JP2018096846A - Gas flow rate calculation system, and abnormality detector and method for detecting abnormality used for the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an abnormality in a gas flow rate calculation system 100 using a weight method.SOLUTION: The gas flow rate calculation system 100 includes: a container 10 which gas flows in or out; and an electronic scale 20 on which the container 10 is mounted. The gas flow rate calculation system calculates the flow rate of the gas flowing in or out of the container 10 on the basis of an output value output from the electronic scale 20, and detects an abnormality of the gas flow rate calculation system 100 based on the pressure in the container 10 and the output value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば重量法(秤量法)を用いたガス流量算出システム並びに前記ガス流量算出システムの異常を検出する異常検出装置及び異常検出方法に関するものである。   The present invention relates to a gas flow rate calculation system using, for example, a weight method (weighing method), an abnormality detection apparatus and an abnormality detection method for detecting an abnormality of the gas flow rate calculation system.

この種のガス流量算出システムとしては、例えば特許文献1に示すように、電子天秤に載せたボンベから流体制御機器等へガスを流し、このガス流量を重量法により算出するものがある。
具体的には、ボンベ内のガスの消費に伴い電子天秤の測定値が変化することを利用して、この測定値の変化量に基づき、ボンベから流体制御機器へ流したガス流量を算出するようにしている。
As this type of gas flow rate calculation system, for example, as shown in Patent Document 1, there is a system in which a gas is flowed from a cylinder placed on an electronic balance to a fluid control device and the like and the gas flow rate is calculated by a gravimetric method.
Specifically, using the fact that the measured value of the electronic balance changes as the gas in the cylinder is consumed, the flow rate of gas flowing from the cylinder to the fluid control device is calculated based on the amount of change in the measured value. I have to.

ところで、このようなガス流量算出システムにおいて、当該システムに生じる異常を検出するものはこれまでに知られていない。   By the way, in such a gas flow rate calculation system, what detects an abnormality occurring in the system has not been known so far.

特開2005−134138号公報JP 2005-134138 A

このような中で本願発明者は、ガス流量をより精度良く算出すべく、システムに生じた異常を検出することに着目し、従来であれば認識することができなかった異常を認識できるように鋭意検討を重ねた。   Under such circumstances, the inventors of the present application pay attention to detecting an abnormality that has occurred in the system in order to calculate the gas flow rate more accurately, so that an abnormality that could not be recognized in the past can be recognized. We studied earnestly.

本発明は、上述した本願発明者の検討に基づきなされたものであり、重量法を用いたガス流量算出システムにおいて異常を検出することをその主たる課題とするものである。   The present invention has been made based on the above-described investigation by the present inventor, and its main object is to detect an abnormality in a gas flow rate calculation system using a weight method.

すなわち本発明に係るガス流量算出システムは、ガスが流れ込む又はガスが流れ出る容器と、前記容器が載置される重量測定部とを具備し、前記重量測定部から出力される出力値に基づき、前記容器に流れ込む又は流れ出る前記ガスの流量を算出するガス流量算出システムであって、前記容器内の圧力と前記出力値とに基づき、該ガス流量算出システムの異常を検出することを特徴とするものである。   That is, the gas flow rate calculation system according to the present invention includes a container into which gas flows or gas flows out, and a weight measuring unit on which the container is placed, and based on an output value output from the weight measuring unit, A gas flow rate calculation system for calculating a flow rate of the gas flowing into or out of a container, wherein an abnormality of the gas flow rate calculation system is detected based on a pressure in the container and the output value. is there.

このようなガス流量算出システムであれば、システムに異常が生じたとしても、その異常を容器内の圧力と電子天秤からの出力値とに基づき検出することができるので、検出された異常を修復することによりシステムを正常な状態に戻すことができ、ガス流量を精度良く算出することが可能になる。
例えば、上述した容器内の圧力に基づいて、該圧力において重量測定部から出力されるはずの正常値を得ることができるので、この正常値と実際に重量測定部から出力された出力値とを比較することにより、重量測定部の不具合を検出することができる。
With such a gas flow rate calculation system, even if an abnormality occurs in the system, the abnormality can be detected based on the pressure in the container and the output value from the electronic balance, so the detected abnormality is repaired. By doing so, the system can be returned to a normal state, and the gas flow rate can be accurately calculated.
For example, based on the pressure in the container described above, a normal value that should be output from the weight measurement unit at the pressure can be obtained. Therefore, the normal value and the output value actually output from the weight measurement unit can be obtained. By comparing, it is possible to detect a malfunction of the weight measuring unit.

前記容器内の圧力を測定する圧力センサを有していることが好ましい。
これならば、容器を重量測定部に載置している状態でシステムの異常を検出することができ、システムの動作中に異常が生じたとしても、その異常を迅速に検出することができる。
It is preferable to have a pressure sensor for measuring the pressure in the container.
If this is the case, an abnormality of the system can be detected while the container is placed on the weight measuring unit, and even if an abnormality occurs during the operation of the system, the abnormality can be detected quickly.

