JP2002071433A - 流量計校正装置 - Google Patents
流量計校正装置Info
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- JP2002071433A JP2002071433A JP2000267881A JP2000267881A JP2002071433A JP 2002071433 A JP2002071433 A JP 2002071433A JP 2000267881 A JP2000267881 A JP 2000267881A JP 2000267881 A JP2000267881 A JP 2000267881A JP 2002071433 A JP2002071433 A JP 2002071433A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
- G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
- G01F25/13—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters using a reference counter
Abstract
(57)【要約】
【課題】 実用基準器として使用されている熱式質量流
量計の経時変化、周囲温度変化、使用圧力依存性等の変
動要因に影響されることなく、当該熱式質量流量計を用
いて国家標準とトレーサブルであり、且つ精度の高い測
定を行なうことを可能にすること。 【解決手段】 熱式質量流量計校正装置１は、それぞ
れ、直列接続された基準熱式質量流量計Ｓｔｄ．ＭＦＭ
１ないし６および音速ノズル式質量流量計ＳＮＣ１ない
し６を備えている。各基準熱式質量流量計は、国家基準
とトレーサブルな音速ノズル式質量流量計によって定期
的、あるいは必要に応じて校正され、校正された基準熱
式質量流量計の値に基づき、試験対象の質量流量計の測
定、校正が行われる。よって、常に精度の高い測定、校
正が保証される。
量計の経時変化、周囲温度変化、使用圧力依存性等の変
動要因に影響されることなく、当該熱式質量流量計を用
いて国家標準とトレーサブルであり、且つ精度の高い測
定を行なうことを可能にすること。 【解決手段】 熱式質量流量計校正装置１は、それぞ
れ、直列接続された基準熱式質量流量計Ｓｔｄ．ＭＦＭ
１ないし６および音速ノズル式質量流量計ＳＮＣ１ない
し６を備えている。各基準熱式質量流量計は、国家基準
とトレーサブルな音速ノズル式質量流量計によって定期
的、あるいは必要に応じて校正され、校正された基準熱
式質量流量計の値に基づき、試験対象の質量流量計の測
定、校正が行われる。よって、常に精度の高い測定、校
正が保証される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気体の質量流量測
定用として広く使用されている熱式質量流量計を国の標
準とトレーサブルとなるように校正でき、校正された熱
式質量流量計を用いて試験対象の質量流量計あるいは質
量流量コントローラの測定を行なうことのできる流量計
校正装置に関するものである。
定用として広く使用されている熱式質量流量計を国の標
準とトレーサブルとなるように校正でき、校正された熱
式質量流量計を用いて試験対象の質量流量計あるいは質
量流量コントローラの測定を行なうことのできる流量計
校正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱式質量流量コントローラあるいは熱式
質量流量計の製造者やユーザーがこれらを校正する場合
には、一般に、各社が保有している基準流量計を用いて
いる。この基準流量計は国の標準とはトレーサブルなも
のでなく、基準流量計で校正した熱式質量流量計を実用
基準器（ワーキングスタンダード）として用いているの
が実状である。
質量流量計の製造者やユーザーがこれらを校正する場合
には、一般に、各社が保有している基準流量計を用いて
いる。この基準流量計は国の標準とはトレーサブルなも
のでなく、基準流量計で校正した熱式質量流量計を実用
基準器（ワーキングスタンダード）として用いているの
が実状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ここで、熱式質量流量
計は、そのセンサ部の特性上、零点あるいは指示値の経
時変化、周囲温度変化、使用圧力依存性等が大きいの
で、信頼性に欠けていることは周知である。従って、こ
のような熱式質量流量計を用いて、試験対象の質量流量
計を精度良く校正あるいは測定することが困難である。
計は、そのセンサ部の特性上、零点あるいは指示値の経
時変化、周囲温度変化、使用圧力依存性等が大きいの
で、信頼性に欠けていることは周知である。従って、こ
のような熱式質量流量計を用いて、試験対象の質量流量
計を精度良く校正あるいは測定することが困難である。
【０００４】また、熱式質量流量計の校正は、そのフル
スケールを１００％としたときに、一般的には０％、５
０％および１００％の３点校正であり、保証値はフルス
ケールに対する誤差で表現されている。このことは、フ
ルスケールに対して１％の精度が保証されていても、フ
ルスケールの１０％の流量に対しては読み値に対して１
