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TW201638471A - 泵系統及泵之異常檢測方法 - Google Patents

泵系統及泵之異常檢測方法 Download PDF

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TW201638471A
TW201638471A TW105102835A TW105102835A TW201638471A TW 201638471 A TW201638471 A TW 201638471A TW 105102835 A TW105102835 A TW 105102835A TW 105102835 A TW105102835 A TW 105102835A TW 201638471 A TW201638471 A TW 201638471A
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鈴木貴光
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Ｓｍｃ股份有限公司
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Abstract

一種泵系統(10)配備有本體(22)、位移本體(74)、伸縮囊構件(82)、間接介質(M)及隔膜(40)。該泵系統(10)進一步配備有經組構成檢測在裝填腔室(42)中之該間接介質(M)的壓力之壓力感測器(32)，該裝填腔室(42)係形成為在該本體(22)之內部中包括該伸縮囊構件(82)之內部空間(86)。該泵系統(10)之控制器(18)基於藉由該壓力感測器(32)所檢測之檢測值來判定該隔膜(40)之異常。

Description

泵系統及泵之異常檢測方法
本發明係關於泵異常檢測方法及用於檢測在定量排出流體之泵中之異常的泵系統。
在各種不同裝置中(例如用於製造半導體之設備、塗覆設備、醫療設備等等)，存在有尋求能以高精確度以固定比率來供應流體(例如處理氣體、清潔溶液、塗料、化學液體等等)給排出目標之功能的情況。在此情況中，固定遞送類型的泵(稱為施配泵)被附接於此類裝置。
作為此類型之其中一種泵，在日本先行公開專利公告第2010-255578號中揭示之技術先前已經由本案申請人提出。日本先行公開專利公告第2010-255578中所揭示之泵包括：本體；泵腔室，其提供於本體之內部且流體能夠流動於其中；及裝填腔室，其以間接介質來裝填，且其被安置在泵腔室之相對側上，該泵腔室具有插置在裝填腔室及本體之內部中之泵腔室之間之隔膜。泵之裝填腔室係藉由位移機構及伸縮囊等等而閉合；且被構造成使裝填腔室能夠膨脹及收縮。更具體言之，藉由裝填腔室之膨 脹及收縮，泵會造成間接介質流動及使隔膜變形，藉此造成在泵腔室之內部流體以定量的方式流進及流出。
順便一提，在此類型的泵中，由於負載累積或因長時間使用或由於老化的類似原因而傾向於發生異常。例如，由於隔膜係由強度較弱之材料(彈性材料或類似物)所構成，因此很可能會出現異常，導致固定的遞送功能衰減。因此，有需要在早期階段檢測該隔膜之此異常。
本發明已針對上述提出之技術來設計，且具有提供泵系統及泵異常檢測方法之目的，其係藉由在早期階段檢測隔膜之異常來抑制由於泵之故障造成的影響，且可增進可使用率。
為達成上述目的，本發明之特徵在於一種泵系統，包含：本體，其具有泵腔室，流體可以流入及流出該泵腔室；位移本體，其經組構成可在該本體之內部中沿著該本體之軸向方向位移；連接構件，其插置在該位移本體與該本體之間；間接介質，其由不可壓縮流體所形成，且該間接介質被裝填於包括內部空間之裝填腔室中，該連接構件係於該本體之內部將該間接介質液密式密封在該內部空間中；及隔膜，其係於該本體之內部中被安置在該裝填腔室及該泵腔室之間，且經組構成在該間接介質之流動作用下造成該流體流入及流出該泵腔室，該泵系統進一步包括：壓力檢測器，其經組構成檢測該裝填腔室中之該間接介質的壓力；及判斷處理器，其經組構成基於由該壓力 檢測器所檢測之檢測值來判定該隔膜之異常。
依照上述，藉由提供該泵系統具有可偵測該間接介質之壓力的壓力檢測器以及可基於檢測值來判定該隔膜之異常的判斷處理器，使用者便可以容易地且快速地確認隔膜之異常。更具體言之，由於被液密式密封在該裝填腔室中的該間接介質之壓力會直接影響該隔膜之變形，藉由該判斷處理器監測此壓力，便可以容易地發現該隔膜之異常。因此，舉例來說，便可以在早期階段實施該泵之維修或替換(更換)，且可適當地抑制可能在設備中發生之由於負載累積或隨時間劣化所造成之泵的異常(流體之排出率的改變、該間接介質之洩漏等等)。
在此情況中，該本體可包括與該裝填腔室連通之裝填埠口，該裝填腔室經由該裝填埠口而被裝填該間接介質，且該壓力檢測器包括檢測器，該檢測器被插入且固定在該裝填埠口中且封閉該裝填埠口。
以此方式，藉由將該壓力檢測器之檢測器插入及固定在該裝填埠口中，裝填有間接介質之裝填腔室可以容易地被封閉及密封，且可以容易地檢測該裝填腔室之壓力。再者，由於不需要用於將壓力檢測器分開地安置在該本體上之組構或類似物，因此可以簡化該泵系統之結構。
此外，該壓力檢測器可安置在靠近該隔膜的位置處。
以此方式，藉由將壓力檢測器安置在隔膜 附近的位置處，便能以高精確度檢測出該間接介質施加在隔膜上的壓力。
該泵系統較佳地進一步包括通知單元，其經組構成在該判斷處理器判定該隔膜之異常存在的情況下通知出現異常。
以此方式，在該判斷處理器判定在隔膜中存在異常的情況下，由於可藉由該通知單元來通知該異常之出現，操作員便可容易地確認泵之異常。
該泵系統可進一步包括電磁閥，其經組構成供應流體至該泵腔室或從該泵腔室排出流體，且在判定該隔膜之異常存在的情況下，該判斷處理器可停止該電磁閥之操作。
以此方式，在該判斷處理器判定在隔膜中存在異常的情況下，藉由停止該電磁閥之操作，中斷流體流入至該泵腔室中，而可防止間接介質逸入至電磁閥中與流體混合。
該泵系統可進一步包括在該本體之一末端上的驅動單元，該驅動單元經組構成在該驅動單元供能時沿著該軸向方向使該位移本體位移，且在判定該隔膜之異常存在的情況下，該判斷處理器可停止該驅動單元之供能。
以此方式，在該判斷處理器判定在隔膜中存在異常的情況下，藉由停止該驅動單元之供能，因為可停止流體藉由泵而流動，故可有效地抑制該間接介質之流出量。
又再者，該泵系統可被安置在用以接收來自於泵腔室之流體之流出的設備上，且該判斷處理器可被連接至該設備之控制單元或相對於該控制單元而被安裝，且在其判定該隔膜之異常存在的情況下停止該設備之操作。
因此，便可以及時中止該設備(於其上設置有該泵系統)之操作，且可抑制對該設備之排出目標的不利影響。
此外，該判斷處理器可藉由將該檢測值之壓力波形中的穩態期間中的最大壓力與臨限值相比較來判定該隔膜之異常。
