JP2005527819A - マスフロー検出デバイスの較正のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技術分野。本発明は、一般に、測定デバイスに関し、そしてより具体的には、類似の測定デバイスの間の物理的差異を補正することによって、マスフロー測定および得られる流体の制御の精度を改善するための、システムおよび方法に関する。
CF=Cf0(1+aF+bF2+cF3)
ここで、CF0は、フローに無関係の気体補正因子(しばしば、「気体補正因子」と称される)であり、Fは、気体のフローであり、そしてa、bおよびcは、気体特異的な実験係数または理論係数である。この型の方程式は、異なる気体に対して適用可能であり、これらの項の全てが、気体特異的であり得る。さらに、曲線のファミリーが、異なるTMFC構成に対して作成され得、その結果、この型の関数は、異なる設計に対して適合され得る。フローに依存する気体補正因子の使用は、+/−1%の代表的なプロセス精度を生じた。
プロセス気体を使用して、読み取りの1%より良好な精度を達成する能力は、多くの産業プロセスのプロセス容量を最適化するために重要である。先の節において議論された技術は、モデルが、1つの流体(例えば、較正流体)を用いる流量計の性能を、別の異なる流体(例えば、プロセス流体)を用いる性能に対して補正するように(実験的にかまたは理論的に)開発されることを可能にする。この技術は、流体の特性における基本的な差異を補償し得、そしてより単純なモデル(例えば、異なる熱容量についての単純な補正)より良好な精度を達成し得るが、ほとんどのフロー器具が直面する基本的な制限の1つ:「最終製品」において同じ性能を達成するための、部品の許容差または製造プロセスに関するデバイスとデバイスとの差異をどのように調整するか、に取り組まない。
本発明の好ましい実施形態が、以下に記載される。以下に記載されるこの実施形態および任意の他の実施形態は、例示的であり、そして本発明を限定するのではなく例示することが意図されることが、注目されるべきである。
CF=Cf0(1+aF+bF2+cF3)
を有し、ここで、CF0は、フローに依存しない気体補正因子であり、Fは、気体のフローであり、そしてa、b、およびcは、気体特異的な係数(これは、実験的にかまたは理論的にかのいずれかで得られ得る)である。
1−βΔADC(Sp/100)2
ここで、βは、気体特異的な、デバイスに依存しない係数であり、ΔADCは、較正気体(窒素)に関するデバイスの非線形性であり、そしてSpは、特定のMFCにおいて利用可能な最大の%でのフローである。β係数は、実験的にか理論的にかのいずれかで決定され得る。これは、気体特異的であるが、デバイスには無関係である。ΔADCの項は、代理の気体較正から決定され、そして全てのMFCについて異なり得る。MFCについてのADCは、センサ出力の、最大フローの予め決定された2つの百分率での比である。例えば、センサ出力は、最大フローの50%および100%で測定され得る。同じ百分率が、各MFCについて使用される。ΔADCは、特定のMFCについてのADCと、同じ設計のMFCについての平均ADCとの間の差異である。
1+αΔR
ここで、ΔRは、特定のMFCの抵抗と、同じ設計の全てのMFCの平均抵抗(これは、実際には、MFCのサンプリングの抵抗を平均することによって決定される)との間の差である。抵抗自体またはΔRのいずれかは、格納され得、そして/またはMFC診断から読み取られ得る。
CF=Cf0(1+aF+bF2+cF3)(1+αΔR)(1−βΔADC(Sp/100)2)。
Claims (22)
- 方法であって、以下:
デバイス特異的な較正データを提供する工程;
流体フローを感知する工程;
測定された流体フローを、該感知された流体フローに基づいて計算する工程;および
該測定された流体フローを、該デバイス特異的な較正データに基づいて補正する工程、
を包含する、方法。 - 前記測定された流体フローを、気体補正因子に基づいて補正する工程をさらに包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記測定された流体フローを前記デバイス特異的な較正データに基づいて補正する工程が、該測定されたフローの値を、デバイス特異的なセンサ補正因子を使用して調整する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイス特異的なセンサ補正因子が、センサ抵抗の関数である、請求項3に記載の方法。
