CN105283737B - 流体分析装置及方法、热式流量计、质量流量控制器、流体性质确定装置 - Google Patents

流体分析装置及方法、热式流量计、质量流量控制器、流体性质确定装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供流体分析装置及方法、热式流量计、质量流量控制器、流体性质确定装置。根据作为与测量对象的流体的流量变化时的上游侧电压的变化率相关的值的上游侧参数和作为与所述测量对象的流体的流量变化时的下游侧电压的变化率相关的值的下游侧参数，计算表示与流体的热导率对应的固有的值的流体固有值。

Description

流体分析装置及方法、热式流量计、质量流量控制器、流体性 质确定装置
技术领域
本发明涉及一种流体分析装置，在测量对象的流体流动的流道中设置两个电阻元件，根据为了对上述电阻元件进行加热而施加的电压，分析所述测量对象的流体的流量、种类和物性等。
背景技术
例如在半导体工序中使用的气体中，大多存在腐蚀性气体(BCl2、 Cl2、HCl、ClF3等)和反应性气体(SiH4、B2H6等)，在测量上述气体的流量时，使用一种不需要使传感器端子等与气体直接接触就能够间接进行流量测量的热式流量计。
所述热式流量计包括：流体阻力构件，配置在气体流动的主流道内；细管，使所述层流元件的上游侧和下游侧分路，形成相对于主流道气体以规定比率的流量流动的传感器流道；以及两个电阻元件，在该细管的外表面上设置在上游侧和下游侧。而且，控制上述上游侧电阻元件和下游侧电阻元件的施加电压，分别使其温度固定、或分别使流动的电流固定。并且，根据上述恒定温度控制或恒定电流控制施加的电压，计算传感器输出计算值，并根据该传感器输出计算值和表示传感器输出计算值和流量的关系的流量校准曲线数据，输出与传感器输出计算值对应的流量。
并且，在出厂时，在使用的气体的种类不确定的情况下，不使所述腐蚀性气体和反应性气体、而使惰性气体(N2等)在流道内流动，并根据上述惰性气体的实际流量和所述传感器输出计算值，对所述流量校准曲线数据进行校准。因此，如果利用存储有由惰性气体进行校准的流量校准曲线数据的热式流量计，不进行任何修正就测量腐蚀性气体和反应性气体的流量，则不能准确地输出实际流量。因此，当测量与用于校准的气体不同种类的气体的流量时，利用转换因子对输出的流量进行修正，该转换因子是用于各传感器输出计算值的校准的气体的流量和当前流动的气体的流量的比。
公知的是，上述转换因子相对于流量不是固定值，伴随流量的增加，以按照每种气体种类确定的增加率变化。例如，专利文献1中将转换因子近似为流量的三次函数，按照每种气体种类预先存储上述转换因子的流量函数。并且，根据用于校准的流量校准曲线数据和各气体种类的转换因子的流量函数，计算各气体种类的流量校准曲线数据，对于任何气体种类都能够输出适当的流量。
但是，在专利文献1的热式流量计的结构中，为了能够对各气体种类计算流量校准曲线数据，需要预先通过实验确定各气体种类的转换因子的流量函数。由于在半导体制造工序中使用的气体种类非常多，所以对全部可能使用的气体种类都确定转换因子的流量函数，非常花费时间。
此外，由于以往的专利文献1中记载的热式流量计不能自动判断在流道内流动的气体种类，所以每次改变在流道内流动的气体种类时，用户需要手动改变设定，以便使用对应的气体种类的转换因子的流量函数。在半导体制造工序中，在多个流道上分别设置有热式流量计，有时在各流道内流动的气体种类不同，所以用户对各热式流量计进行上述设定变更非常麻烦。因此，即使热式流量计能够对每种气体种类修正流量校准曲线数据，也难以在实际的使用环境中运用。
专利文献1：日本专利公开公报特表2005-527819号
发明内容
鉴于如上所述的热式流量计的问题，本发明的目的在于提供一种热式流量计，仅利用热式流量计就能够确定在流道内流动的流体种类，或者能够自动计算转换因子和流量校准曲线数据这样的流体种类固有的参数，进而根据流体种类自动改变各种设定，从而能够与气体种类无关而以高流量精度输出流量。
此外，本发明的目的在于提供一种流体分析装置，在研究上述课题的过程中，本申请的发明者们利用首次发现的、流体种类和根据向各电阻元件施加的电压计算出的流体固有值的关系性，不仅能够确定流量，还能够确定流体种类和流体的物性。
即，本发明提供一种流体分析装置，其特征在于包括：流道，测量对象的流体在所述流道中流动；上游侧电阻元件，设置在所述流道的上游侧；下游侧电阻元件，设置在所述流道的下游侧；以及流体固有值计算部，根据上游侧参数和下游侧参数计算表示与流体的热导率对应的固有的值的流体固有值，所述上游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的上游侧电压的变化率相关的值，所述上游侧电压是为了使所述上游侧电阻元件发热而施加的电压，所述下游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的下游侧电压的变化率相关的值，所述下游侧电压是为了使所述下游侧电阻元件发热而施加的电压。
在此，“所述上游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的上游侧电压的变化率相关的值，所述上游侧电压是为了使所述上游侧电阻元件发热而施加的电压”、“所述下游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的下游侧电压的变化率相关的值，所述下游侧电压是为了使所述下游侧电阻元件发热而施加的电压”是指至少包括如下概念：作为上游侧电压、下游侧电压相对于流量的变化率的斜率、与该斜率对应的正切、仅变化某些流量时的上游侧电压和下游侧电压的变化量、以及流体流动的状态下的施加电压和流体未流动的状态下的施加电压的差等。此外，“流体的种类”是指如下概念：不仅是流体的分子的组成是单一种类的情况，多种分子混合的流体也被区分为是一种流体的种类。
此外，上述的本发明基于本申请的发明者们经过认真研究的结果而首次发现的如下事项：根据上游侧参数和下游侧参数计算出的值的流体固有值按照流体的热导率取固有的值，上述上游侧参数和下游侧参数是根据在所述结构的流体分析装置中施加的上游侧电压和下游侧电压计算出的。
即，利用由本申请的发明者们发现的根据上游侧参数和下游侧参数计算出的流体固有值，能够根据测量数据确定在流道内流动的所述测量对象的流体的热导率。