具体的な実施態様としては、一方に前記容器が取り付けられ、他方に所定の重量を有するカウンタウエイトが取り付けれる天秤機構を更に具備するものが挙げられる。
このような構成であれば、特に天秤機構の異常を検出することができる。
具体的に天秤機構の異常とは、例えば、天秤ビームの曲がりやひび、天秤ビームを支持する支柱の曲がりや支点のずれ、容器又はカウンタウエイトの吊り下げ位置のズレ等である。
As a specific embodiment, there may be mentioned one further comprising a balance mechanism in which the container is attached to one side and a counterweight having a predetermined weight is attached to the other side.
With such a configuration, it is particularly possible to detect an abnormality in the balance mechanism.
Specifically, the abnormality of the balance mechanism is, for example, bending or cracking of the balance beam, bending of a support supporting the balance beam, displacement of a fulcrum, displacement of a hanging position of a container or a counterweight, and the like.

また、本発明に係る異常検出装置によれば、上述した流量算出システムと同様の作用効果を得ることができる。
すなわち本発明に係る異常検出装置は、ガスが流れ込む又はガスが流れ出る容器と、前記容器が載置される重量測定部とを具備し、前記重量測定部から出力される出力値に基づき、前記容器に流れ込む又は流れ出る前記ガスの流量を算出するガス流量算出システムに用いられるものであって、前記容器内の圧力と前記出力値とに基づき、前記システムの異常を検出することを特徴とするものである。
Moreover, according to the abnormality detection apparatus which concerns on this invention, the effect similar to the flow volume calculation system mentioned above can be acquired.
That is, the abnormality detection device according to the present invention includes a container into which gas flows or flows out, and a weight measuring unit on which the container is placed, and the container is based on an output value output from the weight measuring unit. Used in a gas flow rate calculation system for calculating the flow rate of the gas flowing into or out of the vessel, wherein an abnormality of the system is detected based on the pressure in the container and the output value. is there.

また、本発明に係る異常検出方法によれば、上述した流量算出システムと同様の作用効果を得ることができる。
すなわち本発明に係る異常検出方法は、ガスが流れ込む又はガスが流れ出る容器と、前記容器が載置される重量測定部とを具備し、前記重量測定部から出力される出力値に基づき、前記容器に流れ込む又は流れ出る前記ガスの流量を算出するガス流量算出システムに用いられる方法であって、前記容器内の圧力と前記出力値とに基づき、前記システムの異常を検出することを特徴とする方法である。
Moreover, according to the abnormality detection method which concerns on this invention, the effect similar to the flow volume calculation system mentioned above can be acquired.
That is, the abnormality detection method according to the present invention includes a container into which gas flows or flows out, and a weight measuring unit on which the container is placed, and the container is based on an output value output from the weight measuring unit. A method used in a gas flow rate calculation system for calculating the flow rate of the gas flowing into or out of the vessel, wherein the abnormality of the system is detected based on the pressure in the container and the output value. is there.

このように構成した本発明によれば、重量法を用いガス流量算出たシステムの異常を検出することができる。   According to the present invention configured as described above, it is possible to detect an abnormality of the system in which the gas flow rate is calculated using the gravimetric method.

本実施形態のガス流量算出システムの全体構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the whole structure of the gas flow volume calculation system of this embodiment. 変形実施形態のガス流量算出システムの全体構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the whole structure of the gas flow volume calculation system of deformation | transformation embodiment. 変形実施形態のガス流量算出システムの全体構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the whole structure of the gas flow volume calculation system of deformation | transformation embodiment. 変形実施形態のガス流量算出システムの全体構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the whole structure of the gas flow volume calculation system of deformation | transformation embodiment.

以下に本発明に係るガス流量算出システムの一実施形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of a gas flow rate calculation system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態に係るガス流量算出システム100は、例えば半導体製造に用いられる流体制御機器MFCにガスを流すとともに、当該流体制御機器MFCに流したガス流量をいわゆる重量法(秤量法)を用いて算出するものであり、本実施形態では、前記流体制御機器MFCを校正する校正システム200の一部である。
なお、この校正システム200は、図1に示すように、ガスが封入される容器10と、容器10が載せられた重量測定部である電子天秤20と、容器10内のガスを流体制御機器MFCに流す流出ラインL1と、ガスを容器10に封入する封入ラインL2とを具備するものであり、この校正システム200には、流体制御機器MFCは含まれていない。
The gas flow rate calculation system 100 according to the present embodiment, for example, flows gas to a fluid control device MFC used for semiconductor manufacturing, and calculates the gas flow rate that flows to the fluid control device MFC using a so-called weight method (weighing method). In this embodiment, the fluid control device MFC is part of the calibration system 200 that calibrates the fluid control device MFC.
As shown in FIG. 1, the calibration system 200 includes a container 10 in which a gas is enclosed, an electronic balance 20 that is a weight measuring unit on which the container 10 is placed, and a gas in the container 10 that is used as a fluid control device MFC. The calibrating system 200 does not include the fluid control device MFC.

