JP2000214916A - 圧力式流量コントロ―ラのノズル診断機構および圧力式流量コントロ―ラのノズル診断方法 - Google Patents
圧力式流量コントロ―ラのノズル診断機構および圧力式流量コントロ―ラのノズル診断方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力式流量コントローラの流路絞りノズ
ルおよびノズル以降の流路を構成する配管系の異常を診
断することができる圧力式流量コントローラのノズル診
断機構および圧力式流量コントローラのノズル診断方法
を提供する。 【解決手段】 流量調整弁７を閉じ閉止弁２ｖを開いた
状態の自己診断時間を設け、この自己診断時間における
内部流路４ａ内のガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化を閉止
弁２ｖおよび流量調整弁７の開閉動作に連動して読み込
むことで前記流路絞りノズル２５の診断を可能とする制
御部３’を設けた。
ルおよびノズル以降の流路を構成する配管系の異常を診
断することができる圧力式流量コントローラのノズル診
断機構および圧力式流量コントローラのノズル診断方法
を提供する。 【解決手段】 流量調整弁７を閉じ閉止弁２ｖを開いた
状態の自己診断時間を設け、この自己診断時間における
内部流路４ａ内のガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化を閉止
弁２ｖおよび流量調整弁７の開閉動作に連動して読み込
むことで前記流路絞りノズル２５の診断を可能とする制
御部３’を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力式流量コント
ローラのノズル診断機構および圧力式流量コントローラ
のノズル診断方法に関するものである。
ローラのノズル診断機構および圧力式流量コントローラ
のノズル診断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流路絞りノズルを通るガスの流れの特徴
として、ノズルの一次側の圧力Ｐ1 と二次側圧力Ｐ2 の
圧力比Ｐ2 ／Ｐ1 がガスの臨界圧力比以下（空気や窒素
などの場合は、約０．５以下）になると、ノズルを通る
ガスの流速が音速になって、ノズル二次側の圧力変動が
一次側に伝播しなくなる事象がある。これは音速ノズル
と呼ばれており、この流量制御の形態をとれば、ノズル
の一次側の状態に相応した安定した質量流量のガスをノ
ズルの二次側に得ることができる。
として、ノズルの一次側の圧力Ｐ1 と二次側圧力Ｐ2 の
圧力比Ｐ2 ／Ｐ1 がガスの臨界圧力比以下（空気や窒素
などの場合は、約０．５以下）になると、ノズルを通る
ガスの流速が音速になって、ノズル二次側の圧力変動が
一次側に伝播しなくなる事象がある。これは音速ノズル
と呼ばれており、この流量制御の形態をとれば、ノズル
の一次側の状態に相応した安定した質量流量のガスをノ
ズルの二次側に得ることができる。
【０００３】上述の事象を応用した装置の一つとして、
流量制御ノズルと圧力センサとからなる圧力制御装置を
流路絞りノズルの一時側のガス流路に接続して、流路絞
りノズルの一次側の圧力（内部圧力）を二次側の圧力の
約２倍以上に保持した状態でガスの流量制御を行うよう
にした圧力式のマスフローコントローラがある。このマ
スフローコントローラによれば、制御の速度が早くなる
と共に、前記流路絞りノズルの二次側に閉止弁を設ける
ことにより、例えば反応炉などに接続することで、反応
炉に制御された質量流量のガスを瞬時に供給・停止する
ことができる。
流量制御ノズルと圧力センサとからなる圧力制御装置を
流路絞りノズルの一時側のガス流路に接続して、流路絞
りノズルの一次側の圧力（内部圧力）を二次側の圧力の
約２倍以上に保持した状態でガスの流量制御を行うよう
にした圧力式のマスフローコントローラがある。このマ
スフローコントローラによれば、制御の速度が早くなる
と共に、前記流路絞りノズルの二次側に閉止弁を設ける
ことにより、例えば反応炉などに接続することで、反応
炉に制御された質量流量のガスを瞬時に供給・停止する
ことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記流路絞
りノズルは極めて細い流路を形成するゆえに、反応ガス
に含まれる微細なパーティクルによって流路が細くなっ
たり詰まる可能性があった。また、反応ガスが固体化し
たり、流路絞りノズルが腐蝕するなどの理由によっても
詰まりが生じる可能性があった。そして、詰まりが生じ
たときは、たとえガスが流れていなくても、圧力式流量
コントローラでは、内部圧力を一定値に保持しようとバ
ルブを制御するだけで、何ら異常を検知することができ
なった。
りノズルは極めて細い流路を形成するゆえに、反応ガス
に含まれる微細なパーティクルによって流路が細くなっ
たり詰まる可能性があった。また、反応ガスが固体化し
たり、流路絞りノズルが腐蝕するなどの理由によっても
詰まりが生じる可能性があった。そして、詰まりが生じ
たときは、たとえガスが流れていなくても、圧力式流量
コントローラでは、内部圧力を一定値に保持しようとバ
ルブを制御するだけで、何ら異常を検知することができ
なった。
【０００５】つまり、従来の圧力式流量コントローラ
は、その構造上、直接流量を計測するセンサがないの
で、ノズルに詰まりが生じた場合に、それを異常と診断
する機能を有していなかった。それゆえに、流路絞りノ
ズルに詰まりが生じると、指定流量のガスを供給できな
くなるために、このラインを用いて生産する製品が不完
全であっても気付くために時間がかかり、歩留りが悪く
なるという問題があった。
は、その構造上、直接流量を計測するセンサがないの
で、ノズルに詰まりが生じた場合に、それを異常と診断
する機能を有していなかった。それゆえに、流路絞りノ
ズルに詰まりが生じると、指定流量のガスを供給できな
くなるために、このラインを用いて生産する製品が不完
全であっても気付くために時間がかかり、歩留りが悪く
なるという問題があった。
【０００６】これらの不都合を防ぐために、圧力式流量
コントローラの上流側または下流側に熱式センサなどを
装着して、ガス流量のモニタリングを行うことが考えら
れるが、ラインを構成する部品が増えて占有面積が増大
するという問題があった。
コントローラの上流側または下流側に熱式センサなどを
装着して、ガス流量のモニタリングを行うことが考えら
れるが、ラインを構成する部品が増えて占有面積が増大
するという問題があった。
【０００７】本発明は、上述した点を考慮に入れてなさ
れたものであって、その目的とするところは、圧力式流
量コントローラの流路絞りノズルおよびノズル以降の流
路を構成する配管系の異常を診断することができる圧力
式流量コントローラのノズル診断機構および圧力式流量
コントローラのノズル診断方法を提供することにある。
れたものであって、その目的とするところは、圧力式流
量コントローラの流路絞りノズルおよびノズル以降の流
路を構成する配管系の異常を診断することができる圧力
