JP2000250633A - 流体質量流量コントローラ - Google Patents
流体質量流量コントローラInfo
- Publication number
- JP2000250633A JP2000250633A JP11049251A JP4925199A JP2000250633A JP 2000250633 A JP2000250633 A JP 2000250633A JP 11049251 A JP11049251 A JP 11049251A JP 4925199 A JP4925199 A JP 4925199A JP 2000250633 A JP2000250633 A JP 2000250633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- gas
- fluid
- mass flow
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
- Flow Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出部分に目詰まりが生ずることがなく、耐
熱性が高く、流量の多い場合においても精度良く流量制
御を行うことの可能な流体質量流量コントローラを提案
すること。 【解決手段】 流体質量流量コントローラ１は、ガス管
２を流れるガスの流量を測定する超音波流量計３と、ガ
ス管２を流れるガスの流量を調整するための流量調整バ
ルブ４と、超音波流量計３によって測定されたガスの質
量流量と目標ガスの質量流量を比較して、測定されたガ
スの質量流量が目標ガスの質量流量に一致するように、
流量調整バルブ４の開度を制御するバルブ駆動制御回路
５とを有している。熱式流量センサを備えている場合と
は異なり、流量検出部分に目詰まりが生ずることがな
く、耐熱性も高い。さらに、流量が多い場合でも精度良
く流量制御を行うことができ、流量検出部分でガス流の
圧損が生ずることもない。
熱性が高く、流量の多い場合においても精度良く流量制
御を行うことの可能な流体質量流量コントローラを提案
すること。 【解決手段】 流体質量流量コントローラ１は、ガス管
２を流れるガスの流量を測定する超音波流量計３と、ガ
ス管２を流れるガスの流量を調整するための流量調整バ
ルブ４と、超音波流量計３によって測定されたガスの質
量流量と目標ガスの質量流量を比較して、測定されたガ
スの質量流量が目標ガスの質量流量に一致するように、
流量調整バルブ４の開度を制御するバルブ駆動制御回路
５とを有している。熱式流量センサを備えている場合と
は異なり、流量検出部分に目詰まりが生ずることがな
く、耐熱性も高い。さらに、流量が多い場合でも精度良
く流量制御を行うことができ、流量検出部分でガス流の
圧損が生ずることもない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバー製造工
程、半導体製造工程等において反応室に供給される材料
ガス、反応ガス等の流量を制御するために用いる質量流
量コントローラに関するものである。
程、半導体製造工程等において反応室に供給される材料
ガス、反応ガス等の流量を制御するために用いる質量流
量コントローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバー製造工程、半導体製造工程
等においては反応ガス等の流体を一定の質量流量で反応
室等に供給する必要があり、このために熱式質量流量コ
ントローラが利用されている。図２には従来の熱式質量
流量コントローラの概略構成を示してある。
等においては反応ガス等の流体を一定の質量流量で反応
室等に供給する必要があり、このために熱式質量流量コ
ントローラが利用されている。図２には従来の熱式質量
流量コントローラの概略構成を示してある。
【０００３】この図に示すように、従来の質量流量コン
トローラ１０は、ガス供給管１１に配置された熱式質量
流量センサ１２と、ガス供給管１１を開閉する流量調整
バルブ１３と、このバルブ１３の開閉を制御するバルブ
駆動制御回路１４とを備えており、ガス供給管１１を流
れるガス流量を検出して、当該ガス質量流量が目標質量
流量に一致するように、流量調整バルブ１３の開度が調
整される。
トローラ１０は、ガス供給管１１に配置された熱式質量
流量センサ１２と、ガス供給管１１を開閉する流量調整
バルブ１３と、このバルブ１３の開閉を制御するバルブ
駆動制御回路１４とを備えており、ガス供給管１１を流
れるガス流量を検出して、当該ガス質量流量が目標質量
流量に一致するように、流量調整バルブ１３の開度が調
整される。
【０００４】ここで、熱式質量流量センサ１２は、ガス
