用于控制流体的流量的阀组件和系统

文档序号:847963 发布日期:2021-03-16 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 用于控制流体的流量的阀组件和系统 (Valve assembly and system for controlling the flow of a fluid ) 是由 穆罕默德·萨利姆 阿伦·纳加良 丹尼尔·穆德 侯赛因·加潘基扎德 于 2020-09-14 设计创作,主要内容包括:一种用于控制流体流量的阀组件包括阀体、阀、传感器芯片封装件、和控制器接口。所述阀体具有上游储器、下游储器、和用于将流体从上游位置传送至下游位置的阀座。所述阀具有可移动构件。所述传感器芯片封装件具有与所述阀耦接的至少一个传感器。所述控制器接口可通信耦接至控制单元、所述阀、和所述传感器芯片封装件。所述控制器接口将由所述传感器芯片封装件提供的至少一个参数值发送至所述控制单元。所述控制器接口接收用于调节所述阀的阀冲程的控制信号。所述阀的控制信号是基于所述至少一个测得参数值和由流体处理系统提供的至少一个其他参数值确定的。(A valve assembly for controlling fluid flow includes a valve body, a valve, a sensor chip package, and a controller interface. The valve body has an upstream reservoir, a downstream reservoir, and a valve seat for conveying fluid from an upstream location to a downstream location. The valve has a movable member. The sensor chip package has at least one sensor coupled to the valve. The controller interface may be communicatively coupled to a control unit, the valve, and the sensor chip package. The controller interface sends at least one parameter value provided by the sensor chip package to the control unit. The controller interface receives a control signal for adjusting a valve stroke of the valve. The control signal for the valve is determined based on the at least one measured parameter value and at least one other parameter value provided by the fluid treatment system.)

用于控制流体的流量的阀组件和系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年9月13日提交的美国临时申请号62/900,322的权益,该美国临时申请的全部公开内容明确地通过援引并入本文。

背景技术

为了维持期望的产品良率,需要半导体晶片制造中所使用的设备以高精度运行。在产生集成电路的过程中,在处理室内使用某些化学品来处理半导体晶片。质量流量控制器(MFC)在所安排的配置中用于以及时一致的方式和一致的流量将这些化学品输送到处理室。这可能是非常有难度的,因为要求MFC保持非常严格的准确度、在多个设定点下运行以及在晶片制造过程期间不断地关闭和重新启动。为了管理这种准确性,现有技术的MFC配备了基于处理器的控制单元、大量传感器、以及先进的诊断系统。但是,这些高端MFC十分昂贵,并且可能远远超出制造商的需求。

发明内容

本文提出了一种用于控制流体流量的阀组件。该阀组件包括阀体,该阀体具有上游储器、下游储器、和用于将流体从上游位置传送至下游位置的阀座。该阀组件进一步包括具有可移动构件的独立阀;具有与该独立阀耦接的至少一个传感器的传感器芯片封装件;以及控制器接口。该控制器接口发送由该至少一个传感器提供的至少一个测得参数值、并且接收用于调节该独立阀的阀冲程的控制信号。该控制信号是基于该至少一个测得参数值确定的。

在一些实施例中,该独立阀的控制信号是基于该至少一个测得参数值和至少一个其他参数值确定的。在一些实施例中,该阀组件还可以包括控制单元,该控制单元具有用于与独立阀的控制器接口通信的接口。该控制单元还可以包括用于接收至少一个其他参数值的另一个接口。该至少一个其他参数值指示选自下组中的至少一者的压力,该组包括被定位在独立阀的上游位置处的至少一个上游压力传感器和被定位在独立阀的下游位置处的至少一个下游压力传感器。该控制单元还可以基于该至少一个参数值和该至少一个其他参数值来生成对阀冲程进行调节的控制信号。

在一些额外的实施例中,该传感器芯片封装件包括位置传感器。该传感器芯片封装件生成指示选自下组中的至少一者的至少一个参数值,该组包括可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍。该传感器芯片封装件还可以包括被定位在阀体的上游储器或上游通道中的至少一个上游压力传感器。该传感器芯片封装件还可以包括被定位在阀体的下游储器或下游通道中的至少一个下游压力传感器。该传感器芯片封装件还可以包括被定位在上游储器和下游储器中的压差传感器。该传感器芯片封装件还可以包括温度传感器,该温度传感器被定位在选自包括上游储器、上游通道、下游储器、下游通道、和阀座的组中的至少一者中。

在一些实施例中,该传感器芯片封装件可以生成指示可移动构件的位置的参数值。该传感器封装件也可以生成指示不可移动构件的阻碍的参数值。该传感器芯片封装件也可以生成指示选自下组中的至少一者的压力的一个或多个参数值,该组包括上游压力传感器、下游压力传感器、和被定位在阀体中的压差传感器。该传感器芯片封装件也可以生成指示热量的参数值。

在一些其他实施例中,该传感器芯片封装件可以生成指示可移动构件的位置的参数值。该传感器芯片封装件也可以生成指示不可移动构件的阻碍的参数值。该传感器芯片封装件也可以生成指示选自下组中的至少一者的压力的参数值,该组包括上游压力传感器、下游压力传感器、和压差传感器。该传感器芯片封装件也可以生成指示选自下组中的至少一者的温度的参数值,该组包括上游储器、上游通道、阀座、下游储器、和下游通道。