此外，該判斷處理器可藉由將該檢測值之壓力波形中的穩態期間中的平均壓力與臨限值相比較來判定該隔膜之異常。
該判斷處理器可藉由將該檢測值之壓力波形中的穩態期間中的最小壓力與臨限值相比較來判定該隔膜之異常。
該判斷處理器可藉由將該檢測值之壓力波形中的壓力上升期間的最大壓力與臨限值相比較來判定該隔膜之異常。
判斷處理器可藉由計算在預定期間中之該檢測值的總和且將該總和與總和臨限值相比較來判定該隔膜之異常。
該判斷處理器可藉由將該檢測值之壓力波 形中的梯度與角度臨限值相比較來判定該隔膜之異常。
該判斷處理器可藉由從該檢測值之壓力波形中檢測壓力上升或下降之時間延遲來判定該隔膜之異常。
該判斷處理器可藉由從該檢測值之壓力波形中檢測在直到過渡至穩態時的時間延遲來判定該隔膜之異常。
依照上述判斷處理器之判斷方法，該泵系統可以基於該間接介質之壓力變化而容易地檢測在該隔膜中的異常。
在此情況中，該判斷處理器較佳地藉由執行複數個不同類型的判斷來判定該隔膜之異常。
以此方式，藉由執行複數個不同類型的判斷，由於該泵系統可以利用不同方法來判定隔膜之狀態，因此可以更可靠地判定隔膜之異常。
再者，該判斷處理器可利用檢測值之複數個壓力波形來判定隔膜之異常。
以此方式，藉由利用檢測值之複數個壓力波形來判斷隔膜異常的出現，該泵系統能以較高的精密度來判定隔膜之異常。
再者，為解決上述問題，本發明之特徵在於一種用於泵之泵異常檢測方法，該泵系統包括：本體，其具有泵腔室，流體可以流入及流出該泵腔室；位移本體，其經組構成可在該本體之內部中沿著該本體之軸向方向位 移；連接構件，其插置在該位移本體與該本體之間；間接介質，其由不可壓縮流體所形成，且該間接介質被裝填於包括內部空間之裝填腔室中，該連接構件係於該本體之內部將該間接介質液密式密封在該內部空間中；及隔膜，其係於該本體之內部中被安置在該裝填腔室及該泵腔室之間，且經組構成在該間接介質之流動作用下造成該流體流入及流出該泵腔室。該泵異常檢測方法包括以下步驟：藉由壓力檢測器檢測在該裝填腔室中之該間接介質的壓力；且藉由判斷處理器基於藉由該壓力檢測器所檢測之檢測值來判定該隔膜之異常。
依照本發明，藉由在早期階段檢測該隔膜之異常，便可以抑制由於泵故障所造成之影響且增進可使用性。
本發明上述及其他的目的、特徵及優點將可由以下說明且配合附圖來獲得更深入的瞭解，其中本發明之較佳實施例係以繪示說明之實例來展示。
10‧‧‧泵系統
12‧‧‧應用設備
14‧‧‧泵(主體部分)
16‧‧‧三通閥
18‧‧‧控制器
20‧‧‧通知單元
22‧‧‧本體
24‧‧‧外殼
24a‧‧‧反摺部分
26‧‧‧中空空間
28‧‧‧泵頭
30‧‧‧旋轉驅動源
32‧‧‧壓力感測器
32a‧‧‧檢測器
32b‧‧‧傳輸器
34‧‧‧第一區塊
36‧‧‧第二區塊
36a‧‧‧凹部接合部分
38‧‧‧中空腔
38a‧‧‧中空腔
38b‧‧‧中空腔
40‧‧‧隔膜
40a‧‧‧主薄膜
40b‧‧‧周邊邊緣薄膜
40c‧‧‧突出部分
42‧‧‧裝填腔室
44‧‧‧泵腔室
44a‧‧‧半球面表面
46‧‧‧近端板構件
46a‧‧‧開口空間
48‧‧‧側壁
50‧‧‧流體通道
52‧‧‧流體埠口
54‧‧‧連接插頭
56‧‧‧連接通道
58‧‧‧第一埠口
60‧‧‧第二埠口
60a‧‧‧電磁閥
62‧‧‧第三埠口
62a‧‧‧電磁閥
64‧‧‧驅動軸桿
64a‧‧‧公螺紋部
66‧‧‧位移機構
68‧‧‧位移螺帽
70‧‧‧管狀本體
70a‧‧‧凸緣
72‧‧‧環狀本體
74‧‧‧位移本體
76‧‧‧彈簧導引件
76a‧‧‧固定構件
78‧‧‧彈簧
80‧‧‧排出機構
82‧‧‧伸縮囊構件
84‧‧‧伸縮囊部
86‧‧‧內部空間
88‧‧‧裝填埠口
90‧‧‧控制單元
L‧‧‧流體
M‧‧‧間接介質
第1圖係局部側橫截面圖，其依照本發明之一實施例展示泵系統之整個結構；第2圖係功能方塊圖，其示意性展示在泵系統之結構元件之間之關係；第3圖係第一說明圖，其展示泵系統之流體抽吸狀態(初始狀態)； 第4圖係第二說明圖，其展示泵系統之流體排出狀態；第5圖係一圖表，其繪示說明經由實例改變間接介質之壓力之檢測值；第6圖係第一說明性圖表，其用於描述隔膜異常檢測方法；第7圖係第二說明性圖表，其用於描述隔膜異常檢測方法；及第8圖係一流程圖，其展示泵系統之異常檢測方法流程。
以下，關於依照本發明之泵系統，關於用於泵之異常檢測方法之一較佳實施例將參考附圖來詳細說明。
依照實施例之泵系統10被安裝在用於製造一半導體或類似物、一塗覆設備或醫療設備等等(以下稱之為「應用設備12」；見第2圖)之設備中，並且包括以固定比率之流體L排出至應用設備12之排出目標上之功能。應注意，泵系統10不限於任何特定應用之使用，且可被應用於各種裝置及流體路徑。
如第1圖所示，泵系統10包括泵主體部14(在下文中簡稱為泵14)、三通閥16，其相對於泵14執行流體L之供應及排出；及控制器18，其控制泵14之操作。此外，用於通知泵14存在異常之通知單元20(通知構件)係連接至控制器18。
在下文中，除了沿著第1圖中箭頭A方向及箭頭B方向描述泵系統10之各種組件之位置及方向之外，箭頭A方向亦指泵14之近端方向(近端側)，而箭頭B方向亦指泵14之遠端方向(遠端側)。
泵14包括具有各種構件製成之內部結構之本體22，其將在稍後描述。例如，泵14之本體22係由金屬材料所構成，且包括：外殼24，在其中具有中空空間26：及泵頭28，該泵頭28係封閉外殼24在箭頭B方向之一端。此外，用於操作泵14之旋轉驅動源30(驅動單元)被安裝在本體22之另一端(在箭頭A方向側)。再者，三通閥16、壓力感測器32(壓力檢測器)及控制器18被安裝在本體22之圓周表面側。
構成本體22之外殼24係圓柱本體，其具有沿著箭頭B之方向變大之內直徑及外直徑之錐形形狀。在外殼24於箭頭B方向側上之一端上，反摺部分24a係與其一體形成。反摺部分24a大致上係以直角彎曲且沿徑向向外方向略微突出，而且大致上進一步以直角彎曲且從其之突出端沿著箭頭A之方向延伸一預定長度。反摺部分24a係與外殼24之主體部分之外部圓周表面分離，並且與泵頭28協作而穩固地支撐三通閥16。
泵頭28係一區塊本體，其係安置在外殼24之遠端上且封閉中空空間26之開口。泵頭28係藉由將一個區塊配置在另一區塊(第一及第二區塊34、36)上建構而成，其中，該等區塊係以在本體22之軸向方向上被分隔的 方式被形成。在已組裝狀態中，在泵頭28之內部中形成具有預定容積之中空腔38。此外，稍後描述之隔膜40被夾住及扣住在第一區塊34及第二區塊36之間。
因此，泵頭28之中空腔38係具有隔膜40被夾持於其中的分隔結構。在相對於隔膜40位於近端側之中空腔38a(藉由第一區塊34所形成之空間)構成裝填腔室42之一部分(其係以由不可壓縮流體所製成之間接介質M裝填)。另一方面，在相對於隔膜40位於遠端側上中空腔38b(藉由第二區塊36所形成之空間)形成泵腔室44，其中流體L可流進至其中及從其流出。