０％もの誤差を許容していることになる。従って、この
点においても精度のよい校正あるいは測定を期待出来な
い場合がある。
スケールを１００％としたときに、一般的には０％、５
０％および１００％の３点校正であり、保証値はフルス
ケールに対する誤差で表現されている。このことは、フ
ルスケールに対して１％の精度が保証されていても、フ
ルスケールの１０％の流量に対しては読み値に対して１
０％もの誤差を許容していることになる。従って、この
点においても精度のよい校正あるいは測定を期待出来な
い場合がある。
【０００５】一方、国の標準とトレーサブルな質量流量
計としては、本願人等によって提案されている音速ノズ
ルを用いた質量流量コントローラが知られており（特許
第２８３７１１２号）、読み値に対して拡張不確かさが
保証されている。この音速ノズル式質量流量コントロー
ラを用いて熱式質量流量計の校正を行なえば、極めて精
度のよい校正を行なうことができる。この場合には、校
正対象となる熱式質量流量計の下流側に音速ノズル式質
量流量コントローラを接続し、その音速ノズルの臨界条
件を満たすために、当該音速ノズルの下流側を真空ポン
プで減圧する構成とすればよい。
計としては、本願人等によって提案されている音速ノズ
ルを用いた質量流量コントローラが知られており（特許
第２８３７１１２号）、読み値に対して拡張不確かさが
保証されている。この音速ノズル式質量流量コントロー
ラを用いて熱式質量流量計の校正を行なえば、極めて精
度のよい校正を行なうことができる。この場合には、校
正対象となる熱式質量流量計の下流側に音速ノズル式質
量流量コントローラを接続し、その音速ノズルの臨界条
件を満たすために、当該音速ノズルの下流側を真空ポン
プで減圧する構成とすればよい。
【０００６】ここで、音速ノズル式質量流量コントロー
ラを用いて新品の熱式質量流量計を校正する場合は問題
がない。しかし、特に、半導体製造プロセスに使用され
た熱式質量流量計を再検査する場合等には、熱式質量流
量計が使用ガスによって汚染されているので、その下流
側に接続した音速ノズル式質量流量コントローラの音速
ノズルが汚染されて、その特性が変化してしまう危険性
がある。音速ノズルの特性が変化してしまうと、精度の
高い校正を行なうことが不可能になってしまう。
ラを用いて新品の熱式質量流量計を校正する場合は問題
がない。しかし、特に、半導体製造プロセスに使用され
た熱式質量流量計を再検査する場合等には、熱式質量流
量計が使用ガスによって汚染されているので、その下流
側に接続した音速ノズル式質量流量コントローラの音速
ノズルが汚染されて、その特性が変化してしまう危険性
がある。音速ノズルの特性が変化してしまうと、精度の
高い校正を行なうことが不可能になってしまう。
【０００７】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
新品であるか否かに拘らず常に精度良く質量流量計の校
正あるは測定を行なうことの可能な流量計校正装置を提
案することにある。
新品であるか否かに拘らず常に精度良く質量流量計の校
正あるは測定を行なうことの可能な流量計校正装置を提
案することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の流量計校正装置は：試験対象の質量流量
計を測定する際の実用基準流量計として用いる基準熱式
質量流量計と；この基準熱式質量流量計の下流側に直列
接続された音速ノズル式質量流量コントローラと；前記
基準熱式質量流量計の下流側に試験対象の質量流量計を
直列接続させるための接続口と；前記音速ノズル式質量
流量コントローラにおける上流側圧力と下流側の圧力の
比を所定の値に保持するための真空ポンプと；前記基準
熱式質量流量計の校正を前記音速ノズル式質量流量計を
用いて実行する基準流量計校正手段、および、当該校正
結果に基づき、当該基準熱式質量流量計を用いて、前記
接続口に接続された試験対象の熱式質量流量計の測定を
実行する試験流量計測定手段を備えた制御部とを有して
いることを特徴としている。
めに、本発明の流量計校正装置は：試験対象の質量流量
計を測定する際の実用基準流量計として用いる基準熱式
質量流量計と；この基準熱式質量流量計の下流側に直列
接続された音速ノズル式質量流量コントローラと；前記
基準熱式質量流量計の下流側に試験対象の質量流量計を
直列接続させるための接続口と；前記音速ノズル式質量
流量コントローラにおける上流側圧力と下流側の圧力の
比を所定の値に保持するための真空ポンプと；前記基準
熱式質量流量計の校正を前記音速ノズル式質量流量計を
用いて実行する基準流量計校正手段、および、当該校正
結果に基づき、当該基準熱式質量流量計を用いて、前記
接続口に接続された試験対象の熱式質量流量計の測定を
実行する試験流量計測定手段を備えた制御部とを有して
いることを特徴としている。
【０００９】一般には、本発明の流量計校正装置は：ガ
ス供給口と；このガス供給口に並列接続された測定レン
ジの異なるｎ個（ｎ：正の整数）の前記基準熱式質量流
量計と；各基準熱式質量流量計の下流側に直列接続され
た対応する測定レンジの前記音速ノズル式質量流量コン
トローラとを有する構成とされる。
ス供給口と；このガス供給口に並列接続された測定レン
ジの異なるｎ個（ｎ：正の整数）の前記基準熱式質量流