本文还提出了一种用于制造设施中的流体处理系统。该流体处理系统包括阀体、独立阀、流体地联接至独立阀的上游流体源、流体地联接至独立阀的下游处理工具、和控制单元。该阀体包括上游储器、下游储器、和用于将流体从上游位置传送至下游位置的阀座。该独立阀具有可移动构件和传感器芯片封装件,该传感器芯片封装件具有与该阀耦接的至少一个传感器。该控制单元包括可通信耦接至独立阀和传感器芯片封装件的接口。该控制单元基于来自传感器芯片封装件的至少一个参数值来生成用于控制独立阀的冲程的控制信号。

在一些实施例中,该控制单元的接口可与选自下组中的至少一者通信耦接,该组包括被定位在上游位置处的至少一个上游压力传感器和被定位在下游位置处的至少一个下游压力传感器。在这些实施例中,该接口基于来自传感器芯片封装件的至少一个参数值和至少一个其他参数值来生成用于控制独立阀的冲程的控制信号。该其他参数值指示来自下组的压力,该组包括被定位在阀体的上游位置处的至少一个上游压力传感器和被定位在阀体的下游位置处的至少一个下游压力传感器。

该传感器芯片封装件包括位置传感器。该传感器芯片封装件生成指示选自下组中的至少一者的参数值,该组包括可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍。在一些实施例中,该传感器芯片封装件也可以包括被定位在阀体的上游储器中的上游压力传感器。在一些实施例中,该传感器芯片封装件也可以包括被定位在阀体的下游储器中的下游压力传感器。在一些实施例中,该传感器芯片封装件也可以包括被定位在上游储器和下游储器中的压差传感器。在一些实施例中,该传感器芯片封装件包括温度传感器,该温度传感器被定位在选自包括上游储器、上游通道、下游储器、下游通道、和阀座的组中的至少一者中。

该传感器芯片封装件生成指示选自下组中的至少一者的位置的参数值,该组包括可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍。在一些实施例中,该传感器芯片封装件生成指示选自下组中的至少一者的压力的一个或多个参数值,该组包括上游压力传感器、下游压力传感器、和压差传感器。在一些实施例中,该传感器芯片封装件生成指示选自下组中的至少一者的温度的参数值,该组包括上游储器、阀座、和下游储器。在一些实施例中,该上游流体源包括上游压力传感器。在一些实施例中,该下游处理工具包括下游压力传感器。

附图说明

为了更全面地理解本公开内容的特征和优点,现在参照

具体实施方式

以及附图,其中不同附图中的相应附图标记表示相应部分,并且其中:

图1A至图1C是根据某些示例性实施例的用于管理流体的恰当递送以进行制造操作(比如半导体处理制造操作)的阀组件和流体处理系统的图示;

图2是根据某些示例性实施例的用于生成参数值、传送参数值、并且基于参数值来控制阀组件的流量的算法的流程图的图示;并且

图3是根据某些示例性实施例的计算机器和系统应用模块的图示。

具体实施方式

尽管下面详细讨论了本公开内容的各种实施例的制造和使用,但是应当了解,本公开内容提供了许多可应用的发明构思,这些发明构思可以在很多特定背景中体现。本文讨论的具体实施例仅是说明性的,并不限制本公开内容的范围。为了清楚起见,在本公开内容中可能并未描述实际实施方式的所有特征。当然,应了解,在任何这种实际实施例的开发中,必须做出许多专门针对实施方式的决策,以实现开发者的具体目标,诸如遵守与系统有关的约束和与业务有关的约束条件,这将因实施方式而不同。此外,应了解,这种开发工作可能是复杂且耗时的,但是对于受益于本公开内容的本领域普通技术人员而言将会是例行的工作。

如前所述,现有技术的以及可商购的MFC十分昂贵,并且可能远远超出制造商的需求。即使特定的MFC满足了特定制造商的需求,但是在一些情况下,制造商的制造设施可能已经包括其本身的基于处理器的控制单元、传感器、以及先进的诊断系统。作为示例,在蚀刻工艺中用于在半导体晶片上蚀刻出电路的处理室使用单独的控制单元、传感器和诊断系统。在这些特定情况下,现有技术的以及可商购的MFC提供了冗余的硬件和功能服务,因此增加了制造成本。因此,需要一种阀组件,该阀组件可以与制造商的制造操作相结合,并使用操作中提供的参数变量来在多个设定点处操作以及在制造过程中不断关闭和重新启动时以非常严格的准确度维持流体的质量流量。

