TWI587115B - Cleaning fluid flow control system and control method - Google Patents

Description

清洗液流量控制系統及控制方法

本發明關於半導體器件製造工藝，尤其關於一種清洗液流量控制系統及控制方法，該控制系統及控制方法能夠精確和穩定的控制清洗液的流量。

在半導體器件製造工藝中，晶圓很容易受到污染，微小污染物，如附著在晶圓表面的顆粒、有機殘留物、金屬雜質和晶圓表面氧化物等都會對半導體器件的性能造成很大損害，而且隨著半導體器件的特徵尺寸越來越小，污染物的危害性就會越來越大，幾乎每一步工藝都有可能引入污染。因此，為了獲得高質量的半導體器件，對晶圓進行清洗是非常必要和關鍵的。隨著半導體技術的快速發展，目前，有多種清洗方法，其中，濕法清洗是一種被廣泛應用在晶圓表面清洗工藝中的清洗方法。濕法清洗通常利用清洗液如超純水或者不同成分的化學品來清洗晶圓表面。清洗液一般被供應至清洗腔中，在清洗腔中對晶圓進行清洗。

為了保證清洗效果和提高半導體器件的品質，供應至清洗腔中的清洗液的流量需要精確和穩定地控制，也就是說清洗液在輸送過程中要保持穩定的流量。傳統的清洗液流量控制系統包括若干控制閥。一般情況下， 每一個連接至清洗腔的清洗液輸送通道具有一個控制閥控制該通道內清洗液的流量。雖然該系統能夠精確和穩定的控制每一通道內清洗液的流量，但是當有幾路清洗液輸送通道時就需要相應數量的控制閥，由於控制閥的價格較昂貴，因此導致整個系統的生產成本很高，同時，控制閥的體積也較大，需要佔用很大的空間，給整個系統的設計和安裝帶了不便。

因此，在保證清洗液供應穩定可控的前提下，簡化系統設計和降低系統成本將會是半導體清洗技術領域的一大突破。

本發明的目的是提供一種成本低且結構簡單的清洗液流量控制系統。

為達成上述目的，本發明提供的一種清洗液流量控制系統包括一條總幹路和若干支路，其中，總幹路上設置有控制閥、壓力感測器、控制器及I/P轉換器，每一支路上設置有流量開關及針閥。清洗液流經控制閥；壓力感測器測量流經控制閥的清洗液的壓力並輸出壓力值；控制器接收壓力感測器輸出的壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，根據比較結果產生並發送電流信號，若該壓力值大於目標壓力值，控制器發送一較小的電流信號，若該壓力值小於目標壓力值，控制器發送一較大的電流信號；I/P轉換器接收控制器輸出的電流信號並向控制閥輸送具有相應壓力的壓縮空氣，I/P轉換器接收控制器輸出的較小的電 流信號時，I/P轉換器降低輸送給控制閥壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥的清洗液的壓力，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值，I/P轉換器接收控制器輸出的較大的電流信號時，I/P轉換器增大輸送給控制閥壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥的清洗液的壓力，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值。流量開關測量流入工作腔的清洗液的流速；針閥調節流入工作腔的清洗液的流速到目標流速。

為達成上述目的，本發明提供的另一種清洗液流量控制系統包括一條總幹路和若干支路，其中，總幹路上設置有控制閥、壓力感測器、控制器及U/P轉換器，每一支路上設置有流量開關及針閥。清洗液流經控制閥；壓力感測器測量流經控制閥的清洗液的壓力並輸出壓力值；控制器接收壓力感測器輸出的壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，根據比較結果產生並發送電壓信號，若該壓力值大於目標壓力值，控制器發送一較小的電壓信號，若該壓力值小於目標壓力值，控制器發送一較大的電壓信號；U/P轉換器接收控制器輸出的電壓信號並向控制閥輸送具有相應壓力的壓縮空氣，U/P轉換器接收控制器輸出的較小的電壓信號時，U/P轉換器降低輸送給控制閥壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥的清洗液的壓力，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值，U/P轉換器接收控制器輸出的較大的電壓信號時，U/P轉換器增大輸送給控制閥壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥的清洗液的壓力，使得流 經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值。流量開關測量流入工作腔的清洗液的流速；針閥調節流入工作腔的清洗液的流速到目標流速。