供給管１１に接続された分流管１５に取り付けた２つの
抵抗線の抵抗値が、分流管１５を流れるガスの質量流量
に応じて変化する熱移動量を電気的な抵抗変化として検
出するものである。
供給管１１に接続された分流管１５に取り付けた２つの
抵抗線の抵抗値が、分流管１５を流れるガスの質量流量
に応じて変化する熱移動量を電気的な抵抗変化として検
出するものである。
【０００５】ガス供給管１１には分流管１５への分流比
を調整するために、通称バイパスと称する部位１６が設
けられており、その流量計のフルスケールの大きさによ
ってバイパス１６の圧力損失を調整し、フルスケールの
大きさが変わっても分流管１５へ分流する流量はほぼ一
定としている。
を調整するために、通称バイパスと称する部位１６が設
けられており、その流量計のフルスケールの大きさによ
ってバイパス１６の圧力損失を調整し、フルスケールの
大きさが変わっても分流管１５へ分流する流量はほぼ一
定としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
流量コントローラは次のような解決すべき課題がある。
すなわち、ガス供給管に細い分流管を接続して、ガス供
給管を流れるガス流の一部を流量検出部分に導くように
なっている。細い分流管にガスを流す必要があるので、
ガス種によってはこのような細管部分に目詰まりが生ず
るおそれがある。特に、塵や異物等が混在しているガス
の流量を制御する場合にはこのような細管部分に目詰ま
りが発生しやすい。
流量コントローラは次のような解決すべき課題がある。
すなわち、ガス供給管に細い分流管を接続して、ガス供
給管を流れるガス流の一部を流量検出部分に導くように
なっている。細い分流管にガスを流す必要があるので、
ガス種によってはこのような細管部分に目詰まりが生ず
るおそれがある。特に、塵や異物等が混在しているガス
の流量を制御する場合にはこのような細管部分に目詰ま
りが発生しやすい。
【０００７】また、熱式流量センサは、周囲温度変化の
影響を避けるため、その動作温度は、周囲温度即ちガス
温度よりも通常３０℃以上高い温度になっているので、
高温のガスの流量制御には向かいないという問題点があ
る。例えば、熱式質量流量計の場合には摂氏１００度程
度を越える温度のガスの流量計測には不向きである。こ
のために、例えば、光ファイバーの製造工程における場
合のようにガス種によっては反応ガスを得るために、液
体材料を摂氏１５０度程度の高温にして気化させなけれ
ばならない場合があり、このような高温ガスの流量計測
および流量制御を行うことができない。
影響を避けるため、その動作温度は、周囲温度即ちガス
温度よりも通常３０℃以上高い温度になっているので、
高温のガスの流量制御には向かいないという問題点があ
る。例えば、熱式質量流量計の場合には摂氏１００度程
度を越える温度のガスの流量計測には不向きである。こ
のために、例えば、光ファイバーの製造工程における場
合のようにガス種によっては反応ガスを得るために、液
体材料を摂氏１５０度程度の高温にして気化させなけれ
ばならない場合があり、このような高温ガスの流量計測
および流量制御を行うことができない。
【０００８】これに加えて、ガス流量が多い場合、例え
ば、５００リットル／分程度以上のガス流量の場合に
は、流量制御を精度良く行うことができないという問題
点がある。
ば、５００リットル／分程度以上のガス流量の場合に
は、流量制御を精度良く行うことができないという問題
点がある。
【０００９】本発明の課題は、このような従来の質量流
量コントローラの問題点を解消可能な質量流量コントロ
ーラを提案することにある。
量コントローラの問題点を解消可能な質量流量コントロ
ーラを提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の流体質量流量コントローラは、制御対象
の流体を流す流体流通管と、この流体流通管を流れる流
体の流量を測定する超音波流量計と、流体の密度を知る
ための圧力センサーおよび温度センサーと、前記流体流
通管を流れる流体流量を調整するための流量調整バルブ
と、前記超音波流量計の測定値に基づき、前記流体流通
管を流れる流体質量流量が目標質量流量となるように前
記流量調整バルブの開度を制御するバルブ駆動制御手段
とを有することを特徴としている。
めに、本発明の流体質量流量コントローラは、制御対象
の流体を流す流体流通管と、この流体流通管を流れる流
体の流量を測定する超音波流量計と、流体の密度を知る
ための圧力センサーおよび温度センサーと、前記流体流
通管を流れる流体流量を調整するための流量調整バルブ
と、前記超音波流量計の測定値に基づき、前記流体流通
管を流れる流体質量流量が目標質量流量となるように前