如本文所使用的,上游或上游侧是指最靠近流体源的位置或一侧,例如,在MFC中是在上游阀之后或在下游阀之前。如本文所使用的,MFC高压(HP)或HP侧是指上游或上游侧。如本文所使用的,下游或下游侧是指距流体源最远的位置或一侧。如本文所使用的,一个或多个位置预定值是指包括阀座位置值的先验变量,该先验变量基于包括阀座位置值和流体流量的变量。如本文所使用的,阀座开度是指在阀的关闭状态或打开状态下的阀瞬时位置或在关闭状态与打开状态之间的任何位置。如本文所使用的,体积是已知体积的储存器,其用作流体管线中用来对流过流体管线的流体进行压力测量的点。如本文使用的,术语“参数值”是指具有参数和值的变量。如本文使用的,“控制信号”指示也可以是变量的编码信号。

现在参见图1A至图1C,展示了根据某些示例性实施例的用于管理流体的恰当递送以进行制造操作(比如半导体处理制造操作)的阀组件和流体处理系统。本质上,流体处理系统是第三方系统。阀组件包括阀10(压电阀或电磁阀)、传感器芯片封装件12、和阀体14。阀组件还可以包括控制单元20。然而,控制单元20可以是流体处理器系统的一部分,阀组件可与之通信耦接。另外,控制单元20可以是与阀组件一起提供的处理单元、和由一体形成的流体处理系统提供的、用以执行特定任务的处理单元。流体处理系统包括流体源16和处理工具18。控制单元20结合来自阀组件和流体处理系统的反馈来控制阀组件,以基于读取的参数值来维持在上游位置中的流体源16与下游位置中的处理工具18之间传送的流体的期望流体流量。另外,将基于期望流量而对实际流量的任何改变以至少一个参数值、比如绝对压力值的形式传送至处理工具18。

阀10联接至阀体14。阀10包括可移动构件、比如阀杆10A和阀盘10B。阀体14包括通道,该通道包括上游入口通道14A、下游出口通道14B、上游储器14C、阀座14D、和下游储器14E。流体源16与处理工具18之间的任何流动路径具有已知的体积、并且可以由控制单元20结合本文描述的参数值一起用于控制阀杆10A或阀盘10B的位置。阀杆10A和阀盘10B响应于来自控制单元20A的命令。当阀杆10A和阀盘10B完全打开、完全关闭、或在完全打开与完全关闭之间时,阀10的冲程由阀杆10A和阀盘10B表示。当阀盘10B与阀座14C齐平时,阀10完全关闭。响应于打开操作,流体以阀座14C的打开程度所限定的流量从上游通道14A传送到上游储器14C中、经过阀座14D、经过下游储器14E、并且经过下游离开通道14B。显然,阀座14C的打开程度基于若干个参数值,比如设定点值、流体类型、可移动构件的位置、当前流量、温度、和压力。

在一实施例中,阀组件仅包括单个阀10和传感器芯片封装件12,其中传感器芯片封装件12具有位置传感器。在另一个实施例中,传感器芯片封装件12包括位置传感器、和选自包括绝对压力传感器和压差传感器的组中的至少一者。换句话说,传感器芯片封装件12可以包括位置传感器、和至少一个绝对压力传感器或至少一个压差传感器、或一个或多个绝对压力传感器与一个或多个压差传感器的组合。在一些实施例中,传感器芯片封装件12可以包括压差(DP)传感器或温度传感器或这两者。这些传感器可以定位在阀体14的任何流动路径中,比如入口通道14A、出口通道14B、上游储器14C、阀座14D、和下游储器14E。

在图1A中,制造商的流体处理系统包括作为流体源16的通用气体箱,并且处理工具18包括处理室18A和气体歧管18B。在图1B中,制造商的流体处理系统包括来自上游过程的流体源16,并且处理工具18包括处理室18A。在这个示例中,通过将阀定位在通用气体箱与处理室18A之间并且使之更靠近腔室盖来对处理室提供处理气体供应。在图1C中,流体源16是氦气,并且处理工具18包括晶片卡盘18C。在图1A、图1B和图1C的实施例中,压力传感器30定位在阀组件的上游位置处,以测量体积1(V1)处的压力并且生成参数值P1。进一步关于这个实施例,压力传感器32定位在阀组件的下游位置处,以测量体积2(V2)处的压力并且生成参数值P2。然而,取决于阀组件的构型,可能不需要压力传感器30和32。进一步关于图1A和图1C的实施例,使用整合到制造商的流体源16和处理工具18中的传感器来分别测量压力并且生成参数值P0和P3。在图1B的实施例中,另一个传感器34定位在流体源16与V1之间,用于测量压力并且生成参数值P0。压力传感器30和32可以是表压传感器、压差传感器、或绝对压力传感器、或其任何组合。

