[發明專利]一種消除設備模擬量干擾的監測方法和裝置

有效

• 申請號: 200710063230.2
• 申請日: 2007-01-04
• 公開（公告）號: CN101216993A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 武小娟
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: G08C19/02
• 分類號: G08C19/02;G08C19/00;G05B19/048
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立明;王連軍

技術領域

本發明涉及設備的檢測與監控技術領域，尤其涉及一種在設備的檢測與監控過程中消除設備模擬量干擾的監測方法和裝置。

背景技術

無論在機械設備還是在電子設備中，尤其是在自動化設備中，經常需要對設備的某些部件的狀態進行檢測，得到其狀態用于監控或控制設備的工作狀態。以等離子刻蝕設備為例，某些部件的狀態要用數值來表示，比如射頻電源的功率，分子泵的轉速，腔室的真空度，等等。在實際的控制系統，這些部件中都有相應的傳感器，把轉速或者功率的數值轉換成模擬電壓信號來表示，而這個模擬電壓信號就是本發明所討論的模擬量。

現有技術是通過工控機讀取所述的模擬量，并利用電壓和數值之間的線性關系得到設備目前所處的狀態，以射頻電源為例，例如0-10v線性對應射頻電源的0-1000w的功率，當讀到的電壓信號的大小為5v時，就可知道此時射頻電源的功率是500w。

現有技術雖然在正常情況下可反應出設備的狀態，但是當表示設備狀態的模擬量的電壓數值很小時，由于此時噪聲和干擾就會對其造成嚴重影響，它的精確性就很難保證，仍然以射頻電源為例，如射頻電源的工作頻率在幾十瓦的時候，對應傳感器的輸出就會小于1v，在工頻和射頻干擾綜合作用下，模擬量的電壓信號就會發生較大的變化，就不能準確的表示設備的當前狀態。更進一步由于在這種情況下操作者對射頻電源的輸出功率沒有準確的認識，很難進行正確的工藝過程。

發明內容

針對現有技術方案中存在的技術缺陷，本發明的目的是提供一種消除設備模擬量干擾的監測方法和裝置，消除了模擬信號的干擾，能準確的監測設備的當前狀態。保證操作者對設備的狀態判斷準確，確保工藝過程的正確進行。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種消除設備模擬量干擾的監測方法，包括：

A、對檢測到的設備的模擬電壓信號進行阻容RC濾波消除高頻的噪聲干擾信號；

B、采集濾波消除高頻的干擾后的模擬電壓信號，并對所述的模擬電壓信號進行數字濾波，在頻域中采用數字正交濾波算法，消除模擬電壓信號中的噪聲干擾信號；

C、利用電壓和待監測數值之間的關系得到設備當前的狀態。

所述的步驟B前還包括：

D、對濾波消除高頻的干擾后的模擬電壓信號進行有選擇的放大。

一種消除設備模擬量干擾的監測裝置，包括：

阻容RC濾波電路，用于對檢測到的設備的模擬電壓信號進行阻容RC濾波消除高頻的干擾；

信號采樣電路，采集濾波消除高頻的干擾后的模擬電壓信號，并傳輸至數字濾波電路；

數字濾波電路，用于對數字電壓信號進行數字濾波，在頻域中采用數字正交濾波算法，消除模擬電壓信號中的噪聲干擾信號；

數據處理電路，根據經數字濾波的數字電壓信號利用電壓和待監測數值之間的關系得到設備當前的狀態。

所述的裝置還包括：

信號放大電路，對阻容RC濾波消除高頻的干擾后的模擬電壓信號進行放大處理。

所述的信號放大電路包括運算放大器和兩個外圍電阻，設定兩個外圍電阻的比值關系控制運算放大器對信號的放大倍數。

所述的阻容RC濾波電路包括濾波電阻和濾波電容。

所述的數字濾波電路包括：

模/數轉換電路，用于將采集到的模擬信號轉換為數字信號；

數字信號處理電路，用于對數字電壓信號進行數字濾波，在頻域中采用數字正交濾波算法，消除模擬電壓信號中的噪聲干擾信號并輸出。

所述的數字濾波電路還包括：

信號匹配電路，采用先進先出存儲器，用于匹配由于數字信號處理電路TMS320C32和模/數轉換電路CS5396處理速度。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的一種消除設備模擬量干擾的監測方法和裝置，對檢測到的設備的模擬電壓信號進行阻容RC濾波消除高頻的噪聲干擾信號；然后，采集濾波消除高頻的干擾后的模擬電壓信號，并對所述的模擬電壓信號進行數字濾波，在頻域中采用數字正交濾波算法，消除模擬電壓信號中的噪聲干擾信號；最后，利用電壓和待監測數值之間的關系得到設備當前的狀態。而且為了保證在有用信號很小時也能很好地完成監測工作，還可以對濾波消除高頻的干擾后的模擬電壓信號進行有選擇的放大，來提高后續的采樣精度。消除了模擬信號的干擾，能準確的監測設備的當前狀態。保證操作者對設備的狀態判斷準確，確保工藝過程的正確進行。

附圖說明

圖1為本發明所述消除設備模擬量干擾的監測裝置結構圖一；

圖2為本發明所述消除設備模擬量干擾的監測裝置結構圖二；