低温泵及低温泵的控制方法与流程

低温泵及低温泵的控制方法
1.本技术主张基于2020年3月18日申请的日本专利申请第2020
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048148号的优先权。该日本技术的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
2.本发明涉及一种低温泵及低温泵的控制方法。


背景技术：

3.低温泵是通过冷凝或吸附将气体分子捕捉于冷却至超低温的低温板上并进行排出的真空泵。低温泵通常用于实现半导体电路制造工艺等中要求的清洁的真空环境。低温泵是所谓的气体捕集式真空泵，因此需要定期进行将捕捉到的气体向外部排出的再生。
4.在已知低温泵中，根据由压力传感器测定的低温泵内压来控制用于排出气体的通气阀的开闭动作。并且，该通气阀构成为通过低温泵内外的压差被机械性地打开的安全阀，其能够释放在再生期间可能会在低温泵内产生的过高的压力。
5.专利文献1：日本特开2012
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149530号公报
6.本发明人对上述低温泵进行了研究，并认识到以下问题。作为设置于低温泵的压力传感器，采用能够测定真空(优选能够测定从真空至大气压)的类型的压力传感器。在大多数情况下，这种压力传感器并不直接测定压力，而是根据气体与传感器之间的相互作用而间接测定压力。例如，皮拉尼真空计根据热传导进行测定，其具有高温的金属细线，并基于与金属细线冲撞的气体分子吸收热量而冷却金属细线来测定压力。这种间接测定方式不可避免取决于气体温度或气体物性的测定误差。
7.在低温泵的再生期间，低温泵的温度从超低温到室温或比其更高温度的宽温度范围内发生变动，而且，在低温泵内包含捕捉到的各种类型的气体气化并混合而成的气体。因此，在低温泵的再生期间获得的压力传感器的测定压力可能包括大误差。其结果，基于压力传感器的测定压力的通气阀的开闭动作也可能变得不准确。


技术实现要素：

8.本发明的一种实施方式的示例性目的之一为，在低温泵的再生期间使通气阀在准确的时刻打开。
9.根据本发明的一种实施方式，低温泵具备：低温泵容器；压力传感器，测定低温泵容器内的压力，并生成表示测定压力的时序压力数据；通气阀，设置于低温泵容器上，所述通气阀可以基于控制而被开闭并且也可以基于低温泵容器内外的压差而被机械性地打开；及控制器，在低温泵再生期间，根据来自压力传感器的时序压力数据来检测测定压力的稳定化，并在检测到了测定压力的稳定化使进行使通气阀打开的控制。
10.根据本发明的一种实施方式，提供一种低温泵的控制方法。低温泵具备：低温泵容器；压力传感器；及通气阀，设置于低温泵容器上，所述通气阀可以基于控制而被开闭并且也可以基于低温泵容器内外的压差而被机械性地打开。控制方法具备如下步骤：使用压力
传感器测定低温泵容器内的压力，并生成表示测定压力的时序压力数据；及根据时序压力数据来检测测定压力的稳定化，并在检测到了测定压力的稳定化时进行使通气阀打开的控制。
11.另外，以上构成要件的任意组合或将本发明的构成要件或表述在方法、装置及系统等之间彼此替换的方式也作为本发明的实施方式而有效。
12.根据本发明，在低温泵的再生期间能够使通气阀在准确的时刻打开。
附图说明
13.图1是概略地表示实施方式所涉及的低温泵的图。
14.图2是更详细地表示图1所示的通气阀的示意图。
15.图3是表示在低温泵的再生期间可能会产生的低温泵容器的内压上升的示意图。
16.图4是实施例所涉及的控制器的框图。
17.图5是表示实施例所涉及的低温泵的控制方法的流程图。
18.图中：10
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低温泵，16
