本發(fā)明涉及一種簡易拋光液流量控制供給裝置及其控制方法，屬于材料機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著綠色能源、集成電路等技術(shù)的不斷提高，對襯底材的表面平整度的要求愈發(fā)嚴(yán)格，同時(shí)，拋光行為中對材料去除率等要求也在增加，化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)的廣泛應(yīng)用。在化學(xué)機(jī)械拋光過程中，拋光液對表面質(zhì)量及材料去除率等要求有很大的影響。為得到效果較好的拋光液需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)，在大量的實(shí)驗(yàn)過程中，對拋光液流量，添加時(shí)間等因素有著嚴(yán)格的要求，同時(shí)，一種配比實(shí)驗(yàn)結(jié)束后裝置清洗困難。市場上相關(guān)的裝置只能實(shí)現(xiàn)對拋光液影響實(shí)驗(yàn)因素的部分控制，且造價(jià)較高。有必要存在一種造價(jià)便宜并且能夠?qū)ι鲜鲆蛩貙?shí)現(xiàn)全面控制的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種簡易拋光液流量控制供給裝置及其控制方法，以用于在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)對拋光液吸取、流量控制等問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種簡易拋光液流量控制供給裝置，包括拋光液抽取部分、控制部分11、流量控制裝置12、渦輪流量計(jì)13和執(zhí)行裝置15；所述控制部分11通過數(shù)據(jù)線連接拋光液抽取部分、流量控制裝置12、渦輪流量計(jì)13，執(zhí)行裝置15通過閘線26與流量控制裝置12連接，執(zhí)行裝置15套在拋光液抽取部分的導(dǎo)管ⅱ14外；

所述拋光液抽取部分包括試驗(yàn)臺1、拋光液容器2、導(dǎo)管ⅰ4、緩沖容器5、塞蓋6、氣管ⅰ7、電磁換向閥8、氣管ⅱ9、氣泵10、導(dǎo)管ⅱ14、導(dǎo)管ⅲ16；所述控制部分11通過數(shù)據(jù)線連接電磁換向閥8、氣泵10，緩沖容器5懸掛在試驗(yàn)臺1上，緩沖容器5上端開口處裝有塞蓋6，導(dǎo)管ⅰ4、氣管ⅰ7的一端分別從塞蓋6上的兩個(gè)口插入緩沖容器5，導(dǎo)管ⅰ4的另一端插入置于試驗(yàn)臺1上的拋光液容器2中，氣管ⅰ7的另一端與電磁換向閥8連接，緩沖容器5下端連接導(dǎo)管ⅲ16，導(dǎo)管ⅲ16下端安裝渦輪流量計(jì)13，渦輪流量計(jì)13下端連接導(dǎo)管ⅱ14，氣泵10安裝在安裝座25上，氣管ⅱ9的一端插在氣泵10的吸氣口上，氣管ⅱ9的另一端插在電磁換向閥8上；

所述流量控制裝置12包括齒輪17、平鍵18、直流電機(jī)19、齒條20、左導(dǎo)程座21、齒條安裝座22、減摩材料23、右導(dǎo)程座24、安裝座25和閘線26；所述控制部分11通過數(shù)據(jù)線連接直流電機(jī)19，直流電機(jī)19安裝在安裝座25上，在直流電機(jī)19軸鍵槽上裝有平鍵18，齒輪17安裝在直流電機(jī)19的軸上、齒輪孔穿過平鍵18，齒條20安裝在齒條安裝座22上，齒條固定座22兩側(cè)設(shè)計(jì)為“凸”形，配合左導(dǎo)程座21和右導(dǎo)程座24的“凹”形安裝在安裝座25上，齒條安裝座20的一端固定閘線26用來與執(zhí)行裝置15連接；

所述執(zhí)行裝置15包括彈簧27、內(nèi)圈28、上外圈29和下外圈30；其中執(zhí)行裝置15通過內(nèi)圈28、上外圈29和下外圈30上的開孔套在導(dǎo)管ⅱ14外，內(nèi)圈28與閘線26連接，內(nèi)圈28的一側(cè)裝有彈簧27，上外圈29與下外圈30接合、將內(nèi)圈28和彈簧27固定在外圈內(nèi)部。

