专利名称：一种使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种杆型静电消除器。更具体地，本发明涉及一种使用压 电陶瓷组件的杆型静电消除器，也涉及一种藉由使用一具有高频高压的应 用方法以提高静电荷消除性能和针清洁周期的技术。
背景技术：
作为本发明的先前技术，有韩国专利申请第10-512137号揭露了 「配 备有空气室使用脉冲AC高压电源的杆型电晕放电静电消除器」，以及韩国 专利申请第10-2005-32534号揭露了 「一杆型静电消除器」。另一个先前技 术的韩国专利申请第10-660461号Kyence揭露了 「游离设备及其用作放电 电极的杆j。
在先前技术中，还没有揭露出当应用高压时，使用压电陶瓷组件的杆 型静电消除器的情况。因此，很难提高放电针的清洁周期以执行防止空气 中的灰尘黏附在放电针上。
又，因为一般DC或者AC杆型静电消除器内产生离子的速率较低，所 以很难将产生出的离子的平衡控制在较低等级，而且由于放电针很快遭受 到污染，所以周期性清洁放电针的工作变得很复杂。
另外，由于要使用许多放电针，所以很难保养和管理该等放电针。又， 随着商业AC输入系统使用至今，安装并不容易而安全性难以得到保障。因 为迄今为止许多插座已插入针，所以已消耗非常多的空气。且以往很难控 制静电消除器的长度。
发明内容
技术问题
本发明主要用于解决先前技术中的问题，且其可提高离子的产生比率 并藉由产生具有低于现有杆型静电消除器内的高频之高压，以将该等离子 的平衡维持在非常低的水平，且本发明的目的是提供具有一种使用压电陶 瓷组件的静电消除器，以藉由使用相对低的「高压」提高很多针的清洁周
5期。
对于本发明额外的优点、目的和特点将在随后的描述中阐明，以及部 分内容将从描述中显而易见，或者可以通过实施本发明了解到。本发明的 目的和其它优点将藉由特别在描述中指出的结构和在此的申请专利范围以 及所附图式说明实现和获得。 技术手段
为解决上述技术问题，本发明提供一种一杆型静电消除器，其中用于 放电的具有高频的高压藉由压电陶瓷组件产生，至少包括一控制单元，用 于控制该压电陶瓷式静电消除器； 一放电针，藉由应用具有高频的高压执 行放电； 一主插座，为一反粒子探针夹具，用于防止存在于主插座内部的 放电针上产生出粒子；以及一气动体，用于将空气供应至该静电消除器。 有益效果
本发明的预期效果如下
第一，本发明中的频率约为72KHz，其较现有的离子杆之离子产生周期 快数十个Hz，如此将离子平衡保持于低水平是可行的。因此，本发明中透 过压电陶瓷组件应用具有高频的高压，其静电消除性能得到改进并且将离 子平衡控制于低水平内是容易的。
第二，依据在放电针上应用的电压，所述清洁周期可不同于静电消除 器内产生粒子的周期。即是，藉由使用低电压减少粒子的产生。因此本发 明中藉由使用陶瓷组件并采用反粒子探针夹具式样的主插座350，与先前的 粒子杆相比，可以藉由应用较低电压获取较长的清洁周期。
特别地，本发明具有一结构其透过第4b图所描绘的主插座空气输入孔 351流入的空气流出至主插座空气输出喷嘴352，放电针340周围具有复数 个空气孔以防止灰尘黏附在放电针的末端是可行的。因此，所述针的清洁 周期能够变为大约6个月，其较之前的周期更长。
第三，获得喷射注入喷嘴效果。从本发明的结果看出，空气的消耗降低。
第四，在气动块300组合处的气动体内部，空气流畅地流动。 第五，静电消除器的长度可被轻易地控制。第六，在气动块300的组合处防止空气泄漏。
第七，依据流动力学原理，藉由使用探针夹具空气消耗很少。这个原
因是当提供至气动块300的空气通常具有1 5 kg/cm2的空气压力，并且 空气透过第4b图中的主插座空气输出喷嘴352流出具有很快的速率，此流 出的空气与环境空气相比具有相对较低的压力，具有相对较高压力的环境 空气聚集在主插座350的末端。喷射插座360使聚集在主插座350末端的 环境空气连同透过复数个形成在主插座350下端处也形成在放电针340插 入的圆形孔处的凹槽所流出的空气一同流出，并且具有圆锥形从而获取更 快的速率。因此，在本发明中，可以藉由使用环境空气获取更大的空气量 而不增加流入静电消除器本身的空气量。