被裝填於裝填腔室42之間接介質M並沒有特別限制，但較佳地係高於泵腔室44之流體L之密度之流體，其中工作油(諸如聚矽氧油等等)可作為一實例。另一方面，流動至泵腔室44中之流體L(從泵14排出之流體L)可取決於應用該泵系統10之用途而例如可以是任何各種流體，諸如處理氣體、清潔液體、塗覆材料(包括塗覆液體)及化學溶液等等。以下，將描述代表性例子，其中泵系統10被安裝在半導體製造設備上(其係作為應用設備12之一種類型)，且塗覆液體從其排出作為流體L。
泵頭28之第一區塊34包括：近端板構件46，其係附接至外殼24之遠端表面；及側壁48，其圍繞近端板構件46。藉由近端板構件46徑向向內邊緣所界定之開口空間46a係形成具有小的內直徑，該內直徑與稍後描述之伸縮囊構件82之內部空間86之內直徑相匹配，且 該開口空間46a在被附接至外殼24之狀態下與內部空間86連通。在另一方面，藉由相對於近端板構件46在遠端側上之側壁48所圍繞之空間係形成有較大內直徑，其與泵腔室44之內直徑相匹配。
泵頭28之第二區塊36之外直徑與第一區塊34之側壁48之外直徑相匹配，且形成具有足夠厚度的平板形狀。在第二區塊36之外部邊緣上之近端上，提供有能夠與隔膜40之突出部分40c接合之凹部接合部分36a。第一區塊34之外部邊緣上之遠端面對接合部分36a且將隔膜40夾置在其間。
泵14之泵腔室44係由半球面表面44a(其在第二區塊36之近端表面側上朝遠離第一區塊34之方向大致上以半球面形狀內凹)所構成。此外，第二區塊36包括流體通道50，該流體通道50在泵腔室44之預定位置處徑向地向外延伸。流體通道50藉由欲被切成凹槽形狀之半球面表面44a之預定部分而與泵腔室44連通，從泵腔室44以直線朝向第二區塊36之側圓周表面延伸，並且與在側圓周表面上敞開之流體埠口52連通。
連接插頭54被固定至與流體埠口52面對面之泵頭28之側圓周表面，且三通閥16被固定至連接插頭54之近端表面。與流體埠口52連通之連接通道56被安置在連接插頭54之內部。該連接通道56通過連接插頭54之內部並且到達近端表面，其中連接通道56與三通閥16之流動通道連通。
例如，三通閥16包括第一埠口58，其與連接通道56連通；第二埠口60，其連接至未繪示之半導體塗覆液體供應源；及第三埠口62，其連接至未繪示之塗覆液體施配器。此外，電磁閥60a、62a被分別安置在三通閥16之內部中之第二埠口60及第三埠口62之後側流動路徑上，且電磁閥能夠在埠口之間切換彼此連通之狀態。
例如，當流體L被供應至泵14時，第二埠口60及第一埠口58在電磁閥60a、62a之切換動作下處在連通狀態，且流體L從塗覆液體供應源通過第二埠口60、第一埠口58及連接通道56而被供應至泵14。相反地，當流體L從泵14排出時，第三埠口62及第一埠口58在電磁閥60a、62a之切換動作下處在連通狀態，且流體L從泵14通過連接通道56、第一埠口58及第三埠口62被排出至塗覆液體施配器。再者，三通閥16不僅可在如上述之內部中裝配有電磁閥60a、62a，而且逆止閥(未圖示)亦可沿彼此相反方向被分別提供於第二埠口60及第三埠口62中。
在另一方面，步進馬達被應用於被設置在本體22之位在箭頭A方向之側上之一端之旋轉驅動源30，且包含驅動軸桿64，其係基於控制器18之控制信號S(供能動作)而旋轉。驅動軸桿64在旋轉驅動源30被連接至外殼24之狀態中以預定長度插入至外殼24之中空空間26中。再者，公螺紋部64a被形成在驅動軸桿64之外部圓周表面上，且位移機構66之位移螺帽68(其被建構在本體22之內部中)被螺合在公螺紋部64a上。應瞭解，用於 驅動位移機構66之結構不限於旋轉驅動源30，且致動器(按壓裝置等等)之各種類型可被應用於此一結構。
位移機構66包括：上述位移螺帽68；有底管狀本體70，該有底管狀本體70固定至位移螺帽68之遠端且覆蓋位移螺帽68及驅動軸桿64之部分；及環狀本體72，其安置在管狀本體70之外部圓周表面上。再者，在藉由旋轉驅動源30之驅動軸桿64之旋轉動作下，位移螺帽68與管狀本體70及環狀本體72沿著外殼24之軸向方向一起位移。在下文中，位移螺帽68、管狀本體70及環狀本體72將被統稱為位移本體74。
位移機構66進一步在外殼24之內部中裝配有彈簧導引件76及彈簧78。該彈簧導引件76係導引彈簧78之膨脹及收縮且係形成管狀形狀而以未接觸方式向外地覆蓋稍後描述之伸縮囊構件82之側圓周表面。再者，在側面上之彈簧導引件76之一端在箭頭B之方向徑向地向外突出且形成用於彈簧78之底座，並且作為與外殼24一起固定在第一區塊34之一端表面上之固定構件76a。
例如，彈簧78係由線圈彈簧所構成，且被安置成圍繞彈簧導引件76之外部圓周表面側。彈簧78之遠端被安裝在彈簧導引件76之固定構件76a上，而彈簧78之近端被安裝在形成在環狀本體72之遠端上之底座。彈簧78使位移本體74朝箭頭A之方向(近端方向)推進。
當旋轉驅動源30之旋轉驅動力沿著軸向方向轉換成位移本體74之線性移動時，彈簧78及彈簧導引 件76可防止驅動軸桿64及位移螺帽68之反衝。因此，位移本體74係以高精確度位移，且流體L以穩定方式排出。
此外，執行流體L之固定遞送的排出機構80被安置在泵14之內部中之位移本體74之遠端側上。該排出機構80包括上述隔膜40及伸縮囊構件82(連接構件)，該伸縮囊構件82被插置在第一區塊34之近端及位移機構66之環狀本體72之遠端之間。
隔膜40由樹脂材料(例如彈性材料(諸如包含PTFE等等之橡膠))形成並構成圓盤形狀。隔膜40包含定位在中心附近之圓盤形狀之主薄膜40a；與主薄膜40a之徑向外側鄰接之周邊邊緣薄膜40b；及突出部分40c，其係在周邊邊緣薄膜40b之最外側邊緣上朝向遠端側彎曲。由於突出部分40c被固定至泵頭28，主薄膜40a及周邊邊緣薄膜40b可沿著與隔膜40之平面方向垂直之方向位移。
例如，伸縮囊構件82由金屬材料(諸如SUS等等)形成中空圓柱形狀。伸縮囊構件82之側圓周表面被形成作為伸縮囊部84，該伸縮囊部84重複地沿著驅動軸桿64之軸向方向徑向地向外內凹及突出(呈波浪狀或波狀)。伸縮囊構件82之遠端被固定至形成第一區塊34之開口空間46a之一端，而伸縮囊構件82之近端被固定至管狀本體70之凸緣70a。例如，藉由焊接等等來將伸縮囊構件82固定至第一區塊34及管狀本體70。
在伸縮囊構件82之內部之內部空間86與第一區塊34之中空腔38連通並且以間接介質M填充。更具 體言之，第一區塊34之中空腔38a及伸縮囊構件82之內部空間86構成裝填腔室42，其中容納間接介質M且將該間接介質液體式密封於其中。再者，管狀本體70係沿著內部空間86之軸向中心部分配置。
