CN1279416C - 改良型压力式流量控制装置 - Google Patents

改良型压力式流量控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1279416C
CN1279416C CNB028055896A CN02805589A CN1279416C CN 1279416 C CN1279416 C CN 1279416C CN B028055896 A CNB028055896 A CN B028055896A CN 02805589 A CN02805589 A CN 02805589A CN 1279416 C CN1279416 C CN 1279416C
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow
pressure
downstream
critical condition
aperture
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.)
Expired - Lifetime
Application number
CNB028055896A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1494672A (zh
Inventor
大见忠弘
宇野富雄
中村修
池田信一
土肥亮介
西野功二
松本笃咨
杉山一彦
乾秀二郎
酒井泰治
植山将宜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Fujikin Inc
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Fujikin Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=19189469&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN1279416(C) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Tokyo Electron Ltd, Fujikin Inc filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of CN1494672A publication Critical patent/CN1494672A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1279416C publication Critical patent/CN1279416C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7759—Responsive to change in rate of fluid flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7761—Electrically actuated valve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明的解决手段在于提供一种改良型压力式流量控制装置，其以Qc＝KP2 m(P1-P2)n表示非临界领域(非音速域)中压缩性流体的实验流量式，以此Qc＝KP2 m(P1-P2)n(K为比例常数，m及n为常数)计算通过孔口4的流体流量，可正确且高速地将流量控制于指定流量。又提供一种改良型压力式流量控制装置，其经常将上游侧压力P1及下游侧压力P2所得压力比P2/P1＝r可与临界值rc比较，在临界条件(r≤rc)下以Qc＝KP1，在非临界条件(r＞rc)下以Qc＝KP2 m(P1-P2)n运算流量，可一面对应流体的所有条件，一面正确且高速地将流量控制于指定流量。

Description

改良型压力式流量控制装置
技术领域
本发明主要是有关于半导体制造设备或化学工厂等所使用的压力式流量控制装置，更详细言之，是有关于使用新颖实验式正确决定于流体速度小于音速的领域供给的流体流量，根据此实验式正确供给控制流体流量的改良型压力式流量控制装置。
背景技术
半导体制造设备或化学工厂等大多以预定流量供给构成原料的复数气体，使原料气体于反应炉中起化学反应，产生指定气体。于此情形下，如果原料气体的供给流量不正确，即会出现化学反应的过或不足，发生原料气体残留于指定气体中的事态。
成未反应状态残留的原料气体变成不纯气体，降低指定气体的纯度。特别是在未反应残留气体是爆炸性气体情形下，于后续制造设备中，爆炸危险性如影随形，会发生其处理格外费事的事态。
因此，必须对气体流量作正确的供给控制，过去，大多利用质量流调节器作为流量控制装置。不过，于质量流调节器有①响应速度较慢、②低流量域的流量精度不佳、③作动时的麻烦多以及④成本高等多项缺点。
因此，有人指出采质量流调节器以外的方式提高气体流量控制精度的必要性。本发明人等应此需求，开发对临界条件大亦即间速域中通过孔口的流体强制设定并加以流量控制的压力式流量控制装置，日本特开平10-55218号公开此发明。
图5是过去所用流体流量理论式的说明图。其考虑以下游侧压力P2将从设定为上游侧压力P1的上游侧配管流入孔板的流体供至下游侧配管的情形。于此，上游侧压力P1及下游侧压力P2以绝对压力表示。
显然，在通过孔口的流体速度达到音速前以及达到音速后，流体的流量条件有极大的变化。于达到音速前的非临界条件(非音速域)下，固然下游侧流量Q定为Q＝SC(P2(P1-P2))1/2/T1/2，不过，在达到音速后的临界条件(音速域)下，Q＝SCP1/T1/2却成立。于此，T是通过孔口时的流体的绝对温度，S是孔口截面积，C是比例系数。