本実施形態のガス流量算出システム100は、図1に示すように、ガスが封入された容器10と、容器10が載せられた重量測定部である電子天秤20と、容器10内のガスを流体制御機器MFCに流す流出ラインL1の少なくとも一部と、ガスを容器10に封入する封入ラインL2の少なくとも一部とを具備するものである。
なお、本実施形態の流体制御機器MFCは、熱式又は差圧式の流量センサ及び流量制御バルブを有するマスフローコントローラである。
As shown in FIG. 1, the gas flow rate calculation system 100 according to the present embodiment includes a container 10 in which a gas is sealed, an electronic balance 20 that is a weight measuring unit on which the container 10 is placed, and a gas in the container 10 as a fluid. At least a part of the outflow line L1 flowing to the control device MFC and at least a part of the sealing line L2 for sealing the gas in the container 10 are provided.
The fluid control device MFC of the present embodiment is a mass flow controller having a thermal or differential pressure type flow sensor and a flow control valve.

まず、ガスが流れる各ラインL1、L2について説明する。   First, the lines L1 and L2 through which the gas flows will be described.

流出ラインL1は、容器10内のガスを流体制御機器MFCに流すためのものであり、具体的には図1に示すように、一端が容器10に接続されるとともに他端が吸引ポンプPに接続されており、容器10側(一端側)から、第1調圧器Va、第1開閉弁V1、第2調圧器Vb、圧力センサP1、流体制御機器MFC及び第2開閉弁V2がこの順に直列配置されている。
なお、吸引ポンプPは必ずしも設ける必要はなく、流出ラインL1の他端を大気開放するように構成しても良い。
The outflow line L1 is for flowing the gas in the container 10 to the fluid control device MFC. Specifically, as shown in FIG. 1, one end is connected to the container 10 and the other end is connected to the suction pump P. The first pressure regulator Va, the first on-off valve V1, the second pressure regulator Vb, the pressure sensor P1, the fluid control device MFC, and the second on-off valve V2 are connected in series in this order from the container 10 side (one end side). Has been placed.
The suction pump P is not necessarily provided, and the other end of the outflow line L1 may be opened to the atmosphere.

封入ラインL2は、電子天秤20に載せられた容器10にガスを流して封入するためのものであり、具体的には図1に示すように、一端が図示しないガスボンベに接続されるとともに他端が容器10に接続されており、校正用ガスの上流側(一端側)からフィルタF、第3開閉弁V3、第4開閉弁V4及び逆止弁Vcがこの順に直列配置されている。   The enclosure line L2 is for enclosing the container 10 placed on the electronic balance 20 by flowing gas. Specifically, as shown in FIG. 1, one end is connected to a gas cylinder (not shown) and the other end Is connected to the container 10, and the filter F, the third on-off valve V3, the fourth on-off valve V4, and the check valve Vc are arranged in series in this order from the upstream side (one end side) of the calibration gas.

上述した構成により、容器10内の校正用ガスは、第1調圧器Vaを流れて流体制御機器MFCに流出し、図示しないガスボンベ内の校正用ガスは、逆支弁Vcを流れて容器10内に封入される。   With the above-described configuration, the calibration gas in the container 10 flows through the first pressure regulator Va and flows out to the fluid control device MFC, and the calibration gas in a gas cylinder (not shown) flows through the back valve Vc into the container 10. Enclosed.

本実施形態では、前記流出ラインL1と前記封入ラインL2とが合流して一部共通化されている。より詳細には、流出ラインL1に設けられた合流点Xにおいて、該流出ラインL1に封入ラインL2が合流するように構成されている。なお、本実施形態の合流点Xは、流出ラインL1における第1調圧器Vaと第1開閉弁V1との間であって、封入ラインL2における逆止弁Vcと第4開閉弁V4との間に設けられている。
上述した構成により、合流点Xより容器10側に向かって、流出ラインL1と封入ラインL2とに共通した共通ラインL31が形成されており、本実施形態では、この共通ラインL31に樹脂等の可撓性を有する管状のフレキシブルチューブ30が設けられている。
In this embodiment, the outflow line L1 and the enclosed line L2 are merged and partially shared. More specifically, the sealing line L2 is configured to merge with the outflow line L1 at the confluence point X provided in the outflow line L1. In addition, the junction point X of this embodiment is between the 1st pressure regulator Va and the 1st on-off valve V1 in the outflow line L1, Comprising: Between the non-return valve Vc and the 4th on-off valve V4 in the enclosure line L2 Is provided.
With the above-described configuration, a common line L31 common to the outflow line L1 and the sealing line L2 is formed from the junction point X toward the container 10, and in this embodiment, resin or the like is allowed in the common line L31. A flexible tube 30 having flexibility is provided.

