CN108572023B - 诊断系统、诊断方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供诊断系统、诊断方法、存储介质和流量控制装置，尽管测定周边条件变动，也能够更准确地诊断流量传感器的功能。诊断系统包括：流量传感器，测定流体的流量；修正部，测定所述流量传感器的输出值或与所述流量传感器的输出值相关的值(以下将它们统称为“输出关联值”)，并使测定的输出关联值与测定周边条件相关联，根据所述输出关联值的测定周边条件，对所述输出关联值或者为了判断所述输出关联值是否正常而预先设定的基准值进行修正；诊断部，根据所述修正部的修正结果对所述输出关联值和所述基准值进行比较，来诊断所述流量传感器的功能。

Description

诊断系统、诊断方法和存储介质

技术领域

本发明涉及诊断系统、诊断方法、存储介质和流量控制装置。

背景技术

以往公开的流量控制装置(质量流量控制器)所使用的诊断机构如专利文献1公开的那样，包括流量传感器和阀，所述流量传感器具备在流体流动的流路中产生压差的阻力体以及分别设置于该阻力体的上游侧和下游侧的压力传感器，所述阀对流量传感器的上游侧的流路进行开闭。在利用阀关闭流路的状态下对流路进行减压，根据此时从流量传感器得到的输出值或与所述输出值相关的值、即输出关联值(诊断用参数)是否与预先设定的基准值不同，来诊断流量传感器的功能。

在此，更具体地说明输出关联值，输出关联值是在由阀关闭流路的状态下使流路减压之后，根据由两个压力传感器测定的压力P1、P2的压差并使用式(1)计算出的质量流量Q。

Q＝(P1²-P2²)X···(1)

另外，P1是上游侧压力传感器的压力值，P2是下游侧压力传感器的压力值，X是根据气体种类而变化的系数。

接下来，使用在由上游侧压力传感器测定的压力随时间变化的指定时间内对质量流量Q进行时间积分的式(2)，计算出质量流量积分值n。另外，在图5中，a-b之间的斜线所示的部分的质量流量Q的总和表示质量流量积分值n。

此外，质量流量积分值n也可以利用气体的状态方程式表示成如式(3)所示的那样。

n＝P1_STARTV/RT-P1_ENDV/RT···(3)

另外，V是诊断用的体积值，P1_START是由上游侧压力传感器在指定时间的起始点测定的压力，P1_END是由上游侧压力传感器在指定时间的结束点测定的压力。

而且，从式(2)和式(3)导出的式(4)所表示的体积值V成为输出关联值。

另外，n是摩尔数(对使用式(1)算出的每单位时间的质量(质量流量Q)以时间进行积分得到的值，即质量流量积分值n)，R是根据气体种类确定的气体常数，T是由温度传感器测定的温度，在此视为恒定，ΔP1是由上游侧压力传感器在指定时间的起始点和结束点测定的压力的压力差。

在此，虽然在式(3)～式(4)中包含了指定时间的起始点和结束点之间的压力差和温度，但是上述值也可以是考虑了指定时间之间的压力和温度的变化的压力变化量和温度变化量。

然而，式(4)表示的输出关联值包含了温度和压力，这些值成为体积值V产生误差的原因。即，如果利用压力传感器在指定时间连续地测定随时间变化的压力，则因与流量传感器的下游侧连接的配管、各种设备等要素而产生的二次压力随着时间推移而发生变化，该二次压力变化对压力传感器的压力测定造成影响，不能在相同的测定周边条件下进行测定，该二次压力变化导致体积值V产生误差。此外，同样地温度也随着时间推移而发生变化，该温度的变化也对压力传感器的压力测定造成影响，不能在相同的测定周边条件下进行测定，该温度变化导致体积值V产生误差。

因此，如果根据式(4)表示的输出关联值进行流量传感器的诊断，则存在其输出关联值产生误差而不能准确诊断的问题。

专利文献1：日本专利公报第4881391号

发明内容

因此，本发明所要解决的主要技术问题是尽管测定周边条件变动，也能够更准确地诊断流量传感器的功能，减少误诊。

也就是说，本发明的诊断系统包括：流量传感器，测定流体的流量，包括：阻力体；上游侧压力传感器，设置在所述阻力体的上游侧；以及下游侧压力传感器，设置在所述阻力体的下游侧；流量测定部，根据由所述上游侧压力传感器和所述下游侧压力传感器检测出的各压力值，计算出流体的流量值；第一阀，设置在所述上游侧压力传感器的上游侧；从所述第一阀至所述阻力体的导入口为止的流路容积，由所述上游侧压力传感器测定压力；输出关联值测定部，基于质量流量积分值、流路容积内的各压力和气体的状态方程式，测定表示所述流路容积的大小的测定体积值，所述质量流量积分值是对在所述流路容积内由所述上游侧压力传感器测定的上游侧压力产生变化的指定期间由所述流量测定部输出的流量进行时间积分而得到的，所述流路容积内的各压力是在所述质量流量积分值的时间积分的开始时点和结束时点由所述上游侧压力传感器测定的流路容积内的各压力，所述气体的状态方程式以所述流路容积为对象；基准值存储部，存储阈值，所述阈值是为了判断所述测定体积值是否正常，而基于针对所述流路容积在指定的测定周边条件下测定的基准体积值而确定的；修正部，根据在处于所述第一阀与所述阻力体之间的所述流路容积的下游侧由所述下游侧压力传感器测定的下游侧压力与同所述基准体积值相关联的下游侧压力之间的偏差，对所述测定体积值和所述阈值中的至少一方进行修正；以及诊断部，根据由所述修正部修正了至少一方的所述测定体积值和所述阈值，来诊断所述流量传感器。