进一步关于每个实施例,传感器芯片封装件12将阀杆10A和/或阀盘10B、或其他可移动流量限制机构(比如阀座上的球)的位置传送至控制单元20以进行读取和处理。可以将描述阀杆10A和/或阀盘10B的冲程(例如,位置0是阀关闭、位置10是完全打开)的先验信息、以及描述关闭与打开之间的各个位置的各个变量存储在与控制单元20相关联的存储器或硬盘中、并将其与所存储的流量值关联。在这些实施例中的一些实施例中,传感器芯片封装件12除了位置传感器之外还包括例如定位在上游入口通道14A中的上游绝对压力传感器,用于测量绝对压力并且传送参数值P1。在这些实施例中的一些实施例中,传感器芯片封装件12除了位置传感器之外还可以包括例如定位在下游出口通道14B中的下游绝对压力传感器,用于测量绝对压力并且传送参数值P2。在这些实施例中的一些实施例中,传感器芯片封装件12除了位置传感器之外还可以包括上游绝对压力传感器和下游绝对压力传感器两者,用于测量绝对压力并且传送参数值P1和P2。在一些实施例中,传感器芯片封装件12除了位置传感器之外还可以包括压差传感器,用于测量压差(DP)。在一些实施例中,传感器芯片封装件12除了位置传感器之外还可以包括压差传感器、以及上游绝对压力传感器和下游绝对压力传感器中的一者或两者,用于测量压力并且生成参数值DP以及P1或P2或这两者。在一些实施例中,传感器芯片封装件12除了位置传感器之外还可以包括温度传感器,用于测量孔口和储器14C的温度。在一些实施例中,传感器芯片封装件12除了位置传感器之外还可以包括温度传感器。在一些实施例中,传感器芯片封装件12除了位置传感器之外还可以包括温度传感器、以及选自下组中的至少一者:该组包括压差传感器、上游绝对压力传感器和下游绝对压力传感器中。显然,阀组件所包含的传感器芯片封装件12可以取决于制造商的流体处理系统的传感器配置。

在上述的每个实施例中,阀杆10A和/或阀盘10B的位置以及绝对压力的参数值P0-P3被传送至控制单元20并且被控制单元20读取以控制阀组件的操作。在一些实施例中,阀杆10A和/或阀盘10B的位置、绝对压力的参数值P0-P3、以及选自包括DP和温度的参数值的组中的至少一者被传送至控制单元20并且被控制单元20读取以控制阀组件的操作。此外,如果P3被更新,则将更新过的P3提供至处理工具18以用于调节处理室18A或晶片卡盘18B的操作。在一些实施例中,阀组件可以包含在处理工具18中、例如在气体歧管18B中或在处理室18A顶上。

现在参见图2,展示了根据某些示例性实施例的用于生成参数值、传送参数值、并且基于参数值来控制阀组件的流量的算法的流程图、总体上表示为60。在阀组件处,算法60从框62开始,其中,算法生成至少一个参数值。所生成的参数值指示阀杆10A或阀盘10B的位置、或这两者的位置。除了指示阀杆10A或阀盘10B的位置的参数值之外,该算法可以生成至少一个其他参数值,该参数值指示来自选自包括上游绝对压力传感器和至少一个下游绝对压力传感器的组中的至少一者的绝对压力。所生成的其他参数值可以包括DP和温度。

在一实施例中,流体处理系统可以包括被定位在阀组件的一个或多个上游位置处的一个或多个上游绝对压力传感器。该一个或多个下游绝对压力传感器可以定位在阀组件的下游位置处。本质上,绝对压力传感器测量压力,并且算法60生成P0和P3。在一些实施例中,取决于制造商的设施,使用传感器30或传感器32或这两者来测量压力,并且算法60除了P0和P3之外还生成P1和P2。

在一实施例中,传感器芯片封装件12可以包括选自下组中的至少一者,该组包括被定位在阀体14的上游入口通道14A中的上游绝对压力传感器和被定位在阀体14的下游出口通道14B中的下游绝对压力传感器。此外,阀10的传感器芯片封装件12可以包括压差传感器,用于测量压差。另外,阀10的传感器芯片封装件12可以包括温度传感器,用于测量温度。更具体地,具有特定传感器配置的传感器芯片封装件12可以基于流体处理系统的特定传感器配置来与阀10耦接。

算法60至少生成指示阀杆10A或阀盘10B的位置的参数值、指示流体源16和处理工具18处的绝对压力的参数值P0和P3、以及选自下组中的至少一者,该组包括指示阀组件中或阀组件外某个位置的上游和下游绝对压力的参数值P1和P2。在一些实施例中,生成指示压差(DP)的参数值。在一些实施例中,生成指示温度的参数值。在一些实施例中,生成DP和温度的参数值。

在框64处,算法60传送从传感器芯片封装件12和来自流体处理系统的其他传感器生成的参数值以进行进一步处理。在框66处,读取并处理所传送的参数值(包括阀杆10A或阀盘10B的位置、绝对压力、以及可选地压差和温度)并且与所存储的先验信息一起用于确定所期望的流量。所期望的流量可以基于设定点值、流体类型、阀杆10A和/或阀盘10B的位置、当前流量、温度、和压力(绝对压力和压差)。在框68处,使用所确定的流量以及描述阀杆10A和阀盘10B的各个位置的相关联的、所存储的变量来调节阀杆10A和阀盘10B的位置。在框70处,将至少一个参数值、比如对P3的任何调节传送至处理工具18。

