抽取所述液體；控制器，適於：調節所述泵的頻率來調節所述液體的噴淋壓力；確定過濾器的濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊；以及提示器，適於發出所述提示資訊。
可選地，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
其中，α表示所述濾芯的濾芯係數，f表示所述泵的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。
與現有技術相比，本發明實施例的技術方案具有以下有益效果：在本發明實施例中，所述控制器適於：調節所述泵的頻率來調節所述液體的噴淋壓力；確定所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊，確定是否需要更換所述濾芯。通過預測所述過濾器的濾芯的堵塞情況，能夠及時更換過濾器的濾芯，從而達到維持恒定的噴淋壓力和提高噴淋的均勻性的目的。
進一步地，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
其中，α表示所述濾芯的濾芯係數，f表示所述泵的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。由此，通過所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力來即時計算所述濾芯的濾芯係數，計算簡易，預測準確度高。
進一步地，所述控制器包括提示器，當所述濾芯的濾芯係數達到預定濾芯係數時，通過所述提示器發出提示資訊。由此，通過設定濾芯係數上限進行報警來更換濾芯，可以有效預防濾芯堵塞造成的損失，又可以減少濾芯浪費，保證每只濾芯用盡。
10:儲液缸
100:恒壓噴淋設備
20:泵
200:監控器
210:獲取器
220:控制器
230:提示器
240:變頻器
250:測壓器
260:記憶體
270:比較器
30:過濾器
31:濾芯
40:噴淋管
41:上噴淋管
42:下噴淋管
50:壓力計
60:球閥
S11,S13,S15,S17:方法
本發明的其它特徵以及優點將通過以下結合圖式詳細描述的可選實施方式更好地理解，圖式中相同的標記表示相同或相似的部件，其中：
圖1示出了根據本發明的一個實施例的恒壓噴淋設備的結構示意圖；圖2示出了根據本發明的一個實施例的恒壓噴淋方法的流程圖；以及圖3示出了根據本發明的一個實施例的監控器的結構框圖。
下面詳細討論實施例的實施和使用。然而，應當理解，所討論的具體實施例僅僅示範性地說明實施和使用本發明的特定方式，而非限制本發明的範圍。在描述時各個部件的結構位置例如上、下、頂部、底部等方向的表述不是絕對的，而是相對的。當各個部件如圖中所示佈置時，這些方向表述是恰當的，但圖中各個部件的位置改變時，這些方向表述也相應改變。
為了提高噴淋的均勻性，需要維持液體的恒定的噴淋壓力。噴淋壓力和流量是控制噴淋效果的主要參數，可以通過調整球閥改變壓力和流量。需要精確控制的制程可以用變頻器，改變泵的輸出壓力來改變噴淋壓力和流量。然而，隨著過濾器的濾芯中阻擋異物增加，泵的輸出壓力會減少。要保持恒壓，需要在過濾器後面加裝數位壓力計，返回控制系統。控制系統(比如可程式化邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC))可以動態調整變頻器的頻率來達到穩定的噴淋壓力。
恒壓控制方法可以保證在生產過程中，噴淋壓力不會隨著濾芯堵塞程度變化。當噴淋壓力降低時，通過增加泵的頻率來保持噴淋壓力。但是隨著濾芯堵塞程度嚴重，泵的頻率達到工作上限時，噴淋壓力就會降低，這時需要立即更換濾芯，防止噴淋壓力降低導致產品不合規格而報廢。當泵的頻率達到工作頻率上限時，也可能導致電流過高而停止工作。如果沒有及時發現，可能造成大量產品報廢。
現有方法主要是：1.按照固定時間提前更換濾芯，可以防止生產中出現問題，但是會造成一定濾芯浪費。有時濾芯還可以繼續使用，提前更換會增加濾芯使用數量，增加成本；2.按照泵的頻率，設置頻率上
限更換濾芯。問題是設定壓力值不同時，泵的頻率不同，很難準確預測更換時間。同樣會出現更換過早，造成浪費，或更換過晚，無法防止問題發生。