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低温泵容器，20
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控制器，22
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压力传感器，28
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通气阀。
具体实施方式
19.以下，参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。在以下说明及附图中，对相同或等同的构成要件、部件及处理标注相同的符号，并适当省略重复说明。为了便于说明，在附图中，适当设定各部分的比例和形状，除非另有说明，其并不作限定性解释。实施方式为示例，并不对本发明的范围作任何限定。在实施方式中记载的所有特征或其组合并不一定是发明的本质。
20.图1是概略地表示实施方式所涉及的低温泵10的图。低温泵10例如安装于离子注入装置、溅射装置、蒸镀装置或其他真空处理装置的真空腔室，并用于将真空腔室内部的真空度提高至所期望的真空处理中要求的水平。例如，在真空腔室中实现10
‑5pa至10
‑8pa左右的高真空度。
21.低温泵10具备压缩机12、制冷机14、低温泵容器16、低温板18及控制器20。并且，低温泵10还具备压力传感器22、粗抽阀24、吹扫阀26及通气阀28，这些阀设置于低温泵容器16上。
22.压缩机12构成为从制冷机14回收制冷剂气体，并将回收的制冷剂气体进行升压后再次将制冷剂气体供给到制冷机14。制冷机14还被称为膨胀机或冷头，其与压缩机12一同构成超低温制冷机。压缩机12与制冷机14之间的制冷剂气体的循环伴随制冷机14内的制冷剂气体的适当的压力变动和容积变动，由此构成产生寒冷的热力学循环，制冷机14的冷却台被冷却至所期望的超低温。由此，能够将与制冷机14的冷却台热连接的低温板18冷却至目标冷却温度(例如10k～20k)。制冷剂气体通常是氦气，但也可以使用其他适当的气体。为了便于理解，图1中用箭头来表示制冷剂气体的流动方向。作为一例，超低温制冷机是二级式的吉福德
‑
麦克马洪(gifford
‑
mcmahon；gm)制冷机，但也可以是脉冲管制冷机、斯特林制冷机或其他类型的超低温制冷机。
23.低温泵容器16是被设计成在低温泵10的真空排气运行中保持真空并且能够承受周围环境的压力(例如大气压)的真空容器。低温泵容器16具备具有进气口17的低温板容纳
部16a和制冷机容纳部16b。低温板容纳部16a具有进气口17被开放且其相反侧则被封闭的圆顶状的形状，低温板18与制冷机14的冷却台一同容纳于其内部。制冷机容纳部16b具有圆筒状的形状，其一端固定于制冷机14的室温部，另一端连接于低温板容纳部16a，并在其内部插入有制冷机14。从低温泵10的进气口17进入的气体通过冷凝或吸附被捕捉到低温板18。由于低温泵10的结构(例如，低温板18的配置及形状等)可以适当地采用各种公知的结构，因此在此不作详述。
24.控制器20构成为控制低温泵10。控制器20可以一体地设置于低温泵10上，也可以构成为与低温泵10分体的控制装置。
25.在低温泵10的真空排气运行中，控制器20可以根据低温板18的冷却温度来控制制冷机14。在低温泵容器16内可以设置有测定低温板18的温度的温度传感器23，控制器20可以与温度传感器23连接，从而接收表示低温板18的测定温度的温度传感器的输出信号。
26.并且，在低温泵10的再生运行中，控制器20可以根据低温泵容器16内的压力(或者，根据需要，根据低温板18的温度及低温泵容器16内的压力)来控制制冷机14、粗抽阀24、吹扫阀26及通气阀28。控制器20也可以与压力传感器22连接，从而接收表示低温泵容器16内的测定压力的压力传感器的输出信号(例如，包括后述的时序压力数据d1)。