由流体力学可知，流体速度达到音速的临界条件定为压力比P2/P1的临界值rc。此临界值rc使用气体的比热比n，以P2/P1＝rc＝(2/(n+1))n/(n-1)界定。
比热比n定为n＝Cp/Cv，Cp为等压比热，Cv为等容比热。就双原子分子气体而言，n＝7/5＝1.4、rc＝0.53。又，就3原子分子气体而言，n＝8/6＝1.33，rc＝0.54。因此，以rc＝约0.5表示此数值。
发明内容
考虑如图5所示，上游侧压力P1恒定，下游侧压力P2为变数，构成临界条件及非临界条件的情形。由于临界条件P2/P1＜＝rc(＝约0.5)，故P2≤rcP1(0.5P1)的领域为音速域。相反地，P2＞rcP1(0.5P1)为非音速域(非临界条件)。
如前述，在流体处于非临界条件(非音速域)时，以Qc＝SC(P2(P1-P2))1/2/T1/2表示通过孔口的流体流量。为了简化此式，使Qc成为Qc＝SC(P2(P1-P2))1/2/T1/2，比例常数K以K＝SC/T1/2表示。
此流量式从伯努利定理(Bernoulli’s theorem)导出，不过，伯努利定理是在流体为非压缩性时成立的理想条件下的定理。由于实际气体流通常压缩或膨胀，故此理论流量式Qc与实际流量比较，当然会有误差。
非压缩性近似满足出现在流体压力变化小，亦即比重量的变化小情形下。在流体满足此种理想条件时，使用此流量式进行流体的流量控制。不过，由于大多不在此流体条件范围内，故若使用此流量式，即无法进行高精度流量控制。
因此，本发明人等公开前述日本特开平10-55218号，提供强使压力比P2/P1较临界压力比rc小，设定临界条件，于此临界条件下进行流量控制的方式。因此，所用理论流量式定为Qc＝KP1，比例常数K定为K＝SC/T1/2。
由于流量Qc依存于下游侧的流体条件，故此临界条件有高精度进行流量控制的优点。不过，此高精度控制性的前提亦在于临界条件成立。若以Qc＝KP1对临界条件不成立的流体进行流量控制，会有相当程度的误差。
尽管使用Qc＝KP1作为流量式，虽在实际流量大情形下临界条件成立，即会随着流量变小，上游侧压力P1与下游侧压力P2接近，出现非临界条件。由于在此情形下，此流量式不成立，故会在流量控制方面存在大的误差。
亦即，习知压力式流量控制装置存在有二个重大缺点。第一，由于在非临界条件下使用的理论流量式以非压缩性流体为前提，故在非临界条件下的压缩性流体的流量控制方面会发生大的误差。第二，即便使用临界条件的流量式，亦由于随着下游侧压力P2上升，故出现非临界条件，流量式变化，发生大的误差。
因此，本发明改良型压力式流量控制装置的第一目的在于，确立高精度匹含非临界领域中压缩性流体的实际流量的流量实验式，使用此流量实验式，高精度进行非临界领域的流量控制。又，其第二目的在于，一面平常判断流体条件为临界条件或非临界条件，一面于临界条件下，使用Qc＝KP1的流量式，于非临界条件下，使用前述流量实验式，实现对流量的全部领域的高精度流量控制。
本发明提供一种改良型压力式流量控制装置，其特征在于：包括：流量控制用孔口；控制阀，其设于孔口的上游侧配管；上游侧压力感测器，其设在孔口与控制阀间，检测上游侧压力P1；下游侧压力感测器，其设于孔口的下游侧配管，检测下游侧压力P2的流量运算装置，其根据上游压力P1及下游侧压力P2，以Qc＝KP2 m(P1-P2))n(K为比例常数，m及n为常数)对运算流量Qc加以运算；流量设定装置，其指示以设定流量Qs将流体供至下游侧；减法装置，其运算设定流量Qs与运算流量Qc的流量差ΔQ；以及驱动部，其对启闭阀启闭控制，使此流量差ΔQ成为零；对供至下游侧配管的设定流量Qs的流体进行供给控制。
本发明改良型压力式流量控制装置，其中在处于自前述孔口流出的流体的速度小于音速状态的非临界条件下运作。
本发明还提供一种改良型压力式流量控制装置，其特征在于：包括：流量控制用孔口；控制阀，其设于孔口的上游侧配管；上游侧压力感测器，其设于孔口与控制阀之间，检测上游侧压力P1；下游侧压力感测器，其设在孔口的下游侧配管，检测下游侧压力P2；临界条件判断装置，其藉上游侧压力P1与下游侧压力P2的压力比判断其孔口流出的流体是否处于临界条件(音速域)；非临界流量运算装置，其于非临界条件下，根据上游侧压力P1及下游侧压力P2，以Qc＝KP2 m(P1-P2))n(K为比例常数，m及n为常数)对运算流量Qc加以运算；临界流量运算装置，其在临界条件下，以Qc＝KP1(K为比例常数)运算前述运算流量Qc；流量设定装置，其指示以设定流量Qs将流体供至下游侧；减法装置，其运算设定流量Qs与运算流量Qc的流量差ΔQ；以及驱动部，其对控制阀启闭控制，使此流量差ΔQ成为零；对供至下游侧配管的设定流量Qs的流体进行供给控制。
本发明的改良型压力式流量控制装置，其中以(2/(n+1))n/(n-1)(不过，n为以Cp/Cv)界定的流体分子的比热比)计算临界压力比rc(＝P2/P1)，于压力比P2/P1在不大于临界压力比rc时，判断为临界条件，又在大于临界压力时，判断为非临界条件。
附图说明
图1是本发明非临界条件下流量试验式与流量测定值的比较图。
图2是本发明使用实验流量式的改良型压力式流量控制装置第1实施形态的使用构成图。
图3是本发明使用实验流量式的改良型压力式流量控制装置第2实施形态的使用构成图。
图4是控制用流量式不同情形的流量比较图。
图5是过去所用流体流量理论式的说明图。
具体实施方式
图1是本发明非临界条件下流量实验式与流量测定侧的比较图。本发明人等检讨用于非临界条件的习知理论流量式。由伯努利定理导出的习知流量式为Qc＝K(P2(P1-P2))1/2。将其改写成Qc＝KP2 1/2(P1-P2))1/2。
此习知流量式对非压缩性流体而言是正确式子。例如，其对非压缩性液体等流体是精度充分的流量式。为了使此流量式适于气体等压缩性流体，须确立尽可能不改变此结构形式且具有复数参数的实验流量式。