式流量コントローラのノズル診断機構および圧力式流量
コントローラのノズル診断方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の圧力式流量コントローラのノズル診断機構
は、ガス流路中に設けた流路絞りノズルと、この流路絞
りノズルの近傍において前記流路を開閉する閉止弁と、
この流路絞りノズルの上流側の内部流路に供給されるガ
スの圧力を測定する圧力センサと、この圧力センサの上
流側に配置されて内部流路の圧力が指定値になるように
流路を開閉可能とする流量調整弁とを有する圧力式流量
コントローラにおいて、前記流量調整弁を閉じ閉止弁を
開いた状態の自己診断時間を設け、この自己診断時間に
おける内部流路内のガス圧力値の時間依存変化を閉止弁
および流量調整弁の開閉動作に連動して読み込むことで
前記流路絞りノズルの診断を可能とする制御部を設けた
ことを特徴としている。
に、本発明の圧力式流量コントローラのノズル診断機構
は、ガス流路中に設けた流路絞りノズルと、この流路絞
りノズルの近傍において前記流路を開閉する閉止弁と、
この流路絞りノズルの上流側の内部流路に供給されるガ
スの圧力を測定する圧力センサと、この圧力センサの上
流側に配置されて内部流路の圧力が指定値になるように
流路を開閉可能とする流量調整弁とを有する圧力式流量
コントローラにおいて、前記流量調整弁を閉じ閉止弁を
開いた状態の自己診断時間を設け、この自己診断時間に
おける内部流路内のガス圧力値の時間依存変化を閉止弁
および流量調整弁の開閉動作に連動して読み込むことで
前記流路絞りノズルの診断を可能とする制御部を設けた
ことを特徴としている。
【０００９】したがって、上記構成の圧力式流量コント
ローラのノズル診断機構を用いることにより、圧力式流
量コントローラを構成する基本的な部材を用いてノズル
診断機構を構成することができる。つまり、熱式流量セ
ンサ等の新たな部材を加えることなく、ノズルおよびノ
ズル以降の配管系の異常を判断できるので、ノズル診断
機構のコンパクト化を促進すると共に、その生産コスト
の削減を図ることができる。
ローラのノズル診断機構を用いることにより、圧力式流
量コントローラを構成する基本的な部材を用いてノズル
診断機構を構成することができる。つまり、熱式流量セ
ンサ等の新たな部材を加えることなく、ノズルおよびノ
ズル以降の配管系の異常を判断できるので、ノズル診断
機構のコンパクト化を促進すると共に、その生産コスト
の削減を図ることができる。
【００１０】また、前記流路絞りノズルを圧力センサお
よび流量調整弁と組付けたときの自己診断時間における
内部流路のガス圧力値の時間依存変化を基準値として記
憶する記憶部を設けた場合には、各流路絞りノズルの流
路の大きさにばらつきがあったとしても、基準値に対す
る比較によって正確にノズル診断を行うことができる。
すなわち、信頼性を向上することができる。
よび流量調整弁と組付けたときの自己診断時間における
内部流路のガス圧力値の時間依存変化を基準値として記
憶する記憶部を設けた場合には、各流路絞りノズルの流
路の大きさにばらつきがあったとしても、基準値に対す
る比較によって正確にノズル診断を行うことができる。
すなわち、信頼性を向上することができる。
【００１１】本発明の圧力式流量コントローラのノズル
診断方法は、ガス流路中に設けた流路絞りノズルと、こ
の流路絞りノズルの近傍において前記流路を開閉する閉
止弁と、この流路絞りノズルの上流側の内部流路に供給
されるガスの圧力を測定する圧力センサと、この圧力セ
ンサの上流側に配置されて内部流路の圧力が指定値にな
るように流路を開閉可能とする流量調整弁とを有する圧
力式流量コントローラにおいて、前記流量調整弁を閉じ
閉止弁を開いた状態の自己診断時間を設け、この自己診
断時間における内部流路内のガス圧力値の時間依存変化
を測定して、この圧力値の時間依存変化から前記流路絞
りノズルの診断を行うことを特徴としている。
診断方法は、ガス流路中に設けた流路絞りノズルと、こ
の流路絞りノズルの近傍において前記流路を開閉する閉
止弁と、この流路絞りノズルの上流側の内部流路に供給
されるガスの圧力を測定する圧力センサと、この圧力セ
ンサの上流側に配置されて内部流路の圧力が指定値にな
るように流路を開閉可能とする流量調整弁とを有する圧
力式流量コントローラにおいて、前記流量調整弁を閉じ
閉止弁を開いた状態の自己診断時間を設け、この自己診
断時間における内部流路内のガス圧力値の時間依存変化
を測定して、この圧力値の時間依存変化から前記流路絞
りノズルの診断を行うことを特徴としている。
【００１２】一般に、よりコンパクトな圧力式流量コン
トローラを形成すると、普通内部流路の容積は極めて小
さくなるので、自己診断時間を極めて短くすることがで
きる。つまり、瞬時にノズルの診断を行うことができ
る。また、従来の圧力式流量コントローラにノズル診断
機能を付加することができる。
トローラを形成すると、普通内部流路の容積は極めて小
さくなるので、自己診断時間を極めて短くすることがで
きる。つまり、瞬時にノズルの診断を行うことができ
る。また、従来の圧力式流量コントローラにノズル診断
機能を付加することができる。
【００１３】また、前記流路絞りノズルを圧力センサお
よび流量調整弁と組付けたときに、内部流路内にガスを
流入した後に、流量調整弁を閉じた状態で閉止弁を開放
して自己診断時間内における内部流路のガス圧力値の時
間依存変化を測定してこの圧力値の時間依存変化を基準
値として記憶し、以後に測定するガス圧力値の時間依存
変化を基準値と比較することによりノズルの診断を行な
う場合には、各流路絞りノズルの流路の大きさにばらつ
きがあったとしても、基準値に対する比較によって正確
にノズル診断を行うことができ、その信頼性が向上す
る。
よび流量調整弁と組付けたときに、内部流路内にガスを
流入した後に、流量調整弁を閉じた状態で閉止弁を開放
して自己診断時間内における内部流路のガス圧力値の時
間依存変化を測定してこの圧力値の時間依存変化を基準
値として記憶し、以後に測定するガス圧力値の時間依存
変化を基準値と比較することによりノズルの診断を行な
う場合には、各流路絞りノズルの流路の大きさにばらつ
きがあったとしても、基準値に対する比較によって正確
にノズル診断を行うことができ、その信頼性が向上す
る。
【００１４】さらに、前記自己診断時間内のガス圧力が
流路絞りノズルにおいて音速の流量を生み出す程度に高
いときは、前記ガス圧力値の時間依存変化の異常を流路
絞りノズルの異常と判断し、ガス圧力がこれより低いと
きはガス圧力値の時間依存変化の異常を圧力式流量コン
トローラの二次側の流路の異常と判断することにより、
流路絞りノズルよりさらに下流側における異常を同時に
診断できるので、この圧力式流量コントローラを用いた
ラインの全体に対する信頼性を向上できる。
流路絞りノズルにおいて音速の流量を生み出す程度に高
いときは、前記ガス圧力値の時間依存変化の異常を流路
絞りノズルの異常と判断し、ガス圧力がこれより低いと
きはガス圧力値の時間依存変化の異常を圧力式流量コン