现在参照图3,展示了根据示例性实施例的计算机器100和系统应用模块200。计算机器100可以对应于本文给出的各种计算机、移动设备、膝上型计算机、物联网(IoT)、服务器、嵌入式系统、或计算系统中的任何一种。模块200可以包括一个或多个硬件或软件元件,例如其他OS应用以及用户和内核空间应用,其被设计为便于计算机器100执行本文给出的各种方法和处理功能。计算机器100可以包括各种内部组件或附接组件,比如处理器110、系统总线120、系统存储器130、存储介质140、输入/输出接口150、用于与网络170(例如蜂窝/GPS、蓝牙、WIFI、或Devicenet、EtherCAT、Analog、RS485等)进行通信的网络接口160以及一个或多个传感器180。

计算机器可以被实现为常规计算机系统、嵌入式控制器、膝上型计算机、服务器、移动装置、智能电话、可穿戴计算机、客户定制机器、任何其他硬件平台、或它们的任何组合或群组。计算机器可以是被配置为使用经由数据网络或总线系统互连的多个计算机器而起作用的分布式系统。

处理器110可以被设计为执行代码指令以便执行本文所述的操作和功能、管理请求流和地址映射,以及执行计算并生成命令。处理器110可以被配置为监视和控制计算机器中的组件的操作。处理器110可以是通用处理器、处理器核、多处理器、可重构处理器、微控制器、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路(“ASIC”)、控制器、状态机、门选逻辑、分立硬件组件、任何其他处理单元、或它们的任何组合或群组。处理器110可以是单个处理单元、多个处理单元、单个处理核、多个处理核、专用处理核、协处理器、或它们的任意组合。根据某些实施例,处理器110以及计算机器100的其他组件可以是在一个或多个其他计算机器中执行的基于软件或基于硬件的虚拟计算机器。

系统存储器130可以包括非易失性存储器,比如只读存储器(“ROM”)、可编程只读存储器(“PROM”)、可擦除可编程只读存储器(“EPROM”)、闪速存储器、或能够在施加或不施加电力的情况下存储程序指令或数据的任何其他装置。系统存储器130也可以包括易失性存储器,比如随机存取存储器(“RAM”)、静态随机存取存储器(“SRAM”)、动态随机存取存储器(“DRAM”)和同步动态随机存取存储器(“SDRAM”)。其他类型的RAM也可以用于实施系统存储器130。可以使用单个存储器模块或多个存储器模块来实施系统存储器130。尽管将系统存储器130描绘为计算机器的一部分,但是本领域技术人员将认识到,在不脱离本发明技术的范围的情况下,系统存储器130可以与计算机器100分离。还应了解,系统存储器130可以包括比如存储介质140等非易失性存储装置或与之协作地操作。

存储介质140可以包括硬盘、软盘、光盘只读存储器(“CD-ROM”)、数字多功能光盘(“DVD”)、蓝光光盘、磁带、闪速存储器、其他非易失性存储器装置、固态驱动器(“SSD”)、任何磁存储装置、任何光存储装置、任何电存储装置、任何半导体存储装置、任何基于物理的存储装置、任何其他数据存储装置、或它们的任何组合或群组。存储介质140可以存储一个或多个操作系统、应用程序和程序模块、数据、或任何其他信息。存储介质140可以是计算机器的一部分或连接到计算机器。存储介质140还可以是与计算机器(比如服务器、数据库服务器、云存储装置、网络附连的存储装置等)通信的一个或多个其他计算机器的一部分。

应用模块200和其他OS应用模块可以包括一个或多个硬件或软件元件,其被配置为利于计算机器执行本文给出的各种方法和处理功能。应用模块200和其他OS应用模块可以包括存储为与系统存储器130、存储介质140或两者相关联的软件或固件的一种或多种算法或指令序列。因此,存储介质140可以表示机器或计算机可读介质的示例,在其上可以存储供处理器110执行的指令或代码。机器或计算机可读介质一般可以指用于向处理器110提供指令的任何一种或多种介质。与应用模块200和其他OS应用模块相关联的这种机器或计算机可读介质可以包括计算机软件产品。应了解,包括应用模块200和其他OS应用模块的计算机软件产品也可以与用于经由网络、任何信号承载介质、或任何其他通信或输送技术将应用模块200和其他OS应用模块输送到计算机器的一个或多个过程或方法相关联。应用模块200和其他OS应用模块还可以包括硬件电路或用于配置硬件电路的信息,比如用于FPGA或其他PLD的微代码或配置信息。在一个示例性实施例中,应用模块200和其他OS应用模块可以包括算法,该算法能够执行本文所给出的计算机系统流程图(操作模式)所描述的功能操作。

输入/输出(“I/O”)接口150可以被配置为联接到一个或多个外部装置,以从一个或多个外部装置接收数据,并且向该一个或多个外部装置发送数据。这种外部装置连同各种内部装置也可以被称为外围装置。I/O接口150可以包括用于将各种外围装置耦接到计算机器或处理器110的电连接和物理连接两者。I/O接口150可以被配置为在外围装置、计算机器或处理器110之间传送数据、地址和控制信号。I/O接口150可以被配置为实施任何标准接口,比如小型计算机系统接口(“SCSI”)、串行附接SCSI(“SAS”)、光纤通道、外围组件互连(“PCI”)、PCI Express(PCIe)、串行总线、并行总线、先进技术附接(“ATA”)、串行ATA(“SATA”)、通用串行总线(“USB”)、Thunderbolt、FireWire、各种视频总线等。I/O接口150可以被配置为仅实施一种接口或总线技术。替代性地,I/O接口150可以被配置为实施多种接口或总线技术。I/O接口150可以被配置为系统总线120的一部分、全部或与系统总线120结合地操作。I/O接口150可以包括一个或多个缓存器,用于缓存一个或多个外部装置、内部装置、计算机器、或处理器120之间的传输。

