TWM638084U - 降溫系統之分析裝置 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種降溫系統之分析裝置，其監測一降溫系統，該降溫系統之分析裝置包含：一數據收集單元、一分析控制單元以及一數據儲存單元，該數據收集單元感測該降溫系統之至少一裝置，且該數據收集單元發出一感測訊號，該分析控制單元接收該感測訊號，該數據儲存單元發出一裝置歷史訊號至該分析控制單元，使該分析控制單元依據該感測訊號以及該裝置歷史訊號進行趨勢分析，該分析控制單元依據分析結果發出一異常預警訊號，通知維修人員進行檢修。

Description

降溫系統之分析裝置

本創作是關於一種降溫系統之分析裝置，尤其係指一種以趨勢分析降溫系統之狀態之分析裝置。

現今科技產業對於環境溫溼度的控制逐漸提升，尤其是半導體產業的製程對溫度控制精度有相當大的要求，因此溫控設備在半導體製程中一直擔任重要角色，其次半導體產業著重設備的稼動率，當設備出現異常時，快速維修與問題排除，成為設備必要的考量之一。

溫控設備中最常見維冷凍循環，其使用電動馬達推動一個壓縮機，由於熱量被吸收時會產生蒸發現象，而熱量釋放時會產生凝結，空氣調節機使用壓縮機在兩個間隔之間造成壓力的轉變，並以泵令冷媒流動；於製冷時，壓縮機將冷媒由氣態壓縮成氣液混合態，氣體壓縮過程導致冷媒溫度升高，從壓縮機出來的高溫高壓混合態冷媒，流進室外機的冷凝器，通過室外機的風扇等散熱元件將熱量從冷凝器的銅管與鋁片上帶走，使冷媒溫度降低，再常溫中壓冷媒經過毛細管，所受壓力急劇減小，溫度急劇降低至零度的低溫常壓冷媒，通過包裹保溫棉的連接管進入室內機的蒸發器，室內機的貫流風扇帶來的空氣流經蒸發器的銅管和鋁箔片被吸收大量的熱量，低溫空氣吹出室內機，蒸發器出來的常壓常溫冷媒，又通過連結管回到壓縮機，開始另一個循環。

習知技術使用的溫控設備，大部分採用需要冷媒制冷的冷凍系統型式，而習知溫控設備的故障原因主要於冷凍系統之異常，例如負載過大/過小、冷卻水系統水壓/流量/溫度變化超出預期、冷媒量過多/過少、冷媒洩漏、電壓波動、元件故障等，皆會造成冷凍機系統故障，但習知溫控設備由維修人員反饋後，往往無法判斷真正故障原因，通常需要另外安排專業技師至現場檢查後，經過故障排除法與嘗試錯誤後，大致上能確定主要故障的原因，進而造成維護困難及成本增加，因此產業界急需新的設計解決前述問題。

有鑑於上述習知技術之問題，本創作提供一種降溫系統之分析裝置，其以數據收集單元感測降溫系統之裝置，利用分析控制單元以裝置之歷史數據分析取得之感測訊號，使分析控制單元依據趨勢分析發出異常預警，通知維修人員進行檢查或維修。

本創作之一目的在於提供一種降溫系統之分析裝置，其以數據收集單元感測降溫系統之裝置，利用分析控制單元以裝置之歷史數據分析取得之感測訊號，使分析控制單元依據趨勢分析發出異常預警，通知維修人員進行檢查或維修，進一步減少維護之成本。

為達到上述所指稱之各目的與功效，本創作提供一種降溫系統之分析裝置，其用於監測一降溫系統之至少一裝置，該降溫系統之分析裝置包含：一數據收集單元、一分析控制單元以及一數據儲存單元，該數據收集單元用於感測該至少一裝置，且該數據收集單元發出一感測訊號，該分析控制單元電性連接該數據收集單元，且該分析控制單元接收該感測訊號，該數據儲存單元電性連接該分析控制單元，該數據儲存單元發出一裝置歷史訊號至該分析控制單元，該分析控制單元依據該感測訊號以及該裝置歷史訊號發出一異常預警訊號；利用此裝置監控降溫系統之裝置數值，並分析發出預警，通知維修人員進行檢查或維修，進一步減少維護之成本。