因此，例如，如果流体分析装置是测量所述测量对象的流体的流量的热式流量计，则在根据所述上游侧电压、所述下游侧电压和所述流体固有值来计算所述测量对象的流体的流量时，能够利用热式流量计单体根据所述流体固有值来实现：根据流体的热导率自动改变流量校准曲线数据、或者自动改变与流体的热导率对应的转换因子。由此，即使在适当改变所述测量对象的流体的种类的用途中，如果使用本发明的热式流量计，则不会使用户感到麻烦，能够适当且自动改变用于流量计算的设定，从而能够始终以高流量精度计算流量。
此外，由于所述流体固有值与流体的热导率一对一对应，所以可以认为计算所述流体固有值与计算流体的热导率是大体相同的意思。因此，如果利用转换因子相对于流量的变化率依存于作为热导率的倒数的热电阻率的特点，则在知道了流体的某流量下的一个转换因子时，能够根据所述流体固有值，推测并计算出与全部流量区域中的转换因子相关的流量函数。因此，对于以往有可能使用的全部流体的种类，即使不通过实际测量对整个设定流量区域预先确定并准备流量校准曲线数据和转换因子，也能够以高流量精度计算流量。
此外，流体分析装置构成确定测量对象的流体的物性和性质等的流体性质确定装置时，根据由所述流体固有值计算部计算出的流体固有值，可以确定流体的种类的名称和热导率等物性。
为了能够与流体的种类无关而准确地计算流量，所述热式流量计的特征在于可以包括流量计算部，所述热式流量计包括流量计算部，所述流量计算部根据所述上游侧电压、所述下游侧电压、以及由所述流体固有值计算部计算出的所述流体固有值，计算所述测量对象的流体的流量。
为了由简单的一次式表示所述流体固有值和所述测量对象的流体的热导率或热电阻率之间的关系，并对任何测量对象的流体都能够利用简单的计算，高精度地计算出适合的流量校准曲线数据和转换因子，从而提高流量精度，优选以使所述上游侧电阻元件的温度固定的方式施加所述上游侧电压，以使所述下游侧电阻元件的温度固定的方式施加所述下游侧电压，所述流体固有值是所述上游侧参数和所述下游侧参数的比。
为了例如将一种惰性气体作为基准气体并预先确定流量校准曲线数据，即使未确定该惰性气体以外的流量校准曲线数据也能够对惰性气体以外的流体以高流量精度输出流量，优选所述流量计算部包括：所述流体固有值计算部；传感器输出计算值计算部，根据所述上游侧电压、所述下游侧电压、以及规定的传感器输出计算值计算式，计算传感器输出计算值；流量校准曲线数据存储部，对一个基准的流体存储表示所述传感器输出计算值和流量的关系的流量校准曲线数据；转换因子计算部，根据所述流体固有值，计算所述测量对象的流体的转换因子；以及流量换算部，根据所述基准的流体的流量校准曲线数据和所述测量对象的流体的转换因子，将在所述传感器输出计算值计算部中计算出的传感器输出计算值换算为所述测量对象的流体的流量。
按照这种方式，由于预先确定的流量校准曲线数据只有一种，所以不需要在用于进行上述确定的实验上花费大量时间。此外，只要所述测量对象的流体的某一流量的转换因子已知，就能够根据所述流体固有值计算各流量区域的转换因子，所以在改变测量对象的流体的种类时，也能够利用转换因子自动修正基准的流体的流量校准曲线数据，从而能够始终以高流量精度输出测量对象的流体的流量。
为了能够利用转换因子相对于流量的变化比率依存于作为热导率的倒数的热电阻率的特点，高精度地计算出测量对象的流体的转换因子的流量函数，优选所述转换因子计算部根据所述流体固有值计算转换因子变化比率，并且根据将所述转换因子变化比率作为斜率的流量的一次式，对所述测量对象的流体的各流量计算所述转换因子，所述转换因子变化比率是转换因子相对于所述测量对象的流体的流量的变化比率。
为了例如降低具有热式流量计和质量流量控制器的计算装置的计算负担，并且在改变测量对象的流体的种类时自动使用与测量对象的流体的种类对应的流量校准曲线数据，从而实现高流量精度，优选所述流量计算部包括：所述流体固有值计算部；传感器输出计算值计算部，根据所述上游侧电压、所述下游侧电压、以及规定的传感器输出计算值计算式，计算传感器输出计算值；流量校准曲线数据存储部，按照多个流体的热导率存储表示所述传感器输出计算值和流量的关系的流量校准曲线数据；流量校准曲线数据取得部，从所述流量校准曲线数据存储部取得与由所述流体固有值计算部计算出的流体固有值对应的种类的流体的流量校准曲线数据；以及流量换算部，根据由所述流量校准曲线数据取得部取得的流量校准曲线数据和在所述传感器输出计算值计算部中计算出的传感器输出计算值，计算所述流体的流量。
按照上述方式，由于仅计算流体固有值即可，所以能够降低计算负担，并且能够使用适合的流量校准曲线数据。
为了在即使所述测量对象的流体是由多种分子构成的流体时，能够把握该流体中的各分子的混合比率，能够把握流体整体的适合的转换因子、流量校准曲线数据和各分子的流体的浓度，优选所述测量对象的流体是第一流体和第二流体以规定的混合比率混合的流体，所述热式流量计还包括：混合比率校准曲线数据存储部，存储表示所述第一流体和第二流体的混合比率与所述测量对象的流体的流体固有值的关系的混合比率校准曲线数据；以及混合比率计算部，根据由所述流量计算部计算出的所述测量对象的流体的流体固有值和所述混合比率校准曲线数据，计算所述混合比率。
为了在即使所述测量对象的流体是混合了多种分子的流体时，例如能够根据仅由各分子构成的流体的已知转换因子，计算混合状态的流体的转换因子，优选所述热式流量计还包括混合流体转换因子计算部，所述混合流体转换因子计算部根据由所述混合比率计算部计算出的混合比率，计算所述测量对象的流体的转换因子。
当对所述测量对象的流体的流量进行控制时，不仅能够准确把握流量，还能够通过以与测量对象的流体的粘性等对应的控制系数进行流量控制来进一步提高流量控制精度。为了能够进行这种流量控制，优选质量流量控制器包括：阀，用于对所述测量对象的流体的流量进行控制；以及阀控制部，根据由所述热式流量计测量出的测量流量值和预先确定的设定流量值的偏差和控制系数，控制所述阀的开度，其中，所述阀控制部根据所述流量计算部计算出的所述流体固有值改变所述控制系数。按照这种结构，由于流体固有值与流体的热导率一对一对应，所以能够自动改变为与流体的种类对应的控制系数。