I/O接口120可以将计算机器联接到各种输入装置,包括鼠标、触摸屏、扫描仪、电子数字转换器、传感器、接收机、触摸板、循迹球、相机、麦克风、键盘、任何其他定点装置、或它们的任意组合。I/O接口120可以将计算机器联接到各种输出装置,包括视频显示器、扬声器、打印机、投影仪、触觉反馈装置、自动化控制件、机器人部件、致动器、马达、风扇、电磁阀、阀、泵、发射机、信号发射器、灯等。

计算机器100可以使用通过NIC 160到网络上的一个或多个其他系统或计算机器的逻辑连接而在联网环境中操作。该网络可以包括广域网(WAN)、局域网(LAN)、内联网、互联网、无线接入网、有线网络、移动网络、电话网络、光网络、或它们的组合。该网络可以是任何拓扑结构的分组交换式网络、电路交换式网络,并且可以使用任何通信协议。网络内的通信链路可以涉及各种数字或模拟通信介质,比如光纤线缆、自由空间光学器件、波导、电导体、无线链路、天线、射频通信等。

该一个或多个传感器180可以是位置传感器和压力传感器。压力传感器可以是绝对压力(P)传感器或压差(DP)传感器。位置传感器可以是电容传感器、光学传感器、应变仪传感器、或磁传感器。传感器180可以是传统传感器或基于半导体的传感器。

处理器110可以通过系统总线120连接到计算机器的其他元件或本文讨论的各种外围装置。应了解,系统总线120可以在处理器110内、在处理器110外或处理器内、外都有。根据一些实施例,本文讨论的处理器110、计算机器的其他元件、或各种外围装置中的任何一个都可以整合到单个装置中,比如片上系统(“SOC”)、封装件上系统(“SOP”)、或ASIC装置。

实施例可以包括体现本文描述和展示的功能的计算机程序,其中该计算机程序在计算机系统中实施,该计算机系统包括存储在机器可读介质中的指令和执行这些指令的处理器。然而,应当清楚的是,在计算机编程中可以有许多不同的方式来实现实施例,并且不应将实施例解释为局限于任何一组计算机程序指令,除非针对该示例性实施例公开了其它情形。此外,熟练的程序员将能够基于在申请文本中所附的流程图、算法和相关联的描述来编写这样的计算机程序以实现所公开的多个实施例中的某个实施例。因此,所公开的具体的一组程序代码指令被认为对于充分理解如何制作和使用实施例不是必需的。此外,本领域技术人员将理解,本文描述的实施例的一个或多个方面可以由硬件、软件、或它们的组合来执行,如可以体现在一个或多个计算系统中。此外,任何提到的由计算机执行的动作都不应解释为由单个计算机执行,因为多于一个的计算机可以执行该动作。

本文描述的示例性实施例可以与执行先前描述的方法和处理功能的计算机硬件和软件一起使用。本文描述的系统、方法和过程可以体现在可编程计算机、计算机可执行软件、或数字电路系统中。该软件可以存储在计算机可读介质上。例如,计算机可读介质可以包括软盘、RAM、ROM、硬盘、可移动介质、闪速存储器、记忆棒、光学介质、磁光介质、CD-ROM等。数字电路系统可以包括集成电路、门阵列、构建块逻辑、现场可编程门阵列(FPGA)等。

先前给出的实施例中描述的示例性系统、方法和动作是说明性的,并且在替代性实施例中,在不脱离各种实施例的范围和精神的情况下,某些动作可以以不同的顺序执行、彼此并行执行、完全省略、和/或在不同的示例性实施例之间组合,和/或可以执行某些附加动作。因此,这样的替代性实施例包括在本文的描述中。

如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文另外明确指出。应进一步理解的是,在本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在或加入一种或多种其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组。如本文所使用的,术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个项目的任意和所有组合。如本文所使用的,比如“在X与Y之间”和“在约X与Y之间”等短语应被解释为包括X和Y。如本文所使用的,比如“在约X与Y之间”等短语是指“在约X与Y约之间”。如本文所使用的,比如“从约X到Y”等短语是指“从约X到约Y”。