如果采用这种结构，则根据成为输出关联值的误差原因的流体压力和温度等测定周边条件来修正输出关联值或基准值，并根据该修正结果，且基于输出关联值和基准值，来诊断流体传感器的功能，由此，能够更准确地诊断流体传感器的功能，提高诊断精度，随之能够减少误诊。另外，输出关联值包括流体传感器的输出值或与流体传感器的输出值相关的值。在流体传感器为流量传感器的情况下，输出关联值是作为流量传感器的输出值的流量值、作为与该流量值相关的值的体积值等。此外，具体而言，所述诊断部执行如下诊断：在由所述修正部仅修正所述输出关联值的情况下，基于修正后的输出关联值和未修正的基准值来诊断所述流体传感器，在由所述修正部仅修正所述基准值的情况下，基于未修正的输出关联值和修正后的基准值来诊断所述流量传感器，在由所述修正部修正了所述输出关联值和所述基准值的情况下，基于修正后的输出关联值和修正后的基准值来诊断所述流体传感器。

此外，在上述诊断系统中，优选的是，还包括基准输出关联值存储部，所述基准输出关联值存储部将预先作为基准的测定周边条件下测定的基准输出关联值与所述测定周边条件相关联地存储，所述修正部根据同所述输出关联值相关联的测定周边条件与同所述基准输出关联值相关联的测定周边条件之间的偏差，对所述输出关联值和所述基准值中的至少一方进行修正。

如果采用这种结构，则能够将作为基准值的基准的基准输出关联值与输出关联值同样地测定，在确定基准值时不需要增加新的传感器等，能够简化系统并低成本化。

此外，在上述任意一个诊断系统中，优选的是，所述测定周边条件包含所述流体的压力和/或温度。另外，所述流体的压力可以列举因与所述流体传感器连接的配管或外部设备的影响而产生的一次压力或二次压力。此外，所述流体的温度可以列举对压力传感器等各传感器的测定造成影响的温度。

此外，优选的是，所述输出关联值是基于所述流体随时间变化的压力的时间积分值的值。具体而言，优选的是，所述输出关联值是基于质量流量积分值的值，其中，对基于所述流体流动的上游与下游之间产生的压差计算出的质量流量以指定时间积分而得到所述质量流量积分值。更具体而言，优选的是，所述输出关联值是根据所述流体流动的上游或下游中的所述指定时间之间的压力变化量和温度变化量、以及所述质量流量积分值而计算出的流体的体积值。

如果是这种输出关联值，则在连续地测定随时间变化的压力的情况下，即使在该压力值的一部分存在局部的峰谷噪声，由于该噪声的时间积分值微小，因此能够降低噪声对输出关联值的影响，由此，能够提高诊断精度。此外，如果为压差式质量流量控制器，则由于能够利用原本具备的各传感器来测定用于计算输出关联值的值，因此不需要另行追加传感器等，能够高精度地诊断流量传感器。

此外，在上述任意一个诊断系统中，优选的是，还包括截断所述流体的流动的流量调整机构，所述流量调整机构通过截断所述流体的流动而使上游侧或下游侧的流体压力随时间变化。进而优选的是，所述流体传感器包括使所述流体的上游与下游之间产生压差的阻力体。

在此，“流量调整机构”不仅包含构成压差式质量流量控制器、热式质量流量控制器等流量控制装置的流量控制机构，而且例如包含开闭阀之类的构件，所述开闭阀与质量流量控制器独立地设置在从该质量流量控制器的导入端口或导出端口延伸的配管上。也就是说，只要是能够开闭流体流路的构件即可。

如果采用这种结构，利用压力相对于流量调整机构与阻力体之间的非常小的流路体积的随时间变化，来诊断流体传感器的功能，因此减压时间变短，能够缩短诊断所需要的时间。此外，如果为压差式质量流量控制器，则能够利用原本具备的机构来诊断流量传感器。

此外，在本发明的流体传感器的诊断方法中，对流量控制装置中的流量传感器的功能进行诊断，所述流量控制装置包括：流量传感器，测定流体的流量，包括：阻力体；上游侧压力传感器，设置在所述阻力体的上游侧；以及下游侧压力传感器，设置在所述阻力体的下游侧；流量测定部，根据由所述上游侧压力传感器和所述下游侧压力传感器检测出的各压力值，计算出流体的流量值；第一阀，设置在所述上游侧压力传感器的上游侧；以及从所述第一阀至所述阻力体的导入口为止的流路容积，由所述上游侧压力传感器测定压力，基于质量流量积分值、流路容积内的各压力和气体的状态方程式，测定表示所述流路容积的大小的测定体积值，所述质量流量积分值是对在所述流路容积内由所述上游侧压力传感器测定的上游侧压力产生变化的指定期间由所述流量测定部输出的流量进行时间积分而得到的，所述流路容积内的各压力是在所述质量流量积分值的时间积分的开始时点和结束时点由所述上游侧压力传感器测定的流路容积内的各压力，所述气体的状态方程式以所述流路容积为对象，为了判断所述测定体积值是否正常而设定阈值作为基准值，所述阈值是基于针对所述流路容积在指定的测定周边条件下测定的基准体积值而确定的，根据作为所述流路容积的下游侧的容积的压力且由所述下游侧压力传感器测定的下游侧压力与同所述基准体积值相关联的下游侧压力之间的偏差，对所述测定体积值和所述阈值中的至少一方进行修正，根据由所述修正部修正了至少一方的所述测定体积值和所述阈值，来诊断所述流量传感器。