為此，本發明的實施例提供了一種恒壓噴淋設備以及恒壓噴淋方法。所述恒壓噴淋設備包括：儲液缸，用於儲存液體；噴淋管，用於將所述液體噴灑到待處理工件的表面；泵，用於將所述液體從所述儲液缸抽取到所述噴淋管；過濾器，位於所述泵和所述噴淋管之間，所述過濾器具有用於過濾所述液體的濾芯；以及控制器，適於：調節所述泵的頻率來調節所述液體的噴淋壓力；確定所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊，確定是否需要更換所述濾芯。
通過預測所述過濾器的濾芯的堵塞情況，能夠及時更換過濾器的濾芯，從而達到維持恒定的噴淋壓力和提高噴淋的均勻性的目的。
圖1示出了根據本發明的一個實施例的恒壓噴淋設備100的結構示意圖。具體地，如圖1所示，所述恒壓噴淋設備100包括：儲液缸10、泵20、過濾器30、噴淋管40和控制器。所述儲液缸10用於儲存液體例如藥液，所述泵20用於將液體從所述儲液缸10抽取到所述噴淋管40。所述過濾器30位於所述泵20和所述噴淋管40之間，所述過濾器30具有用於過濾所述液體的濾芯31。所述噴淋管40用於將液體噴灑到待處理工件的表面。所述噴淋管40可以包括上噴淋管41和下噴淋管42，待處理的工件可以放置在所述上噴淋管41和所述下噴淋管42之間，所述上噴淋管41和所述下噴淋管42分別設有多個噴嘴，液體經由所述噴嘴噴到待處理工件的上表面和下表面，進行清洗、蝕刻、除油或除鏽等處理。
其中，所述控制器被配置成調節所述泵20的頻率來調節所述液體的噴淋壓力。所述控制器還被配置成：確定所述過濾器30的所述濾芯31的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵20的頻率和所述液體的噴淋壓力相
關；以及根據所述濾芯31的濾芯係數來發出提示資訊，確定是否需要更換所述濾芯31。
在一些實施例中，所述過濾器30的所述濾芯31的濾芯係數基於下面的公式來確定：
其中，α表示所述濾芯31的濾芯係數，f表示所述泵20的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。
在一些實施例中，所述控制器包括提示器，當所述濾芯31的濾芯係數達到預定濾芯係數時，通過所述提示器發出提示資訊。所述提示資訊可以為聲音、文字、視頻或者聲音、文字和視頻結合的方式，對使用者進行提示。
在一些實施例中，所述控制器還包括安裝到所述泵20上的變頻器，通過所述變頻器來確定所述泵20的頻率。
在一些實施例中，所述控制器還包括壓力計，通過所述壓力計來確定所述液體的噴淋壓力。
在一些實施例中，所述控制器還包括記憶體，適於存儲所述濾芯31的預定濾芯係數。所述預定濾芯係數與所述濾芯完全堵塞前預定時間的濾芯係數相關。
在一些實施例中，所述控制器還包括比較器，適於將所述濾芯31的濾芯係數與所述濾芯31的預定濾芯係數進行比較。
在一些實施例中，在所述過濾器30和所述噴淋管40之間、在所述過濾器30的出口處設有壓力計50，用於測量所述液體的噴淋壓力。所述壓力計50與所述控制器相連接，測量的所述液體的噴淋壓力的數值傳輸到所述控制器，即時監測所述液體的噴淋壓力。
在一些實施例中，在所述過濾器30和所述噴淋管40之間、在所述噴淋管40的入口處設有球閥60，通過所述球閥60來調整所述液體的噴淋壓力和流量。
通過控制器即時計算所述濾芯的濾芯係數，設定濾芯係數上限報警更換濾芯，可以達到準確預測。例如，生產一個批次大概用時4小時，假定提前5小時預測濾芯堵塞，在一個批次生產前更換，防止生產過程中停泵造成報廢。通過記錄所述濾芯的濾芯係數，可以找到所述濾芯完全堵塞5小時前的濾芯係數，將其做為預定濾芯係數。當計算的濾芯係數達到所述預定濾芯係數時，發出提示資訊。這樣，預測成功比例超過90%，濾芯用量減少20%。
根據本發明的另一個方面，提供一種恒壓噴淋方法，包括步驟：調節泵的頻率來調節液體的噴淋壓力；確定過濾器的濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊，確定是否需要更換所述濾芯。
在一些實施例中，所述恒壓噴淋方法還包括步驟：通過泵抽取液體；以及將所述液體噴灑到待處理工件的表面。
在一些實施例中，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
其中，α表示所述濾芯的濾芯係數，f表示所述泵的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。
