Mاندازهگیری سطح مایع در مخازن مورد استفاده در تأسیسات تولید نیمههادی، نیازمند راهحلهایی است که بتوانند تنش برودتی، عملکرد دینامیکی و کنترلهای دقیق آلودگی را تحمل کنند. انتخاب روش اندازهگیری باید عدم مزاحمت، پاسخ سریع آنلاین و حداقل نگهداری را برای محافظت از عملکرد و زمان آماده به کار در اولویت قرار دهد.
خروجی آنلاین مداوم مناسب برای کنترل فرآیند و قفلهای ایمنی
خروجیهای پیوسته و بلادرنگ برای کنترل فرآیند و قفلهای ایمنی در تأسیسات تولید نیمهرسانا الزامی هستند. خروجیهای ترجیحی شامل ۴ تا ۲۰ میلیآمپر با انواع HART، Modbus یا Ethernet برای اتصال مستقیم PLC/DCS هستند. اطمینان حاصل کنید که دستگاه از حالتهای failsafe و آلارمهای قابل تنظیم برای شرایط بالا/پایین، نرخ تغییر و از دست دادن سیگنال پشتیبانی میکند. مثال: یک خروجی پیوسته ۴ تا ۲۰ میلیآمپر متصل به یک سلونوئید پر کردن مخزن، از پر شدن بیش از حد مخزن در هنگام عبور سطح از یک آستانه قابل برنامهریزی جلوگیری میکند.
مصونیت در برابر بخار، کف، تلاطم و تغییر خواص سیال
مخازن ذخیرهسازی کرایوژنیک در حین انتقال، لایههای بخار، لایهبندی و گاهی اوقات تلاطم ایجاد میکنند. فناوریهایی را انتخاب کنید که در برابر پژواکهای کاذب و تلاطم سطحی، ایمنی بالایی داشته باشند.فرستنده سطح راداریفناوری و سیستمهای فرستنده سطح رادار موج هدایتشده میتوانند در صورت پیکربندی صحیح، بازگشتهای کاذب را رد کنند. برای جلوگیری از خطاهای سطح ناشی از بخار، کف یا پاشش، بر پردازش سیگنال قابل تنظیم، مشاهده منحنی اکو و فیلتر داخلی اصرار داشته باشید. مثال: یک فرستنده رادار با استفاده از تنظیمات پیشرفته پردازش سیگنال، لایه بخار گذرا را در طول جوشش نادیده میگیرد.
اندازهگیری سطح نیتروژن مایع
*
حداقل نفوذ مکانیکی و بدون قطعات متحرک
با انتخاب حسگرهایی بدون قطعات متحرک و حداقل نفوذ از طریق مخازن ذخیرهسازی برودتی عایقبندی شده با خلاء، خطر نشت و نگهداری را به حداقل برسانید. رادار غیرتماسی نصب شده روی نازل بالایی موجود، از پروبهای بلند جلوگیری کرده و پل حرارتی را کاهش میدهد. گزینههای رادار موج هدایتشده با پروب کوتاه میتوانند با فلنجهای کوچک موجود بدون سوراخهای عمیق سازگار باشند. مواد و اندازههای فلنج را با ژاکتهای خلاء و آببندهای برودتی سازگار کنید تا یکپارچگی مخزن حفظ شود. مثال: یک رادار غیرتماسی نصب شده در بالا را انتخاب کنید تا یک پروب بلند که به عایق نفوذ میکند، از بین برود.
تشخیص، نگهداری پیشبینانه و عیبیابی آسان
فرستندههای سطح پیشرفته باید شامل ابزارهای تشخیصی و کمکی برای عیبیابی آسان باشند تا در دسترس بودن دستگاه را به حداکثر برسانند. به ابزارهای تشخیصی روی برد مانند نمایش منحنی اکو، معیارهای قدرت سیگنال، بررسی یکپارچگی پروب و حسگرهای دما نیاز دارند. پشتیبانی از تشخیص از راه دور و گزارش خطا، تجزیه و تحلیل ریشهای علت را سرعت میبخشد. هشدارهای پیشبینیکننده - مانند کاهش قدرت سیگنال یا نشانگرهای رسوب پروب - به برنامهریزی مداخله قبل از خاموش شدن کمک میکنند. مثال: فرستندهای که تضعیف تدریجی اکو را ثبت میکند، میتواند قبل از وقوع خرابی، پاکسازی تجمع را انجام دهد.
توانایی اندازهگیری سطوح رابط در سناریوهای چند متغیره
اندازهگیری سطوح مشترک در سناریوهای مایع/بخار یا لایههای طبقهبندیشده نیازمند تکنیکهایی است که بتوانند تضادهای دیالکتریک کوچک را حل کنند. فناوری فرستنده سطح GWR و ابزارهای فرستنده سطح رادار موج هدایتشده، سطوح مشترک را در جایی که تضاد دیالکتریک بین لایهها وجود دارد، حس میکنند. بهطور خاص برای نیتروژن مایع، تضاد دیالکتریک پایین بین مایع و بخار، وضوح سطوح مشترک را محدود میکند؛ این مشکل را با اندازهگیریهای مکمل کاهش دهید. رادار/GWR را با پروفایل دما، فشار دیفرانسیلی یا چندین حسگر مستقل ترکیب کنید تا موقعیت سطوح مشترک را تأیید کنید. مثال: از یک پروب GWR برای تشخیص سطح مشترک روغن/LN2 استفاده کنید در حالی که یک رادار نصبشده در بالا، سطح توده را کنترل میکند.