量計と；各基準熱式質量流量計の下流側に直列接続され
た対応する測定レンジの前記音速ノズル式質量流量コン
トローラとを有する構成とされる。
【００１０】また、前記基準流量計校正手段は：校正対
象の前記基準熱式質量流量計を選択する選択手段と；選
択された前記基準熱式質量流量計の校正に使用する前記
音速ノズル式質量流量コントローラ、校正ガスを含むパ
ラメータを設定する設定手段と；前記音速ノズル式質量
流量コントローラの流量設定を段階的に変化させ、校正
対象の前記基準熱式質量流量計の出力電圧を記録する記
録手段と；記録された出力電圧に流量の値付けを行い、
当該基準熱式質量流量計の流量校正式を作成する校正式
作成手段とを備えた構成とすることができる。
象の前記基準熱式質量流量計を選択する選択手段と；選
択された前記基準熱式質量流量計の校正に使用する前記
音速ノズル式質量流量コントローラ、校正ガスを含むパ
ラメータを設定する設定手段と；前記音速ノズル式質量
流量コントローラの流量設定を段階的に変化させ、校正
対象の前記基準熱式質量流量計の出力電圧を記録する記
録手段と；記録された出力電圧に流量の値付けを行い、
当該基準熱式質量流量計の流量校正式を作成する校正式
作成手段とを備えた構成とすることができる。
【００１１】このように構成した本発明の質量流量計校
正装置では、ワーキングスタンダードとして使用される
基準熱式質量流量計をその都度あるいは適宜時間をおい
て音速ノズル式質量流量コントローラにより、読み値に
於いて校正を行い、校正式（器差曲線あるいはその近似
式）を作成している。実際の試験対象の質量流量計の測
定は、当該校正式に基づき校正された基準熱式質量流量
計により行われる。
正装置では、ワーキングスタンダードとして使用される
基準熱式質量流量計をその都度あるいは適宜時間をおい
て音速ノズル式質量流量コントローラにより、読み値に
於いて校正を行い、校正式（器差曲線あるいはその近似
式）を作成している。実際の試験対象の質量流量計の測
定は、当該校正式に基づき校正された基準熱式質量流量
計により行われる。
【００１２】従って、本発明によれば、ワーキングスタ
ンダードとして使用されている基準熱式質量流量計の経
時変化、周囲温度変化、使用圧力依存性等の変動要因を
考慮することなく、常に、当該基準熱式質量流量計を、
音速ノズル式質量流量コントローラの持つ不確かさ以内
で校正できる。この結果、校正された基準熱式質量流量
計による測定値は国の標準とトレーサブルとなり、しか
も、読み値で保証できる。よって、常に精度の高い測定
を行なうことが可能になる。また、音速ノズル式質量流
量コントローラが直接に試験対象の質量流量計に接続さ
れることがないので、当該音速ノズルの特性変化等のお
それもない。
ンダードとして使用されている基準熱式質量流量計の経
時変化、周囲温度変化、使用圧力依存性等の変動要因を
考慮することなく、常に、当該基準熱式質量流量計を、
音速ノズル式質量流量コントローラの持つ不確かさ以内
で校正できる。この結果、校正された基準熱式質量流量
計による測定値は国の標準とトレーサブルとなり、しか
も、読み値で保証できる。よって、常に精度の高い測定
を行なうことが可能になる。また、音速ノズル式質量流
量コントローラが直接に試験対象の質量流量計に接続さ
れることがないので、当該音速ノズルの特性変化等のお
それもない。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した熱式質量流量計校正装置の実施例を説明す
る。本例の熱式質量流量計校正装置は、音速ノズル式質
量流量コントローラ（以下、ＳＮＣと略す。）と基準熱
式質量流量計（以下、Ｓｔｄ．ＭＦＭと略す。）を用い
て、熱式質量流量コントローラ（以下、ＭＦＣと略
す。）の流量を高精度に測定可能なガスシステムであ
る。内蔵のＳＮＣは国家標準とトレーサブルな質量流量
計であり、Ｓｔｄ．ＭＦＭは内蔵のＳＮＣの値を用いて
校正され、測定対象のＭＦＣは内蔵のＳｔｄ．ＭＦＭを
用いて自動測定される。
を適用した熱式質量流量計校正装置の実施例を説明す
る。本例の熱式質量流量計校正装置は、音速ノズル式質
量流量コントローラ（以下、ＳＮＣと略す。）と基準熱
式質量流量計（以下、Ｓｔｄ．ＭＦＭと略す。）を用い
て、熱式質量流量コントローラ（以下、ＭＦＣと略
す。）の流量を高精度に測定可能なガスシステムであ
る。内蔵のＳＮＣは国家標準とトレーサブルな質量流量
計であり、Ｓｔｄ．ＭＦＭは内蔵のＳＮＣの値を用いて
校正され、測定対象のＭＦＣは内蔵のＳｔｄ．ＭＦＭを
用いて自動測定される。
【００１４】図１は、本例の熱式質量流量計校正装置１
の正面図、側面図および平面図である。これらの図に示
すように、本例の熱式質量流量計校正装置１は、装置フ
レーム２に取り付けられた電気系部３と、ガスコントロ
ール部４とを有し、ガスコントロール部４には排気管５
を介して排気系部６が接続されている。電気系部３は、
表示器３２およびキーボード３１が接続されていると共
に各種データの表示、入力、制御処理を行なうためのデ
スクトップパソコン３３、電圧計３４、ＳＮＣコントロ
ーラ部３５および制御ユニット３６を備えている。ガス
コントロール部４は、流量とガス別に、６種類のＳＮＣ
１ないし６と、Ｓｔｄ．ＭＦＭ１ないし６と、各バルブ
および継ぎ手等によって構成されている（図２参照）。
の正面図、側面図および平面図である。これらの図に示