トローラの二次側の流路の異常と判断することにより、
流路絞りノズルよりさらに下流側における異常を同時に
診断できるので、この圧力式流量コントローラを用いた
ラインの全体に対する信頼性を向上できる。
【００１５】前記ガス圧力値の時間依存変化がほゞ一定
値に焦束するときのガス圧力を二次側圧力とする場合に
は前記ノズル診断方法による判断をより正確に行うこと
ができるので、その信頼性が向上する。
値に焦束するときのガス圧力を二次側圧力とする場合に
は前記ノズル診断方法による判断をより正確に行うこと
ができるので、その信頼性が向上する。
【００１６】前記圧力式流量コントローラによって指定
流量のガスを流通している途中に、流量調整弁を瞬間的
に閉じることで僅かな自己診断時間を取り分けて、上記
流路絞りノズルの診断を行なう場合には、適時の時点で
ノズルの診断を行うことができ、圧力式流量コントロー
ラの管理者の意思にあわせて適宜の監視を行うことがで
きる。
流量のガスを流通している途中に、流量調整弁を瞬間的
に閉じることで僅かな自己診断時間を取り分けて、上記
流路絞りノズルの診断を行なう場合には、適時の時点で
ノズルの診断を行うことができ、圧力式流量コントロー
ラの管理者の意思にあわせて適宜の監視を行うことがで
きる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は圧力式流量コントローラの
ノズル診断機構１の構成を示す図である。この圧力式流
量コントローラのノズル診断機構１は流量制御バルブ２
と圧力制御装置３とから構成されている。図１におい
て、４はガス流路４ａ，４ｂが形成された本体ブロック
で、耐化学薬品性を有する素材、例えばステンレス鋼よ
りなり、この本体ブロック４の左右両端には、それぞれ
ガス導入用ならびにガス導出用のパイプ継手５，６が形
成されている。
に基づいて説明する。図１は圧力式流量コントローラの
ノズル診断機構１の構成を示す図である。この圧力式流
量コントローラのノズル診断機構１は流量制御バルブ２
と圧力制御装置３とから構成されている。図１におい
て、４はガス流路４ａ，４ｂが形成された本体ブロック
で、耐化学薬品性を有する素材、例えばステンレス鋼よ
りなり、この本体ブロック４の左右両端には、それぞれ
ガス導入用ならびにガス導出用のパイプ継手５，６が形
成されている。
【００１８】７はガス流量を調整するための流量調整弁
で、前記ガス流路４ａ，４ｂにわたって設けられてお
り、８は圧力センサで、前記ガス流路４ｂ（内部流路）
に臨ませて設けられている。前記流量調整弁７は例えば
ピエゾ式バルブよりなり、次のように構成されている。
即ち、一次側のガス流路４ａに連通するガス導入流路９
と、二次側のガス流路４ｂに連通するガス導出流路１０
とを、それぞれブロック１１に形成すると共に、このブ
ロック１１を本体ブロック４に形成された凹部１２に内
蔵すると共に、前記弁ブロック１３とブロック１１との
間に、上方にやゝ撓ませたダイアフラム１４を配置し
て、前記ガス導入流路９とガス導出流路１０とを連通さ
せるダイアフラム室１５を形成している。
で、前記ガス流路４ａ，４ｂにわたって設けられてお
り、８は圧力センサで、前記ガス流路４ｂ（内部流路）
に臨ませて設けられている。前記流量調整弁７は例えば
ピエゾ式バルブよりなり、次のように構成されている。
即ち、一次側のガス流路４ａに連通するガス導入流路９
と、二次側のガス流路４ｂに連通するガス導出流路１０
とを、それぞれブロック１１に形成すると共に、このブ
ロック１１を本体ブロック４に形成された凹部１２に内
蔵すると共に、前記弁ブロック１３とブロック１１との
間に、上方にやゝ撓ませたダイアフラム１４を配置し
て、前記ガス導入流路９とガス導出流路１０とを連通さ
せるダイアフラム室１５を形成している。
【００１９】そして、ダイアフラム押圧手段（例えば圧
電素子型アクチュエータ）１６のプランジャ１７を、前
記ガス導入流路９に相対峙させる状態で弁ブロック１３
に貫設させて成り、圧力センサ８が内部流路４ｂの圧力
変化（以下、圧力Ｐ1 として示す）を検知して、その圧
力検知値に基づいて圧電素子型アクチュエータ１６に所
定の電圧が印加されると、その印加量に応じてプランジ
ャ１７が押圧駆動され、これによって、ガス導入流路９
とダイアフラム１４との隙間調整すなわち開度調整が行
われることで、内部流路４ｂに流れるガス流量が制御さ
れる。
電素子型アクチュエータ）１６のプランジャ１７を、前
記ガス導入流路９に相対峙させる状態で弁ブロック１３
に貫設させて成り、圧力センサ８が内部流路４ｂの圧力
変化（以下、圧力Ｐ1 として示す）を検知して、その圧
力検知値に基づいて圧電素子型アクチュエータ１６に所
定の電圧が印加されると、その印加量に応じてプランジ
ャ１７が押圧駆動され、これによって、ガス導入流路９
とダイアフラム１４との隙間調整すなわち開度調整が行
われることで、内部流路４ｂに流れるガス流量が制御さ
れる。
【００２０】前記流量制御バルブ３は、図２に示すよう
に構成されている。すなわち、第１ブロック１８に、前
記内部流路４ｂ（図１参照）に接続される接続口１９
と、反応炉２０に接続される２１とを形成している。ま
た、前記接続口１９，２１に連通させる状態で、それぞ
れ上部側で開口するガス導入流路２２とガス導出流路２
３とをＬ字状に形成している。
に構成されている。すなわち、第１ブロック１８に、前
記内部流路４ｂ（図１参照）に接続される接続口１９
と、反応炉２０に接続される２１とを形成している。ま
た、前記接続口１９，２１に連通させる状態で、それぞ
れ上部側で開口するガス導入流路２２とガス導出流路２
３とをＬ字状に形成している。
【００２１】前記ガス導入流路２２は第１ブロック１８
の中心部に位置されており、このガス導入流路２２のま
わりに環状凹部ａを形成している。そして、ガス導入流
路２２の上部開口を第１ブロック１８周部の上端面より
もやゝ控えさせる一方、ガス導出流路２３の上部開口に
ついては、これをガス導入流路２２の上部開口よりもや
ゝ控えさせており、このガス導出流路２３の上部開口を
前記凹部ａに臨ませている。
の中心部に位置されており、このガス導入流路２２のま
わりに環状凹部ａを形成している。そして、ガス導入流
路２２の上部開口を第１ブロック１８周部の上端面より
もやゝ控えさせる一方、ガス導出流路２３の上部開口に
ついては、これをガス導入流路２２の上部開口よりもや
ゝ控えさせており、このガス導出流路２３の上部開口を
前記凹部ａに臨ませている。
【００２２】一方、ノズルブロック２４の中心部には、
流路絞りノズル２５（以下、単にノズルともいう）を形
成すると共に、このノズルブロック２４の上部フランジ
２６に、前記ノズル２５と同芯状のバルブシート２７を
環状に形成して、ノズルブロック２４を前記ガス導入流
路２２に圧入（ノズルブロック２４とノズル２５との熱
膨張係数の差を利用した圧入や機械的な圧入などを任意
に選択可能）している。また、締め込み部材２８によっ
てノズルブロック２４周部の上端面に向けて圧着される
第２ブロック２９と前記第１ブロック１８との間に、バ
ルブシート２７から離間させるように上方にやゝ撓ませ
