JP2015514972A - 質量流量制御器または質量流量計のゼロオフセットおよびゼロドリフトのリアルタイム測定および補正に減衰速度測定を用いるためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも1つの処理構成要素が、元の位置での減衰速度測定を実行する命令と、前記減衰速度測定に基づいて第1のバルブ漏れ値を求める命令と、前記元の位置での減衰速度測定を実行している間、前記流量センサーを用いて流量測定を実行する命令と、前記流量センサーによって測定された第2のバルブ漏れ値を求める命令と、前記第1のバルブ漏れ値と前記第2のバルブ漏れ値との差に基づいてセンサーオフセット補正値を求める命令と、前記流量センサーをゼロ調整する際に前記センサーオフセット補正値を適用する命令とを実行する質量流量制御器も含む。
(計算された流量)=(固有のセンサーオフセット)+(最後のゼロ点補正)+(センサーによって測定されたバルブ漏れ) (式1)
(固有sensor_offset)=(計算された流量)−(最後のゼロ点補正)−(ROD測定からのバルブ漏れ)(式2)
n=PV/ZRT (式3)
Pは圧力であり、
Vは体積であり、
nはモル質量(またはモル数)であり、
Zは圧縮率であり、
Rは一般気体定数であり、
Tは絶対温度である。
n=(P/ZT)×(V/R) (式4)
dn/dt=d(P/ZT)/dt×(V/R) (式5)
(P/ZT)=fmDvMg=(インベントリー体積内の気体の質量)である(同一出願人による米国特許第7,905,139号「Mass flow controller with Improved Dynamic」の教示を参照。この米国特許は引用することによって本明細書の一部をなす)。
Qrod:SEMI仕様E12-96による標準密度(標準温度および標準圧力における等価な理想気体の密度)における気体体積流量率である。Qrodは、標準密度を基準としているので、一般的には、標準流量単位、例えば標準cc/minによる質量流量とも呼ばれる。
ConvConst:インベントリー体積内の質量の測定された変化率を質量流量に変換する変換定数(V/R)である。
ROD_Valve_Leak=(dfmDvMg/dt)×ConvConstt (式7)
sensor_offset_correction=−固有sensor_offset (式8)
calculated_flow=(センサーオフセット)+(最後のゼロ補正)+(センサーによって測定されたバルブ漏れ)−(sensor_offset_correction) (式9)
102 センサーハウジング
108 基部
110 ステップ
112 圧力トランスデューサー
120 流体流入口
130 流体流出口
140 熱式質量流量計
142 バイパス
146 熱式流量センサー
146A センサー流入口部分
146B センサー流出口部分
146C センサー測定部分
147 抵抗器
148 抵抗器
150 制御バルブアセンブリ
158 電気導体
159 電気導体
160 閉ループシステムコントローラー
170 制御バルブ
180 継電器
190 電気構成要素
200 ツールコントローラー
202 内部バルブ
204 ツールパイロットバルブ
206 気体供給ライン
210 上流隔離バルブ
210M 隔離バルブ
211 バルブ
212 空気圧ライン
212i 第1の空気圧ライン
212o 第2の空気圧ライン
214 電気ライン
222 隔離バルブ
250 質量流量制御器
280 流入口ブロック
282 ピエゾバルブ
300 ソフトウェアプロトコル
340 質量流量制御器
350 質量流量制御器
Claims (20)
- 前記流体を受け取る流入口と、
前記流体が通過する流路と、
前記流路を通る前記流体の質量流量に対応する信号を提供する質量流量センサーと、
前記流路内の地点における圧力を測定する、前記流路に結合された圧力トランスデューサーと、
ツールコントローラーと通信する通信インターフェースと、
少なくとも1つの処理構成要素であって、
元の位置での減衰速度測定を実行する命令と、
前記減衰速度測定に基づいて第1のバルブ漏れ値を求める命令と、
前記元の位置での減衰速度測定を実行している間、前記流量センサーを用いて流量測定を実行する命令と、
前記流量センサーによって測定された第2のバルブ漏れ値を求める命令と、
前記第1のバルブ漏れ値と前記第2のバルブ漏れ値との差に基づいてセンサーオフセット補正値を求める命令と、
前記流量センサーをゼロ調整する際に前記センサーオフセット補正値を適用する命令と、
を実行する少なくとも1つの処理構成要素とを具備する装置。 - 前記少なくとも1つの処理構成要素は、前記センサーオフセット補正値の値を、トラブルシューティング、傾向解析の実行、メンテナンスおよびアラーム適用のための時間の関数としてログ記録する命令を実行するように更に構成されている請求項1に記載の装置。
- 請求項1に記載の装置であって、前記少なくとも1つの処理構成要素は、該装置がゼロ設定点に戻るごとに請求項1に記載の前記命令を再び実行する命令を実行するように更に構成されている装置。