为了能够利用由本申请的发明者们发现的根据上游侧参数和下游侧参数计算出的流体固有值与流体的物性或种类之间具有的规定的关系，对流体自身分析物性等，优选所述流体性质确定装置由流体分析装置确定所述测量对象的流体的种类或物性，所述流体性质确定装置构成根据由所述流体固有值计算部计算出的所述流体固有值来确定所述测量对象的流体的种类或物性的确定部。
为了根据向现有的上游侧电阻元件和下游侧电阻元件施加的上游侧电压和下游侧电压来进行流体的分析，优选在现有的流体分析装置的计算机构中使用流体分析方法，所述流体分析装置包括：流道，测量对象的流体在所述流道中流动；上游侧电阻元件，设置在所述流道的上游侧；以及下游侧电阻元件，设置在所述流道的下游侧，其中，所述流体分析方法包括流体固有值计算步骤，所述流体固有值计算步骤根据上游侧参数和下游侧参数计算表示与流体的热导率对应的固有的值的流体固有值，所述上游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的上游侧电压的变化率相关的值，所述上游侧电压是为了使所述上游侧电阻元件发热而施加的电压，所述下游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的下游侧电压的变化率相关的值，所述下游侧电压是为了使所述下游侧电阻元件发热而施加的电压。
通过将上述流体分析装置用程序用于现有的热式流量计，能够附加如下功能：即使在改变测量对象的流体的种类时也能够自动改变为适合的转换因子和流量校准曲线数据，从而能够始终以高精度输出流量。此外，将上述的流体分析程序用于现有的流体性质确定装置，能够附加如下功能：利用所述流体固有值进行测量对象的种类的确定和物性的分析。
另外，程序不仅可以通过互联网等配发，例如也可以预先将各程序存储在CD-R、DVD、闪存器等记录介质中，并且利用上述记录介质进行安装。
将本发明的流体分析装置构成为例如热式流量计时，基于根据上游侧参数和下游侧参数计算出的流体固有值，确定测量对象的流体的种类和热导率等物性，从而能够自动设定与测量对象的流体对应的转换因子和流量校准曲线数据。因此，即使在改变测量对象的流体的种类的用途中，用户不进行特别的操作也能够始终以高流量精度测量流量。
此外，利用由本申请的发明者们首次发现的流体固有值和流体的种类和物性的关系性，能够提供利用迄今为止不存在的分析原理的流体分析装置。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的热式流量计的示意图。
图2是表示第一实施方式的热式流量计的功能构成的功能框图。
图3是表示第一实施方式的上游侧参数和下游侧参数的定义的示意性曲线图。
图4是表示流体固有值的数值按照流体的热导率而不同的要因的示意图。
图5是表示转换因子的相对于流量的误差的倾向、流体固有值和CF 变化比率的关系的示意性曲线图。
图6是表示本发明第二实施方式的热式流量计和质量流量控制器的示意图。
图7是表示流体固有值和混合比率的关系、以及混合比率和混合气体的转换因子的关系的示意图。
图8是表示本发明第三实施方式的热式流量计的功能框图。
图9是表示本发明第四实施方式的流体分析器的示意图。
附图标记说明
100···热式流量计
101···流体分析装置
200···质量流量控制器
1u···上游侧恒定温度控制电路
1d···下游侧恒定温度控制电路
Ru···上游侧电阻元件
Rd···下游侧电阻元件
2···流量计算部
21···传感器输出计算值计算部
22···流体固有值计算部
23···CF计算部
231···混合流体CF计算部
24···流量校准曲线数据存储部
25···流量换算部
27···混合比率计算部
28···混合比率校准曲线数据存储部
29···流量校准曲线数据取得部
3···阀控制部
4···阀
5···浓度监测部
6···确定部
61···热导率计算部
62···流体种类确定部
63···对应数据存储部
具体实施方式
参照附图，对本发明的第一实施方式进行说明。另外，在本说明书中，流体分析装置分析与流体的运动状态等状态相关的量和与物性相关的量等，并且至少包括测量流量的流量计、以及确定流体的种类和物性的流体性质确定装置。此外，后述的流体分析部在测量流体的流量时成为流量计算部。另外，所述流体分析部在确定流体的种类和物性时成为确定部。
第一实施方式的热式流量计100用于以非接触方式测量气体的流量，该气体例如用于半导体制造工序。在此，使用的气体有腐蚀性气体 (BCl2、Cl2、HCl、ClF3等)和反应性气体(SiH4、B2H6等)等各种种类的气体，并根据作为惰性气体的He流动时的流量，对上述热式流量计 100进行校准。
并且，上述热式流量计100根据在流道内流动的气体的种类，自动选择适合的转换因子CF，因此与气体的种类无关始终输出准确的流量。另外，虽然可以根据目的改变在流道内流动的气体的种类，但是第一实施方式中使单一种类的气体流动。
更具体地说，如图1的示意图所示，所述热式流量计100包括：主流道MC，作为流体的气体在所述主流道MC中流动；传感器流道SC，从所述主流道MC分流的气体在从所述主流道MC分路的细管内流动；流量测量机构FM，根据在所述传感器流道SC内流动的气体来测量流量；以及作为流体阻力构件的层流元件FR，设置在所述主流道MC的与所述分路流道的分路点和合流点之间，具有多个内部流道。另外，所述层流元件FR以使主流道MC和传感器流道SC的分流比成为规定的设计值的方式构成，例如可以将多个细管***外管内形成、或层叠多个具有多个贯通孔的薄平板形成。
所述传感器流道SC由大体U形的中空细管形成，该细管是不锈钢等金属制的。在该细管的相当于U形底部的直线状部分，缠绕有所述流量测量机构FM具有的两个电阻元件。
所述流量测量机构FM包括：传感器部SP，根据在传感器流道SC 内流动的气体的流量来进行输出；以及流量计算部2，根据来自所述传感器部SP的输出，计算在主流道MC内流动的气体的质量流量。
所述传感器部SP包括：上游侧电阻元件Ru，在传感器流道SC的上游侧，缠绕在细管的外表面上的线圈；以及下游侧电阻元件Rd，在传感器流道SC的下游侧，缠绕在细管的外表面上的线圈。上述上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd由电阻值伴随温度的变化而增减的发热电阻线形成，可以将一个构件兼用作加热装置和温度检测装置。