すように、本例の熱式質量流量計校正装置１は、装置フ
レーム２に取り付けられた電気系部３と、ガスコントロ
ール部４とを有し、ガスコントロール部４には排気管５
を介して排気系部６が接続されている。電気系部３は、
表示器３２およびキーボード３１が接続されていると共
に各種データの表示、入力、制御処理を行なうためのデ
スクトップパソコン３３、電圧計３４、ＳＮＣコントロ
ーラ部３５および制御ユニット３６を備えている。ガス
コントロール部４は、流量とガス別に、６種類のＳＮＣ
１ないし６と、Ｓｔｄ．ＭＦＭ１ないし６と、各バルブ
および継ぎ手等によって構成されている（図２参照）。
【００１５】排気系部６には真空ポンプ６１が含まれて
おり、ＳＮＣを用いて、Ｓｔｄ．ＭＦＭの校正を行なう
際に、音速ノズルに対して上下流の圧力比を、計測に有
効な状態にするために使用するものである。
おり、ＳＮＣを用いて、Ｓｔｄ．ＭＦＭの校正を行なう
際に、音速ノズルに対して上下流の圧力比を、計測に有
効な状態にするために使用するものである。
【００１６】ここで、ガスコントロール部４の上面に
は、Ｎ２ガスの導入口１１、Ｈｅガスの導入口１２、お
よび空気の導入口１３が配置され、その前面には、各ガ
スの排出口１４、１５、１６と、試験対象のＭＦＣの下
流側接続口１７が配置されている。試験対象の質量流量
計（ＴＥＳＴ ＭＦＣ）は、その上流側がガスの排出口
１４あるいは１５に接続され、その下流側が接続口１７
に接続された状態で取り付けられる。
は、Ｎ２ガスの導入口１１、Ｈｅガスの導入口１２、お
よび空気の導入口１３が配置され、その前面には、各ガ
スの排出口１４、１５、１６と、試験対象のＭＦＣの下
流側接続口１７が配置されている。試験対象の質量流量
計（ＴＥＳＴ ＭＦＣ）は、その上流側がガスの排出口
１４あるいは１５に接続され、その下流側が接続口１７
に接続された状態で取り付けられる。
【００１７】図２は、本例の熱式質量流量計校正装置１
のガスコントロール部４等に設置されているガスフロー
系のブロック図である。本例では、校正ガスとして精製
Ｎ２ガスと精製Ｈｅガスが使用され、Ｎ２ガスの校正流
量範囲は１００（ＳＣＣＭ）から５０（ＳＬＭ）の範囲
であり、Ｈｅガスの校正流量範囲は２００（ＳＣＣＭ）
から２０（ＳＬＭ）までの範囲とされている。
のガスコントロール部４等に設置されているガスフロー
系のブロック図である。本例では、校正ガスとして精製
Ｎ２ガスと精製Ｈｅガスが使用され、Ｎ２ガスの校正流
量範囲は１００（ＳＣＣＭ）から５０（ＳＬＭ）の範囲
であり、Ｈｅガスの校正流量範囲は２００（ＳＣＣＭ）
から２０（ＳＬＭ）までの範囲とされている。
【００１８】Ｎ２ガスの導入口１１には、マニュアルバ
ルブＭＶ−１、フィルタＦ１、レギュレータＲＧ−１、
ノーマリクローズドタイプのエアオペレートバルブＡＶ
−１を介して、４個の基準ＭＦＭ１ないしＭＦＭ４が並
列接続されている。各基準ＭＦＭ１ないし６のレンジ
は、それぞれ、１００ＳＣＣＭ、１ＳＬＭ、１０ＳＬ
Ｍ、５０ＳＬＭである。
ルブＭＶ−１、フィルタＦ１、レギュレータＲＧ−１、
ノーマリクローズドタイプのエアオペレートバルブＡＶ
−１を介して、４個の基準ＭＦＭ１ないしＭＦＭ４が並
列接続されている。各基準ＭＦＭ１ないし６のレンジ
は、それぞれ、１００ＳＣＣＭ、１ＳＬＭ、１０ＳＬ
Ｍ、５０ＳＬＭである。
【００１９】基準ＭＦＭ１の下流側には、バルブＡＶ−
３を介してＳＮＣ１が直列接続され、このＳＮＣ１の下
流側にはバルブＡＶ−１５を介して共通排気管２１に接
続されている。この共通排気管２１は、バルブＡＶ−２
２が介挿された排気管５を経由して真空ホンプ６１の吸
引ポート６２に接続されている。また、基準ＭＦＭ１の
下流側には、バルブＡＶ−４を介してＮ２ガス排出口１
４に接続されている。
３を介してＳＮＣ１が直列接続され、このＳＮＣ１の下
流側にはバルブＡＶ−１５を介して共通排気管２１に接
続されている。この共通排気管２１は、バルブＡＶ−２
２が介挿された排気管５を経由して真空ホンプ６１の吸
引ポート６２に接続されている。また、基準ＭＦＭ１の
下流側には、バルブＡＶ−４を介してＮ２ガス排出口１
４に接続されている。
【００２０】基準ＭＦＭ２、３、４の下流側も同様な接
続状態が形成されており、それぞれ、バルブＡＶ−５，
７，９を介してＳＮＣ２、３、４が接続され、その下流
側はバルブＡＶ−１６，１７，１８を介して共通排気管
２１に接続されている。また、各ＭＦＭ２、３、４の下
流側には、それぞれ、バルブＡＶ―６、８、１０を経由
した後に共通のバルブＡＶ−２１を介してＮ２ガス排気
口１４に接続されている。ここで、各ＳＮＣ１ないし４
のレンジは、フルスケールが、それぞれ、１００ＳＣＣ
Ｍ、１ＳＬＭ、１０ＳＬＭ、および５０ＳＬＭである。
続状態が形成されており、それぞれ、バルブＡＶ−５，
７，９を介してＳＮＣ２、３、４が接続され、その下流
側はバルブＡＶ−１６，１７，１８を介して共通排気管
２１に接続されている。また、各ＭＦＭ２、３、４の下
流側には、それぞれ、バルブＡＶ―６、８、１０を経由
した後に共通のバルブＡＶ−２１を介してＮ２ガス排気
口１４に接続されている。ここで、各ＳＮＣ１ないし４
のレンジは、フルスケールが、それぞれ、１００ＳＣＣ
Ｍ、１ＳＬＭ、１０ＳＬＭ、および５０ＳＬＭである。
【００２１】次に、Ｈｅガスの導入口１２には、マニュ