此外，本发明的存储介质存储有对流量控制装置中的流量传感器的功能进行诊断的诊断系统所使用的程序，其特征在于，所述流量控制装置包括：流量传感器，测定流体的流量，包括：阻力体；上游侧压力传感器，设置在所述阻力体的上游侧；以及下游侧压力传感器，设置在所述阻力体的下游侧；流量测定部，根据由所述上游侧压力传感器和所述下游侧压力传感器检测出的各压力值，计算出流体的流量值；第一阀，设置在所述上游侧压力传感器的上游侧；以及从所述第一阀至所述阻力体的导入口为止的流路容积，由所述上游侧压力传感器测定压力，所述程序使计算机发挥如下功能：基于质量流量积分值、流路容积内的各压力和气体的状态方程式，测定表示所述流路容积的大小的测定体积值，所述质量流量积分值是对在所述流路容积内由所述上游侧压力传感器测定的上游侧压力产生变化的指定期间由所述流量测定部输出的流量进行时间积分而得到的，所述流路容积内的各压力是在所述质量流量积分值的时间积分的开始时点和结束时点由所述上游侧压力传感器测定的流路容积内的各压力，所述气体的状态方程式以所述流路容积为对象，为了判断所述测定体积值是否正常而设定阈值作为基准值，所述阈值是基于针对所述流路容积在指定的测定周边条件下测定的基准体积值而确定的，根据作为所述流路容积的下游侧的容积的压力且由所述下游侧压力传感器测定的下游侧压力与同所述基准体积值相关联的下游侧压力之间的偏差，对所述测定体积值和所述阈值中的至少一方进行修正，根据由所述修正部修正了至少一方的所述测定体积值和所述阈值，来诊断所述流量传感器。

此外，本发明的流量控制装置包括：流量传感器，测定流体的流量；流量控制机构，设置于所述流量传感器的上游侧，根据所述流量传感器的输出值来控制所述流体的流量；输出关联值测定部，测定输出关联值，所述输出关联值为所述流量传感器的输出值或与所述流量传感器的输出值相关的值；基准值存储部，存储为了判断所述输出关联值是否正常而预先设定的基准值；修正部，根据所述输出关联值的测定周边条件，对所述输出关联值和所述基准值中的至少一方进行修正；以及诊断部，根据基于所述修正部的修正结果的所述输出关联值和所述基准值来诊断所述流量传感器。

根据如此构成的本发明，在考虑了成为输出关联值的误差原因的测定周边条件的基础上对该输出关联值进行诊断，因此能够更准确地诊断流体传感器的功能，能够减少误诊。

附图说明

图1是表示第一实施方式的流量控制装置的示意图。

图2是表示第一实施方式的流量控制装置的控制部的功能结构图。

图3是表示第一实施方式的流量控制装置的阻力体的剖面图。

图4是表示由第一实施方式的流量控制装置的上游侧压力传感器测定的压力随时间变化的坐标图。

图5是用于说明第一实施方式的流量控制装置的质量流量积分值的坐标图。

图6是表示第一实施方式的流量控制装置的流量传感器诊断工序的流程图。

图7是表示第一实施方式的流量控制装置的压力传感器诊断工序的流程图。

图8是表示第一实施方式的流量控制装置的流量控制机构诊断工序的流程图。

图9是表示第二实施方式的流量控制装置的示意图。

附图标记说明

MF1流量控制装置

UV、DV开闭阀

10 流路

20 流量传感器

30 流量控制机构

40 压力传感器

50 阻力体

60 上游侧压力传感器

70 下游侧压力传感器

80 温度传感器

90 控制部

90e 基准输出关联值存储部

90g 修正部

90i 流量传感器诊断部

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的诊断系统进行说明。

本发明的诊断系统用于诊断流体传感器的功能，例如组装于具有流量传感器的流量测定装置或流量控制装置(质量流量控制器)。作为流量控制装置的具体示例，例如可以列举压差式质量流量控制器、热式质量流量控制器等。

＜第一实施方式＞

如图1所示，本实施方式的诊断系统DS包括流量控制装置MF1以及设置于流量控制装置MF1的上游侧和下游侧的开闭阀UV、DV，诊断系统DS例如应用于气体控制系统，所述气体控制系统用于向半导体成膜装置的成膜室(腔室)供给材料气体或冷却气体。

流量控制装置MF1为压差式质量流量控制器。具体而言，流量控制装置MF1包括：流路10，供流体流动；流量传感器20，对流路10中流动的流体的流量进行测定；流量控制机构30，设置于流量传感器20的上游侧；以及压力传感器40，设置于流量控制机构30的上游侧，用于测定供给压力。

虽然未图示，但是流路10在上游端设有导入端口，在下游端设有导出端口。而且，例如导入端口借助配管连接于气体供给机构，该气体供给机构提供用于导入流量控制装置MF1的气体，导出端口借助配管连接于成膜室，该成膜室为由流量控制装置控制了流量的气体的供给目的地。