此外，上述传感器部SP是恒定温度方式，由将所述上游侧电阻元件 Ru作为一部分的电桥电路构成上游侧恒定温度控制电路1u，并且由将所述下游侧电阻元件Rd作为一部分的电桥电路构成下游侧恒定温度控制电路1d。
所述上游侧恒定温度控制电路1u包括：上游侧电桥电路，并联由所述上游侧电阻元件Ru和相对于该上游侧电阻元件Ru串联的温度设定用电阻R1构成的串联电阻组以及将两个固定电阻R2、R3串联的串联电阻组；以及反馈控制电路，由保持上游侧电桥电路的平衡的运算放大器构成，将所述上游侧电阻元件Ru和温度设定用电阻R1的连接点的电位与两个固定电阻的连接点的电位的差(Vu)向上游侧电桥电路反馈。
所述下游侧恒定温度控制电路1d也与上游侧恒定温度控制电路1u 同样，其包括：下游侧电桥电路，并联由所述下游侧电阻元件Rd和相对于该下游侧电阻元件Rd串联的温度设定用电阻R1构成的串联电阻组以及将两个固定电阻R2、R3串联的串联电阻组；以及反馈控制电路，由保持下游侧电桥电路的平衡的运算放大器构成，将所述下游侧电阻元件 Rd和温度设定用电阻R1的连接点的电位与两个固定电阻的连接点的电位的差(Vd)向下游侧电桥电路反馈。
在此，所述上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd是热敏电阻，使用相同的电阻温度系数的材料构成。并且，以利用各反馈控制电路使所述上游侧电阻元件Ru和所述下游侧电阻元件Rd成为与温度设定用电阻R1相同电阻值的方式进行反馈控制。即，控制电压Vu、Vd，使电阻值保持固定，进而使所述上游侧电阻元件Ru和所述下游侧电阻元件Rd 的温度也保持固定。在第一实施方式中，电压Vu、Vd用作上游侧电压 Vu、下游侧电压Vd，上述上游侧电压Vu和下游侧电压Vd是用于使上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd发热而施加的电压。
所述流量计算部2(流体分析部)根据上游侧电压Vu和下游侧电压 Vd计算在所述传感器流道SC内流动的测量对象的气体的流量，该上游侧电压Vu是用于使所述上游侧电阻元件Ru发热而施加的电压，该下游侧电压Vd是用于使所述下游侧电阻元件Rd发热而施加的电压。并且，所述流量计算部2通过利用具有存储器、CPU、输入输出装置、A/D转换器和D/A转换器等的所谓计算机执行存储在存储器内的流量计算用程序来实现其功能。即，如图2的功能框图所示，所述流量计算部2至少实现作为传感器输出计算值计算部21、流体固有值计算部22、CF计算部23、流量校准曲线数据存储部24和流量换算部25的功能。
以下对各部分进行说明。
所述传感器输出计算值计算部21根据所述上游侧电压Vu、所述下游侧电压Vd和规定的传感器输出计算值计算式，计算传感器输出计算值。在第一实施方式中，将上游侧电压Vu和下游侧电压Vd的差除以上游侧电压Vu和下游侧电压Vd的和的值作为传感器输出计算值，利用传感器输出计算值Vc、上游侧电压Vu和下游侧电压Vd将所述传感器输出计算值计算式表示为如下。
Vc＝(Vu-Vd)/(Vu+Vd)
在此，Vu-Vd是依存于流体的流量和温度的函数，Vu+Vd是仅依存于流体的温度的函数。因此，传感器输出计算值Vc排除了由流体的温度产生的影响，成为仅依存于流体的流量的函数。
所述流体固有值计算部22根据上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd，计算流体固有值N，该上游侧参数ΔVu是与所述测量对象的气体的流量变化时的所述上游侧电压Vu的变化率相关的值，该下游侧参数ΔVd是与所述测量对象的气体的流量变化时的所述下游侧电压Vd的变化率相关的值。在此，对上游侧电压Vu、上游侧参数ΔVu、下游侧电压Vd和下游侧参数ΔVd的关系进行说明。
图3是表示流量与上游侧电压Vu和下游侧电压Vd的关系的曲线图。在使用恒定温度方式的热式流量计100的情况下，在传感器流道SC内气体未流动时，上游侧电压Vu和下游侧电压Vd成为大体相等的电压值。这是因为气体未流动，所以由上游侧电阻元件Ru产生的热量不会向下游侧的下游侧电阻元件Rd移动，所以为了保持规定的温度，需要向上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd施加相同的电压。
另一方面，在气体流动的状态下，由上游侧电阻元件Ru向气体传递的热量向下游侧电阻元件Rd移动。因此，如果想要保持相同的温度，则作为被夺走热量的一侧的上游侧电阻元件Ru需要更大的电压，而作为从上游侧传递来热量的一侧的下游侧电阻元件Rd，需要比气体未流动的状态时小的电压即可。因此，上游侧电压Vu与在传感器流道SC内流动的气体的流量成比例地变大、而下游侧电压Vd与其成比例地变小。并且，上游侧电压Vu和下游侧电压Vd相对于流量的变化率根据气体的种类、更具体地说根据热导率而变化。所述上游侧参数ΔVu和所述下游侧参数ΔVd表示上游侧电压Vu和下游侧电压Vd相对于该流量的变化率，在第一实施方式中，如图3的曲线图所示，分别将从某流量流动的状态下的上游侧电压Vu和下游侧电压Vd中减去气体未流动而停止的状态下的上游侧电压Vu和下游侧电压Vd的值作为上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd。另外，作为上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd可以使用将流量作为变量的上游侧电压Vu和下游侧电压Vd的一次函数的斜率、以及与所述斜率相当的正切等各种参数。
并且，在第一实施方式中，所述流体固有值计算部22将所述上游侧参数ΔVu和所述下游侧参数ΔVd的比计算为流体固有值N。更具体地说，所述流体固有值N是上游侧参数ΔVu除以下游侧参数ΔVd的值。该流体固有值N和作为每种气体种类固有的热导率的倒数的热电阻率之间存在相关关系，可以由一次式记述所述关系性。作为其他表现方式，所述流体固有值N是每种气体种类固有的值，而且能够通过将该流体固有值 N代入规定的计算式，计算热电阻率或热导率。因此，通过计算流体固有值N，可以确定当前在传感器流道SC内流动的气体的种类、或计算流动的流体的热电阻率或热导率并用于进行流量的计算时的修正。根据上述上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd计算的每种气体种类的流体固有值 N和热电阻率或热导率的关系性，是由本申请的发明者们认真研究的结果首次发现的。