سازگاری با هندسه مخزن، نصب درون خطی و ادغام با سیستمهای کنترل تأسیسات
فاکتور شکل حسگر را با مخازن ذخیرهسازی کرایوژنیک عایقبندی شده با خلاء و نازلهای موجود مطابقت دهید. گزینههای نصب برای اتصالات بالا، کناری یا کوتاه درون خطی را بررسی کنید. نصب درون خطی به حسگرهای فشردهای اشاره دارد که با لولهکشی موجود یا فلنجهای کوچک بدون پروبهای بلند مطابقت دارند؛ نقشههای مکانیکی و حداقل قطر نازلها را قبل از انتخاب تأیید کنید. اطمینان حاصل کنید که رابطهای الکتریکی و ارتباطی با استانداردهای کارخانه برای سیستمهای پر کردن و تخلیه مداوم مخزن مطابقت دارند. سیمکشی، تهویه سیگنال و رویههای اتصال به زمین توصیه شده برای محیطهای کرایوژنیک را الزامی کنید. مثال: یک پروب رادار موج هدایتشده فشرده را انتخاب کنید که با یک نازل ۱.۵ اینچی مطابقت داشته باشد و ۴ تا ۲۰ میلیآمپر/HART را به DCS مرکزی تأمین کند.
فناوری رادار موج هدایتشده (GWR) - اصول عملیاتی و نقاط قوت
اصل اندازهگیری
GWR پالسهای مایکروویو نانوثانیهای با توان کم را به یک پروب ارسال میکند. هنگامی که یک پالس به مرزی با ثابت دیالکتریک متفاوت برخورد میکند، بخشی از انرژی آن بازتاب میشود. فرستنده تأخیر زمانی بین پالسهای ارسالی و برگشتی را اندازهگیری میکند تا فاصله تا سطح مایع را محاسبه کند. از آن فاصله، سطح کل یا سطح مشترک را محاسبه میکند. شدت بازتاب با افزایش ثابت دیالکتریک حاصلضرب افزایش مییابد.
نقاط قوت مخازن ذخیرهسازی کرایوژنیک عایقبندی شده با خلاء و LN2
GWR قرائت مستقیم سطح را بدون نیاز به جبران تغییرات چگالی، رسانایی، ویسکوزیته، pH، دما یا فشار ارائه میدهد. این پایداری برای محلولهای نیتروژن مایع در مخازن ذخیرهسازی برودتی عایقبندی شده با خلاء، که در آنها خواص سیال و شرایط بخار اغلب متفاوت است، مناسب است. GWR سطوح مشترک مایع-بخار و مایع-مایع را مستقیماً تشخیص میدهد، بنابراین برای اندازهگیری سطح نیتروژن مایع و نظارت بر سطوح مشترک در سیستمهای پر کردن و تخلیه مداوم مخزن مناسب است.
هدایت پروب، انرژی مایکروویو را در امتداد پروب محدود میکند. این محدودیت، اندازهگیریها را تا حد زیادی نسبت به شکل مخزن، اتصالات داخلی و هندسههای کوچک مخزن غیر حساس میکند. این رویکرد هدایت پروب، حساسیت به طراحی محفظه را کاهش میدهد و نصب در مخازن تنگ یا پیچیده رایج در کارخانههای ساخت ویفر و تأسیسات تولید نیمههادی را ساده میکند.
GWR همچنین در شرایط فرآیندی چالش برانگیز عملکرد خوبی دارد. این دستگاه دقت خود را در بخار، گرد و غبار، تلاطم و کف حفظ میکند. این ویژگیها، GWR را به ابزاری کاربردی برای اندازهگیری سطح آنلاین تبدیل میکند که در آن تکنیکهای اندازهگیری غیرتهاجمی ترجیح داده میشوند. بنابراین، فناوری فرستنده سطح GWR برای بسیاری از کاربردهای فرستنده سطح مایع که در آنها تکنیکهای بصری یا شناوری شکست میخورند، مناسب است.
اعتبارسنجی صنعت
منابع مستقل صنعتی، اندازهگیری سطح مبتنی بر رادار را در شرایط سخت، روشی مقاوم میدانند. ابزارهای راداری دقت اندازهگیری و قابلیت اطمینانی ارائه میدهند که آنها را جایگزین مناسبی برای بسیاری از حسگرهای مزاحم در کاربردهای فرآیندی و ذخیرهسازی میکند.
ارتباط با اتوماسیون فرآیند و عملیات کارخانه
GWR به عنوان یک ابزار اندازهگیری سطح آنلاین، با سیستمهای پر و خالی کردن مداوم مخزن ادغام میشود. این ابزار از اندازهگیری سطح نیتروژن مایع در حلقههای فرآیند بدون کالیبراسیون مجدد مکرر برای نوسانات چگالی یا دما پشتیبانی میکند. این امر ضمن حفظ کنترل دقیق سطح برای عملیات حساس در کارخانههای ساخت ویفر و سایر تأسیسات نیمههادی، نیاز به تعمیر و نگهداری را کاهش میدهد.
