專利名稱：潔凈間用氣流組織測試方法及裝置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種潔凈間用氣流組織測試方法及裝置系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療制藥、液晶顯示裝置或半導(dǎo)體器件生產(chǎn)制造等領(lǐng)域，有害細(xì)菌、雜質(zhì)粒子或顆粒物等對產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的影響，因此潔凈度是否達(dá)標(biāo)對產(chǎn)品的質(zhì)量變得很重要。為了保證潔凈間的潔凈度，準(zhǔn)確掌握潔凈間中氣流分布特性顯得尤為重要。其中，將潔凈氣流進(jìn)行可視化測試是準(zhǔn)確掌握潔凈間氣流分布特性的最有效的方法之一。如圖I所示，目前煙霧發(fā)生器內(nèi)主要使用的是有機(jī)溶劑，也有使用水蒸汽的情況。使用有機(jī)溶劑可以令發(fā)煙氣體顆粒更小，液滴更小更均勻，發(fā)霧量相對增大，密度均勻性好。利用有機(jī)溶劑的氣態(tài)和水蒸汽在空氣中顯示出白色或其他顔色的特性，觀察潔凈間中有機(jī)溶劑氣流的運(yùn)動就可以測試潔凈間氣流分布情況，觀察是否存在有害渦流或異常流通等現(xiàn)象。 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)此測試方法的主要缺陷有不同程度的面臨有機(jī)溶劑污染；測試過程依賴試驗(yàn)人員的目測，不易觀察且準(zhǔn)確度較差；發(fā)煙距離短，可視發(fā)霧量有限，難于進(jìn)行大面積空間內(nèi)的測試。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述的缺陷，本發(fā)明提供一種潔凈且準(zhǔn)確度高的潔凈間用氣流組織測試方法及裝置系統(tǒng)。為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明提供ー種潔凈間用氣流組織測試方法，用熱成像設(shè)備探測樣品氣體在潔凈間形成的樣品氣流，所述樣品氣體為與環(huán)境氣體存在溫差的氣體。特別是，測試方法包括下述步驟釋放與環(huán)境氣體存在溫差的樣品氣體，所述樣品氣體隨潔凈間氣流形成樣品氣流；熱成像設(shè)備連續(xù)探測樣品氣體所到達(dá)的空間位置，得到紅外輻射能量分布圖形；光敏元件和視頻轉(zhuǎn)換器掃描紅外輻射能量分布圖形得到紅外熱像圖；根據(jù)紅外熱像圖的空間和時間對應(yīng)變化關(guān)系計(jì)算得到測試區(qū)域風(fēng)速和三維風(fēng)向結(jié)果。進(jìn)ー步，所述計(jì)算的方法為単位時間內(nèi)被探測樣品氣體所移動的距離等于測試區(qū)域風(fēng)速；以熱成像設(shè)備為基準(zhǔn)點(diǎn)，単位時間內(nèi)被探測樣品氣體與所述基準(zhǔn)點(diǎn)的相對位置變化為測試區(qū)域的三維風(fēng)向。特別是，所述樣品氣體的密度與環(huán)境氣體的密度相當(dāng)。另ー方面，本發(fā)明提供ー種潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)，所述裝置系統(tǒng)包括樣品氣體發(fā)生器和熱成像設(shè)備，所述樣品氣體發(fā)生器發(fā)出與環(huán)境氣體存在溫度差的樣品氣體，所述熱成像設(shè)備能連續(xù)探測樣品氣體的空間位置并顯示在顯示器上。
特別是，所述樣品氣體為液氮、干冰或水蒸汽。特別是，所述溫度探測裝置包括紅外探測器、光敏単元、視頻轉(zhuǎn)換器和顯示器；紅外探測器，作為熱成像設(shè)備連續(xù)探測樣品氣體所到達(dá)的空間位置，得到紅外輻射能量分布圖形；光敏単元，掃描紅外輻射能量分布圖形得到電信號；視頻轉(zhuǎn)換器，將所得 到的電信號轉(zhuǎn)換成為紅外熱像圖，顯示在顯示器上。特別是，所述系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有溫度變化校正単元，根據(jù)樣品氣體溫度變化補(bǔ)償紅外熱像圖的顯示顔色。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試方法使用熱成像設(shè)備探測樣品氣體的流動情況，實(shí)現(xiàn)動態(tài)探測，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。樣品氣體優(yōu)選使用液氮、干冰或水蒸汽等與環(huán)境氣體存在溫差的氣體，避免給潔凈間帶入污染；探測設(shè)備優(yōu)選使用紅外探測系統(tǒng)，技術(shù)成熟，測試精度高。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)包括樣品氣體發(fā)生器和溫度探測裝置，提高了對微小氣流測試的探測精度，擴(kuò)大了探測范圍。