流量传感器20包括：阻力体50，使流路10产生压差；上游侧压力传感器60，对阻力体50的上游侧压力进行测定；下游侧压力传感器70，对阻力体50的下游侧压力进行测定；以及温度传感器80，对流量控制机构30与阻力体50之间的温度进行测定。另外，两个压力传感器60、70为绝对压力型压力传感器。

如图3所示，阻力体50用于在上游侧的导入口50a与下游侧的导出口50b之间产生压差。另外，作为具体的结构，主要由两种环体51、52构成，第一环体51与第二环体52相比外径小且内径大，第二环体52与第一环体51相比外径大且内径小。而且，将两种环体51、52构成为从第一环体51开始交替层叠，最后层叠圆盘体53，由此，在各环体51、52层叠而成的层叠体的中央形成有空间，该空间的一端被封闭，由此形成导入口50a。此外，在第一环体51之间层叠的第二环体52设有以局部残留内壁和外壁的方式贯通的流路空间54。由此，在第一环体51的内表面与第二环体52的内壁之间形成的间隙构成通向流路空间54的导入通道54a，在第一环体51的外表面与第二环体52的外壁之间形成的间隙构成通向外部的导出通道54b。而且，利用该导出通道54b形成导出口50b。利用这种结构，通过调整环体51、52的层叠片数、流路空间54的范围，从而能够自由地设定导入口50a侧与导出口50b侧之间产生的压差量。

流量控制机构30构成为能够利用压电元件等致动器来调节阀开度。

此外，流量控制装置MF1包括用于发挥流量控制功能、流量传感器诊断功能、压力传感器诊断功能、流量控制机构诊断功能等的控制部90。控制部90具有所谓的计算机，所述计算机包括CPU、存储器、A/D转换器或D/A转换器、输入输出机构等，控制部90通过执行所述存储器中储存的程序，从而使各设备协同工作而发挥各功能。另外，控制部90与未图示的输入输出机构连接。

具体而言，如图2所示，控制部90包括：流量测定部90a、控制值算出部90b、阀控制部90c、输出关联值测定部90d、基准输出关联值存储部90e、基准值存储部90f、修正部90g、偏差算出部90h、流量传感器诊断部90i、压力传感器诊断部90j、压力传感器校正部90k、流量控制机构诊断部90l、初始化执行部90m和诊断结果输出部90n。

流量测定部90a根据设置于流量传感器20的两个压力传感器60、70检测出的检测值(压力值)，计算出流体的流量值。另外，流量测定部90a构成为在指定时机接收两个压力传感器60、70检测出的检测值。

控制值算出部90b根据由流量测定部90a计算出的流量值与预先设定的基准流量值之间的偏差，计算出用于对流量控制机构30进行反馈控制的控制值。

阀控制部90c用于控制流量控制机构30的阀和开闭阀UV、DV的开度。具体而言，在通常运转时，实施根据控制值算出部90b计算出的控制值来改变流量控制机构30的阀的开度的反馈控制。此外，阀控制部90c根据从输入输出机构输入的流量传感器诊断指示，将流量控制机构30的阀完全关闭，并且将开闭阀UV、DV打开。此外，阀控制部90c根据从输入输出机构输入的压力传感器诊断指示，将开闭阀UV完全关闭，并且将流量控制机构30的阀和开闭阀DV打开。此外，阀控制部90c根据从输入输出机构输入的流量控制机构诊断指示，将流量控制机构30的阀完全关闭，并且将开闭阀UV、DV打开。

输出关联值测定部90d根据设置于流量传感器20的两个压力传感器60、70和温度传感器80检测出的检测值(压力值、温度值)，计算出流体的体积值(输出关联值)。另外，输出关联值测定部90d根据从输入输出机构输入了流量传感器诊断指示的情况，开始输出关联值的测定。具体而言，当从输入输出机构输入流量传感器诊断指示时，利用阀控制部90c将流量控制机构30的阀完全关闭，并且将开闭阀UV、DV打开。于是，流量控制机构30的下游侧利用设置于该下游侧的未图示的排出机构而开始减压，该排出机构例如为连接于成膜室的排气泵。而且，对采用各压力传感器60、70测定的压力值P1、P2并使用上述式(1)计算出的流体的质量流量Q在指定时间内进行积分，由此计算出质量流量积分值n。接着，采用在指定时间的开始时和结束时由上游侧压力传感器60测定的压力的压力差ΔP和温度传感器80测定的温度值T，并使用式(4)计算出测定体积值V。另外，测定体积值V表示从流量控制机构30至阻力体50的导入口50a为止的流路容积。另外，输出关联值测定部90d构成为在指定时机接收由两个压力传感器60、70和温度传感器80检测出的检测值。

诸如在将流量控制装置MF1从制造工厂出货之前或将流量控制装置MF1实际连接于半导体制造装置等之后，基准输出关联值存储部90e存储预先指定的测定周边条件下测定的基准体积值VS与该测定周边条件相关联的基准数据。

基准值存储部90f存储用于判断测定体积值V是否正常的基准值。另外，根据基准体积值VS确定基准值。在本实施方式中，针对测定体积值V相对于基准体积值VS偏差的比例设定阈值，并通过判断偏差比例是否超过该阈值来判断测定体积值V是否正常。因此，偏差比例的阈值成为基准值。