چرا ترانسمیترهای سطح درون خطی GWR را برای نیتروژن مایع در کارخانههای تولید ویفر انتخاب کنیم؟
فناوری فرستنده سطح رادار موج هدایتشده (GWR) دقت پایداری را در شرایط برودتی حفظ میکند. تضاد دیالکتریک قوی بین نیتروژن مایع و بخار، بازتاب راداری واضحی را ایجاد میکند. اندازهگیریهای مبتنی بر پروب، علیرغم دماهای پایین و تغییر متغیرهای فرآیند، قابل تکرار باقی میمانند.
پروبهای GWR فاقد قطعات متحرک هستند. عدم وجود مکانیسمهای مکانیکی، فرکانس کالیبراسیون مجدد را کاهش داده و خطر تولید ذرات را کم میکند. این امر خطر آلودگی را در تأسیسات تولید نیمههادی که در آنها نیاز به خلوص بالا است، کاهش میدهد.
گزینههای نصب پروب از بالا به پایین یا درون خطی، نفوذ به فرآیند و پتانسیل نشت را به حداقل میرساند. یک پروب فلنجی از بالا به پایین از یک نفوذ تکی با فشار مشخص در سقف مخزن استفاده میکند. یک پروب درون خطی در یک پورت فرآیند کوچک یا قطعه قرقره قرار میگیرد و امکان جداسازی آسان بدون تغییرات بزرگ مخزن را فراهم میکند. مثال: نصب یک فرستنده سطح رادار موج هدایتشده بر روی یک مخزن ذخیرهسازی برودتی عایقبندی شده با خلاء از طریق یک لوله 1.5 اینچی
فرستنده سطح درون خطی رادار موج هدایت شده لونمتر
قابلیت اندازهگیری و قابلیت اطمینان برای مایعات کرایوژنیک
فرستندههای سطح رادار موج هدایتشدهی لونمتری از یک پالس مایکروویو هدایتشده توسط پروب برای ردیابی سطح مایع با تکرارپذیری زیر میلیمتری استفاده میکنند. طراحی پروب و پردازش پژواک، ثابتهای دیالکتریک پایین و پوششهای بخار رایج در محلولهای نیتروژن مایع را مدیریت میکند. در کارخانههای ساخت ویفر و تأسیسات تولید نیمههادی، این امر منجر به خوانشهای ثابت در مخازن ذخیرهسازی برودتی عایقبندیشده با خلاء و سیستمهای پر و خالی کردن مداوم مخزن میشود.
دارای گواهینامه ایمنی برای کاربردهای سطح SIL2 و در عین حال جلوگیری از نفوذهای اضافی
این فرستنده دارای گواهینامه ایمنی SIL2 است که امکان استفاده در حلقههای مجهز به ابزار دقیق ایمنی را بدون اضافه کردن دستگاههای جداگانه برای تنظیم سطح فراهم میکند. طراحی نفوذ تک خطی آن، یکپارچگی پوشش مخزن را حفظ کرده و مسیرهای نشتی را در مخازن ذخیرهسازی کرایوژنیک عایقبندی شده با خلاء کاهش میدهد. این امر خطر فرآیندهای حیاتی در تأسیسات تولید نیمههادی را که در آنها حفظ خلاء و عایقبندی ضروری است، کاهش میدهد.
فرستنده چند متغیره تعداد ابزار و نفوذ فرآیند را کاهش میدهد
رادار موج هدایتشده چند متغیره Lonnmeter، سطح و متغیرهای فرآیند اضافی را از یک دستگاه فراهم میکند. ترکیب سطح، نشانگر رابط/چگالی و تشخیص دما یا چگالی، ابزارهای جداگانه را حذف میکند. نفوذ کمتر، یکپارچگی خلاء را بهبود میبخشد، نیروی کار نصب را کاهش میدهد و هزینه کل مالکیت را برای کاربردهای فرستنده سطح مایع کاهش میدهد.
تشخیص داخلی، نگهداری پیشبینانه و عیبیابی آسان
سیستمهای تشخیص داخلی، کیفیت سیگنال، وضعیت پروب و پایداری پژواک را به صورت بلادرنگ رصد میکنند. هشدارهای پیشبینیکننده، عملکرد ضعیف را قبل از خرابی نشان میدهند و باعث کاهش زمان از کارافتادگی برنامهریزی نشده و زمان متوسط تعمیر میشوند. تکنسینها میتوانند از ردهای پژواک ذخیره شده برای عیبیابی ناهنجاریها در سیستمهای پر و خالی شدن مداوم مخزن بدون بازرسی تهاجمی استفاده کنند.
