DE10085498T5 - Chemisch inerte Strömungssteuerung mit kontaminationsfreiem Gehäuse - Google Patents
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Abstract
Chemisch inertes Fluidsteuermodul zum Anschluß an einen Fluidströmungskreislauf, wobei das Modul folgendes umfaßt:
eine chemisch inerte Fluidleitung;
ein mit der Leitung gekoppeltes, einstellbares Steuerventil, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Ventils chemisch inert ist;
einen ersten mit der Leitung gekoppelten Drucksensor, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Drucksensors chemisch inert ist;
eine in der Leitung angeordnete Drossel, wobei die Drossel eine verringerte Querschnittsfläche aufweist und dadurch den Fluidstrom innerhalb der Leitung drosselt, und
ein chemisch inertes Gehäuse, welches das Steuerventil und den ersten Drucksensor umgibt.
eine chemisch inerte Fluidleitung;
ein mit der Leitung gekoppeltes, einstellbares Steuerventil, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Ventils chemisch inert ist;
einen ersten mit der Leitung gekoppelten Drucksensor, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Drucksensors chemisch inert ist;
eine in der Leitung angeordnete Drossel, wobei die Drossel eine verringerte Querschnittsfläche aufweist und dadurch den Fluidstrom innerhalb der Leitung drosselt, und
ein chemisch inertes Gehäuse, welches das Steuerventil und den ersten Drucksensor umgibt.
Description
- I. Gebiet der Erfindung
- Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf Fluidsteuerungen und insbesondere auf ein chemisch inertes Fluidsteuermodul, das innerhalb eines chemisch korrosiven Fluidströmungskreislaufs, der Fluide in flüssigem oder gasförmigem Zustand transportiert, in Reihe angeschlossen werden kann. Das Fluidsteuermodul nach der vorliegenden Endung kann zum Steuern der Strömung, des Drucks oder des Volumens eines Fluids, das durch den Fluidströmungskreislauf fließt, eingesetzt werden und ist in der Lage, das Modul automatisch einzustellen oder "zu eichen", um Änderungen des Atmosphärendrucks oder eine Drift der Drucksensoren des Fluidsteuermoduls auszugleichen.
- II. Hintergrund der Erfindung
- Kaustische Fluide werden häufig während der Hochreinverarbeitung empfindlicher Materialien eingesetzt. Die Kontaminationsanfälligkeit der empfindlichen Materialien im Fertigungsablauf stellt die Hersteller vor ein großes Problem. Es wurden verschiedene Fertigungssysteme entwickelt, um die Kontamination der empfindlichen Materialien mit beim Fertigungsablauf erzeugten Fremdteilchen und Dämpfen zu verringern. Die Verarbeitung empfindlicher Materialien beinhaltet oft einen direkten Kontakt mit kaustischen Fluiden. Daher ist es kritisch, daß die kaustischen Fluide in kontaminationsfreiem Zustand und ohne Fremdteilchen zur Verarbeitungsstelle geliefert werden. Allgemein sind verschiedene Bauelemente der Verarbeitungsanlagen dazu ausgelegt, die Menge an erzeugten Teilchen zu verringern und die Verarbeitungschemikalien gegenüber kontaminierenden Einflüssen zu isolieren.
- Die Verarbeitungsanlagen umfassen typischerweise Flüssigkeitstransportsysteme, welche die kaustischen Chemikalien von Zuführtanks durch Pump- und Regulierstationen und durch die Verarbeitungsanlagen selbst fördern. Die Flüssigchemikalien-Transportsysteme, die Rohre, Schläuche, Überwachungseinrichtungen, Sensoreinrichtungen, Ventile, Armaturen und ähnliche Einrichtungen umfassen, bestehen häufig aus Kunststoff, der den schädigenden Wirkungen der kaustischen Chemikalien standhält. Metalle, die üblicherweise bei solchen Überwachungseinrichtungen verwendet werden, können der korrosiven Umgebung nicht über längere Zeiträume zuverlässig standhalten. Daher müssen Überwachungs und Sensoreinrichtungen austauschbare Materialien umfassen oder von den kaustischen Fluiden isoliert bleiben.
- Die üblicherweise bei der Halbleiterfertigung verwendete Verarbeitungsanlage weist eine oder mehrere Überwachungs-, Ventil- und Sensoreinrichtungen auf. Diese Vorrichtungen sind typischerweise in einer Regelungsbeziehung miteinander verbunden und werden zur Überwachung und Steuerung der Anlage eingesetzt. Diese Überwachungs- und Sensoreinrichtungen müssen auch dazu ausgelegt sein, jegliche möglicherweise eingeführte Kontamination zu beseitigen.
- Um den Fluß oder den Druck innerhalb des Flüssigkeitstransportsystems zu steuern, kann die Transportanlage Informationen nutzen, die von jeder der Überwachungs-, Ventil- und Sensoreinrichtungen erhalten wurden. Die Genauigkeit der von jeder der Einrichtungen erhaltenen Informationen kann durch thermische Veränderungen innerhalb des Systems beeinträchtigt werden. Zudem kann die Ungenauigkeit einer Einrichtung die Ungenauigkeit einer der anderen Einrichtungen, die von den Informationen dieser einen Einrichtung abhängt, verstärken. Ferner kann häufig eine unabhängige Eichung erforderlich sein, um die Genauigkeit jeder einzelnen Einrichtung aufrechtzuerhalten, wobei sich eine unabhängige Eichung der Einrichtungen jedoch als schwierig und zeitaufwendig erweisen kann.