本發明的又一目的是提供一種清洗液流量控制方法，包括如下步驟：提供控制閥、壓力感測器、I/P轉換器及控制器構成PID閉環控制系統；壓力感測器測量流經控制閥的清洗液的壓力並輸出壓力值；控制器接收壓力感測器輸出的壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，根據比較結果產生並發送電流信號，若該壓力值大於目標壓力值，控制器發送一較小的電流信號，若該壓力值小於目標壓力值，控制器發送一較大的電流信號；I/P轉換器接收控制器輸出的電流信號並向控制閥輸送具有相應壓力的壓縮空氣，I/P轉換器接收控制器輸出的較小的電流信號時，I/P轉換器降低輸送給控制閥壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥的清洗液的壓力，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值，I/P轉換器接收控制器輸出的較大的電流信號時，I/P轉換器增大輸送給控制閥壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥的清洗液的壓力，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值；測量流入工作腔的清洗液的流速；調節流入工作腔的清洗液的流速至目標流速。

本發明的又一目的是提供另一種清洗液流量控制方法，包括如下步驟：提供控制閥、壓力感測器、U/P轉換器及控制器構成PID閉環控制系統；壓力感測器測量流經控制閥的清洗液的壓力並輸出壓力值；控制器接收壓力感測器輸出的壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，根據比較結果產生並發送電壓信號，若該壓力值大於目標壓力值，控制器發送一較小的電壓信號，若該壓力值小於目標壓力值，控制器發送一較大的電壓信號；U/P轉換器接收控制器輸出的電壓信號並向控制閥輸送具有相應壓力的壓縮空氣，U/P轉換器接收控制器輸出的較小的電壓信號時，U/P轉換器降低輸送給控制閥壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥的清洗液的壓力，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值，U/P轉換器接收控制器輸出的較大的電壓信號時，U/P轉換器增大輸送給控制閥壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥的清洗液的壓力，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值；測量流入工作腔的清洗液的流速；調節流入工作腔的清洗液的流速至目標流速。

綜上所述，本發明清洗液流量控制系統及控制方法僅利用一個控制閥、一個壓力感測器、一個I/P轉換器或U/P轉換器及一個控制器構成PID閉環控制系統調節控 制閥中清洗液的壓力，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值。流經控制閥及壓力感測器的清洗液分成若干支路，且每一支路利用一個針閥及一個流量開關調節該支路中清洗液的流速至目標流速。以具有三個支路的清洗液流量控制系統為例，該系統利用一個控制閥、一個壓力感測器、一個I/P轉換器或U/P轉換器、一個控制器、三個針閥及三個流量開關向工作腔供應精確和穩定流量的清洗液。而傳統的清洗液流量控制系統需採用三個控制閥、三個壓力感測器、三個I/P轉換器或三個U/P轉換器、三個控制器及三個流量計。相比之下，本發明清洗液流量控制系統可以節省兩個控制閥、兩個壓力感測器、兩個I/P轉換器或U/P轉換器、兩個控制器，而且本發明採用的流量開關也比傳統採用的流量計便宜。因此，本發明的成本能夠大大降低，而且本發明結構簡單。

10‧‧‧控制閥

20‧‧‧壓力感測器

30‧‧‧I/P轉換器

30’‧‧‧U/P轉換器

40‧‧‧控制器

50‧‧‧針閥

60‧‧‧流量開關

70‧‧‧工作腔

80‧‧‧開關閥

圖1是本發明清洗液流量控制系統的第一實施例的方塊圖。

圖2是本發明清洗液流量控制系統的第二實施例的方塊圖。

圖3是本發明清洗液流量控制方法的第一實施例的流程圖。

圖4是本發明清洗液流量控制方法的第二實施例的流程圖。

圖5是採用本發明清洗液流量控制方法控制清洗液流量的曲線圖。

為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所達成目的及功效，下面將結合實施例並配合圖式予以詳細說明。