如本文所使用的,“硬件”可以包括分立组件、集成电路、专用集成电路、现场可编程门阵列、或其他合适硬件的组合。如本文所使用的,“软件”可以包括一个或多个对象、代理、线程、代码行、子例程、单独的软件应用、在一个或多个处理器上在两个或更多个软件应用中操作的两行或更多行代码或其他合适的软件结构(其中处理器包括一个或多个微型计算机或其他合适的数据处理单元、存储器装置、输入输出装置、显示器、比如键盘或鼠标等数据输入装置、比如打印机和扬声器等外围装置、关联的驱动器、控制卡、电源、网络装置、扩展坞装置、或在软件系统的控制下结合处理器或其他装置操作的其他合适装置)、或其他合适的软件结构。在一个示例性实施例中,软件可以包括在比如操作系统等通用软件应用中操作的一行或多行代码或其他合适的软件结构、以及在专用软件应用中操作的一行或多行代码或其他合适的软件结构。如本文所使用的,术语“联接”及其同根术语(比如“耦合”和“耦接”)可以包括物理连接(比如铜导体)、虚拟连接(比如通过数据存储装置的随机分配的存储器位置)、逻辑连接(比如通过半导体器件的逻辑门)、其他合适的连接、或此类连接的合适组合。术语“数据”可以指用于使用、传送或存储数据的合适结构,比如数据字段、数据缓存、具有数据值和发送方/接收方地址数据的数据消息、具有数据值和使接收系统或组件使用数据执行某一功能的一个或多个操作命令的控制消息,或用于数据的电子处理的其他合适硬件或软件组件。

一般地,软件系统是在处理器上操作以响应预定数据字段执行预定功能的系统。例如,可以通过系统执行的功能及其执行功能所在的数据字段来定义系统。如本文所使用的,NAME系统(其中NAME典型地是由系统执行的一般功能的名称)是指被配置为在处理器上操作并在所公开的数据字段上执行所公开的功能的软件系统。除非公开了具体算法,否则本领域技术人员将已知的用于使用相关联的数据字段执行功能的任何合适算法均落入本公开的范围内。例如,生成包括发送方地址字段、接收方地址字段和消息字段的消息的消息系统将涵盖在处理器上操作的软件,该软件可以从处理器的比如缓存装置或缓存系统等合适系统或装置中获取发送方地址字段、接收方地址字段和消息字段,可以将发送方地址字段、接收方地址字段和消息字段组合成合适的电子消息格式(比如电子邮件消息、TCP/IP消息或具有发送方地址字段、接收方地址字段和消息字段的任何其他合适的消息格式),并且可以使用处理器的电子消息收发系统和装置通过比如网络等通信介质来发送电子消息。本领域普通技术人员将能够基于前述公开内容提供针对特定应用的特定编码,其旨在阐述本公开的示例性实施例,而不是为不如本领域技术人员专业的人员提供教程,比如不熟悉以合适编程语言对处理器编程的人员。可以以流程图形式或其他合适的格式来提供用于执行功能的特定算法,其中,可以以示例性的操作顺序来阐述数据字段和相关功能,其中顺序可以适当地重新排列,并且不旨在是限制性的,除非明确声明是限制性的。

如本文所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式,除非上下文另外明确指出。应进一步理解的是,在本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”指定所陈述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除存在或加入一种或多种其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组。如本文所使用的,术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个项目的任意和所有组合。如本文所使用的,比如“在X与Y之间”和“在约X与Y之间”等短语应被解释为包括X和Y。如本文所使用的,比如“在约X与Y之间”等短语是指“在约X与约Y之间”。如本文所使用的,比如“从约X到Y”等短语是指“从约X到约Y”。

已经出于说明的目的并且为了使本领域的普通技术人员能够实践本公开内容而给出了以上公开内容的实施例,但是本公开内容并不旨在是穷举的或局限于所公开的形式。在不脱离本公开内容的范围和精神的情况下,许多非实质性的修改和变化对于本领域普通技术人员将是明显的。权利要求的范围旨在广泛地覆盖所公开的实施例和任何这样的修改。此外,以下条款表示了本公开内容的附加实施例,并且应视为在本公开内容的范围内:

条款1,一种用于控制流体流量的阀组件,所述阀组件包括:阀体,所述阀体具有上游储器、下游储器、和用于将流体从上游位置传送至下游位置的阀座;具有可移动构件的独立阀;具有与所述独立阀耦接的至少一个传感器的传感器芯片封装件;以及控制器接口,所述控制器接口用于发送由所述至少一个传感器提供的至少一个测得参数值、并且用于接收用于调节所述独立阀的阀冲程的控制信号,所述控制信号是基于所述至少一个测得参数值确定的;

条款2,如条款1所述的阀组件,其中,所述独立阀的控制信号是基于所述至少一个测得参数值和至少一个其他参数值确定的;

条款3,如条款1所述的阀组件,进一步包括:控制单元,所述控制单元具有用于与所述独立阀的控制器接口通信的接口;并且所述控制单元具有用于接收至少一个其他参数值的另一个接口;所述至少一个其他参数值指示选自下组中的至少一者的压力,所述组包括被定位在所述独立阀的上游位置处的至少一个上游压力传感器和被定位在所述独立阀的下游位置处的至少一个下游压力传感器;其中,所述控制单元基于所述至少一个参数值和所述至少一个其他参数值来生成对阀冲程进行调节的控制信号;

条款4,如条款1所述的阀组件,其中,所述传感器芯片封装件包括位置传感器;

条款5,如条款4所述的阀组件,其中,所述传感器芯片封装件生成指示选自下组中的至少一者的至少一个参数值,所述组包括所述可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍;