因此，本发明人等提议以Qc＝KP2 m(P1-P2)n作为实验流量式，导入m及n二参数供匹合用。于此，比例常数K定为K＝SC/T1/2，其根据气体流的物质条件及绝对温度T计算。
于图1中，横轴表示下游侧压力P2，单位为kPaA(千帕绝对压力)。又，纵轴表示流量Q，单位为SCCM，表示标准状态下cc/min(分)的流量。P2＝4.8[kPaA]的纵虚线表示临界值rc的位置，左侧的(A)领域表示临界条件领域，右侧的(B)领域表示非临界条件领域。
于图中，黑色菱形图示流量实测值。为求与此实测值一致，藉由运算前述实验流量式Qc＝KP2 m(P1-P2)n匹合，决定参数m、n。结果，得出m＝0.47152以及n＝0.59492。
藉实验流量式计算的流量以黑色四角形图示。此实验流量式于非临界条件(B)的全部领域高精度匹合实测值，又，于临界条件(A)领域，在接近纵虚线的领域，亦匹合实侧质。由于藉m及n二自由参数匹合，故即使于临界条件领域的一部分亦出现匹合领域。
根据本发明人等的研究，可知二参数m、n值依存于所控制流量范围。前述m＝0.47152及n＝0.59492的值固然为在0至10sccm领域中成立的值，不过，若流量范围变成0到100sccm或0至1000sccm，m及n值即显然与这些值不一致。
基于参数的观点归纳对各流量范围匹合的m及n值，明确获得0.40＜m＜0.50及0.50＜n＜0.65的范围。因此，对应于所控制流量范围，使用自此范围选出的最适参数m、n于实际流量控制。
前述m＝0.47152及n＝0.59492的值只不过是选自此范围的一个m、n例子。因此，须特别指出自伯努利定理推得的m＝0.5及n＝0.5不包含于这些范围内的情形。这意指实际流体与非压缩性流体的所谓理想流体间有很大的不同。本发明发现对此实际流体具体成立的流量实验式。
根据以上，非临界条件下的流量控制若利用Qc＝KP2 m(P1-P2))n(0.40＜m＜0.50、0.50＜n＜0.65)作为实验流量式，即可实现高精度的流量控制。其远较由伯努利定理推得的习知Qc＝KP2 1/2(P1-P2))1/2更能再现实测值。同时，藉由并用临界条件下的理论流量式Qc＝KP1，可涵盖非临界条件及临界条件的全部领域，达成高精度的流量控制。
图2是本发明使用实验流量式的改良型压力式流量控制装置第1实施形态的使用构成例。此改良型压力式流量控制装置2以所供给流体处于非临界条件下，亦即自孔口4流出的流体的流体速度小于音速为前提。
于此改良型压力式流量控制装置2配置形成有孔口4a的孔口4、上游侧配管6、下游侧配管8、上游压力感测器10、下游侧压力感测器12、温度感测器14、控制电路16、阀驱动部20及控制阀22。
控制电路16固然主要由微电脑及机内程式构成，不过，可由电子电路构成，亦可由电子电路及泛用个人电脑构成。此控制电路16由利用实验流量式运算流量Qc的流量运算装置17、指示应流出的设定流量Qs的流量设定装置18以及计算运算流量Qc与设定流量Qs的流量差ΔQ(＝Qs-Qc)的减法电路19构成。流量差ΔQ可用Qc-Qs算出。
于此改良型压力式流量控制装置2上游侧连接内装高压气体的气槽24、适度调整此高压气体的气体压力的调整器26以及自供给侧配管27将此气体供至控制阀22的阀28。
供流量控制的气体流通的控制侧配管29、阀30、室32以及具有真空泵功能的干式泵34连接于改良型压力式流量控制装置2下游侧。
其次，说明此改良型压力式流量控制装置2的控制动作。于上游侧，将预定压力的气体供至供给侧配管27，于下游侧，控制侧配管29藉干式泵34设定为低压。
藉控制阀22将气体供至上游侧配管6，藉上游侧压力感测器10计测此气体的上游侧压力P1。同时，藉下游侧压力感测器12计测自孔口4供至下游的气体的下游侧压力P2。又藉温度感测器14测定通过孔口4的气体的温度。
此实施例藉由干式泵34的排气调整，将自孔口4a流出的流体速度设定成较音速小，通常，非临界条件成立。因此，控制电路16不运算压力比P2/P1，不进行与临界值rc的比较判断。亦即，此实施例以P2/P1＞rc通常成立的非临界条件为前提，进行流量控制。
将上游侧压力P1、下游侧压力P2及气体温度T输入流量运算装置17。此流量运算装置17根据气体温度T计算比例常数K，根据二压力P1·P2计算P2 m(P1-P2)n，最终以Qc＝KP2 m(P1-P2)n对运算流量Qc加以运算。此运算流量Qc显示孔口4目前所供给的流量。
可供至下游侧的目标流量经由流量设定装置18以设定流量Qs形式输入。将此设定流量Qs及前述运算流量Qc输入，以ΔQ＝Qs-Qc计算流量差ΔQ。此流量差意指ΔQ若为负，流量即不足，若为负，流量即过剩。
因而，将此流量差ΔQ的信号输入阀驱动部20，对启闭控制阀22启闭控制，使此流量差ΔQ成为零。因此，若流量不足(ΔQ＞0)，控制阀22即略微扩大开度，若流量过剩(ΔQ＜0)，控制阀22即略微减小开度，自动加以调整，使ΔQ成为零。
由于此改良型压力式流量控制装置2连续计测上游侧压力P1及下游侧压力P2，故具有高速进行控制阀22的启闭的连续控制，可同时达成流量控制的高精度化、自动化与高速化的优点。
前面业已说明构成本发明要点的实验流量式Qc＝KP2 m(P1-P2)n不仅正确表达非临界条件下的流量，且正确表达临界条件的领域中邻接临界值的领域的流量。因此，不限于以非临界条件为前提的流体控制系统，此改良型压力式流量控制装置2亦可用于包含非临界条件及临界条件二者的领域。
图3是本发明使用实验流量式的改良型压力式流量控制装置第2实施形态的使用构成图。由于此第2实施形态与第2图中第1实施形态的不同点仅在于改良型压力式流量控制装置3的控制电路16的内部构造，其他构造与第2图相同，因此，以下仅说明不同点，其他部分的说明则省略。