請參閱圖1，示出了本發明清洗液流量控制系統的第一實施例。本發明清洗液流量控制系統包括一條總幹路，總幹路上設置有一控制閥10、一壓力感測器20、一控制器40及一I/P轉換器30。控制閥10、壓力感測器20、控制器40及I/P轉換器30構成一PID閉環控制系統。壓力感測器20測量流經控制閥10的清洗液的壓力並輸出一壓力電信號。控制器40接收壓力感測器20輸出的壓力電信號後，產生並發送一相應的電流信號給I/P轉換器30。I/P轉換器30接收控制器40輸出的電流信號後向控制閥10輸送具有相應壓力的壓縮空氣，從而調節控制閥10中清洗液的壓力。透過PID閉環控制系統的自動調節，流經控制閥10及壓力感測器20的清洗液的壓力能夠保持在一設定值。

請參閱圖2，示出了本發明清洗液流量控制系統的第二實施例。本發明清洗液流量控制系統包括一條總幹路，總幹乾路上設置有一控制閥10、一壓力感測器20、一控制器40及一U/P轉換器30’。控制閥10、壓力感測器20、控制器40及U/P轉換器30’構成一PID閉環控制系統。壓力感測器20測量流經控制閥10的清洗液的壓力 並輸出一壓力電信號。控制器40接收壓力感測器20輸出的壓力電信號後，產生並發送一相應的電壓信號給U/P轉換器30’。U/P轉換器30’接收控制器40輸出的電壓信號後向控制閥10輸送具有相應壓力的壓縮空氣，從而調節控制閥10中清洗液的壓力。透過PID閉環控制系統的自動調節，流經控制閥10及壓力感測器20的清洗液的壓力能夠保持在一設定值。

請繼續參閱圖1和圖2。流經控制閥10及壓力感測器20的清洗液根據不同工藝需求可以被分成若干支路，例如，在第一實施例和第二實施例中，流經控制閥10及壓力感測器20的清洗液被分成了三個支路，每一支路包括一針閥50、一流量開關60及一工作腔70。每一支路的清洗液流經針閥50及流量開關60後流入工作腔70用於清洗晶圓。每一支路中的流量開關60測量該支路中清洗液的流速。針閥50根據流量開關60測得的流速調節該支路中清洗液的流速直到該支路中清洗液的流速達到工藝所需要的流速，針閥50可以是手動閥。較佳的，每一支路還包括一開關閥80用於允許或阻止清洗液流入工作腔70。

根據本發明清洗液流量控制系統的第一實施例，下面簡要介紹本發明清洗液流量控制系統的工作原理。壓力感測器20即時測量流經控制閥10清洗液的壓力，並將測得的壓力值傳輸給控制器40。控制器40接收該壓力值並將該壓力值與一預設的目標壓力值比較，如果Pc>Pt，控制器40發送一較小的電流信號給I/P轉換器30，I/P轉換 器30接收控制器40輸出的較小的電流信號後降低輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥10的清洗液的壓力，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值；如果Pc<Pt，控制器40發送一較大的電流信號給I/P轉換器30，I/P轉換器30接收控制器40輸出的較大的電流信號後增大輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥10的清洗液的壓力，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值；如果Pc=Pt，則將每一支路中當前的清洗液的流速與一目標流速進行比較，如果Fc=Ft，那麽對清洗液壓力和流速的調節完成，系統將維持穩定狀態；如果Fc>Ft，需將相應支路中的針閥50調小，從而調小相應支路中清洗液的流速，使得Fc=Ft，與此同時，流經控制閥10的清洗液的壓力增大，從而導致Pc>Pt，控制器40發送一較小的電流信號給I/P轉換器30，I/P轉換器30接收控制器40輸出的較小的電流信號後降低輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥10的清洗液的壓力，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值；如果Fc<Ft，需將相應支路中的針閥50調大，從而調大相應支路中清洗液的流速，使得Fc=Ft，與此同時，流經控制閥10的清洗液的壓力降低，從而導致Pc<Pt，控制器40發送一較大的電流信號給I/P轉換器30，I/P轉換器30接收控制器40輸出的較大的電流信號後增大輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥10的清洗液的壓力，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值。其中，Pc為即 時測得的流經控制閥10的清洗液的壓力，Pt為流經控制閥10的清洗液的目標壓力值，Fc為即時測得的支路中清洗液的流速，Ft為支路中清洗液的目標流速。