たダイアフラム３０を配置しており、前記ガス導入流路
２２とガス導出流路２３とを連通させるダイアフラム室
（環状凹部ａ）を形成する。
流路絞りノズル２５（以下、単にノズルともいう）を形
成すると共に、このノズルブロック２４の上部フランジ
２６に、前記ノズル２５と同芯状のバルブシート２７を
環状に形成して、ノズルブロック２４を前記ガス導入流
路２２に圧入（ノズルブロック２４とノズル２５との熱
膨張係数の差を利用した圧入や機械的な圧入などを任意
に選択可能）している。また、締め込み部材２８によっ
てノズルブロック２４周部の上端面に向けて圧着される
第２ブロック２９と前記第１ブロック１８との間に、バ
ルブシート２７から離間させるように上方にやゝ撓ませ
たダイアフラム３０を配置しており、前記ガス導入流路
２２とガス導出流路２３とを連通させるダイアフラム室
（環状凹部ａ）を形成する。
【００２３】更に、ダイアフラム押圧手段（例えば圧電
素子型アクチュエータ）３１のプランジャ３２は、前記
ガス導入流路２２に相対峙させる状態で第２ブロック２
９に貫設させて成るものである。そして、後述する流路
閉止命令に基づいて、圧電素子型アクチュエータ３１に
所定の電圧が印加されると、これに伴ってプランジャ３
２が押圧駆動され、ダイアフラム３０が環状のバルブシ
ート２７を押圧して、ガス導入流路２２が閉止されるこ
とで、反応炉２０へのガスの供給が停止され、この状態
では、流路絞りノズル２５の一次側へのガスの逆拡散が
確実に防止できる。
素子型アクチュエータ）３１のプランジャ３２は、前記
ガス導入流路２２に相対峙させる状態で第２ブロック２
９に貫設させて成るものである。そして、後述する流路
閉止命令に基づいて、圧電素子型アクチュエータ３１に
所定の電圧が印加されると、これに伴ってプランジャ３
２が押圧駆動され、ダイアフラム３０が環状のバルブシ
ート２７を押圧して、ガス導入流路２２が閉止されるこ
とで、反応炉２０へのガスの供給が停止され、この状態
では、流路絞りノズル２５の一次側へのガスの逆拡散が
確実に防止できる。
【００２４】一方、流路開通命令に基づいて、プランジ
ャ３５が引き上げ駆動されると、これに伴ってダイアフ
ラム３２がバルブシート２９から離間することで、反応
炉２０へのガスの供給が再開される。この際、流路絞り
ノズル２７を通過した制御ガスのみが反応炉２０に供給
されることから、反応炉２０には正確な制御量のガス供
給が成されることになる。
ャ３５が引き上げ駆動されると、これに伴ってダイアフ
ラム３２がバルブシート２９から離間することで、反応
炉２０へのガスの供給が再開される。この際、流路絞り
ノズル２７を通過した制御ガスのみが反応炉２０に供給
されることから、反応炉２０には正確な制御量のガス供
給が成されることになる。
【００２５】次に、上記構成の流量制御を行なう制御部
の構成を図１を用いて説明する。図１において、３’は
圧力制御装置３の制御部であって、この制御部３’は設
定信号Ｓの入力用のインターフェイス３ｉを有してい
る。
の構成を図１を用いて説明する。図１において、３’は
圧力制御装置３の制御部であって、この制御部３’は設
定信号Ｓの入力用のインターフェイス３ｉを有してい
る。
【００２６】また、前記制御部３’は前記圧力センサ８
を接続したブリッジ回路３ｂと、ブリッジ回路３ｂから
のアナログの圧力信号をデジタル信号に変換して入力す
るＡ／Ｄ変換器３ａと、前記ダイアフラム押圧手段１６
を制御するアナログ信号を出力するＤ／Ａ変換器３ｄ
と、このＤ／Ａ変換器３ｄの出力電圧を調節するＤＣ−
ＤＣコンバータ３ｅと、ダイアフラム押圧手段１６を制
御してガス流路４ｂに供給されるガスの圧力Ｐ1 を調節
すると共に、入力した設定信号Ｓに従って前記インター
フェイス３ｉを介して流量制御バルブ側の閉止弁２ｖを
開閉させるためのバルブ開閉命令を出力するＣＰＵ３ｃ
とを有している。
を接続したブリッジ回路３ｂと、ブリッジ回路３ｂから
のアナログの圧力信号をデジタル信号に変換して入力す
るＡ／Ｄ変換器３ａと、前記ダイアフラム押圧手段１６
を制御するアナログ信号を出力するＤ／Ａ変換器３ｄ
と、このＤ／Ａ変換器３ｄの出力電圧を調節するＤＣ−
ＤＣコンバータ３ｅと、ダイアフラム押圧手段１６を制
御してガス流路４ｂに供給されるガスの圧力Ｐ1 を調節
すると共に、入力した設定信号Ｓに従って前記インター
フェイス３ｉを介して流量制御バルブ側の閉止弁２ｖを
開閉させるためのバルブ開閉命令を出力するＣＰＵ３ｃ
とを有している。
【００２７】さらに、制御部３’は例えばＥＥＰ−ＲＯ
Ｍからなる記憶部３ｍを有しており、少なくとも後述す
る内部流路４ｂ内のガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化を基
準値として記憶する。この基準値は流路絞りノズル２５
の製作上のバラツキやノズルブロック２４の取付け等の
不特定な因子によって異なるものである。
Ｍからなる記憶部３ｍを有しており、少なくとも後述す
る内部流路４ｂ内のガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化を基
準値として記憶する。この基準値は流路絞りノズル２５
の製作上のバラツキやノズルブロック２４の取付け等の
不特定な因子によって異なるものである。
【００２８】なお、前記データを記録する記憶部３ｍは
例示したＥＥＰ−ＲＯＭに限られず、ＥＰ−ＲＯＭや、
Ｆ−ＲＡＭや、その他のＲＡＭであってもよい。また、
前記インターフェイス３ｉをどのような形態にするかは
任意に選択可能であり、シリアル通信によって接続して
もパラレル通信によって接続してもよい。
例示したＥＥＰ−ＲＯＭに限られず、ＥＰ−ＲＯＭや、
Ｆ−ＲＡＭや、その他のＲＡＭであってもよい。また、
前記インターフェイス３ｉをどのような形態にするかは
任意に選択可能であり、シリアル通信によって接続して
もパラレル通信によって接続してもよい。
【００２９】上記構成により、流量制御バルブ２を圧力
制御装置３およびその制御部３’と組み合わせること
で、前記設定信号Ｓによって設定された流量を生み出す
に必要な流路絞りノズル２５の一次側のガス導入流路２
２の目標圧力は、例えば流路絞りノズル２５に付随して
記憶している特有の圧力−流量特性データから求めるこ
とができる。そして、この目標圧力と圧力センサ８から
入力した測定圧力Ｐ1 を比較し、目標圧力に近づくよう
に流量調整弁７を制御することにより、流路絞りノズル
２５を通るガスの流量を常に一定にすることができる。
制御装置３およびその制御部３’と組み合わせること
で、前記設定信号Ｓによって設定された流量を生み出す
に必要な流路絞りノズル２５の一次側のガス導入流路２
２の目標圧力は、例えば流路絞りノズル２５に付随して
記憶している特有の圧力−流量特性データから求めるこ
とができる。そして、この目標圧力と圧力センサ８から
入力した測定圧力Ｐ1 を比較し、目標圧力に近づくよう
に流量調整弁７を制御することにより、流路絞りノズル
２５を通るガスの流量を常に一定にすることができる。
【００３０】次に、前記流路絞りノズル２５を用いたと
きのガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化を記録する方法につ
いて、図３を参照しながら説明する。まず、前記流量制
御バルブ２（流路絞りノズル２５と閉止弁２ｖ）を圧力
制御装置３（流量調整弁７と圧力センサ８）に取り付け
たインストール時に、閉止弁２ｖを閉止した状態で流量
調整弁７を開放して内部流路４ｂにガスを圧入する。
きのガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化を記録する方法につ
いて、図３を参照しながら説明する。まず、前記流量制
御バルブ２（流路絞りノズル２５と閉止弁２ｖ）を圧力
制御装置３（流量調整弁７と圧力センサ８）に取り付け
たインストール時に、閉止弁２ｖを閉止した状態で流量
調整弁７を開放して内部流路４ｂにガスを圧入する。
【００３１】次いで、流量調整弁７と閉止弁２ｖを共に
閉止し、流路絞りノズル２５の二次側を吸引しながら、
ｔ＝０の時点で閉止弁２ｖのみを開放する。このとき、
閉止弁２ｖを開放した瞬間から内部流路４ｂ内のガスの
圧力値Ｐ1 は急速に低下し、内部流路４ｂの容積および
流路絞りノズル２５の太さにもよるが、内部流路４ｂの
容積が２ｃｃ程度であるときに、ほゞ１００ｍｓ程度の
微小な時間内で二次圧力（以下、圧力値Ｐ2 として表わ
す）に焦束する。
閉止し、流路絞りノズル２５の二次側を吸引しながら、
ｔ＝０の時点で閉止弁２ｖのみを開放する。このとき、
閉止弁２ｖを開放した瞬間から内部流路４ｂ内のガスの
圧力値Ｐ1 は急速に低下し、内部流路４ｂの容積および
流路絞りノズル２５の太さにもよるが、内部流路４ｂの
容積が２ｃｃ程度であるときに、ほゞ１００ｍｓ程度の
微小な時間内で二次圧力（以下、圧力値Ｐ2 として表わ
す）に焦束する。
【００３２】そして、この内部流路４ｂ内のガス圧力値
Ｐ1 の時間依存変化は例えば１ｍｓ間に１５の圧力変化
を記録することにより１００ｍｓ程度の時間に１５００
ポイントの圧力変化を測定し、初期の圧力降下の曲線Ｌ
を得ることができる。また、これらのガス圧力値Ｐ1 の
時間依存変化は前記記憶部３ｍに基準値として記憶す
る。なお、この時間依存変化の密度は前記Ａ／Ｄ変換器
３ａのサンプリング周波数によって定まるものであり、
Ａ／Ｄ変換器３ａの高速性および記憶部３ｍの容量に合
わせて任意に変更可能である。
Ｐ1 の時間依存変化は例えば１ｍｓ間に１５の圧力変化
を記録することにより１００ｍｓ程度の時間に１５００
ポイントの圧力変化を測定し、初期の圧力降下の曲線Ｌ
を得ることができる。また、これらのガス圧力値Ｐ1 の
時間依存変化は前記記憶部３ｍに基準値として記憶す
る。なお、この時間依存変化の密度は前記Ａ／Ｄ変換器
３ａのサンプリング周波数によって定まるものであり、
Ａ／Ｄ変換器３ａの高速性および記憶部３ｍの容量に合
わせて任意に変更可能である。
【００３３】上述の方法で測定された前記ガス圧力値Ｐ
1 の時間依存変化は、図３に示すように変化する。すな
わち、内部流路４ｂ内のガス圧力値Ｐ1 が流路絞りノズ
ル２５において音速の流量を生み出す程度に高いとき
（ノズル２５の一時側の圧力値Ｐ1 が二次側の圧力値Ｐ
2 の２倍以上であるｔ＝０〜ｔ0 のとき）、内部流路４
ｂ内のガス圧力値Ｐ1 は、ほゞ直線的に降下する。
1 の時間依存変化は、図３に示すように変化する。すな
わち、内部流路４ｂ内のガス圧力値Ｐ1 が流路絞りノズ
ル２５において音速の流量を生み出す程度に高いとき
（ノズル２５の一時側の圧力値Ｐ1 が二次側の圧力値Ｐ
2 の２倍以上であるｔ＝０〜ｔ0 のとき）、内部流路４
ｂ内のガス圧力値Ｐ1 は、ほゞ直線的に降下する。
【００３４】そして、その後ガス圧力値Ｐ1 はゆるやか
なカーブを描くように降下して、二次側の圧力値Ｐ2 に
焦束する。この初期の圧力値Ｐ1 の時間依存変化は、配
管に何の問題も生じていない状態におけるノズルの情報
を収集するものであるので、記憶部３ｍに記憶されるこ
とにより、以後のノズル診断動作における基準値とな
る。
なカーブを描くように降下して、二次側の圧力値Ｐ2 に
焦束する。この初期の圧力値Ｐ1 の時間依存変化は、配
管に何の問題も生じていない状態におけるノズルの情報
を収集するものであるので、記憶部３ｍに記憶されるこ
とにより、以後のノズル診断動作における基準値とな
る。
【００３５】なお、本発明はこの時間依存変化を記憶部
３ｍに記憶する方法を限定するものではない。例えば、
測定した各サンプリング時の各ガス圧力値Ｐ1 を記憶し
たり、直線や指数関数や多項式による曲線を用いて近似
したものを記憶するなど適宜の方法を用いることができ
る。また、この基準値はノズル２５の形状や内部流路４
ｂの容積などにより影響されるものであるので、基準値
の測定は上述した例のように前記流量制御バルブ２を圧
力制御装置３に取り付けたインストール時に行うことが
望ましい。
３ｍに記憶する方法を限定するものではない。例えば、
測定した各サンプリング時の各ガス圧力値Ｐ1 を記憶し
たり、直線や指数関数や多項式による曲線を用いて近似
したものを記憶するなど適宜の方法を用いることができ
る。また、この基準値はノズル２５の形状や内部流路４
ｂの容積などにより影響されるものであるので、基準値
の測定は上述した例のように前記流量制御バルブ２を圧
力制御装置３に取り付けたインストール時に行うことが
望ましい。
【００３６】次に、図４は前記圧力式流量コントローラ
のノズル診断機構を用いて、ノズル詰まりなどを自己診
断（セルフモニタリング）する圧力式流量コントローラ
のノズル診断方法を説明する図である。図４において、
時間Δｔ〜Ｔ1 の間は、既に上述した流量制御バルブ２
と圧力制御装置３とを用いて、例えば半導体製造用の反
応炉２０に流す反応ガスの流量調整を行う流量調整時間
を示している。２ｓは閉止弁２ｖを制御する信号、７ｓ
は流量調整弁７を制御する信号である。
のノズル診断機構を用いて、ノズル詰まりなどを自己診
断（セルフモニタリング）する圧力式流量コントローラ
のノズル診断方法を説明する図である。図４において、
時間Δｔ〜Ｔ1 の間は、既に上述した流量制御バルブ２
と圧力制御装置３とを用いて、例えば半導体製造用の反
応炉２０に流す反応ガスの流量調整を行う流量調整時間
を示している。２ｓは閉止弁２ｖを制御する信号、７ｓ
は流量調整弁７を制御する信号である。
【００３７】図４に示す例の場合、流量調整を行なう前
の僅かな時間ｔ＝０〜Δｔの間を自己診断時間とし、こ
の自己診断時間が始まる前に、閉止弁２ｖを閉じた状態
で流量調整弁７のみを開いて内部流路４ｂに反応ガスを
圧入した後に、この流量調整弁７を閉じる。次いで、時
間ｔ＝０の時点で、閉止弁２ｖのみを開いて自己診断時
間Δｔ（本例の場合１００ｍｓ）の間に内部流路４ｂ内
のガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化を測定する。
の僅かな時間ｔ＝０〜Δｔの間を自己診断時間とし、こ
の自己診断時間が始まる前に、閉止弁２ｖを閉じた状態
で流量調整弁７のみを開いて内部流路４ｂに反応ガスを