所述左導(dǎo)程座21和右導(dǎo)程座24與齒條安裝座22接觸面上裝有減摩材料23以減少兩部分的摩擦。

一種簡易拋光液流量控制供給裝置的控制方法，所述方法步驟包括準(zhǔn)備、工作、停止三個(gè)部分；

準(zhǔn)備：流量控制裝置12和執(zhí)行裝置15工作，執(zhí)行裝置12中的直流電機(jī)19轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪17轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪17帶動(dòng)齒條20沿左導(dǎo)程座21和右導(dǎo)程座24方向拉動(dòng)閘線26，閘線26拉動(dòng)執(zhí)行裝置15中的內(nèi)圈28在上外圈29和下外圈30內(nèi)平動(dòng)，通過改變內(nèi)外圈的相對開口面積，改變導(dǎo)管ⅱ14的通流截面，使導(dǎo)管ⅱ14的通流截面達(dá)到最小，電磁換向閥8換向r1位，連通緩沖容器5與氣泵10，連通后氣泵10開始工作抽氣，在緩沖容器5中形成真空負(fù)壓，由于真空負(fù)壓的作用，容器2中的拋光液3沿導(dǎo)管ⅰ4被吸入緩沖容器5中，氣泵10工作一段時(shí)間后，此時(shí)在緩沖容器5中吸入了一定量的拋光液3，流量控制裝置12和執(zhí)行裝置15執(zhí)行與之前相反的動(dòng)作一段時(shí)間但不復(fù)位，導(dǎo)管ⅱ14通流截面相對增大，由于氣泵持續(xù)工作使緩沖容器5中的氣壓小于大氣壓，使拋光液無法從緩沖容器5沿導(dǎo)管ⅲ16流出，故此時(shí)渦輪流量計(jì)13數(shù)值為0；

工作：電磁換向閥8換向至中位，緩沖容器5與室內(nèi)空氣聯(lián)通，其內(nèi)部氣壓與大氣壓值相等，使拋光液3可經(jīng)重力作用從緩沖容器5經(jīng)導(dǎo)管ⅲ16、導(dǎo)管ⅱ14流出，此時(shí)渦輪流量計(jì)13的數(shù)值不為0，控制部分11接收到不為0的信號后控制電磁換向閥換向至r1位使緩沖容器5與外界環(huán)境隔絕，利用虹吸現(xiàn)象繼續(xù)將容器2中的拋光液3沿導(dǎo)管ⅰ4被吸入緩沖容器5中，渦輪流量計(jì)13將測得的數(shù)據(jù)傳輸至控制部分11的單片機(jī)，與預(yù)先輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并通過流量控制裝置12進(jìn)行控制：

如果比預(yù)先輸入數(shù)據(jù)大，控制部分11的蜂鳴器響一次，控制部分11的單片機(jī)發(fā)出信號使直流電機(jī)19開始工作，直流電機(jī)19正轉(zhuǎn)，直流電機(jī)19帶動(dòng)齒輪17工作，直流電機(jī)19的動(dòng)力通過齒輪17傳遞到齒條20，帶動(dòng)齒條20做直線運(yùn)動(dòng)，齒條20帶動(dòng)齒條安裝座22運(yùn)動(dòng)，齒條安裝座22拉動(dòng)閘線26，閘線26拉動(dòng)執(zhí)行裝置15的內(nèi)圈28，減少內(nèi)外圈空出的相對面積改變導(dǎo)管ⅱ14的通流截面以達(dá)到改變流量的目的，渦輪流量計(jì)13將改變后的測得的數(shù)據(jù)傳輸至控制部分11，直到與輸入的流量相一致，直流電機(jī)19停止工作并使齒條20停留在現(xiàn)有位置，使執(zhí)行裝置15的內(nèi)圈28停留在現(xiàn)有位置，此時(shí)計(jì)時(shí)功能啟動(dòng)；

