DE69316074T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Eigenschaften eines Gerätes in Bezug auf Partikel - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung einer Teilchenansprechcharakteristik eines Geräts, um modellmäßig das Ausmaß zu erfassen, in welchem in einem durch das Gerät hindurchpassierenden Medium vorhandene Verunreinigungen in dem Gerät verzögert bzw.
• zurückgehalten werden. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein solches Verfahren und eine Einrichtung, in welcher Teilchenimpulse in ein Medium eingeleitet werden, bevor das Medium in das Gerät eintritt, um statistisch wiederholbare Bezugs- und Ansprechimpulse abzuleiten, welche die Teilchenansprechcharakteristik des Geräts bilden.
• Ultrahochreine Gase passieren durch einen großen Teil der bei der Halbleiterherstellung eingesetzten Prozeßanlagen, beispielsweise Rohrleitungen, Ventile, Strömungsmesser, schnelle thermische Prozessoren usw. Vor dem Gebrauch wird die Anlage mit einem ultrahochreinen Gas ausgespült, um mögliche Verunreinigungen zu beseitigen. Beispielsweise während des Einbringens von Plättchen in eine Prozeßkammer eines schnellen thermischen Prozessors wird die Prozeßkammer der Umgebungsluft ausgesetzt. Luft enthält jedoch Feuchtigkeit, die im Halbleiterherstellungsverfahren eine unerwünschte Verunreinigung darstellt. Deshalb wird die Prozeßkammer mit einem inerten Gasstrom ausgespült, der im allgemeinen aus ultrahochreinem Stickstoff besteht. Um sicherzustellen, daß die Plättchen in einer feuchtigkeitsfreien Umgebung verarbeitet werden, wird die Trocknungscharakteristik der Prozeßkammer mit einem Feuchtigkeitsanalysator gemessen, um die Länge der zum Spülen der Prozeßkammer erforderlichen Zeitdauer zu bestimmen, damit ein ausreichend niedriger Feuchtigkeitspegel in der Prozeßkammer existiert.
• Während des Spülens befindet sich der Fertigungsprozeß im Stillstand, und deshalb ist es wichtig, die zum Spülen der Anlage benötigte Zeit zu minimieren. Soweit dem Erfinder bekannt ist, gibt es kein Testgerät und kein Verfahren, das eingesetzt werden kann, um eine Einrichtung so auszuwählen oder auszulegen, daß die Einrichtung das niedrigstmögliche Rückhaltevermögen für Verunreinigungen hat und folglich die geringste Spüldauer benötigt. Ein weiteres Problem betrifft das Abtasten des Spülgases, um sicherzustellen, daß keine Verunreinigungen in der interessierenden Anlage vorhanden sind. Beispielsweise werden während der Bestimmung der Trocknungscharakteristik eines schnellen thermischen Prozessors viele unabhängige Beobachtungen des Feuchtigkeitsgehalts des aus der Prozeßkammer strömenden Spülgases gemacht. Jedoch gibt es keine bekannte Möglichkeit, um sicherzustellen, daß Beobachtungen gemacht werden, welche die Zeitauflösungsfähigkeit des Abtastsystems berücksichtigen; mit anderen Worten, das Ausmaß, in welchem Rohrleitungen und Anlage in Verbindung mit dem Abtastsystem benutzt werden, halten ebenfalls Verunreinigungen wie beispielsweise Feuchtigkeit zurück.
• Microcontamination, Vol. 5, Nr. 10, Oktober 1987, US, Seiten bis 34, beschreibt eine Apparatur, in welcher ein Eingangsimpuls aus phosphoreszierend markierten Teilchen aus einer Quelle in eine Rohrleitung unter Verwendung von Druckluft injiziert wird. Von diesem angeregten Spurenteilchen emittiertes Licht wird an zwei Stellen längs der Pohrleitung stromab der Injektionsstelle erfaßt.
• Wie noch erörtert wird, ist dies Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zum modellmäßigen Darstellen des Ausmaßes zu schaffen, in welchem ein bestimmtes Gerät in einem Medium enthaltene Verunreinigungen zurückhält, in dem eine Teilchenansprechcharakteristik des Geräts bestimmt wird.
• Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Bestimmen einer Teilchenansprechcharakteristik eines Geräts die folgenden Schritte:
• a) Einleiten eines Eingangsteilchenimpulses in ein strömendes Medium,
• b) Einleiten des strömenden Mediüms in das Gerät nach der Einleitung des Eingangsteilchenimpulses, so daß ein Ausgangsteilchenimpuls in dem Medium vorhanden ist, nachdem das Medium durch das Gerät hindurchpassiert ist,
• c) Messen einer Eingangsteilchenzählung, die durch den Eingangsteilchenimpuls erzeugt wird, auf Basis einer Teilchenzählung über der Zeit,
• d) Aufzeichnen der Eingangsteilchenzählung,
• e) einer Ausgangsteilchenzählung, die durch den Ausgangsteilchenimpuls erzeugt wird, auf Basis der Teilchenzählung über der Zeit,
• f) Aufzeichnen der Ausgangsteilchenzählung,
• g) Wiederholen der Schritte a, b, c, d, e und f derart, daß eine ausreichende Anzahl von Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen erzeugt werden, damit eine Signalausmittelung der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen statistisch wiederholbare Bezugs- bzw. Ansprechteilchenzählungen auf Basis der Teilchenzählung über der Zeit erzeugen, und
• h) Bestimmen der Bezugs- bzw. Ansprechteilchenzählungen aus den ausgezeichneten Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen durch Signalausmittelung der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen, wobei ein Vergleich zwischen den Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen die Teilchenansprechgcharakteristik des Geräts ergibt.
• Entsprechend Schritt a des oben definierten Verfahrens wird ein Eingangsteilchenimpuls in ein strömendes Medium eingeleitet. Danach wird das strömende Medium in das Gerät eingeleitet (Schritt b), nachdem die Einleitung des Eingangsteilchenimpulses erfolgt ist, so daß ein Ausgangsteilchenimpuls in dem Medium vorhanden ist, nachdem das Medium durch das Gerät hindurchpassiert ist. Gemäß den Schritten c, d, e und f, werden Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen durch die Eingangs- und Ausgangsteilchenimpulse erzeugt, und zwar auf Basis einer Teilchenzählung über der Zeit, die gemessen und aufgezeichnet werden. Entsprechend Schritt g des Verfahrens werden die Schritte a, b, c, d, e und f derart wiederholt, daß eine ausreichende Anzahl von Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen erzeugt werden, damit eine Signalausmittelung der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen statistisch wiederholbare Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen auf der Basis der Teilchenzählung über der Zeit liefert. Die Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen werden entsprechend dem Schritt e des Verfahrens aus den aufgezeichneten Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen durch Signalausmittelung der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen bestimmt. Ein Vergleich zwischen den Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen ergibt die Teilchenansprechcharakteristik des Geräts.
• Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine zur Bestimmung der Teilchenansprechcharakteristik eines Geräts geeignete Einrichtung Strömungserzeugungsmittel zum Erzeugen eines strömenden Mediums, Eingangsimpulseinleitungsmittel zum Erzeugen und Einleiten von Eingangsteilchenimpulsen in das strömende Medium, wobei die Eingangsimpulseinleitungsmittel so ausgelegt sind, daß sie derart mit dem Gerät verbunden sind, daß die Ausgangsteilchenimpulse in dem strömenden Medium vorhanden sind, nachdem das strömende Medium durch das Gerät hindurchpassiert ist, und wobei die Eingangsimpulseinleitungsmittel so ausgelegt sind, daß sie wiederholt Eingangsteuchenimpulse und daher die Ausgangsteilchenimpulse erzeugen, so daß eine ausreichende Anzahl von Eingangs- und Ausgangsteilcbenzählungen auf Basis einer Teilchenzählung über der Zeit aus den Eingangs- und Ausgangsteilchenimpulsen erzeugt wird, daß eine Signalausmittelung der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen statistisch wiederholbare Bezugsund Ansprechteilchenimpulse erzeugt, weiter Meßmittel, die für ein wahlweises Verbinden mit den Eingangsimpulseinleitungsmitteln und dem Gerät zum Messen der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen ausgelegt sind, und Aufzeichnungs mittel zum Aufzeichnen der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen auf, derart, daß ein Vergleich zwischen den Bezugsund Ansprechteilchenimpulsen die Teilchenansprechcharakteristik des Geräts ergibt.