記流量調整バルブの開度を制御するバルブ駆動制御手段
とを有することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に図１を参照して本発明を適
用したガスの質量流量を調整するための流体流量コント
ローラの一例を説明する。
用したガスの質量流量を調整するための流体流量コント
ローラの一例を説明する。
【００１２】本例の流体質量流量コントローラ１は、ガ
ス管２と、このガス管２を流れるガス流量を測定するた
めの超音波流量計３と、ガス管２を経由して流れるガス
流量を調整するための流量調整バルブ４と、ガス管２を
流れるガス流量が目標値に一致するように流量調整バル
ブ４の開度を制御するバルブ駆動制御回路５と、表示・
入力部６を有している。
ス管２と、このガス管２を流れるガス流量を測定するた
めの超音波流量計３と、ガス管２を経由して流れるガス
流量を調整するための流量調整バルブ４と、ガス管２を
流れるガス流量が目標値に一致するように流量調整バル
ブ４の開度を制御するバルブ駆動制御回路５と、表示・
入力部６を有している。
【００１３】超音波流量計３は、ガス管２に取り付けた
一対の送受波器３１、３２と、流体の密度を知るために
取り付けられたガス流の温度および圧力をそれぞれ測定
する温度計３３および圧力計３４と、これらの送受波器
３１、３２で受信された超音波並びに測定された温度お
よび圧力に基づき、ガス管２を流れるガス質量流量を算
出する流量演算回路３５とを備えている。
一対の送受波器３１、３２と、流体の密度を知るために
取り付けられたガス流の温度および圧力をそれぞれ測定
する温度計３３および圧力計３４と、これらの送受波器
３１、３２で受信された超音波並びに測定された温度お
よび圧力に基づき、ガス管２を流れるガス質量流量を算
出する流量演算回路３５とを備えている。
【００１４】送受波器３１、３２は、それぞれから出射
した超音波を受信可能な位置に取り付けられており、本
例では図示のようにガス管内周壁で反射した反射波をそ
れぞれ受信可能な配置関係となっている。勿論、直接に
超音波を送受信できるように一対の送受波器を対峙させ
た配置としてもよい。
した超音波を受信可能な位置に取り付けられており、本
例では図示のようにガス管内周壁で反射した反射波をそ
れぞれ受信可能な配置関係となっている。勿論、直接に
超音波を送受信できるように一対の送受波器を対峙させ
た配置としてもよい。
【００１５】流量演算回路３５では、送受波器３１、３
２で受信された超音波に基づき、伝搬速度差法あるいは
ドップラー法により、ガス流の流速を算出し、算出した
ガス流に基づきガスの体積流量を求める。また、検出さ
れた温度および圧力に基づき、流体の密度を算出し、ガ
スの体積から、その状態における質量流量に換算してい
る。
２で受信された超音波に基づき、伝搬速度差法あるいは
ドップラー法により、ガス流の流速を算出し、算出した
ガス流に基づきガスの体積流量を求める。また、検出さ
れた温度および圧力に基づき、流体の密度を算出し、ガ
スの体積から、その状態における質量流量に換算してい
る。
【００１６】バルブ駆動制御回路５は、比較・制御部５
１と、バルブドライバ５２とを備えており、比較・制御
部５１では、流量演算回路３５によって算出されたガス
の質量流量と目標とするガスの質量流量を比較して、ガ
スの質量流量が目標とするガスの質量流量に一致するよ
うに、バルブドライバ５２を介して流量調整バルブ４の
開度を調整する。
１と、バルブドライバ５２とを備えており、比較・制御
部５１では、流量演算回路３５によって算出されたガス
の質量流量と目標とするガスの質量流量を比較して、ガ
スの質量流量が目標とするガスの質量流量に一致するよ
うに、バルブドライバ５２を介して流量調整バルブ４の
開度を調整する。
【００１７】目標とするガスの質量流量は、例えば、表
示・入力部６に配置されている流量設定キーあるいは流
量設定ダイヤル６１を操作することにより設定できるよ
うにしてもよいし、上位のコントローラ（図示せず）か
ら入力するようにしてもよい。この表示・入力部６の表
示画面６２には測定されたガス質量流量を含む各種の情
報が表示される。
示・入力部６に配置されている流量設定キーあるいは流
量設定ダイヤル６１を操作することにより設定できるよ
うにしてもよいし、上位のコントローラ（図示せず）か
ら入力するようにしてもよい。この表示・入力部６の表
示画面６２には測定されたガス質量流量を含む各種の情
報が表示される。
【００１８】流量調整バルブ４としては、流量が少ない
場合には電磁式あるいは圧電式の比例バルブを使用し、
流量が多い場合には電磁式を用いたパイロット式バルブ
あるいは電空式のバルブを用いることが望ましい。
場合には電磁式あるいは圧電式の比例バルブを使用し、