第八，当建立真实监控系统时，静电消除器最大控制在256。 第九，安装简单，藉由使用低压输入程序(DC 24伏特)，保证了安全。 第十，与先前技术相比，放电针的数量可减少至1/6，保养和维修比较 方便。即是，在本发明中，与先前技术相比离子产生速率较快，仅仅利用 1/6放电针获取如先前相同的效果是可行的。并且尽管由于体块具有插座的 结构，静电消除器的数量减少至先前技术的1/6，但依据性能使一体块具有 两个或者更多的插座是可行的。
第十一，消除存在于距离50 2000mm的静电是可行的。 附图的简要说明
图1是本发明一种使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器组件拆分状态的结 构。
图2是本发明一种使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器正常装配状态的结 构。
图3是依据图2在静电消除器中使用的气动块之结构；
图4是依据图2在静电消除器中使用的气动块之组配；
图5是依据图2在静电消除器中使用的针和插座之组合状态；
图6是图5的横切面；
图7是图5所示组合状态的内部结构；
图8是图7中"L"部分的放大7图9是依据图2之静电消除器的控制单元的结构；
图10-13是图9所示控制单元中电路连接关系的示意图14是依据本发明的压电式静电消除器中产生具有高频的高压之示例；
图15是依据本发明的压电式静电消除器的离子分布示意图16是脉冲AC型静电消除器的离子分布示意图。
图17是DC型静电消除器的离子分布示意图。
图18是AC型静电消除器的离子分布示意图。
本发明的最佳实施方式
依据本发明一杆型静电消除器iooo的最佳实施例组合，其中用于放电
的具有高频的高压藉由压电陶瓷组件产生，至少包括一控制单元600,用于 控制该压电陶瓷式静电消除器； 一放电针340，藉由应用具有高频的高压执 行放电； 一主插座350，为一反粒子探针夹具，用于防止存在于主插座内部 的放电针上产生出粒子；以及一气动体300，用于将空气供应至该静电消除
明-益o
控制单元600包括压电陶瓷组件610，用于产生具有高频的高压； 一感 测板310，藉由应用从压电陶瓷组件输出的具有高频的高压，测量出产生离 子的放电针340感应出的电荷数量； 一压电驱动器700，如果从感测板310 的感测结果中判断出所述压电陶瓷组件操作正常，则利用一感测放大器630 对感测板310的输出信号放大并将放大的信号回馈至压电陶瓷组件610，从 而使压电陶瓷组件610持续不断地产生出具有高频的高压； 一警报产生装 置640、 660，如果从感测板310的感测结果中判断出所述压电陶瓷组件操 作异常，则发出警报；以及一DC电源670，用于将DC电压提供至每一个组 件。
此时，本发明的特征在于在静电消除器的气动体300中，用于将从控 制单元600和所述主插座350流出的空气增强的喷射插座360分别与每个 控制单元及主插座组合，且所述静电消除器由一个或多个具有上述结构的 组合气动块300所组成。
在本实施例中，最佳的情况是所述控制单元600藉由组合感测板310 和用于固定该感测板的一螺丝钉380进行固定，并且所述放电针340和气
8动块的金属插入单元390透过组合针插座320而被组合在一起。
在本实施例中，最佳的情况是复数个突起形成在气动块300的一侧之
外部，而在另一侧的内部形成凹槽，以锁定复数个突起，且一硅帽370和
一硅片375组合在一起以防止当气动块300组合时的空气泄漏。
在本实施例中，最佳的情况是所述静电消除器的杆之长度控制透过组
合该气动块300而达成。
在本实施例中，最佳的情况是形成所述气动体的结构，以便在气动i央 300组合在一起时，气动体的内部的空气路径彼此连接，使空气在气动体内 流畅地流动，并且气动体之空气从主插座空气输入孔351流入，以及透过 主插座空气输出喷嘴352流出，该等主插座空气输出喷嘴为具有相同截面 积的复数个喷嘴，其中，所述主插座空气输出喷嘴在一放电针340的轴方 向内与其均匀地接触，而不是环绕在整个放电针340的周围。