圖I為現(xiàn)有探測方法原理示意圖。圖2為本發(fā)明氣流組織測試方法原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)描述。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試方法，用熱成像設(shè)備探測樣品氣體在潔凈間形成樣品氣流，所述樣品氣體為與環(huán)境氣體存在溫差的氣體。樣品氣體隨環(huán)境氣流運(yùn)動而形成樣品氣流，由于溫度差的存在，熱成像設(shè)備可以很準(zhǔn)確地探測到樣品氣流，記錄氣流方向、計(jì)算氣流速度。也可以在顯示裝置上顯示溫度分布圖，直觀地觀察樣品氣流的動態(tài)情況，從而觀察到環(huán)境氣流的動態(tài)情況。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試方法包括下述步驟釋放與環(huán)境氣體存在溫差的樣品氣體，樣品氣體隨潔凈間氣流形成樣品氣流；熱成像設(shè)備連續(xù)探測樣品氣體所到達(dá)的空間位置，得到紅外輻射能量分布圖形；光敏元件和視頻轉(zhuǎn)換器掃描紅外輻射能量分布圖形得到紅外熱像圖；根據(jù)紅外熱像圖的空間和時間對應(yīng)變化關(guān)系計(jì)算得到測試區(qū)域風(fēng)速和三維風(fēng)向結(jié)果。對樣品氣體主要的要求是其與環(huán)境氣體的密度相當(dāng)，即相等或接近，以減小因重力原因?qū)е碌臏y量不精確。樣品氣體可以隨著環(huán)境氣體流動，卻不會因?yàn)槊芏鹊牟顒e而造成樣品氣體的上浮或下沉，不會給探測結(jié)果帶來干擾。針對樣品氣體和環(huán)境氣體的溫度存在差別的特點(diǎn)，優(yōu)選使用的探測方法是紅外探測法，所得探測結(jié)果為紅外輻射能量分布圖形。將紅外輻射能量分布圖形掃描成為紅外熱像圖后就可以進(jìn)行計(jì)算，得到待測試區(qū)域中風(fēng)速和風(fēng)向的三維測試結(jié)果。計(jì)算的方法為單位時間內(nèi)被探測樣品氣體所移動的距離等于測試區(qū)域風(fēng)速；以熱成像設(shè)備為基準(zhǔn)點(diǎn)，単位時間內(nèi)被探測樣品氣體與基準(zhǔn)點(diǎn)的相對位置變化為測試區(qū)域的三維風(fēng)向。同時，研究人員可以根據(jù)紅外熱像圖觀測到待測試區(qū)域中是否存在渦流或異常氣流等現(xiàn)象，然后判斷所測得的渦流是否對潔凈度有不利影響，該異常氣流是否屬于從潔凈度低處流向潔凈度高處的不利氣流。同時，研究人員可以根據(jù)氣流氣速及氣流方向準(zhǔn)確測量単位體積內(nèi)潔凈間換氣次數(shù)，從而判斷潔凈間潔凈度水平等。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試方法使用熱成像設(shè)備探測樣品氣體的流動情況，實(shí)現(xiàn)動態(tài)探測，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。樣品氣體優(yōu)選使用液氮、干冰或水蒸汽等與環(huán)境氣體存在溫差的氣體，避免給潔凈間帶入污染；探測設(shè)備優(yōu)選使用紅外探測系統(tǒng)，技術(shù)成熟，測試精 度高。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)包括樣品氣體發(fā)生器和熱成像設(shè)備。樣品氣體發(fā)生器發(fā)出與環(huán)境氣體存在溫度差的樣品氣體，熱成像設(shè)備能連續(xù)探測樣品氣體的空間位置并顯示在顯示器上。樣品氣體優(yōu)選使用液氮、干冰或水蒸汽等與環(huán)境氣體存在溫差的氣體。探測儀器優(yōu)選使用紅外探測器作為熱成像設(shè)備，具體包括依次連接的紅外探測器、光敏単元、視頻轉(zhuǎn)換器和顯不器。紅外探測器用于樣品氣體和環(huán)境氣體具體分布的連續(xù)探測，得到紅外輻射能量分布圖形；光敏単元，掃描紅外輻射能量分布圖形得到電信號；視頻轉(zhuǎn)換器，將所得到的電信號轉(zhuǎn)換成為紅外熱像圖；顯示器將所得紅外熱像圖視頻信號顯示出來，方便于研究人員直觀地觀測氣流情況，判斷是否存在渦流等現(xiàn)象。有的渦流會給潔凈度帶來不利影響，使得此處的雜質(zhì)或顆粒等物無法由氣流攜帯出去。有的渦流對潔凈度影響不大，但是掌握這些渦流的位置和產(chǎn)生原因?qū)M(jìn)一歩的研究和改進(jìn)工作有幫助。優(yōu)選實(shí)施例如圖2所示，本發(fā)明測試方法包括下述步驟釋放低溫或高溫樣品氣體，樣品氣體隨潔凈間氣流形成樣品氣流，在待測試空間中形成氣體的溫差；針對存在溫差的樣品進(jìn)行探測，紅外探測法是優(yōu)選方法，技術(shù)成熟、所得結(jié)果準(zhǔn)確度高。使用紅外探測方法探測樣品氣體所到達(dá)的空間位置，連續(xù)地探測可以形成一個動態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)果。優(yōu)選實(shí)施例是利用紅外探測器測得液氮、干冰或水蒸汽等目標(biāo)氣流的紅外輻射能量分布圖形。再利用紅外探測器的光敏元件對得到的能量分布圖形進(jìn)行掃描，將紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號。對電信號進(jìn)行放大處理、轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)視頻信號。將視頻信號通過電視屏或監(jiān)測器顯示出可視的紅外熱像圖。