圧入した後に、この流量調整弁７を閉じる。次いで、時
間ｔ＝０の時点で、閉止弁２ｖのみを開いて自己診断時
間Δｔ（本例の場合１００ｍｓ）の間に内部流路４ｂ内
のガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化を測定する。
【００３８】図５は、自己診断時間Δｔにおけるガス圧
力値の時間依存変化の例を示す図である。図５におい
て、Ｌは既に詳述したように、記憶部３ｍに記憶してい
るガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化の基準値を示す曲線で
あり、Ｐ0 は自己診断時間Δｔが始まった瞬間における
内部流路４ｂ内のガス圧力値Ｐ1 である。
力値の時間依存変化の例を示す図である。図５におい
て、Ｌは既に詳述したように、記憶部３ｍに記憶してい
るガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化の基準値を示す曲線で
あり、Ｐ0 は自己診断時間Δｔが始まった瞬間における
内部流路４ｂ内のガス圧力値Ｐ1 である。
【００３９】前記時間依存変化の基準値を示す曲線Ｌ
は、その初期圧力が、時間０の時点での内部流路４ｂの
ガス圧力値Ｐ0 と同じになるように調節して示してい
る。また、ガスの種類や初期の圧力値Ｐ0 の違いによっ
て曲線Ｌが異なる場合には、これを考慮に入れて補正し
て示す。なお、ガスの種類や初期圧力値Ｐ0 の違いによ
り複数の基準値を予め測定するようにしてもよい。
は、その初期圧力が、時間０の時点での内部流路４ｂの
ガス圧力値Ｐ0 と同じになるように調節して示してい
る。また、ガスの種類や初期の圧力値Ｐ0 の違いによっ
て曲線Ｌが異なる場合には、これを考慮に入れて補正し
て示す。なお、ガスの種類や初期圧力値Ｐ0 の違いによ
り複数の基準値を予め測定するようにしてもよい。
【００４０】ここで、ガス流路に何の異常もない場合、
ノズル詰まりなどを自己診断するとき（ｔ＝０〜Δｔ）
に測定したガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化の曲線Ｌ0 は
基準値Ｌとほゞ重なった曲線を描くように変化する。と
ころが、流路絞りノズル２５に詰まりが生じると、仮想
線Ｌ1 に示すように自己診断時間の始め（ｔ＝０の時
点）から初期圧力Ｐ0 の降下速度が遅くなる。すなわ
ち、ノズル２５を流れるガスが音速領域であるときのガ
ス圧力値Ｐ1 の時間依存変化曲線Ｌ1 が異常であると
き、これはノズル２５の詰まりによるものであることを
知ることができる。
ノズル詰まりなどを自己診断するとき（ｔ＝０〜Δｔ）
に測定したガス圧力値Ｐ1 の時間依存変化の曲線Ｌ0 は
基準値Ｌとほゞ重なった曲線を描くように変化する。と
ころが、流路絞りノズル２５に詰まりが生じると、仮想
線Ｌ1 に示すように自己診断時間の始め（ｔ＝０の時
点）から初期圧力Ｐ0 の降下速度が遅くなる。すなわ
ち、ノズル２５を流れるガスが音速領域であるときのガ
ス圧力値Ｐ1 の時間依存変化曲線Ｌ1 が異常であると
き、これはノズル２５の詰まりによるものであることを
知ることができる。
【００４１】次に、ノズル２５の二次側において、例え
ば、反応炉２０内のシャワープレート２０ａ（図１参
照）に詰まりが生じると、一点鎖線Ｌ2 に示すように自
己診断時間の始めから音速領域（ｔ＝０〜ｔ0 ）の間は
基準値Ｌとほゞ重なった曲線を描くように変化するが、
音速領域以降（ｔ＝ｔ0 〜Δｔ）の変化が緩やかにな
る。すなわち、ガスが亜音速で流れる領域からガス圧力
値Ｐ1 の時間依存変化曲線によってノズル２５以降の二
次側流路（閉止弁２ｖの故障や反応炉２０の異常など）
の診断を行うことが可能となる。
ば、反応炉２０内のシャワープレート２０ａ（図１参
照）に詰まりが生じると、一点鎖線Ｌ2 に示すように自
己診断時間の始めから音速領域（ｔ＝０〜ｔ0 ）の間は
基準値Ｌとほゞ重なった曲線を描くように変化するが、
音速領域以降（ｔ＝ｔ0 〜Δｔ）の変化が緩やかにな
る。すなわち、ガスが亜音速で流れる領域からガス圧力
値Ｐ1 の時間依存変化曲線によってノズル２５以降の二
次側流路（閉止弁２ｖの故障や反応炉２０の異常など）
の診断を行うことが可能となる。
【００４２】さらに、反応炉２０において真空度が低下
したときなど、二次側の圧力が例えばＰ2 ’になった場
合には、二点鎖線Ｌ3 に示すように、自己診断時間の後
半部分において、ガス圧力値Ｐ1 が二次側の圧力値
Ｐ2 ’に焦束する。
したときなど、二次側の圧力が例えばＰ2 ’になった場
合には、二点鎖線Ｌ3 に示すように、自己診断時間の後
半部分において、ガス圧力値Ｐ1 が二次側の圧力値
Ｐ2 ’に焦束する。
【００４３】すなわち、圧力センサ８から測定した圧力
値Ｐ1 の時間依存変化を正常な曲線Ｌと比較することに
より、以後の流量調整において、正確なガスを流すこと
ができるかできないかを判断することができる。そし
て、流量異常が生じていることを作業者に通知すること
により、作業者は例えば半導体製造ラインを止めて、メ
ンテナンスを行うことができる。
値Ｐ1 の時間依存変化を正常な曲線Ｌと比較することに
より、以後の流量調整において、正確なガスを流すこと
ができるかできないかを判断することができる。そし
て、流量異常が生じていることを作業者に通知すること
により、作業者は例えば半導体製造ラインを止めて、メ
ンテナンスを行うことができる。
【００４４】また、自己診断時間内のガス圧力Ｐ1 が流
路絞りノズル２５において音速の流量を生み出す程度に
高いとき（ｔ＝０〜ｔ0 ）は、前記ガス圧力値Ｐ1 の時
間依存変化の異常を流路絞りノズル２５の異常と判断
し、ガス圧力Ｐ1 がこれより低いときは異常を圧力式流
量コントローラ１の二次側の流路（反応炉２０など）の
異常と判断することができる。したがって、前記メンテ
ナンス作業を行うときに原因をある程度推測できるの
で、作業効率を飛躍的に向上できる。
路絞りノズル２５において音速の流量を生み出す程度に
高いとき（ｔ＝０〜ｔ0 ）は、前記ガス圧力値Ｐ1 の時
間依存変化の異常を流路絞りノズル２５の異常と判断
し、ガス圧力Ｐ1 がこれより低いときは異常を圧力式流
量コントローラ１の二次側の流路（反応炉２０など）の
異常と判断することができる。したがって、前記メンテ
ナンス作業を行うときに原因をある程度推測できるの
で、作業効率を飛躍的に向上できる。
【００４５】さらに、上述した圧力式流量コントローラ
１は小型化を図って設計されるものであり、閉止バルブ
間（内部流路４ｂ）の体積は、非常に小さいく、例えば
２．０ｃｃ程度であるので、ノズル２５の径にもよる
が、前記圧力Ｐ1 は１００ｍｓ程度の短い時間で瞬間的
に圧力は低下し、二次側圧力Ｐ2 に焦束する。そして、
本例の場合、作業者が圧力式流量コントローラ１を操作
した瞬間にプログラムで作動させて、デジタル処理を行
うことにより瞬時に判断するものである。
１は小型化を図って設計されるものであり、閉止バルブ
間（内部流路４ｂ）の体積は、非常に小さいく、例えば
２．０ｃｃ程度であるので、ノズル２５の径にもよる