本実施形態では、上述した流出ラインL1の一部、封入ラインL2の一部、容器10及び電子天秤20がチャンバ40内に収容されている。
以下、チャンバ40内の構成を説明する。
In the present embodiment, a part of the outflow line L <b> 1, a part of the sealing line L <b> 2, the container 10 and the electronic balance 20 are accommodated in the chamber 40.
Hereinafter, the configuration in the chamber 40 will be described.

本実施形態では、チャンバ40内に、揺動可能な天秤ビーム51と、天秤ビーム51を支点Cで支持する支柱52とからなる天秤機構50が設けられている。   In the present embodiment, a balance mechanism 50 including a swingable balance beam 51 and a support column 52 that supports the balance beam 51 at a fulcrum C is provided in the chamber 40.

本実施形態の天秤機構50は、天秤ビーム51の一方に容器10及び、容器10に接続されている流出ラインL1及び封入ラインL2を構成する配管の一部や前記配管の一部に付随するバルブ等(本実施形態では、第1調圧器Va及び逆止弁Vc)を吊り下げ、天秤ビーム51の他方に所定の重量を有するカウンタウエイト60を吊り下げたものである。   The balance mechanism 50 according to the present embodiment includes a container 10 on one of the balance beams 51, a part of piping constituting the outflow line L1 and the sealing line L2 connected to the container 10, and a valve associated with a part of the piping. Etc. (in the present embodiment, the first pressure regulator Va and the check valve Vc) are suspended, and a counterweight 60 having a predetermined weight is suspended on the other side of the balance beam 51.

容器10は、断熱性を有する例えば炭素繊維からなり、所定の重量を有するシリンダ等である。本実施形態では、上述した封入ラインL2を介して例えば窒素ガス等が封入されている。   The container 10 is a cylinder etc. which consists of carbon fiber which has heat insulation, for example, and has predetermined weight. In the present embodiment, for example, nitrogen gas or the like is sealed through the above-described sealing line L2.

カウンタウエイト60は、電子天秤20から出力される出力値(以下、測定重量ともいう)の少なく一部を打ち消すものであり、本実施形態では、容器10の重量と容器10に接続された配管の一部や前記配管の一部に付随するバルブ等(本実施形態では、第1調圧器Va及び逆止弁Vc)の重量とを合わせた重量を有した重りである。   The counterweight 60 cancels out a small part of the output value (hereinafter also referred to as measured weight) output from the electronic balance 20, and in this embodiment, the weight of the container 10 and the piping connected to the container 10 It is a weight having a weight that is a combination of the weight of a part of the pipe or a part of the pipe (in this embodiment, the first pressure regulator Va and the check valve Vc).

上述した構成により、電子天秤20は、該電子天秤20に載置された容器10や配管やバルブ等の総重量から、カウンタウエイト60の重量が差し引かれた重量を測定重量として出力する。
本実施形態では、この電子天秤20から前記測定重量を示す信号が、後述する情報処理装置70に送信されるように構成されている。
With the above-described configuration, the electronic balance 20 outputs the weight obtained by subtracting the weight of the counterweight 60 from the total weight of the container 10, piping, valves, and the like placed on the electronic balance 20.
In the present embodiment, a signal indicating the measured weight is transmitted from the electronic balance 20 to the information processing apparatus 70 described later.

情報処理装置70は、電子天秤20から出力された測定重量に基づき、流体制御機器MFCを校正するものであり、物理的には、CPU、メモリ、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ等を備えた汎用乃至専用のコンピュータである。   The information processing apparatus 70 calibrates the fluid control device MFC based on the measured weight output from the electronic balance 20, and physically includes a CPU, a memory, an A / D converter, a D / A converter, and the like. It is a general purpose or dedicated computer.

本実施形態の情報処理装置70は、いわゆる動的重量法(秤量法)を用いて流体制御機器MFCを校正するものである。
具体的にこの情報処理装置70は、図示しないタイマから出力され、容器10から流体制御機器MFCにガスを流している時間と、前記測定重量とに基づき、容器10から流体制御機器MFCに流れる単位時間当たりの実流量を算出し、この実流量と流体制御機器MFCに入力される設定流量との検量線を作成することにより、流体制御機器MFCを校正するものである。
The information processing apparatus 70 according to the present embodiment calibrates the fluid control device MFC using a so-called dynamic weight method (weighing method).
Specifically, the information processing apparatus 70 is a unit that is output from a timer (not shown) and flows from the container 10 to the fluid control device MFC based on the time during which the gas flows from the container 10 to the fluid control device MFC and the measured weight. The actual flow rate per time is calculated, and a calibration curve between the actual flow rate and the set flow rate input to the fluid control device MFC is created to calibrate the fluid control device MFC.

しかして、本実施形態のガス流量算出システム100は、該ガス流量算出システム100に生じる異常を検出する異常検出装置を具備する。   Therefore, the gas flow rate calculation system 100 of this embodiment includes an abnormality detection device that detects an abnormality that occurs in the gas flow rate calculation system 100.