- Daher wird ein kontaminationsfreies Fluidsteuermodul benötigt, das innerhalb eines korrosive Materialien transportierenden Fluidströmungskreislaufs in Reihe angeordnet werden kann, wobei das Modul in der Lage ist, die Strömungsgeschwindigkeit aufgrund einer Druckunterschiedsmessung, die im Fluidströmungskreislauf vorgenommen wurde, zu bestimmen, und wobei die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit nicht durch thermische Veränderungen innerhalb des Fluidströmungskreislaufs nachteilig beeinflußt wird und die Eichung der Drucksensoren des Fluidsteuermoduls zudem keine vorherige oder unabhängige Eichung des Ventils erfordert. Ebenso wird ein Fluidsteuermodul benötigt, das den Eintrag von Teilchen, unerwünschten Ionen oder Dämpfen in den Strömungskreislauf vermeidet. Diese und andere Anforderungen, die aus dem Studium der Beschreibung der vorliegenden Erfindung noch ersichtlich werden, erfüllt die vorliegende Erfindung.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Fluidsteuermodul bereit, das in Reihe mit einem Fluidströmungskreislauf, der korrosive Fluide transportiert, gekoppelt werden kann, wobei das Fluidsteuermodul Druck und Strömungsgeschwindigkeiten bestimmen und den Druck, den Fluß oder das Volumen in dem Fluidströmungskreislauf steuern kann. Die Strömungsgeschwindigkeit kann anhand einer im Strömungskreislauf vorgenommenen Druckunterschiedsmessung bestimmt werden. Das Fluidsteuermodul gleicht Temperaturveränderungen in dem Fluidströmungskreislauf aus und bietet ein Nulleinstellungsmerkmal, das Druckunterschiede ausgleicht, wenn das Fluid ruht, und die Einflüsse des Ventils auf das System beseitigt. Bei der bevorzugten Ausführungsform umfassen die Bauteile des Fluidsteuermoduls ein Gehäuse, das eine chemisch inerte Fluidleitung aufweist, ein einstellbares Steuerventil, das mit der Leitung gekoppelt ist, an die Leitung angeschlossene Drucksensoren und eine innerhalb der Leitung angeordnete Drosseleinrichtung mit verringertem Querschnitt, um dadurch den Fluidstrom innerhalb der Leitung zu drosseln und eine zuverlässige Strömungsmessung zuzulassen. Das chemisch inerte Gehäuse umgibt das Steuerventil und die Drucksensoren.
- Wenn zwei Drucksensoren vorgesehen sind, ist die Drosseleinrichtung zwischen den beiden Drucksensoren in der Fluidströmungsleitung gelagert. Wie nachfolgend noch näher beschrieben, sieht das Fluidsteuermodul mit zwei Drucksensoren einen bidirektionalen Fluidstrom vor und kann mit einer benachbarten, bereits vorhandenen Anlage in Reihe gekoppelt werden. Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform weist das Fluidsteuermodul nur einen Drucksensor auf, wobei die Drosseleinrichtung innerhalb der Fluidleitung stromabwärts von Drucksensor und Ventil angeordnet sein muß. Zudem muß das nur einen einzigen Drucksensor aufweisende Fluidsteuermodul in einem vorbestimmten Abstand von der bereits vorhandenen, in Reihe mit dem Fluidströmungskreislauf gekoppelten Anlage angeordnet sein.
- Die Steuerung oder Betätigung des Steuerventils kann entweder mechanisch, elektrisch oder pneumatisch durch eine Betätigungseinrichtung mit einer geeigneten, bekannten Bauweise erfolgen, und die Ventilteile in dem Steuerventil können jede von mehreren geeigneten, bekannten Bauweisen haben, einschließlich – ohne darauf beschränkt zu sein – als Tellerventil, Membran, redundante Membran, Überlaufventil und/oder Quetschventil, wobei die in direktem Kontakt mit dem Fluid stehenden Bauteile des Fluidströmungskreislaufs aus chemisch inerten Materialien gebaut sind.
- Mit dem Steuerventil und dem (den) Drucksensoren) kann ein Controller oder eine integrierte Schaltung elektrisch gekoppelt sein. Der Controller kann ein Signal, das proportional zu einer Fluidströmungsgeschwindigkeit innerhalb der Fluidleitung ist, und/oder ein Signal erzeugen, das proportional zu einem Druck innerhalb der Fluidleitung ist. Der Controller kann den Druck, die Strömungsgeschwindigkeit oder das Volumen so steuern, daß ein gewünschter Einstellpunkt beibehalten wird. Der Einstellpunkt kann vom Benutzer festgelegt oder durch den Controller (z. B. während einer Makroeinstellung des Steuerventils) automatisch bestimmt werden. Zudem kann der Controller das Fluidströmungsgeschwindigkeitssignal oder das Drucksignal in Abhängigkeit von Veränderungen des Atmosphären- oder des Fluiddrucks einstellen. Ebenso kann der Controller eine Einrichtung zur Makro- und Mikroeinstellung des Steuerventils als Reaktion auf Veränderungen des Innenfluid- oder des Atmosphärendrucks aufweisen und die Drucksensoren auf Null zurückstellen, wenn die Strömung im Fluidströmungskreislauf zum Stillstand kommt.
- Das Gehäuse, das das Steuerventil und die Drucksensoren umgibt, weist eine sich durch dieses erstreckende Durchgangsbohrung auf, die einen Durchlaß oder eine Leitung bildet, durch die Fluide strömen, wenn das Gehäuse in einem Fluidströmungskreislauf in Reihe geschaltet ist. Druckarmaturen sind fluchtend und dichtend an die einander gegenüberliegenden offenen Enden der Bohrung angeschlossen. Die Druckarmaturen sind aus einem chemisch inerten Material gefertigt und dem Fachmann ohne weiteres verfügbar und bekannt.
- Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Gehäuse zwei sich von einer Außenfläche desselben aus erstreckende Hohlräume zur Aufnahme von Druckwandlern, wobei jeder dieser Hohlräume unabhängig mit der Bohrung in Verbindung steht. Ein Isolationsteil kann verhindern, daß der Fluidstrom mit den Hohlräumen zur Aufnahme von Druckwandlern in Kontakt kommt. Die Isolationsteile können einstückig mit dem Gehäuse geformt oder abnehmbar ausgebildet sein. Die Bohrung verjüngt sich zu einem Drosselbereich hin, der zwischen den beiden Hohlräumen liegt. Der eingeschnürte Bereich bewirkt einen Druckabfall innerhalb der Bohrung an den beiden Hohlräumen benachbarten Stellen. Diese Druckveränderung kann durch Drucksensorwandler erfaßt werden, die in jedem der beiden Hohlräume angeordnet sind. Die Strömungsgeschwindigkeit kann anhand des Druckabfalls bestimmt werden. Die Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit mit den beiden Drucksensoren wird nachfolgend noch näher beschrieben.