が、前記圧力Ｐ1 は１００ｍｓ程度の短い時間で瞬間的
に圧力は低下し、二次側圧力Ｐ2 に焦束する。そして、
本例の場合、作業者が圧力式流量コントローラ１を操作
した瞬間にプログラムで作動させて、デジタル処理を行
うことにより瞬時に判断するものである。
【００４６】したがって、作業者は圧力式流量コントロ
ーラのノズル診断を行うことによる時間的なロスを全く
感じることなく作業することができ、作業効率を低下さ
せることが全くなく、自己診断することができる。
ーラのノズル診断を行うことによる時間的なロスを全く
感じることなく作業することができ、作業効率を低下さ
せることが全くなく、自己診断することができる。
【００４７】加えて、上記方法によるノズル２５および
二次側流路（反応炉２０など）の自己診断は一般的な圧
力式流量コントローラ１の構成要素をそのまま用いて、
プログラムによるデジタル制御によって行うことができ
る。したがって、従来のように流量測定のための流量セ
ンサのような別途の部材を圧力式流量コントローラ１に
取り付けることなく、正確な流量を流すことができる状
態かどうかを判断することができる。また、圧力式流量
コントローラ１の仕様に変更があった場合にもプログラ
ムを変えるだけで対応することができる。
二次側流路（反応炉２０など）の自己診断は一般的な圧
力式流量コントローラ１の構成要素をそのまま用いて、
プログラムによるデジタル制御によって行うことができ
る。したがって、従来のように流量測定のための流量セ
ンサのような別途の部材を圧力式流量コントローラ１に
取り付けることなく、正確な流量を流すことができる状
態かどうかを判断することができる。また、圧力式流量
コントローラ１の仕様に変更があった場合にもプログラ
ムを変えるだけで対応することができる。
【００４８】つまり、圧力式流量コントローラのノズル
診断機構を構成するのに伴う製造コストの引き上げを抑
えるとともに、圧力式流量コントローラ１の小型化を維
持することができる。
診断機構を構成するのに伴う製造コストの引き上げを抑
えるとともに、圧力式流量コントローラ１の小型化を維
持することができる。
【００４９】また、上述した圧力式流量コントローラ１
のノズル診断方法は、瞬時に行うことができるので、こ
の動作を定期的に行うことにより、圧力式流量コントロ
ーラ１の動作状態の確認を定期的に行なうことが可能と
なる。
のノズル診断方法は、瞬時に行うことができるので、こ
の動作を定期的に行うことにより、圧力式流量コントロ
ーラ１の動作状態の確認を定期的に行なうことが可能と
なる。
【００５０】図６は圧力式流量コントローラ１による流
量調整を行った後で、上述のノズル診断を行なう例を説
明する図である。図６において、自己診断時間は時間Ｔ
から時間Ｔ＋Δｔの間である。
量調整を行った後で、上述のノズル診断を行なう例を説
明する図である。図６において、自己診断時間は時間Ｔ
から時間Ｔ＋Δｔの間である。
【００５１】すなわち、本例の場合、圧力式流量コント
ローラ１による流量調整の最後に流量調整弁７のみを閉
じて、時間Δｔ後に閉止弁２ｖを閉じることにより、流
量調整弁７と閉止弁２ｖの動作タイミングに微小な時間
差Δｔを設け、これを自己診断時間としている。なお、
この自己診断時間における診断方法は図５を用いて既に
詳述した通りであるので、この説明を省略して重複説明
をさける。
ローラ１による流量調整の最後に流量調整弁７のみを閉
じて、時間Δｔ後に閉止弁２ｖを閉じることにより、流
量調整弁７と閉止弁２ｖの動作タイミングに微小な時間
差Δｔを設け、これを自己診断時間としている。なお、
この自己診断時間における診断方法は図５を用いて既に
詳述した通りであるので、この説明を省略して重複説明
をさける。
【００５２】本例のように圧力式流量コントローラ１の
ノズル診断を流量調整の後に付随した僅かな時間で行う
ことにより、これに先行する流量調整が正確に行われて
いたかどうかを確認することができる。
ノズル診断を流量調整の後に付随した僅かな時間で行う
ことにより、これに先行する流量調整が正確に行われて
いたかどうかを確認することができる。
【００５３】図７は上述のノズル診断を流量調整の途中
に、僅かな自己診断時間を取り分けて行なう例を説明す
る図である。本例の場合、閉止弁２ｖを開放して流量調
整を行っている最中に時間Δｔ’の間だけ流量調整弁７
を閉じるパルスを出力することにより、自己診断時間を
取り分けている。
に、僅かな自己診断時間を取り分けて行なう例を説明す
る図である。本例の場合、閉止弁２ｖを開放して流量調
整を行っている最中に時間Δｔ’の間だけ流量調整弁７
を閉じるパルスを出力することにより、自己診断時間を
取り分けている。
【００５４】上述の時間Δｔ’は図４〜６に示した自己
診断時間Δｔに比べて短くしており、例えば、図５にお
いて詳述した音速領域である時間内（ｔ0 までの間）と
なるようにしている。本例の方法でノズル診断を行うこ
とにより、圧力式流量コントローラ１による流量調整を
行っている最中でも、ノズル２５に詰まりが生じていな
いことを確認できる。
診断時間Δｔに比べて短くしており、例えば、図５にお
いて詳述した音速領域である時間内（ｔ0 までの間）と
なるようにしている。本例の方法でノズル診断を行うこ
とにより、圧力式流量コントローラ１による流量調整を
行っている最中でも、ノズル２５に詰まりが生じていな
いことを確認できる。
【００５５】また、前記自己診断時間Δｔ’を短くした
場合には、この自己診断時間Δｔ’が終了した時点にお
ける内部流路４ｂの圧力降下量ΔＰを求めることによ
り、圧力降下量ΔＰが前記基準値と同程度あるかどうか
によって正常に動作しているかノズル２５に詰まりが生
じているかを判断することができる。なお、本発明は流
量調整を行っている途中に取り分ける自己診断時間Δ
ｔ’を短くすることに限定するものではないことは言う
までもない。
場合には、この自己診断時間Δｔ’が終了した時点にお
ける内部流路４ｂの圧力降下量ΔＰを求めることによ
り、圧力降下量ΔＰが前記基準値と同程度あるかどうか
によって正常に動作しているかノズル２５に詰まりが生
じているかを判断することができる。なお、本発明は流
量調整を行っている途中に取り分ける自己診断時間Δ
ｔ’を短くすることに限定するものではないことは言う
までもない。
【００５６】なお、上述した図４，６，７に示す方法は
組み合わせて用いてもよく、より頻繁にノズル診断を行
うことにより圧力式流量コントローラ１の信頼性を向上
することも可能である。また、使用者が定める任意の時
点でノズル診断を行うことも可能である。
組み合わせて用いてもよく、より頻繁にノズル診断を行
うことにより圧力式流量コントローラ１の信頼性を向上
することも可能である。また、使用者が定める任意の時
点でノズル診断を行うことも可能である。
【００５７】上述した各例においては、圧力センサ８か
らのデータ採取に関して、１ｍｓで１５の圧力値Ｐ1 を
取り込む例を示しているが、この速度は、Ａ／Ｄ変換器
３ａとＣＰＵ３ｃの処理速度に依存しており、このデー
タサンプリング速度を限定するものではない。つまり、
