一种负压型微量水分分析仪防倒吸装置的制作方法

本实用新型涉及高纯特种气体技术领域，尤其涉及一种负压型微量水分分析仪防倒吸装置。

背景技术：

和传统大宗工业气体不同，电子气体用量小、纯度高，通常要求99.999％及以上纯度，电子气是伴随电子材料及半导体行业发展起来。常见半导体工艺流程使用的电子气体及用途中，氢气、氮气、氦气、氩气等多用于载气、吹扫气、稀释气，用来提供惰性环境或还原性环境等；而hf、hcl、hbr用于多晶硅的热刻蚀工艺，氟碳化合物用于等离子体刻蚀及腔体清洗等。

硅源气体依据不同工艺如多晶硅生长、氮化硅等半导体制备过程中，p-n结生长过程最重要的电子源和空穴源主要集中在第五主族的磷烷、砷烷以及第三主族的bf3、b2h6等；锗烷主要用于硅锗半导体的外延生长。因其特殊的光电性能，高纯磷烷、砷烷、锗烷、乙硼烷等是核心器件的重要源材料，是集成电路、芯片、led器件、太阳能电池等关键技术发展的基础。同时，以高纯砷烷、磷烷为原料制备的半导体激光器如砷化镓、磷化铟等，制约一个国家军事国防、航空航天及卫星遥感等敏感技术的发展。

电子气体中的水分杂质可导致载流子浓度改变，进而影响器件光学和电学性能，发光效率急剧降低，故高纯电子特气对于水分含量有严格规定，通常低于100ppb。在电子气体中的剧毒气体中水分的分析过程当中负压型水分仪具有灵敏度高、线性范围宽、样品用量少等特点，但是负压型水分仪存在一种弊端就是必须要求水分仪的腔体处于负压状态，这不得不借助于真空泵，当真空泵意外停机时，水分仪腔体内仍处于负压状态，导致从真空泵端倒吸气体，造成水分仪腔体污染，仪器不得不返回国外维修，严重影响企业的经营。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于解决真空泵端倒吸气体，造成水分仪腔体污染的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种负压型微量水分分析仪防倒吸装置，包括；

负压型分析仪；

第一阀门，所述第一阀门通入吹扫气体或者样品气体，所述第一阀门还与负压型分析仪的输入口通过管道相连通；

第二阀门，所述第二阀门的一端与负压型分析仪的出口通过管道相连通；

切断装置；所述切断装置的一端与第二阀门的另一端通过管道相连通；

真空泵，所述真空泵的一端与切断装置的另一端通过管道相连通，所述真空泵的另一端通过管道与外界相连通。

本实用新型中，当真空泵损坏，通过切断装置防止脏污气体被倒吸至负压型水分仪内部，达到保护负压型水分仪不被污染。

作为本实用新型进一步的方案：所述切断装置包括第三阀门、mpc控制器、第四阀门、信号控制器，其中，所述第三阀门的一端与第二阀门通过管道相连通，所述第三阀门的另一端通过管道与mpc控制器相连通，所述mpc控制器还通过管道与真空泵相连通，所述mpc控制器还与信号控制器通过导线电性连接，所述信号控制器还与第四阀门通过导线电性连接；所述第三阀门、第四阀门还通过管道相连通。

作为本实用新型进一步的方案：所述第一阀门和第二阀门为手动阀门。

作为本实用新型进一步的方案：所述第三阀门为气动阀，所述三阀门的开启状态驱动气压力为5-7atm。

作为本实用新型进一步的方案：所述第四阀门为电磁阀。

作为本实用新型进一步的方案：所述负压型分析仪的工作模式包括吹扫模式、测量模式，所述负压型分析仪在吹扫模式、测量模式两种情况下出口管道的压力中较大值比mpc控制器的最大控制压力小若干torr。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型中，当真空泵损坏，通过切断装置防止脏污气体被倒吸至负压型水分仪内部，达到保护负压型水分仪不被污染。

2、本实用新型中，当真空泵意外停机时，脏污气体会通过真空泵倒吸至负压型水分仪的出口管路内，此时，mpc控制器探测到负压型水分仪的出口管路内的压力瞬间增大，当达到信号控制器给mpc控制器所设定的最大控制压力时，信号控制器会通过电信号指令传递至第四阀门处，切断第三阀门的驱动气同时排出水分仪出口管路内的气体至第三阀门处于关闭状态，这样就能够实现将赃物气体切断，从而达到保护负压型水分仪不被污染，当真空泵维修好之后，启动真空泵，此时mpc控制器探测到负压型水分仪出口管路内的压力低于所述最大控制压力，信号控制器会通过电信号指令传递至第四阀门并启动第四阀门，恢复第三阀门的驱动气压力至5-7atm，这样第三阀门就会被打开，此时水分仪恢复正常运行。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的负压型微量水分分析仪防倒吸装置的结构示意图。

图中，1-负压型分析仪，2-第一阀门，3-第二阀门，4-切断装置，401-第三阀门，402-mpc控制器，404-信号控制器，403-第四阀门，5-真空泵。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1，图1为本实用新型实施例提供的负压型微量水分分析仪防倒吸装置的结构示意图，一种负压型微量水分分析仪防倒吸装置，包括；