- 前記少なくとも1つの処理構成要素は、前記傾向解析からのデータを利用して、傾向的なセンサーオフセット補正値を求め、流れが生じている間に、前記求められた傾向化したセンサーオフセット補正値をスパン測定に適用する命令を実行するように更に構成されている請求項2に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの処理構成要素は、前記ツールコントローラーが前記元の位置での減衰速度測定を実行する前に上流隔離バルブを閉鎖することを要求するために、ツールコントローラーと通信するソフトウェアプロトコルを実施する命令を実行するように更に構成されている請求項1に記載の装置。
- 請求項5に記載の装置であって、前記少なくとも1つの処理構成要素は、前記ツールコントローラーからプロセスタイミング情報を受信する命令と、前記プロセスタイミング情報から、前記元の位置での減衰速度測定を中断なしで完了することができる時間間隔を特定する命令とを実行するように更に構成されている請求項5に記載の装置。
- ツールパイロットバルブに結合された第1の空気圧ラインを受け取るように構成された内部バルブを更に備え、該内部バルブは、該内部バルブからの第2の空気圧ラインを前記流入口の上流の外部隔離バルブに結合するように更に構成され、前記少なくとも1つの処理構成要素は、前記元の位置での減衰速度測定を実行する前に、前記内部バルブを用いて前記第1の空気圧ラインを通って受け取られる空気流を阻止することによって前記外部隔離バルブを閉鎖する命令を実行するように更に構成されている請求項1に記載の装置。
- ツールコントローラーからの第1の電気ラインとツールパイロットバルブへの第2の電気ラインとの間に結合されるように構成された継電器を更に備え、前記少なくとも1つの処理構成要素は、前記元の位置での減衰速度測定を実行する前に、前記第2の電気ラインを介して前記ツールパイロットバルブにバルブ閉鎖信号を送信することによって外部隔離バルブを閉鎖する命令を実行するように更に構成されている請求項1に記載の装置。
- 外部隔離バルブに結合されるように構成された継電器を更に備え、前記少なくとも1つの処理構成要素は、前記元の位置での減衰速度測定を実行する前に、前記外部隔離バルブにバルブ閉鎖信号を送信することによって該外部隔離バルブを閉鎖する命令を実行するように更に構成されている請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの処理構成要素は、ツールコントローラーに前記元の位置での減衰速度測定の結果を通知する命令を実行するように更に構成されている請求項1に記載の装置。
- 請求項1に記載の装置であって、該装置の特性が所与の時間期間に或る特定の量だけ変化したことを前記減衰速度測定が示したとき、前記少なくとも1つの処理構成要素は、アラームを生成する命令を実行するように更に構成されている、装置。
- 元の位置での減衰速度測定を実行することと、
前記減衰速度測定に基づいて第1のバルブ漏れ値をプロセッサを用いて求めることと、
前記元の位置での減衰速度測定を実行している間、流量センサーを用いて流量測定を実行することと、
前記流量センサーによって測定された第2のバルブ漏れ値を求めることと、
前記第1のバルブ漏れ値と前記第2のバルブ漏れ値との差に基づいてセンサーオフセット補正値を求めることと、
前記流量センサーをゼロ調整する際に前記センサーオフセット補正値を適用することと、
を含む、バルブ漏れが存在する状況でゼロドリフトをもたらす感知された流量測定値の前記リアルタイム補正のための装置によって元の位置で実行される自己確認方法。 - 前記センサーオフセット補正値の値を時間の関数としてログ記録することを更に含む請求項12に記載の方法。
- 上流隔離バルブを閉鎖するようにツールコントローラーに要求することを更に含む請求項12に記載の方法。
- 前記装置がゼロ設定点に戻るごとに請求項12に記載の前記ステップを繰り返すことを更に含む請求項12に記載の方法。
- 前記センサーオフセット補正値の値を時間の関数としてログ記録することと、ログ記録されたデータに対して傾向解析を実行することと、傾向化したセンサーオフセット補正値を求めることと、流れが生じている間に、前記求められた傾向化したセンサーオフセット補正値をスパン測定に適用することとを更に含む請求項12に記載の方法。
- プロセスタイミング情報から、前記元の位置での減衰速度測定を中断なしで完了することができる時間間隔を特定することを更に含む請求項12に記載の方法。
- 構成パラメーターに基づいて、上流隔離バルブが、前記元の位置での減衰速度測定を実行する前に閉鎖されることを前提とすることを更に含む請求項12に記載の方法。
- 前記装置の内部バルブを用いて上流隔離バルブを閉鎖することを更に含む請求項12に記載の方法。
- バルブ閉鎖信号をツールパイロットバルブに送信することによって上流隔離バルブを閉鎖することを更に含む請求項12に記載の方法。
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