本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造及精密機(jī)械清洗設(shè)備，具體為智能流量調(diào)控型單片濕法清洗機(jī)管路系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制造與精密機(jī)械加工領(lǐng)域，單片濕法清洗機(jī)扮演著不可或缺的角色，其清洗效能直接關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量與性能，這類高精尖設(shè)備采用先進(jìn)的濕法清洗技術(shù)，能夠深入清除芯片或精密零部件表面的微粒、有機(jī)物殘留、金屬雜質(zhì)及自然氧化層，確保材料表面達(dá)到極高的潔凈度標(biāo)準(zhǔn)，通過精確控制清洗液的溫度、濃度、流量及噴淋角度，單片濕法清洗機(jī)能夠針對不同材質(zhì)與工藝需求，實(shí)現(xiàn)定制化清洗方案，有效避免化學(xué)腐蝕與機(jī)械損傷，保護(hù)工件表面完整性，此外，自動化與智能化的清洗流程設(shè)計，不僅提高了生產(chǎn)效率，還顯著降低了人為操作誤差，確保了清洗過程的一致性與穩(wěn)定性，因此，優(yōu)化單片濕法清洗機(jī)的清洗效果，對于提升半導(dǎo)體器件的良率、延長精密機(jī)械部件的使用壽命，以及推動相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級，具有深遠(yuǎn)的意義。

2、在當(dāng)前的單片濕法清洗機(jī)應(yīng)用時多階段清洗流程中，每個階段對清洗液流量的需求是精確且多變的，旨在滿足不同污染物去除的特定要求，然而，傳統(tǒng)管路系統(tǒng)在設(shè)計上往往缺乏靈活性與精確度，無法根據(jù)各階段實(shí)際需求動態(tài)調(diào)整流量分配，這直接導(dǎo)致了在實(shí)際操作中，部分清洗區(qū)域因流量過剩而造成不必要的浪費(fèi)，甚至可能引發(fā)過度清洗導(dǎo)致的表面損傷；而另一些區(qū)域則因流量不足，清洗不徹底，殘留物殘留，嚴(yán)重影響了清洗效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)管路系統(tǒng)中流量分配不均、壓力波動大導(dǎo)致的清洗效果不穩(wěn)定問題，而提出的智能流量調(diào)控型單片濕法清洗機(jī)管路系統(tǒng)。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

3、智能流量調(diào)控型單片濕法清洗機(jī)管路系統(tǒng)，包括高精度pid流量控制模塊、壓力自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制、自動化控制系統(tǒng)和智能故障診斷與預(yù)防維護(hù)系統(tǒng)；

4、其中高精度pid流量控制模塊采用高精度渦輪流量計，選用帶有閉環(huán)控制功能的電動調(diào)節(jié)閥，結(jié)合pid控制算法，具體為位置式pid算法實(shí)現(xiàn)對流量的快速、精確調(diào)節(jié)，確保各清洗階段流量穩(wěn)定在預(yù)設(shè)值±1%范圍內(nèi)；

5、其中壓力自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制：在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)安裝honeywell?26pca系列壓電式壓力傳感器，提供±0.1%fs的高精度壓力監(jiān)測，確保系統(tǒng)壓力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采用集成自適應(yīng)算法的智能壓力調(diào)節(jié)器保持系統(tǒng)壓力在設(shè)定值±0.05mpa范圍內(nèi)波動；

6、其中自動化控制系統(tǒng)集成基于arm?cortex-a系列處理器的嵌入式中央控制單元，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速處理與決策，并提供7英寸彩色觸摸屏用戶界面，支持圖形化顯示清洗流程、實(shí)時流量與壓力曲線，并設(shè)有預(yù)警與報警提示功能，操作簡便直觀；

7、其中智能故障診斷與預(yù)防維護(hù)系統(tǒng)利用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練svm模型進(jìn)行異常狀態(tài)識別，結(jié)合決策樹模型進(jìn)行故障分類，提高故障識別的準(zhǔn)確性與效率，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)與系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，通過內(nèi)置算法分析預(yù)測維護(hù)需求，自動向用戶推送維護(hù)提示及系統(tǒng)優(yōu)化建議，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)。

