[發明專利]動態光在線粒徑量測與控制系統

無效

• 申請號: 200610149712.5
• 申請日: 2006-10-23
• 公開（公告）號: CN101169630A
• 公開（公告）日: 2008-04-30
• 發明（設計）人: 蘇志杰;周大鑫;蔡禎輝
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048;G01N15/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫皓晨

技術領域

本發明涉及的是一種監控與控制系統，特別涉及的是一種動態擷取樣本并進行檢測，然后根據檢測結果反饋控制加工設備以維持生產質量與效率的一種動態光在線粒徑量測與控制系統。

背景技術

由于納米科技日新月異，在各項高科技產品中均有納米級產品的混參或添加，如SARS其間紅極一時的光觸媒商品樣品，即利用濕式粉體研磨設備將光觸媒材料研磨至納米級尺度，使其產生滅菌與自潔等功效。另外目前當紅的遠紅外線材料，利用添加納米級竹炭粒子后在抽絲成竹炭纖維，然后再編織成日常生活衣物。除此的外，如打印機的顏料，通過顏料粒徑縮小，可以提高打印質量的色彩鮮艷度以及明亮度等。

前述的納米級產品中，多利用濕式加工配合適當分散劑，使樣品在加工后維持納米等級狀態。在現有技術中，要能夠有效監控100nm以下的粒子的制備過程，往往僅能夠以先前加工經驗作為參考依據，因此常有因加工過程的參數設定實時性的問題。再加上，人為的疏失會使得加工時效上無謂的浪費，不僅拖延產生樣品的時效，也讓產品在良率上無法提升。

因此，如何能夠在于線進行量測粒徑進而控制產品良率，是熟悉此項技術的人研究發展的課題。在現有技術中較常使用在線檢測方式有下列三種：

(1)離心式沉降法：如中國臺灣省專利公告號第593972號所公開的一種利用沉降法來檢測粒徑大小。其是利用粒子在液體中沉降快慢，推算出粒徑的大小。在所述案中更公開以離心力加速粒子在溶液中的沉降速度。不過在沉降的過程中，納米級粒子沉降效果有限，故其量測粒徑范圍僅限在100nm至300μm之間。此外，所述項技術的量測時間也較長，對于在線實時檢測，在時效上也受到限制。

(2)靜態光粒徑分析儀：其量測原理為利用一激光束通過樣品，當樣品受到激光光照射后，在后方偵測器上產生不同的繞射圖形，通過訊號分析演算出粒徑大小。傳統的靜態光粒徑分析儀的缺點在于對濕式狀態下的粒子僅能以0.1％以下的稀釋溶液做檢測。不過在美國專利U.S.Pat.No.5619324中所公開的技術，是利用特殊的散射接收器(scattering?detector)再配合樣品氣霧式裝置，將氣霧化后的樣品導入靜態光粒徑分析儀中，以量測得到樣品粒徑值。雖然此方法可偵測較高濃度樣品，不過樣品在氣霧化的過程中，可能因樣品氣霧化程度不夠，導致儀器無法真實測得粒徑平均值。此外，其設備也需要較大體積容納，也有不易安裝的缺點。

(3)超音波粒徑量測設備：其量測原理是利用聲波在通過樣品時，通過聲波與樣品內粒子碰撞后所產生的反射波的變化來測得粒徑大小。所述方法可對流動狀態的樣品進行檢測，可為在線檢測方法之一。但所述方法在樣品特性上需要有較多樣品參數配合，不過樣品材料參數取得不易，其參數亦影響粒徑量測值。所述項技術的量測范圍雖可達20nm，不過對在＜5nm以下的粒子仍有很大的差距。此外，所述項技術所需要的成本也相當高昂。

(4)桌上型動態光粒徑分析：如美國專利US.Pat.No.4,990,795所公開的固定式的桌上型動態光散射儀裝置，其量測方式為將樣品填入一容器內(如比色槽或樣品槽)，再放入所述裝置中量測粒徑。若以此項方式作在線粒徑檢測，不但沒有較佳的取樣時效，在加工參數改變下還需事后進行比對，因此不僅無法實時有效量測樣品粒徑，還需要大量實驗配合。

綜合上述，因此亟需一種動態光在線粒徑量測與控制系統來解決現有技術所產生的問題。

發明內容

本發明的主要目的在于，提供一種動態光在線粒徑量測與控制系統，其是利用動態光原理檢測粒徑大小，配合動態光檢測的快速及準確性的優點，在取得樣品粒徑后并根據檢測結果產生反饋訊號進而控制加工設備，達到動態實時控制加工狀態的目的。

本發明的次要目的在于，提供一種動態光在線粒徑量測與控制系統，其是利用動態光散射裝置來分析粒徑大小，達到可以檢測納米級粉粒體粒徑的目的。

本發明的另一目的在于，提供一種動態光在線粒徑量測與控制系統，其是利用濕化裝置以對干式生產裝置所產生的樣品粒子進行濕化動作以形成濕式粒子，達到可以使用動態光在線檢測及控制監測干式裝置生產，并達到加工質量監控的目的。

為了達到上述的目的，本發明采用的技術方案在于，提供一種動態光在線粒徑量測與控制系統，包含有：一加工設備；一擷取單元，其是與所述加工設備相連接以從所述加工設備擷取檢驗所需的一樣品；一動態光散射粒徑檢測單元，其是與所述擷取單元相連接，所述動態光散射粒徑檢測單元可以分析所述樣品的粒徑分布以提供一檢測信息；以及一控制單元，其是可接收所述檢測信息，并產生對應的控制參數回饋給所述加工設備。