طراحی شده برای مخازن کوچک و هندسههای پیچیده؛ عملکرد در بخار، آشفتگی و کف
پروب هدایتشده و پردازش سیگنال پیشرفته برای مخازن کوتاهبرد و محدود مناسب است. این فرستنده به طور قابل اعتمادی سطح را در مخازن کوچک، دهانههای باریک و هندسههای نامنظم موجود در مخازن تأمین LN2 ابزار خوشهای تشخیص میدهد. همچنین پژواکهای واقعی مایع را از بخار، آشفتگی و کف جدا میکند و آن را برای اندازهگیری سطح نیتروژن مایع در طرحهای کارخانهای دشوار، کاربردی میسازد.
پالسهای مایکروویو کمتوان، انتقال حرارت و اختلال در محیطهای برودتی را به حداقل میرسانند.
پالسهای مایکروویو کمانرژی، گرمایش موضعی را کاهش داده و هنگام اندازهگیری سیالات کرایوژنیک، جوشش را محدود میکنند. این امر، اختلال در نیتروژن مایع را به حداقل میرساند و پایداری حرارتی را در مخازن ذخیرهسازی کرایوژنیک عایقبندی شده با خلاء حفظ میکند. این رویکرد، موجودی کرایوژن را حفظ کرده و از عملکرد پایدار در تأسیسات حساس تولید نیمههادی پشتیبانی میکند.
مثالهای ذکر شده در بالا: در یک کارخانه تولید ویفر، یک واحد رادار موج هدایتشدهی لونمتر میتواند جایگزین یک حسگر سطح و یک پراب چگالی در یک جداکنندهی کوچک LN2 شود، یک نفوذ در دیوارهی مخزن را حفظ کند و آلارمهای پیشبینیکنندهای ارائه دهد که از وقفه در تولید جلوگیری میکند. در یک سیستم پر و خالی کردن مداوم مخزن، همین دستگاه کنترل سطح دقیق را از طریق پوششهای بخار و فوم متناوب بدون اضافه کردن بار حرارتی به کرایوژن حفظ میکند.
بهترین شیوههای نصب و ادغام برای مخازن ذخیرهسازی برودتی عایقبندی شده با خلاء
استراتژی نصب: پراب درون خطی در مقابل پراب بالا به پایین
نصبهای از بالا به پایین، نفوذ از طریق پوشش خلاء را به حداقل میرسانند و مسیرهای نشت را کاهش میدهند. آنها سنسور را در خط مرکزی مخزن قرار میدهند و قرار گرفتن در معرض جتهای ورودی را کاهش میدهند. در صورت امکان هندسه مخزن و دسترسی به سرویس، از نصب از بالا به پایین استفاده کنید.
پروبهای درون خطی (کناری) امکان دسترسی آسانتر برای تعمیر و نگهداری را فراهم میکنند و میتوانند برای کنترل یکپارچه در نزدیکی لولهکشی فرآیند قرار گیرند. پایههای درون خطی تعداد نفوذها را افزایش میدهند و برای حفظ یکپارچگی خلاء نیاز به آببندی و ترازبندی دقیق دارند. نصب درون خطی را زمانی انتخاب کنید که قابلیت سرویس یا ادغام با خطوط پر و خالی شدن مداوم بسیار مهم باشد.
تصمیم خود را بر اساس این عوامل بسنجید: تعداد شکافهای خلاء، سهولت نگهداری، اتصالات داخلی مخزن و اینکه چگونه محل اندازهگیری بر پایداری قرائت در شرایط جریان موجود در کارخانههای ساخت ویفر و تأسیسات تولید نیمههادی تأثیر میگذارد.
ملاحظات آببندی و فلنج برای حفظ یکپارچگی خلاء
هر نفوذ باید برای دماهای برودتی دارای درجهبندی خلاء و تنشزدایی باشد. آببندهای فلنج فلز به فلز یا سیستمهای واشر با قابلیت برودتی که برای چرخههای حرارتی مکرر طراحی شدهاند را ترجیح دهید. از آببندهای پلیمری خودداری کنید، مگر اینکه صریحاً برای دمای -196 درجه سانتیگراد درجهبندی شده باشند.
در صورت امکان برای نصبهای دائمی از اتصالات جوش داده شده استفاده کنید. در مواردی که به حسگرهای قابل جابجایی نیاز است، یک فلنج یا مجموعه سیلندر چندراهه با درجه خلاء با یک دریچه خروجی پمپ خلاء اختصاصی نصب کنید. دریچههای تست خلاء را در مجاورت فلنجهای حسگر قرار دهید تا پس از نصب، یکپارچگی پوشش را تأیید کنید.
فلنجها و آببندها را طوری طراحی کنید که انقباض حرارتی را در خود جای دهند. برای جلوگیری از تنش در نقطه نفوذ در حین خنک شدن، از عناصر انعطافپذیر یا غلافهای کشویی استفاده کنید. در صورت امکان، مطمئن شوید که سختافزار گیره فلنج بدون پاره کردن پوشش خلاء قابل دسترسی است.
طول پروب و انتخاب مواد برای سازگاری برودتی
موادی را انتخاب کنید که شکلپذیری را حفظ کرده و در دمای نیتروژن مایع در برابر شکنندگی مقاومت کنند. فولادهای ضد زنگ سازگار با شرایط برودتی (به عنوان مثال، متالورژی کلاس 316L) برای پروبها استاندارد هستند. برای پروبهای بسیار بلند، آلیاژهای با انبساط حرارتی کم را در نظر بگیرید تا حرکت نسبی بین پروب و مخزن کاهش یابد.
