[发明专利]主要包括全氟烷氧基化合物的科里奥利流量计的制造

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造用于测量具有超高纯度的处理材料的流量的科里奥利流量计的方法。

背景技术

使用科里奥利效应质量流量计测量关于通过管线流动的材料的质量流量和其它信息是已知的，如在1985年1月1日的J.E.Smith等人的美国专利4491025和1982年2月11日的J.E.Smith的Re.31450所述。这些流量计具有一个或几个非直的、弯曲的或不规则的构形的流体管。每个流体管具有一组可以是简单的弯曲的、扭转的或扭曲型的自然振动模式。每个充有材料的流体管被驱动，使得在这些自然模式的一种模式下谐振。自然振动模式部分地由流体管和流体管内的材料的组合的质量确定。如果需要，流量计不必在自然模式下被驱动。

材料从在入口侧上连接的材料源流入流量计。材料通过一个或几个流体管，并流到流量计的外部。

驱动器提供用于使流体管振动的力。当没有材料流时，沿着流体管的所有点在流体管的第一弯曲模式下以相同的相位振动。科里奥利加速度使得流体管上的每个点具有与流体管上的其他点不同的相位。在流体管的入口侧上的相位滞后于驱动器，在出口侧上的相位导前于驱动器。在流体管上设置传感器，用于产生代表流体管的运动的正弦信号。两个检测器信号之间的相位差除以振动频率，从而获得和材料流的质量流量成比例的延迟。

使用具有不同流体管结构的流量计是已知的。在这些结构当中，具有单管、双管、直管、弯管和不规则构形的流体管。大部分的流量计由金属构成，例如铝、钢、不锈钢和钛。玻璃流体管也是已知的。此外，在本领域中所有的直的串联通路流量计当前由金属制成，特别是钛，或者是衬有塑料特别是PTFE或PFA的金属管。

在这些类型的流量计中钛的有利的的属性是其高的强度和低的热膨胀系数(CTE)。钛的不利的属性是其金属的性质与制造成本。例如，在半导体芯片处理中，金属离子是污染物质。和集成电路的芯片区域接触的金属离子可以引起器件短路而毁坏。此外，钛流量计制造困难而昂贵。

衬有PFA的流体管，例如在Dieter Meier的美国专利5403533中披露的，试图组合两种技术的有利的属性，但是碰到了直到本发明一直未解决的新的挑战。衬有PFA的金属流体管仍然允许金属离子通过PFA的薄的涂层迁移到流体流中，从而引起污染。此外，流体管材料和PFA衬里具有不同的热性能。这引起PFA衬里和流体管脱离而产生泄露和性能问题。利用PFA进行镶衬金属流体管的制造处理也是极其昂贵的。现有技术还建议塑料流体管和塑料流量计。这些现有技术中包括整个流量计是塑料的以及其中只有流体管是由塑料制成的。这种现有技术的大多数涉及金属流量计，并且仅仅包含一种断言，指出流量计可以由各种材料例如钢、不锈钢、钛或塑料制成。这种现有技术没有披露关于可以在包括温度在内的操作条件的范围内精确地输出信息的塑料的科里奥利流量计的内容。

只用塑料的流体管替代金属的流体管将产生一种看上去像流量计的结构。不过，这种结构不能作为流量计来在有用的操作条件范围内产生精确的输出信息。只是作为一种断言，认为流量计可以由塑料制成，这除去说明塑料可以替代金属之外，毫无意义。其没有教导如何制造塑料流量计来在有用的操作条件范围内产生精确的信息。

在一些应用中的问题是，一般的科里奥利流量计可以污染处理材料。这是其中超高纯度的材料必须借助于流量计提供给用户应用的系统所不希望的。在半导体芯片的制造中便是这种情况，其要求使用无污染物的处理材料，所述的污染物包括从处理材料流的路径的管子迁移的离子。在这种应用中，流体管可能是一个污染源。流体管的金属壁可以在处理材料流中释放离子。释放的离子可以使半导体晶片上的芯片成为有缺陷的。对于玻璃流体管同样如此，其可以从玻璃向处理材料流释放铅离子。对于由常规的塑料构成的流体管也同样如此。

一种被称为PFA的塑料则没有这个问题，因为构成这种塑料的材料不在材料流中释放有害的离子。在Vanderpol的美国专利5918285中建议使用PFA制造流体管。这个建议对于Vanderpol的专利是附带性的，因为该专利没有披露关于如何制造用于产生精确的流量信息的具有PFA流体管的流量计的信息。

发明内容