接着，对于根据上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd计算出的流体固有值N是每种气体种类固有的值、而且所述流体固有值N与热电阻率或热导率具有规定的关系的理由进行定性说明。
如图4的曲线图所示，如果在传感器流道SC内流动的气体的种类、即气体的热导率不同，则在传感器流道SC中上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd缠绕的部分的温度分布也不同。更具体地说，在像He气体那样热导率良好而迅速进行热量传递的情况下，在上游侧电阻元件Ru 和下游侧电阻元件Rd缠绕的范围内，温度以几乎不产生延迟的方式上升。在使用像He气体那样热导率良好的气体的情况下，由于在上游侧和下游侧进行大体一对一的热传递，所以上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd的绝对值成为大体相同的值，所以流体固有值N成为接近1的值。另一方面，在使用与He气体相比热导率低的N2气体的情况下，成为如下温度分布：在稍许通过上游侧电阻元件Ru的入口的地点成为设定的温度，在稍许通过下游侧电阻元件Rd的出口的地点成为原来的温度。即，由于在上游侧向N2气体传递的热量，以稍许的时间延迟向下游侧传递，所以与上游侧参数ΔVu的绝对值相比下游侧参数ΔVd的绝对值变小，因此流体固有值N成为小于1的值。
接着，对图2所示的CF计算部23进行说明。
所述CF计算部23根据所述流体固有值N，计算作为所述测量对象的流体的在传感器流道SC内流动的气体的转换因子CF。在此，转换因子CF是指在与对所述热式流量计100进行校准时使用的气体种类不同的气体种类流动时用于对输出的流量值进行修正的系数。在第一实施方式中，利用He气体对表示所述传感器输出计算值Vc和实际流动的气体的流量之间的关系的流量校准曲线数据Eq进行校准，所以在流道内流动的气体为He气体时转换因子CF为1，在流道内流动的气体为其他气体种类时计算固有的转换因子CF。并且，转换因子CF并不是相对于全部流量值取固定的值，而是伴随流量的增加而变化的值。在此，所述CF计算部23根据所述流体固有值N来计算CF变化比率R，该CF变化比率R 是转换因子CF相对于以用于校准的气体为基准时计算出的流量的变化比率，并根据将所述CF变化比率R作为斜率的流量的一次式，计算相对于所述测量对象的气体的各流量的所述转换因子CF。更具体地说，如图5的(a)的曲线图所示，具有流量越增加则转换因子CF的误差越大的倾向。并且，在流量从零到规定的流量Q0之间(固定区间)，与气体种类无关，转换因子CF取固定值，如果超过规定的流量Q0(CF变化区间)，则转换因子CF伴随流量增加、每种气体种类以固有斜率增加。由于作为所述CF变化区间中的每种气体种类的固有斜率的CF变化比率R 依存于热电阻率，所以也依存于与热电阻率具有一对一对应关系的流体固有值N。因此，CF变化比率R可以表现为流体固有值N的二次函数。
因此，所述CF计算部23首先根据由所述流体固有值计算部22计算出的流体固有值N，计算CF变化比率R，并使用计算出的CF变化比率R和作为规定的流量Q0时的转换因子CF的CF0，将CF变化区间的转换因子CF计算为流量的一次式。作为具体的公式，将基于基准的气体的输出流量作为Q时，如下所示。
CF＝CF0(1+(R-1)×Q/100)
图2所示的所述流量校准曲线数据存储部24对于作为一种基准的气体的He气体存储流量校准曲线数据Eq，该流量校准曲线数据Eq表示所述传感器输出计算值和流量的关系。更具体地说，所述流量校准曲线数据存储部24将He气体的流量和所述传感器输出计算值Vc的关系存储为一次函数。即，在传感器流道SC内流动的气体为He时，如果将所述传感器输出计算值Vc代入该流量校准曲线数据Eq，则能够得到当前流动的流量。
所述流量换算部25根据所述基准的流体的流量校准曲线数据Eq和所述测量对象的气体的转换因子CF，将在所述传感器输出计算值计算部 21中计算出的传感器输出计算值，转换为所述测量对象的气体的流量。即，所述流量换算部25通过在将所述传感器输出计算值Vc代入所述流量校准曲线数据Eq而计算出的基准气体的流量上乘以转换因子CF，来输出符合当前在传感器流道SC内流动的气体种类的流量。
按照上述第一实施方式的热式流量计100，能够根据所述上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd进行计算，从而计算出与每种气体种类固有的热电阻率、热导率一对一对应的流体固有值N。并且，可以根据该流体固有值N，适当且自动地计算用于修正流量值所需要的转换因子CF。因此，即使在改变了气体种类的情况下，用户也不需要设定应当使用的转换因子CF，而能够利用根据流体固有值N计算出的转换因子CF，与气体种类无关始终输出准确的流量。
从其他方面考虑，第一实施方式的热式流量计100根据作为计算流量所需要的值的、用于使上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd发热而施加的上游侧电压Vu和下游侧电压Vd，可以不另外附加传感器就能够得到每种气体种类或每个气体的热电阻率、热导率、甚至得到转换因子CF这样的物性。即，不改变以往具有的热式流量计100的硬件结构，能够仅通过软件的变更、并根据所述流体固有值N，得到转换因子CF 等以往未得到的测量对象的气体的物性，从而可以提高流量输出的精度。
如上所述，可以不另外设置用于确定气体种类的传感器或用户不改变热式流量计100的设定，是因为本申请的发明者们认真研究的结果，首次发现了能够根据在热式流量计100中得到的电压计算的流体固有值 N和每种气体种类固有的热电阻率、热导率具有一对一的关系。
接着，对第二实施方式的热式流量计100和使用该热式流量计100 的质量流量控制器200进行说明。另外，与第一实施方式对应的构件采用相同的附图标记。此外，在第二实施方式中，在流道内流动的气体并不限于单一种类的气体，有时混合了两种气体的混合气体在流道内流动。