流量が多い場合には電磁式を用いたパイロット式バルブ
あるいは電空式のバルブを用いることが望ましい。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の流体質量
流量コントローラは流体質量流量計として超音波流量計
を採用しているので、従来のコントローラのような分流
管等の細管部分が存在しない。よって、塵等の異物が混
在しているガスの流量制御を行うことが可能になる。ま
た、耐熱性が高いので、高温ガスの流量制御も行うこと
が可能になる。更には、通称バイパスといわれる機構が
存在しないので、圧損が発生することもない。これに加
えて、流量が多い場合においても精度良く流量制御を行
うことが可能になる。
流量コントローラは流体質量流量計として超音波流量計
を採用しているので、従来のコントローラのような分流
管等の細管部分が存在しない。よって、塵等の異物が混
在しているガスの流量制御を行うことが可能になる。ま
た、耐熱性が高いので、高温ガスの流量制御も行うこと
が可能になる。更には、通称バイパスといわれる機構が
存在しないので、圧損が発生することもない。これに加
えて、流量が多い場合においても精度良く流量制御を行
うことが可能になる。
【図１】本発明を適用した流体流量コントローラの主要
部分の概略構成を示す概略構成図である。
部分の概略構成を示す概略構成図である。
【図２】従来の流量コントローラを示す概略構成図であ
る。
る。
１ 流体流量コントローラ ２ ガス管 ３ 超音波流量計 ３１、３２ 送受波器 ３３ 温度計 ３４ 圧力計 ３５ 流量演算回路 ４ 流量調整バルブ ５ バルブ駆動制御回路 ５１ 比較・制御部 ５２ バルブドライバ ６ 表示・入力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F030 CA03 CC11 CD15 CE02 CE04 CE22 CE27 CF05 CF08 CF20 2F031 AC01 AD10 AF10 2F035 DA07 DA09 DA12 DA14 5H307 AA02 BB01 DD01 DD17 EE02 EE07 EE12 FF05 FF12 FF15 GG15 HH04
Claims (1)
- 【請求項１】 制御対象の流体を流す流体流通管と、こ
の流体流通管を流れる流体の流量を測定する超音波流量
計と、流体の密度を知るための圧力センサーおよび温度
センサーと、前記流体流通管を流れる流体質量流量を調
整するための流量調整バルブと、前記超音波流量計の測
定値に基づき、前記流体供給管を流れる流体質量流量が
目標流量となるように前記流量調整バルブの開度を制御
するバルブ駆動制御手段とを有することを特徴とする流
体質量流量コントローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11049251A JP2000250633A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 流体質量流量コントローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11049251A JP2000250633A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 流体質量流量コントローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000250633A true JP2000250633A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12825638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11049251A Pending JP2000250633A (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 流体質量流量コントローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000250633A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100366961C (zh) * | 2004-01-06 | 2008-02-06 | 东京流量仪器仪表株式会社 | 流量控制阀和流量控制装置 |
| JP4971153B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2012-07-11 | シーケーディ株式会社 | 流量制御弁 |