负压型分析仪1；

第一阀门2，所述第一阀门2通入吹扫气体或者样品气体，所述第一阀门2还与负压型分析仪1的输入口通过管道相连通；

第二阀门3，所述第二阀门3的一端与负压型分析仪1的出口通过管道相连通；

切断装置4；所述切断装置4的一端与第二阀门3的另一端通过管道相连通；

真空泵5，所述真空泵5的一端与切断装置4的另一端通过管道相连通，所述真空泵5的另一端通过管道与外界相连通。

进一步的，本实施例中，所述第一阀门2可以分别通入吹扫气体或者样品气体，也可以同时通入吹扫气体或者样品气体，吹扫气体以及样品气体通过第一阀门2进入负压型分析仪1中。

具体的，本实施例中，所述切断装置4包括第三阀门401、mpc控制器402、第四阀门403、信号控制器404，其中，所述第三阀门401的一端与第二阀门3通过管道相连通，所述第三阀门401的另一端通过管道与mpc控制器402相连通，所述mpc控制器402还通过管道与真空泵5相连通，所述mpc控制器402还与信号控制器404通过导线电性连接，所述信号控制器404还与第四阀门403通过导线电性连接；所述第三阀门401、第四阀门403还通过管道相连通。

需要说明的是，本实施例中，所述第一阀门2和第二阀门3为手动阀门，所述第三阀门401为气动阀，所述三阀门401的开启状态驱动气压力为5-7atm，所述第四阀门403为电磁阀；第四阀门403能够控制第三阀门401的通断，所述mpc(modelpredictivecontrol，即模型预测控制)控制器402即为压力控制器。

此外，本实施例中，所述负压型分析仪1的工作模式包括吹扫模式(此时通入吹扫气体)、测量模式(此时通入样品气体)，所述负压型分析仪1在吹扫模式、测量模式两种情况下出口管道的压力中较大值比mpc控制器402的最大控制压力小若干torr，优选为10torr。

本实施例中，mpc控制器402实时在线监控负压型分析仪1出口管路内的压力，通过信号控制器404设置mpc控制器402的最大控制压力，当真空泵5意外停机时，脏污气体会通过真空泵5倒吸至水分仪1的出口管路内，此时，mpc控制器402探测到水分仪1的出口管路内的压力瞬间增大，当达到信号控制器404给mpc控制器402所设定的最大控制压力时，信号控制器404会通过电信号指令传递至第四阀门403处，切断第三阀门401的驱动气同时排出水分仪1出口管路内的气体至第三阀门401处于关闭状态，这样就能够实现将赃物气体切断，从而达到保护水分仪1不被污染；

当真空泵5维修好之后，启动真空泵5，此时mpc(压力控制器)探测到负压型水分仪1出口管路内的压力低于所述最大控制压力，信号控制器403会通过电信号指令传递至第四阀门403并启动第四阀门403，恢复第三阀门401的驱动气压力至5-7atm，这样第三阀门401就会被打开，此时水分仪恢复正常运行。

需要说明的是，本实用新型并未对mpc控制器402、信号控制器404等软件层面进行改进，且优选的，本实施例中所述mpc控制器402型号可以为mks，所述信号控制器404可以为nata001，所述负压型水分仪型号可以为halo-lp。

工作原理：

首先根据真空泵5的使用说明书启动真空泵5至工作状态，接着调节三阀门401的驱动气压力至5-7atm，此时三阀门401处于全开状态；

其次根据负压型水分仪1的使用说明书开启负压型水分仪1，打开与负压型水分仪1入口连通的第一阀门2，将负压型水分仪1压力控制方式选择为吹扫模式，若干秒后(本实施例中优选为15s)后打开与负压型水分仪1出口相连通的第二阀门3，在负压型水分仪1吹扫模式下，出口管道内的压力通过mpc控制器402实时监控，mpc控制器402并将监测的压力信号传输至信号控制器404上，通过信号控制器404能够观察、记录压力显示数值；

再将负压型水分仪1模式调整为测量模式，在测量模式下，负压型水分仪1，出口管道内的压力通过mpc控制器402实时监控，mpc控制器402并将监测的压力信号传输至信号控制器404上，通过信号控制器404能够观察、记录压力显示数值；

接着根据负压型水分仪1在吹扫、测量模式下，出口管道内压力数据，选择其中最大的作为参考值，mpc控制器402所设定的最大控制压力比所述参考值大10torr(1torr即1mmhg)；

最后，当真空泵5意外停机时，脏污气体会通过真空泵5倒吸至负压型水分仪1的出口管路内，此时，mpc控制器402探测到负压型水分仪1的出口管路内的压力瞬间增大，当达到信号控制器404给mpc控制器402所设定的最大控制压力时，信号控制器404会通过电信号指令传递至第四阀门403处，切断第三阀门401的驱动气同时排出水分仪1出口管路内的气体至第三阀门401处于关闭状态，这样就能够实现将赃物气体切断，从而达到保护负压型水分仪1不被污染；

当真空泵5维修好之后，启动真空泵5，此时mpc控制器探测到负压型水分仪1出口管路内的压力低于所述最大控制压力，信号控制器403会通过电信号指令传递至第四阀门403并启动第四阀门403，恢复第三阀门401的驱动气压力至5-7atm，这样第三阀门401就会被打开，此时水分仪恢复正常运行。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。