通過對紅外熱像圖變化位移的空間和時間聯(lián)合計(jì)算得到測試區(qū)域風(fēng)速和三維風(fēng)向結(jié)果，判斷氣流的方向及速度。同時，分析連續(xù)記錄所得的紅外熱像圖，研究人員通過觀察紅外熱像圖可判斷待檢測潔凈間中是否存在不利渦流或異常氣流等影響潔凈度的現(xiàn)象。特別是増加樣品氣體溫度變化校正単元，將測試樣品氣體的溫度與測試空間溫度進(jìn)行自動換算，可求得樣品氣體溫度變化。根據(jù)所得結(jié)果對紅外熱像圖的顯示顏色進(jìn)行補(bǔ)償，井根據(jù)其在空間位移的時間變化來對風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)量等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算和測量，進(jìn)而對潔凈間潔凈度進(jìn)行準(zhǔn)確評價等。以上，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù) 人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種潔凈間用氣流組織測試方法，其特征在于，用熱成像設(shè)備探測樣品氣體在潔凈間形成的樣品氣流，所述樣品氣體為與環(huán)境氣體存在溫差的氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潔凈間用氣流組織測試方法，其特征在于，測試方法包括下述步驟 釋放與環(huán)境氣體存在溫差的樣品氣體，所述樣品氣體隨潔凈間氣流形成樣品氣流； 熱成像設(shè)備連續(xù)探測樣品氣體所到達(dá)的空間位置，得到紅外輻射能量分布圖形； 光敏元件和視頻轉(zhuǎn)換器掃描紅外輻射能量分布圖形得到紅外熱像圖； 根據(jù)紅外熱像圖的空間和時間對應(yīng)變化關(guān)系計(jì)算得到測試區(qū)域風(fēng)速和三維風(fēng)向結(jié)果。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的潔凈間用氣流組織測試方法，其特征在于所述計(jì)算的方法為單位時間內(nèi)被探測樣品氣體所移動的距離等于測試區(qū)域風(fēng)速；以熱成像設(shè)備為基準(zhǔn)點(diǎn)，單位時間內(nèi)被探測樣品氣體與所述基準(zhǔn)點(diǎn)的相對位置變化為測試區(qū)域的三維風(fēng)向。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潔凈間用氣流組織測試方法，其特征在于所述樣品氣體的密度與環(huán)境氣體的密度相當(dāng)。
5.一種潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述裝置系統(tǒng)包括樣品氣體發(fā)生器和熱成像設(shè)備，所述樣品氣體發(fā)生器發(fā)出與環(huán)境氣體存在溫度差的樣品氣體，所述熱成像設(shè)備能連續(xù)探測樣品氣體的空間位置并顯示在顯示器上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)，其特征在于所述樣品氣體為液氮、干冰或水蒸汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度探測裝置包括紅外探測器、光敏單元、視頻轉(zhuǎn)換器和顯示器； 紅外探測器，作為熱成像設(shè)備連續(xù)探測樣品氣體所到達(dá)的空間位置，得到紅外輻射能量分布圖形； 光敏單元，掃描紅外輻射能量分布圖形得到電信號； 視頻轉(zhuǎn)換器，將所得到的電信號轉(zhuǎn)換成為紅外熱像圖，顯示在顯示器上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有溫度變化校正單元，根據(jù)樣品氣體溫度變化補(bǔ)償紅外熱像圖的顯示顏色。
全文摘要
本發(fā)明公開一種潔凈間用氣流組織測試方法及裝置系統(tǒng)，為解決現(xiàn)有可視化測試方法精度差等缺陷而設(shè)計(jì)。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試方法用熱成像設(shè)備探測樣品氣體在潔凈間形成樣品氣流，所述樣品氣體為與環(huán)境氣體存在溫差的液氮、干冰或水蒸汽等氣體。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)包括樣品氣體發(fā)生器和熱成像設(shè)備，熱成像設(shè)備能連續(xù)探測樣品氣體的空間位置并顯示在顯示器上。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試方法測試結(jié)果更加準(zhǔn)確，避免給潔凈間帶入污染；探測設(shè)備技術(shù)成熟，測試精度高。本發(fā)明潔凈間用氣流組織測試裝置系統(tǒng)是用樣品氣體發(fā)生器和溫度探測裝置，提高了探測精度，擴(kuò)大了探測范圍。
文檔編號G01P5/10GK102650604SQ20111028997
公開日2012年8月29日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者李麗, 金萬石 申請人:北京京東方光電科技有限公司