根據本發明清洗液流量控制系統的第二實施例，下面簡要介紹本發明清洗液流量控制系統的工作原理。壓力感測器20即時測量流經控制閥10清洗液的壓力，並將測得的壓力值傳輸給控制器40。控制器40接收該壓力值並將該壓力值與一預設的目標壓力值比較，如果Pc>Pt，控制器40發送一較小的電壓信號給U/P轉換器30’，U/P轉換器30’接收控制器40輸出的較小的電壓信號後降低輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥10的清洗液的壓力，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值；如果Pc<Pt，控制器40發送一較大的電壓信號給U/P轉換器30’，U/P轉換器30’接收控制器40輸出的較大的電壓信號後增大輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥10的清洗液的壓力，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值；如果Pc=Pt，則將每一支路中當前的清洗液的流速與一目標流速進行比較，如果Fc=Ft，那麽對清洗液壓力和流速的調節完成，系統將維持穩定狀態；如果Fc>Ft，需將相應支路中的針閥50調小，從而調小相應支路中清洗液的流速，使得Fc=Ft，與此同時，流經控制閥10的清洗液的壓力增大，從而導致Pc>Pt，控制器40發送一較小的電壓信號給U/P轉換器30’，U/P轉換器30’接收控制器40輸出的較小的電壓信號後降低輸 送給控制閥10壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥10的清洗液的壓力，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值；如果Fc<Ft，需將相應支路中的針閥50調大，從而調大相應支路中清洗液的流速，使得Fc=Ft，與此同時，流經控制閥10的清洗液的壓力降低，從而導致Pc<Pt，控制器40發送一較大的電壓信號給U/P轉換器30’，U/P轉換器30’接收控制器40輸出的較大的電壓信號後增大輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥10的清洗液的壓力，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值。其中，Pc為即時測得的流經控制閥10的清洗液的壓力，Pt為流經控制閥10的清洗液的目標壓力值，Fc為即時測得的支路中清洗液的流速，Ft為支路中清洗液的目標流速。

請參閱圖3，揭示了本發明第一種清洗液流量控制方法，該方法包括如下步驟：S1，設定流經控制閥10的清洗液的目標壓力值；S2，使具有一定壓力的清洗液流經控制閥10，清洗液的壓力接近目標壓力值；S3，壓力感測器20即時測量流經控制閥10的清洗液的壓力，並將測得的壓力值傳輸給控制器40；S4，控制器40接收該壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，如果Pc=Pt，執行S5步驟；如果Pc>Pt，控制器40發送一較小的電流信號給I/P轉換器30，I/P轉換器30接收控制器40輸出的較小的電流信號後降低輸送給控制閥10 壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥10的清洗液的壓力，並返回S3步驟；如果Pc<Pt，控制器40發送一較大的電流信號給I/P轉換器30，I/P轉換器30接收控制器40輸出的較大的電流信號後增大輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥10的清洗液的壓力，並返回S3步驟，其中，Pc為即時測得的流經控制閥10的清洗液的壓力，Pt為流經控制閥10的清洗液的目標壓力值；S5，將每一支路中當前的清洗液的流速與一目標流速進行比較，如果Fc=Ft，那麽對清洗液壓力和流速的調節完成，系統將維持穩定狀態；如果Fc>Ft，將相應支路中的針閥50調小，從而調小相應支路中清洗液的流速，與此同時，流經控制閥10的清洗液的壓力增大，從而導致Pc>Pt，此時返回S3步驟；如果Fc<Ft，將相應支路中的針閥50調大，從而調大相應支路中清洗液的流速，與此同時，流經控制閥10的清洗液的壓力降低，從而導致Pc<Pt，此時返回S3步驟，其中，Fc為即時測得的支路中清洗液的流速，Ft為支路中清洗液的目標流速。