第2实施形态根据上游侧压力P1及下游侧压力P2算出压力比P2/P1，平常判断流体处于临界条件或非临界条件，于临界条件下使用流量式Qc＝KP1，于非临界条件下使用实验流量式Qc＝KP2 m(P1-P2)n，以目前最严密的方式进行流量控制。
由于此第2实施形态的改良型压力式流量控制装置3为最佳模式，因此，称此改良型压力式流量控制装置3为NFCS(New FlowControl System(新型流量控制系统))。控制电路16由压力比运算装置15a、临界条件判断装置15b、临界流量运算装置17a、非临界流量运算装置17b、流量设定装置18以及减法装置19构成。
一输入上游侧压力P1及下游侧压力P2，压力比运算装置15a即计算压力比P2/P1，并记忆其值rc。将此值r输入临界条件判断装置15b，并将其与临界值rc比较。
如前述，临界值rc定为(2/(n+1))n/(n-1)，就双原子分子气体而言，rc＝0.53，就非线型3原子分子气体而言，rc＝0.54，记成rc＝约0.5。
于r＞rc时为非临界条件，藉非临界流量运算装置17b，以Qc＝KP2 m(P1-P2)n计算运算流量Qc。于r＜rc时为临界条件，藉临界条件运算装置17a，以Qc＝KP1计算运算流量Qc。一面如此平时检查目前流体处于临界条件或非临界条件，一面以适当流量式推定实际流量。
最后，藉减法装置19计算设定流量Qs与运算流量Qc的流量差ΔQ，作动阀驱动部20，对控制阀22启闭控制，使流量差ΔQ成为零。
图4是控制用流量式不同情形下的流量比较图。黑色菱形表示使用临界条件的流量式Q＝KP1于全部领域(临界条件和非临界条件)的情形，其相当于习知FCS(Flow Control System(流量控制系统))。另一方面，黑色三角形相当于图3所示NFCS(新型FCS)。
设定成于最大流量为80[SCCM]。设定流量Qs为100％时，流出80[SCCM]的流量。因此，经察，流量越大，越满足临界条件(音速域)，流量越小，越转变成非临界条件(非音速域)，
由于习知FCS(黑色菱形)仅用Q＝KP1的流量式控制全部领域，因此，在设定流量大情形下，满足临界条件，其显示正值流量。然而，由于若设定流量变小，即转变成非临界条件，因此，临界条件的流量式反映不出正确流量，会出现明明设定流量为10％流量却为0的错误结果。因此，于小流量域需有校正FCS的机构。
然而，由于在NFCS时，于临界条件下使用临界条件的流量式Qc＝KP1，于非临界条件下使用非临界条件的实验流量式Qc＝KP2 m(P1-P2)n，算出与设定流量成正比的正确流量Qc，相对于流量Q的设定％的直线性如图4的黑色三角所示获得保证。
本发明不限于上述实施形态，当然，不超出本发明技术思想范围的种种变形例、设计变更等均包含在其技术范围内。
根据本发明，由于相对于设定流量Qs，以Qc＝KP2 m(P1-P2)n对运算流量Qc加以运算，对控制阀启闭控制，使二者的流量差ΔQ(＝Qs-Qc或Qc-Qs)成为零，故可实现能正确且高速地将供给流量控制于设定流量的改良型压力式流量控制装置。
根据本发明，由于在自孔口流出的流体处于非临界条件时，故可提供高精度的改良型压力式流量控制装置。
根据本发明，由于在自孔口流出的流体处于临界条件时，使用临界条件的流量式Q＝KP1，在处于非临界条件时，使用非临界条件的实验流量式Qc＝KP2 m(P1-P2)n，进行流量控制，故即使流体于临界条件至非临界条件间变化，并可一面高速随此变化调整，高精度进行流体的流量控制。
根据本发明，由于只要检测孔口的上游侧压力P1及下游侧压力P2，即可正确判断流体处于临界条件或非临界条件，可应付所有流体控制。

Claims (3)

1.一种改良型压力式流量控制装置，其特征在于：其包括：
流量控制用孔口；
设于孔口上游侧配管的控制阀；
设于孔口与控制阀之间，检测上游侧压力P1的上游侧压力感测器；
设于孔口下游侧配管，检测下游侧压力P2的下游侧压力感测器；
在压力比P2/P1大于0.5的非临界条件下，以Qc＝KP2 m(P1-P2)n运算上游侧压力P1及下游侧压力P2的流量Qc的流量运算装置，其中K为比例常数，m及n为常数，0.40＜m＜0.50，0.50＜n＜0.65；
指示以设定流量Qs将流体供至下游侧的流量设定装置；
运算设定流量Qs与运算流量Qc的流量差ΔQ的减法装置；
驱动部，其对控制阀进行启闭控制以使所述流量差ΔQ为零，使得将供至下游侧配管的流量控制为设定流量Qs；
藉上游侧压力P1与下游侧压力P2的压力比判断自孔口流出的流体是否处于音速域的临界条件判断装置；以及
在压力比P2/P1小于等于0.5的临界条件下，以Qc＝KP1运算前述运算流量Qc的临界流量运算装置，其中K为比例常数。
2.如权利要求1所述的改良型压力式流量控制装置，其中临界压力比rc(＝P2/P1)是以(2/(n+1))n/(n-1)计算，其中n为Cp/Cv所定义的流体分子的比热比，Cp为等压比热，Cv为等容比热，于压力比P2/P1在不大于临界压力比rc时判断为临界条件，又在大于临界压力比时，判断为非临界条件。
3.一种改良型压力式流量控制装置，其特征在于：其包括：
流量控制用孔口；
设于孔口上游侧配管的控制阀；
设于孔口与控制阀之间，检测上游侧压力P1的上游侧压力感测器；
设于孔口下游侧配管，检测下游侧压力P2的下游侧压力感测器；
在压力比P2/P1大于0.5的非临界条件下，以Qc＝KP2 m(P1-P2)n运算上游侧压力P1及下游侧压力P2的流量Qc的流量运算装置，其中K为比例常数，m及n为常数，0.40＜m＜0.50，0.50＜n＜0.65；
指示以设定流量Qs将流体供至下游侧的流量设定装置；
运算设定流量Qs与运算流量Qc的流量差ΔQ的减法装置；以及
驱动部，其对控制阀进行启闭控制以使所述流量差ΔQ为零，使得将供至下游侧配管的流量控制为设定流量Qs；
其中在自前述孔板流出的流体的速度小于音速状态的非临界条件下运作。