如果比預(yù)先輸入數(shù)據(jù)小，控制部分11的蜂鳴器響一次，控制部分11的單片機(jī)發(fā)出信號使直流電機(jī)19開始工作，直流電機(jī)19反轉(zhuǎn)，流量控制裝置12和執(zhí)行裝置15通過執(zhí)行與比“預(yù)先輸入數(shù)據(jù)大”這一條件相反的動(dòng)作，導(dǎo)管ⅱ14由于自身彈性作用恢復(fù)管徑，增大導(dǎo)管ⅱ14的通流截面，渦輪流量計(jì)13將改變后的測得的數(shù)據(jù)傳輸至控制部分11，直到與輸入的流量相一致，直流電機(jī)19停止工作并使齒條20停留在現(xiàn)有位置，使執(zhí)行裝置15的內(nèi)圈28停留在現(xiàn)有位置，此時(shí)計(jì)時(shí)功能啟動(dòng)；

停止：計(jì)時(shí)顯示達(dá)到工作停止時(shí)，蜂鳴器響兩次，電磁換向閥8換向至中位，使緩沖容器5氣壓與大氣壓相一致無法產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象不能吸入拋光液3，單片機(jī)發(fā)出信號使直流電機(jī)19反轉(zhuǎn)，直流電機(jī)19反轉(zhuǎn)使齒輪17、齒條20復(fù)位并拉動(dòng)閘線26，執(zhí)行裝置15的內(nèi)圈28在彈簧27作用下拉動(dòng)閘線26復(fù)位，整個(gè)拋光過程結(jié)束。

如果在計(jì)數(shù)器的數(shù)值不為零時(shí)渦輪流量計(jì)13的數(shù)值為零，蜂鳴器報(bào)警提示實(shí)驗(yàn)者添加拋光液3，然后整個(gè)系統(tǒng)停止工作。

本發(fā)明的有益效果是：裝置結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、使用方便；能有效實(shí)現(xiàn)拋光液吸取、流量控制；部分裝置可以拆卸、替換，可以減少清洗困難。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明流量控制裝置主視圖；

圖3是本發(fā)明流量控制裝置a-a向剖視圖；

圖4是本發(fā)明取掉執(zhí)行裝置中上外圈后的俯視圖；

圖5是本發(fā)明執(zhí)行裝置b-b向剖視圖；

圖6是本發(fā)明控制部分電路原理圖；

圖中各標(biāo)號為：1-試驗(yàn)臺，2-拋光液容器，3-拋光液，4-導(dǎo)管ⅰ，5-緩沖容器，6-塞蓋，7-氣管ⅰ，8-電磁換向閥，9-氣管ⅱ，10-氣泵，11-控制部分，12-流量控制裝置，13-渦輪流量計(jì)，14-導(dǎo)管ⅱ，15-執(zhí)行裝置，16-導(dǎo)管ⅲ，17-齒輪，18-平鍵，19-直流電機(jī)，20-齒條，21-左導(dǎo)程座，22-齒條固定座，23-減摩材料，24-右導(dǎo)程座，25-安裝座，26-閘線，27-彈簧，28-內(nèi)圈，29-上外圈，30-下外圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于所述范圍。

實(shí)施例1：如圖1-6所示，一種簡易拋光液流量控制供給裝置，包括拋光液抽取部分、控制部分11、流量控制裝置12、渦輪流量計(jì)13和執(zhí)行裝置15；所述控制部分11通過數(shù)據(jù)線連接拋光液抽取部分、流量控制裝置12、渦輪流量計(jì)13，執(zhí)行裝置15通過閘線26與流量控制裝置12連接，執(zhí)行裝置15套在拋光液抽取部分的導(dǎo)管ⅱ14外；