• Die oben definierte Einrichtung umfaßt Strömungserzeugungsmittel zum Erzeugen eines Mediums. Eingangsimpulseinleitungsmittel sind zum wiederholten Erzeugen und Einleiten von Eingangsteilchenimpulsen in das strömende Medium vorgesehen, bevor das strömende Medium in das Gerät eintritt. Die Eingangsimpulseinleitungsmittel sind dafür ausgelegt, mit dem Gerät verbunden zu werden, so daß Ausgangsteilchenimpulse in dem strömenden Medium vorhanden sind, nachdem das strömende Medium durch das Gerät hindurchpassiert ist. Die Eingangsimpulseinleitungsmittel sind dafür ausgebildet, Eingangsteilchenimpulse und daher auch die Ausgangsteuchenimpulse wiederholt zu erzeugen, so daß eine ausreichende Anzahl von Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen auf Basis einer Teilchenzählung über der Zeit aus den Eingangs- bzw. Ausgangsteilchenimpulsen erzeugt wird, damit eine Signalausmittelung der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen statistisch wiederholbare Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen widerum auf Basis der Teilchenzählung über der Zeit ergeben. Aufzeichnungsmittel sind zum Aufzeichnen der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen vorgesehen. Die Signalausmittelung der Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen bestimmt die Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen. Ein Vergleich zwischen den Bezugsund Ansprechteilchenzählungen ergibt die Teilchenansprechcharakteristik des Geräts.
• Wie zuvor erwähnt, ergibt der Vergleich zwischen dem Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen die Teilchenansprechcharakteristik des Geräts. Die Teilchenansprechcharakteristik eines Geräts stellt ein Modell des Ausmaßes dar, in welchem in einem durch ein Gerät hindurchpassierenden Medium vorhandene Verunreinigungen innerhalb des Geräts verzögert oder zurückgehalten werden. Beispielsweise deutet die Zeitverzögerung zwischen den Bezugs- und Ansprechzählungen auf das effektive Volumen des Geräts hin. Das effektive Volumen im vorliegenden Kontext ist das Volumen des Geräts, welches das Medium durchquert, während es durch das Gerät hindurchpassiert. Das effektive Volumen kann vom geometrischen Volumen des Geräts infolge des Strömungsbilds des Mediums durch das Gerät abweichen. Dieser Aspekt der Teilchenansprechcharakteristik eines Geräts kann zur Auswahl von Geräten benutzt werden, die ein minimales effektives Volumen haben und daher vermutlich die geringste Menge an Verunreinigungen zurückhalten. Des weiteren ist die Zeitverzögerung zur Synchronisation analytischer und Prozeßausrüstung nützlich. Beispielsweise werden Abtastsysteme, die aus Rohrleitungen, Fittings, Ventilen und Meßgeräten bestehen, typischerweise zur Verbindung der Prozeßanlage mit analytischer Instrumentierung benutzt. Die für das Medium erforderliche Zeit, um durch das Abtastsystem hindurchzupassieren, muß bekannt sein, wenn die erfaßte Größe auf in dem bestimmten Teil der Prozeßanlage auftretende Ereignisse bezogen werden soll. Die Teilchenansprechcharakteristik stellt ein präzises Mittel zum Herstellen der Synchronisation dar. Ein weiterer Aspekt ist ein Vergleich, der das Erfassen der Differenz zwischen den Halbhöhenbreiten der Bezugs- und Ansprechzählungskurven (über der Zeit aufgetragene Kurven der Teilchenzählungen) umfaßt. Diese Differenz zeigt die in dem Gerät mögliche Zeitauflösung an. Beispielsweise können Änderungen der Teilchenzählungen, die in Zeitintervallen auftreten, die kleiner als die Zeitauflösung sind, nicht beobachtet werden. Dieses Merkmal kann benutzt werden, um geeignete Zeitintervalle zum Abtasten von in einem aus einem Gerät austretenden Medium vorhandenen Verunreinigungen auszuwählen, um sicherzustellen, daß die Zählung der abgetasteten Verunreinigungen den Zustand des Mediums so wiederspiegelt, wie es aus dem Gerät ausgetreten ist. Wenn bestimmte Abtastzeitintervalle erforderlich sind, können Abtastsysteme so ausgelegt und ausgelegt werden, daß sie das Abtasten innerhalb solcher Abtastzeitintervalle ermöglichen.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beispielsweise beschrieben, wobei auf die Figuren der anliegenden schematischen Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung,
• Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Teilchengenerators nach der Erfindung, und
• Fig. 3 eine Darstellung aufgezeichneter Eingangsteilchenzählungen für Signalausmittelung zur Verwendung bei der Bestimmung einer Bezugszählung,
• Fig. 4 eine Darstellung der Teilchenansprechcharakteristik eines Abtastrohrs,
• Fig. 5 eine Darstellung der Teilchenansprechcharakteristik eines Rotameters, und
• die Figuren 6 und 7 ein Flußdiagramm eines Computerprogramms, das zur Steuerung einer in einem Personalcomputer installierten Zähler/Zeitgeberkarte eingesetzt wird.