アルバルブＭＶ−２、フィルタＦ―２、レギュレータＲ
Ｇ−２、ノーマリクローズドタイプのエアペレートバル
ブＡＶ−２を介して、２個の基準ＭＦＭ５およびＭＦＭ
６が並列接続されている。各基準ＭＦＭ５、６のレンジ
は、フルスケールが、それぞれ、２ＳＬＭ、２０ＳＬＭ
である。
アルバルブＭＶ−２、フィルタＦ―２、レギュレータＲ
Ｇ−２、ノーマリクローズドタイプのエアペレートバル
ブＡＶ−２を介して、２個の基準ＭＦＭ５およびＭＦＭ
６が並列接続されている。各基準ＭＦＭ５、６のレンジ
は、フルスケールが、それぞれ、２ＳＬＭ、２０ＳＬＭ
である。
【００２２】基準ＭＦＭ５の下流側には、バルブＡＶ−
１１を介してＳＮＣ５が直列接続され、このＳＮＣ５の
下流側にはバルブＡＶ−１９を介して共通排気管２１に
接続されている。また、基準ＭＦＭ５の下流側には、バ
ルブＡＶ−１２を介してＨｅガス排出口１５に接続され
ている。
１１を介してＳＮＣ５が直列接続され、このＳＮＣ５の
下流側にはバルブＡＶ−１９を介して共通排気管２１に
接続されている。また、基準ＭＦＭ５の下流側には、バ
ルブＡＶ−１２を介してＨｅガス排出口１５に接続され
ている。
【００２３】基準ＭＦＭ６の下流側も同様な接続状態が
形成されており、バルブＡＶ−１３を介してＳＮＣ６が
接続され、その下流側はバルブＡＶ−２０を介して共通
排気管２１に接続されている。また、この基準ＭＦＭ６
の下流側には、バルブＡＶ―１４を経由した後にＨｅガ
ス排気口１５に接続されている。各ＳＮＣ１、２のレン
ジは、フルスケールが、それぞれ、２ＳＬＭ、２０ＳＬ
Ｍである。
形成されており、バルブＡＶ−１３を介してＳＮＣ６が
接続され、その下流側はバルブＡＶ−２０を介して共通
排気管２１に接続されている。また、この基準ＭＦＭ６
の下流側には、バルブＡＶ―１４を経由した後にＨｅガ
ス排気口１５に接続されている。各ＳＮＣ１、２のレン
ジは、フルスケールが、それぞれ、２ＳＬＭ、２０ＳＬ
Ｍである。
【００２４】次に、空気導入口１３には、バルブＭＶ−
３およびレギュレータＲＧ−３を介して電磁弁ＳＶ１な
いしＳＶ２４に接続されている。各電磁弁ＳＶ１ないし
ＳＶ２４は、それぞれ、エアーオペレートバルブＡＶ−
１ないしＡＶ―２４に接続されており、各エアーオペレ
ートバルブＡＶ−１ないしＡＶ―２４を駆動する。ま
た、空気導入口１３は、レギュレータＲＧ−４を介して
空気排出口１６に接続されている。
３およびレギュレータＲＧ−３を介して電磁弁ＳＶ１な
いしＳＶ２４に接続されている。各電磁弁ＳＶ１ないし
ＳＶ２４は、それぞれ、エアーオペレートバルブＡＶ−
１ないしＡＶ―２４に接続されており、各エアーオペレ
ートバルブＡＶ−１ないしＡＶ―２４を駆動する。ま
た、空気導入口１３は、レギュレータＲＧ−４を介して
空気排出口１６に接続されている。
【００２５】ここで、接続口１７はバルブＡＶ−２３を
介して排出口１８に接続されており、また、バルブＡＶ
−２４を介してＮ２ガス排出口１４に接続されている。
介して排出口１８に接続されており、また、バルブＡＶ
−２４を介してＮ２ガス排出口１４に接続されている。
【００２６】次に、図３は電気系部３の概略ブロック図
である。制御ユニット３６はマイクロコンピュータを中
心に構成されており、デスクトップパソコン３３から入
力される各種パラーメータに基づき、電磁弁ＳＶ１ない
しＳＶ２４により各バルブＡＶ−１ないし２４を駆動し
て使用ガスライン、使用ＳＮＣを選択し、対象となる基
準ＭＦＭの校正動作を行なう。校正時には、圧力センサ
２２の検出結果に基づき、真空ポンプ６１を駆動制御し
て、使用ＳＮＣにおける各音速ノズルの上下流の圧力差
を所定の状態に保持する。また、制御ユニット３６は、
デスクトップパソコン３３からの指示に基づき、接続さ
れたＴＥＳＴ ＭＦＣの自動測定動作を行なう。
である。制御ユニット３６はマイクロコンピュータを中
心に構成されており、デスクトップパソコン３３から入
力される各種パラーメータに基づき、電磁弁ＳＶ１ない
しＳＶ２４により各バルブＡＶ−１ないし２４を駆動し
て使用ガスライン、使用ＳＮＣを選択し、対象となる基
準ＭＦＭの校正動作を行なう。校正時には、圧力センサ
２２の検出結果に基づき、真空ポンプ６１を駆動制御し
て、使用ＳＮＣにおける各音速ノズルの上下流の圧力差
を所定の状態に保持する。また、制御ユニット３６は、
デスクトップパソコン３３からの指示に基づき、接続さ
れたＴＥＳＴ ＭＦＣの自動測定動作を行なう。
【００２７】次に、本例の熱式質量流量計校正装置１に
よる動作を説明する。まず、デスクトップパソコン３３
に内蔵される本例の制御ソフトはＳｔｄ．ＭＦＭ校正プ
ログラム、テストプログラム、およびメンテナンスプロ
グラムを含み、操作者は、パソコン起動後に、使用する
プログラムをスタート画面上において選択する。各プロ
グラムの作業画面に入る前には、パラメータ入力画面が
あり、当該画面上において作業に必要な情報を入力可能
である。
よる動作を説明する。まず、デスクトップパソコン３３
に内蔵される本例の制御ソフトはＳｔｄ．ＭＦＭ校正プ
ログラム、テストプログラム、およびメンテナンスプロ
グラムを含み、操作者は、パソコン起動後に、使用する
プログラムをスタート画面上において選択する。各プロ
グラムの作業画面に入る前には、パラメータ入力画面が