伸縮囊構件82之伸縮囊部84薄化地形成使得其凹部及凸部部分彼此可以容易地接近及分離。因此，伸縮囊構件82伴隨位移本體74之位移而在驅動軸桿64之軸向方向(即泵14)膨脹及收縮。因此，一壓力被施於內部空間86中之間接介質M，且間接介質M在軸向方向流動通過裝填腔室42。應瞭解，構成在泵14中之裝填腔室42之連接構件不限於伸縮囊構件82，且可以各種方式被構成。例如，連接構件可以圓柱形狀被形成，且被建構有活塞，該活塞係在其內部(裝填腔室42)中位移。
再者，以間接介質M來裝填裝填腔室42之裝填埠口88被安置在泵頭28(第一區塊34)中。在裝填腔室42已經以間接介質填充之後，壓力感測器32被插入且固定在裝填埠口88中。更具體言之，裝填腔室42藉由在裝填埠口88中之壓力感測器32之接合及安裝而變成閉合空間。
壓力感測器32係壓力檢測裝置，其檢測裝填裝填腔室42之間接介質M之壓力。壓力感測器32包括：在表面側之檢測器32a，其在裝填埠口88之內部中面朝向裝填腔室42；及傳輸器32b，其係曝露在本體22之外部圓周表面。傳輸器32b被連接成能夠傳送信號至控制器18。 再者，回應於來自於控制器18之命令(或以固定間隔)，壓力感測器32傳輸間接介質M之檢測壓力(檢測值)作為傳送至控制器18之檢測信號P。
壓力感測器32之檢測器32a較佳地係配置在接近隔膜40之位置中。因此，施加在隔膜40上之流體L之壓力可以較高精確度被檢測。壓力感測器32不一定要被安置在裝填埠口88中，而可在任何能夠檢測裝填腔室42內部壓力之適當的位置處被安置。再者，傳輸器32b可作為確實地閉合並密封在泵頭28之外側上之裝填埠口88之填料。
為了控制泵系統10之操作，控制器18係安裝在距外殼24之一位置處，且較接近外殼24之外部圓周表面之近端側。作為控制器18，可使用包括未圖示之輸入/輸出單元、儲存單元及計算單元之已知電子電路(電腦)之類型。
如第2圖所示，例如，控制器18從應用設備12之控制單元90接收控制命令且在預定時間處使旋轉驅動源30之驅動軸桿64旋轉。因此，位移本體74被位移以藉此加壓間接介質M，隔膜40因而受到間接介質M之壓力而變形，且使泵頭28(在泵腔室44中)之流體L流動。再者，控制器18亦可用作為判斷處理器，以用於從壓力感測器32接收間接介質M之壓力之檢測值，並且基於檢測值來判定泵14之異常。藉由用於檢測泵14異常之控制器18來執行之異常檢測方法將在稍後詳細地描述。判斷處理 器不僅需要被提供在用於各自泵14之控制器18中，而且可作為整體被配置在控制應用設備12之控制單元90中。
通知單元20係連接至控制器18。當檢測到異常時，控制器18藉由通知單元20通知應用設備12之操作者該泵14之異常出現。例如，作為通知單元20，可使用用於輸出警示聲或聲音輸出之揚聲器、用於顯示警示顯示之顯示器或發光裝置等等。
或者，在三通閥16被操作以作為電磁閥的情況中，控制器18可停止三通閥16之操作。因此，在隔膜40已發生損壞的情況下，流動至泵14之流體L會被中斷，連同阻止間接介質M流出至三通閥16。再者，當檢測到異常時，控制器18可停止供能至旋轉驅動源30，或以其他方式停止泵14之操作。因此，在隔膜40已經發生損壞的情況下，可有效地抑制間接介質M之流出。再者，當檢測到異常時，控制器18可停止應用設備12之操作。因此，應用設備12可以在早期階段被停止，且可抑制施加至應用設備12之排出目標之不利的影響。
依照本發明實施例之泵系統10基本上以上述方式被建構。接下來，將參考第3、4及5圖來描述泵系統10之操作。在下文中，第3圖所示之位置將被描述為初始狀態(初始位置)，其中位移本體74(位移螺帽68、管狀本體70、環狀本體72)係位移至旋轉驅動源30之側。
在泵系統10之初始狀態中，基於來自於旋轉驅動源30之旋轉驅動，位移本體74之環狀本體72係處 在接近外殼24之內部中之內側階狀部分或與外殼24之內部中之內側階狀部分接觸之位置。在此位置處，透過在軸向方向上之伸縮囊構件82之膨脹，間接介質M朝向近端側流動，而且隔膜40之主薄膜40a變得比周邊邊緣薄膜40b更朝向近端側內凹。因此，在初始狀態中之泵腔室44中，會產生負壓且造成使得流體L之預定量從三通閥16通過第一埠口58、連接通道56、流體埠口52及流體通道50流動至泵腔室44中的狀態。
在泵系統10中，從上述之初始狀態，控制器18在預定時間(第5圖所示之t1)輸出控制信號S至旋轉驅動源30，於是使旋轉驅動源30之驅動軸桿64旋轉。因此，位移機構66將驅動軸桿64之旋轉轉換成線性運動，且位移本體74係朝遠端之方向位移。隨著位移本體74之位移的發生，伸縮囊構件82之近端係朝遠端之方向移動，且伸縮囊構件82整體被軸向壓縮。因此，按壓力被施加在伸縮囊構件82之內部中之間接介質M。
換言之，如第5圖所示，間接介質M之壓力在時間t2時開始上升，該時間t2係略晚於時間t1。再者，如第5圖所示，間接介質M之檢測值(在壓力已經上升之後)在微小時間間隔期間上下變動。此被認為是因為當間接介質M流動至其中時，該間接介質M變成與伸縮囊部84之凹部及凸部接觸。因此，在下文中，間接介質M之壓力將基於上/下變動檢測值之中間值(第5圖所示之實線)被描述。當檢測值在控制器18中進行處理時，該中間 值可藉由執行適當的校正而被計算。
藉由停止狀態之按壓力之作用，間接介質M開始沿著裝填腔室42之遠端方向流動，藉此使間接介質M之壓力突然上升。因此，在從第5圖中之時間t2至t3上升週期期間，檢測值沿著陡斜坡上升。
如第4圖所示，隔膜40藉由朝向泵腔室44之半球面表面44a流動之間接介質M而被按壓，且主薄膜40a及周邊邊緣薄膜40b朝向遠端側變形。因此，已經流動至泵腔室44中之流體L藉由隔膜40被壓出並且流動至流體通道50中，且流體L從流體埠口52流出一預定量並且通過連接通道56及第一埠口58至三通閥16之內部中。
在三通閥16中，第三埠口62之電磁閥62a開啟且流體L允許從第一埠口58流動，因此流體L被供應至塗覆液體施配器且被排出(施配)至半導體上。更具體言之，關於在裝填腔室42中之間接介質M，由於藉由隔膜40按壓，位移本體74之位移量係正比於流體L之流動量(其係從泵腔室44排出)。因此，回應泵14之位移本體74之位移量，應用設備12可以穩定方式接收流體L之固定排出量。
在泵系統10中，位移本體74之前進係進行至環狀本體72之遠端到達接近彈簧導引件76之近端或與彈簧導引件76之近端接觸之預定位置。如第5圖所示，在位移本體74沿著遠端方向位移時之間接介質M之壓力係為，在時間t3時壓力超過最大壓力之後，該壓力在從時間 t3至時間t4的區間中退後一次，之後，在時間t5時逐漸地振動或波動並且轉變成穩定狀態。接著，從時間t5至時間t6之穩態期間中，隨著伸縮囊構件82之壓縮，檢測值顯示逐漸上升之傾向。
隨著流體L之排出(在第5圖中時間t6之後)，泵系統10從控制器18輸出控制信號S而造成旋轉驅動源30之驅動軸桿64之反向旋轉，且位移本體74沿著近端方向縮回。因此，伸縮囊構件82經歷膨脹，且在時間t7時，間接介質M獲得最負壓(最小壓力)，並且沿著近端方向(箭頭A之方向)流動。