图6的(a)所示，所述质量流量控制器200包括：阀4，设置在主流道MC上；所述热式流量计100，设置在所述阀4的下游侧；以及计算机构COM，进行所述热式流量计100中的流量计算或用于所述阀4的开度控制的控制计算等各种计算。所述阀4例如是压电阀4，可以利用施加的电压在完全关闭到完全打开之间对其开度进行控制。所述计算机构COM利用由CPU、存储器、输入输出装置、A/D和D/A转换器等构成的所谓计算机来实现其功能，通过执行存储在存储器内的程序，发挥如图6的(b)中所示的作为所述热式流量传感器的一部分的流量计算部2、浓度监测部5和阀控制部3的功能，该浓度监测部5监测在流道内流动的气体中的特定种类的气体的浓度，该阀控制部3根据从所述热式流量计100输出的输出流量来控制所述阀4的开度。
以下对各部分进行说明。
所述流量计算部2具有与第一实施方式共同的结构，其不同点在于，即使在流道内流动的流体是混合了多种气体的混合气体也能够应对。更具体地说，作为与第一实施方式大体相同的结构，第二实施方式的所述流量计算部2具有传感器输出计算值计算部21、流体固有值计算部22、流量校准曲线数据存储部24和流量换算部25。另一方面，第二实施方式的所述流量计算部2与第一实施方式的不同点在于，代替第一实施方式的CF计算部23，具有混合比率计算部27、混合比率校准曲线数据存储部28和混合流体CF计算部231。在以下的说明中，省略了在第一实施方式中说明的事项，对第二实施方式中固有的结构进行详细说明。另外，在第二实施方式中，说明了测量对象的流体是以规定的混合比率混合了两种气体的、第一流体是H2气体、第二流体是CO2气体的情况。此外，关注H2气体，对混合比率和浓度进行说明。
所述混合比率校准曲线数据存储部28用于存储混合比率校准曲线数据，该混合比率校准曲线数据表示H2气体和CO2气体的混合比率与以各种混合比率混合了H2气体和CO2气体的状态的混合气体的流体固有值 N的关系。即，在混合了多种气体的情况下，混合气体的流体固有值N 成为利用混合比率(浓度)对各气体的流体固有值N进行加权平均的值。更具体地说，第一流体的浓度为C1、第二流体的浓度为C2、第一流体的流体固有值N为N1、第二流体的流体固有值N为N2时，混合流体的流体固有值Nmix能够以如下方式表示。
Nmix＝N1·C1/(C1+C2)+N2·C2/(C1+C2)
所述混合比率校准曲线数据存储部28根据上式将混合比率校准曲线数据存储为一次式，该混合比率校准曲线数据是图7的(a)所示的 H2气体的混合比率和混合气体的流体固有值N的关系。
所述混合比率计算部27根据在所述流量计算部2中计算出的所述测量对象的流体的流体固有值N和所述混合比率校准曲线数据，计算所述混合比率。更具体地说，所述混合比率计算部27根据所述流体固有值计算部22基于上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd计算出的流体固有值N，参照图7的(a)的混合比率校准曲线数据，计算在传感器流道SC内流动的当前的H2气体的混合比率。在所述流体固有值计算部22计算出的流体固有值N发生变化时，上述混合比率计算部27再次计算混合比率。
所述混合流体CF计算部231根据所述混合比率计算部27计算出的混合比率，计算所述测量对象的流体的转换因子CF。更具体地说，所述混合流体CF计算部231利用计算出的混合比率，对H2气体的转换因子 CF和CO2气体的转换因子CF进行加权平均，由此计算混合气体的转换因子CF。即，对于图7的(b)所示的表示氢气体的混合比率和混合气体的转换因子CF的关系的转换因子CF校准曲线数据，根据计算出的混合比率参照对应的转换因子CF。此外，在所述混合比率计算部27计算出的混合比率发生变化时，所述混合流体CF计算部231再次计算转换因子CF。因此，在混合气体的组成发生变化而导致流体固有值N发生变化时，所述混合比率计算部27和所述混合流体CF计算部231与其配合地计算转换因子CF，所以能够使输出的流量准确，始终不产生流量误差。
所述浓度监测部5根据从所述混合比率计算部27得到的混合比率，监视H2气体的浓度。即，所述浓度监测部5根据随时输出的基于上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd计算出的流体固有值N，不需要在传感器流道SC内另外设置浓度传感器就能够监视在传感器流道SC内流动的混合气体中的H2的浓度。从该浓度监测部5输出的H2气体的浓度例如用于所述质量流量控制器200的控制，或用于向外部表示当前的混合气体的状态。
所述阀控制部3对所述阀4的开度进行反馈控制，以使从所述热式流量计100的流量换算部25输出的输出流量值和由用户预先设定的设定流量值的偏差变小。例如，该阀控制部3利用PID控制对所述阀4的开度进行控制，并且PID控制中使用的PID系数，根据由所述流体固有值计算部22计算出的流体固有值N、或从所述浓度监测部5输出的H2气体的浓度改变。更具体地说，利用流体固有值N的数值知道在传感器流道SC内流动的气体的种类，并且利用所述浓度监测部5知道各气体的浓度，所以也能够推测在流道内流动的气体的粘性等与流动相关的参数。因此，所述阀控制部3根据所述流体固有值N确定的气体种类及其粘性等设定使响应特性最佳的PID系数。根据流体固有值N设定的PID系数，例如可以是预先通过实验等确定的最佳的PID系数。
按照上述第二实施方式的热式流量计100和质量流量控制器200，即使是混合了多种气体的混合气体，也能够根据混合气体的流体固有值 N，计算该混合气体的转换因子CF，并对流量误差进行修正。此外，即使是混合比率变化的混合气体，也能够依次计算与其组成对应的转换因子CF并对流量误差进行修正，所以能够始终输出准确的流量。
此外，利用所述热式流量计100可以与流动的气体的种类和组成无关而始终输出准确的流量，所以能够将实际流动的流量准确地保持为设定流量值，从而能够提高流量控制精度。
此外，在所述浓度监测部5中也能够监视混合气体中的H2气体的浓度，所以能够进行流量控制，并且也能够同时进行浓度管理。该H2气体的浓度的测量不需要像以往那样使铂传感器等直接与流体接触，能够利用非接触方式进行浓度测量。因此，即使在混合气体中包含反应性气体或腐蚀性气体时，也能够容易测量浓度。
接着，参照图8，对第三实施方式的热式流量计100进行说明。在第三实施方式的说明中与第一实施方式对应的构件采用相同的附图标记。
第三实施方式的热式流量计100不计算转换因子CF，而预先按照各流体的种类制作校准的流量校准曲线数据Eq，取得与被推测为当前在流道内流动的流体对应的流量校准曲线数据Eq，进行流量的计算。