CNB028055896A 2001-12-28 2002-11-22 改良型压力式流量控制装置 Expired - Lifetime CN1279416C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP399433/2001 2001-12-28
JP2001399433A JP4102564B2 (ja) 2001-12-28 2001-12-28 改良型圧力式流量制御装置
JP399433/01 2001-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1494672A CN1494672A (zh) 2004-05-05
CN1279416C true CN1279416C (zh) 2006-10-11

Family

ID=19189469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028055896A Expired - Lifetime CN1279416C (zh) 2001-12-28 2002-11-22 改良型压力式流量控制装置

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6964279B2 (zh)
EP (1) EP1475684B1 (zh)
JP (1) JP4102564B2 (zh)
KR (1) KR100601803B1 (zh)
CN (1) CN1279416C (zh)
CA (1) CA2423342C (zh)
DE (1) DE60219365T2 (zh)
IL (2) IL155358A0 (zh)
TW (1) TW552491B (zh)
WO (1) WO2003058363A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105556411A (zh) * 2013-12-05 2016-05-04 株式会社富士金 压力式流量控制装置

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7431045B2 (en) * 2002-08-28 2008-10-07 Horiba Stec, Co., Ltd. Flow restrictor
JP4204400B2 (ja) * 2003-07-03 2009-01-07 忠弘 大見 差圧式流量計及び差圧式流量制御装置
JP4331539B2 (ja) 2003-07-31 2009-09-16 株式会社フジキン チャンバへのガス供給装置及びこれを用いたチャンバの内圧制御方法
US8376312B2 (en) 2003-08-28 2013-02-19 Horiba, Ltd. Flow restrictor
JP4399227B2 (ja) * 2003-10-06 2010-01-13 株式会社フジキン チャンバの内圧制御装置及び内圧被制御式チャンバ
JP4406292B2 (ja) * 2004-01-20 2010-01-27 株式会社フジキン 流体通路のウォータハンマーレス開放方法及びこれを用いたウォータハンマーレス開放装置
US7740024B2 (en) * 2004-02-12 2010-06-22 Entegris, Inc. System and method for flow monitoring and control
US6973375B2 (en) 2004-02-12 2005-12-06 Mykrolis Corporation System and method for flow monitoring and control
JP2005307233A (ja) * 2004-04-19 2005-11-04 Tokyo Electron Ltd 成膜装置及び成膜方法及びプロセスガスの供給方法
JP4572139B2 (ja) * 2005-05-23 2010-10-27 株式会社フジキン 改良型圧力式流量制御装置
JP4856905B2 (ja) * 2005-06-27 2012-01-18 国立大学法人東北大学 流量レンジ可変型流量制御装置
US9921089B2 (en) 2005-06-27 2018-03-20 Fujikin Incorporated Flow rate range variable type flow rate control apparatus
US9383758B2 (en) 2005-06-27 2016-07-05 Fujikin Incorporated Flow rate range variable type flow rate control apparatus
JP2007034667A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Surpass Kogyo Kk 流量コントローラ、これに用いるレギュレータユニット、バルブユニット
JP2007058352A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体制御装置
JP2007058337A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体制御装置
JP4690827B2 (ja) 2005-08-26 2011-06-01 株式会社フジキン ガスケット型オリフィス及びこれを用いた圧力式流量制御装置
JP4866682B2 (ja) 2005-09-01 2012-02-01 株式会社フジキン 圧力センサを保有する流量制御装置を用いた流体供給系の異常検出方法