考慮到在實際工藝過程中，各支路的工作腔70的加工進程不一定同步，這就意味著隨著時間的變化某一支路或某幾路支路的開關閥80會打開或關閉。在各支路開關閥80打開或關閉的瞬間，會引起總幹路上清洗液的流量、壓力突然變化，以及其他支路的清洗液壓力和流量的波動。此外，打開開關閥80的數量也就是支路開放的路數不同也會導致總幹路上流經壓力感測器20的清洗液的壓力 不同，因為各支路的清洗液的流量變化以後，總幹路上清洗液的流量和壓力隨之變化。例如，支路開放的路數由一路增加為兩路，如果每一路的清洗液的流量為2lpm，那麽總幹路上清洗液的流量從2lpm增加到4lpm的時候，為了增加清洗液的供應量，I/P轉換器30需增大輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力；同時，當第二路支路的開關閥80打開之後的一段時間內，第二路支路的清洗液的流量從0lpm上升至2lpm需要一定的時間，這段時間內清洗液的流量處於不穩定狀態，不穩定狀態一般會持續幾秒。在此時間段內，總幹路和各支路的清洗液的壓力和流量會產生波動，而此時進行PID調節，很難達到預期的控制效果，甚至會增加I/P轉換器30輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力的波動，最終導致其他支路的流量波動。

為了解決上述問題，本發明清洗液流量控制方法在執行步驟S1至S5之前，還包括如下步驟：首先，根據開放的支路的路數設定I/P轉換器30輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力值，支路開放的路數與I/P轉換器30輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力值的一一對應關係可以預先透過實驗的方法獲得；然後，開放各支路的同時使I/P轉換器30向控制閥10輸送具有設定壓力值的壓縮空氣並維持一時間段直到由於支路的開關引起的總幹路上的清洗液的壓力、流量的變化趨於穩定，然後，進行PID調節，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值。

在執行步驟S1至S5的過程中，若需要改變支路開放的路數時，返回步驟“根據開放的支路的路數設定I/P轉換器30輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力值”。

請參閱圖4，揭示了本發明第二種清洗液流量控制方法，該方法包括如下步驟：S10，設定流經控制閥10的清洗液的目標壓力值；S20，使具有一定壓力的清洗液流經控制閥10，清洗液的壓力接近目標壓力值；S30，壓力感測器20即時測量流經控制閥10的清洗液的壓力，並將測得的壓力值傳輸給控制器40；S40，控制器40接收該壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，如果Pc=Pt，執行S50步驟；如果Pc>Pt，控制器40發送一較小的電壓信號給U/P轉換器30’，U/P轉換器30’接收控制器40輸出的較小的電壓信號後降低輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以降低流經控制閥10的清洗液的壓力，並返回S30步驟；如果Pc<Pt，控制器40發送一較大的電壓信號給U/P轉換器30’，U/P轉換器30’接收控制器40輸出的較大的電壓信號後增大輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力以增大流經控制閥10的清洗液的壓力，並返回S30步驟，其中，Pc為即時測得的流經控制閥10的清洗液的壓力，Pt為流經控制閥10的清洗液的目標壓力值；S50，將每一支路中當前的清洗液的流速與一目標流速進行比較，如果Fc=Ft，那麽對清洗液壓力和流速的調節完成，系統將維持穩定狀態；如果Fc>Ft，將相應支路中的針 閥50調小，從而調小相應支路中清洗液的流速，與此同時，流經控制閥10的清洗液的壓力增大，從而導致Pc>Pt，此時返回S30步驟；如果Fc<Ft，將相應支路中的針閥50調大，從而調大相應支路中清洗液的流速，與此同時，流經控制閥10的清洗液的壓力降低，從而導致Pc<Pt，此時返回S30步驟，其中，Fc為即時測得的支路中清洗液的流速，Ft為支路中清洗液的目標流速。