如第3圖所示，位移本體74在較短時間下縮回，且藉由間接介質M回應於伸縮囊構件82之膨脹而流入近端之方向，隔膜40再一次沿著近端方向內凹。因此，在泵腔室44形成負壓，流體L從三通閥16之第二埠口60流動至第一埠口58中，且下一個流體L的量被抽吸至泵腔室44中。此外，藉由讓位移本體74基於驅動軸桿64之旋轉恢復至初始狀態(初始位置)而使一系列操作結束。藉由重複上述操作，泵系統10對於一系列操作持續噴出或排出固定量的流體L。
此外，在依照本發明實施例之泵系統10中，間接介質M之壓力係藉由壓力感測器32所檢測，且被檢測之該檢測值藉由控制器18被分析及監測，藉此適當地判定泵14之狀態(且特別係隔膜40)。例如，作為藉由控制器18用於檢測隔膜40之異常的方法，該方法大體上可 被分成以下技術(A)至(C)。
(A)比較檢測值與臨限值；(B)判定檢測值之壓力波形；及(C)判定檢測值之回應延遲。
在下文中，將更詳細地描述藉由控制器18所實施之各種判斷方法。
(A)比較檢測值與臨限值 [A-1.在穩態期間檢測值之最大值與臨限值之比較]
如第6圖所示，在用於隔膜40之異常檢測方法中，控制器18藉由在上述穩態期間(從時間t5至時間t6)應用至間接介質m之檢測值之最大值(最大壓力)與臨限值th1做比較來判定隔膜40之異常。該臨限值th1係依照隔膜40之效能而設置之值，並且預先保持(儲存)在控制器18(儲存單元)中。此外，在檢測值之最大值超過臨限值th1的情況下，判定隔膜40之狀態為正常，而若檢測值之最大值不超過臨限值th1，則隔膜40之狀態被判定成異常。換言之，在已經發生隔膜40劣化或損壞的情況下，藉由間接介質M施加至隔膜40之壓力被減弱。具體而言，在穩態期間，當泵之操作在正常時間下重複地實施時，檢測值之最大值大致上變成相同值。因此，藉由設定臨限值th1並且監測相對於臨限值th1之檢測值之最大值之減少，可以適當地檢測隔膜40之異常。
[A-2.臨限值與在上升期間之檢測值之最大值之間的比較]
控制器18可預先保持臨限值th2用於與在 上述上升時間(時間t3)時施加在間接介質M上之壓力之最大值相比較，且可被組構成用以將檢測值之最大值與臨限值th2作比較。例如，在檢測值之最大值超過臨限值th2的情況中，其被判定隔膜40係正常的，而若檢測值之最大值不超過臨限值th2，則隔膜40被判定成異常。同樣地使用此方法，當間接介質M之壓力在上升時間時由於隔膜40之異常操作改變時，可以適當地檢測隔膜40之異常。
[A-3.臨限值與在穩態期間之檢測值之平均值之間的比較]
控制器18可預先保持臨限值th3用於在上述穩態期間(從時間t5至時間t6)與施加在間接介質M上之壓力之平均值(平均壓力)相比較，且可被組構成用以將檢測值之平均值與臨限值th3作比較。例如，在檢測值之平均值超過臨限值th3的情況中，其被判定隔膜40係正常的，而若檢測值之平均值不超過臨限值th3，則隔膜40被判定成異常。換言之，在已經發生隔膜40劣化或損壞的情況下，藉由間接介質M施加至隔膜40之壓力被減弱。因此，藉由監測相對於臨限值th3之檢測值之平均值之減少，可以適當地檢測隔膜40之異常。
[A-4.臨限值與在穩態期間之檢測值之最小值之間的比較]
控制器18可預先保持臨限值th4用於在上述穩態期間(從時間t5至時間t6)與施加在間接介質M上之壓力之最小值(最小壓力)相比較，且可被組構成用以將檢測值之最小值與臨限值th4作比較。例如，在檢測值之最小值超過臨限值th4的情況中，其被判定隔膜40係正常 的，而若檢測值之最小值不超過臨限值th4，則隔膜40被判定成異常。因此，藉由監測相對於臨限值th4之檢測值之最小值之減少，可以適當地檢測隔膜40之異常。
[A-5.臨限值與在下降期間之檢測值之最小值之間的比較]
控制器18可預先保持臨限值th5用於當間接介質m沿著近端之方向產生流動時對於在壓力下降時間(時間t7)時與施加在間接介質M上之壓力之最小值相比，且可被組構成用以將檢測值之最小值與臨限值th5作比較。例如，在檢測值之最小值係小於臨限值th5的情況中，其被判定隔膜40係正常的，而若檢測值之最小值不小於臨限值th5，則隔膜40被判定成異常。因此，藉由監測相對於臨限值th5之檢測值之最小值，可以適當地檢測隔膜40之異常。
(B)檢測值之壓力波形之判定 [B-1.整個波形之檢測值總和之判定]
再者，如第7圖所示，在用於隔膜40之異常檢測方法中，可提供一種組構，其中控制器18藉由監測在穩定地排出操作(其中泵14穩定地排出流體L)期間(從時間t5至時間t6)之檢測值之總和來判定隔膜40之異常。換言之，藉由判定間接介質M所作用之總壓力，可以更精確地判定隔膜40之異常。檢測值之總和可以簡單地被計算作為第7圖所示之壓力波形之面積(整數值)。在此情況中，控制器18預先保持未繪示說明之總和臨限值用於與檢測值之總和比較，且檢測值之總和與總和臨限值比較。此外， 例如，在檢測值之總和超過總和臨限值的情況下，其判定隔膜40係正常的，而若檢測值之總和不超過總和臨限值，則隔膜40被判定成異常。同樣在此情況中，由於間接介質M之壓力會因為隔膜40之異常操作而整體改變，因此可以適當地檢測隔膜40之異常。
[B-2.波形之上升梯度之判定]
控制器18可具有一種組構，其中隔膜40之異常係藉由監測在間接介質M之壓力之上升時間週期(從時間t2至時間t3)中之上升梯度(角度)來判定。該上升梯度可藉由從時間t2至時間t3之時間週期及時間t3之壓力值而容易地被計算。控制器18預先保持第一角度臨限值(臨限值th6)用於與上升梯度比較，且將檢測到的上升梯度與第一角度臨限值比較。此外，例如，在上升梯度係大於第一角度臨限值的情況下，其係判定隔膜40係正常的，而若上升梯度係小於第一角度臨限值，則隔膜40被判定成異常。同樣地在此情況中，可以適當地檢測隔膜40之異常。
[B-3.波形之下降梯度之判定]
控制器18可具有一種組構，其中隔膜40之異常係藉由監測在間接介質M之壓力之下降時間週期(從時間t6至時間t7)中之下降梯度(角度)來判定。該下降梯度藉由從時間t6至時間t7之時間週期及時間t6、t7之壓力值而容易地被計算。控制器18預先保持第二角度臨限值(臨限值th7)用於與下降梯度比較，且將檢測到的下降梯度與第二角度臨限值比較。此外，例如，在下降梯度係大 於第二角度臨限值的情況下，其係判定隔膜40係正常的，而若下降梯度係小於第二角度臨限值，則隔膜40被判定成異常。同樣地在此情況中，隔膜40之異常可以適當地被檢測。
[B-4.在穩態期間之檢測值之梯度之判定]
控制器18可具有一種組構，其中隔膜40之異常係藉由監測在穩態期間之間接介質M之逐漸上升之壓力(以下稱為穩態梯度)來判定。控制器18預先保持第三角度臨限值(臨限值th8)用於與穩態梯度比較，且將檢測到的穩態梯度與第三角度臨限值比較。此外，例如，在穩態梯度係大於第三角度臨限值的情況下，其係判定隔膜40係正常的，而若穩態梯度係小於第三角度臨限值，則隔膜40被判定成異常。同樣地在此情況中，可以適當地檢測隔膜40之異常。