即，第三实施方式的流量计算部2包括：传感器输出计算值计算部21、流体固有值计算部22、流量校准曲线数据存储部24、流量校准曲线数据取得部29和流量换算部25，与第一实施方式的流量计算部2进行比较，传感器输出计算值计算部21、流体固有值计算部22和流量换算部 25具有大体相同的结构。另一方面，第三实施方式的所述流量校准曲线数据存储部24不仅像第一实施方式那样存储有基准的流体的流量校准曲线数据Eq，而且对可能使用的流体分别存储有流量校准曲线数据Eq。更具体地说，所述流量校准曲线数据存储部24将多个气体种类和与该气体种类对应的流量校准曲线数据Eq以成对的方式进行存储。
所述流量校准曲线数据取得部29从所述流量校准曲线数据存储部取得与由所述流体固有值计算部22计算出的流体固有值N对应的种类的流体的流量校准曲线数据Eq。更具体地说，所述流量校准曲线数据取得部29从预先存储的气体种类和流体固有值N的对应关系数据中，检索与计算出的流体固有值N一致或成为最接近的值的气体种类。并且，所述流量校准曲线数据取得部29从所述流量校准曲线数据存储部24取得与检索出的气体种类对应的流量校准曲线数据Eq。
按照这种方式，即使在流道内流动的气体种类变更时，也能够设定与该气体种类对应的流量校准曲线数据Eq，并且在所述流量换算部25 中准确地进行从传感器输出计算值向流量的转换。
即，在第一实施方式中，利用了流体固有值N是与热电阻率一对一对应的量的特点，适当计算出转换因子CF，对流量误差进行修正，而在第三实施方式中，利用了流体固有值N是按照气体而固有的值的特点，确定气体种类，通过使用与该气体种类对应的流量校准曲线数据Eq，始终输出准确的流量。按照第三实施方式的结构，由于不需要在每次改变气体种类时计算转换因子CF，所以可以使计算负荷变小，并且能够与气体种类无关，提高流量的输出精度。
接着，参照图9，对第四实施方式的流体分析装置101进行说明。另外，在第四实施方式中与第一实施方式对应的构件采用相同的附图标记。
第四实施方式的流体分析装置101不进行流量的输出，但是与第一实施方式的相同点在于，利用用于使上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd发热而施加的电压，计算流体固有值N。
即，如图9的(a)所示，所述流体分析装置101包括：流体加热部 FH，具有缠绕在形成流道的管上的上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd；以及确定部6，根据在所述流体加热部FH中用于使所述上游侧电阻元件Ru和所述下游侧电阻元件Rd发热而施加的上游侧电压Vu和下游侧电压Vd来进行确定。
所述流体加热部FH与第一实施方式的热式流量计100相同构成对上游侧电阻元件Ru和下游侧电阻元件Rd的温度进行控制并使其保持固定的恒定温度控制电路。上述结构和动作与第一实施方式相同，所以省略了说明。
所述确定部6(流体分析部)利用所谓的计算机等来实现其功能，根据从所述流体加热部FH输出的上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd，计算出表示与流体的热导率对应的固有的值的流体固有值N，并根据所述流体固有值N来确定所述测量对象的流体的种类或物性。并且，如图 9的(b)的功能框图所示，所述确定部6至少发挥作为流体固有值计算部22、热导率计算部61、对应数据存储部63和流体种类确定部62的功能。
所述流体固有值计算部22与第一实施方式相同，利用上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd的比来计算流体固有值N。
所述热导率计算部61根据表示所述流体固有值N和热导率的关系的一次式，计算与由所述流体固有值计算部22计算出的流体固有值N对应的热导率。该一次式是根据对热导率已知的多种流体实际测量流体固有值N的结果来确定的。
所述对应数据存储部63是存储有使流体种类和该流体种类的流体固有值N成对的对应数据的数据库。
所述流体种类确定部62从所述对应数据存储部63中检索与在所述流体固有值计算部22中计算出的流体固有值N一致或数值接近的流体种类，并且输出检索出的流体种类。
按照上述第四实施方式的流体分析装置101，能够利用本申请的发明者们发现的流体固有值N的特性来测量流体的热导率、或确定流体的种类。
以下对其他实施方式进行说明。
在所述各实施方式中，根据在为了将上游侧电阻元件和下游侧电阻元件的温度保持为固定而施加电压的恒定温度方式中得到的上游侧电压、下游侧电压、上游侧参数和下游侧参数，计算流体固有值，但是也可以根据例如在以恒定电流方式施加电压时得到的上游侧电压、下游侧电压、上游侧参数和下游侧参数，计算流体固有值。此外，在环境温度为25℃等的标准状态下，在流体未流动时，上游侧电压Vu和下游侧电压Vd分别表示相同的值，但是如果温度升高，则有时上游侧电压Vu和下游侧电压Vd分离。在这种状态下，例如，在如图3所示的上游侧参数ΔVu和下游侧参数ΔVd的情况下，流体固有值N的值依存于环境温度而变化。为了不受这种环境温度的影响而按照流体计算出流体固有值N为大体固定的值，可以对流体未流动的状态下的所述上游侧电压Vu和下游侧电压Vd进行修正而使其成为标准状态下的值，并根据上述修正后的上游侧参数ΔVu+α和上述修正后的下游侧参数ΔVd+β，计算流体固有值 N。α、β例如可以定义为环境温度的函数。更具体地说，可以预先将α、β定义为与环境温度或者是与环境温度和流体的温度相关的Vu+Vd等温度指标的一次函数，从而适当地对上游侧参数和下游侧参数进行修正。
此外，本发明并不限于所述恒定温度方式和所述恒定电流方式，可以根据在为了将上游侧电阻元件和下游侧电阻元件的温度差保持为固定而施加电压的定温度差方式中得到的上游侧电压、下游侧电压、上游侧参数和下游侧参数，计算流体固有值。
在所述第二实施方式中，为了监测混合气体的浓度，利用所述流体固有值，但是例如也可以应用于以下用途，为了改变气体种类而利用清除气体清除残留的测量对象的气体时，检测是否存在残留气体。即，可以是具有清除判断部的热式流量计或质量流量控制器，该清除判断部在由所述流体固有值计算部计算出的流体固有值成为与清除气体的流体固有值相同的值时，判断为清除结束。