與第一種清洗液流量控制方法相類似，本方法在執行步驟S10至S50之前，還包括如下步驟：首先，根據開放的支路的路數設定U/P轉換器30’輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力值，支路開放的路數與U/P轉換器30’輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力值的一一對應關係可以預先透過實驗的方法獲得；然後，開放各支路的同時使U/P轉換器30’向控制閥10輸送具有設定壓力值的壓縮空氣並維持一時間段直到由於支路的開關引起的總幹路上的清洗液的壓力流量的變化趨於穩定，然後，進行PID調節，使得流經控制閥10的清洗液的壓力值等於目標壓力值。

在執行步驟S10至S50的過程中，若需要改變支路開放的路數時，返回步驟“根據開放的支路的路數設定U/P轉換器30’輸送給控制閥10壓縮空氣的壓力值”。

請參閱圖5，圖5是採用本發明清洗液流量控制方法控制清洗液流量的曲線圖。在圖5中，虛線C1表示目標壓力值，折線C2表示實際壓力值。在區域A，表示所 有的9路開關閥80均關閉。在區域B，表示1路到9路的開關閥80逐步依次打開，同時開始PID調節，區域B頂部的折線表示控制器40發送給I/P轉換器的電流，可以看到在9路開關閥80依次打開的過程中，控制器40發送給I/P轉換器的電流逐步增大。在區域C，表示所有的9路開關閥80已經全部打開。從圖5可以看出，當逐步打開1路到9路的開關閥80時，透過PID調節，流經控制閥10的清洗液的壓力值始終與目標壓力值基本一致，且各支路中清洗液的流速保持在目標流速。

由上述可知，本發明清洗液流量控制系統及控制方法透過PID閉環控制系統的自動調節從而可以向工作腔70供應精確和穩定流量的清洗液。即使上游的清洗液供應不穩定，在PID閉環控制系統的自動調節下，仍然能夠向工作腔70供應精確和穩定流量的清洗液。此外，當一個或幾個支路中的開關閥80打開或關閉，在PID閉環控制系統的自動調節下，其他支路中的清洗液的流速不會受到影響。

本發明清洗液流量控制系統及控制方法僅利用一個控制閥10、一個壓力感測器20、一個I/P轉換器30或U/P轉換器30’及一個控制器40構成一PID閉環控制系統調節控制閥10中清洗液的壓力。系統中的每一支路利用一個針閥50及一個流量開關60調節該支路中清洗液的流速。以具有三個支路的清洗液流量控制系統為例，該系統利用一個控制閥10、一個壓力感測器20、一個I/P轉換器 30或U/P轉換器30’、一個控制器40、三個針閥50及三個流量開關60向工作腔70供應精確和穩定流量的清洗液。而傳統的清洗液流量控制系統需採用三個控制閥10、三個壓力感測器20、三個I/P轉換器30或三個U/P轉換器30’、三個控制器40及三個流量計。相比之下，本發明清洗液流量控制系統可以節省兩個控制閥10、兩個壓力感測器20、兩個I/P轉換器30或U/P轉換器30’、兩個控制器40，而且本發明採用的流量開關60也比傳統採用的流量計便宜。因此，本發明的成本能夠大大降低，而且本發明結構簡單。

綜上所述，本發明清洗液流量控制系統及控制方法透過上述實施方式及相關圖式說明，己具體、詳實的揭露了相關技術，使本領域的技術人員可以據以實施。而以上所述實施例只是用來說明本發明，而不是用來限制本發明的，本發明的權利範圍，應由本發明的申請專利範圍來界定。至於本文中所述元件數目的改變或等效元件的代替等仍都應屬於本發明的權利範圍。

10‧‧‧控制閥

20‧‧‧壓力感測器

30‧‧‧I/P轉換器

40‧‧‧控制器

50‧‧‧針閥

60‧‧‧流量開關

70‧‧‧工作腔

80‧‧‧開關閥

Claims (16)