修正部90g使测定体积值V与测定该测定体积值V时的测定周边条件相关联并生成测定数据，根据该测定数据中包含的测定周边条件与基准数据中包含的测定周边条件之间的偏差，对测定体积值V或基准值进行修正。在本实施方式中，对阈值进行修正，该阈值为测定体积值V相对于基准体积值VS的偏差比例的上限值。

偏差算出部90h计算出测定体积值V相对于基准体积值VS的偏差比例。

流量传感器诊断部90i根据基于修正部90g的修正结果的测定体积值V和基准值，判断该测定体积值V是否正常，来诊断流量传感器20的功能。

压力传感器诊断部90j对设置于流量传感器20的两个压力传感器60、70检测出的压力值是否处在预先设定的规定压力范围内进行诊断。具体而言，当从输入输出机构输入压力传感器诊断指示时，利用阀控制部90c将开闭阀UV完全关闭，并且将流量控制机构30的阀和开闭阀DV打开。于是，流量控制机构30的下游侧利用设置于该下游侧的排出机构而开始减压。在该压力传感器诊断状态下，诊断两个压力传感器60、70是否处于规定压力范围内。

压力传感器校正部90k对设置于流量传感器20的两个压力传感器60、70实施零点修正。具体而言，在上述压力传感器诊断状态下，当从输入输出机构输入压力传感器校正指示时，对两个压力传感器60、70的零点进行修正。

流量控制机构诊断部90l对流量控制机构30进行诊断。具体而言，当从输入输出机构输入流量控制机构诊断指示时，利用阀控制部90c将流量控制机构30的阀完全关闭，并且将开闭阀UV、DV打开。于是，流量控制机构30的上游侧利用设置于该上游侧的供给机构而开始升压，并且流量控制机构30的下游侧利用设置于该下游侧的排出机构而开始减压。而且，对由流量测定部90a测定的流量值的增加率是否处在规定增加率范围内进行诊断。

初始化执行部90m对基准输出关联值存储部90e中存储的基准数据进行重新设定。具体而言，当从输入输出机构输入初始化指示时，初始化执行部90m利用在另一测定周边条件下再次重新测定的基准体积值VS′与该测定周边条件相关联的新的基准数据，覆盖基准输出关联值存储部90e中存储的基准数据，进而根据该新的基准数据重新设定基准值存储部90f中存储的基准值。

诊断结果输出部90n通过图像、声音等，将各诊断部的诊断结果从输入输出机构输出。

接下来，根据图6对本实施方式的流量控制装置中的流量传感器20的诊断工序进行说明。

首先，当从输入输出机构输入流量传感器诊断指示时，在开始诊断之前，在上游侧压力传感器60测定的压力低于开始压力(P1_START)的情况下，提升压力以使其高于开始压力。

接下来，阀控制部90c根据流量传感器诊断指示，将发挥流量控制功能的流量控制机构30的阀完全关闭，并且将开闭阀UV、DV打开(步骤S101)。

而且，当流量控制机构30的阀变为完全关闭的状态时，流量控制装置MF1的下游侧由排气泵吸引而减压，流路内的压力随时间变化。

接下来，输出关联值测定部90d采用各压力传感器60、70检测出的压力值并使用上述式(1)计算出质量流量Q(步骤S102)，接着，对该质量流量Q在指定时间内进行时间积分，由此计算出质量流量积分值n(步骤S103)。进而，根据在指定时间的开始时和结束时由上游侧压力传感器60检测出的压力值，计算出压力变化量ΔP1，并取得温度传感器80检测出的温度值T(步骤S104)。而且，采用质量流量积分值n、压力变化量ΔP1和温度值T并使用式(4)，计算出测定体积值V(步骤S105)。另外，根据该一系列的运算，可以说质量流量积分值n是基于压力积分值的值。

接下来，修正部90g生成将测定体积值V与测定该测定体积值V时的测定周边条件相关联的测定数据(步骤S106)。而且，参照基准数据和测定数据，计算出基准数据的测定周边条件与测定数据的测定周边条件之间的偏差，并考虑该测定周边条件的偏差，对阈值进行修正，所述阈值用于确定测定体积值V相对于基准体积值VS的偏差比例的上限(步骤S107)。由此修正基准值。

最后，偏差算出部90h计算出测定体积值V相对于基准体积值VS的偏差比例(步骤S108)，流量传感器诊断部90i判断该偏差比例是否超过修正后的阈值(步骤S109)。而且，在该偏差比例未超过阈值的情况下，诊断结果输出部90n通知流量传感器20的功能正常，可以继续使用(步骤S110)，在该偏差比例超过阈值的情况下，诊断结果输出部90n通知流量传感器20的功能存在异常(步骤S111)。

另外，作为实施了流量传感器20的诊断的结果，在判断为流量传感器20正常的情况下，返回到流量控制功能，另一方面，在判断为流量传感器20存在异常的情况下，接着实施压力传感器60、70的诊断工序。

在此，在上述流量传感器的诊断工序中，向使用状态方程式导出的式(4)中代入各参数(具体为压力变化量ΔP1、温度值T、质量流量积分值n等)，由此计算出体积值V(内部容积)，并使用该体积值V来判断流量传感器的功能是否存在异常，但是发明人通过不断研究，其结果发现，未体现在上述状态方程式中的参数也对体积值V的计算造成影响。