条款6,如条款4所述的阀组件,其中,所述传感器芯片封装件进一步包括:选自下组中的至少一者,所述组包括:被定位在所述阀体的上游储器或上游通道中的上游压力传感器;被定位在所述阀体的下游储器或下游通道中的下游压力传感器;被定位在所述上游储器和所述下游储器中的压差传感器;以及温度传感器,该温度传感器被定位在选自包括所述上游储器、所述上游通道、所述下游储器、所述下游通道、和阀座的组中的至少一者中;

条款7,如条款6所述的阀组件,其中,所述传感器芯片封装件生成指示以下各项的至少一个参数值:选自包括所述可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍的组中的至少一者的位置;以及选自包括所述上游压力传感器、所述下游压力传感器、和所述压差传感器的组中的至少一者的压力;

条款8,如条款6所述的阀组件,其中,所述传感器芯片封装件生成指示以下各项的至少一个参数值:选自包括所述可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍的组中的至少一者的位置;选自包括所述上游压力传感器、所述下游压力传感器、和所述压差传感器的组中的至少一者的压力;以及选自包括所述上游储器、所述阀座、和所述下游储器的组中的至少一者的温度;

条款9,一种用于制造设施中的流体处理系统,所述流体处理系统包括:阀体,所述阀体具有上游储器、下游储器、和用于将流体从上游位置传送至下游位置的阀座;具有可移动构件的独立阀;具有与所述阀耦接的至少一个传感器的传感器芯片封装件;流体地联接至所述独立阀的上游流体源;流体地联接至所述独立阀的下游处理工具;以及控制单元,所述控制单元具有可通信耦接至所述独立阀和所述传感器芯片封装件的接口;其中,所述控制单元基于来自所述传感器芯片封装件的至少一个参数值来生成用于控制所述独立阀的冲程的控制信号;

条款10,如权利要求9所述的流体处理系统,其中,所述接口可与选自下组中的至少一者通信耦接,所述组包括被定位在上游位置处的至少一个上游压力传感器和被定位在下游位置处的至少一个下游压力传感器;并且接口基于来自所述传感器芯片封装件的所述至少一个参数值和来自下组中的至少一个其他参数值来生成用于控制所述独立阀的冲程的控制信号,所述组包括被定位在所述阀体的上游位置处的至少一个上游压力传感器和被定位在所述阀体的下游位置处的至少一个下游压力传感器;

条款11,如条款9所述的流体处理系统,其中,所述传感器芯片封装件包括位置传感器;

条款12,如条款11所述的流体处理系统,其中,所述传感器芯片封装件生成指示选自下组中的至少一者的至少一个参数值,所述组包括所述可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍;

条款13,如条款12所述的流体处理系统,其中,所述传感器芯片封装件进一步包括:选自下组中的至少一者,所述组包括:被定位在所述阀体的上游储器中的上游压力传感器;被定位在所述阀体的下游储器中的下游压力传感器;被定位在所述上游储器和所述下游储器中的压差传感器;以及温度传感器,该温度传感器被定位在选自包括所述上游储器、所述上游通道、所述下游储器、所述下游通道、和阀座的组中的至少一者中;

条款14,如条款13所述的流体处理系统,其中,所述传感器芯片封装件生成指示以下各项的至少一个参数值:选自包括所述可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍的组中的至少一者的位置;以及选自包括所述上游压力传感器、所述下游压力传感器、和所述压差传感器的组中的至少一者的压力;

条款15,如条款13所述的流体处理系统,其中,所述传感器芯片封装件生成指示以下各项的至少一个参数值:选自包括所述可移动构件的位置和不可移动构件的阻碍的组中的至少一者的位置;选自包括所述上游压力传感器、所述下游压力传感器、和所述压差传感器的组中的至少一者的压力;以及选自包括所述上游储器、所述阀座、和所述下游储器的组中的至少一者的温度;

条款16,如条款9所述的流体处理系统,所述上游流体源包括所述至少一个上游压力传感器;

条款17,如条款9所述的流体处理系统,其中,所述下游处理工具包括下游压力传感器;

条款18,一种使用阀组件来控制流体处理系统中的流体流量的方法,所述方法包括:在所述阀组件处生成指示独立阀的可移动构件的位置的第一参数值;在所述阀组件的上游生成指示绝对压力的第二参数值;在所述阀组件的下游并且在处理工具处生成指示压力的第三参数值;以及基于所述第一参数值、所述第二参数值、所述第三参数值、和选自下组的至少一个其他参数值来调节阀的位置,所述组包括设定点值、当前流体流量、流体类型、至少一个其他压力、温度和压差;

条款19,如条款18所述的方法,进一步包括:从流体源与所述阀组件之间的上游位置生成指示压力的另一个参数值;以及从所述处理工具与所述阀组件之间的上游位置生成指示压力的另一个参数值;以及

条款20,如条款18所述的方法,进一步包括:在所述阀组件的上游入口通道处生成指示压力的另一个参数值;以及在所述阀组件的下游出口通道处生成指示压力的另一个参数值。

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