在一些實施例中，當所述濾芯的濾芯係數達到預定濾芯係數時，發出提示資訊。
在一些實施例中，通過變頻器來確定所述泵的頻率。
在一些實施例中，通過壓力計來確定所述液體的噴淋壓力。
在一些實施例中，通過記憶體來存儲所述濾芯的預定濾芯係數。
在一些實施例中，所述預定濾芯係數與所述濾芯完全堵塞前預定時間的濾芯係數相關。
在一些實施例中，通過比較器將所述濾芯的濾芯係數與所述濾芯的預定濾芯係數進行比較。
在一些實施例中，如圖2所示，所述恒壓噴淋方法包括步驟：S11、通過變頻器來獲取泵的頻率；S13、通過壓力計來獲取液體的噴淋壓力；S15、通過控制器計算過濾器的濾芯的濾芯係數；以及S17、根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊。
實際過程中，要做到準確預測所述過濾器的濾芯使用時長，要保證在不同噴淋壓力設定下有不同上限，而不能用固定的壓力或頻率來預測。同樣輸出壓力下，新濾芯需要較低的頻率就可以達到設定噴淋壓力。只要找到液體的噴淋壓力與泵的頻率之間的關係，就可以幫助預測所述過濾器的濾芯的使用情況。
泵的輸出壓力與轉速的平方成正比，即：P2/P1=(N2/N1)2，其中P1、P2表示泵的輸出壓力，N1、N2表示泵的轉速。由於泵的轉速與頻率成正比，所以泵的輸出壓力與頻率的平方成正比關係。
如果沒有過濾器，泵的輸出壓力與頻率的平方的比例是恒定的常數；這裡因為有過濾器，常數變成了變數，將其定義為濾芯的濾芯係數。
在設備正常工作時，改變恒壓噴淋設備的設定噴淋壓力，記錄噴淋壓力達到設定值後的泵的頻率的值。通過曲線擬合方法，可以發現：
P=(f/α)2
即，
其中，α表示所述濾芯的濾芯係數，f表示所述泵的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。
新舊濾芯的濾芯係數不同，通過採集新舊濾芯的資料，可以發現濾芯係數變化可以代表濾芯的堵塞情況。例如，通過計算新濾芯的濾芯係數為1，在使用中濾芯慢慢堵塞。為了保證恒壓噴淋，保證液體的噴淋壓力不變，提高泵的頻率，使得濾芯係數逐漸增加，通過控制器即時計算濾芯的濾芯係數，當濾芯完全堵塞時，濾芯係數為2，此時濾芯發生故障。從這個時間回去找預定時間前，例如7小時前，記錄下濾芯係數，比如是1.4，以後就用1.4做為預定濾芯係數。當使用中的濾芯的濾芯係數達到所述預定濾芯係數1.4時，發出提示資訊，提示工作人員進行更換濾芯。
根據本發明的又一個方面，提供一種監控器，用於前述的恒壓噴淋設備和恒壓噴淋方法。如圖3所示，監控器200包括：獲取器210，適於獲取泵運行時的頻率和所述液體的噴淋壓力，所述泵用於抽取液體；控制器220，適於：調節所述泵的頻率來調節所述液體的噴淋壓力；確定所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊，確定是否需要更換所述濾芯；以及提示器230，適於基於所述控制器220的指令發出所述提示資訊。
在一些實施例中，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
其中，α表示所述濾芯的濾芯係數，f表示所述泵的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。
在一些實施例中，所述監控器200還包括變頻器240，通過所述變頻器240來確定所述泵的頻率。
在一些實施例中，所述監控器200還包括測壓器250，通過所述測壓器250來確定所述液體的噴淋壓力，所述測壓器250可以採用圖1中的壓力計50。
在一些實施例中，所述監控器200還包括記憶體260，適於存儲所述濾芯的預定濾芯係數。
在一些實施例中，所述監控器200還包括比較器270，適於將所述濾芯的濾芯係數與所述濾芯的預定濾芯係數進行比較。
在本發明的實施例中，所述控制器適於：調節所述泵的頻率來調節所述液體的噴淋壓力；確定所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊，確定是否需要更換所述濾芯。通過預測所述過濾器的濾芯的堵塞情況，能夠及時更換過濾器的濾芯，從而達到維持恒定的噴淋壓力和提高噴淋的均勻性的目的。
進一步地，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