あり、当該画面上において作業に必要な情報を入力可能
である。
【００２８】Ｓｔｄ．ＭＦＭ校正プログラムは、Ｓｔ
ｄ．ＭＦＭをＳＮＣ１ないし６のいずれか一つあるいは
複数個用いて校正するプログラムであり、テストプログ
ラムは、ＴＥＳＴ ＭＦＣの各種自動測定を行なうプロ
グラムであり、メンテナンスプログラムは装置１の保
守、点検等に使用するプログラムである。
ｄ．ＭＦＭをＳＮＣ１ないし６のいずれか一つあるいは
複数個用いて校正するプログラムであり、テストプログ
ラムは、ＴＥＳＴ ＭＦＣの各種自動測定を行なうプロ
グラムであり、メンテナンスプログラムは装置１の保
守、点検等に使用するプログラムである。
【００２９】まず、図４の概略フローチャートに従っ
て、Ｓｔｄ．ＭＦＭ校正プログラムの実行により行われ
る校正動作を説明する。パソコン３３のスタート画面上
においてＳｔｄ．ＭＦＭ校正プログラムを選択し、Ｓｔ
ｄ．ＭＦＭ校正のパラメータ入力画面に切り換え、校正
するＳｔｄ．ＭＦＭを、Ｓｔｄ．ＭＦＭ１ないし６のう
ちから選択する（ステップＳＴ１）。この選択によっ
て、使用するＳＮＣ、使用ガスライン、校正ガス等の条
件が自動検索される（ステップＳＴ２）。自動検索が終
了すると、作業画面に切り換わる。この作業画面の一例
を図５に示してある。
て、Ｓｔｄ．ＭＦＭ校正プログラムの実行により行われ
る校正動作を説明する。パソコン３３のスタート画面上
においてＳｔｄ．ＭＦＭ校正プログラムを選択し、Ｓｔ
ｄ．ＭＦＭ校正のパラメータ入力画面に切り換え、校正
するＳｔｄ．ＭＦＭを、Ｓｔｄ．ＭＦＭ１ないし６のう
ちから選択する（ステップＳＴ１）。この選択によっ
て、使用するＳＮＣ、使用ガスライン、校正ガス等の条
件が自動検索される（ステップＳＴ２）。自動検索が終
了すると、作業画面に切り換わる。この作業画面の一例
を図５に示してある。
【００３０】この作業画面においては、校正対象のＳｔ
ｄ．ＭＦＭ、使用するＳＮＣの番号、流量、単位、出力
電圧、安定度を示すインジケータ、流量の経時変化グラ
フ、圧力比等が表示される。
ｄ．ＭＦＭ、使用するＳＮＣの番号、流量、単位、出力
電圧、安定度を示すインジケータ、流量の経時変化グラ
フ、圧力比等が表示される。
【００３１】本例では、使用するＳＮＣの流量設定を１
０％毎に変化させ、その時に校正対象のＳｔｄ．ＭＦＭ
の出力する電圧をデータ取込表に記録する（図４のステ
ップＳＴ３）。操作者は、ＳＮＣの流量設定を選択後
に、流量の経時変化グラフと安定度インジケータ等を用
いて、データの取込を行なう。このようにしてＳｔｄ．
ＭＦＭの出力電圧を測定した後に、各出力電圧に対して
直接に値付けが行われる。すなわち、校正式作成画面に
おいて、次の校正式が自動作成される（図４のステップ
ＳＴ４）。
０％毎に変化させ、その時に校正対象のＳｔｄ．ＭＦＭ
の出力する電圧をデータ取込表に記録する（図４のステ
ップＳＴ３）。操作者は、ＳＮＣの流量設定を選択後
に、流量の経時変化グラフと安定度インジケータ等を用
いて、データの取込を行なう。このようにしてＳｔｄ．
ＭＦＭの出力電圧を測定した後に、各出力電圧に対して
直接に値付けが行われる。すなわち、校正式作成画面に
おいて、次の校正式が自動作成される（図４のステップ
ＳＴ４）。
【００３２】Ｓｔｄ．ＭＦＭの流量＝ｆ（Ｓｔｄ．ＭＦ
Ｍの出力電圧） 但し、ｆ（ｘ）＝ａＸn＋ｂＸn-1＋・・・＋Ｃ（ｎ＝最
大４次） 作成された校正式は装置１のメモリに記憶保持され、以
後のＳｔｄ．ＭＦＭを用いた自動測定時には、当該Ｓｔ
ｄ．ＭＦＭの出力電圧は、当該校正式に代入されて校正
される。校正された値に基づき、ＴＥＳＴ ＭＦＣの自
動測定等が行われることになる。
Ｍの出力電圧） 但し、ｆ（ｘ）＝ａＸn＋ｂＸn-1＋・・・＋Ｃ（ｎ＝最
大４次） 作成された校正式は装置１のメモリに記憶保持され、以
後のＳｔｄ．ＭＦＭを用いた自動測定時には、当該Ｓｔ
ｄ．ＭＦＭの出力電圧は、当該校正式に代入されて校正
される。校正された値に基づき、ＴＥＳＴ ＭＦＣの自
動測定等が行われることになる。
【００３３】次に、テストプログラムによる動作を説明
する。この場合にもスタート画面上においてテストプロ
グラムを選択し、テストプログラムのパラメータ入力画
面に切り換えて、試験対象のＴＥＳＴ ＭＦＣのデータ
入力を行なう。テストプログラムによる測定内容として
は、試験ＭＦＣの０点測定、試験ＭＦＣの１００％設定
時の実流量測定、試験ＭＦＣの５０％設定時の実流量測
定、試験ＭＦＣの制御性の確認等がある。
する。この場合にもスタート画面上においてテストプロ
グラムを選択し、テストプログラムのパラメータ入力画
面に切り換えて、試験対象のＴＥＳＴ ＭＦＣのデータ
入力を行なう。テストプログラムによる測定内容として
は、試験ＭＦＣの０点測定、試験ＭＦＣの１００％設定
時の実流量測定、試験ＭＦＣの５０％設定時の実流量測
定、試験ＭＦＣの制御性の確認等がある。
【００３４】（その他の実施の形態）上記の例は、６個
のＳＮＣ、ＭＦＭを使用しているが、これらの個数は、
５個以下であってもよいし、７個以上であってもよい。
また、校正ガスとしては上記の例とは異なるものを使用
することも可能である。さらに、試験対象の質量流量計
は熱式質量流量計に限定されるものではなく、それ以外
の形式の質量流量計であってもよい。
のＳＮＣ、ＭＦＭを使用しているが、これらの個数は、