27.详细内容将进行后述，在低温泵再生期间，控制器20根据来自压力传感器22的时序压力数据d1来检测测定压力的稳定化，并在检测到了测定压力的稳定化时进行使通气阀28打开的控制。
28.关于控制器20的内部结构，在硬件方面可以通过以计算机的cpu或存储器为代表的元件或电路来实现，在软件方面可以通过计算机程序等来实现，但是在图中适当地描绘成通过它们的协作来实现的功能框。本领域技术人员应当可以理解，这些功能框可以通过硬件及软件的组合以各种形式实现。
29.例如，控制器20可以通过cpu(central processing unit：中央处理单元)或微型计算机等处理器(硬件)与处理器(硬件)所执行的软件程序的组合来实现。这种硬件处理器例如可以由fpga(field programmable gate arra y：现场可编程门阵列)等可编程逻辑设备构成，也可以是可编程逻辑控制器(plc)等控制电路。软件程序可以是用于使控制器20执行低温泵10的再生的计算机程序。
30.压力传感器22测定低温泵容器16内的压力，并生成表示测定压力的时序压力数据d1。压力传感器22安装于低温泵容器16(例如，制冷机容纳部16b)上。压力传感器22可以将测定的压力值的数据依次输出给控制器20中储存从而生成时序压力数据d1。由于压力传感器22周期性地测定低温泵容器16内的压力，因此时序压力数据d1表示低温泵容器16内的测定压力的经时变化。换言之，时序压力数据d1包括在彼此不同的时刻测定的至少两个以上的压力测定值。
31.压力传感器22具有包括真空(例如，低温泵10的动作开始压力1～10p a)和大气压这两者的宽的测量范围。优选地，测量范围至少包括在再生处理中可能会产生的压力范围。在该实施方式中，作为压力传感器22，使用大气压皮拉尼真空计(可以测定大气压的皮拉尼真空计)。或者，压力传感器22例如也可以是晶体压力计或根据气体与传感器之间的相互作用而间接测定压力的其他压力传感器。
32.粗抽阀24安装于低温泵容器16(例如，制冷机容纳部16b)上。粗抽阀24与设置在低
温泵10的外部的粗抽泵(未图示)连接。粗抽泵是用于将低温泵10真空抽气至其动作开始压力的真空泵。在粗抽阀24通过控制器20的控制而被开放的情况下，低温泵容器16与粗抽泵连通，在粗抽阀24被关闭的情况下，低温泵容器16与粗抽泵被阻断。若打开粗抽阀24并使粗抽泵进行动作，则能够对低温泵10进行减压。
33.吹扫阀26安装于低温泵容器16(例如，低温板容纳部16a)上。吹扫阀26与设置在低温泵10的外部的吹扫气体供给装置(未图示)连接。在吹扫阀26通过控制器20的控制而被开放的情况下，吹扫气体供给到低温泵容器16，在吹扫阀26被关闭的情况下，对低温泵容器16的吹扫气体的供给被阻断。吹扫气体例如可以是氮气或其他干燥气体，吹扫气体的温度例如可以被调整为室温或者可以被加热为比室温更高的温度。通过使吹扫阀26开启从而使吹扫气体导入到低温泵容器16，能够使低温泵10升压。并且，能够使低温泵10从超低温升温至室温或比其更高的温度。
34.通气阀28安装于低温泵容器16(例如，制冷机容纳部16b)上。通气阀28是为了将流体从低温泵10的内部排出到外部而设置的。通气阀28与将排出的流体导向低温泵10外部的储罐(未图示)的排出管线30连接。或者，在排出的流体为无害流体的情况下，通气阀28也可以构成为将排出的流体直接排放到周围环境。从通气阀28排出的流体基本上是气体，但是也可以是液体或气液混合物。
35.通气阀28可以基于控制而被开闭并且也可以基于低温泵容器16内外的压差而被机械性地开闭。通气阀28例如是常闭型的控制阀，其构成为还作为所谓的安全阀而发挥功能。通气阀28还预先设定有闭阀力，以便在规定的压差作用下被机械性地开放。该开阀压差例如可以考虑可能作用于低温泵容器16的内压及结构耐久性等而适当地设定。由于低温泵10的外部环境通常为大气压，因此开阀压差以大气压为基准而设定为规定值。关于通气阀28的闭阀力的设定，参考图2进行后述。