具体而言，在执行上述步骤S101时，如果阻力体50的下游侧的压力变高，换言之，如果流量控制装置MF的二次压力变高，则由此导致阻力体50的上游侧与下游侧之间的压差变小。与此相伴，压力下降时间变短，其结果，质量流量积分值n的累计时间(指定时间)变短，用于算出质量流量积分值n的质量流量Q的采样数减少，由此，体积值V容易产生误差。而且可知，该体积值V的误差对流量传感器的诊断精度造成影响。

因此，通过设置修正部(诊断基准修正部)，严控流量传感器20的诊断基准，由此能够防止由于流量控制装置MF的误诊导致组装有该流量控制装置MF的系统整体受损，所述修正部在流体的上游与下游之间产生的压差变为指定值以下的情况下，进行使测定的输出关联值变大(增大)的修正，或者进行使基准值变小(减小)的修正。另外，也可以利用上述修正部90g来执行该修正，此外，也可以设置与上述修正部90g独立的其它修正部(诊断基准修正部)，并由该其它修正部执行该修正。

接下来，根据图7对本实施方式的流量控制装置中的压力传感器的诊断工序进行说明。

在流量传感器20的诊断中诊断为存在异常的情况下，当从输入输出机构输入压力传感器诊断指示时，阀控制部90c根据该指示，将开闭阀UV完全关闭，并且将流量控制机构30的阀和开闭阀DV打开(步骤S201)。接下来，压力传感器诊断部90j对由两个压力传感器60、70测定的压力值是否处于规定压力范围内进行诊断(步骤S202)。而且，在所述压力值处于规定压力范围内的情况下，诊断结果输出部90n通知压力传感器60、70正常(步骤S203)，在所述压力值未处于规定压力范围内的情况下，诊断结果输出部90n通知压力传感器60、70异常(步骤S204)。

另外，在压力传感器60、70的诊断中诊断为正常的情况下，接着实施后述的流量控制机构30的诊断工序。另一方面，在压力传感器60、70的诊断中诊断为存在异常的情况下，当从输入输出机构输入压力传感器校正指示时，在两个压力传感器60、70测定的压力值变为指定压力值以下的状态下，压力传感器校正部90k对两个压力传感器60、70实施零点修正(步骤S205)。接着，再次实施流量传感器20的诊断(步骤S206)。而且，在诊断为流量传感器20正常的情况下，诊断结果输出部90n通知该情况，此后，返回到流量控制功能(步骤S207)。另一方面，在诊断为流量传感器20存在异常的情况下，诊断结果输出部90n通知压力传感器60、70存在需要修理的异常(步骤S208)。

接下来，根据图8对本实施方式的流量控制装置MF1中的流量控制机构30的诊断工序进行说明。

首先，在流量传感器20的诊断中诊断为存在异常之后，在压力传感器60、70的诊断中诊断为正常的情况下，当从输入输出机构输入流量控制机构诊断指示时，阀控制部90c根据该指示，将流量控制机构30的阀完全关闭，并且将开闭阀UV、DV打开(步骤S301)。接下来，流量控制机构诊断部90l对由流量测定部90a测定的流量值的增加率是否在规定增加率范围内进行诊断(步骤S302)。而且，在所述增加率处于规定增加率范围内的情况下，诊断结果输出部90n通知流量控制机构30正常(步骤S303)，另一方面，在所述增加率未处于规定增加率范围内的情况下，诊断结果输出部90n通知流量控制机构30存在需要修理的异常(步骤S304)。该流量控制机构30的异常很大可能为阀座泄漏。

另外，在流量控制机构30的诊断中诊断为正常的情况下，接着实施初始化(步骤S305)。在初始化中，当从输入输出机构输入初始化指示时，初始化执行部90m用在另一测定周边条件下再次重新测定的基准体积值VS′与该测定周边条件相关联的新的基准数据覆盖基准输出关联值存储部90e中存储的基准数据，进而根据该新的基准数据，重新设定基准值存储部90f中存储的阈值。由此，在流量控制机构30的阀发生的泄漏量为不至于对流量控制装置MF的功能产生影响程度的泄漏量的情况下，不需更换流量控制装置MF而能够继续使用。而且，之后返回到流量控制功能。

此外，在执行流量控制装置MF1的初始化之后，再次实施流量传感器20的诊断，在诊断为流量传感器20存在异常的情况下，能够判断由于压力传感器60、70和流量控制机构30以外的原因导致流量传感器20的功能产生异常。另外，作为该原因可以考虑阻力体50的堵塞、流路10的泄漏、流量控制装置MF1的气体规格与实际气体不一致等。

另外，当实施上述初始化时，由于基准值依次替换为初始化后的基准值，所以优选具备：基准值变化量算出部，计算出初始化后的基准值相对于基准值存储部90f中最初存储(设定)的基准值的变化量；基准值变化量判断部，判断上述变化量是否超过预先设定的指定变化量；警告部，在上述变化量超过预先设定的指定变化量的情况下进行通知。另外，指定变化量为初始化后的基准值相对于最初设定的基准值的变化量的上限值，其中，采用对流量控制机构30预先保障的阀座泄漏量的最大值，计算出输出关联值相对于基准输出关联值的偏差比例，能够根据该偏差比例导出该上限值。此外，在执行了多次初始化的情况下，相对于最初存储的基准值发生变化的总量为初始化后的变化量。