在本实施例中，最佳的情况是一喷射插座360依据流体力学原理安装 在主插座350的下面，从而增加了从主插座350下面沿主空气输出喷嘴流 出的空气之量，并且因而延长了到达距离。
在本实施例中，最佳的情况是所述控制单元600进一步包括用于稳定 包含在DC电压内的波纹成分的一装置。
在本实施例中，用于消除电荷的有效距离最佳是50 2000mm，而当用 于消除电荷的有效距离为300mm的情况下，峰对峰值为土10V或者不到 士10V。
在本实施例中，用于消除电荷的有效距离最佳是50 2000mm，而当用 于消除电荷的有效距离为300mm的情况下，离子平衡为土7V或者不到士7V。
在本实施例中，依据本发明的使用压电陶瓷组件的静电消除器中，一 控制单元600黏附在一气动块300上，并且在所述主插座350之内具有用 于固定针的针插座320，而且在所述主插座350外面黏附喷射插座360，以 增强从主插座350输出的空气。
又本发明所中的静电消除器，具有上述结构的一个或多个气动块被组 合在一起。
可以了解到前面对于本发明的大概描述和下面对于本发明的详细描述具有实例性和解释性，并且将要对本发明的实施例提供作为申请专利范围的进一步解释。
现在，本发明中描述的结构和操作原理将参考所附图式进行详细说明。
首先，图1和2显示一种使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器的基本结构。在图l的静电消除器中，复数个气动块300组合在一起。该组合的气动块300的两侧存在一气动块左侧固定盖200和一气动块右侧固定盖400。该组合的气动块300透过一滑动系统与一壳500相组合，并且在壳500的两侧组合一侧盖100，且一控制单元600黏附在一气动块300上。
图3显示气动块300之结构。随着一气动块300组合一控制单元600产生具有高频的高压且针340开始放电，以及一硅0-环330插入主插座350的空气柱之下部以防止空气泄漏。
并且控制单元600与气动块300的一金属插入单元390组合，并且透过用于固定所述感测板的一螺丝钉与感测板310组合，以及在一气动块300的两端处存在用于固定控制单元的一突起单元308，并因此可改变固定的方向来固定所述控制单元600。又一放电针340与将连接至一气动块的金属插入单元390的针插座320组合。
图4说明一气动块300的组配。气动块300的一侧具有用于组合一气动块的突起单元305，而在另一侧具有用于组合一气动块的凹槽单元306。在将所述用于组合气动块的突起单元305插入所述用于组合一气动块的凹槽单元306并旋转和固定之后，硅帽370和硅片375与一组合区域组合在一起，以防止空气泄漏。在本发明中，静电消除器的杆长度的控制透过组合一个或多个气动块300来达成。形成依据本发明所述的一气动块300的结构，以便在组合气动块内，所述内部空气路径彼此相连而使空气在其中流畅地流动。
图5-8说明针340和插座350、 360之组合状态。在本发明中，针340与组合有主插座350的针插座320相组合，然后，空气透过在主插座350内形成的主插座输入空气孔351流入，并透过复数个主插座输出空气喷嘴352流出，该等主插座空气输出喷嘴352沿所述针的轴方向，朝向主插座350的端部均匀地与针组合，最后大量的空气透过一向外安装在主插座350下部之喷射插座360的下孔流出。
图9-13说明依据本发明之静电消除器的控制单元600的结构。第5a图说明依据本发明之压电式静电消除器1000的控制单元600之组成；第5b图显示其详细电路。
控制单元600包括压电陶瓷610、比较器620、感测放大器630、警报产生器640、用于警报的LED650、用于电源的LED660、 DC电源670(在这个示例中，DC24伏特)、感测单元680、放电针340以及压电驱动器700。在本发明的第5b图所说明的电路中，具有高频的高压藉由使用压电陶瓷组件应用至放电针340上，以产生+ 、 一离子。关于此电路的操作将在下文中说明。
如果在控制单元600上应用DC 24伏特，所述控制单元600开始运作。在第5b图的左下侧描绘出用于稳定DC电源的装置。这个装置提供用于稳定包含在DC电压内的波纹成分。第5b图由两部分构成上部分和下部分，且该上部分利用一感测单元310感测压电陶瓷的输出信号，并利用比较器620与参考电压进行比较和决定所述输出信号为正常，如果比较的结果异常，则产生警报信号。所述警报信号透过警报产生器640传输至警报装置。即是本发明决定感测到的所述输出信号是否正确，如果感测操作有误，则其输出警报信号。