所述拋光液抽取部分包括試驗(yàn)臺1、拋光液容器2、導(dǎo)管ⅰ4、緩沖容器5、塞蓋6、氣管ⅰ7、電磁換向閥8、氣管ⅱ9、小型氣泵10、導(dǎo)管ⅱ14、導(dǎo)管ⅲ16；所述控制部分11通過數(shù)據(jù)線連接電磁換向閥8、氣泵10，緩沖容器5懸掛在試驗(yàn)臺1上，緩沖容器5上端開口處裝有塞蓋6，導(dǎo)管ⅰ4、氣管ⅰ7的一端分別從塞蓋6上的兩個(gè)口插入緩沖容器5，導(dǎo)管ⅰ4的另一端插入置于試驗(yàn)臺1上的拋光液容器2中，氣管ⅰ7的另一端與電磁換向閥8連接，緩沖容器5下端連接導(dǎo)管ⅲ16，導(dǎo)管ⅲ16下端安裝渦輪流量計(jì)13，渦輪流量計(jì)13下端連接導(dǎo)管ⅱ14，氣泵10安裝在安裝座25上，氣管ⅱ9的一端插在氣泵10的吸氣口上，氣管ⅱ9的另一端插在電磁換向閥8上；

所述控制部分11包括：單片機(jī)、鍵盤、數(shù)碼顯示屏、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電磁換向閥放大電路、蜂鳴器；

所述流量控制裝置12包括齒輪17、平鍵18、直流電機(jī)19、齒條20、左導(dǎo)程座21、齒條安裝座22、減摩材料23、右導(dǎo)程座24、安裝座25和閘線26；所述控制部分11通過數(shù)據(jù)線連接直流電機(jī)19，直流電機(jī)19安裝在安裝座25上，在直流電機(jī)19軸鍵槽上裝有平鍵18，齒輪17安裝在直流電機(jī)19的軸上、齒輪孔穿過平鍵18，齒條20安裝在齒條安裝座22上，齒條固定座22兩側(cè)設(shè)計(jì)為“凸”形，配合左導(dǎo)程座21和右導(dǎo)程座24的“凹”形安裝在安裝座25上，齒條安裝座20的一端固定閘線26用來與執(zhí)行裝置15連接；

所述執(zhí)行裝置15包括彈簧27、內(nèi)圈28、上外圈29和下外圈30；其中執(zhí)行裝置15通過內(nèi)圈28、上外圈29和下外圈30上的開孔套在導(dǎo)管ⅱ14外，內(nèi)圈28與閘線26連接，內(nèi)圈28的一側(cè)裝有彈簧27，上外圈29與下外圈30接合、將內(nèi)圈28和彈簧27固定在外圈內(nèi)部。

所述左導(dǎo)程座21和右導(dǎo)程座24與齒條安裝座22接觸面上可以裝有減摩材料23以減少兩部分的摩擦。

一種簡易拋光液流量控制供給裝置的控制方法，所述方法步驟包括準(zhǔn)備、工作、停止三個(gè)部分；

準(zhǔn)備：流量控制裝置12和執(zhí)行裝置15工作，執(zhí)行裝置12中的直流電機(jī)19轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)齒輪17轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪17帶動(dòng)齒條20沿左導(dǎo)程座21和右導(dǎo)程座24方向拉動(dòng)閘線26，閘線26拉動(dòng)執(zhí)行裝置15中的內(nèi)圈28在上外圈29和下外圈30內(nèi)平動(dòng)，通過改變內(nèi)外圈的相對開口面積，改變導(dǎo)管ⅱ14的通流截面，使導(dǎo)管ⅱ14的通流截面達(dá)到最小，電磁換向閥8換向r1位，連通緩沖容器5與氣泵10，連通后氣泵10開始工作抽氣，在緩沖容器5中形成真空負(fù)壓，由于真空負(fù)壓的作用，容器2中的拋光液3沿導(dǎo)管ⅰ4被吸入緩沖容器5中，氣泵10工作一段時(shí)間后，此時(shí)在緩沖容器5中吸入了一定量的拋光液3，流量控制裝置12和執(zhí)行裝置15執(zhí)行與之前相反的動(dòng)作一段時(shí)間但不復(fù)位，導(dǎo)管ⅱ14通流截面相對增大，由于氣泵持續(xù)工作使緩沖容器5中的氣壓小于大氣壓，使拋光液無法從緩沖容器5沿導(dǎo)管ⅲ16流出，故此時(shí)渦輪流量計(jì)13數(shù)值為0；