• In Fig. 1, auf die Bezug genommen wird, ist eine Einrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung zur Verwendung bei der Bestimmung einer Teilchenansprechcharakteristik eines Geräts dargestellt, wie beispielsweise eines Ventils, Rotameters, Abtastrohrs oder einer sonstigen Ausrüstung, die in Verbindung mit der Verteilung oder Verwendung eines ultrahochreinen Gases eingesetzt wird. In dieser Hinsicht ist anzumerken, daß, während die vorliegende Erfindung besonders bei Geräten anwendbar ist, die mit Verteilung und Verwendung von ultrahochreinem Gas zu tun haben, sie auch allgemein bei Geräten anwendbar ist, bei welchen irgendeine Art von Medium im Gebrauch des Geräts durch dieses hindurchpassiert.
• Nach Fig. 2, auf die zusätzlich Bezug genommen wird, weist die Einrichtung 10 einen Teilchengenerator 12 auf, der speziell zum Einleiten von Teilchen in einen durch ein Gerät hindurchzupassierenden Gasstrom ausgebildet ist. Der Teilchengegenrator 12 besteht aus einem Gehäuse 13, das aus einem T-artigen Fitting mit drei Schenkeln gebildet sein kann. In einem Schenkel ist eine Durchführung 14 zur Halterung eines Fadens 18 innerhalb des T-förmigen Fittings vorgesehen. Wenn elektrische Energie an Leitungen 16 angelegt wird, wird der Faden 18 auf ausreichend hohe Temperatur angehoben, um eine Reaktion zwischen dem Faden 18 und dem den Faden 18 umgebenden Gas herbeizuführen. Wenn während des Anliegend elektrischer Energie ein Gas beispielsweise Stickstoff durch die beiden anderen in einer Linie liegenden Schenkel des T-förmigen Fittings hindurchpassiert, werden Teilchen erzeugt, die im wesentlichen aus Wolframnitriden wie beispielsweise WN&sub4; bestehen. Die erzeugte Teilchenmenge hängt von der über den Faden 18 zugeführten Energie und der Zeitdauer des Anlegens der Energie ab. Wie man sieht, können auch andere Gase und Fäden als Wolfram eingesetzt werden, wodurch diskrete Teilchen erzeugt werden, wenn ein elektrischer Strom durch einen Faden geleitet wird. In dieser Hinsicht kann auch Sauerstoff benutzt werden, um Teilchen zu erzeugen, die aus Wolframoxiden wie beispielsweise WO&sub3; oder W&sub4;O&sub4; bestehen, oder es können Gemische von Stickstoff und Sauerstoff in irgendeinem Verhältnis mit oder ohne Anwesenheit zusätzlicher Komponenten wie beispielsweise Luft verwendet werden.
