CN114324462B - 一种基于温度评估ptfe弹簧受压松弛率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,考虑阀体内PTFE弹簧受流体环境温度影响而吸收较大的热能,从而影响PTFE弹簧内部的分子激活能,对PTFE弹簧的使用寿命产生影响,将PTFE弹簧在实际工况下的受热情况与弹簧受压松弛率结合,根据弹簧受力情况和弹簧工作状态下的实际温度获得了PTFE弹簧实际温度平均值下的弹簧受压松弛率,当弹簧受压松弛率达到预设值时,视为PTFE弹簧失效。本发明有效提高了PTFE弹簧受压松弛率的评估精度。
Description
技术领域
本发明属于超洁净流控部件应用领域,具体涉及一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法。
技术背景
集成电路(Integrated Circuit,简称IC)制造产业在国家经济建设、社会发展和国防安全中占据着重要地位,而光刻技术是大规模集成电路制造决定性工艺之一,与此同时不断进步的光刻技术也是保证IC产业不断向前发展的基础。浸没式光刻技术是目前国际上具有发展潜力的主要光刻技术之一,其原理为:在投影物镜和硅片之间填充高折射率液体(通常为水)并使之形成稳定的浸没流场,通过物镜与硅片之间的高折射率液体来增加***的数值孔径,从而提高焦深并获得更高的分辨率。可见,浸没液体在浸没单元中形成的浸没流场必须满足工程需求,能够通过浸没液体循环净化***及时带走光刻曝光过程中的污染物和热量,而浸没液体循环净化***的输送循环***主要来自超纯全氟树脂(聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,简写PTFE)等)材料制造的超洁净流控部件。
PTFE开关阀是超洁净流控部件中重要的部件之一,而开关阀中最重要的原件为PTFE弹簧。目前对于PTFE弹簧的检测方法大多为离线检测,脱离PTFE弹簧实际的应用工况,且大多检测方法都只对弹簧的外形和弹性进行检测,通过两个夹紧装置对PTFE弹簧进行受拉受压测试;上述检测方法和检测内容无法判断PTFE弹簧的实际使用寿命,特别是阀体内的PTFE弹簧,其受流体的作用影响大,更需要对其实际使用寿命进行有效、合理的评估;针对上述问题,目前迫切需要一种针对阀体内PTFE弹簧实际使用寿命的预测方法。
发明内容
为解决上述问题,本发明提出一种结合了PTFE弹簧在实际工况下自身温度变化的弹簧受压松弛率的评估方法,以提高PTFE弹簧受压松弛率的评估精确度。
本发明采用的技术方案如下:
本发明一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,具体如下:
将压力传感器固定在阀体内部远离阀芯的一端,将PTFE弹簧未连接阀芯的那端与压力传感器固定连接;将红外温度传感器固定在阀体上开设的安装槽内,使得红外温度传感器的检测端正对PTFE弹簧;
将阀体装配在管道上,压力传感器检测到PTFE弹簧在初始状态下的预紧力为F0;然后,在水箱内加入纯净水,在室温T条件下,启动泵,使纯净水在管道内按预设流速流动;当阀芯被水流顶开在阀体内滑动并压缩PTFE弹簧时,压力传感器检测到PTFE弹簧压力值为F,则未考虑温度时弹簧受压松弛率α如下式所示:
接着,将管道内纯净水温度加热至预设温度;通过红外温度传感器按预设时间间隔对PTFE弹簧的温度进行检测,并将检测结果反馈至控制器;控制器通过检测得到的温度参数集Tq={T1,T2,T3,…,Tn}计算求出PTFE弹簧表面实际温度平均值Ts:
此时,PTFE弹簧吸收的比热能Q为:
Q=Cpm(Ts-T)
其中,Cp为PTFE材料的比热容;m为PTFE弹簧的质量;将PTFE弹簧吸收的比热能Q与未考虑温度时弹簧受压松弛率α结合,得到在实际温度平均值Ts下的PTFE弹簧受压松弛率αT如下式所示:
其中,K为PTFE材料在实际温度平均值Ts下的热膨胀系数;在实际检测过程中,通过在阀体上安装红外温度传感器对PTFE弹簧的温度进行实时检测,在PTFE弹簧未连接阀芯的一端安装压力传感器对PTFE弹簧所受压力进行实时检测,并将检测数据反馈至控制器;控制器对PTFE弹簧在当前温度下的受压松弛度αT进行计算,并与预设值对比;当PTFE弹簧受压松弛率αT达到预设值时,视为PTFE弹簧失效。
优选地,所述的泵、红外温度传感器和压力传感器均与控制器连接;所述的泵受控制器控制。
优选地,通过向电阻丝通入电流,使管道内纯净水温度加热至预设温度;所述的电阻丝与交流电源之间串联有变流器。
更优选地,通过温度检测器对电阻丝的温度进行检测,温度检测器与控制器连接。
更优选地,通过数据处理模块对温度检测器、红外温度传感器和压力传感器的反馈信号进行处理,再传输至控制器;所述的数据处理模块包括数字转换器、数字显示器和编译器;数字转换器将电信号转换成数字信号,并将数字信号传输至数字显示器和编译器中;数字显示器接收数字信号,并将数字显示在显示屏幕上;编译器对数字信号进行处理并转换成可执行命令传输至控制器;所述的数字转换器、数字显示器和编译器均装配在支架上。