- Eine Hybridschaltung oder eine vollintegrierte elektronische Schaltung, die in dem Gehäuse angeordnet ist, steht mit beiden Drucksensorwandlern und dem Steuerventil in Wirkverbindung. Die elektronische Schaltung entwickelt anhand von durch die Drucksensoren erfaßten Informationen ein Signal, das ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit in dem Strömungskreislauf ist. Zudem kann die elektronische Schaltung ein Signal entwickeln, das dem stromabwärtigen und/oder dem stromaufwärtigen statischen Druck in dem Fluidströmungskreislauf entspricht, so daß die Ausrichtung des Flußmessers innerhalb des Strömungskreislaufs austauschbar ist und die Flußrichtung durch Vergleichen des von jedem Drucksensor erfaßten Drucks angezeigt werden kann. Wenn der statische Druck von durch den Strömungskreislauf fließenden Gasen erfaßt wird, können die erfaßten Druckwerte bezüglich Nicht-Linearität und Strömungsgeschwindigkeiten aufgrund von Gasdichte- und Verdichtbarkeitsunterschieden und -auswirkungen korrigiert werden.
- Diese elektronische Schaltung kann auch zusammen mit temperaturempfindlichen Bauteilen eingesetzt werden, um die mit jedem Hohlraum verbundene Druckmessung aufgrund von Temperaturänderungen innerhalb des Strömungskreislaufs einzustellen. Zudem kann die elektronische Schaltung oder der Controller eine Nullstellung der Drucksensoren und der Ventilsteuerung zulassen. Die elektronische Schaltung ist über Stromkabel mit einem Stromanschluß verbunden, und durch die an eine externe Energieversorgung angeschlossenen Stromkabel kann der elektronischen Schaltung Strom zugeführt werden. Ferner kann ein analoges Ausgangssignal, wie z. B. ein übliches 4–20 Milliamperes-Signal, eine Ausgangsspannung oder ein digitales Protokoll, das proportional zur berechneten Strömungsgeschwindigkeit ist, über zusätzliche Stromkabel an eine Anzeige oder einen externen Controller übertragen werden.
- Die Isoliermembran, der Drucksensor, die Dichtelemente, der Abstandsring und der Niederhaltering können in jedem Hohlraum des Gehäuses enthalten sein. Diese Bauteile und Variationen derselben sind in den US-Patentschriften Nr. 5,869,766 und 5,852,244 desselben Anmelders wie bei der vorliegenden Anmeldung näher beschrieben, wobei deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen sei. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform sind inerte Saphir-Druckwandler in zugeordneten Hohlräumen und in direktem Kontakt mit dem Fluidstrom angeordnet, wodurch die Isolationsmembran wegfällt.
- Bei Gebrauch ist das Fluidsteuermodul in Reihe an einen Fluidströmungskreislauf angeschlossen. Die Drucksensoren können vorgeeicht sein, oder die Sensoren können zum Zeitpunkt des Anschlusses an den Fluidströmungskreislauf geeicht werden. Bei der Eichung der Drucksensoren kann das Ventil zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung betätigt werden. Wenn die Drucksensoren anzeigen, daß die Strömung zum Stillstand gekommen ist, kann das zum Betätigen des Ventils benötigte Ausgangssignal aufgezeichnet und dadurch ein Näherungswert für die geschlossene Stellung des Ventils festgelegt werden. Es können verschiedene Einstellpunkte identifiziert werden, um die Ventilstellung bei verschiedenen Drücken, Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten zu identifizieren. Die Eichung eines einzelnen Drucksensors wird nachfolgend noch näher beschrieben.
- Sobald der Flußmesser geeicht ist, kann der Benutzer dann wählen, ob der Druck, der Fluß oder das Volumen in dem Fluidströmungskreislauf gesteuert werden soll. Zur Steuerung des Druckes werden der Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit überwacht und das Ventil entsprechend eingestellt, bis ein gewünschter Einstellpunkt erreicht ist. Zur Steuerung des Flusses werden der Druck und/oder der Fluß überwacht und das Ventil betätigt, bis der gewünschte Einstellpunkt erreicht ist. Das Fluidvolumen, das durch die Fluidleitung fließt, kann durch Überwachung sowohl des Druckes als auch der Strömungsgeschwindigkeit und durch entsprechende Einstellung des Steuerventils gesteuert werden, um das gewünschte Volumen des Fluidstroms zu erzeugen. Beispielsweise kann der Benutzer festlegen, daß 2 ml Fluid erwünscht sind. Das Ventil wird geöffnet, und die Strömungsgeschwindigkeiten werden überwacht, so daß festgestellt werden kann, wann 2 ml Fluid durch das Modul geströmt sind, wobei das Steuerventil dann schließt und den Fluidstrom unterbricht.
- Wenn die Strömung gesteuert wird, kann der Controller das Ausgangssignal der Steuerventil-Betätigungseinrichtung speichern, das zum Erhalten einer gewissen Strömung erforderlich ist. Auf diese Weise stellt der Controller, wenn der Benutzer einen gewünschten Fluß wählt, den Ausgangswert der Betätigungseinrichtung ungefähr einem Ausgangswert gleich, der zuvor die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit ergab (Makroeinstellung). Der Controller kann dann das Steuerventil manipulieren oder "feinjustieren", um genau die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit zu erhalten (Mikroeinstellung). Wenn die Strömung durch das Modul durch Schließen des Steuerventils unterbrochen ist, kann der Controller dann die Drucksensoren automatisch so einstellen oder auf Null zurückstellen, daß der Unterschied zwischen den gemessenen Druckwerten der beiden Drucksensoren gleich Null ist. Auf diese Weise wird eine Ungenauigkeit aufgrund thermischer Veränderungen und von Sensor-Drift vermieden. Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist ein zweites Ventil vorgesehen, wobei das zweite Ventil ein fest eingestelltes offenes/geschlossenes Ventil ist. Das Ausgangssignal des Controllers oder der elektronischen Schaltung kann einem externen Controller oder einer Anzeige zugeführt werden.
- Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann ohne weiteres durch Studium der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform ersichtlich, insbesondere wenn sie zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten sich auf einander entsprechende Teile beziehen.
- BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Fluidsteuermoduls nach der vorliegenden Erfindung; -
2 stellt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fluidsteuermoduls nach der vorliegenden Erfindung dar; -
3 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fluidsteuermoduls nach der vorliegenden Erfindung mit einem pneumatisch betätigten Ventil; -
4 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fluidsteuermoduls nach der vorliegenden Erfindung; -
5 illustriert eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fluidsteuermoduls nach der vorliegenden Erfindung; -
6 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fluidsteuermoduls nach der vorliegenden Erfindung; -
7 stellt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fluidsteuermoduls nach der vorliegenden Erfindung mit einem einzigen Drucksensor dar; -
8 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Fluidsteuermoduls nach der vorliegenden Erfindung mit einem einzigen Drucksensor, und -
9 ist ein Ablaufschema einer Sequenz, die der Controller einsetzen kann, um das Fluidsteuermodul gemäß der vorliegenden Erfindung zu steuern. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- Die vorliegende Erfindung stellt breit anwendbare Verbesserungen bei chemisch inerten Fluidsteuerungen dar. Die hier angegebenen Ausführungsformen sind als repräsentativ oder beispielhaft für diejenigen zu verstehen, in welche die erfindungsgemäßen Verbesserungen aufgenommen werden können, und sollen nicht einschränkend aufgefaßt werden. Es sei zuerst auf
1 Bezug genommen, in der das Fluidsteuermodul allgemein mit dem Bezugszeichen10 bezeichnet ist. Das Fluidsteuermodul10 weist allgemein ein rechteckiges Gehäuse, das aus einem Gehäusekörper12 und einer Gehäuseabdeckung14 besteht, eine Montageplatte16 , Druckeinlaß-/-auslaßarmaturen18 , Druckwandler20 und ein Steuerventil22 auf. Der Gehäusekörper12 und die Gehäuseabdeckung14 sind vorzugsweise aus einem chemisch inerten, kontaminationsfreien Polymer, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), gefertigt. Die Abdeckung14 weist Bohrungen24 auf, die sich durch sie erstrecken, um die Abdeckung14 mit geeigneten Schrauben am Gehäuse12 zu montieren. Zwischen der Abdeckung und dem Gehäuse ist vorzugsweise eine Dichtung bekannter, geeigneter Bauweise angeordnet, um zu ermöglichen, daß die Abdeckung14 das Gehäuse12 dicht verschließt. Als nicht einschränkendes Beispiel gestattet eine Dichtung, die aus einem Mehrschichtgewebe hergestellt ist und unter der Marke GOR-TEX von der Firma W.L. Gore & Assoc., Inc., vertrieben wird, das Belüften eines Innenbereiches des Gehäuses12 für einen wahren Atmosphärendruck-Bezug, während sie den Strom von Flüssigkeiten in den Innenbereich des Gehäuses12 drosselt. - Durch das Gehäuse
12 erstreckt sich eine Längsbohrung28 , die eine Leitung bildet. Wenn also das Fluidsteuermodul10 über Druckarmaturen18 in Reihe an einen Fluidströmungskreislauf angeschlossen ist, dient die Bohrung28 daher als Fluidströmungsdurchlaß innerhalb des Fluidströmungskreislaufes. Die Ausrichtung des Fluidsteuermoduls10 in dem Fluidströmungskreislauf kann umgekehrt werden, ohne seine Wirksamkeit zu beeinträchtigen. In der Bohrung28 ist ein Drosselbereich30 zwischen den beiden Drucksensoren20 gebildet, um einen Druckabfall zu erzeugen, wenn der Fluidstrom den Drosselbereich oder die Öffnung30 durchströmt. - Bei der bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich zylindrische Hohlräume
32 von einer Außenfläche des Gehäuses12 zur Bohrung28 hin. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß sich die Hohlräume12 jeweils von unterschiedlichen Seitenwänden des Gehäuses aus in das Gehäuse erstrecken können. Die beiden Hohlräume32 sind durch eine Trennwand34 um einen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt. Nahe dem Bereich innerhalb des Gehäuses, in dem sich die Hohlräume32 und die Bohrung28 schneiden, wird eine ringförmige Lippe36 gebildet. Jede Lippe36 umgibt und definiert die Öffnung von der Bohrung28 zu jedem Hohlraum32 . Auf der Lippe36 jedes Hohlraumes32 ist eine dünne, flexible Polymerscheibe oder Isoliermembran38 angeordnet. Ohne eine Einschränkung darzustellen, ist die Membran vorzugsweise so aufgebaut, daß sie eine Dicke im Bereich von 0,001 und 0,040 Inch aufweist. Die biegsame Membran38 ist vorzugsweise aus Fluorkohlenstoff-Polymeren gefertigt. Ein solches Tetrafluorethylenfluorkohlenstoff-Polymer wird unter der Marke TEFLON von E.I. duPont Nemours verkauft. Alternativ dazu kann das Isolationsteil38 aber auch einstückig mit dem Gehäuse12 geformt sein, um eine dünne Wand zu bilden, die den Hohlraum32 und die Bohrung28 voneinander trennt. - Jeder Druckwandler
20 wird durch einen Abstandsring48 und einen Niederhaltering50 mit einem Außengewinde in seinem jeweiligen Hohlraum32 festgehalten. Die Isoliermembranen38 und die Wandler20 sind innerhalb des Gehäuses12 durch chemisch inerte O-Ringdichtungen52 abgedichtet. Durch die Ausrichtung eines O-Rings54 wird eine redundante Dichtung gebildet. Die Dichtungen52 und54 sind ohne weiteres erhältlich und von einem Fachmann bekannter Bauweise. - Es kann ein Abfluß oder eine Leitung