• Der Teilchengenerator 12 ist zwischen einer Gasquelle 20 und einem Gerät 22 entlang der beiden in einer Linie befindlichen Schenkels T-förmige Fittings dargestellt, welches sein Gehäuse 13 bildet. Vom Teilchengenerator 12 erzeugte Teilchen werden in den Gasstrom eingeleitet und treten in das Gerät 22 ein, indem sie in dem von der Gasquelle 20 in den Teilchengenerator 12 strömenden Gas mitgenommen werden. Der Eingangsteilchenimpuls erzeugt einen Ausgangsimpuls in Abhängigkeit von diesem Eingangsimpuls, nachdem das Gas durch das Gerät 22 hindurchpassiert ist. Die Ausgangsimpulse werden entweder durch einen Kondensationskernzähler 24 oder einen Laserteilchenzähler 26 abgefüllt oder gemessen. Bei sehr hohen Teilchenzählungen wird der Kondensationskernzähler übersteuert, und bei sehr niedrigen Teilchenzählungen ist der Laserteilchenzähler zum Erfassen der Teilchen ineffektiv. Jedoch stellt die Verwendung beider Teilchenzähler sicher, daß Teilchen über einen Bereich gezählt werden, der sowohl hohe als auch sehr niedrige Teilchenzählungen umfaßt.
• Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß selbst dann, wenn Energie an den Teilchengenerator 12 während einer gleichen Anzahl von Malen angelegt wird, eine geringfügig unterschiedliche Kurvenform beobachtet wird. In der gleichen Weise treten Ausgangsimpulse in Abhängigkeit von den Eingangsimpulsen verzögert auf und haben unterschiedliche Kurvenformen selbst dann, wenn die gleiche Energie während gleicher Zeitintervalle angelegt wird. Um bedeutsame Ergebnisse zu erhalten, die ein Ansprechverhalten anzeigen und als Grundlage eines Vergleichs dienen können, müssen also die Eingangsteilchenzählungen ausgemittelt werden, um eine Bezugsteilchenzählung zu ergeben, und die Ausgangsteilchenzählungen werden dann ebenfalls ausgemittelt, um eine Ansprechteilchenzählung zu ergeben. Die Anzahl von Wiederholungen von Eingangs- und Ausgangszählungsmessungen ist eine Anzahl, die so bestimmt wird, daß sie statistisch wiederholbare Bezugs- und Ansprechzählungen ergibt. Das ist beispielsweise der Fall, wenn 10 Eingangs- und Ausgangsimpulse erzeugt und Teilchenzählungen aufgezeichnet und dann Signalausgemittelt werden, und die Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen bleiben dann im wesentlichen unverändert, unabhängig davon, wie viele verschiedene Male das Experiment ausgeführt wird.
• In der Einrichtung 10 können Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen durch die Teilchenzähler 24 und 26 nicht gleichzeitig gemessen werden, weil das Erfassen der Eingangszählungenteilchen aus dem Gasstrom entfernend die Form der Ausgangszählungen beeinflussen würde. Daher wird eine Reihe von Eingangszählungen erzeugt und über eine statistisch wiederholte Anzahl von Malen aufgezeichnet, während der Teilchengenerator 12 direkt mit den Teilchenzählern (24 und 26) verbunden ist.
• Danach werden die Eingangsteilchenimpulse die gleiche Anzahl von Malen erneut erzeugt, wobei aber der Teilchengenerator 10 mit dem Gerät 22 verbunden ist und wobei die Teilchenzähler die Ausgangsteilchenzählungen messen, die ebenfalls aufge zeichnet werden. Die Eingangs- und Ausgangsteilchenzählungen werden dann signalausgemittelt, um die Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen zu ergeben. Die Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen werden für einen visuellen Vergleich aufgetragen.
• Eine solche Teilchenansprechcharakteristikkurve für ein Abtastrohr von 12,7 cm Länge, etwa 9,5 mm Durchmesser aus elektropoliertem rostfreiem Stahl ist in Figur 4 wiedergegeben. Dieser Kurvenauftrag zeigt durch Vergleich der Breiten der die Bezugs- und Ansprechteilchenzählungen darstellenden Kurven in der halben Kurvenhöhe, daß das Abtastrohr eine Zeitauflösung von etwa einer halben Sekunde hat. Infolgedessen fließen Änderungen der Teilchen- bzw. Verunreinigungszählung, die in weniger als einer halben Sekunde stattfinden, nicht in einem Mittelwert ein und können mittels eines solchen Abtastrohrs nicht nachgewiesen werden. In Fig. 5 ist der Kurvenauftrag der Teilchenansprechcharakteristik eines Rotameters dargestellt. Dieser Kurvenauftrag zeigt, daß ein Rotameter eine solche Ansprechverzögerung aufweist, daß man ein solches Gerät nicht in einen Strömungskreis einbauen würde, mit welchen Verunreinigungen wie beispielsweise Feuchtigkeit zu messen sind, weil Feuchtigkeit dazu neigt, sich in einem solchen Gerät zu sammeln.