优选地,所述的水箱与管道之间安装有过滤器。
优选地,所述的泵、水箱、管道、压力传感器和红外温度传感器均置于保温箱中。
本发明具有的有益效果是:
本发明充分考虑了阀体内PTFE弹簧受流体环境温度影响而吸收较大热能的问题,从而影响PTFE弹簧内部的分子激活能,对PTFE弹簧的使用寿命产生影响;本发明将PTFE弹簧在实际工况下的受热情况与弹簧受压松弛率结合,根据弹簧受力情况和弹簧工作状态下的实际温度获得了PTFE弹簧实际温度平均值下的弹簧受压松弛率,当弹簧受压松弛率达到预设值时,视为PTFE弹簧失效。本发明能够有效提高PTFE弹簧受压松弛率的评估精度。
附图说明
图1为本发明中检测***的装配示意图;
图2为本发明中电阻丝的装配示意图;
图3为本发明中阀体、阀芯、弹簧、压力传感器和红外温度传感器的装配示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
本发明一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,具体如下:
如图1、图2和图3所示,将压力传感器401固定在阀体404内部远离阀芯403的一端,将PTFE弹簧402未连接阀芯403的那端与压力传感器401固定连接;将红外温度传感器405固定在阀体404上开设的安装槽内,使得红外温度传感器405的检测端正对PTFE弹簧402;将阀体404装配在管道9上,压力传感器401检测到PTFE弹簧402在初始状态下的预紧力为F0;然后,在水箱13内加入纯净水,在室温T条件下,启动泵10,使纯净水在管道9内按预设流速流动;当阀芯403被水流顶开在阀体404内滑动并压缩PTFE弹簧402时,压力传感器401检测到PTFE弹簧402压力值为F,则未考虑温度时弹簧受压松弛率α如下式所示:
接着,将管道9内纯净水温度加热至预设温度;通过红外温度传感器405按预设时间间隔对PTFE弹簧402的温度进行检测,并将检测结果反馈至控制器8;控制器8通过检测得到的温度参数集Tq={T1,T2,T3,…,Tn}计算求出PTFE弹簧表面实际温度平均值Ts:
此时,PTFE弹簧402吸收的比热能Q为:
Q=Cpm(Ts-T)
其中,Cp为PTFE材料的比热容(单位:1kJ/(kg·℃));m为PTFE弹簧的质量;将PTFE弹簧402吸收的比热能Q与未考虑温度时弹簧受压松弛率α结合,得到在实际温度平均值Ts下的PTFE弹簧受压松弛率αT如下式所示:
其中,K为PTFE材料在实际温度平均值Ts下的热膨胀系数(单位:kJ/K);在实际检测过程中,通过在阀体上安装红外温度传感器405对PTFE弹簧402的温度进行实时检测,在PTFE弹簧402未连接阀芯403的一端安装压力传感器401对PTFE弹簧402所受压力进行实时检测,并将检测数据反馈至控制器8;控制器8对PTFE弹簧402在当前温度下的受压松弛度αT进行计算,并与预设值对比;当PTFE弹簧402受压松弛率αT达到预设值时,视为PTFE弹簧失效。
作为一个优选实施例,泵10、红外温度传感器405和压力传感器401均与控制器8连接;所述的泵10受控制器8控制。
作为一个优选实施例,通过向电阻丝7通入电流,使管道9内纯净水温度加热至预设温度;电阻丝7与交流电源之间串联有变流器6。
作为一个更优选实施例,通过温度检测器11对电阻丝7的温度进行检测;温度检测器11与控制器8连接。
作为一个更优选实施例,通过数据处理模块对温度检测器11、红外温度传感器405和压力传感器401的反馈信号进行处理,再传输至控制器8;所述的数据处理模块包括数字转换器1、数字显示器2和编译器3;数字转换器1将电信号转换成数字信号,并将数字信号传输至数字显示器2和编译器3中;数字显示器2接收数字信号,并将数字显示在显示屏幕上;编译器3对数字信号进行处理并转换成可执行命令传输至控制器8;所述的数字转换器1、数字显示器2和编译器3均装配在支架5上。
作为一个优选实施例,水箱13与管道9之间安装有过滤器12;过滤器12能过滤水流中的杂质,使得检测过程更加精确。
作为一个优选实施例,泵10、水箱13、过滤器12、管道9、压力传感器401和红外温度传感器405(构成检测***4)均置于保温箱14中;使得检测环境的温度更加稳定。
Claims (7)
1.一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,其特征在于:具体如下:
将压力传感器固定在阀体内部远离阀芯的一端,将PTFE弹簧未连接阀芯的那端与压力传感器固定连接;将红外温度传感器固定在阀体上开设的安装槽内,使得红外温度传感器的检测端正对PTFE弹簧;
将阀体装配在管道上,压力传感器检测到PTFE弹簧在初始状态下的预紧力为F0;然后,在水箱内加入纯净水,在室温T条件下,启动泵,使纯净水在管道内按预设流速流动;当阀芯被水流顶开在阀体内滑动并压缩PTFE弹簧时,压力传感器检测到PTFE弹簧压力值为F,则未考虑温度时弹簧受压松弛率α如下式所示:
接着,将管道内纯净水温度加热至预设温度;通过红外温度传感器按预设时间间隔对PTFE弹簧的温度进行检测,并将检测结果反馈至控制器;控制器通过检测得到的温度参数集Tq={T1,T2,T3,…,Tn}计算求出PTFE弹簧表面实际温度平均值Ts:
此时,PTFE弹簧吸收的比热能Q为:
Q=Cpm(Ts-T)
其中,Cp为PTFE材料的比热容;m为PTFE弹簧的质量;将PTFE弹簧吸收的比热能Q与未考虑温度时弹簧受压松弛率α结合,得到在实际温度平均值Ts下的PTFE弹簧受压松弛率αT如下式所示:
其中,K为PTFE材料在实际温度平均值Ts下的热膨胀系数;在实际检测过程中,通过在阀体上安装红外温度传感器对PTFE弹簧的温度进行实时检测,在PTFE弹簧未连接阀芯的一端安装压力传感器对PTFE弹簧所受压力进行实时检测,并将检测数据反馈至控制器;控制器对PTFE弹簧在当前温度下的受压松弛度αT进行计算,并与预设值对比;当PTFE弹簧受压松弛率αT达到预设值时,视为PTFE弹簧失效。
2.根据权利要求1所述的一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,其特征在于:所述的泵、红外温度传感器和压力传感器均与控制器连接;所述的泵受控制器控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,其特征在于:通过向电阻丝通入电流,使管道内纯净水温度加热至预设温度;所述的电阻丝与交流电源之间串联有变流器。
4.根据权利要求3所述的一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,其特征在于:通过温度检测器对电阻丝的温度进行检测,温度检测器与控制器连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,其特征在于:通过数据处理模块对温度检测器、红外温度传感器和压力传感器的反馈信号进行处理,再传输至控制器;所述的数据处理模块包括数字转换器、数字显示器和编译器;数字转换器将电信号转换成数字信号,并将数字信号传输至数字显示器和编译器中;数字显示器接收数字信号,并将数字显示在显示屏幕上;编译器对数字信号进行处理并转换成可执行命令传输至控制器;所述的数字转换器、数字显示器和编译器均装配在支架上。
6.根据权利要求1所述的一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,其特征在于:所述的水箱与管道之间安装有过滤器。
7.根据权利要求1所述的一种基于温度评估PTFE弹簧受压松弛率的方法,其特征在于:所述的泵、水箱、管道、压力传感器和红外温度传感器均置于保温箱中。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013190262A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | コネクタ端子用ばね材料の評価方法 |
CN105300673A (zh) * | 2015-10-10 | 2016-02-03 | 中国空间技术研究院 | 一种基于压簧应力松弛测试数据的可靠度确定方法 |
CN105910883A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-08-31 | 天津大学 | 扭转弹簧应力松弛寿命的预测方法 |
CN112666021A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-04-16 | 杭州电子科技大学 | 一种ptfe材质弹簧的可靠性预测方法与装置 |
CN215179237U (zh) * | 2021-07-23 | 2021-12-14 | 江苏旭氟新材料有限公司 | 一种ptfe薄膜抗拉强度及延展率测试设备 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013190262A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | コネクタ端子用ばね材料の評価方法 |
CN105300673A (zh) * | 2015-10-10 | 2016-02-03 | 中国空间技术研究院 | 一种基于压簧应力松弛测试数据的可靠度确定方法 |
CN105910883A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-08-31 | 天津大学 | 扭转弹簧应力松弛寿命的预测方法 |
CN112666021A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-04-16 | 杭州电子科技大学 | 一种ptfe材质弹簧的可靠性预测方法与装置 |
CN215179237U (zh) * | 2021-07-23 | 2021-12-14 | 江苏旭氟新材料有限公司 | 一种ptfe薄膜抗拉强度及延展率测试设备 |
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