8、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

9、更進(jìn)一步的，所述渦輪流量計選用krohne?optiflux系列高精度渦輪流量計，流量計應(yīng)安裝在管路系統(tǒng)的關(guān)鍵位置，確保能夠準(zhǔn)確測量并反映各清洗階段的實(shí)際流量情況，安裝時需考慮流體的流向、溫度、壓力等因素，確保測量準(zhǔn)確，渦輪流量計通過內(nèi)置傳感器將流量轉(zhuǎn)換為電信號輸出，該信號為4-20ma模擬信號或數(shù)字信號，信號通過專用電纜傳輸至中央控制單元，中央控制單元內(nèi)置的信號處理模塊對接收到的信號進(jìn)行濾波、放大等處理，以消除噪聲干擾，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

10、更進(jìn)一步的，所述電動調(diào)節(jié)閥選用siemens?sipart?ps2系列電動調(diào)節(jié)閥，閥門需根據(jù)管路系統(tǒng)的流量范圍、壓力等級及介質(zhì)特性進(jìn)行選型，確保閥門能夠滿足系統(tǒng)要求，電動調(diào)節(jié)閥內(nèi)置閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)接收來自中央控制單元的流量設(shè)定值信號，并與渦輪流量計反饋的實(shí)際流量信號進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，閉環(huán)控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥門的開度來改變流量，直至實(shí)際流量達(dá)到或接近設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)流量的精確控制。

11、更進(jìn)一步的，所述pid控制算法在嵌入式中央控制單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)，通過編寫專用的控制軟件來實(shí)現(xiàn)算法的邏輯和計算過程，控制軟件實(shí)時接收來自渦輪流量計的流量信號和來自用戶界面的流量設(shè)定值信號，通過pid算法計算得到控制量，并輸出至電動調(diào)節(jié)閥的閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)流量的精確控制。

12、更進(jìn)一步的，所述智能壓力調(diào)節(jié)器內(nèi)置集成自適應(yīng)算法，該算法能夠根據(jù)系統(tǒng)壓力的實(shí)際變化情況，自動調(diào)整控制策略，以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)壓力的精確控制，算法通過不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化，能夠逐漸適應(yīng)系統(tǒng)的動態(tài)變化，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)系統(tǒng)壓力偏離設(shè)定值時，智能壓力調(diào)節(jié)器會根據(jù)偏差的大小和方向，自動調(diào)整控制量如調(diào)節(jié)閥的開度，以恢復(fù)系統(tǒng)壓力至設(shè)定值，同時，算法還會考慮系統(tǒng)的動態(tài)特性和滯后性，確保調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)、快速且準(zhǔn)確，用戶還可以通過中央控制單元的用戶界面設(shè)置系統(tǒng)壓力的設(shè)定值，設(shè)定值一旦確定，智能壓力調(diào)節(jié)器就會根據(jù)該值進(jìn)行壓力控制，通過集成自適應(yīng)算法的智能壓力調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)壓力能夠保持在設(shè)定值±0.05mpa的范圍內(nèi)波動，這一范圍是根據(jù)系統(tǒng)需求和精度要求設(shè)定的，確保了系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性和一致性，系統(tǒng)還具備故障監(jiān)測與報警功能，當(dāng)傳感器或調(diào)節(jié)器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會自動發(fā)出報警信號，并采取相應(yīng)的保護(hù)措施如切斷電源、關(guān)閉閥門等，以防止故障擴(kuò)大對系統(tǒng)造成損害。

13、更進(jìn)一步的，在數(shù)據(jù)處理與決策層面，系統(tǒng)采用嵌入式linux或android等穩(wěn)定可靠的操作系統(tǒng)，支持多任務(wù)并發(fā)處理，通過開發(fā)專用的數(shù)據(jù)處理算法，系統(tǒng)能實(shí)時對傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、異常檢測和趨勢預(yù)測，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，隨后，決策支持系統(tǒng)根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的閾值、規(guī)則，自動調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)并發(fā)送控制指令，實(shí)現(xiàn)自動化控制流程。