• Eingangs- und Ausgangsimpulse werden, nachdem sie von den Teilchenzählern 24 und 26 erfaßt worden sind, von einer Zählerkarte 30 aufgenommen, die in einem Erweiterungsschlitz eines PC 31 installiert oder in anderer Weise mit einem sonstigen Computer mit programmierbarer Logik installiert ist. Die Zählerkarte 30 dient auch dazu, den Teilchengenerator 12 zu triggern und die Eingangs- und Ausgangsteilchenimpulse durch Einschreiben derselben in Dateien aufzuzeichnen, die innerhalb des PC 31 enthalten sind. Dies wird mit einem in Microsoft Quickbasis geschriebenen Programm ausgeführt, das dafür eingesetzt wird, die Tätigkeit der Zählerkarte 30 zu steuern, vorzugsweise einer Keithley-Metrabyte- CTM-5-Zählerkarte, die im PC 31 installiert ist, der außerdem mit einer VGA-Karte und einem Monitor ausgestattet ist. Die Zählerkarte 30 ist von Keithley/Metrabyte/Asyst/DAC, 440 Myles Standish Blvd., Taunton, Ma 02 780, erhältlich.
• Gemäß dem Flußdiagramm (Figuren 6 und 7) werden Paramter mit Bezug auf Impulsdauer, Datensammeldauer, Testlaufdauer, Abtastintervall, die kleinen Zeitintervalle, in welchen Teilchen abgetastet werden, und den Maximalwert für die Grafik als Eingangswerte durch den Benutzer des Programms eingegeben. Die CTM-05-Karte zeichnet die Daten auf und steuert außerdem den Teilchengenerator 12. Die CTM-05-Karte wird dann initialisiert und die Zähler werden eingestellt. Die CTM-05- Karte weist 5 Zähler auf, von denen der fünfte Zähler als Intervallzeitgeber ausgelegt ist. Die ersten beiden Zähler sind in Cascade geschaltet und dienen dazu, Impulse vom Kondensationskernzähler 24 zu zählen, und die Zähler 3 und 4 sind in Cascade geschaltet und dazu bestimmt, Zählimpulse vom Laserteilchenzähler 26 zu zählen.
• Danach wird eine Unterbrechungsrate für den fünften Zähler berechnet. Aus dem Abtastintervall wird die Anzahl von Taktimpulsen bestimmt, die als Unterbrechung für den fünften Zähler auf der CTM-05-Karte setzen. Zusätzlich wird die Anzahl der Abtastintervalle berechnet, die notwendig ist, um die Impulsdauer zu erreichen. Danach werden die Register der Zähler mit Null-Werten geladen, mit Ausnahme des Registers des fünften Zählers, der mit einem Wert entsprechend der Anzahl der Taktimpulse pro Abtastintervall geladen wird. Ein Realzeit-Graphikraster wird erstellt, und die Datensammlung kann mit Drücken der Eingabetaste beginnen. Jede andere Taste beendet den Test. Danach wird ein geeignetes Ausgangssignal zum digitalen Eingangs/Ausgangs-Anschluß gesendet, um den Faden einzuschalten. In der Praxis wird die Energie, obwohl nicht dargestellt, über ein Relay zum Teilchengenerator 10 zugeführt, das durch das Ausgangssignal des digitalen Eingangs/Ausgangsanschlusses geschaltet wird. Die Zähler können dann geladen und in Bereitschaft gesetzt werden. Der fünfte Zähler beginnt die vorgegebene Anzahl von Taktimpulsen abwärts zu zählen. Unterbrechungen werden für die ersten 4 Zähler und Speicherplätze werden im PC für den Datentransfer von der CTM-05-Zählerkarte aktiviert. Wenn der fünfte Zähler auf 0 steht, triggert eine Unterbrechung den Datentransfer der Werte jedes Zählers von der CTM-05-Karte zum PC. Der Zähler 5 wiederholt dann den Vorgang des Abwärtszählens der vorgegebenen Anzahl von Taktimpulsen und des Triggerns einer Unterbrechung beim Erreichen des Null-Stands. Jede Unterbrechung triggert eine Datenübertragung der Zählerinhalte zum PC. Gleichzeitig wird der Unterbrechungsstatus vom PC-Programm überwacht, das bestimmt, wie viele Datenpunkte schon gesammelt sind. Sodann finden Datentransformationen statt, wobei die vom Speicher des vom PC aufgenommenen Werte in eine Anzahl von Zählungen transformiert werden. Ein Punkt wird auf der Grafikanzeige aufgetragen und, wenn die Unterbrechungen nicht größer als oder gleich den Impulsintervallen sind, wird der Unterbrechungsstatus erneut überwacht, und dieser Teil des Programms wird als Schleife durchlaufen, bis die Anzahl der durchgeführten Unterbrechungen größer oder gleich den Impulsintervallen ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Faden