KR101275004B1 (ko) * 2006-12-19 2013-06-14 재단법인 포항산업과학연구원 압축공기 사용량 측정 방법 및 장치
JP5372353B2 (ja) * 2007-09-25 2013-12-18 株式会社フジキン 半導体製造装置用ガス供給装置
US8265794B2 (en) * 2007-10-01 2012-09-11 Westlock Controls Corporation Knowledge based valve control method
JP5054500B2 (ja) * 2007-12-11 2012-10-24 株式会社フジキン 圧力制御式流量基準器
JP5461786B2 (ja) * 2008-04-01 2014-04-02 株式会社フジキン 気化器を備えたガス供給装置
WO2009141947A1 (ja) * 2008-05-21 2009-11-26 株式会社フジキン 圧力式流量制御装置を用いた流体の非連続式流量切替制御方法
JP5195527B2 (ja) * 2009-03-03 2013-05-08 株式会社明電舎 流量制御装置及びプロセス装置
CN102640070B (zh) 2009-12-01 2015-04-22 株式会社富士金 压力式流量控制装置
JP5669402B2 (ja) * 2010-01-08 2015-02-12 三菱重工業株式会社 ヒートポンプ及びヒートポンプの熱媒流量演算方法
US8747029B2 (en) * 2010-05-03 2014-06-10 Mac Equipment, Inc. Low pressure continuous dense phase convey system using a non-critical air control system
JP5761960B2 (ja) * 2010-10-29 2015-08-12 三菱重工業株式会社 熱源装置
KR101284052B1 (ko) 2011-04-15 2013-07-10 한국건설기술연구원 차압을 이용한 분배기 분배유량 산출방법
JP5175965B2 (ja) * 2011-10-03 2013-04-03 国立大学法人東北大学 流量レンジ可変型流量制御装置
US20130240045A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 Xiufeng Pang Method for Determining a Fluid Flow Rate With a Fluid Control Valve
US20130312421A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Solar Turbines Incorporated Fuel control system for a gas turbine engine
ES2905838T3 (es) * 2012-05-24 2022-04-12 Air Prod & Chem Método y aparato para medir el caudal másico de un gas
US9733649B2 (en) 2012-05-31 2017-08-15 Fujikin Incorporated Flow control system with build-down system flow monitoring
US9454158B2 (en) 2013-03-15 2016-09-27 Bhushan Somani Real time diagnostics for flow controller systems and methods
JP5797246B2 (ja) 2013-10-28 2015-10-21 株式会社フジキン 流量計及びそれを備えた流量制御装置
JP6216389B2 (ja) 2013-10-31 2017-10-18 株式会社フジキン 圧力式流量制御装置
JP6321972B2 (ja) * 2014-01-21 2018-05-09 株式会社フジキン 圧力式流量制御装置及びその流量制御開始時のオーバーシュート防止方法
JP6349396B2 (ja) * 2014-07-15 2018-06-27 株式会社Ｆｕｊｉ 検査方法
JP6416529B2 (ja) 2014-07-23 2018-10-31 株式会社フジキン 圧力式流量制御装置
US9904299B2 (en) * 2015-04-08 2018-02-27 Tokyo Electron Limited Gas supply control method
US10401202B2 (en) * 2015-07-10 2019-09-03 Pivotal Systems Corporation Method and apparatus for gas flow control
KR102579543B1 (ko) * 2015-08-31 2023-09-18 엠케이에스 인스트루먼츠, 인코포레이티드 비임계적 흐름 조건에서 압력 기반의 흐름 측정을 위한 방법 및 장치
JP6600568B2 (ja) * 2015-09-16 2019-10-30 東京エレクトロン株式会社 流量制御器の出力流量を求める方法
JP6541584B2 (ja) * 2015-09-16 2019-07-10 東京エレクトロン株式会社 ガス供給系を検査する方法
US10274972B2 (en) 2015-09-16 2019-04-30 Tokyo Electron Limited Method of inspecting gas supply system