此外，浓度监测、热导率的测量、流体种类的判断等并不是必须与流量测量成组进行，可以构成为使用所述流体固有值的浓度计、热导率计和气体种类判断器。如果利用流体固有值进行测量，则能够利用非接触方式确定流体的物性等，所以也能够很好地测量例如燃料电池中的气体的浓度等。
可以利用存储有用于使计算机发挥本发明的热式流量计或流体分析装置的功能的程序的程序存储介质，在现有的装置中安装程序来实现上述功能。作为程序存储介质可以使用CD、DVD、HDD、闪存器等各种存储介质。
此外，只要不违反本发明的宗旨，可以进行各种变形或实施方式的组合。
工业实用性
利用本发明，可以提供一种高性能的热式流量计，可以仅利用热式流量计来确定流体种类，并且能够自动计算转换因子或流量校准曲线数据这样的流体种类固有的参数。按照这种热式流量计，例如在半导体制造工序等中，能够准确地测量并控制气体的流量，从而能够高精度地制造产品。

Claims (11)

1.一种流体分析装置，其特征在于包括：
流道，测量对象的流体在所述流道中流动；
上游侧电阻元件，设置在所述流道的上游侧；
下游侧电阻元件，设置在所述流道的下游侧；以及
流体固有值计算部，根据上游侧参数和下游侧参数计算流体固有值，所述流体固有值表示与流体的热导率对应的固有值，所述上游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的上游侧电压的变化率相关的值，所述上游侧电压是为了使所述上游侧电阻元件发热而施加的电压，所述下游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的下游侧电压的变化率相关的值，所述下游侧电压是为了使所述下游侧电阻元件发热而施加的电压。
2.一种热式流量计，由权利要求1所述的流体分析装置测量所述测量对象的流体的流量的热式流量计，
所述热式流量计的特征在于包括流量计算部，所述流量计算部根据所述上游侧电压、所述下游侧电压、以及由所述流体固有值计算部计算出的所述流体固有值，计算所述测量对象的流体的流量。
3.根据权利要求2所述的热式流量计，其特征在于，
以使所述上游侧电阻元件的温度固定的方式施加所述上游侧电压，
以使所述下游侧电阻元件的温度固定的方式施加所述下游侧电压，
所述流体固有值是所述上游侧参数和所述下游侧参数的比。
4.根据权利要求2所述的热式流量计，其特征在于，
所述流量计算部包括：
所述流体固有值计算部；
传感器输出计算值计算部，根据所述上游侧电压、所述下游侧电压、以及规定的传感器输出计算值计算式，计算传感器输出计算值；
流量校准曲线数据存储部，对一个基准的流体存储表示所述传感器输出计算值和流量的关系的流量校准曲线数据；
转换因子计算部，根据所述流体固有值，计算所述测量对象的流体的转换因子；以及
流量换算部，根据所述基准的流体的流量校准曲线数据和所述测量对象的流体的转换因子，将在所述传感器输出计算值计算部中计算出的传感器输出计算值换算为所述测量对象的流体的流量。
5.根据权利要求4所述的热式流量计，其特征在于，所述转换因子计算部根据所述流体固有值计算转换因子变化比率，并且根据将所述转换因子变化比率作为斜率的流量的一次式，对所述测量对象的流体的各流量计算所述转换因子，所述转换因子变化比率是转换因子相对于所述基准的流体的流量的变化比率。
6.根据权利要求2所述的热式流量计，其特征在于，
所述流量计算部包括：
所述流体固有值计算部；
传感器输出计算值计算部，根据所述上游侧电压、所述下游侧电压、以及规定的传感器输出计算值计算式，计算传感器输出计算值；
流量校准曲线数据存储部，按照多个流体的热导率存储表示所述传感器输出计算值和流量的关系的流量校准曲线数据；
流量校准曲线数据取得部，从所述流量校准曲线数据存储部取得与由所述流体固有值计算部计算出的流体固有值对应的种类的流体的流量校准曲线数据；以及
流量换算部，根据由所述流量校准曲线数据取得部取得的流量校准曲线数据和在所述传感器输出计算值计算部中计算出的传感器输出计算值，计算所述流体的流量。
7.根据权利要求2所述的热式流量计，其特征在于，
所述测量对象的流体是第一流体和第二流体以规定的混合比率混合的流体，
所述热式流量计还包括：
混合比率校准曲线数据存储部，存储表示所述第一流体和第二流体的混合比率与所述测量对象的流体的流体固有值的关系的混合比率校准曲线数据；以及
混合比率计算部，根据由所述流体固有值计算部计算出的所述测量对象的流体的流体固有值和所述混合比率校准曲线数据，计算所述混合比率。
8.根据权利要求7所述的热式流量计，其特征在于还包括混合流体转换因子计算部，所述混合流体转换因子计算部根据由所述混合比率计算部计算出的混合比率，计算所述测量对象的流体的转换因子。
9.一种质量流量控制器，其包括：
权利要求2所述的热式流量计；
阀，用于对所述测量对象的流体的流量进行控制；以及
阀控制部，根据由所述热式流量计测量出的测量流量值和预先确定的设定流量值的偏差和控制系数，控制所述阀的开度，
所述质量流量控制器的特征在于，所述阀控制部根据所述流体固有值计算部计算出的所述流体固有值改变所述控制系数。
10.一种流体性质确定装置，由权利要求1所述的流体分析装置确定所述测量对象的流体的种类或物性的流体性质确定装置，
所述流体性质确定装置的特征在于，其构成根据由所述流体固有值计算部计算出的所述流体固有值来确定所述测量对象的流体的种类或物性的确定部。
11.一种流体分析方法，在流体分析装置中使用所述流体分析方法，所述流体分析装置包括：流道，测量对象的流体在所述流道中流动；上游侧电阻元件，设置在所述流道的上游侧；以及下游侧电阻元件，设置在所述流道的下游侧，
所述流体分析方法的特征在于，包括流体固有值计算步骤，所述流体固有值计算步骤根据上游侧参数和下游侧参数计算流体固有值，所述流体固有值表示与流体的热导率对应的固有值，所述上游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的上游侧电压的变化率相关的值，所述上游侧电压是为了使所述上游侧电阻元件发热而施加的电压，所述下游侧参数是与所述测量对象的流体的流量变化时的下游侧电压的变化率相关的值，所述下游侧电压是为了使所述下游侧电阻元件发热而施加的电压。
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