具体的にこの異常検出装置は、図1に示すように、容器10内の圧力を測定する圧力測定部である圧力センサP2と、圧力センサP2から出力される測定圧力及び電子天秤20から出力される測定重量に基づき、異常を検出する異常検出部とを備えている。   Specifically, as shown in FIG. 1, this abnormality detection device is output from a pressure sensor P <b> 2 that is a pressure measurement unit that measures the pressure in the container 10, and a measurement pressure output from the pressure sensor P <b> 2 and an electronic balance 20. And an abnormality detection unit for detecting an abnormality based on the measured weight.

圧力センサP2は、流出ラインL1における容器10との接続部、又は、封入ラインL2における容器10との接続部に設けられたものであり、より具体的には、流出ラインL1における容器10と第1調圧器Vaとの間、又は、封入ラインL2における容器10と逆止弁Vcとの間に設けられている。
本実施形態では、図1に示すように、流出ラインL1の容器10側(一端側)と封入ラインL2の下流側(他端側)とが共通化されて容器10に接続されており、この共通化された共通ラインL32に前記圧力センサP2が設けられている。
The pressure sensor P2 is provided at a connection portion with the container 10 in the outflow line L1 or a connection portion with the container 10 in the sealing line L2, and more specifically, the pressure sensor P2 is connected to the container 10 in the outflow line L1. It is provided between the pressure regulator Va or between the container 10 and the check valve Vc in the sealing line L2.
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the container 10 side (one end side) of the outflow line L1 and the downstream side (the other end side) of the sealing line L2 are shared and connected to the container 10, The pressure sensor P2 is provided in the common line L32 that is shared.

異常検出部は、本実施形態では、上述した情報処理装置70に設けられており、圧力センサP2からの出力である測定圧力と電子天秤20からの出力である測定重量とを取得するとともに、測定圧力及び測定重量に基づき、ガス流量算出システム100の異常を検出する。   In the present embodiment, the abnormality detection unit is provided in the information processing apparatus 70 described above, and acquires a measurement pressure that is an output from the pressure sensor P2 and a measurement weight that is an output from the electronic balance 20, and performs measurement. An abnormality of the gas flow rate calculation system 100 is detected based on the pressure and the measured weight.

より詳細にこの異常検出部は、容器10内の圧力と該圧力において電子天秤20で測定されるはずの基準重量との相関関係を示す相関データに基づき、測定圧力に対応する基準重量を取得し、この基準重量と測定重量とを比較する。
この相関データは、ガス流量算出システム100が正常な状態(例えば、製品出荷時など)で取得され、前記メモリに形成された所定領域に記憶されたものであり、本実施形態では、例えば容器10内の圧力及び前記基準重量を表としてまとめたルックアップテーブルである。
つまり、本実施形態の異常検出部は、前記ルックアップテーブルに基づいて測定圧力に基から得られる基準重量と、電子天秤20から得られる測定重量とを比較するように構成されている。
More specifically, the abnormality detection unit acquires a reference weight corresponding to the measurement pressure based on correlation data indicating a correlation between the pressure in the container 10 and the reference weight that should be measured by the electronic balance 20 at the pressure. The reference weight is compared with the measured weight.
This correlation data is acquired when the gas flow rate calculation system 100 is in a normal state (for example, at the time of product shipment) and stored in a predetermined area formed in the memory. In this embodiment, for example, the container 10 It is the look-up table which summarized the pressure in the inside and the said reference | standard weight as a table | surface.
That is, the abnormality detection unit of the present embodiment is configured to compare the reference weight obtained from the measurement pressure based on the lookup table and the measurement weight obtained from the electronic balance 20.

そして、本実施形態の異常検出部は、基準重量と測定重量との差が所定値以上である場合に、ガス流量算出システム100に異常が生じていると判定する。   Then, the abnormality detection unit of the present embodiment determines that an abnormality has occurred in the gas flow rate calculation system 100 when the difference between the reference weight and the measured weight is equal to or greater than a predetermined value.

本実施形態では、異常検出部が異常を検出した場合に、当該異常を報知する異常報知部が設けられている。
本実施形態の異常報知部は、上述した情報処理装置70に設けられており、具体的にこの異常報知部は、例えば異常検出部が異常を検出した場合に警報を鳴らしたり、図示しないディスプレイ等に異常を示す文字や記号等を表示したりするものである。
In this embodiment, when the abnormality detection unit detects an abnormality, an abnormality notification unit that notifies the abnormality is provided.
The abnormality notification unit of the present embodiment is provided in the information processing apparatus 70 described above. Specifically, the abnormality notification unit sounds an alarm when the abnormality detection unit detects an abnormality, a display (not shown), etc. In this case, characters or symbols indicating abnormality are displayed.