1. 一種清洗液流量控制系統，包括：一條總幹路和若干支路，其中，總幹路上設置有：一個控制閥，清洗液流經所述控制閥；一個壓力感測器，測量流經所述控制閥的清洗液的壓力並輸出壓力值；一個控制器，接收所述壓力感測器輸出的壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，根據比較結果產生並發送電流信號，若該壓力值大於目標壓力值，所述控制器發送一較小的電流信號，若該壓力值小於目標壓力值，所述控制器發送一較大的電流信號；一個I/P轉換器，接收所述控制器輸出的電流信號並向所述控制閥輸送具有相應壓力的壓縮空氣，所述I/P轉換器接收所述控制器輸出的較小的電流信號時，所述I/P轉換器降低輸送給所述控制閥壓縮空氣的壓力以降低流經所述控制閥的清洗液的壓力，使得流經所述控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值，所述I/P轉換器接收所述控制器輸出的較大的電流信號時，所述I/P轉換器增大輸送給所述控制閥壓縮空氣的壓力以增大流經所述控制閥的清洗液的壓力，使得流經所述控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值；每一支路上設置有：一個工作腔；一個流量開關，測量流入工作腔的清洗液的流速；及一個針閥，調節流入工作腔的清洗液的流速到目標流速。
2. 根據請求項1所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：流經所述控制閥及所述壓力感測器的清洗液分成若干支路。
3. 根據請求項2所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：若所述壓力感測器測得的流經所述控制閥的清洗液的壓力等於目標壓力值，則將每一支路中當前的清洗液的流速與一目標流速進行比較，如果當前的清洗液的流速與目標流速相等，那麽對清洗液壓力和流速的調節完成。
4. 根據請求項2所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：若所述壓力感測器測得的流經所述控制閥的清洗液的壓力等於目標壓力值，則將每一支路中當前的清洗液的流速與一目標流速進行比較，如果當前的清洗液的流速大於目標流速，將相應支路中的針閥調小，從而調小相應支路中清洗液的流速，使得相應支路中清洗液的流速等於目標流速；如果當前的清洗液的流速小於目標流速，將相應支路中的針閥調大，從而調大相應支路中清洗液的流速，使得相應支路中清洗液的流速等於目標流速。
5. 根據請求項1所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：所述每一支路上還進一步設置開關閥用於允許或阻止清洗液流入所述工作腔。
6. 根據請求項1所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：所述控制閥、壓力感測器、I/P轉換器及控制器構成 PID閉環控制系統。
7. 一種清洗液流量控制系統，包括：一條總幹路和若干支路，其中，總幹路上設置有：一個控制閥，清洗液流經所述控制閥；一個壓力感測器，測量流經所述控制閥的清洗液的壓力並輸出壓力值；一個控制器，接收所述壓力感測器輸出的壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，根據比較結果產生並發送電壓信號，若該壓力值大於目標壓力值，所述控制器發送一較小的電壓信號，若該壓力值小於目標壓力值，所述控制器發送一較大的電壓信號；一個U/P轉換器，接收所述控制器輸出的電壓信號並向所述控制閥輸送具有相應壓力的壓縮空氣，所述U/P轉換器接收所述控制器輸出的較小的電壓信號時，所述U/P轉換器降低輸送給所述控制閥壓縮空氣的壓力以降低流經所述控制閥的清洗液的壓力，使得流經所述控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值，所述U/P轉換器接收所述控制器輸出的較大的電壓信號時，所述U/P轉換器增大輸送給所述控制閥壓縮空氣的壓力以增大流經所述控制閥的清洗液的壓力，使得流經所述控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值；每一支路上設置有：一個工作腔；一個流量開關，測量流入工作腔的清洗液的流速；及一個針閥，調節流入工作腔的清洗液的流速到目標流速。
8. 根據請求項7所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：流經所述控制閥及所述壓力感測器的清洗液分成若干支路。