(C)檢測值回應延遲之判定 [C-1.在旋轉驅動源30之操作及間接介質M之壓力上升之間之時間延遲之判定]
返回至第5圖，控制器18可具有一種組構，其中隔膜40之異常係藉由計算在開始旋轉驅動源30之操作時之時間t1與間接介質M之壓力開始上升之時間t2之間之時間延遲來判定。更具體言之，在已經發生隔膜40之劣化或損壞的情況下，即使間接介質M發生流動，壓力改變之回應被認為係緩慢的。在此情況中，控制器18預先保持時間週期臨限值(未圖示)用於與上升時間比較， 且將此一臨限值與檢測到的時間延遲(間t1至時間t2)之時間週期比較。此外，例如，在上升時間延遲之時間週期係小於時間週期臨限值的情況下，其係判定隔膜40係正常的，而若上升時間延遲之時間週期係大於時間週期臨限值，則隔膜40被判定成異常。同樣地在此情況中，可以適當地檢測隔膜40之異常。再者，以壓力時間延遲為基礎之判定不限於上升壓力，亦可以下降壓力之時間為基礎。
[C-2.判定從間接介質M之壓力上升至穩態期間之過渡之延遲]
控制器18可具有一種組構，其中隔膜40之異常係藉由計算從時間t3(在施加間接介質M之壓力下)至時間t5(過渡至穩態期間時)之過渡時間來判定。更具體言之，在隔膜40之劣化等等發生的情況下，其假設從正常狀態過渡至穩態期間之時間週期的改變(變更長或變更短)。因此，控制器18預先保持一時間週期臨限值(未圖示)用於與過渡時間比較，且藉由將檢測到的過渡時間與此臨限值比較可以檢測隔膜40之異常。
再者，控制器18不必僅執行上述檢測隔膜40之異常之方法之其中一種，而是可組合複數種不同的方法。因此，可以較高的精確度檢測隔膜40之異常。再者，該控制器18可重覆地實施來自泵14之複數個排出事件，檢測值之壓力波形可多次獲得，且可使用複數壓力波形來判定隔膜40之異常。因此，可以較高的精確度來判定隔膜40之異常。
再者，泵系統10可進一步包含偵測從泵頭28排出流體L之流動量之流量計，且可被組構成透過考慮(除了上述方法之外)流體L之流動量之改變來判定泵14(隔膜40)之異常。再者，雖然依照本發明實施例，隔膜40之異常係使用向上/向下變動的檢測值之中間值判定，但控制器18亦可基於向上/向下變動之峰值最高點或谷值最深處判定隔膜40之異常。
如上所述，藉由採用上述方法，泵系統10能夠在早期階段基於藉由壓力感測器32所檢測之檢測值來判定隔膜40之異常。例如，控制器18依照第8圖所示之流程圖執行泵14之異常檢測。
在泵系統10之操作開始之後，控制器18接收從壓力感測器32(步驟S1：壓力檢測步驟)傳輸之檢測信號P。此外，控制器18對獲得的檢測信號P執行適當的程序、計算代表間接介質M之壓力之檢測值(壓力波形)及暫時地儲存檢測值(步驟S2)。在計算時，藉由執行一程序來獲得對應於用於泵14採用異常檢測方法之檢測值，使得之後的處理負載減少。
再者，控制器18基於計算的檢測值藉由用於泵14之上述異常檢測方法判定隔膜40之異常(步驟S3：判定程序步驟)。若隔膜40被判定成係正常的，則泵14之操作係持續的(步驟S4)且終止異常檢測程序。此外，在預定時間週期經過之後，程序再次從開始重複進行。在另一方面，在步驟S5中，若隔膜40之異常被判定存在，則通 知單元20被操作並且通知被實施以指示泵14之異常出現。因此，泵14之異常藉由應用設備12之操作者適當地識別係可行的。再者，關於在判定異常出現之後的處理，除了藉由通知單元20通知(或代替通知單元20之通知)之外，程序可被執行，諸如停止旋轉驅動源30之驅動、停止三通閥16之操作或停止應用設備12之操作等等。。
依照泵系統10，如上所述，藉由提供檢測間接介質M之壓力之壓力感測器32及基於檢測值判定隔膜40中之異常之控制器18，隔膜40之異常可以容易地且快速地確認。更具體言之，由於在裝填腔室42中之間接介質M之壓力直接地作用於隔膜40之變形，因此藉由控制器18監測此一壓力，隔膜40之異常可以迅速地被發現。因此，例如，在早期階段時實施泵14之維護及更換係可行的，且可適當地抑制在應用設備12中可能發生之泵14之異常(流體L之排出率的改變、間接介質M之洩漏等等)。
再者，在泵系統10中，亦在泵14之使用期間流體L變空的情況下，由於間接介質M之壓力波形有改變，因此流體L之狀態可以藉由壓力感測器32及控制器18被確認。再者，若透過旋轉驅動源30或電磁閥60a、62a之異常所造成之流體L之流動率有改變，則由於間接介質M之波形亦經歷改變，因此除了隔膜40之異常之外，泵系統10亦能夠檢測旋轉驅動源30或電磁閥60a、62a之異常。
此外，在泵系統10中，藉由將壓力感測器32之檢測器32a插入及固定在裝填埠口88中，裝填腔室 42可以簡單地被閉合及密封，且可以確實地檢測裝填腔室42之壓力。再者，因為在本體22等等上不需要獨立地安置壓力感測器32，因此可以簡化泵系統之結構。
在上面描述中，雖然本發明之較佳實施例已經被提出，但本發明不限於此實施例。當然，各種修改可在其中不脫離本發明之基本精神之範疇中被採用。例如，控制器18不一定要預先保持或儲存用於檢測異常之臨限值，且此臨限值在正常操作時可使用壓力波形來設定。再者，控制器18可藉由擷取在各自預定期間上各自的壓力波形並且比較改變的程度來判定隔膜40存在異常。
10‧‧‧泵系統
14‧‧‧泵(主體部分)
16‧‧‧三通閥
18‧‧‧控制器
20‧‧‧通知單元
22‧‧‧本體
24‧‧‧外殼
24a‧‧‧反摺部分
26‧‧‧中空空間
28‧‧‧泵頭
30‧‧‧旋轉驅動源
32‧‧‧壓力感測器
32a‧‧‧檢測器
32b‧‧‧傳輸器
34‧‧‧第一區塊
36‧‧‧第二區塊
36a‧‧‧凹部接合部分
38‧‧‧中空腔
38a‧‧‧中空腔
38b‧‧‧中空腔
40‧‧‧隔膜
40a‧‧‧主薄膜
40b‧‧‧周邊邊緣薄膜
40c‧‧‧突出部分
42‧‧‧裝填腔室
44‧‧‧泵腔室
44a‧‧‧半球面表面
46‧‧‧近端板構件
46a‧‧‧開口空間
48‧‧‧側壁
50‧‧‧流體通道
52‧‧‧流體埠口
54‧‧‧連接插頭
56‧‧‧連接通道
58‧‧‧第一埠口
60‧‧‧第二埠口
60a‧‧‧電磁閥
62‧‧‧第三埠口
62a‧‧‧電磁閥
64‧‧‧驅動軸桿
64a‧‧‧公螺紋部
66‧‧‧位移機構
68‧‧‧位移螺帽
70‧‧‧管狀本體
70a‧‧‧凸緣
72‧‧‧環狀本體
74‧‧‧位移本體
76‧‧‧彈簧導引件
76a‧‧‧固定構件
78‧‧‧彈簧
80‧‧‧排出機構
82‧‧‧伸縮囊構件
84‧‧‧伸縮囊部
86‧‧‧內部空間
88‧‧‧裝填埠口

Claims (18)

