[发明专利]具有无污染本体的化学惰性流量控制器

说明书

相关申请

本申请要求2005年7月8日申请的题为“具有无污染本体的化学惰性流量控制”的第60/697,483号美国临时专利申请的优先权，通过引用将该申请的内容完全合并在此。

技术领域

本发明通常涉及流体流量控制器，尤其涉及化学惰性流体流量控制器组件，其可与传送液态或气态流体的化学腐蚀性流体流路串联连接。

背景技术

在对诸如半导体之类的感光材料进行超纯处理的过程中，易于受到污染，这是制造者面临的重大问题。由于处理感光材料经常涉及到与处理流体的直接接触，因此使处理流体以未经污染的状态、且不含异物地被运送到处理地点，是非常紧要的。已设计有各种制造系统来减小制造处理过程中生成的异物和蒸汽对感光材料的污染。

处理设备通常包括液体传输系统，其将通常是腐蚀性的或危险的处理流体从供料罐载送通过抽吸和调节站，并通过处理设备本身。液体化学传输系统包括导管、管道、监控装置、传感装置、阀、配件和相关装置，以及当长期暴露时易受腐蚀性环境影响的常规采用的金属部件。因此，监控和传感装置通常结合使用替代材料，诸如抗腐蚀性化学物质变质效应的塑料，或与腐蚀性的流体保持隔离。

半传导件制造过程可能需要排放非常精确的流体量，并且一般采用一个或多个为闭合循环反馈关系的监控、阀以及传感装置，以监控和控制这个高灵敏度的过程。这些监控和传感装置也必须设计成消除任何可能引入的污染。为了控制流体传输系统内的流量或压力，传输设备可利用从各监控、阀以及传感装置获取的信息。从各装置获取的信息的精确性可受到系统内的热力变化影响。此外，一个装置的不精确性可与依靠来自这一设备的信息的另一个其它设备的不精确性合成。此外，需要频繁进行独立校准，以保持各个体装置的精确性。然而，对设备进行独立校准已证实是困难和耗时的。

这些监控和传感装置一般通过测量流经缩口区或孔口的压力差，对流体传输系统内的流量或压力进行控制。随着时间的流逝，由于孔总是腐蚀或堵塞而需要更换整个监控和传感设备。也需要增大或减小流体流路内的孔的缩口区，以控制相同或不同流体的流量或压力。

因而，需要无污染的流体控制组件，其可定位为与运载腐蚀性材料的流体流路串联，其中组件能够基于在流体流路中进行的压力差测量，来确定流速，并且其中确定流速不会受到流体流路中热力变化的负面影响，而且其中流量控制组件的压力传感器的校准不需要对阀进行辅助的或独立的校准。但也需要流体控制组件来避免将异物、不需要的离子或蒸汽引入到流路中。还需要流体控制组件配有可拆卸或可更换的孔口，以免更换整个组件，或用于允许对不同流体类型或粘性进行可选择的现场校准。此外，需要减小流体控制组件的尺寸和重量，以保留此类处理系统中弥足珍贵的空间。因而，本发明实施例指向流体控制组件，试图克服现有技术中的这些和某些其它局限。

发明内容

本发明提供了一种流体控制组件，其可与传输腐蚀性流体的流体流路串联耦合，其中流体控制组件可确定压力、流速和温度，并且也控制流体流路内的压力、流量或体积。流速可由在流路内进行的压力差测量决定，并且优选地可由在流体控制组件中的两个压力传感器之间的流体流动导管缩口区或孔口进行的压力差测量确定。

在一个实施例中，流量控制器包括配有化学惰性流体导管的单一控制器本体，腐蚀性流体流动通过该导管；与导管耦合的可调整的控制阀；与导管耦合的压力传感器或变送器；位于导管内的可插入的缩口部或孔口，其具有缩减的横截面从而限制了导管内的流体流量，以允许进行可靠的流量测量；与控制阀耦合的集成电路或控制器，并且其也可通过引线构件与压力传感器耦合，所述引线构件包含由法拉第笼围绕的信号传导件；以及与将控制阀和压力传感器封闭在内的单一控制器本体相耦合的化学惰性外壳。

在一个实施例中，外壳包括允许气体通过但不允许液体通过的通风孔塞，其提供外壳内部区域的通风，以供与实际的大气压进行参照，同时限制进入外壳内部区域的液体流量。各压力传感器也包括通风管，其向外壳的通风内部区域开启，允许以实际的大气压进行参照。