40 gebildet werden, der/die sich durch das Gehäuse12 in jeden Hohlraum32 zwischen den redundanten Dichtungen52 und54 erstreckt und dadurch den Bereich zwischen den redundanten Dichtungen entleert. Auf diese Weise wirkt der Abfluß als Drainage, Durchlaß oder Auslaß für den Fall, daß Fluide aus dem Fluidströmungskreislauf durch die Dichtung52 hindurchtreten. Im Abfluß40 kann ein Sensor42 angeordnet und (mit nicht gezeigten Kabeln) elektrisch an eine integrierte Schaltung oder einen Controller46 angeschlossen sein. Für den Fachmann versteht sich, daß auch ein leitfähiger Sensor, ein kapazitiver Sensor oder ein nicht-elektrischer Faseroptiksensor eingesetzt werden kann, um das Vorliegen von Fluiden im Abfluß40 festzustellen. Wenn Fluid durch die erste Dichtung hindurchtritt, aktiviert das Fluid den Sensor42 , wodurch ein Signal an die elektrische Schaltung46 übertragen wird, die anschließend eine Leckage-Anzeige auslöst. Die redundante Dichtungsanordnung trägt dazu bei, zu verhindern, daß der Druckwandler20 und der Controller46 den potenziell schädigenden Einwirkungen der kaustischen Fluide ausgesetzt werden. Die redundante Dichtung isoliert zudem den Fluidstrom zusätzlich und verringert dadurch die mögliche Kontamination der Fluide. - Jeder Drucksensor
20 kann ein dem Fachmann bekannter Kondensator- oder Piezowiderstandssensor sein. Die Basis jedes Drucksensors steht in direktem Kontakt mit der Membran38 und kann entweder in Druckkontakt mit der Membran stehen oder mit einem Klebemittel, durch Thermoschweißen oder durch eine andere bekannte Befestigungsart mit dieser verbunden sein. Bei einer alternativen Ausführungsform kann ein Aluminiumoxid-Keramik-Drucksensor verwendet werden, wobei der Aluminiumoxid-Keramik-Drucksensor eine dünne, allgemein nachgiebige Keramikschicht mit einem isolierenden Abstandsring umfaßt, der zwischen eine dickere, unnachgiebige Keramikschicht eingefaßt ist. Die erste, dünne Keramikschicht oder Membran hat eine Dicke von etwa 0,005 bis 0,050 Inch, wobei eine typische Dicke 0,020 Inch beträgt. Die dickere Keramikschicht hat eine Dicke im Bereich von 0,100 bis 0,400 Inch. Der Abstandsring kann aus einem geeigneten Material, wie Glas oder Polymer gefertigt sein, oder die Keramikschichten können zusammengelötet sein. Die sich gegenüberliegenden Flächen von Keramikscheiben werden mit Metallen, wie Gold, Nickel oder Chrom, metallisiert, um Platten für einen Kondensator herzustellen. Ein ähnlicher kapazitiver Druckwandler ist von Bell et al. in dem US-Patent Nr. 4,177,496 (Patent '496) beschrieben. Andere kapazitive Druckwandler, die dem im Patent '496 beschriebenen ähnlich sind, sind erhältlich und dem Fachmann bekannt. Es ist denkbar, daß auf die biegsame Membran 38 verzichtet werden könnte, wenn der benutzte Drucksensor einer vom Typ eines kapazitiven Saphir-Druckwandlers ist. Ein Kondensator- oder Piezowiderstandswandler aus Saphir ist inert und verschleißfest, wenn er kaustischen Fluiden ausgesetzt ist. Wenn ein Saphir-Sensor in direkter Verbindung mit dem Fluidstrom steht, kann dies die Druckmessungen jedes Wandlers noch verbessern. - Der Controller
46 kann in verschiedenen Formen vorliegen, wie z. B. als fest eingestellte Vorrichtung oder als Mikroprozessor mit Code, und kann einen Festwertspeicher (ROM) zum Speichern von Programmen, die durch den Controller auszuführen sind, und einen Schreib-/Lesespeicher (RAM) zum Speichern von Operanden umfassen, die zur Durchführung der Berechnungen durch den Controller verwendet werden. Der Controller46 ist elektrisch an eine Stromversorgung angeschlossen und steuert die elektrische Schaltung zur Druckerfassung und zur Betätigung des Steuerventils, wobei Fluß, Druck und/oder Volumen gesteuert werde können. - Der Controller
46 wird dazu eingesetzt, die Druckmeßwerte der beiden Wandler42 und44 oder alternativ dazu einen Druckmeßwert des stromabwärtigen Druckwandlers in eine analoge oder digitale Flußdarstellung umzuwandeln. Das unverarbeitete Analogsignal des stromaufwärtigen Wandlers wird einem Eingangsterminal und ebenso das unverarbeitete analoge Wandlerausgangssignal des stromabwärtigen Wandlers einem Eingangsterminal zugeführt. Der Controller46 berechnet die momentanen Druckunterschiede, die von den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Wandlern erfaßt werden, und führt gegebenenfalls notwendige Nulleinstellungen oder Skalierungen durch. - Die Strömungsgeschwindigkeit ist bei einem stetig fließenden Strom bekanntlich an jeder Stelle gleich. Die Strömungsgeschwindigkeit (I) kann als Im = ρνA ausgedrückt werden. Dabei steht ρ für die Dichte des Fluids, ν für die Geschwindigkeit des Fluids und A für die Fläche, durch die das Fluid strömt. Bei Anwendung der Kontinuitätsgleichung A1ν1 = A2ν2 ist die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Fluidsteuermoduls
10 gleich einer mitmultiplizierten Konstante. Daher berechnet der Controller46 den Druck und die Strömungsgeschwindigkeit anhand der von den beiden Drucksensoren erhaltenen Daten. Für den Fachmann ist ersichtlich, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit bei einer laminaren Strömung eher einer mit P1 – P2 multiplizierten Konstante nähert. Daher könnte eine niedrige Strömungsgrenze in das System eingebaut werden, so daß der Strömungsmesser die Strömungsgeschwindigkeit als Null identifiziert, wenn die "Reynolds-Zahl" unterhalb einer bestimmten Schwelle liegt. Der Controller46 kann dann die berechnete Strömungsgeschwindigkeit in ein digitales oder ein analoges Signal umwandeln, das in den Bereich von 4 mA bis 20 mA fällt, der bei den bestehenden Steuersystemen eingesetzt wird. - Wenn Fluid durch den Strömungskreislauf fließt, wird der den beiden Hohlräumen benachbarte Druck durch den Controller
46 erfaßt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit anhand der zwei erfaßten Druckwerte berechnet werden kann. Gleichermaßen kann auch der Manometerdruck oder der Absolutdruck verwendet werden. Für den Fachmann ist erkennbar, daß die Strömungsgeschwindigkeit so geeicht werden kann, daß gewünschte Mindest-Ausgangswerte mit minimalem Druck und gewünschte Höchstdruck-Ausgangswerte mit maximalem Druck verbunden sind. - Beispielsweise kann ein auf einen Meßbereich von 0 bis 100 psig (Pound-pro-Inch2-Manometer) geeichter Drucksensor so geeicht werden, daß er bei 0 psig einen Wert von 4 mA (Milliampères) und bei 100 psig einen Wert von 20 mA anzeigt.
