JP2010540938A - フィルタモニタ−流量計組み合わせセンサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体システム内に組み込まれるフィルタをモニタするための方法。本ステップは流体システム内に基準領域を設け、該領域は既知の容積を有するチャンバを含み、チャンバから、基準領域を通って流れるように構成される流体を放出することを含む。さらに本方法は所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定し、測定された圧力及び温度値に応答してフィルタ透過率値を求めることを含む。さらに本方法はフィルタ透過率値と所定のフィルタ透過率値とを比較することを含む。
【選択図】図1
Description
[関連出願の相互参照]
本出願は、本発明の譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に援用される、「NON-CLOGGING FLOW RESTRICTION FOR PRESSURE BASED FLOW CONTROL DEVICES」と題する、2007年9月28日に本出願と同時に出願された特許出願第 / , 号、代理人整理番号第22026−0016号に関連する。
(6)
その後、式7(体積流量を用いる)及び式8(気体のための質量流量を用いる)に示されるように、フィルタ透過率(κ)を計算することができる。
d=多孔性制限又は層状素子の水力直径又は流路直径
A=水力面積又は流路面積
ΔP=制限にかかる差圧(Pupstream−Pdownstream)
L=圧力降下が生じる長さ
η=流体絶対粘度
ρ=流体密度(気体又は液体)
MW=気体の分子量
κ=物質透過率(多孔性媒質の場合)
V=体積
t=時間
Qドット=体積流量割合(単位時間当たりの体積)
dt=時間微分
dV=体積変化率
Z(P,T)=非理想気体圧縮率(圧力及び時間の関数)
本発明は、流体システム内に組み込まれるフィルタをモニタするための方法に関する。本ステップは流体システム内に基準領域を設け、該領域は既知の容積を有するチャンバを含み、チャンバから、基準領域を通って流れるように構成される流体を放出することを含む。更に、本方法は所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定することと、測定された圧力及び温度値に応答してフィルタ透過率値を求めることとを含む。更に、フィルタ透過率値と所定のフィルタ透過率値とを比較することを含む。本発明は更に、流体システム内の流体のための粘度値を得るための方法を含む。本方法は流体システム内に基準領域を設け、該領域は既知の容積を有するチャンバを含み、チャンバから、基準領域を通って流れるように構成される流体を放出することを含む。本方法はさらに所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定することと、所定の時間間隔で、チャンバ及び基準領域のそれぞれにおいて、圧力値の差を求めることとを含む。本方法はさらに測定された圧力及び温度値、並びに計算された圧力値の差から、フィルタ透過率値を求めることと、測定された圧力及び温度値、並びに計算された圧力値の差のうちの少なくとも1つから、且つ別のデバイスから、流体の質量流量割合及び体積流量割合のうちの少なくとも一方を求めることとを含む。本発明はさらに、流体粘度値を求めることを含み、フィルタ透過率値は所定の時間間隔の間で概ね変化しない。
ここで図面を参照すると、図1は、たとえば、流体流量計又は流量制御デバイス11において用いるための流体システム10の一部の概略図である。流量制御デバイス11はハウジング14を備えており、ハウジングは種々の測定構成要素及びコントロールパネル12を収容するが、測定構成要素はハウジング14の外部に存在する場合もある。測定構成要素は、限定はしないが、温度センサ19、21及び圧力センサ18、20を含み、質量センサ(図示せず)、又は他の流体パラメータを測定するセンサを備える場合もある。一実施形態では、流量制御デバイス11はマニホールド16に固定され、マニホールド16には、流量制御デバイス11の中を流れる加圧流体を濾過するためのフィルタハウジング44及びマニホールド42も固定される。
本明細書において用いられるときに、2つの場所においてそれぞれ圧力を測定する文脈の中では、用語「圧力を測定する」は、第1の場所における圧力測定と、第1の場所と第2の場所との間の差圧測定とを含むことを意図している。
1)バルブ間で最大の安定した圧力値が達成されるまで、バルブ68が開けられ、バルブ70が閉じられる。
5)バルブ68、70が再び開けられ、流量制御デバイスが流量を測定することに戻り、所定の時間間隔において、フィルタにかかる圧力の複数の測定値が取り込まれ、図5〜図9とともに後に論じられることになるように、異常がないかを調べ、且つデータの傾向を調べる。
2)差圧センサ20によって測定される差圧が概ね0になるまで、バルブ68が閉じられ、バルブ70が開けられて、チャンバ176内の加圧流体がフィルタ46の中を流れて濾過済み流体58になることができるようにする。所定の時間間隔において、圧力センサ18及び差圧センサ20によって測定されるような圧力値が、記憶デバイス26に格納される。