36.通气阀28按照从控制器20输入过来的指令信号s1而开闭。例如，在再生期间等从低温泵10排放流体时，控制器20使通气阀28打开。在不应该排放时，控制器20使通气阀28关闭。另一方面，通气阀28在开阀压差作用时被机械性地开放。因此，在低温泵内部的压力因某种原因而成为高压的情况下，通气阀28无需控制即可被机械性地开放。由此，能够释放出内部的高压。如此，通气阀28作为安全阀而发挥功能。如此，通过将通气阀28兼作安全阀，与分别设置两个阀的情况相比，能够获得降低成本及节省空间的优点。
37.图2是更详细地表示图1所示的通气阀28的示意图。在图2中的用实线表示的关闭状态下，通气阀28阻断从真空端口84向排气端口86的流通。真空端口84连接于低温泵容器16，排气端口86连接于排出管线30(或者也可以直接向外部环境开放)。另一方面，在开放状态下，通气阀28容许从真空端口84朝向排气端口86的排出流a。用虚线来表示开放状态下的阀体的位置。从真空端口84流入通气阀28中的排出流a在通气阀28的内部垂直折弯后从排气端口86流出。
38.通气阀28具有通过阀框体88而与外部隔开的阀室90及活塞室92。阀室90与活塞室92彼此相邻并且被隔板94隔开。隔板94是与真空端口84对置的阀室90的内壁。阀室90设置有两个开口，一个开口是上述真空端口84，另一个开口是排气端口86。
39.在阀室90中容纳有作为通气阀28的阀体的阀板96。阀板96的外形尺寸大于真空端口84的开口尺寸，以使阀板96的外周部按压于真空端口84的周围部分98。例如，阀板96及真
空端口84为同心的圆形状，阀板96的直径大于真空端口84的直径。阀板96的外周部按压于真空端口84的周围部分98的区域(例如，环状区域)作为密封面100而发挥功能。在密封面100设置有用于密封的o型环(未图示)。该o型环例如容纳于形成在密封面100内的阀板96上的槽部。
40.在活塞室92中容纳有通气阀28的阀驱动机构的一部分(即，活塞102)。活塞102的外侧面能够滑动地支承于活塞室92的内壁。活塞室92被活塞102分隔成两个室。活塞102经由连结轴104与阀板96连结在一起。连结轴104是从阀板96的与密封面100侧相反一侧的面的中心部垂直延伸并且固定于活塞102的棒状部件。连结轴104贯穿隔板94，并且，连结轴104例如经由轴承(未图示)沿轴向可移动地支承于该贯穿孔中。因此，活塞102可以沿着活塞室92的内壁在连结轴104的轴向上滑动。通过连结轴104的固定，阀板96与活塞102能够一体地沿轴向移动。
41.阀驱动机构例如是气动式驱动机构。即，通过将压缩空气供给到活塞室92来驱动活塞102。阀驱动机构可以包括电磁阀，该电磁阀用于切换向活塞室92供给压缩空气及停止供给压缩空气。在被活塞102分隔的活塞室92的一个室中设置有压缩空气的供给口及排出口，这些供给口及排出口与包括上述电磁阀在内的压缩空气供给系统连接。控制器20控制电磁阀的开闭。若电磁阀被开放，则压缩空气供给到活塞室92，活塞102从初始位置开始移动。若电磁阀被关闭，则压缩空气从活塞室92排放，活塞102基于后述弹簧106的作用而返回到初始位置。
42.另外，阀驱动机构也可以是其他任意的驱动机构。例如，可以是通过电磁线圈的电磁吸引力来直接驱动活塞102的所谓的直动式，或者也可以是通过线性马达或步进马达等适当的马达来驱动阀体的方式。
43.通气阀28具备包括弹簧106的闭阀机构。弹簧106是为了将阀板96的外周部按压于真空端口84的周围部分98从而使密封压力作用于密封面100而设置的。弹簧106朝向与从真空端口84流入的排出流a相反的方向对阀板96施力。弹簧106的一端安装于阀板96的与密封面100相反一侧的面，另一端则安装于隔板94，并且沿着连结轴104设置。如此，通气阀28构成为常闭型的控制阀。