このように構成された本実施形態に係るガス流量算出システム100によれば、異常検出部が、圧力センサP2からの測定圧力と電子天秤20からの測定重量とに基づき、該ガス流量算出システム100の異常を検出できるので、例えば、天秤ビーム51の曲がりやひび、支点Cのずれ、支柱52の曲がりやひび、電子天秤20の不具合、流出ラインL1及び封入ラインL2を構成する配管からのガス漏れ、配管に付随するバルブ等(本実施形態では、第1調圧器Vaや逆止弁Vc)の故障などの有無を検出することができる。
これにより、ガス流量算出システム100に生じた異常を修復して正常な状態に戻すことができ、ガス流量を精度良く算出することが可能になる。
According to the gas flow rate calculation system 100 according to the present embodiment configured as described above, the abnormality detection unit is configured to use the gas flow rate calculation system 100 based on the measurement pressure from the pressure sensor P2 and the measurement weight from the electronic balance 20. Therefore, for example, bending or cracking of the balance beam 51, displacement of the fulcrum C, bending or cracking of the support column 52, malfunction of the electronic balance 20, gas leakage from piping constituting the outflow line L1 and the sealing line L2 In addition, it is possible to detect the presence or absence of a failure of a valve or the like (in the present embodiment, the first regulator Va or the check valve Vc) associated with the piping.
As a result, it is possible to repair an abnormality that has occurred in the gas flow rate calculation system 100 and return it to a normal state, and to accurately calculate the gas flow rate.

また、電子天秤20は、該電子天秤20に載せられた容器10や配管やバルブ等の総重量から、カウンタウエイト60の重量が差し引かれた重量を測定重量として出力するので、電子天秤20の測定レンジを小さくすることにより、電子天秤20の分解能を高くすることができ、容器10内のガス重量を高精度に測定することができる。   Further, the electronic balance 20 outputs the weight obtained by subtracting the weight of the counterweight 60 from the total weight of the container 10, piping, valves and the like placed on the electronic balance 20, so that the measurement of the electronic balance 20 By reducing the range, the resolution of the electronic balance 20 can be increased, and the gas weight in the container 10 can be measured with high accuracy.

さらに、共通ラインL31にフレキシブルチューブ30が設けられているので、例えばガスの流れにより生じる振動や流出ラインL1及び封入ラインL2から容器10に伝わる張力をフレキシブルチューブ30に吸収されることができ、電子天秤20の出力値に生じる誤差を極めて小さくすることができる。   Furthermore, since the flexible tube 30 is provided in the common line L31, for example, vibration generated by the flow of gas and tension transmitted from the outflow line L1 and the sealing line L2 to the container 10 can be absorbed by the flexible tube 30. An error occurring in the output value of the balance 20 can be extremely reduced.

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。   The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、前記実施形態では、天秤ビーム51の一方に容器10を吊り下げ、他方にカウンタウエイト60を吊り下げていたが、図2に示すように、天秤ビーム51の一方に容器10を吊り下げ、他方に前記容器10と同様の構成を有する容器10’及び容器10に接続される配管やバルブ等を吊り下げるようにしても良い。
上述した構成により、天秤ビーム51の一方及び他方に吊り下げた容器10、10’に加わる浮力をほぼ等しくすることができ、電子天秤20により容器10内のガス重量をより精度良く測定することができる。
For example, in the above embodiment, the container 10 is suspended from one of the balance beams 51 and the counterweight 60 is suspended from the other. However, as illustrated in FIG. 2, the container 10 is suspended from one of the balance beams 51. On the other hand, a container 10 ′ having the same configuration as the container 10 and a pipe or valve connected to the container 10 may be suspended.
With the above-described configuration, the buoyancy applied to the containers 10 and 10 ′ suspended from one and the other of the balance beam 51 can be made substantially equal, and the weight of the gas in the container 10 can be measured with higher accuracy by the electronic balance 20. it can.

また、前記実施形態の天秤機構50は、天秤ビーム51の一方から容器10を吊り下げる構成であったが、図3に示すように、天秤ビーム51の一方に容器10を載せ、他方にカウンタウエイト60を設ける構成であっても良い。   Further, the balance mechanism 50 of the above embodiment has a configuration in which the container 10 is suspended from one of the balance beams 51. However, as shown in FIG. 3, the container 10 is placed on one of the balance beams 51 and the counterweight is placed on the other. 60 may be provided.

さらに、必ずしも天秤機構50を用いる必要はなく、例えば、図4に示すように、チャンバ40内にバネなどの弾性部材80を設け、この弾性部材80の一端を容器10に取り付けるとともに、他端を容器10の上方(例えば、チャンバ40の天井)に取り付けることにより、容器10を持ち上げるように構成しても良い。   Further, it is not always necessary to use the balance mechanism 50. For example, as shown in FIG. 4, an elastic member 80 such as a spring is provided in the chamber 40, one end of the elastic member 80 is attached to the container 10, and the other end is You may comprise so that the container 10 may be lifted by attaching it above the container 10 (for example, ceiling of the chamber 40).