CN108027618B (zh) * 2015-09-24 2021-01-29 株式会社富士金 压力式流量控制装置及其异常检测方法
JP6892687B2 (ja) * 2015-12-25 2021-06-23 株式会社フジキン 流量制御装置および流量制御装置を用いる異常検知方法
JP6600854B2 (ja) * 2016-08-24 2019-11-06 株式会社フジキン 圧力式流量制御装置、その流量算出方法および流量制御方法
CN106352931B (zh) 2016-10-09 2018-02-13 无锡洋湃科技有限公司 一种测量多相流中气液两相各自流量的临界流喷嘴流量计及测量方法
US10983537B2 (en) 2017-02-27 2021-04-20 Flow Devices And Systems Inc. Systems and methods for flow sensor back pressure adjustment for mass flow controller
US10865635B2 (en) 2017-03-14 2020-12-15 Baker Hughes Oilfield Operations, Llc Method of controlling a gas vent system for horizontal wells
WO2019021949A1 (ja) * 2017-07-25 2019-01-31 株式会社フジキン 流体制御装置
WO2019107215A1 (ja) * 2017-11-30 2019-06-06 株式会社フジキン 流量制御装置
CN107830902A (zh) * 2017-12-12 2018-03-23 杭州天马计量科技有限公司 一种气体流量计
US11002461B2 (en) 2018-02-15 2021-05-11 Johnson Controls Technology Company System and method for output compensation in flow sensors
US10558227B2 (en) * 2018-02-15 2020-02-11 Johnson Controls Technology Company System and method for output compensation in flow sensors using pulse width modulation
JP7157476B2 (ja) * 2018-04-27 2022-10-20 株式会社フジキン 流量制御方法および流量制御装置
CN111103020B (zh) * 2018-10-29 2022-06-03 北京七星华创流量计有限公司 流量检测装置、流量控制系统及流量检测方法
CN110543192A (zh) * 2018-10-31 2019-12-06 北京七星华创流量计有限公司 基于压力检测的质量流量控制方法及装置
US11914407B2 (en) * 2019-04-25 2024-02-27 Fujikin Incorporated Flow rate control device
US20200348702A1 (en) * 2019-04-30 2020-11-05 Illinois Tool Works Inc. Advanced pressure based mass flow controllers and diagnostics
CN113324605B (zh) * 2021-05-26 2023-05-23 北京七星华创流量计有限公司 气体质量流量控制器和气体质量流量控制方法
US20230036266A1 (en) * 2021-07-27 2023-02-02 Pratt & Whitney Canada Corp. Controlling gaseous fuel flow

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4222403A (en) * 1978-10-12 1980-09-16 Fuji Kinzoku Kohsaku Co., Ltd. Automatic drain exhaust valve
FR2594541A1 (fr) * 1986-02-14 1987-08-21 Air Liquide Procede de controle du debit d'un fluide dans une vanne et appareil pour la mise en oeuvre de ce procede
US5365795A (en) * 1993-05-20 1994-11-22 Brower Jr William B Improved method for determining flow rates in venturis, orifices and flow nozzles involving total pressure and static pressure measurements
JPH09189586A (ja) * 1996-01-10 1997-07-22 Toshiba Corp オリフィス式流量測定装置
US5868159A (en) * 1996-07-12 1999-02-09 Mks Instruments, Inc. Pressure-based mass flow controller
JP3580645B2 (ja) 1996-08-12 2004-10-27 忠弘 大見 圧力式流量制御装置
JP3684307B2 (ja) * 1998-10-19 2005-08-17 シーケーディ株式会社 ガス供給制御装置