44.弹簧106以规定压缩力的安装荷载安装，该安装荷载确定通气阀28的闭阀力。即，在基于压差而作用于阀板96上的压力差超过了弹簧的安装荷载(即，闭阀力)时，阀板96会基于压力差而稍微移动，从而打开通气阀28(单点划线)。通过该机械性的开阀，容许从真空端口84朝向排气端口86的流动。在低温泵10的真空排气运行中，真空侧的压力低于排气侧的压力。由于弹簧106将阀板96推向真空端口84，因此通气阀28不会被机械性地打开。在真空端口84侧的压力高于排气端口86侧的压力的特殊情况下，通气阀28才能被机械性地打开。
45.另外，通气阀28的闭阀机构并不只限于弹簧式。例如，也可以是基于磁力的闭阀机构。可以通过磁力的吸引力来固定阀板96与真空端口84的周围部分98从而赋予所期望的闭阀力。此时，在阀板96和真空端口84的周围部分98中的至少一方设置有用于在两者之间产生吸引力的磁铁。或者，也可以采用基于静电吸附的闭阀机构或其他适当的闭阀机构。
46.通气阀28是控制器20根据压力传感器22的测定结果来进行控制的控制阀。控制器20判定由压力传感器22测定的低温泵容器16的内压是否超过了设定压力。若判定为超过了
设定压力，则控制器20控制阀驱动机构来开放通气阀28。即，控制器20使活塞102及阀板96从闭阀状态的位置(以下，有时将其称为关闭位置或初始位置)移动到开放状态的位置(以下，有时将其称为开放位置)。在图2中，用实线来表示关闭位置，用虚线来表示开放位置。
47.另一方面，若判定为由压力传感器22测定的低温泵容器16的内压未达到设定压力，则控制器20使活塞102及阀板96维持在关闭位置。此时，控制器20不控制阀驱动机构驱动，由此，活塞102及阀板96通过弹簧106的闭阀力保持在关闭位置。
48.用于开闭控制通气阀28的设定压力被设定为低温泵10的外部环境的压力。或者，在重视可靠地防止通气阀28开放时从外部流向泵内部的逆流的情况下，设定压力被设定为比外部环境的压力稍微高。由于典型的外部环境的压力是大气压，因此用于开闭控制通气阀28的设定压力被设定为大气压或者比其稍微高的压力(例如，以计示压力在0.1大气压以内的大小)。如此，若低温泵10的内部例如在再生期间相对于外部变成高压，则通气阀28基于控制而被打开，能够将内压释放到外部。
49.在大多数情况下，控制阀构成为，若在设想的使用环境中基于控制而被开放(或关闭)则可靠地维持开放状态(或关闭状态)。若为常闭型的控制阀，则闭阀力设为大于设想得到的最大压差，以免在关闭状态下能够设想得到的作用于阀的压差范围内随意开阀。
50.然而，通气阀28的特征之一为，其闭阀力被调整为在设想得到的压力范围内能够被机械性地开放。通气阀28的闭阀力被调整为，在控制器20关闭了通气阀28的期间基于在低温泵容器16的内部产生的正压与外部压力之间的压差的作用而被机械性地开放。具体而言，通气阀28的闭阀力被调整为，超过低温泵10正常运行时能够设想得到的压差的开阀压差下被机械性地开放。在此，正常运行包括低温泵10的排气运行和再生运行两者。例如，在通气阀28本身的控制系统出现了异常的情况下或者因某种原因导致低温泵容器16内部的压力过度升高的情况下，通气阀28被机械性地开放。
51.通气阀28被机械性地打开的开阀压差可以与控制器20控制通气阀28打开的设定压力相等或者高于设定压力。开阀压差及设定压力可以是以计示压力在例如1大气压以内或0.5大气压以内，也可以在例如0.2大气压至0.3大气压的范围内。
52.基于控制器20的通气阀28的阀体的开闭行程d大于基于压差作用的机械性开阀中的阀体移动量。即，通气阀28构成为，基于阀驱动机构的开闭行程d大于开阀压差作用时的阀板96的移动量。机械性开闭的开闭行程很小。与机械性开闭相比，基于控制器20的通气阀28的开闭控制能够减小通气阀28咬住包含在排出流a中的异物颗粒的风险。因此，能够良好地维持通气阀28的密封性。