  1. 一種泵系統(10)，包含：本體(22)，其具有泵腔室(44)，流體可以流入及流出該泵腔室(44)；位移本體(74)，其經組構成可在該本體(22)之內部中沿著該本體(22)之軸向方向位移；連接構件(82)，其插置在該位移本體(74)與該本體(22)之間；間接介質(M)，其由不可壓縮流體所形成，且該間接介質(M)被裝填於包括內部空間(86)之裝填腔室(42)中，該連接構件(82)係於該本體(22)之該內部將該間接介質(M)液密式密封在該內部空間(86)中；及隔膜(40)，其係於該本體(22)之該內部中被安置在該裝填腔室(42)及該泵腔室(44)之間，且經組構成在該間接介質(M)之流動作用下造成該流體流入及流出該泵腔室(44)，該泵系統(10)進一步包含：壓力檢測器(32)，其經組構成檢測該裝填腔室(42)中之該間接介質(M)的壓力；及判斷處理器(18)，其經組構成基於由該壓力檢測器(32)所檢測之檢測值來判定該隔膜(40)之異常。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中：該本體(22)包括與該裝填腔室(42)連通之裝填埠口(88)，該裝填腔室(42)經由該裝填埠口(88)而被裝填該 間接介質(M)；及該壓力檢測器(32)包括檢測器(32a)，該檢測器(32a)被插入且固定在該裝填埠口(88)中且封閉該裝填埠口(88)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該壓力檢測器(32)被安置在靠近該隔膜(40)的位置處。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該泵系統(10)進一步包含通知單元20，其經組構成在該判斷處理器(18)判定該隔膜(40)之異常存在的情況下通知出現異常。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中：該泵系統(10)進一步包含電磁閥(60a、62a)，其經組構成供應該流體至該泵腔室(44)或從該泵腔室(44)排出該流體；且該判斷處理器(18)在判定該隔膜(40)之異常存在的情況下停止該電磁閥(60a、62a)之操作。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中：該泵系統(10)進一步包含在該本體(22)之一末端上的驅動單元30，該驅動單元30經組構成在該驅動單元(30)供能時沿著該軸向方向使該位移本體(74)位移；且該判斷處理器(18)在判定該隔膜(40)之異常存在的情況下停止該驅動單元(30)之供能。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中：該泵系統(10)被安置在設備(12)上，該設備(12)係 接收來自於該泵腔室(44)之該流體的流出；且該判斷處理器(18)被連接至該設備(12)之控制單元(90)或相對於該控制單元(90)而被安裝，且在其判定該隔膜(40)之異常存在的情況下停止該設備(12)之操作。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由將該檢測值之壓力波形內的穩態期間中的最大壓力與臨限值相比較來判定該隔膜(40)之異常。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由將該檢測值之壓力波形內的穩態期間中的平均壓力與臨限值相比較來判定該隔膜(40)之異常。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由將該檢測值之壓力波形內的穩態期間中的最小壓力與臨限值相比較來判定該隔膜(40)之異常。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由將該檢測值之壓力波形內的壓力上升期間的最大壓力與臨限值相比較來判定該隔膜(40)之異常。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由計算在預定期間內之該檢測值的總和且將該總和與總和臨限值相比較來判定該隔膜(40)之異常。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由將該檢測值之壓力波形之梯度與角度臨限值相比較來判定該隔膜(40)之異常。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由從該檢測值之壓力波形中檢測壓力上升或下降之時間延遲來判定該隔膜(40)之異常。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由從該檢測值之壓力波形中檢測在直到過渡至穩態時的時間延遲來判定該隔膜(40)之異常。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)藉由執行複數個不同類型的判斷來判定該隔膜(40)之異常。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之泵系統(10)，其中，該判斷處理器(18)利用該檢測值之複數個壓力波形來判定該隔膜(40)之異常。
  18. 一種用於泵(14)之泵異常檢測方法，該泵(14)包括：本體(22)，其具有泵腔室(44)，流體可以流入及流出該泵腔室(44)；位移本體(74)，其經組構成在該本體(22)之內部中沿著該本體(22)之軸向方向位移；連接構件(82)，其插置在該位移本體(74)與該本體(22)之間；間接介質(M)，其由不可壓縮流體所形成，且該間接介質(M)被裝填於包括內部空間(86)之裝填腔室(42) 中，該連接構件(82)係於該本體(22)之該內部將該間接介質(M)液密式密封在該內部空間(86)中；及隔膜(40)，其係於該本體(22)之該內部中被安置在該裝填腔室(42)及該泵腔室(44)之間，且經組構成在該間接介質(M)之流動作用下造成該流體流入及流出該泵腔室(44)，該泵異常檢測方法包含以下步驟：藉由壓力檢測器(32)檢測在該裝填腔室(42)中之該間接介質(M)的壓力；且利用判斷處理器(18)基於藉由該壓力檢測器(32)所檢測之檢測值來判定該隔膜(40)之異常。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103814194B (zh) 2011-08-22 2016-10-19 康明斯排放处理公司 用于排气后处理系统的尿素投配的装置、方法及系统
US10920763B2 (en) * 2016-09-01 2021-02-16 Wanner Engineering, Inc. Diaphragm with edge seal