طول پروب باید به خوبی به داخل مخزن داخلی، زیر حداکثر سطح مایع مورد انتظار و بالای ناحیه رسوب کف برسد. از پروبهایی که با کف مخزن یا دیوارههای داخلی تماس پیدا میکنند، خودداری کنید. برای یک مخزن عایق خلاء بلند، به ازای هر متر از طول پروب، چند میلیمتر انقباض حرارتی مجاز در نظر بگیرید.
برای نصب فرستنده سطح رادار موج هدایتشده، از پروبهای میلهای صلب یا پروبهای کواکسیال که برای سرویس برودتی طراحی شدهاند، استفاده کنید. پروبهای نوع کابلی ممکن است میعانات یا یخ را جمعآوری کنند و در مخازنی با جوشش یا تلاطم شدید، کمتر ترجیح داده میشوند. برای جلوگیری از ایجاد هستههای یخ، کیفیت سطح و جوش را مشخص کنید.
مثال: یک مخزن داخلی ۳.۵ متری ممکن است به یک پروب ۳.۵۵ تا ۳.۶۰ متری نیاز داشته باشد تا انقباض و ضخامت فلنج نصب را در نظر بگیرد. ابعاد نهایی را در دمای عملیاتی مورد انتظار اعتبارسنجی کنید.
ادغام با شرایط پر و خالی شدن مداوم
سنسور سطح را دور از جتهای ورودی و خروجی قرار دهید تا از خوانشهای کاذب ناشی از تلاطم جلوگیری شود. به عنوان یک قاعده کلی، پروبها را حداقل به اندازه قطر مخزن از پورتهای ورودی یا خروجی اصلی یا پشت بافلهای داخلی قرار دهید. اگر محدودیت فضا مانع از این امر میشود، از چندین سنسور استفاده کنید یا از پردازش سیگنال برای رد پژواکهای گذرا استفاده کنید.
از نصب مستقیم پروب در جریان پر شدن خودداری کنید. در سیستمهای پر شدن و تخلیه مداوم، ممکن است لایههای لایهای و حرارتی تشکیل شوند؛ سنسور را در جایی قرار دهید که از مایع فلهای که به خوبی مخلوط شده است، نمونهبرداری کند، معمولاً نزدیک خط مرکزی مخزن یا درون یک چاه آرامش مهندسیشده. یک چاه آرامش یا لوله مرکزی میتواند سنسور را از جریان جدا کرده و دقت را در حین انتقال سریع بهبود بخشد.
برای کارخانههای تولید ویفر که در آنها نیتروژن مایع به طور مداوم در طول فرآیند پاکسازی ابزار وارد میشود، مکانهای اندازهگیری و فیلترها را طوری تنظیم کنید که نوسانات کوتاهمدت را نادیده بگیرند. از منطق میانگینگیری، هموارسازی پنجره متحرک یا ردیابی پژواک در خروجی فرستنده برای سرکوب آلارمهای کاذب ناشی از نوسانات کوتاهمدت استفاده کنید.
سیمکشی، اتصال به زمین و روشهای EMC برای عملکرد قابل اعتماد رادار
کابلهای سیگنال را از طریق ورودیهای دارای درجه خلاء با قابلیت کاهش کرنش و ورودیهای انتقال حرارتی عبور دهید. از کابلهای محافظ، جفت پیچخورده یا کواکسیال مطابق با فناوری رادار انتخاب شده استفاده کنید. طول کابلها را کوتاه نگه دارید و از جمع کردن آنها با کابلهای برق خودداری کنید.
برای جلوگیری از حلقههای زمین، یک مرجع زمین تک نقطهای برای محفظه سنسور و قطعات الکترونیکی ابزار دقیق ایجاد کنید. شیلدها را فقط در یک انتها به زمین وصل کنید، مگر اینکه دستورالعمل سازنده خلاف آن را تصریح کرده باشد. محافظ سرج و سرکوبگرهای گذرا را روی کابلهای بلندی که از حیاط یا مناطق تأسیسات عبور میکنند، نصب کنید.
با جدا کردن کابلهای حسگر از درایوهای فرکانس متغیر، فیدرهای موتور و باسورکهای ولتاژ بالا، تداخل الکترومغناطیسی را به حداقل برسانید. در صورت لزوم از هستهها و لولههای فریت استفاده کنید. برای نصب فرستندههای سطح رادار موج هدایتشده، پیوستگی امپدانس مشخصه را در رابطهای تغذیه و کانکتور حفظ کنید تا یکپارچگی سیگنال حفظ شود.
نقشه راه استقرار (رویکرد مرحلهای توصیهشده)
مرحله ارزیابی: بررسی مخزن، شرایط فرآیند و الزامات سیستم کنترل
با بررسی فیزیکی مخزن شروع کنید. هندسه مخزن، محل نازلها، فاصله عایقبندی و درگاههای ابزار دقیق موجود را ثبت کنید. به دسترسی به فضای خلاء و هرگونه پل حرارتی که بر محل قرارگیری سنسور تأثیر میگذارد، توجه کنید.