そのうえ、簡易な構成にすべく、天秤機構50等の容器10を持ち上げる機構を用いることなく、容器10を単に電子天秤20に載せるようにしても構わない。   In addition, the container 10 may be simply placed on the electronic balance 20 without using a mechanism for lifting the container 10 such as the balance mechanism 50 so as to have a simple configuration.

また、前記実施形態では、容器10を電子天秤20に載せた状態で圧力センサP2が容器10内の圧力を測定するようにしていたが、例えば、容器10を電子天秤20に載せる前に予めガスを封入して容器10内の圧力を測定し、この測定圧力と、容器10を電子天秤20に載せた際に電子天秤20から出力される測定重量とに基づき、ガス流量算出システム100の異常を検出するようにしても良い。   In the above embodiment, the pressure sensor P2 measures the pressure in the container 10 while the container 10 is placed on the electronic balance 20. For example, before the container 10 is placed on the electronic balance 20, the gas is preliminarily measured. , And the pressure in the container 10 is measured. Based on this measured pressure and the measured weight output from the electronic balance 20 when the container 10 is placed on the electronic balance 20, an abnormality in the gas flow rate calculation system 100 is detected. You may make it detect.

さらに、前記実施形態の異常検出部は、ルックアップテーブルに基づき測定圧力から得られる基準重量と、電子天秤20から得られる測定重量とを比較するように構成されていたが、測定圧力から所定の算出式(例えば、気体の状態方程式を含む式等)に基づいて算出される算出重量と測定重量とを比較するように構成されていても良い。
具体的には、異常検出部は、測定圧力から得られる容器10内のガスの重量であるガス重量と、例えば工場出荷時等に予め計測した空の状態での容器10の重量である容器重量とを足し合わせた重量を算出重量として算出し、この算出重量と測定重量とを比較するものであっても良い。その他にも、測定重量から容器重量を差し引いた重量を算出重量として算出し、この算出重量と前記ガス重量とを比較するようにしても良い。
また、前記実施形態の異常検出部は、基準重量と測定重量とを比較するように構成されていたが、例えば、容器10にガスを基準重量になるまで封入し、その際に圧力センサP2から得られる測定圧力と、前記基準重量から得られる基準圧力とを比較し、基準圧力と測定圧力との差が所定値以上である場合に、ガス流量算出システム100に異常が生じていると判定するように構成しても良い。
Further, the abnormality detection unit of the embodiment is configured to compare the reference weight obtained from the measurement pressure based on the lookup table and the measurement weight obtained from the electronic balance 20, but the predetermined pressure is determined from the measurement pressure. You may comprise so that the calculated weight calculated based on a calculation formula (For example, the formula containing a state equation of gas etc.) and measured weight may be compared.
Specifically, the abnormality detection unit includes a gas weight that is the weight of the gas in the container 10 obtained from the measured pressure, and a container weight that is the weight of the container 10 in an empty state measured in advance at the time of factory shipment, for example. May be calculated as the calculated weight, and the calculated weight and the measured weight may be compared. In addition, a weight obtained by subtracting the container weight from the measured weight may be calculated as a calculated weight, and the calculated weight may be compared with the gas weight.
In addition, the abnormality detection unit of the embodiment is configured to compare the reference weight and the measured weight. For example, the gas is sealed in the container 10 until the reference weight is reached, and the pressure sensor P2 is used at that time. The obtained measurement pressure is compared with the reference pressure obtained from the reference weight, and when the difference between the reference pressure and the measurement pressure is a predetermined value or more, it is determined that an abnormality has occurred in the gas flow rate calculation system 100. You may comprise as follows.

加えて、前記実施形態の圧力センサP2は、共通ラインL32に設けられていたが、容器10に設けられて該容器10内の圧力を測定するようにしても良い。   In addition, although the pressure sensor P2 of the embodiment is provided in the common line L32, the pressure sensor P2 may be provided in the container 10 to measure the pressure in the container 10.

また、前記実施形態では、流出ラインL1と封入ラインL2とが合流するように構成されていたが、流出ラインL1及び封入ラインL2が合流することなく容器10に接続されるように構成しても良い。
さらに、前記実施形態では、合流点Xから容器10に向かって、流出ラインL1及び封入ラインL2の一部が共通化されていたが、合流点Xから容器10に到るまでの各ラインL1、L2を共通にしても良い。この場合は、共通ラインに開閉弁や調圧器を設けておくことが好ましい。
より好ましくは、流出ラインL1及び封入ラインL2が、容器10との接続部(より具体的には、容器10に接続される接続端部から所定範囲)において共通化されている構成が良い。
Moreover, in the said embodiment, although the outflow line L1 and the enclosure line L2 were comprised so that it might join, you may comprise so that the outflow line L1 and the enclosure line L2 may be connected to the container 10 without joining. good.
Furthermore, in the said embodiment, although the outflow line L1 and a part of enclosure line L2 were made common toward the container 10 from the confluence | merging point X, each line L1 until it reaches the container 10 from the confluence | merging point X, L2 may be shared. In this case, it is preferable to provide an on-off valve and a pressure regulator on the common line.
More preferably, the outflow line L1 and the sealing line L2 may be configured to be shared at a connection portion with the container 10 (more specifically, a predetermined range from a connection end portion connected to the container 10).

