[发明专利]用于监视泵送装置的运转状态的方法

说明书

本发明涉及一种用于监视与处理室(2)相连的泵送装置(5)的运转状态以确定该泵送装置(5)的故障运转状态的方法，该泵送装置(5)包括至少一个粗真空泵(7)，该粗真空泵包括：用于驱动该粗真空泵(7)的马达(M1)，以及变速驱动器(12)，它构造成控制马达(M1)的转速并且构造成一方面接收与设定点频率(C)对应的第一输入参数和与马达电流(i)对应的第二输入参数且另一方面向马达(M1)供应与控制频率(F)对应的输出参数，其特征在于，当在稳态运转(H)中第一输入参数与输出参数之差等于或超过第一输入参数的10％持续大于3秒的预定时间(T)时确定为故障运转状态。本发明还涉及一种泵送装置和一种设备。

技术领域

本发明涉及一种用于监视连接至处理室的泵送装置的运转状态以便确定泵送装置的故障运转状态的方法。本发明还涉及一种泵送装置和采用所述方法的设备。

背景技术

真空泵包括两个转子，这些转子由马达驱动以在泵体(定子)内部转动。在旋转期间，从处理室吸入的气体被捕集在转子与定子之间的自由空间中，然后排放到出口。

真空泵尤其用于制作半导体、平面屏幕或光伏基材的工艺中，其需要的压力低于大气压。然而，在这些工艺中使用的气体可能会转化为固体副产物，这些副产物可能会以层的形式沉积在泵的活动和静态部件上并引起堵塞，然后由于转子与定子之间的过度摩擦导致的机构的抱死而引起泵的堵塞。

泵的堵塞会对在相关的处理室中制作的产品(例如成批的半导体晶片)造成不可逆转的损伤。这些无计划的生产中断会诱发可观的成本。

当前，真空泵的维护基于纠正和预防措施，最好的情况是能够在真空泵发生故障并停止之前预测预防性维护。

为此，在根据使用真空泵的应用而定义的时间段执行预防性维护操作。然而，该时间段与泵的实际使用条件不匹配，泵的实际使用条件可能会随着生产负荷的变化而变化，并且会直接影响泵的磨损率或堵塞率，从而导致不必要或过晚的运转。

已经开发了预测真空泵故障的方法，以尝试预测泵堵塞的开始并预料其更换。

例如，文献EP0828332提出监视使用中的真空泵的性能以通过测量马达的旋转扭矩或电流来预测其未来的运转特性。然而，该方法实施起来很复杂。事实上，不可能直接测量马达的旋转扭矩，因为扭矩传感器的体积太大。此外，测得的马达电流根据多种情况而变化而与真空泵的可能故障无关。因此，有必要将该信息与在真空管线或真空泵上进行的其它测量结果进行交叉引用，以便能够更好地解释该信息并且不会造成不及时的预防性维护。

还已知一种故障预测方法，其能够确定干式真空泵发生故障的时间。通过对泵的特性数据(电流、温度、振动等)进行统计处理并结合制造过程的特性(气体流量、压力、基材温度等)来估算真空泵在发生故障之前的使用时间。然而，此方法不是独立的。如果不考虑工艺的运行条件，就无法预测泵的使用寿命。分析系统取决于生产设备提供的信息，因此必须在设备与真空泵之间安装通信线路。而且，工艺条件的修改于是需要修改分析系统所使用的模型，这在真空泵的使用期间不是简单的过程。

从文献EP 1 754 888还已知一种真空管线故障预测方法。在该方法中，测量与泵的马达有关的第一功能参数和与用于从泵中抽出气体的系统有关的第二功能参数随时间的演化。然后通过统计处理使测得的功能参数相互关联，以预测在发生堵塞之前真空泵的使用时间。因此，真空管线能够在不与外部信号关联的情况下进行自我诊断。该方法特别适合于跟踪真空管道中固体产物的污染导致泵堵塞的现象的进展。

尽管一些已经开发出的预测方法可以解决这些问题，但仍在寻找一种成本较低的、更易于实现的故障预测方法，特别是通过避免成倍增加要处理的输入参数或实施新传感器。

因此，问题在于借助于一种可靠且实施起来简单的方法在没有迹象表明处理过程在处理室中进行并且不知道真空泵的使用条件的情况下确定真空泵的故障运转状态以便在泵发生故障之前保护处理室。

发明内容