53.通过进行真空排气运行，气体会蓄积于低温泵10中。为了将蓄积的气体排出到外部，进行低温泵10的再生。再生运行包括升温工序、排出工序及冷却工序。
54.在升温工序中，通过经由吹扫阀26供给到低温泵容器16的吹扫气体或其他加热构件，低温泵10从超低温升温至室温或比其更高的再生温度(例如，约290k至约300k)。同时，由于被捕捉于低温泵10的气体再次被气化并且供给吹扫气体，因此低温泵容器16内的压力朝向大气压或比其稍微高的压力(即，通气阀28的开阀压差或设定压力)增加。
55.在排出工序中，气体通过通气阀28或粗抽阀24从低温泵容器16排出到外部。低温泵容器16内的压力减压至低温泵10的动作开始压力程度，若检测到压力上升率低于规定值，则结束排出工序。接着，进行冷却工序，低温泵10从再生温度再次冷却至超低温。如此完
成再生，低温泵10能够再次开始真空排气运行。
56.在低温泵10的再生期间，虽取决于压力传感器22的测定方式，但是压力传感器22的测定压力(绝对压力)可能包括测定误差。例如，皮拉尼真空计基于气体分子与金属细线之间的热传导，因此不可避免取决于气体温度及气体物性的测定误差。尤其，在升温工序中，低温泵10的温度在从超低温到室温或比其更高的温度的宽温度范围内变动，并且在低温泵10内包含捕捉到的各种类型的气体气化并混合而成的气体。因此，压力传感器22的测定压力可能包括大误差。
57.如此，在压力传感器22的测定压力背离了低温泵容器16内的真实压力的情况下，若控制器20进行通气阀28的开闭控制，则上述设定压力有时会成为测定压力与真实压力之间的值。此时，若考虑到设定压力与大气压大致相同，则可能会出现以下所例示的问题。
58.在测定压力超过了设定压力而真实压力却低于设定压力时，可能会产生从排出管线30通过通气阀28流向低温泵容器16内的逆流。这是因为，由于测定压力超过了设定压力，因此控制器20会打开通气阀28，但此时，低温泵容器16内的真实压力可能会低于设定压力(即，低于大气压)。排出管线30中可能会流过在半导体制造工艺中经常使用的需要慎重处理的气体(例如，具有毒性、易燃性和/或腐蚀性的气体)。期待尽量避免这种气体逆流到低温泵10中。
59.若为了避免这种情况出现而将设定压力设定为更高的压力，则不易进行打开通气阀28的控制。在低温泵10的内压变高的情况下，通气阀28不会基于控制而被打开而是作为安全阀而被机械性地打开的可能性高。基于控制器20的通气阀28的控制有效地发挥作用的情况受限，将通气阀28构成为可控的阀的意义会消失。并且，如上所述，通气阀28被机械性地打开时的阀体移动量较小，因此容易导致异物的咬入，这也是不期望的。
60.相反地，在测定压力低于设定压力且真实压力超过了设定压力时，尽管真实压力超过了设定压力，控制器20也不会打开通气阀28。此时，通气阀28也会在真实压力超过了通气阀28的开阀压差时被机械性地打开。同样地，基于控制器20的通气阀28的控制有效地发挥作用的情况受限。通气阀28的作为安全阀的动作可能会导致异物的咬入。若为了避免这种情况出现而将设定压力设定为更低的压力，则会导致逆流的风险提高。
61.图3是表示在低温泵10的再生期间可能会产生的低温泵容器16的内压上升的示意图。图3中示出了升温工序中的低温泵容器16内的设想得到的压力的经时变化。
62.如图3所示，若开始再生，则低温泵容器16内的压力因被捕捉的气体的再气化和吹扫气体的供给而增加。在此，不考虑控制器20对通气阀28的控制。若低温泵容器16内的压力达到了通气阀28的开阀压差p0，则通气阀28作为安全阀进行动作从而被机械性地打开。低温泵容器16内的压力在通气阀28被机械性地打开的瞬间从开阀压差p0稍微降低，之后维持在大致恒定的压力p1。这是因为，通气阀28的阀体从通过通气阀28的排出流所受到的力量与通气阀28的闭阀力得到了平衡。