本創作之一實施例中，其中該至少一裝置係一熱交換裝置。

本創作之一實施例中，其中該至少一裝置係一壓縮機。

本創作之一實施例中，其中該至少一裝置係一冷凝器。

本創作之一實施例中，其中該至少一裝置係一控制閥。

本創作之一實施例中，其中該至少一裝置係一製程冷卻水系統(PCW)。

本創作之一實施例中，其中該數據收集單元之該感測訊號包含該至少一裝置之一壓力值、一溫度值、一流量值以及一電壓值之其中之一或該些數值之任意組合。

本創作之一實施例中，其中該分析控制單元分析該感測訊號並發出一異常訊號。

本創作之一實施例中，更包含一警報單元，其電性連接該分析控制單元，該警報單元接收該異常訊號後，該警報單元發出一警報訊號。

本創作之一實施例中，其中該分析控制單元係以趨勢分析(Trends analysis)分析該感測訊號以及該裝置歷史訊號。

為使　貴審查委員對本創作之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：

有鑑於上述習知技術之問題，本創作係一種降溫系統之分析裝置，其監測一降溫系統，該降溫系統之分析裝置包含之一數據收集單元感測該降溫系統之至少一裝置，一分析控制單元接收該數據收集單元發出之該感測訊號，該分析控制單元利用一數據儲存單元發出一裝置歷史訊號，使該分析控制單元依據該感測訊號以及該裝置歷史訊號進行趨勢分析，並依據分析結果發出一異常預警訊號，通知維修人員進行檢修，以解決習知需要另外安排專業技師至現場檢查後，經過故障排除法與嘗試錯誤方能確定主要故障原因，進而造成維護困難及成本增加之問題。

請參閱第1圖，其為本創作之一實施例之裝置連接示意圖，如圖所示，本實施例係第一實施例，其係一種降溫系統之分析裝置1，其用於監測一降溫系統2之至少一裝置3(圖示以複數個舉例)，該降溫系統之分析裝置1包含一數據收集單元10、一分析控制單元20以及一數據儲存單元30。

再次參閱第1圖，如圖所示，於本實施例中，該數據收集單元10用於感測該降溫系統2之該至少一裝置3，且該數據收集單元10發出一感測訊號102，該分析控制單元20電性連接該數據收集單元10，且該分析控制單元20接收該感測訊號102，以對應分析該數據收集單元10取得之該感測訊號102是否異常，進一步該數據儲存單元30電性連接該分析控制單元20，該數據儲存單元30發出一裝置歷史訊號302至該分析控制單元20，該分析控制單元20依據該裝置歷史訊號302對應分析該感測訊號102，當該感測訊號102異常時，該分析控制單元20發出一異常預警訊號202。

再次參閱第1圖以及第2圖，第2圖為本創作之一實施例之流程示意圖，如圖所示，於本實施例中，該數據收集單元10感測該至少一裝置3，以收集數據取得該至少一裝置3之狀態數值，該數據收集單元10將收集之數值以該感測訊號102傳輸至該分析控制單元20，該分析控制單元20將該感測訊號102紀錄至該數據儲存單元30，同時該分析控制單元20取得該數據儲存單元30之該裝置歷史訊號302，以對應分析該感測訊號102所包含之該至少一裝置3之數值，當數值之趨勢異常時，該分析控制單元20發出一異常預警訊號202，通知維護人員。

接續上述，於本實施例中，該分析控制單元20係以趨勢分析(Trends analysis)分析該感測訊號102以及該裝置歷史訊號302；趨勢分析是分別移動計算相鄰數期的平均值，並確定變動趨勢和趨勢平均值，最後以最近期的平均值加趨勢平均值與距離預測時間的期數的乘積，即得預測值，趨勢分析之優點是考慮時間序列發展趨勢，使預測結果能更好地符合實際，根據對準確程度要求不同，可選擇一次或二次移動平均值來進行預測。

請參閱第3圖，第3圖為本創作之另一實施例之裝置連接示意圖，如圖所示，本實施例係基於上述實施例，於本實施例中，該至少一裝置3係複數個裝置3，該些個裝置3可為一熱交換裝置、一壓縮機、一冷凝器、一控制閥或一製程冷卻水系統(PCW)，或該些裝置之任意組合，本實施例不在此限制。

接續上述，於本實施例中，該數據收集單元10對應上述該些個裝置3，以收集不同數值，因此該數據收集單元10之該感測訊號102包含該至少一裝置3(複數個裝置3)之一壓力值、一溫度值、一流量值以及一電壓值之其中之一或該些數值之任意組合，本實施例不在此限制。

接續上述，例如該數據收集單元10取得膨脹閥及流量控制閥之流量狀態，取得壓縮機、冷凝器或冷媒輸送管路之流量值、壓力值，取得壓縮之電壓值，取得製程冷卻水系統(PCW)之冷卻水之流量值及溫度值，以獲得該至少一裝置3之狀態數據，以供該分析控制單元20分析並儲存於該數據儲存單元30。

接續上述，例如該數據收集單元10感測壓縮機之壓力值，當壓力值逐漸上升，但尚未超出容許值時，該分析控制單元20依該數據儲存單元30之該裝置歷史訊號302比對該壓力值之上升趨勢，如該壓力值之上升趨勢符合壓縮機歷史故障之趨勢，該分析控制單元20發出該異常預警訊號202，以通知維護人員預先檢修；進一步，該分析控制單元20依據符合之趨勢特徵可對應找出壓縮機歷史紀錄之故障原因，以快速檢修相關零件、裝置或設備。

接續上述，於本實施例中，製程冷卻水系統(PCW)主要供給生產設備做為冷卻，其通常使用RO水或軟水來做水源以防止管路及設備內部結垢或銹蝕。系統主要由板式熱交換器、水泵、水箱、冰水側配管及PCW水側配管構成，從水箱抽水經水泵至板式熱交換器，經由控制冰水的流量來控制通過熱交換器的出水溫度，送至生產線設備，再回到水箱，形成閉式迴圈。