５個以下であってもよいし、７個以上であってもよい。
また、校正ガスとしては上記の例とは異なるものを使用
することも可能である。さらに、試験対象の質量流量計
は熱式質量流量計に限定されるものではなく、それ以外
の形式の質量流量計であってもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の質量流量
計校正装置は、直列接続された基準熱式質量流量計およ
び音速ノズル式質量流量計を備え、定期的に、あるいは
必要に応じて、国家標準とトレーサブルな音速ノズル式
質量流量計を用いて基準熱式質量流量計を校正し、実際
の質量流量計の計測は、校正された基準熱式質量流量計
を用いて行なうようにしている。
計校正装置は、直列接続された基準熱式質量流量計およ
び音速ノズル式質量流量計を備え、定期的に、あるいは
必要に応じて、国家標準とトレーサブルな音速ノズル式
質量流量計を用いて基準熱式質量流量計を校正し、実際
の質量流量計の計測は、校正された基準熱式質量流量計
を用いて行なうようにしている。
【００３６】従って、本発明によれば、基準熱式質量流
量計の特性が、経時変化、周囲温度変化、使用圧力依存
性等の変動要因によって変化しても、当該基準熱式質量
流量計の測定値を、音速ノズル式質量流量計の持つ不確
かさ以内の精度で校正できる。よって、本発明によれば
常に精度良く校正あるいは測定を行なうことのできる熱
式質量流量計校正装置を実現できる。
量計の特性が、経時変化、周囲温度変化、使用圧力依存
性等の変動要因によって変化しても、当該基準熱式質量
流量計の測定値を、音速ノズル式質量流量計の持つ不確
かさ以内の精度で校正できる。よって、本発明によれば
常に精度良く校正あるいは測定を行なうことのできる熱
式質量流量計校正装置を実現できる。
【図１】本発明を適用した熱式質量流用計校正装置を示
す正面図、側面図および平面図である。
す正面図、側面図および平面図である。
【図２】図１の装置のガスフロー系の概略ブロック図で
ある。
ある。
【図３】図１の装置の電気系部の概略ブロック図であ
る。
る。
【図４】図１の装置における基準熱式質量流量計の校正
動作を示す概略フローチャートである。
動作を示す概略フローチャートである。
【図５】図１の装置における校正動作時の作業画面の例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１ 熱式質量流量計校正装置 ２ 装置フレーム ３ 電気系部 ４ ガスコントロール部 ５ 排気管 ６ 排気系部 １１、１２、１３ 導入口 １４、１５、１６ 排出口 １７ 接続口 ６１ 真空ポンプ ３３ デスクトップハソコン ３５ ＳＮＣコントロール部 ３６ 制御ユニット ＡＶ−１ないしＡＶ−２４ エアーオペレートバルブ Ｓｔｄ．ＭＦＭ１ないし６ 基準熱式質量流量計 ＴＥＳＴ ＭＦＣ 試験対象の熱式質量流量コントロー
ラ ＳＮＣ１ないし６ 音速ノズル式質量流量計 ＳＶ１ないし２４ 電磁弁
ラ ＳＮＣ１ないし６ 音速ノズル式質量流量計 ＳＶ１ないし２４ 電磁弁
【手続補正書】
【提出日】平成１２年９月２２日（２０００．９．２
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図４】
【図３】
【図５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八鍬 武史 東京都武蔵村山市伊奈平２−80−１ 株式 会社平井システム事業部技術研究所内 (72)発明者 平井 章 東京都武蔵村山市伊奈平２−80−１ 株式 会社平井システム事業部技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 試験対象の質量流量計を測定する際の実
用基準流量計として用いる基準熱式質量流量計と、 この基準熱式質量流量計の下流側に直列接続された音速
ノズル式質量流量コントローラと、 前記基準熱式質量流量計の下流側に試験対象の質量流量
計を直列接続させるための接続口と、 前記音速ノズル式質量流量コントローラにおける上流側
圧力と下流側の圧力の比を所定の値に保持するための真
空ポンプと、 前記基準熱式質量流量計の校正を前記音速ノズル式質量
流量コントローラを用いて実行する基準流量計校正手
段、および、当該校正結果に基づき、当該基準熱式質量
流量計を用いて、前記接続口に接続された試験対象の質
量流量計の測定を実行する試験流量計測定手段を備えた
制御部とを有していることを特徴とする流量計校正装
置。 - 【請求項２】 請求項１において、 ガス供給口と、 このガス供給口に並列接続された測定レンジの異なるｎ
個（ｎ：正の整数）の前記基準熱式質量流量計と、 各基準熱式質量流量計の下流側に直列接続された対応す
る測定レンジの前記音速ノズル式質量流量コントローラ
とを有していることを特徴とする流量計校正装置。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記基準流量計校正手段は、校正対象の前記基準熱式質
量流量計を選択する選択手段と、選択された前記基準熱
式質量流量計の校正に使用する前記音速ノズル式質量流
量コントローラ、校正ガスを含むパラメータを設定する
設定手段と、前記音速ノズル式質量流量コントローラの
流量設定を段階的に変化させ、校正対象の前記基準熱式