63.因此，在该实施方式中，在低温泵再生期间，控制器20根据来自压力传感器22的时序压力数据d1来检测测定压力的稳定化，并在检测到了测定压力的稳定化时进行使通气阀28打开的控制。时序压力数据d1包括在彼此不同的时刻测定的至少两个以上的测定压力值。因此，控制器20可以根据时序压力数据d1的这些测定压力值来运算出低温泵容器16内的测定压力的变化量。而且，控制器20可以根据运算出的测定压力的变化量来检测测定压
力的稳定化，并在检测到了测定压力的稳定化时可以进行打开通气阀28的控制。
64.通过将低温泵容器16内的压力的下降或此后的压力维持视为压力的稳定化并检测出该稳定化，能够获知通气阀28作为安全阀而被机械性地打开的时刻(即，低温泵10的内压达到了通气阀28的开阀压差p0的时刻)。
65.在通气阀28作为安全阀而被机械性地打开的时刻，从物理学上保证低温泵内压高于外压。因此，即使在该时刻基于控制而打开通气阀28，也不会引起通过通气阀28流向低温泵容器16的逆流。并且，如上所述，基于控制器20的通气阀28的开闭行程比机械性开阀的开闭行程大，因此通气阀28咬住异物的风险也降低。
66.由于压力传感器22的测定误差，测定压力(绝对压力)值本身可能会背离低温泵容器16内的真实压力。然而，可以认为，直至通气阀28被打开为止压力会上升但通气阀28被打开则压力趋于稳定化的测定压力的变化方式(即，测定压力变化量的变化)几乎不受压力传感器22的测定误差的影响。
67.根据由压力传感器22测定的压力变动(相对压力)来检测出通气阀28的机械性开放。因此，检测准确度不会取决于所使用的压力传感器22的绝对压力的测定精度。使用任何类型的压力传感器均可以期待相同程度的精度。
68.如此，在低温泵10的再生期间，能够刚好在应打开通气阀28的准确的时刻打开通气阀28。
69.通常，高精度地测定绝对压力的压力传感器的价格比较昂贵，但是高精度地测定相对压力的压力传感器却能够以相对低廉的价格获得。因此，能够采用价格低廉的压力传感器作为压力传感器22。这有助于降低低温泵10的制造成本。
70.并且，在将低温泵10从超低温升温至再生温度的期间，控制器20可以根据时序压力数据d1来检测测定压力的稳定化，并在检测到了测定压力的稳定化时可以进行时通气阀28打开的控制。在低温泵10的升温中，温度大幅变动。而且，在低温泵容器16内可能会包含各种气体，并且这些各种气体混合而成的气体的组成也不明确。因此，在升温中，压力传感器22的测定误差(绝对压力)尤其会变大。因此，在低温泵10的升温中，检测出压力传感器22的测定压力的稳定化并基于控制而打开通气阀28是特别有效的。
71.接着，参考实施例，对低温泵10的例示性的控制结构进行说明。
72.图4是实施例所涉及的控制器20的框图。图5是表示实施例所涉及的低温泵10的控制方法的流程图。
73.如图4所示，控制器20具备处理部40，该处理部40从压力传感器22接收时序压力数据d1，并对时序压力数据d1进行运算处理。处理部40具备：变化量运算部42，根据时序压力数据d1来运算出低温泵容器16内的测定压力的变化量δp；及比较部44，将测定压力的变化量δp与变化量阈值进行比较。控制器20根据比较部44的输出而生成指令信号s1，并将其输出到通气阀28。
74.图5所示的控制处理在低温泵10的再生期间(例如，至少在升温工序中)由控制器20执行。该处理在通气阀28被关闭的状态下进行。
75.首先，控制器20获取时序压力数据d1(s10)。例如，表示由压力传感器22测定的最新测定压力的数据从压力传感器22输入到控制器20，该数据添加到已储存于控制器20中的时序压力数据d1中。
76.控制器20判定测定压力是否超过了压力阈值(s12)。该判定是为了防止因误操作而开放通气阀28而进行的。这是因为，在再生期间，即使在通过粗抽阀24进行减压的情况下也可能会出现低温泵容器16内的压力稳定化的情况。或者，也可以设想如下情况：例如，由于吹扫阀的故障或吹扫气体停止供给等某种异常，低温泵容器16内的压力维持在充分小于大气压的水平。为了防止通气阀28的基于控制的开放在这种减压下进行，压力阈值可以是小于大气压的值，例如可以从0.9大气压至0.5大气压的范围中选择。