- Die Leitung
28 ist mit dem Steuerventil22 verbunden, wobei in der Fluidleitung ein Ventilsitz60 gebildet ist. Eine Doppelmembran62 wird vorne und hinten betätigt, wobei der Fluidstrom am Ventilsitz vorbei beendet wird, wenn die Membran zum Eingriff mit dem Ventilsitz60 betätigt wird. Als Alternative kann eine einzige Membran eingesetzt werden, um den Fluidstrom am Ventilsitz60 vorbei zu steuern (siehe2 ). Für den Fachmann ist ersichtlich, daß die Doppelmembran62 von Änderungen des Atmosphärendrucks unbeeinträchtigt bleibt. Die in1 gezeigte Betätigungseinrichtung66 , die zum Betätigen der Membran62 verwendet wird, ist von der Art eines Elektromotors. Für den Fachmann ergibt sich, daß die Betätigung des Ventils zwischen der offenen und der geschlossenen Stellung mit einer von mehreren mechanischen, elektrischen oder pneumatischen Betätigungseinrichtungen bekannter, geeigneter Bauweise erreicht werden kann. Ferner kann der Mechanismus zum Öffnen und Schließen des Stromes z. B., aber nicht einschränkend, eine Membran, ein Tellerventil, ein Überlaufventil oder ein Quetschventil umfassen, wobei die Membran und der Ventilsitz bevorzugt sind. -
3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Betätigungseinrichtung66 , die von pneumatischem Typ ist. Ein Kolben68 ist in einer abgedichteten Kammer70 eingeschlossen, wobei die mechanische Kraft einer Druckfeder72 den Kolben68 in eine abwärtige oder erste Richtung drückt und eine Druckluftleitung74 den Druck am unteren Ende76 des Kolbens erhöht, um den Kolben68 hoch- und dabei die Feder72 zusammenzudrücken. Auf diese Weise kann der Luftdruck innerhalb der Kammer70 um ein gesteuertes Maß erhöht oder verringert werden, um den Kolben68 und damit die am Kolben68 angebrachte Membran64 zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung zu betätigen. Das untere Ende der Membran64 kann ein sich von diesem aus erstreckendes, konisches Element78 enthalten, das die Abdichtung zwischen dem Ventilsitz60 und der Membran64 verstärken kann (siehe4 ). Alternativ dazu kann ein Ventilschaft80 , der sich vom Kolben68 weg erstreckt, durch die Kammerwand82 über eine Bohrung82 mit einer Dichtung84 zum Abdichten der Luftkammer70 und für eine Vor- und Zurückbewegung des Ventilschaftes80 in der Bohrung82 hindurchlaufen (siehe5 ). Das untere Ende86 des Ventilschaftes80 dichtet in der geschlossenen Stellung direkt mit dem Ventilsitz60 ab. Das untere Ende86 kann sich verjüngen, um die Abdichtung zwischen dem Ventilschaft80 und dem Ventilsitz60 in der geschlossenen Stellung weiter zu verstärken (siehe6 ). - Es sei nun auf die
7 und8 Bezug genommen, in denen alternative Ausführungsformen des Fluidsteuermoduls10 mit einem einzigen Drucksensor zur Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeiten in der Fluidströmungsleitung gezeigt sind. Das in7 gezeigte Steuerventil22 wird, wie oben noch näher beschrieben, pneumatisch betätigt. Das in8 gezeigte Steuerventil22 wird, wie zuvor näher beschrieben, über den Motor66 betätigt. Wenn Strömungsgeschwindigkeiten mit dem Fluidsteuermodul der in den7 und8 gezeigten Art bestimmt werden, muß die Öffnung30 stromabwärts des Drucksensors20 und des Steuerventils22 liegen, und das Auslaßende90 des Fluidsteuermoduls10 muß an eine Leitung, einen Schlauch, einen Hohlraum oder an einen anderen Durchlaß angeschlossen sein, in dem sich der Druck auf Atmosphärendruck befindet (eine bekannte Konstante). Auf diese Weise kann die Strömungsgeschwindigkeit, wie zuvor beschrieben, bestimmt werden, wobei der Druck P auf der stromabwärtigen Seite der Öffnung eine Konstante ist. Zusätzlich kann ein Schlauch, dessen Länge und Durchmesser bekannt sind, an das Auslaßende90 des Fluidsteuermoduls10 angeschlossen werden, wobei der Druckunterschied zwischen dem Druck am Auslaßende90 und dem Druck innerhalb des Schlauches konstant ist. Bei Benutzung kann der Schlauch mit Fluid gefüllt und dann das Steuerventil22 geschlossen werden. Dann wird der Drucksensor so geeicht, daß er den Nulldruck anzeigt. Wenn das Steuerventil geöffnet wird, zeigt der Drucksensor die Druckänderung an. - Nachdem die baulichen Merkmale der Erfindung beschrieben wurden, sei als nächstes im Zusammenhang mit