- 前記デバイス特異的なセンサ補正因子が、式(1+αΔR)を有し、ここで、Rは、前記センサ抵抗であり、そしてαは、実験的または理論的のいずれかで決定される定数である、請求項4に記載の方法。
- 前記測定された流量を前記デバイス特異的な較正データに基づいて補正する工程が、該測定されたフローの値を、デバイス特異的な線形性補正因子を使用して調整する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイス特異的な線形性補正因子が、センサ分流比の関数である、請求項6に記載の方法。
- 前記デバイス特異的な線形性補正因子が、式(1−βΔADC(Sp/100)2)を有し、ここで、ΔADCは、センサ線形性であり、Spは、センサ分流比であり、そしてβは、実験的または理論的のいずれかで決定される定数である、請求項7に記載の方法。
- 前記測定された流体フローを前記デバイス特異的な較正データに基づいて補正する工程が、該測定されたフローの値を、デバイス特異的なセンサ補正因子およびデバイス特異的な線形性補正因子を使用して調整する工程を包含する、請求項1に記載の方法。
- 前記デバイス特異的なセンサ補正因子が、センサ抵抗の関数であり、そして前記デバイス特異的な線形性補正因子が、センサ分流比の関数である、請求項9に記載の方法。
- 前記デバイス特異的なセンサ補正因子が、式(1+αΔR)を有し、ここで、Rは、前記センサ抵抗であり、そしてαは、実験的または理論的のいずれかで決定される定数であり、そして前記デバイス特異的な線形性補正因子が、式(1−βΔADC(Sp/100)2)を有し、ここで、ΔADCは、センサ線形性であり、Spは、センサ分流比であり、そしてβは、実験的または理論的のいずれかで決定される定数である、請求項10に記載の方法。
- システムであって、以下:
流体フローセンサ;
デバイス特異的な較正データを格納するように構成されたメモリ;および
該流体フローセンサおよび該メモリに結合された制御エレクトロニクスであって、該制御エレクトロニクスが、測定された流体フローを、該センサによって検出されたセンサ流体フローおよび該デバイス特異的較正データに基づいて計算するように構成されている、制御エレクトロニクス、
を備える、システム。 - 前記制御エレクトロニクスが、前記測定された流体フローを、気体補正因子を使用して補正するように構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記制御エレクトロニクスが、前記測定された流体フローを、デバイス特異的なセンサ補正因子を使用して補正するように構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記デバイス特異的なセンサ補正因子が、センサ抵抗の関数である、請求項14に記載のシステム。
- 前記デバイス特異的なセンサ補正因子が、式(1+αΔR)を有し、ここで、Rは、前記センサ抵抗であり、そしてαは、実験的または理論的のいずれかで決定される定数である、請求項15に記載のシステム。
- 前記制御エレクトロニクスが、前記測定された流体フローを、デバイス特異的な線形性補正因子を使用して補正するように構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記デバイス特異的な線形性補正因子が、センサ分流比の関数である、請求項17に記載のシステム。
- 前記デバイス特異的な線形性補正因子が、式(1−βΔADC(Sp/100)2)を有し、ここで、ΔADCは、センサ線形性であり、Spは、センサ分流比であり、そしてβは、実験的または理論的のいずれかで決定される定数である、請求項18に記載のシステム。
- 前記制御エレクトロニクスが、前記測定された流体フローを、デバイス特異的なセンサ補正因子およびデバイス特異的な線形性補正因子を使用して補正するように構成されている、請求項12に記載のシステム。
- 前記デバイス特異的な補正因子が、センサ抵抗の関数であり、そして前記デバイス特異的な線形性補正因子が、センサ分流比の関数である、請求項20に記載のシステム。
- 前記デバイス特異的なセンサ補正因子が、式(1+αΔR)を有し、ここで、Rは、前記センサ抵抗であり、そしてαは、実験的または理論的のいずれかで決定される定数であり、そして前記デバイス特異的な線形性補正因子が、式(1−βΔADC(Sp/100)2)を有し、ここで、ΔADCは、センサ線形性であり、Spは、センサ分流比であり、そしてαおよびβは、実験的または理論的のいずれかで決定される定数である、請求項21に記載のシステム。
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