CN109983318B (zh) * 2017-02-20 2021-07-06 株式会社富士金 流体控制器的异常检测装置、异常检测系统、异常检测方法及流体控制器
JP6812901B2 (ja) * 2017-05-23 2021-01-13 住友金属鉱山株式会社 ダイヤフラムポンプの運転方法および運転システム
DE102017117983A1 (de) * 2017-08-08 2019-02-14 Scheugenpflug Ag Pumpen-Einheit, damit ausgestattete Lagervorrichtung sowie Verfahren zum Betreiben der Lagervorrichtung
DE102017010789A1 (de) * 2017-11-22 2019-05-23 Linde Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Kolbenverdichters und Kolbenverdichter
JP7024162B2 (ja) * 2018-02-05 2022-02-24 Smc株式会社 真空パッド
CA3097351A1 (en) 2018-04-18 2019-10-24 Wanner Engineering, Inc. Device for protecting a diaphragm pump from pressure differential
CN112119291A (zh) * 2018-08-10 2020-12-22 株式会社富士金 流体控制设备、流体控制设备的异常检测方法、异常检测装置以及异常检测系统
CN109026653B (zh) * 2018-09-29 2025-01-17 瞬知（广州）健康科技有限公司 一种基于微流控泵的输注异常状态检测及控制系统
KR102610212B1 (ko) * 2019-11-07 2023-12-06 한온시스템 주식회사 쿨링팬 모터의 제어 시스템 및 방법
CN111120289B (zh) * 2019-12-17 2021-11-26 重庆南方数控设备股份有限公司 基于压力检测判断泵工作状态的检测方法
CN111089819B (zh) * 2019-12-17 2023-05-02 重庆南方数控设备股份有限公司 基于血流变仪的泵工作状态预判检测的血液检测方法
CN111927750B (zh) * 2020-07-14 2021-12-28 西安交通大学 一种隔膜压缩机膜片无损监测系统及方法
CN112302914B (zh) * 2020-10-27 2021-09-28 浙江大学 一种具有行程补偿功能的波纹管泵及其行程补偿方法
CN115406133B (zh) * 2021-05-27 2024-05-31 上海兴邺材料科技有限公司 一种空调系统及其控制方法
LU103099B1 (en) 2023-04-12 2024-10-14 Stratec Se Pressure monitored piston pump
US20240376890A1 (en) * 2023-05-12 2024-11-14 Halliburton Energy Services, Inc. Cooling for bellows pump

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0698538B2 (ja) * 1990-10-31 1994-12-07 株式会社牧野フライス製作所 放電加工機の加工液吸引ポンプの破損検出装置
ATE133471T1 (de) * 1991-05-03 1996-02-15 Hans Willi Meinz Verfahren und vorrichtung zur kontrollierten dosierung mindestenseiner fliessfähigen komponente
JP3969826B2 (ja) * 1997-09-01 2007-09-05 日機装株式会社 ダイアフラム破損検知装置
JP3532087B2 (ja) * 1997-10-09 2004-05-31 大日本スクリーン製造株式会社 ベローズポンプのベローズ破損検出機構およびそれを用いた基板処理装置ならびにベローズポンプのベローズ破損検出方法
DE19826610A1 (de) 1998-06-16 1999-12-23 Bran & Luebbe Membranpumpe und Vorrichtung zur Steuerung derselben
US6343614B1 (en) * 1998-07-01 2002-02-05 Deka Products Limited Partnership System for measuring change in fluid flow rate within a line
US6877713B1 (en) * 1999-07-20 2005-04-12 Deka Products Limited Partnership Tube occluder and method for occluding collapsible tubes
JP2009097415A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Toyota Motor Corp ダイヤフラム式圧縮機
SE0900233A1 (sv) * 2009-02-24 2010-08-25 Tetra Laval Holdings & Finance Membranpumphuvud för en homogenisator
JP5419008B2 (ja) * 2009-04-28 2014-02-19 Ｓｍｃ株式会社 ポンプ装置
DE102010060532A1 (de) * 2010-11-12 2012-05-16 Aker Wirth Gmbh Verfahren und System zum Erkennen von Schäden an Arbeitsflüssigkeiten umfassenden Kolben-Membranpumpen
JP5999922B2 (ja) * 2012-02-24 2016-09-28 三菱重工業株式会社 スクロール圧縮機
CN202690383U (zh) * 2012-07-23 2013-01-23 上海绩优机电设备有限公司 一种带有漏液检测装置的隔膜泵
CN203499975U (zh) * 2013-10-18 2014-03-26 苏州生益科技有限公司 一种气动隔膜泵故障报警系统

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