77.在测定压力低于压力阈值的情况下(s12中为“否”)，结束该处理并从头开始重新执行处理。另一方面，在测定压力超过了压力阈值的情况下(s12中为“是”)，继续进行该处理。
78.另外，控制器20可以代替判定测定压力是否超过了压力阈值而判定吹扫阀26是否开放，或者除了判定测定压力是否超过了压力阈值之外还可以判定吹扫阀26是否开放。
79.接着，控制器20根据时序压力数据d1来检测测定压力的稳定化(s14)。在该稳定化检测处理中，首先，控制器20根据时序压力数据d1来运算出测定压力的变化量δp(s16)。例如，变化量运算部42可以从时序压力数据d1中抽取此次的测定压力和上一次的测定压力，并运算出其差值作为变化量δp。在此，“测定压力”并不仅限于一次的测定值，可以是连续多次的测定值的平均值。例如，在压力传感器22每隔0.1秒测定压力的情况下，变化量可以是最新测定值与其0.1秒之前的测定值之差，也可以是最新的1秒钟的测定值的平均值与在此之前的1秒种的测定值的平均值之差。变化量也可以是移动平均之差(即，此次运算的测定值的移动平均与上一次运算出的测定值的移动平均之差)。并且，变化量δp也可以运算为比率，即，可以是此次与上一次测定压力之比，或者此次与上一次测定压力的平均值(或移动平均)之比。
80.比较部44将测定压力的变化量δp与变化量阈值进行比较(s18)。变化量阈值可以以相对压力或比率的形式设定为例如0.1大气压或10％等值。变化量阈值可以根据设计者的经验或者由设计者进行的实验或模拟试验等而适当地设定。
81.如上所述，在因低温泵容器16内的气体的再气化(和/或吹扫气体的供给)而压力上升的期间，测定压力的变化量δp应该超过变化量阈值。另一方面，若压力充分提高而通气阀28被机械性地打开，则低温泵容器16内的压力会稳定化，可以估计测定压力的变化量δp小于变化量阈值。
82.因此，在测定压力的变化量δp小于变化量阈值的情况下(s 18中为“是”)，控制器20生成使通气阀28开放的指令信号s1，并将其输出到通气阀28。通气阀28按照指令信号s1而被开放(s20)。另一方面，在测定压力的变化量δp超过了变化量阈值的情况下(s18中为“否”)，控制器20不生成使通气阀28开放的指令信号s1或者生成使通气阀28关闭的指令信号s1，并将输出到通气阀28。因此，通气阀28保持关闭状态。如此，结束该处理。
83.如此，在低温泵10的再生期间，控制器20可以控制通气阀28在通气阀28被机械性地打开的时刻打开的。
84.在图5所示的处理中，在检测到了测定压力的稳定化时，控制器20可以从时序压力数据d1中获取基于控制即将打开通气阀28之前和/或开阀之后的测定压力，并根据所获取的测定压力来设定设定压力。在此，如上所述，设定压力是控制器20控制通气阀28打开的压力阈值，在低温泵容器16内的测定压力超过了设定压力的情况下，控制器20使通气阀28开
放。由此，可以根据通气阀28被机械性地打开时(即，测定压力稳定时)的测定压力来更新设定压力。设定压力可以更新为与测定压力相等的值，或者也可以更新为对测定压力加上(或者减去)规定余量的值。
85.因此，图5所示的处理可以在低温泵10的再生期间至少执行一次。例如，该处理在将低温泵10从超低温升温至再生温度的期间或者在升温完成之后至少执行一次。
86.由此，控制器20能够在通气阀28被机械性地打开的时刻更新设定压力，并使用所更新的设定压力进行打开通气阀28的控制。
87.以上，根据实施例对本发明进行了说明。本发明并不只限于上述实施方式，对本领域技术人员而言，可以进行各种设计变更，可以存在各种变形例，并且这些变形例也包括在本发明的范围内。