abgeschaltet. Da eine Verzögerung zwischen dem Ausgangsimpuls und dem Eingangsimpuls auftritt, muß die Datenerfassung jedoch fortgesetzt werden. Daher geht die Überwachung des Unterbrechungsstatus mit der Datentransformation und dem Auftragen noch weiter. Der Test ist beendet, wenn feststeht, daß alle Daten erfaßt sind. Wenn alle Daten erfaßt sind, wird der Bildschirm, auf welchem die Daten dargestellt werden, aktualisiert. Danach wird ein Dateiname aus einer Eingabe in die Tastatur des PC gelesen und die aus dem Test abgeleiteten Daten werden in die Datei eingeschrieben. Nach einer "Expenmentbericht-Wiederholen"-Anzeige auf dem Bildschirm kann der Test erneut durchgeführt werden, und er wird tatsächlich durchgeführt, bis eine vorgegebene Anzahl von Testläufen durchgeführt sind, die statistisch wiederholbare Bezugs- und Ansprechkurven ergibt
• Wie man sehen wird, wird eine Anzahl von Dateien erzeugt, die jeweils Datenpunkte von Zählungen über der Zeit enthalten. Das Computerprogramm könnte mit Instruktionen zur Signalausmittelung dieser Datensammlungen zum Erzeugen von Bezugs- und Ansprechzählungen ausgestattet sein. Bei dem vorliegenden System werden die Dateien jedoch einfach an ein Streublattprogramm ausgegeben, das dazu benutzt wird, die Daten auszumitteln. Zusätzlich erzeugt jeder Durchlauf zwei Datengruppen, eine für den Kondensationskernzähler 24 und die andere für den Laserteilchenzähler 26. In der Praxis werden Kurven beider Datengruppen betrachtet und die Kurvendarstellung, die zeigt, daß der Zähler über- oder untersteuert war, wird dann gelöscht.

Claims (9)

1. Verfahren zur Bestimmung eines Teilchenansprechverhaltens eines Geräts, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

a) Einleiten eines Teilchen-Eingangsimpulses in ein strömendes Medium,

b) Einleiten des strömenden Mediums in das Gerät (22) nach dem Einleiten des Teilchen-Eingangsimpulses, so daß ein Teilchen-Ausgangsimpuls in dem Medium vorhanden ist, nachdem das Medium das Gerät (22) durchströmt hat,

c) Messen einer Teilchen-Eingangszählung, die durch den Teilchen-Eingangsimpuls auf einer Teilchen-Zeit-Basis erzeugt wird,

d) Aufzeichnen der Teilchen-Eingangszählung,

e) Messen einer Teilchen-Ausgangszählung, die durch den Teilchen-Ausgangsimpuls auf der Teilchen-Zeit-Basis erzeugt wird,

f) Aufzeichnen der Teilchen-Ausgangszählung,

g) Wiederholen der Schritte a), b), c), d), e) und f) so lange, daß eine ausreichende Anzahl von Teilchen-Eingangsund -Ausgangszählungen erzeugt wird, daß eine Signalausmittlung der Teilchen-Eingangs- und -Ausgangszählungen jeweils statistisch wiederholbare Teilchen-Bezugs- bzw. - Ansprechzählungen auf der Teilchen-Zeit-Basis ergibt, und

h) Bestimmen jeweils der Teilchen-Bezugs- und -Ansprechszählungen aus den aufgezeichneten Teilchen-Eingangs- und - Ausgangszählungen durch Signalausmittlung der Teilchen- Eingangs- und -Ausgangszählungen, wobei ein Vergleich zwischen den Teilchen-Bezugs- und -Ansprechzählungen die Teilchen-Ansprechcharakteristik des Geräts ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium eine Gasströmung ist und daß jeder der Eingangsimpulse in die Gasströmung durch elektrische Erregung eines innerhalb der Gasströmung angeordneten Fadens (18) während eines vorgewählten Zeitintervalls eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen-Eingangs- und -Ausgangszählungen durch einen Kondensationskernzähler (24) und einen Laserteilchenzähler (26) in Abhängigkeit von der Teuchenzählung innerhalb der Teilchen-Eingangs- und -Ausgangszählungen gemessen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte a), b), c), d), e) und f) wiederholt werden, indem zunächst die Schritte a), c) und d) wiederholt werden, so daß die Teilchen-Eingangszählungen ohne Hindurchleiten des strömenden Mediums durch das Gerät gemessen und aufgezeichnet werden, und daß dann die Schritte a), e) und f) wiederholt werden, wobei das strömende Medium durch das Gerät hindurchgeleitet wird und die Teilchen-Ausgangszählungen aufgezeichnet werden.