再次參閱第2圖以及參閱第4圖，第4圖為本創作之再一實施例之裝置連接示意圖，如圖所示，本實施例係基於上述實施例，於本實施例中，該分析控制單元20分析該感測訊號102並發出一異常訊號204，本實施例更包含一警報單元40，該警報單元40電性連接該分析控制單元20，該警報單元40接收該異常訊號204後，該警報單元40發出一警報訊號402，以供維修人員進行檢修。

接續上述，於本實施例中，該分析控制單元20直接分析取得知該感測訊號102所包含之該至少一裝置3之數值是否異常，當該感測訊號102所包含之該至少一裝置3之數值異常時，該分析控制單元20發出該異常訊號204，讓使用者可得知該至少一裝置3已出現異常，需進行檢修。

接續上述，於本實施例中，該異常訊號204係該感測訊號102超出容許範圍時，代表對應監控之該至少一裝置3已經故障，需進行維修，該分析控制單元20發出該異常訊號204通知供維修人員。

接續上述，於本實施例中，該數據收集單元10將取得之數據轉換後傳輸至該分析控制單元20，此時該分析控制單元20可以執行初步的數據比對指令，確保該至少一裝置3之狀態處於穩定，該分析控制單元20亦可將數據傳輸至該數據儲存單元30，該數據儲存單元30能儲存該數據收集單元10長時間收集的資料，使該分析控制單元20能夠分析該至少一裝置3歷史數據的變化，依據變化的多寡或者限制條 件，可預測該至少一裝置3的零件或者系統即將發生異常的狀況，如發生異常的情況，該分析控制單元20依據包含該至少一裝置3之異常狀態的該數據儲存單元30(特徵資料庫)，判斷異常 發生原因，並提供回饋建議。

綜上所述，本創作提供一種降溫系統之分析裝置，其以數據收集單元感測降溫系統之裝置，利用分析控制單元以裝置之歷史數據分析取得之感測訊號，使分析控制單元依據趨勢分析發出異常預警，通知維修人員進行檢查或維修，以此裝置解決習知溫控設備由維修人員反饋後，難以判斷故障原因，需要另外安排專業技師以故障排除法與嘗試錯誤法，方能確定主要故障的原因，進而造成維護困難及成本增加之問題。

故本創作實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出創作專利申請，祈  鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本創作一實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，故舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

1:降溫系統之分析裝置 2:降溫系統 3:裝置 10:數據收集單元 102:感測訊號 20:分析控制單元 202:異常預警訊號 204:異常訊號 30:數據儲存單元 302:裝置歷史訊號 40:警報單元 402:警報訊號

第1圖：其為本創作之一實施例之裝置連接示意圖； 第2圖：其為本創作之一實施例之流程示意圖； 第3圖：其為本創作之另一實施例之裝置連接示意圖；以及 第4圖：其為本創作之再一實施例之裝置連接示意圖。

1:降溫系統之分析裝置

2:降溫系統

3:裝置

10:數據收集單元

102:感測訊號

20:分析控制單元

202:異常預警訊號

30:數據儲存單元

302:裝置歷史訊號

Claims (10)

1. 一種降溫系統之分析裝置，其用於監測一降溫系統之至少一裝置，該降溫系統之分析裝置包含： 一數據收集單元，其用於感測該至少一裝置，且該數據收集單元發出一感測訊號； 一分析控制單元，其電性連接該數據收集單元，且該分析控制單元接收該感測訊號；以及 一數據儲存單元，其電性連接該分析控制單元，該數據儲存單元發出一裝置歷史訊號至該分析控制單元，該分析控制單元依據該感測訊號以及該裝置歷史訊號發出一異常預警訊號。
2. 如請求項1所述之降溫系統之分析裝置，其中該至少一裝置係一熱交換裝置。
3. 如請求項1所述之降溫系統之分析裝置，其中該至少一裝置係一壓縮機。
4. 如請求項1所述之降溫系統之分析裝置，其中該至少一裝置係一冷凝器。
5. 如請求項1所述之降溫系統之分析裝置，其中該至少一裝置係一控制閥。
6. 如請求項1所述之降溫系統之分析裝置，其中該至少一裝置係一製程冷卻水系統。
7. 如請求項2至6中任意一項所述之降溫系統之分析裝置，其中該數據收集單元之該感測訊號包含該至少一裝置之一壓力值、一溫度值、一流量值以及一電壓值之其中之一或該些數值之任意組合。
8. 如請求項1所述之降溫系統之分析裝置，其中該分析控制單元分析該感測訊號並發出一異常訊號。
9. 如請求項8所述之降溫系統之分析裝置，更包含一警報單元，其電性連接該分析控制單元，該警報單元接收該異常訊號後，該警報單元發出一警報訊號。
10. 如請求項1所述之降溫系統之分析裝置，其中該分析控制單元係以趨勢分析分析該感測訊號以及該裝置歷史訊號。

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