フィルタ透過率Kは元々既知の流体で計算されるので、差圧ΔPの偏差は、流体粘度ηの変化の表れである場合がある。フィルタ透過率Kが概ね一定であると仮定される場合には、上記の番号を付されたステップ1)〜3)を繰返し用いて、流体粘度η対フィルタ透過率Kを計算することができる。
Claims (20)
- 流体システム内に組み込まれるフィルタをモニタするための方法であって、
前記流体システム内に基準領域を設けるステップであって、該領域は既知の容積を有するチャンバを含む、該ステップと、
前記チャンバから、前記基準領域を通って流れるように構成される流体を放出するステップと、
所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定するステップと、
測定された圧力及び温度値に応答してフィルタ透過率値を求めるステップと、
前記フィルタ透過率値と所定のフィルタ透過率値とを比較するステップとを含む、流体システム内に組み込まれるフィルタをモニタするための方法。 - 前記比較するステップの後に、前記フィルタ透過率値を格納する付加的なステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記比較するステップの後に、前記フィルタ透過率値を以前に格納されたフィルタ透過率値に置き換える付加的なステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記チャンバは前記フィルタの上流にある、請求項1に記載の方法。
- 前記チャンバは前記フィルタの下流にある、請求項1に記載の方法。
- 前記チャンバは前記フィルタに直に隣接する、請求項5に記載の方法。
- 前記比較するステップの後に、前記フィルタ透過率値が所定のフィルタ透過率値未満であるのに応答して、前記フィルタを取り替える付加的なステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記取り替えるステップは、前記流体システムの動作の中断を必要とすることなく実行することができる、請求項7に記載の方法。
- 前記取り替えるステップは、前記流体システムと並行して行なわれる、請求項8に記載の方法。
- 前記格納するステップは、前記フィルタ透過率値が格納された日付又は時刻を格納することをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記格納するステップの後に、以前に格納されたフィルタ透過率値に基づいてフィルタ取替えに対応する推定された持続時間を指示する付加的なステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記格納するステップの後に、以前に格納されたフィルタ透過率値に基づいてフィルタの次のモニタのための推定された持続時間を指示する付加的なステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 流体システム内の流体のための粘度値を得るための方法であって、
前記流体システム内に基準領域を設けるステップであって、該領域は既知の容積を有するチャンバを含む、該ステップと、
前記チャンバから、前記基準領域を通って流れるように構成される流体を放出するステップと、
所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定するステップと、
所定の時間間隔で、前記チャンバ及び前記基準領域のそれぞれにおいて、圧力値の差を求めるステップと、
前記測定された圧力及び温度値、並びに前記計算された圧力値の差から、フィルタ透過率値を求めるステップと、
前記測定された圧力及び温度値、並びに前記計算された圧力値の差のうちの少なくとも1つから、且つ別のデバイスから、前記流体の質量流量割合及び体積流量割合のうちの少なくとも一方を求めるステップと、
流体粘度値を求めるステップとを含み、前記フィルタ透過率値は前記所定の時間間隔の間で概ね変化しない、流体システム内の流体のための粘度値を得るための方法。 - 前記フィルタは、前記所定の時間間隔の間でほとんど詰まらない、請求項13に記載の方法。
- 前記別のデバイスはクロマトグラフである、請求項13に記載の方法。
- 前記放出するステップは、前記流体システムの動作の中断を必要とすることなく実行することができる、請求項13に記載の方法。
- 前記放出するステップは、前記流体システムと並行して行なわれる、請求項16に記載の方法。
- 流体システムであって、
既知の容積を有するチャンバ及びフィルタを含む基準領域と、
前記基準領域に沿って所定の場所に配置される圧力及び温度センサとを備え、
前記チャンバから、前記基準領域を通って流れるように構成される流体を選択的に放出し、前記所定の時間間隔において前記圧力及び温度センサによって圧力及び温度値を測定する際に、フィルタ透過率値を計算することができる、流体システム。 - 前記フィルタ透過率値は、前記流体システムの動作の中断を必要とすることなく計算することができる、請求項18に記載の流体システム。
- 多数の基準領域が並列構成で配置される、請求項19に記載の流体システム。
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