شرایط فرآیند شامل فشارهای عملیاتی عادی و اوج، دمای فضای بخار، نرخ پر شدن و تلاطم یا افزایش مورد انتظار در طول سیستمهای پر و خالی شدن مداوم مخزن را ثبت کنید. الگوهای چرخهای مورد استفاده در کارخانههای ساخت ویفر و تأسیسات تولید نیمههادی را مستند کنید.
الزامات سیستم کنترل را از ابتدا تعریف کنید. انواع سیگنال (4 20 میلی آمپر، HART، Modbus)، آلارمهای مجزا و نرخ بهروزرسانی مورد انتظار برای ابزارهای اندازهگیری سطح آنلاین را مشخص کنید. محدودههای دقت مورد نیاز و سطوح یکپارچگی ایمنی را شناسایی کنید.
نتایج حاصل از ارزیابی باید شامل یک برگه محدوده، نقشههای نصب، فهرستی از تکنیکهای اندازهگیری غیرتهاجمی ترجیحی و یک ماتریس ورودی/خروجی برای سیستم کنترل باشد.
نصب آزمایشی: اعتبارسنجی تک مخزن و آزمایش یکپارچهسازی تحت شرایط پر/تخلیه مداوم
آزمایش روی یک مخزن ذخیرهسازی برودتی عایقبندی شده با خلاء نمونه. فرستنده سطح انتخاب شده را نصب کرده و چرخههای عملیاتی کامل را اجرا کنید. اندازهگیری سطح مایع در مخازن را در طول سیستمهای پر کردن و تخلیه مداوم مخزن، از جمله پر کردن سریع و چکه کردن آهسته، اعتبارسنجی کنید.
در صورت امکان، از خلبان برای مقایسه فناوری فرستنده سطح رادار، عملکرد فرستنده سطح رادار موج هدایتشده و سایر فرستندههای سطح پیشرفته در همان محیط مخزن استفاده کنید. زمان پاسخ، پایداری و حساسیت به بخار، کف یا میعان را ثبت کنید. برای رادار موج هدایتشده، تأیید کنید که مواد پروب انقباض برودتی را تحمل میکنند و آببندی ورودیها قابل اعتماد است.
آزمایشهای یکپارچهسازی را با PLC یا DCS انجام دهید. آستانههای هشدار، قفلهای داخلی، برچسبهای ثبت وقایع و تشخیص از راه دور را تأیید کنید. حداقل دو هفته چرخه کاری مختلط را برای شناسایی موارد حاشیهای اجرا کنید. دقت پایه، رانش و رویدادهای تعمیر و نگهداری را جمعآوری کنید.
مثال: در یک کارخانه تولید نیمههادی، یک پایلوت را در یک چرخه تغذیه 24 ساعته معمولی اجرا کنید. خروجیهای فرستنده سطح را در مقایسه با حجمهای پر شده شناخته شده و بررسیهای گیج ثانویه ثبت کنید. خطاها را در طول تخلیههای جریان بالا ردیابی کنید.
پیادهسازی: استقرار کامل در سراسر شبکه ذخیرهسازی برودتی با پیکربندی و تشخیص استاندارد
پیکربندی دستگاه انتخاب شده را پس از اعتبارسنجی آزمایشی، استاندارد کنید. طول پروب، فلنجهای نصب، ورودیهای کابل و تنظیمات فرستنده را قفل کنید. یک بسته استقرار با تنظیمات مدل، سریال و کالیبراسیون برای هر اندازه مخزن ایجاد کنید.
اعمال تشخیص و منطق هشدار یکپارچه در تمام مخازن. اطمینان حاصل کنید که هر ابزار اندازهگیری سطح آنلاین، پروفایلهای پژواک، پرچمهای خودآزمایی و وضعیت سلامت را در سیستم کنترل نشان میدهد. تشخیص استاندارد، عیبیابی را در چندین مخزن ذخیرهسازی برودتی عایقبندی شده با خلاء تسریع میکند.
برای به حداقل رساندن اختلال در فرآیند، راهاندازی را به صورت موجی برنامهریزی کنید. نصبها را در طول بازههای زمانی تعمیر و نگهداری برنامهریزیشده برنامهریزی کنید. قطعات یدکی، تجهیزات کالیبراسیون و ابزارهای دارای رتبهبندی برودتی را در نظر بگیرید. نقشههای شبکه و اسناد ورودی/خروجی را برای هر حسگر مستقر بهروزرسانی کنید.
مثالی از آهنگ راهاندازی: ابتدا مخازن فرآیند حیاتی و سپس مخازن ذخیرهسازی ثانویه را تجهیز کنید. هر موج را با دو روز بررسی عملکردی پس از نصب تحت الگوهای پر/تخلیه عادی، اعتبارسنجی کنید.
تحویل و آموزش: آموزش اپراتور و تعمیر و نگهداری با SOP های واضح برای نظارت و عیب یابی
آموزش ساختاریافته به اپراتورها مرتبط با SOPها ارائه دهید. بررسیهای روزانه برای اندازهگیری سطح نیتروژن مایع، پاسخ به آلارم و تفسیر اولیه اکو را پوشش دهید. اپراتورها را برای تشخیص حالتهای خرابی رایج مانند از دست دادن اکو، خوانشهای ناپایدار در طول slosh و خطاهای سیمکشی آموزش دهید.