US6510746B1 (en) * 1999-07-12 2003-01-28 Ford Global Technologies, Inc. Gas flow measurement
JP2001027556A (ja) * 1999-07-15 2001-01-30 Toshiharu Kagawa 可変開口型オリフィス流量計
JP2001201376A (ja) * 1999-11-09 2001-07-27 Nikkiso Co Ltd 気体混合粉体中の粉体の流量を測定する粉体流量測定装置および方法
JP2001201414A (ja) * 2000-01-20 2001-07-27 Smc Corp 複合センサ及び複合センサを備えたフローコントローラ
US6539968B1 (en) * 2000-09-20 2003-04-01 Fugasity Corporation Fluid flow controller and method of operation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105556411A (zh) * 2013-12-05 2016-05-04 株式会社富士金 压力式流量控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4102564B2 (ja) 2008-06-18
US6964279B2 (en) 2005-11-15
IL155358A (en) 2006-10-05
DE60219365D1 (de) 2007-05-16
CN1494672A (zh) 2004-05-05
US20040204794A1 (en) 2004-10-14
WO2003058363A1 (fr) 2003-07-17
EP1475684A4 (en) 2005-09-07
KR20030074743A (ko) 2003-09-19
EP1475684B1 (en) 2007-04-04
IL155358A0 (en) 2003-11-23
DE60219365T2 (de) 2007-08-09
TW552491B (en) 2003-09-11
KR100601803B1 (ko) 2006-07-19
JP2003195948A (ja) 2003-07-11
EP1475684A1 (en) 2004-11-10
CA2423342C (en) 2007-03-06
CA2423342A1 (en) 2003-06-28
TW200301414A (en) 2003-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1279416C (zh) 改良型压力式流量控制装置
CN100487620C (zh) 腔室的内压控制装置和内压被控制式腔室
US8037896B2 (en) Pressure regulation in remote zones
US8744784B2 (en) Diagnostic mechanism in differential pressure type mass flow controller
CN1285896C (zh) 压力传感器、压力控制装置及压力式流量控制装置的温度漂移修正装置
US8104323B2 (en) Flow controller, flow measuring device testing method, flow controller testing system, and semiconductor manufacturing apparatus
CN1918575A (zh) 用于流动监测和控制的系统及方法
CN100422628C (zh) 一种标准气体的动态配制系统
JP2005196788A (ja) 流体の流量を制御する装置、方法及びシステム
CN1809794A (zh) 从具有流量控制装置的气体供给设备向容器分流地供给气体的气体分流供给装置及气体分流供给方法
KR20090088861A (ko) 유량 비율 제어 장치
CN100520657C (zh) 腔室气体供给装置及采用它的腔室内压控制方法
JP2004517396A (ja) 圧力型マスフローコントローラシステム
CN1275218A (zh) 压力式流量控制装置的孔板堵塞检测方法及其检测装置
CN105659177A (zh) 压力式流量控制装置
CN101178327A (zh) 气体流量校准的方法
CN1716138A (zh) 流体流量控制设备和系统
EP3791242A1 (en) Methods and apparatus for multiple channel mass flow and ratio control systems
US10302077B2 (en) Liquid supply system and method for controlling liquid supply system
KR102584401B1 (ko) 유체 제어장치 및 유체 제어방법
CN116400750A (zh) 流体恒压控制方法和流体恒压输出系统
JP2002013500A (ja) プロセスチャンバ内真空圧力制御システム
JP2018096884A (ja) 流体特性測定システム
KR19980020168A (ko) 반도체 제조 설비의 배기압력 감시 시스템 및 감시방법
CN103014670A (zh) 反应源配送装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20061011

CX01 Expiry of patent term