工作：電磁換向閥8換向至中位，緩沖容器5與室內(nèi)空氣聯(lián)通，其內(nèi)部氣壓與大氣壓值相等，使拋光液3可經(jīng)重力作用從緩沖容器5經(jīng)導(dǎo)管ⅲ16、導(dǎo)管ⅱ14流出，此時(shí)渦輪流量計(jì)13的數(shù)值不為0，控制部分11接收到不為0的信號后控制電磁換向閥換向至r1位使緩沖容器5與外界環(huán)境隔絕，利用虹吸現(xiàn)象繼續(xù)將容器2中的拋光液3沿導(dǎo)管ⅰ4被吸入緩沖容器5中，渦輪流量計(jì)13將測得的數(shù)據(jù)傳輸至控制部分11的單片機(jī)，與預(yù)先輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并通過流量控制裝置12進(jìn)行控制：

如果比預(yù)先輸入數(shù)據(jù)大，控制部分11的蜂鳴器響一次，控制部分11的單片機(jī)發(fā)出信號使直流電機(jī)19開始工作，直流電機(jī)19正轉(zhuǎn)，直流電機(jī)19帶動(dòng)齒輪17工作，直流電機(jī)19的動(dòng)力通過齒輪17傳遞到齒條20，帶動(dòng)齒條20做直線運(yùn)動(dòng)，齒條20帶動(dòng)齒條安裝座22運(yùn)動(dòng)，齒條安裝座22拉動(dòng)閘線26，閘線26拉動(dòng)執(zhí)行裝置15的內(nèi)圈28，減少內(nèi)外圈空出的相對面積改變導(dǎo)管ⅱ14的通流截面以達(dá)到改變流量的目的（當(dāng)內(nèi)外圈空出的相對面積減少會擠壓軟的導(dǎo)管ⅱ14的大?。瑴u輪流量計(jì)13將改變后的測得的數(shù)據(jù)傳輸至控制部分11，直到與輸入的流量相一致，直流電機(jī)19停止工作并使齒條20停留在現(xiàn)有位置，使執(zhí)行裝置15的內(nèi)圈28停留在現(xiàn)有位置，此時(shí)計(jì)時(shí)功能啟動(dòng)；

如果比預(yù)先輸入數(shù)據(jù)小，控制部分11的蜂鳴器響一次，控制部分11的單片機(jī)發(fā)出信號使直流電機(jī)19開始工作，直流電機(jī)19反轉(zhuǎn)，流量控制裝置12和執(zhí)行裝置15通過執(zhí)行與比“預(yù)先輸入數(shù)據(jù)大”這一條件相反的動(dòng)作，導(dǎo)管ⅱ14由于自身彈性作用恢復(fù)管徑，增大導(dǎo)管ⅱ14的通流截面，渦輪流量計(jì)13將改變后的測得的數(shù)據(jù)傳輸至控制部分11，直到與輸入的流量相一致，直流電機(jī)19停止工作并使齒條20停留在現(xiàn)有位置，使執(zhí)行裝置15的內(nèi)圈28停留在現(xiàn)有位置，此時(shí)計(jì)時(shí)功能啟動(dòng)；

停止：計(jì)時(shí)顯示達(dá)到工作停止時(shí)，蜂鳴器響兩次，電磁換向閥8換向至中位，使緩沖容器5氣壓與大氣壓相一致無法產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象不能吸入拋光液3，單片機(jī)發(fā)出信號使直流電機(jī)19反轉(zhuǎn)，直流電機(jī)19反轉(zhuǎn)使齒輪17、齒條20復(fù)位并拉動(dòng)閘線26，執(zhí)行裝置15的內(nèi)圈28在彈簧27作用下拉動(dòng)閘線26復(fù)位，整個(gè)拋光過程結(jié)束。

如果在計(jì)數(shù)器的數(shù)值不為零時(shí)渦輪流量計(jì)13的數(shù)值為零，蜂鳴器報(bào)警提示實(shí)驗(yàn)者添加拋光液3，然后整個(gè)系統(tǒng)停止工作。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。