より高速のＡ／Ｄ変換器３ａおよびＣＰＵ３ｃを用いる
ことにより、より詳細な圧力値Ｐ1 の時間依存変化を知
ることが可能となる。すなわち、内部流路４ｂの容積を
小さくして、より高速に自己診断を行うことが可能とな
る。
らのデータ採取に関して、１ｍｓで１５の圧力値Ｐ1 を
取り込む例を示しているが、この速度は、Ａ／Ｄ変換器
３ａとＣＰＵ３ｃの処理速度に依存しており、このデー
タサンプリング速度を限定するものではない。つまり、
より高速のＡ／Ｄ変換器３ａおよびＣＰＵ３ｃを用いる
ことにより、より詳細な圧力値Ｐ1 の時間依存変化を知
ることが可能となる。すなわち、内部流路４ｂの容積を
小さくして、より高速に自己診断を行うことが可能とな
る。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧力式流
量コントローラのノズル診断機構によれば、流量調整弁
および閉止弁の制御および１つの圧力センサの出力値を
監視することにより、圧力式流量コントローラのセルフ
モニタリングを流路調整弁と閉止弁との間のみで行うこ
とが可能となる。すなわち、仕様部品点数が少なくなる
ので従来の圧力式流量コントローラと同様の占有面積で
形成することができる。
量コントローラのノズル診断機構によれば、流量調整弁
および閉止弁の制御および１つの圧力センサの出力値を
監視することにより、圧力式流量コントローラのセルフ
モニタリングを流路調整弁と閉止弁との間のみで行うこ
とが可能となる。すなわち、仕様部品点数が少なくなる
ので従来の圧力式流量コントローラと同様の占有面積で
形成することができる。
【００５９】また、流路の詰まりを的確に判断できるの
で、たとえば配管を腐蝕させるような腐食性のガスの溜
まりによる各部材の劣化などを抑えることができる。さ
らに、ノズルごとの時間依存変化の違いはインストール
時に収集するので、設置条件に左右されず常に正確な測
定が可能となる。
で、たとえば配管を腐蝕させるような腐食性のガスの溜
まりによる各部材の劣化などを抑えることができる。さ
らに、ノズルごとの時間依存変化の違いはインストール
時に収集するので、設置条件に左右されず常に正確な測
定が可能となる。
【図１】本発明の圧力式流量コントローラのノズル診断
機構の一例を示す断面図である。
機構の一例を示す断面図である。
【図２】前記圧力式流量コントローラの流量制御バルブ
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図３】前記圧力式流量コントローラの一時側のガス圧
力の時間依存変化特性を示す図である。
力の時間依存変化特性を示す図である。
【図４】圧力式流量コントローラのノズル診断方法を説
明する図である。
明する図である。
【図５】図４の要部を拡大して示す図である。
【図６】前記自己診断を行なう別の方法を説明する図で
ある。
ある。
【図７】前記自己診断を流量調整の間に行なう方法を説
明する図である。
明する図である。
１…圧力式流量コントローラ、２５…流路絞りノズル、
２ｖ…閉止弁、３’…制御部、３ｍ…記憶部、４ｂ…内
部流路、７…流量調整弁、８…圧力センサ、Δｔ、Δ
ｔ’…自己診断時間、Ｐ1 …ガス圧力値、Ｌ1-3 …時間
依存変化曲線、Ｌ…基準値。
２ｖ…閉止弁、３’…制御部、３ｍ…記憶部、４ｂ…内
部流路、７…流量調整弁、８…圧力センサ、Δｔ、Δ
ｔ’…自己診断時間、Ｐ1 …ガス圧力値、Ｌ1-3 …時間
依存変化曲線、Ｌ…基準値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H223 AA01 BB01 BB09 CC01 EE02 EE28 5H307 AA01 BB01 DD06 DD17 DD20 EE02 EE07 EE12 EE36 FF12 GG03 GG11 GG15 HH04 JJ01
Claims (7)
- 【請求項１】 ガス流路中に設けた流路絞りノズルと、
この流路絞りノズルの近傍において前記流路を開閉する
閉止弁と、この流路絞りノズルの上流側の内部流路に供
給されるガスの圧力を測定する圧力センサと、この圧力
センサの上流側に配置されて内部流路の圧力が指定値に
なるように流路を開閉可能とする流量調整弁とを有する
圧力式流量コントローラにおいて、前記流量調整弁を閉
じ閉止弁を開いた状態の自己診断時間を設け、この自己
診断時間における内部流路内のガス圧力値の時間依存変
化を閉止弁および流量調整弁の開閉動作に連動して読み
込むことで前記流路絞りノズルの診断を可能とする制御
部を設けたことを特徴とする圧力式流量コントローラの
ノズル診断機構。 - 【請求項２】 前記流路絞りノズルを圧力センサおよび
流量調整弁と組付けたときの自己診断時間における内部
流路のガス圧力値の時間依存変化を基準値として記憶す
る記憶部を設けた請求項１に記載の圧力式流量コントロ
ーラのノズル診断機構。 - 【請求項３】 ガス流路中に設けた流路絞りノズルと、
この流路絞りノズルの近傍において前記流路を開閉する
閉止弁と、この流路絞りノズルの上流側の内部流路に供
給されるガスの圧力を測定する圧力センサと、この圧力
センサの上流側に配置されて内部流路の圧力が指定値に
なるように流路を開閉可能とする流量調整弁とを有する
圧力式流量コントローラにおいて、前記流量調整弁を閉
じ閉止弁を開いた状態の自己診断時間を設け、この自己
診断時間における内部流路内のガス圧力値の時間依存変
化を測定して、この圧力値の時間依存変化から前記流路
絞りノズルの診断を行うことを特徴とする圧力式流量コ
ントローラのノズル診断方法。 - 【請求項４】 前記流路絞りノズルを圧力センサおよび
流量調整弁と組付けたときに、内部流路内にガスを流入
した後に、流量調整弁を閉じた状態で閉止弁を開放して
自己診断時間内における内部流路のガス圧力値の時間依
存変化を測定してこの圧力値の時間依存変化を基準値と
して記憶し、以後に測定するガス圧力値の時間依存変化
を基準値と比較することによりノズルの診断を行なう請
求項３に記載の圧力式流量コントローラのノズル診断方
法。 - 【請求項５】 前記自己診断時間内のガス圧力が流路絞
りノズルにおいて音速の流量を生み出す程度に高いとき
は、前記ガス圧力値の時間依存変化の異常を流路絞りノ
ズルの異常と判断し、ガス圧力がこれより低いときはガ
ス圧力値の時間依存変化の異常を圧力式流量コントロー
ラの二次側の流路の異常と判断する請求項３または４に
記載の圧力式流量コントローラのノズル診断方法。 - 【請求項６】 前記ガス圧力値の時間依存変化がほゞ一
定値に焦束するときのガス圧力を二次側圧力とする請求
項３〜５の何れかに記載の圧力式流量コントローラのノ
ズル診断方法。 - 【請求項７】 前記圧力式流量コントローラによって指
定流量のガスを流通している途中に、流量調整弁を瞬間
的に閉じることで僅かな自己診断時間を取り分けて、上
記流路絞りノズルの診断を行なう請求項３〜６の何れか
に記載の圧力式流量コントローラのノズル診断方法。
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