此时，警报产生的原因如下
1. 当高压输出信号低于正常状态时
2. 当感应的状态高压异常时
3. 当由于白化现象，灰尘在放电针中或者放电不稳定时。
所述电路的下部分具有一结构用于陶瓷的回馈，如果藉由上述描述的结果中得到输出信号是正常的，则将经由一放大器630放大的输出信号再一次发送至压电陶瓷以持续地产生高压。其对应于压电驱动器700。
感测单元310透过放电针340监控陶瓷610的输出。即是，感测单元310藉由利用放电针340上应用的具有高频的高压所感应的电荷量，感测所
述输出电压是否正常。
压电陶瓷610连接至放电针340，感测单元310的所述输出信号连接至
ii压电驱动器700和警报产生器640，并且所述压电驱动器700连接至陶瓷610。
如上所述，本发明中所使用的压电系统名为压力-电子陶瓷或者压电组件，如果在所述系统给定电能，则该电能转换为机械能然后机械能再一次转换为电能。在本发明中，藉由将压力-电子陶瓷制造为多层的形式以产生具有低输入电压的高压是可行的。并且，随着具有高频(约72KHz)的高AC电压被应用时，少许灰尘黏附在放电针的末端，而且随着产生出的离子量相对较高，仅仅具有一些放电针的所述系统可具有一高静电消除能力。
图14说明依据本发明的压电式静电消除器产生具有高频的高压之示例。从第6图中，我们可以了解压电式静电消除器产生具有高频的高压具有约在72KHz的频率处士 2.5 KV的振幅。
图15-18显示压电式静电消除器的离子分布以及现有脉冲AC/DC/AC式静电消除器。即是，图15说明依据本发明之压电式静电消除器的离子分布，图16说明脉冲AC式静电消除器的离子分布，图17说明DC式静电消除器的离子分布，以及图18说明AC式静电消除器的离子分布。当在图15-18中的压电系统中离子非常交替地产生，离子平衡表现远优于现有的脉冲AC式、DC式和AC式的表现。
另一方面，相较于现有的静电消除器，本发明之最大特点是根据粒子聚积的白化现象不同，而且所述白化现象小于普通杆型静电消除器。这个事实意味着灰尘聚积后藉由自身重量或者振动在一体内被分开的问题取得重大的改进。
从衰减时间的角度考虑本发明，参考现场的处理操作速度，产物转换的通常衰减时间参考为3秒或者3秒以下，而一个固定产物的通常衰减时间参考为5秒或者5秒以下，所以依据本发明的静电消除器之测量结果，可以发现本发明是令人满意的。
而从离子平衡及峰对峰值的角度考虑本发明，本发明显示相较于现有的杆型静电消除器之非常低的离子平衡特性，并且关于峰对峰值，从高压电源出现的外部电场之指数其显示出极好的结果。这些结果对于静电消除器的安全操作方面至关重要，并且相较于现有的静电消除器，本发明的优
12越性显而易见。
如此，本发明可进行不同的转变并具有多种形式，关于以上所述仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。工业实用性
本发明可应用于包括LCD制造和半导体制造在内的多种工业领域。
权利要求
1.一种使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中用于放电的具有高频的高压藉由压电陶瓷组件所产生，并且所述静电消除器至少包括一控制单元，控制所述压电陶瓷型静电消除器；一放电针，藉由应用具有高频的高压执行放电；一主插座，为一反粒子探针夹具，以防止存在于所述主插座内部之内的所述放电针上产生粒子；以及一气动体，将空气提供至所述静电消除器，且所述控制单元包括压电陶瓷组件，产生具有高频的高压；一感测板，藉由应用从所述压电陶瓷组件输出的具有高频的高压，测量产生离子的所述放电针所感应的电荷量；一压电驱动器，如果从所述感测板的感测结果判断出所述压电陶瓷组件操作正常，则藉由一感测放大器将所述感测板的输出信号放大并将该等放大信号回馈至所述压电陶瓷组件的过程，使所述压电陶瓷组件持续地产生具有高频的高压；一警报产生装置，如果从所述感测板的感测结果判断出所述压电陶瓷组件操作异常，则产生警报；以及一DC电源，用于将DC电压提供至每一个所述组件，而其特征在于一喷射插座，以放大从所述控制单元而来的气流，且所述主插座与每一所述控制单元组合，且所述主插座分别在所述静电消除器的气动体中，且所述静电消除器由一个或多个具有上述结构的气动块所组成。