如果采用这种结构，则能够依次实施仅利用流量传感器20的诊断不能判断的流量控制装置MF1的各要素的诊断，能够将成为流量传感器20异常的原因的要素锁定。由此，放过能够通过校正、修理、更换等来应对的异常的可能性降低，可以减少误诊。

另外，在本实施方式中，由使用者从输入输出机构输入各指示而手动进行各指示，但也可以将存储有各指示时机的程序事先存储在存储器中，并利用该程序自动地进行各指示。

此外，本实施方式中，在校正压力传感器60、70之后诊断流量传感器20，来诊断该流量传感器20的功能，但并不限定于压力传感器60、70，也可以同样地对温度传感器80、其它传感器等进行诊断校正。也就是说，优选结构为，具备：流体传感器，测定流体；诊断部，测定输出关联值，并将测定的输出关联值与预先设定的基准值进行比较，来诊断流体传感器的功能，所述输出关联值为所述流体传感器的输出值或与所述流体传感器的输出值相关的值，其中，所述诊断部将对所述流体传感器的一部分或全部的要素进行修正后测定的输出关联值与基准值进行比较。另外，所述流体传感器为流量传感器，所述流量传感器的要素包含压力传感器和/或温度传感器。此外，在该情况下，也可以构成为，所述流体传感器为流量传感器，还包括根据所述流量传感器测定的流量值由阀来控制流体的流量的流量控制机构，在关闭流量控制机构的阀的状态下进行减压，并根据流量传感器测定的流量值的增加率是否在规定增加率范围内，来诊断流量控制机构的阀的状态。

此外，在本实施方式中，利用流量控制装置MF所具备的阀控制部90c，根据从输入输出机构输入的各指示来控制各阀，但并不限定于此，也可以由设置在流量控制装置MF外部的控制装置所设置的阀控制部来控制各阀。

＜其它实施方式＞

作为其它的实施方式，图9所示的流量控制装置MF2是第一实施方式的流量控制装置MF1的变形例，在流量传感器20的下游侧设有开闭阀31，温度传感器80设置在阻力体50与开闭阀31之间。在这种流量控制装置MF2中，能够进行ROR型的诊断。具体而言，在对流量传感器20的功能进行诊断的情况下，当以关闭开闭阀31的状态持续供给气体时，开闭阀31的上游侧升压。而且，在该情况下由于阻力体50的上游侧与下游侧也产生压差，因此能够根据各传感器60、70、80的测定值计算出阻力体50与开闭阀31之间的体积值V，并能够使用该体积值V来诊断流量传感器20的功能。另外，在本实施方式中，作为测定周边条件还需要参考连接在流量传感器20的上游侧的配管或外部设备产生的一次压力变化或温度变化，来改变基准值。

此外，作为其它实施方式，尤其是可以考虑在第一实施方式的流量控制装置MF1中，替代两个压力传感器60、70而是设置对阻力体50的上游侧和下游侧的压差进行测定的压差传感器的方式。如果采用这种方式，则能够降低压力传感器的喷嘴的影响并降低成本，即便对于压力变动的流体也能够更好地使用。另外，由于第一实施方式的流量控制装置MF1在二次侧连接有成膜室等腔室(真空)，因此能够以该二次侧为基准(零)，从压差传感器的测定值求出一次侧的流量。

另外，在上述实施方式中，根据算出的体积值V相对于基准体积值VS的偏差比例是否超过阈值来进行诊断，但并不限定于此，也可以根据体积值V相对于基准体积值VS的偏差来进行诊断。在该情况下，只要以基准输出关联值为基准来设定上限值和/或下限值，并将该上限值和/或下限值设为基准值即可。此外，在上述实施方式中，根据测定数据的测定周边条件与基准数据的测定周边条件之间的偏差来修正基准值，但是也可以修正测定数据的输出关联值。进而，在上述实施方式中，在计算体积值V的情况下，使用指定时间的开始时和结束时的压力变化量以及温度值，但是也可以使用流量变化量。

此外，在上述实施方式中，作为测定周边条件例示了流体的压力和温度，但该条件并不限定于此，例如在上述实施方式那样的诊断中，作为造成体积值V的误差原因的测定周边条件，除了上述的二次压力和温度以外，还可以考虑各压力传感器的基准点的偏移、阻力体的堵塞、流量控制机构的阀座泄漏等。因此，也可以根据这些测定周边条件来修正基准值。

此外，在上述实施方式中，流量传感器包含温度传感器，但是流量传感器只要具备用于测定流量所需的结构即可，如温度传感器那样不与流量的测定直接相关的传感器并不一定包含于流量传感器。另外，温度传感器作为用于对测定周边条件进行测定所需的传感器，也可以与流量传感器独立地设置。

另外，本发明的诊断系统如上述实施方式那样，能够适用于流量控制装置、压力控制装置，而且也能够适用于流量测定装置。此外，本发明的流体传感器并不限于上述实施方式中使用的流量传感器，也能够使用压力传感器、温度传感器等。

Claims (6)