14、更進(jìn)一步的，所述自動調(diào)整系統(tǒng)通過部署在設(shè)備上的各類傳感器如溫度、壓力、振動、電流等傳感器實(shí)時采集設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集頻率根據(jù)設(shè)備特性和維護(hù)需求設(shè)定，確保數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性，對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除噪聲、異常值和冗余信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮和降維處理，提高后續(xù)處理效率，提取關(guān)鍵特征，如時域特征均值、方差、峰值等、頻域特征功率譜、頻譜熵等和時頻域特征小波變換系數(shù)、能量譜密度等，利用歷史數(shù)據(jù)中的正常狀態(tài)和異常狀態(tài)樣本，訓(xùn)練支持向量機(jī)（svm）模型，通過特征選擇和優(yōu)化算法，提高svm模型的分類性能和泛化能力，設(shè)定合適的核函數(shù)和參數(shù)，確保模型能夠準(zhǔn)確識別設(shè)備的異常狀態(tài)，在svm模型識別出異常狀態(tài)后，利用決策樹模型對異常狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步分類，決策樹模型根據(jù)故障特征構(gòu)建分類規(guī)則，將異常狀態(tài)細(xì)分為具體的故障類型，通過剪枝和優(yōu)化算法，提高決策樹模型的分類精度和效率。

15、更進(jìn)一步的，基于svm和決策樹模型的識別結(jié)果，結(jié)合設(shè)備的運(yùn)行歷史和當(dāng)前狀態(tài)，利用時間序列分析算法預(yù)測設(shè)備未來的故障趨勢，分析預(yù)測結(jié)果，確定故障發(fā)生的可能時間和影響程度，根據(jù)故障預(yù)測結(jié)果，制定預(yù)防性維護(hù)計劃，確定維護(hù)的優(yōu)先級、時間和所需資源，評估維護(hù)計劃的成本和效益，確保維護(hù)活動的經(jīng)濟(jì)性和可行性，設(shè)計直觀、易用的用戶交互界面，展示設(shè)備的實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)、故障識別結(jié)果和維護(hù)計劃，提供用戶查詢、修改和確認(rèn)維護(hù)計劃的功能，當(dāng)系統(tǒng)檢測到潛在的故障風(fēng)險或需要執(zhí)行維護(hù)計劃時，自動向用戶推送維護(hù)提示和系統(tǒng)優(yōu)化建議，通過短信、郵件或系統(tǒng)通知等方式，確保用戶能夠及時獲取相關(guān)信息，根據(jù)用戶反饋和維護(hù)效果，不斷優(yōu)化系統(tǒng)的算法和模型，改進(jìn)數(shù)據(jù)采集和處理流程，提高系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性，，通過在線學(xué)習(xí)和更新機(jī)制，保持模型的時效性和準(zhǔn)確性。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的技術(shù)方案具有以下有益技術(shù)效果：

17、本發(fā)明的智能流量調(diào)控型單片濕法清洗機(jī)管路系統(tǒng)，集高精度pid流量控制、壓力自適應(yīng)調(diào)節(jié)、自動化控制及智能故障診斷與預(yù)防維護(hù)于一身，改善了傳統(tǒng)管路系統(tǒng)的不足，系統(tǒng)通過高精度渦輪流量計與閉環(huán)控制的電動調(diào)節(jié)閥，結(jié)合位置式pid算法，實(shí)現(xiàn)了清洗液流量的精準(zhǔn)、快速調(diào)節(jié)，確保了各清洗階段流量分配的均勻性與穩(wěn)定性，既防止了流量過剩造成的浪費(fèi)與損傷，又消除了流量不足引起的清洗不徹底問題，極大提升了清洗效果的一致性，同時，honeywell?26pca壓電式壓力傳感器與智能壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)合，精準(zhǔn)監(jiān)控并調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)部壓力，減少了壓力波動對清洗質(zhì)量的干擾，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定可控性，該系統(tǒng)還搭載了基于arm?cortex-a處理器的強(qiáng)大控制單元，配備7英寸彩色觸摸屏，以圖形化界面直觀展示清洗流程、實(shí)時流量與壓力數(shù)據(jù)，并提供預(yù)警報警功能，操作便捷且信息一目了然，提升了生產(chǎn)效率與安全性，更重要的是，智能故障診斷與預(yù)防維護(hù)系統(tǒng)，通過svm與決策樹模型精準(zhǔn)識別并分類故障，預(yù)測性維護(hù)建議的推送，實(shí)現(xiàn)了從被動維修到主動預(yù)防的轉(zhuǎn)變，大幅降低了設(shè)備故障率，延長了使用壽命，減少了停機(jī)損失，顯著提升了整體運(yùn)營效率。