其中，α表示所述濾芯的濾芯係數，f表示所述泵的頻率，P表示所述液體的噴淋壓力。由此，通過所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力來即時計算所述濾芯的濾芯係數，計算簡易，預測準確度高。
進一步地，所述控制器包括提示器，當所述濾芯的濾芯係數達到預定濾芯係數時，通過所述提示器發出提示資訊。由此，通過設定係數上限進行報警來更換濾芯，可以有效預防濾芯堵塞造成的損失，又可以減少濾芯浪費，保證每只濾芯用盡。
以上已揭示本發明的技術內容及技術特點，然而可以理解，在本發明的創作思想下，本領域的技術人員可以對上述公開的構思作各種變化和改進，但都屬於本發明的保護範圍。上述實施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本發明的保護範圍由請求項所確定。
10:儲液缸
100:恒壓噴淋設備
20:泵
30:過濾器
31:濾芯
40:噴淋管
41:上噴淋管
42:下噴淋管
50:壓力計
60:球閥
Claims (16)
- 一種恒壓噴淋設備，其特徵在於，包括：儲液缸，用於儲存液體；噴淋管，用於將所述液體噴灑到待處理工件的表面；泵，用於將所述液體從所述儲液缸抽取到所述噴淋管；過濾器，位於所述泵和所述噴淋管之間，所述過濾器具有用於過濾所述液體的濾芯；以及控制器，適於：調節所述泵的頻率來調節所述液體的噴淋壓力；確定所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊；其中，所述控制器包括提示器，當所述濾芯的濾芯係數達到預定濾芯係數時，通過所述提示器發出所述提示資訊，提示更換所述濾芯。
- 如請求項1所述的恒壓噴淋設備，其中，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
- 如請求項1所述的恒壓噴淋設備，其中，所述控制器還包括變頻器，通過所述變頻器來確定所述泵的頻率。
- 如請求項1所述的恒壓噴淋設備，其中，所述控制器還包括壓力計，通過所述壓力計來確定所述液體的噴淋壓力。
- 如請求項1到4中任一項所述的恒壓噴淋設備，其中，所述控制器還包括記憶體，適於存儲所述濾芯的預定濾芯係數。
- 如請求項1到4中任一項所述的恒壓噴淋設備，其中，所述預定濾芯係數為所述濾芯完全堵塞前預定時間的濾芯係數。
- 如請求項1到4中任一項所述的恒壓噴淋設備，其中，所述控制器還包括比較器，適於將所述濾芯的濾芯係數與所述濾芯的預定濾芯係數進行比較。
- 一種恒壓噴淋方法，其特徵在於，包括步驟：調節泵的頻率來調節液體的噴淋壓力；確定過濾器的濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊；其中，當所述濾芯的濾芯係數達到預定濾芯係數時，發出所述提示資訊，提示更換所述濾芯。
- 如請求項8所述的恒壓噴淋方法，其中，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
- 如請求項8所述的恒壓噴淋方法，其中，通過變頻器來確定所述泵的頻率。
- 如請求項8所述的恒壓噴淋方法，其中，通過壓力計來確定所述液體的噴淋壓力。
- 如請求項8到11中任一項所述的恒壓噴淋方法，其中， 通過記憶體來存儲所述濾芯的預定濾芯係數。
- 如請求項8到11中任一項所述的恒壓噴淋方法，其中，所述預定濾芯係數為所述濾芯完全堵塞前預定時間的濾芯係數。
- 如請求項8到11中任一項所述的恒壓噴淋方法，其中，通過比較器將所述濾芯的濾芯係數與所述濾芯的預定濾芯係數進行比較。
- 一種監控器，其特徵在於，包括：獲取器，適於獲取泵運行時的頻率和液體的噴淋壓力，所述泵用於抽取所述液體；控制器，適於：調節所述泵的頻率來調節所述液體的噴淋壓力；確定過濾器的濾芯的濾芯係數，所述濾芯係數與所述泵的頻率和所述液體的噴淋壓力相關；以及根據所述濾芯的濾芯係數來發出提示資訊；以及提示器，適於發出所述提示資訊；其中，當所述濾芯的濾芯係數達到預定濾芯係數時，通過所述提示器發出所述提示資訊，提示更換所述濾芯。
- 如請求項15所述的監控器，其中，所述過濾器的所述濾芯的濾芯係數基於下面的公式來確定：
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|---|---|---|---|---|
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