2. 根据权利要求1所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中，所 述控制单元藉由将所述感测板和用于固定所述感测板的所述螺丝钉组合 而固定，并且所述放电针和所述气动块的金属插入单元透过与针插座的组合而组合在一起。
3. 根据权利要求l所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中，复 数个突起在所述气动块的一侧外部内形成，并且在另一侧内部内形成凹 槽，以锁定该等复数个突起，然后将硅帽和硅片组合在一起，用以防止 当气动块组合在一起时的空气泄漏。
4. 根据权利要求l所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中，所述静电消除器的杆长度控制透过气动块的组合达成。
5. 根据权利要求1所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中，形 成气动体结构，以便在气动块组合时，气动体的内部的空气路径彼此相 连，从而使空气在气动体内部流畅地流动，然后，该等气动体内的空气 从主插座输入孔流入，透过复数个具有相同截面积的主插座空气输出喷 嘴流出，其中，所述主插座空气输出喷嘴在一放电针的一轴的方向内与之均匀地接触， 而不是环绕在整个所述放电针的周围。
6. 根据权利要求l所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中，透 过所述主插座空气输入孔流入的空气沿所述放电针周围形成的主插座空 气输出喷嘴流动，以朝向所述主插座的末端流出，并且所述喷射插座安 装在所述主插座的下部，以便增加流动空气量并获取喷射注入效果。
7. 根据权利要求l所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中，依 据流体力学原理，安装一喷射插座以便延长流出空气的到达距离。
8. 根据权利要求l所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中，所 述控制单元进一步包括-用于稳定包含在DC电压内之波纹成分的一装置。
9. 根据权利要求l所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中，用于消除电荷的有效距离为50 2000mm，当用于消除电荷的有效距离为 300mm的情况下，所述峰对峰值为士10V或者不到士10V。
10. 根据权利要求l所述的使用压电陶瓷组件的杆型静电消除器，其中， 用于消除电荷的有效距离为50 2000mm，当用于消除电荷的有效距离 为300mm的情况下，所述离子平衡为土7V或者不到土7V。
全文摘要
本发明涉及一种杆型静电消除器。所述消除器至少包括一控制单元、一放电针、防止粒子在针上产生的一主插座、以及一气动体。所述控制单元包括压电陶瓷组件，产生具有高频的高压；一感测板，测量电荷量；一压电驱动器，使压电陶瓷组件持续地产生具有高频的高压；一警报产生装置，当压电陶瓷组件操作异常时产生警报；以及一DC电源。一控制单元和一喷射插座分别与静电消除器的一气动体组合，并且所述消除器由一个或一个以上组合的气动块组成。所述消除器具有压电陶瓷组件控制单元且较旧有的具有更少的针。所述针清洁周期长，离子平衡范围低并且在远距离消除电离子是可行的。
文档编号H05F1/00GK101682978SQ200880014781
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月16日 优先权日2007年5月17日
发明者崔日坤, 李东勋, 柳钟镇, 郑容哲, 金炫秀, 金载烈 申请人:禅才高科技股份有限公司