9. 根據請求項8所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：若所述壓力感測器測得的流經所述控制閥的清洗液的壓力等於目標壓力值，則將每一支路中當前的清洗液的流速與一目標流速進行比較，如果當前的清洗液的流速與目標流速相等，那麽對清洗液壓力和流速的調節完成。
10. 根據請求項8所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：若所述壓力感測器測得的流經所述控制閥的清洗液的壓力等於目標壓力值，則將每一支路中當前的清洗液的流速與一目標流速進行比較，如果當前的清洗液的流速大於目標流速，將相應支路中的針閥調小，從而調小相應支路中清洗液的流速，使得相應支路中清洗液的流速等於目標流速；如果當前的清洗液的流速小於目標流速，將相應支路中的針閥調大，從而調大相應支路中清洗液的流速，使得相應支路中清洗液的流速等於目標流速。
11. 根據請求項7所述的清洗液流量控制系統，其特徵在於：所述每一支路上還進一步設置開關閥用於允許或阻止清洗液流入所述工作腔。
12. 根據請求項7所述的清洗液流量控制系統，其特徵 在於：所述控制閥、壓力感測器、U/P轉換器及控制器構成PID閉環控制系統。
13. 一種清洗液流量控制方法，包括如下步驟：提供一個控制閥、一個壓力感測器、一個I/P轉換器及一個控制器構成PID閉環控制系統；利用所述壓力感測器測量流經所述控制閥的清洗液的壓力並輸出壓力值；利用所述控制器接收所述壓力感測器輸出的壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，根據比較結果產生並發送電流信號，若該壓力值大於目標壓力值，所述控制器發送一較小的電流信號，若該壓力值小於目標壓力值，所述控制器發送一較大的電流信號；利用所述I/P轉換器接收所述控制器輸出的電流信號並向所述控制閥輸送具有相應壓力的壓縮空氣，所述I/P轉換器接收所述控制器輸出的較小的電流信號時，所述I/P轉換器降低輸送給所述控制閥壓縮空氣的壓力以降低流經所述控制閥的清洗液的壓力，使得流經所述控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值，所述I/P轉換器接收所述控制器輸出的較大的電流信號時，所述I/P轉換器增大輸送給所述控制閥壓縮空氣的壓力以增大流經所述控制閥的清洗液的壓力，使得流經所述控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值；測量流入工作腔的清洗液的流速；調節流入工作腔的清洗液的流速至目標流速。
14. 根據請求項13所述的清洗液流量控制方法，其特徵在於：還包括如下步驟：根據開放的支路的路數設定I/P轉換器輸送給控制閥壓縮空氣的壓力值；開放各支路的同時使I/P轉換器向控制閥輸送具有設定壓力值的壓縮空氣並維持一時間段直到流經控制閥的清洗液的壓力趨於穩定，然後，進行PID調節，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值。
15. 一種清洗液流量控制方法，包括如下步驟：提供一個控制閥、一個壓力感測器、一個U/P轉換器及一個控制器構成PID閉環控制系統；利用所述壓力感測器測量流經所述控制閥的清洗液的壓力並輸出壓力值；利用所述控制器接收所述壓力感測器輸出的壓力值並將該壓力值與目標壓力值比較，根據比較結果產生並發送電壓信號，若該壓力值大於目標壓力值，所述控制器發送一較小的電壓信號，若該壓力值小於目標壓力值，所述控制器發送一較大的電壓信號；利用所述U/P轉換器接收所述控制器輸出的電壓信號並向所述控制閥輸送具有相應壓力的壓縮空氣，所述U/P轉換器接收所述控制器輸出的較小的電壓信號時，所述U/P轉換器降低輸送給所述控制閥壓縮空氣的壓力以降低流經所述控制閥的清洗液的壓力，使得流經所述控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值，所述U/P轉換器接收所述控制器輸出的較大的電壓信號時，所述U/P轉換器增大輸送給所述控制 閥壓縮空氣的壓力以增大流經所述控制閥的清洗液的壓力，使得流經所述控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值；測量流入工作腔的清洗液的流速；調節流入工作腔的清洗液的流速至目標流速。
16. 根據請求項15所述的清洗液流量控制方法，其特徵在於：還包括如下步驟：根據開放的支路的路數設定U/P轉換器輸送給控制閥壓縮空氣的壓力值；開放各支路的同時使U/P轉換器向控制閥輸送具有設定壓力值的壓縮空氣並維持一時間段直到流經控制閥的清洗液的壓力趨於穩定，然後，進行PID調節，使得流經控制閥的清洗液的壓力值等於目標壓力值。