9 ihre Einsatzweise beschrieben. Der Controller46 eicht die Drucksensoren20 und das Steuerventil22 entweder automatisch oder auf Anfrage des Benutzers (siehe Block100 ). Während des Eichvorganges erzeugt und speichert der Controller Werte, die der Ventilstellung, der Strömungsgeschwindigkeit sowie dem Innen- und Außendruck an vorbestimmten Einstellpunkten entsprechen. Wenn die Ventilstellung, die Strömung und der Druck für gewünschte Einstellpunkte bekannt sind, kann der Controller die Ventilstellung aufgrund des ermittelten Strömungsdruckes oder auf Anforderung durch den externen Ablauf automatisch einstellen. Alternativ hierzu kann auch der Benutzer einen gewünschten Einstellpunkt wählen, und der Controller stellt die Ventilstellung aufgrund der Meßwerte für Druck und Strömungsgeschwindigkeiten ein (siehe Block102 ). Dann bestimmt der Controller, ob eine Steuerung des Druckes erwünscht ist (siehe Entscheidungsblock104 ). Soll der Druck gesteuert werden, überwacht der Controller den Druck und/oder die Strömungsgeschwindigkeit und stellt das Ventil so ein, daß der Druck eine gesteuerte Größe beibehält (siehe Block106 ). Ist eine Steuerung des Druckes nicht erwünscht, so ermittelt der Controller dann, ob es erwünscht ist, die Strömung zu steuern (siehe Entscheidungsblock108 ). Soll die Strömung gesteuert werden, überwacht der Controller den Druck und/oder die Strömung und stellt das Ventil so ein, daß die Strömungsgeschwindigkeit einen gesteuerten Wert beibehält (siehe Block110 ). - Die Steuerung kann eine Makro- und Mikroeinstellung des Steuerventils umfassen, wobei der Controller der Strömungsgeschwindigkeit, dem Druck, der Temperatur und der Ventilstellung zugeordnete Werte für die Einstellpunkte speichert. Wenn z. B. die Strömung gesteuert wird, stellt der Controller das Ventil so ein, daß die Ventilstellung grob an die vorherigen Meßwerte für Druck, Temperatur und Ventilstellung für die gewünschte Strömung angenähert ist (Makroeinstellung). Damit kann die Strömungsgeschwindigkeit relativ schnell näherungsweise bestimmt werden, und dann kann die Steuerung kleinere Anpassungen der Ventilstellung vornehmen, um eine noch genauere Steuerung der Strömung zu erreichen (siehe Block
112 ). Soll das Volumen gesteuert werden (siehe Entscheidungsblock114 ), so werden Strömungsgeschwindigkeit und Druck überwacht, und das Ventil wird ausreichend lange geöffnet, um zuzulassen, daß das kontrollierte Fluidvolumen durch das Steuerventil22 hindurchströmt (siehe Block116 ). Wenn weder der Druck noch die Strömungsgeschwindigkeit oder das Volumen gesteuert werden sollen, wartet der Controller auf eine Eingabe (siehe Schleife118 und Block102 ). - Während der Fluidbehandlung kann der Controller
46 die Drucksensoren automatisch auf Null zurückstellen oder eichen, wenn das Steuerventil22 geschlossen ist (siehe Block120 ). Alternativ dazu kann ein zweites, fest eingestelltes Ventil vorgesehen sein, das entweder in einer offenen oder in einer geschlossenen Stellung betrieben werden kann. Der Controller kann so programmiert sein, daß er die Drucksensoren auf Null zurückstellt, wenn sich das zweite fest eingestellte Ventil in der geschlossenen Stellung befindet. Während des Prozesses kann der Druck in der Strömungsleitung merklichen Schwankungen unterliegen, wodurch Änderungen der Ventilstellung erforderlich werden, um z. B. die Strömungsgeschwindigkeit konstant zu halten (siehe Block122 ). Der Controller46 wartet auf die nächste Eingabe (siehe Schleife124 und Block102 ). Damit fallen beim Steuermodul nach der Erfindung die zusätzlichen Bauteile und Nachteile des Anschlusses einzelner Drucksensoren und einzelner Steuerventile weg. - Diese Erfindung wurde hier sehr ausführlich beschrieben, um den Patentvorschriften Genüge zu tun und dem Fachmann die Informationen zu geben, die zur Anwendung der neuen Prinzipien sowie zum Bau und Einsatz der erforderlichen Spezialteile benötigt werden. Es versteht sich jedoch, daß die Erfindung mit im einzelnen unterschiedlichen Geräten und Vorrichtungen ausgeführt werden kann und daß verschiedene Abwandlungen, sowohl hinsichtlich der Geräte wie auch der Betriebsabläufe, vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung selbst abzuweichen.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Ein Fluidsteuermodul, das innerhalb eines chemisch korrosiven oder ultrareinen Fluidströmungskreislaufs, der Fluide in flüssigem oder gasförmigem Zustand transportiert, in Reihe angeschlossen werden kann. Das Fluidsteuermodul nach der Erfindung kann zum Steuern der Strömung, des Drucks oder des Volumens eines Fluids, das durch den Fluidströmungskreislauf fließt, eingesetzt werden und ist in der Lage, das Modul automatisch einzustellen oder "zu eichen", um Änderungen des Atmosphärendrucks oder eine Drift der Drucksensoren des Fluidsteuermoduls auszugleichen. Das Fluidsteuermodul umfaßt auch eine Schnell- oder Makroeinstellung des Steueriventils, um die gewünschte Strömungsgeschwindigkeit schneller zu erreichen.
