本文公開了超聲傳感探頭(100)和控制器(109)。控制器(109)可操作地配置成確定并顯示設置在探頭(100)的桶(123)中的多個超聲傳感器(156)各自的濕潤和干燥狀態。如果滿足某些條件，例如傳感器(156)在多個讀數或在預定時間段上始終指示新狀態，則控制器(109)可以將傳感器(156)的狀態從濕潤變為干燥或者從干燥變成濕潤。控制器(109)優選地包括能夠產生指示探頭(100)設置于其中的容器中的液位的階梯式模擬或數字信號的雙線輸出。

相關申請的交叉引用

2014年1月24日提交的美國專利申請號14/163,407和2014年8月29日提交的美國臨時專利申請號62/043668通過引用全文并入本文。

背景技術

半導體制造工藝涉及使用必須符合嚴格的純度要求的化學試劑。這些液體化學試劑通常容納在密封的容器(例如，安瓿)中以防范化學試劑污染或防止滲漏。化學試劑通常需要金屬容器和使用金屬-對-金屬密封的容器配件以避免腐蝕、污染和在升高的壓力下的泄漏。當使用存儲在這樣的容器中的化學試劑時，能夠確定留在容器中的化學試劑的量而不使化學試劑暴露于環境或使操作者暴露于化學試劑通常是必需的。

半導體工業中常用超聲探頭測量密封容器內的化學試劑的水平。典型的設計包括沿探頭內管道長度串聯設置的多個超聲傳感器，如Dam等人的美國專利號5,663,503中公開的傳感器和構造。信號處理裝置(例如，控制器、儀表、個人電腦等)將電子信號傳送到超聲傳感器，其進而產生通過管道并回音返回傳感器的一陣陣聲波。每個傳感器將其接收到的回波轉化為電子信號，所述電子信號被傳送回信號處理裝置。該信號處理裝置隨后解讀該電子信號以確定回波強度以及在發射和回波的到達之間過去的時間。對于沿該管道特定部分設置的每個傳感器，超聲波通過該管道移動的速度和回音超聲波的強度會根據管道該部分是否包含化學試劑或氣體或蒸氣(即，與氣體或蒸氣相比，聲音更快地通過液體介質移動)有所不同。以這種方式，信號處理裝置可以沿著管道長度確定化學試劑的水平，并由此確定容器內化學試劑的量。

通常，設置在超聲探頭內的更大數量的超聲傳感器在測量化學試劑水平時轉變為提高的精確度。在傳感器和控制器消耗之間進行電連接的常規方法是有缺陷的，因為容納更大數量的傳感器所需的額外連接所要求的空間超過了管道的尺寸。此外，操作傳感器的常規方法是有缺陷的，因為它們限制了以可靠方式(例如以避免串擾的方式)進行這樣的電連接的選擇。

因此，在本領域中需要具有用于在傳感器與控制器之間進行電連接的改進方式的超聲探頭和操作傳感器的改進方法，從而使得超聲探頭能夠可靠地操作更多數量的超聲傳感器，同時使用現有的標準化容器配件。

附圖說明

要求保護的本發明的實施方式將在下文中結合附圖描述，其中相同的數字表示相同的元件。

圖1A是根據一個示例性實施方式的超聲探頭的分解透視圖；

圖1B是將圖1A的超聲探頭沿著線1B-1B截取的未分解截面圖；

圖2A是根據一個示例性實施方式安裝在容器上的圖1A和1B的超聲探頭的透視圖；

圖2B是將圖2A的虛線區域內顯示的超聲探頭和容器的部分沿著線2B-2B截取的放大的局部截面圖；

圖3是圖2B沿著線2B-2B截取的放大的局部截面圖，顯示根據另一個示例性實施方式的超聲探頭的傳感器的線路；以及

圖4是根據示例性實施方式與超聲探頭耦聯的控制器電路的框圖。

具體實施方式

下文的詳細描述僅提供了優選的示例性實施方式，而不是旨在限制發明的范圍、適用性或構造。相反，下文對優選的示例性實施方式的詳細說明將為本領域技術人員提供使其能夠實施本發明優選的示例性實施方式的描述。可以對元件的功能和排列做出各種改變而不背離本發明的精神和范圍，如隨附權利要求中所述的。