آموزش تعمیر و نگهداری با تمرکز بر ایمنی برودتی، بازرسی پروب، رویههای کالیبراسیون و مراحل تعویض ارائه دهید. تمرینهای عملی برای برداشتن و نصب مجدد پروبها یا گیرههای حسگر غیر مزاحم را در عین حفظ یکپارچگی خلاء در نظر بگیرید.
اسناد SOP واضح ارائه دهید. SOP ها باید رویه های گام به گام را برای موارد زیر فهرست کنند: اعتبارسنجی دقت فرستنده سطح، انجام کالیبراسیون میدانی، جداسازی و تعویض فرستنده و تشدید خطاهای مداوم. جریان های عیب یابی نمونه را ذکر کنید: با قدرت و سیگنال شروع کنید، سپس کیفیت اکو، و سپس بررسی های مکانیکی.
یک گزارش آموزشی و گواهی صلاحیت را نگه دارید. جلسات بازآموزی دورهای را مطابق با فواصل کالیبراسیون برنامهریزی کنید.
درخواست قیمت / فراخوان برای اقدام
زمانی که به اندازهگیری دقیق سطح نیتروژن مایع در کارخانههای تولید ویفر یا مخازن ذخیرهسازی برودتی عایقبندی شده با خلاء نیاز دارید، برای ترانسمیترهای سطح خطی Lonnmeter Guided Wave Radar درخواست قیمت کنید. مشخص کنید که کاربرد شامل سیستمهای پر کردن و تخلیه مداوم مخزن است تا پیشنهاد با چرخههای عملیاتی واقعی مطابقت داشته باشد.
هنگام تهیه درخواست قیمت، جزئیات مهم فرآیند و مکانیکی را ذکر کنید. موارد زیر را ارائه دهید:
نوع و حجم مخزن (مثال: مخزن ذخیرهسازی برودتی عایقبندی شده با خلاء، ۵۰۰۰ لیتر)، محیط (نیتروژن مایع) و دماها و فشارهای عملیاتی؛
نرخهای پر و خالی شدن مداوم، چرخه کاری معمول، و شرایط موج یا تلاطم مورد انتظار؛
محل نصب، پورتهای موجود، و هندسه فضای بالای سر؛
محدوده اندازهگیری مورد نیاز، دقت و تکرارپذیری مطلوب، و آستانههای هشدار/نقطه تنظیم؛
ترجیحات سازگاری مواد و هرگونه محدودیت اتاق تمیز یا آلودگی برای کارخانههای تولید ویفر؛
طبقهبندی مناطق خطرناک و هرگونه محدودیت نصب.
برای درخواست قیمت یا ترتیب دادن یک پروژه آزمایشی، موارد ذکر شده در بالا را گردآوری کرده و آنها را از طریق کانال تدارکات یا مسئول مهندسی تأسیسات خود ارسال کنید. دادههای شفاف درخواست، اندازهگیری را تسریع میکند و تضمین میکند که پیشنهاد فرستنده سطح رادار موج هدایتشده با کاربردهای فرستنده سطح مایع در کارخانههای ساخت ویفر و سیستمهای ذخیرهسازی برودتی مطابقت دارد.
سوالات متداول
بهترین روش برای اندازهگیری سطح نیتروژن مایع در مخزن در یک کارخانه تولید ویفر چیست؟
فرستندههای سطح درون خطی رادار موج هدایتشده (GWR) اندازهگیری پیوسته، دقیق و غیرمکانیکی برای LN2 کرایوژنیک در کارخانههای ساخت ویفر ارائه میدهند. آنها از یک پالس مایکروویو هدایتشده توسط پروب استفاده میکنند که در برابر بخار، آشفتگی و هندسههای کوچک مخزن مقاوم است. برای مخازن ذخیرهسازی کرایوژنیک عایقبندیشده با خلاء، فرستنده را با حداقل نفوذ و آببندی مناسب نصب کنید تا یکپارچگی خلاء حفظ شود.
آیا یک فرستنده سطح رادار موج هدایت شده میتواند در شرایط پر و خالی شدن مداوم کار کند؟
بله. GWR برای اندازهگیری آنلاین مداوم طراحی شده است و در طول عملیات دینامیکی، قرائتهای سطح قابل اعتمادی را حفظ میکند. قرارگیری صحیح پراب، تنظیم تنظیمات ناحیه کور و کور دستگاه و تأیید اکو، از اکوهای کاذب ناشی از جریان جلوگیری میکند. مثال: فرستنده را پس از راهاندازی، هنگام پر کردن با حداکثر سرعت جریان کارخانه، تنظیم کنید تا اکوهای پایدار تأیید شوند.