質量流量計の出力電圧を記録する記録手段と、記録され
た出力電圧に流量の値付けを行い、当該基準熱式質量流
量計の流量校正式を作成する校正式作成手段とを備えて
いることを特徴とする流量計校正装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267881A JP4623806B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 流量計校正装置 |
| US09/757,467 US20020157448A1 (en) | 2000-09-05 | 2001-01-11 | Flowmeter calibration apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000267881A JP4623806B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 流量計校正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002071433A true JP2002071433A (ja) | 2002-03-08 |
| JP4623806B2 JP4623806B2 (ja) | 2011-02-02 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000267881A Expired - Fee Related JP4623806B2 (ja) | 2000-09-05 | 2000-09-05 | 流量計校正装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020157448A1 (ja) |
| JP (1) | JP4623806B2 (ja) |
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| CN109632056A (zh) * | 2019-02-02 | 2019-04-16 | 江苏华海测控技术有限公司 | 一种多台流量计串联标定液体装置 |
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| CN113607246A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-11-05 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种低温流量计的标定装置及方法 |
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| CN104215305A (zh) * | 2013-06-04 | 2014-12-17 | 宁夏嘉翔自控技术有限公司 | 一种全自动超音速喷嘴大流量标准装置 |
| RU2533329C1 (ru) * | 2013-08-12 | 2014-11-20 | Закрытое акционерное общество "Электронные и механические измерительные системы" | Установка для поверки и калибровки счетчиков, расходомеров и расходомеров-счетчиков газа |
| CN103512742A (zh) * | 2013-10-01 | 2014-01-15 | 长春市计量检定测试技术研究院 | 氧气吸入器检定仪 |
| WO2016064488A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-28 | Micro Motion, Inc. | Apparatus for applying a variable zero algorithm in a vibrating flowmeter and related method |
| RU2628657C2 (ru) * | 2015-02-26 | 2017-08-21 | Частное акционерное общество "Тахион" | Способ поверки и калибровки газовых счетчиков |
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| JP2837112B2 (ja) * | 1995-06-09 | 1998-12-14 | 株式会社平井 | 音速ノズルを用いた質量流量制御方法および装置 |
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2000
- 2000-09-05 JP JP2000267881A patent/JP4623806B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 2001-01-11 US US09/757,467 patent/US20020157448A1/en not_active Abandoned
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