1.一种诊断系统，其特征在于，包括：

流量传感器，测定流体的流量，包括：阻力体；上游侧压力传感器，设置在所述阻力体的上游侧；以及下游侧压力传感器，设置在所述阻力体的下游侧；

流量测定部，根据由所述上游侧压力传感器和所述下游侧压力传感器检测出的各压力值，计算出流体的流量值；

第一阀，设置在所述上游侧压力传感器的上游侧；

从所述第一阀至所述阻力体的导入口为止的流路容积，由所述上游侧压力传感器测定压力；

输出关联值测定部，基于质量流量积分值、流路容积内的各压力和气体的状态方程式，测定表示所述流路容积的大小的测定体积值，所述质量流量积分值是对在所述流路容积内由所述上游侧压力传感器测定的上游侧压力产生变化的指定期间由所述流量测定部输出的流量进行时间积分而得到的，所述流路容积内的各压力是在所述质量流量积分值的时间积分的开始时点和结束时点由所述上游侧压力传感器测定的流路容积内的各压力，所述气体的状态方程式以所述流路容积为对象；

基准值存储部，存储阈值，所述阈值是为了判断所述测定体积值是否正常，而基于针对所述流路容积在指定的测定周边条件下测定的基准体积值而确定的；

修正部，根据在处于所述第一阀与所述阻力体之间的所述流路容积的下游侧由所述下游侧压力传感器测定的下游侧压力与同所述基准体积值相关联的下游侧压力之间的偏差，对所述测定体积值和所述阈值中的至少一方进行修正；以及

诊断部，根据由所述修正部修正了至少一方的所述测定体积值和所述阈值，来诊断所述流量传感器。

2.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，还包括基准输出关联值存储部，所述基准输出关联值存储部至少将在预先作为基准的测定周边条件下测定的所述基准体积值与包含于所述测定周边条件且由所述下游侧压力传感器测定的下游侧压力相关联地存储。

3.根据权利要求1所述的诊断系统，其特征在于，所述测定体积值是根据由所述上游侧压力传感器测定的所述指定期间的开始时点和结束时点的压力变化量、所述指定期间中的流体的温度和温度变化量中的任意一个、以及所述质量流量积分值而计算出的流体的体积值。

4.根据权利要求3所述的诊断系统，其特征在于，

还包括能截断所述流体的流动的第二阀，所述第二阀设置在所述阻力体的下游侧，

所述第二阀通过截断所述流体的流动而使流路容积的流体压力随时间变化。

5.一种流量传感器的诊断方法，对流量控制装置中的流量传感器的功能进行诊断，其特征在于，

所述流量控制装置包括：

流量传感器，测定流体的流量，包括：阻力体；上游侧压力传感器，设置在所述阻力体的上游侧；以及下游侧压力传感器，设置在所述阻力体的下游侧；

流量测定部，根据由所述上游侧压力传感器和所述下游侧压力传感器检测出的各压力值，计算出流体的流量值；

第一阀，设置在所述上游侧压力传感器的上游侧；以及

从所述第一阀至所述阻力体的导入口为止的流路容积，由所述上游侧压力传感器测定压力，

基于质量流量积分值、流路容积内的各压力和气体的状态方程式，测定表示所述流路容积的大小的测定体积值，所述质量流量积分值是对在所述流路容积内由所述上游侧压力传感器测定的上游侧压力产生变化的指定期间由所述流量测定部输出的流量进行时间积分而得到的，所述流路容积内的各压力是在所述质量流量积分值的时间积分的开始时点和结束时点由所述上游侧压力传感器测定的流路容积内的各压力，所述气体的状态方程式以所述流路容积为对象，

为了判断所述测定体积值是否正常而设定阈值作为基准值，所述阈值是基于针对所述流路容积在指定的测定周边条件下测定的基准体积值而确定的，

根据作为所述流路容积的下游侧的容积的压力且由所述下游侧压力传感器测定的下游侧压力与同所述基准体积值相关联的下游侧压力之间的偏差，对所述测定体积值和所述阈值中的至少一方进行修正，

根据由修正部修正了至少一方的所述测定体积值和所述阈值，来诊断所述流量传感器。

6.一种存储介质，存储有对流量控制装置中的流量传感器的功能进行诊断的诊断系统所使用的程序，其特征在于，

所述流量控制装置包括：

流量传感器，测定流体的流量，包括：阻力体；上游侧压力传感器，设置在所述阻力体的上游侧；以及下游侧压力传感器，设置在所述阻力体的下游侧；

流量测定部，根据由所述上游侧压力传感器和所述下游侧压力传感器检测出的各压力值，计算出流体的流量值；

第一阀，设置在所述上游侧压力传感器的上游侧；以及

从所述第一阀至所述阻力体的导入口为止的流路容积，由所述上游侧压力传感器测定压力，

所述程序使计算机发挥如下功能：

基于质量流量积分值、流路容积内的各压力和气体的状态方程式，测定表示所述流路容积的大小的测定体积值，所述质量流量积分值是对在所述流路容积内由所述上游侧压力传感器测定的上游侧压力产生变化的指定期间由所述流量测定部输出的流量进行时间积分而得到的，所述流路容积内的各压力是在所述质量流量积分值的时间积分的开始时点和结束时点由所述上游侧压力传感器测定的流路容积内的各压力，所述气体的状态方程式以所述流路容积为对象，

为了判断所述测定体积值是否正常而设定阈值作为基准值，所述阈值是基于针对所述流路容积在指定的测定周边条件下测定的基准体积值而确定的，

根据作为所述流路容积的下游侧的容积的压力且由所述下游侧压力传感器测定的下游侧压力与同所述基准体积值相关联的下游侧压力之间的偏差，对所述测定体积值和所述阈值中的至少一方进行修正，

根据由修正部修正了至少一方的所述测定体积值和所述阈值，来诊断所述流量传感器。

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