ترانسمیتر سطح GWR چگونه با سنسورهای غیر تماسی برای نیتروژن مایع مقایسه میشود؟
GWR پالسهای مایکروویو را در امتداد یک کاوشگر ارسال میکند و در شرایط بخار و آشفتگی، پژواکهای قوی و مداومی تولید میکند. رادار غیرتماسی میتواند کار کند اما ممکن است در مخازن تنگ یا جایی که ساختارهای داخلی سیگنالها را منعکس میکنند، دچار مشکل شود. در مخازنی با موانع داخلی یا هندسه باریک، GWR معمولاً بازگشت پژواک بهتر و خوانشهای پایدارتری برای LN2 ارائه میدهد.
آیا فرستنده رادار موج هدایتشده بر یکپارچگی خلاء در مخازن کرایوژنیک عایقبندیشده با خلاء تأثیر میگذارد؟
وقتی GWR به عنوان یک فرستنده درون خطی با نفوذ حداقل و آببندی صحیح نصب شود، تعداد نفوذ کل را در مقایسه با چندین حسگر گسسته کاهش میدهد. نفوذ کمتر، مسیرهای نشت را کاهش داده و به حفظ خلاء کمک میکند. از فلنجهای جوش داده شده یا اتصالات خلاء با یکپارچگی بالا و آببندیهای برودتی واجد شرایط برای جلوگیری از کاهش خلاء مخزن استفاده کنید.
آیا فرستندههای رادار موج هدایتشده در سرویس برودتی نیاز به کالیبراسیون مجدد یا نگهداری مکرر دارند؟
خیر. واحدهای GWR هیچ قطعه متحرکی ندارند و معمولاً به حداقل کالیبراسیون مجدد نیاز دارند. تشخیص داخلی و نظارت بر اکو، امکان بررسیهای مبتنی بر شرایط را فراهم میکند. در طول خاموشیهای برنامهریزیشده، تأیید طیف اکو و بازرسی بصری آببندها و وضعیت پروب را به صورت دورهای انجام دهید.
آیا فرستندههای سطح رادار برای استفاده در محیطهای نیمههادی حساس ایمن هستند؟
بله. فرستندههای سطح رادار با توان مایکروویو کم کار میکنند و هیچ خطری از نظر ذرات معلق ندارند. نفوذ حداقلی و حسگری غیرتهاجمی آنها به حفظ فضاهای کنترلشده از نظر آلودگی کمک میکند. هنگام نصب در نزدیکی مناطق فرآیندی تمیز، مواد بهداشتی، پروبهای قابل تمیز کردن و محافظت مناسب در برابر نفوذ را مشخص کنید.
چگونه میتوانم بین یک فرستنده سطح GWR و سایر انواع فرستنده سطح مایع برای LN2 یکی را انتخاب کنم؟
از یک چک لیست انتخابی استفاده کنید که سازگاری کرایوژنیک، خروجی آنلاین مداوم، مقاومت در برابر بخار و تلاطم، حداقل نفوذ، تشخیص و قابلیت ادغام را در اولویت قرار دهد. برای بسیاری از مخازن کرایوژنیک ساخت ویفر، GWR این معیارها را برآورده میکند. هندسه مخزن، موانع داخلی و اینکه آیا اندازهگیری چند متغیره مورد نیاز است را در نظر بگیرید.
از کجا میتوانم برای ادغام یک فرستنده سطح رادار موج هدایتشده در سیستم کنترل کارخانهام کمک بگیرم؟
برای پشتیبانی یکپارچهسازی، راهنمایی پیکربندی و چک لیستهای راهاندازی با گروه مهندسی کاربردی تأمینکننده ترانسمیتر تماس بگیرید. آنها میتوانند در تأیید پژواک، اتصال به زمین و نقشهبرداری DCS/PLC کمک کنند. برای چگالیسنجهای درون خطی یا ویسکوزیتهسنجهای مورد استفاده در کنار اندازهگیری سطح، برای جزئیات محصول و پشتیبانی کاربردی مخصوص کنتورهای درون خطی با Lonnmeter تماس بگیرید.
تشخیصهای اصلی تعمیر و نگهداری که باید روی دستگاه سنجش سطح نیتروژن مایع نظارت شوند، کدامند؟
قدرت پژواک و پروفایل پژواک را برای بازدههای پایدار و تکرارپذیر رصد کنید. نسبت سیگنال به نویز (SNR)، شاخصهای یکپارچگی یا پیوستگی پروب و هرگونه خطای فرستنده یا کدهای هشدار را پیگیری کنید. از روند این تشخیصها برای برنامهریزی بازرسیها قبل از وقوع خرابی استفاده کنید.
کاهش تعداد ابزار دقیق با استفاده از فرستنده چند متغیره چگونه بر هزینه کلی تأثیر میگذارد؟
یک GWR چند متغیره میتواند متغیرهای سطح و رابط را به طور همزمان اندازهگیری کند و فرستندههای جداگانه را حذف کند. این امر باعث کاهش مواد نصب، نفوذ، سیمکشی و نگهداری طولانی مدت میشود. تعداد کمتر ابزار همچنین نفوذ خلاء و خطر نشت را کاهش میدهد، که در مخازن ذخیرهسازی کرایوژنیک عایقبندی شده با خلاء اهمیت دارد. نتیجه نهایی، هزینه کل مالکیت کمتر در مقایسه با چندین ابزار تک منظوره است.
زمان ارسال: 30 دسامبر 2025