| CN104220946A (zh) * | 2012-02-03 | 2014-12-17 | 日立金属株式会社 | 流量控制装置以及程序 |
| JP2015075405A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | 旭有機材工業株式会社 | 流量制御装置 |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP11049251A patent/JP2000250633A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100366961C (zh) * | 2004-01-06 | 2008-02-06 | 东京流量仪器仪表株式会社 | 流量控制阀和流量控制装置 |
| JP4971153B2 (ja) * | 2005-06-24 | 2012-07-11 | シーケーディ株式会社 | 流量制御弁 |
| CN104220946A (zh) * | 2012-02-03 | 2014-12-17 | 日立金属株式会社 | 流量控制装置以及程序 |
| CN104220946B (zh) * | 2012-02-03 | 2017-03-08 | 日立金属株式会社 | 流量控制装置以及流量控制方法 |
| US9797520B2 (en) | 2012-02-03 | 2017-10-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Flow control apparatus and program |
| JP2015075405A (ja) * | 2013-10-09 | 2015-04-20 | 旭有機材工業株式会社 | 流量制御装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6119710A (en) | Method for wide range gas flow system with real time flow measurement and correction | |
| KR20100103376A (ko) | 매스 플로우 미터, 매스 플로우 컨트롤러, 이들을 포함한 매스 플로우 미터 시스템 및 매스 플로우 컨트롤러 시스템 | |
| US20240160230A1 (en) | Flow rate control device | |
| JP7131561B2 (ja) | 質量流量制御システム並びに当該システムを含む半導体製造装置及び気化器 | |
| JPH11183228A (ja) | ガスメータ | |
| CN111103020B (zh) | 流量检测装置、流量控制***及流量检测方法 | |
| JP2000250633A (ja) | 流体質量流量コントローラ | |
| JP3632396B2 (ja) | 流量計測装置 | |
| JP3374362B2 (ja) | ガスメータ | |
| US6959610B1 (en) | Manual purge system for instrumentation flow element tubing | |
| JP2001281031A (ja) | 多機能型超音波ガスメータ | |
| JP2001241988A (ja) | ガス保安装置 | |
| JP2002090188A (ja) | ガス計量装置 | |
| Melani et al. | Hot wire anemometric MEMS sensor for water flow monitoring | |
| JPH10197300A (ja) | 差圧利用流量計 | |
| RU2305288C2 (ru) | Устройство для измерения параметров газового потока | |
| JP3719802B2 (ja) | 多点計測型流量計 | |
| JPH08166265A (ja) | 双方向流量計測方法およびその装置 | |
| JPH09222344A (ja) | マスフローコントローラ | |
| JP3311762B2 (ja) | マスフローコントローラと半導体装置の製造装置 | |
| WO2020155085A1 (zh) | 信号处理电路以及相关芯片、流量计及方法 | |
| JPH01282427A (ja) | 流量制御装置 | |
| JPH10115540A (ja) | 差圧利用流量計 | |
| JP3488026B2 (ja) | 差圧利用流量計 | |
| JPS61202120A (ja) | 流量計測装置 |