5. Einrichtung (10), die zur Verwendung bei der Bestimmung eines Teilchenansprechverhaltens eines Geräts (22) geeignet ist, wobei die Einrichtung (10) Strömungserzeugungsmittel zum Erzeugen eines strömenden Mediums, Eingangsimpuls-Einleitungsmittel (12) zum Erzeugen und Einleiten von Teilchen-Eingangsimpulsen in das strömende Medium, wobei die Eingangsimpuls-Einleitungsmittel (12) so an das Gerät (22) anschließbar sind, daß nach dem Hindurchströmen des strömenden Mediums durch das Gerät (22) Teilchen-Ausgangsimpulse in dem strömenden Medium vorhanden sind, wobei weiter die Eingangsimpuls-Einleitungsmittel (12) für eine wiederholte Erzeugung von Teilchen-Eingangsimpulsen und daher von Teilchen-Ausgangsimpulsen ausgelegt sind, so daß eine ausreichende Anzahl von Teilchen-Eingangs- und -Ausgangszählungen auf einer Teilchen-Zeit-Basis von den Teilchen-Eingangs- und -Ausgangsimpulsen erzeugt wird, damit eine Signalausmittlung der Teilchen-Eingangs- und -Ausgangszählungen statistisch wiederholbare Teilchen-Bezugs- bzw. -Ansprechimpulse erzeugt, Meßmittel (24, 26) zum wahlweisen Anschluß an die Eingangsimpuls- Einleitungsmittel (12) und das Gerät (22) zum Messen der Teilchen-Eingangs- und -Ausgangszählungen ausgelegt sind, und Aufzeichnungsmittel (13, 31) zum Aufzeichnen der Teilchen- Eingangs und -Ausgangszählungen aufweist, wobei ein Vergleich zwischen den Teilchen-Bezugs- und -Ansprechimpulsen das Teilchenansprechverhalten des Geräts (22) verkörpert.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungserzeugungsmittel eine unter Druck stehende Gasquelle (20) aufweisen, die für die Erzeugung einer Gasströmung ausgelegt ist, und daß die Eingangsimpuls-Einleitungsmittel (12) ein Gehäuse (13), welches die unter Druck stehende Gasquelle (20) mit dem Gerät (22) verbindet, und einen in dem Gehäuse (13) enthaltenen elektrischen Faden (18) aufweisen, der durch elektrische Stromimpulse erregbar ist, um die Teilchen-Eingangsimpulse zu erzeugen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck stehende Gasquelle (20) eine unter Druck stehende Stickstoffquelle ist, daß der Faden (18) aus Wolfram hergestellt ist, und daß die Teilchen Wolframnitride sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck stehende Gasquelle (20) eine unter Druck stehende Sauerstoffquelle ist, daß der Faden (18) aus Wolfram hergestellt ist, und die Teilchen Wolframoxide sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck stehende Gasquelle (20) eine unter Druck stehende Quelle eines Stickstoff und Sauerstoff enthaltenden Gasgemisches ist.