JP2009512545A - 質量流量制御システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の一態様に係る送出システムを概略的に示し;
図2は、図1に示す制御器の構造を示し;
図3A、3Bは、ポンプを用いた送出システム及び本発明に係る不活性ガスを用いた送出システムにより実現されるフィード圧力をそれぞれ示している。
Claims (25)
- 流体(A)を静的ミキサ(1)へと送り込むための送出システムであって、
所定の圧力の前記流体(A)と加圧要素(B)とを含んだタンク(2)と;
前記静的ミキサ(1)とタンク(2)とを接続する流路(3)と;
タンク(2)中に含まれた流体(A)の重量(PV_M)を検出する重量計(5)と、
前記流路(3)内に設けられ、前記タンク(2)から前記静的ミキサ(1)中への前記流体(A)のフローを制御する制御バルブ(4)と;
前記流体(A)の目標流量(SP_Q)及び前記流体(A)の実際の流量(PV_Q)を受けるための;並びに、バルブ位置を表す前記制御バルブ(4)への制御シグナル(MV_L)を出力して前記流量を調節するための制御器(6)と;
異なる時点(t0,t1)で前記重量計(5)により検出された(PV_M)に基づいて、前記実際の流量(PV_Q)を前記制御器(6)へと出力するフロー推定器と
を具備した送出システム。 - 前記静的ミキサはマイクロリアクタである請求項1に記載の送出システム。
- 前記流体(A)を加圧する前記加圧要素(B)は不活性流体(B)を具備している請求項1又は2に記載の送出システム。
- 前記不活性流体(B)は、好ましくは前記流体(A)に難溶性の不活性ガス(B)である請求項3に記載の送出システム。
- 前記不活性ガス(B)は、ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)又は窒素(N2)である請求項4に記載の送出システム。
- 前記制御バルブは空気式調節バルブである請求項1乃至5の何れか1項に記載の送出システム。
- 前記流体(A)を加圧する前記加圧要素(B)はポンプを具備している請求項1又は2の記載の送出システム。
- 前記フロー推定器は、前記重量(PV_M)が時間微分されて前記実際の流量(PV_Q)をもたらす計算ユニット(5b)を具備し;
前記重量(PV_M)及び/又は時間微分された前記重量により得られる値は、前記計算ユニット(5b)の前及び/又は後に設けられたフィルタユニット(5a,5c)によってフィルタにかけられる請求項1乃至7の何れか1項に記載の送出システム。 - 前記制御器(6)は、制御ユニット(6b)を具備し;
前記制御バルブ(4)へと出力される前記制御シグナル(MV_L)は、自動制御モードにおいて、前記流体(A)の前記目標流量(SP_Q)と前記流体(A)の前記実際の流量(PV_Q)との差に対応して前記制御ユニット(6b)により計算される制御器出力(u_L)に関連している請求項1乃至8の何れか1項に記載の送出システム。 - 前記制御ユニット(6b)はPID制御器である請求項9に記載の送出システム。
- オペレータにより前記制御器に入力されるフィードフォワードバルブ位置(MAN_FF_L)に対応したフィードフォワード制御器出力(FF_L)が前記制御ユニット(6b)によって計算された前記制御器出力(u_L)に加算されて、前記制御バルブ(4)へと出力される制御シグナル(MV_L)を形成する請求項9又は10に記載の送出システム。
- 前記制御器(6)は、前記目標フィード流量(SP_Q)及び時間(T_ramp)に基づいて目標フィード流量の軌道(SP_Q(t))を決定するための第1ランプユニット(6a)を更に具備している請求項9乃至11の何れか1項に記載の送出システム。
- 前記制御器(6)は、前記フィードフォワードバルブ位置(MAN_FF_L)及び時間に基づいて前記フィードフォワード制御器出力(FF_L)を決定するための第2ランプユニット(6c)を更に具備している請求項11又は12に記載の送出システム。
- 前記制御バルブ(4)は、手動制御モードにおいて、前記制御ユニット(6b)により決定される制御器出力の代わりに、前記制御バルブ(4)への前記制御シグナル(MV_L)としてオペレータにより入力される手動バルブ位置(MAN_L)を出力するためのスイッチ(6d)を更に具備している請求項9乃至13の何れか1項に記載の送出システム。
- 手動から自動制御モードへのスイッチ(6d)の切り替えに際して、前記手動バルブ位置(MAN_L)が前記フィードフォワードバルブ位置(MAN_FF_L)として選ばれる請求項11及び14に記載の送出システム。
- 請求項1乃至15の何れか1項に記載の送出システムの制御方法であって、
前記流体(A)の目標流量(SP_Q)及び実際の流速(PV_Q)を受け取る工程と;
バルブ位置を表す前記制御バルブ(4)への制御シグナル(MV_L)を出力して、前記流体(A)の前記目標及び前記実際の流量(SP_Q,PV_Q)に基づいて流量を調節する工程と
を具備した方法。 - 前記実際の流量(PV_Q)は、前記重量計によって異なる時点(t0,t1)で検出されたタンク(2)中に含まれる流体(A)の重量(PV_M)に基づいて、フロー推定器によって決定される請求項16に記載の方法。
- 前記重量(PV_M)が時間微分されて前記流量(PV_Q)をもたらし;
前記重量(PV_M)及び/又は前記重量を時間微分して得られた値が出力の前にフィルタにかけられる請求項17に記載の方法。 - 前記制御シグナル(MV_L)は、自動制御モードにおいて、前記流体(A)の前記目標流量(SP_Q)と前記流体(A)の前記実際の流量(PV_Q)との差(e(t))に対応して計算される制御器出力(u_L)に関連している請求項16乃至18の何れか1項に記載の方法。
- 前記制御器出力(u_L)は、前記差e(t)に対応した係数、前記間隔の時間微分(d(e(t))/dt)に対応した制御器パラメータ、及び前記間隔の時間積分(∫(e(t))/dt)に対応した係数を具備して計算される請求項19に記載の方法。
- オペレータにより制御器に入力されるフィードフォワードバルブ位置(MAN_FF_L)に対応したフィードフォワード制御器出力(FF_L)が前記制御器出力(u_L)に加算されて、前記制御バルブ(4)へと出力される制御シグナル(MV_L)を形成する請求項19又は20に記載の方法。
- 目標フィード流量の軌道(SP_Q(t))は、前記目標フィード流量(SP_Q)及び時間(T_ramp)に基づいて決定される請求項19乃至21の何れか1項に記載の方法。
- 前記フィードフォワード制御器出力(FFL)は、前記フィードフォワードバルブ位置(MAN_FF_L)及び時間に基づいて決定される請求項21又は22に記載の方法。
- オペレータにより入力される手動バルブ位置(MAN_L)は、手動制御モードにおいて、前記制御器出力の代わりに、前記制御バルブ(4)への前記制御シグナル(MV_L)として出力されうる請求項19乃至23の何れか1項に記載の方法。
- 手動から自動制御モードへの切り替えに際して、前記手動バルブ位置(MAN_L)が前記フィードフォワードバルブ位置(MAN_FF_L)として選ばれる請求項21及び24に記載の方法。
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