Claims (47)
- Chemisch inertes Fluidsteuermodul zum Anschluß an einen Fluidströmungskreislauf, wobei das Modul folgendes umfaßt: eine chemisch inerte Fluidleitung; ein mit der Leitung gekoppeltes, einstellbares Steuerventil, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Ventils chemisch inert ist; einen ersten mit der Leitung gekoppelten Drucksensor, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Drucksensors chemisch inert ist; eine in der Leitung angeordnete Drossel, wobei die Drossel eine verringerte Querschnittsfläche aufweist und dadurch den Fluidstrom innerhalb der Leitung drosselt, und ein chemisch inertes Gehäuse, welches das Steuerventil und den ersten Drucksensor umgibt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 1, das ferner einen zweiten an die Leitung gekoppelten Drucksensor aufweist, wobei die Drossel zwischen dem ersten und zweiten Drucksensor angeordnet ist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 1, bei dem das Steuerventil eine redundante, chemisch inerte Membran enthält.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 1, bei dem das Steuerventil eine chemisch inerte Membran aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 1, bei dem das Steuerventil durch eine Einrichtung zum Betätigen eines Ventils zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung betätigt wird.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 1, bei dem das Steuerventil pneumatisch betätigt wird.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 1, das ferner einen mit dem Steuerventil und dem Drucksensor gekoppelten Controller aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 7, bei dem der Controller ein Signal erzeugt, das proportional zu einer Fluidströmungsgeschwindigkeit in der Fluidleitung ist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 7, bei dem der Controller ein Signal erzeugt, das proportional zu einem Druck in der Fluidleitung ist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 7, bei dem der Controller Änderungen des Atmosphärendrucks ausgleicht.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 7, bei dem der Controller eine Einrichtung zur Makro- und Mikroeinstellung des Steuerventils aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 2, das ferner einen mit dem Steuerventil und dem Drucksensor gekoppelten Controller aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 12, bei dem der Controller den Drucksensor zurückstellt, wenn die Strömung in der Strömungsleitung zum Stillstand kommt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 12, bei dem der Controller einen Druck innerhalb der Fluidleitung bestimmt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 12, bei dem der Controller eine Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Fluidleitung bestimmt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 15, bei dem der Controller das Signal zum Ausgleich eines Druckunterschiedes einstellt, der vorhanden ist, wenn die Strömungsgeschwindigkeit gleich Null ist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 1, bei dem der dem Fluid ausgesetzte Abschnitt des Drucksensors aus Saphir besteht.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 7, bei dem der Controller das Signal zum Ausgleich eines Druckunterschiedes einstellt, der vorhanden ist, wenn die Strömungsgeschwindigkeit gleich Null ist.
- Chemisch inertes Fluidsteuermodul zum Anschluß innerhalb eines Fluidströmungskreislaufs, wobei das Modul folgendes umfaßt: ein chemisch inertes Gehäuse mit einer Fluidleitung, die durch das Gehäuse hindurchläuft, wobei die Leitung eine in der Leitung angeordnete Drossel aufweist, die Drossel eine verringerte Querschnittsfläche hat und somit den Strom innerhalb der Leitung drosselt; eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Druckveränderung innerhalb der Fluidleitung, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt der Erfassungseinrichtung chemisch inert ist, und eine Einrichtung zum Steuern der Größe einer Öffnung in einem Ventil, das innerhalb der Fluidströmungsleitung angeordnet ist, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt der Steuereinrichtung chemisch inert ist und die Erfassungseinrichtung sowie die Steuereinrichtung in dem Gehäuse enthalten sind.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 19, bei dem die Erfassungseinrichtung erste und zweite Drucksensoren umfaßt, die mit der Leitung verbunden sind, wobei die Drossel zwischen den ersten und zweiten Drucksensoren angeordnet ist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 19, bei dem das Ventil eine redundante, chemisch inerte Membran aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 19, bei dem das Ventil eine chemisch inerte Membran aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 19, bei dem die Steuereinrichtung durch eine Einrichtung zum Betätigen des Ventils zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung betätigt wird.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 19, bei dem die Flußsteuereinrichtung pneumatisch betätigt wird.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 19, das ferner einen mit der Steuereinrichtung und der Erfassungseinrichtung gekoppelten Controller aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 25, bei dem der Controller einen Druck in der Fluidleitung bestimmt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 25, bei dem der Controller eine Strömungsgeschwindigkeit in der Fluidleitung bestimmt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 25, bei dem der Controller Änderungen des Atmosphärendrucks ausgleicht.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 20, das ferner einen mit der Steuereinrichtung und der Erfassungseinrichtung gekoppelten Controller aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 29, bei dem der Controller die Erfassungseinrichtung zurückstellt, wenn die Strömung in der Strömungsleitung zum Stillstand kommt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 29, bei dem der Controller einen Druck innerhalb der Fluidleitung bestimmt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 29, bei dem der Controller eine Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Fluidleitung bestimmt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 29, bei dem der Controller das Signal zum Ausgleich eines Druckunterschiedes einstellt, der vorhanden ist, wenn die Strömungsgeschwindigkeit gleich Null ist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 19, bei dem der dem Fluid ausgesetzte Abschnitt des Drucksensors aus Saphir besteht.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 29, bei dem der Controller eine Einrichtung zur Makro- und zur Mikroeinstellung der Steuereinrichtung aufweist.
- Chemisch inertes Fluidsteuermodul zum Anschluß an einen Fluidströmungskreislauf, wobei das Modul folgendes umfaßt: ein chemisch inertes Gehäuse mit einer Fluidleitung, die durch das Gehäuse hindurchläuft; ein mit der Leitung gekoppeltes Steuerventil, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Ventils chemisch inert ist; einen ersten mit der Leitung gekoppelten Drucksensor, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Drucksensors chemisch inert ist; einen zweiten an die Leitung gekoppelten Drucksensor, wobei ein dem Fluid ausgesetzter Abschnitt des Drucksensors chemisch inert ist, und eine in der Leitung zwischen dem ersten und dem zweiten Drucksensor angeordnete Drossel, wobei die Drossel eine verringerte Querschnittsfläche aufweist und dadurch den Strom innerhalb der Leitung drosselt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 36, bei dem das Steuerventil eine redundante, chemisch inerte Membran aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 36, bei dem das Steuerventil eine chemisch inerte Membran aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 36, bei dem das Steuerventil durch eine Einrichtung zum Betätigen des Ventils zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung betätigt wird.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 36, bei dem das Flußsteuerventil pneumatisch betätigt wird.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 36, das ferner einen mit dem Steuerventil und dem Drucksensor gekoppelten Controller aufweist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 40, bei dem der Controller einen Druck in der Fluidleitung bestimmt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 40, bei dem der Controller eine Strömungsgeschwindigkeit in der Fluidleitung bestimmt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 40, bei dem der Controller Änderungen des Atmosphärendrucks ausgleicht.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 40, bei dem der Controller den Drucksensor zurückstellt, wenn die Strömung in der Strömungsleitung zum Stillstand kommt.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 40, bei dem der Controller das Signal zum Ausgleich eines Druckunterschiedes einstellt, der vorhanden ist, wenn die Strömungsgeschwindigkeit gleich Null ist.
- Fluidsteuermodul nach Anspruch 36, bei dem der dem Fluid ausgesetzte Abschnitt des Drucksensors aus Saphir besteht.
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