加えて、前記実施形態では、封入ラインL2に逆支弁Vcが設けられていたが、この逆支弁Vcは必ずしも必要ではなく、例えば、流出ラインL1の第1調圧器Vaを開状態にして、図示しないガスボンベ内の校正用ガスを流出ラインL1から容器10内に封入させるようにしても良い。   In addition, in the above-described embodiment, the reversely supported valve Vc is provided in the sealing line L2. However, this reversely supported valve Vc is not always necessary, for example, the first pressure regulator Va of the outflow line L1 is opened and illustrated. The calibration gas in the gas cylinder not to be used may be sealed in the container 10 from the outflow line L1.

そのうえ、前記実施形態の異常検出部及び異常報知部は情報処理装置70に設けられていたが、情報処理装置70とは別のコンピュータ等に設けても良い。   In addition, although the abnormality detection unit and the abnormality notification unit of the embodiment are provided in the information processing apparatus 70, they may be provided in a computer or the like different from the information processing apparatus 70.

また、前記実施形態のガス流量算出システム100は、容器10から流体制御機器MFCにガスを流すように構成されていたが、流体制御機器MFCに流れるガスを容器10に流入させ、電子天秤20から出力される出力値に基づき、容器10に流れ込むガスの流量を算出するように構成しても良い。   Further, the gas flow rate calculation system 100 of the above embodiment is configured to flow gas from the container 10 to the fluid control device MFC. However, the gas flowing into the fluid control device MFC is caused to flow into the container 10, and the electronic balance 20 You may comprise so that the flow volume of the gas which flows in into the container 10 may be calculated based on the output value output.

さらに、カウンタウエイト60は、容器10の重量と容器10に接続された配管の一部や前記配管の一部に付随するバルブ等の重量とを合わせた重量以下であっても良く、電子天秤20により得られる出力値の少なくとも一部を打ち消せる重量であれば良い。   Further, the counterweight 60 may be equal to or less than the total weight of the weight of the container 10 and the weight of a part of piping connected to the container 10 and the weight of a valve or the like attached to a part of the piping. It is sufficient that the weight is such that at least a part of the output value obtained by the above can be canceled.

そのうえ、前記実施形態のフレキシブルチューブ30は、樹脂製のものであったが、SUS等の金属製のものであっても良い。
これならば、フレキシブルチューブ30が樹脂製のものに比べて変形しにくいので、流体制御機器MFCにガスをより安定的に流すことができる。
ただし、金属製のフレキシブルチューブ30は、樹脂製のものに比べて曲率が大きくなってしまい、その分だけチャンバ40を大きくする必要が生じる。このことから、装置全体を小型化するためには、金属製のフレキシブルチューブ30よりも樹脂製のフレキシブルチューブ30の方が有利である。
Moreover, the flexible tube 30 of the above embodiment is made of resin, but may be made of metal such as SUS.
In this case, since the flexible tube 30 is less likely to be deformed than a resin tube, the gas can be flowed more stably to the fluid control device MFC.
However, the metal flexible tube 30 has a larger curvature than that of the resin, and the chamber 40 needs to be enlarged accordingly. Therefore, in order to reduce the size of the entire apparatus, the resin flexible tube 30 is more advantageous than the metal flexible tube 30.

加えて、流出ラインL1における第1調圧器Vaの上流側又は下流側に、第1調圧器Vaと連続的に第3調圧器をさらに直列配置させても良い。
これにより、第1調圧器Va及び第3調圧器を順次開くことにより、流出ラインL1内を所定の圧力にするとともに、校正用ガスを容器10から流体制御機器MFCに安定的に流すことができる。
In addition, a third pressure regulator may be further arranged in series continuously with the first pressure regulator Va on the upstream side or the downstream side of the first pressure regulator Va in the outflow line L1.
Accordingly, by sequentially opening the first pressure regulator Va and the third pressure regulator, the inside of the outflow line L1 can be set to a predetermined pressure, and the calibration gas can be stably flowed from the container 10 to the fluid control device MFC. .

さらに加えて、前記実施形態の流量算出システム100は、校正用ガスを容器10から流体制御機器MFCに流すように構成されていたが、流体制御機器MFCに流れるガスを容器10内に流入させ、電子天秤20から出力される出力値に基づいて、流体制御機器MFCに流れる前記ガスの流量を算出するように構成しても良い。
ここで、流体制御機器MFCとして差圧式のマスフローコントローラを用いた場合、流体制御機器MFCの二次側(下流側)の圧力を一次側(上流側)の圧力よりも低く保つ必要がある。ところが、この流外制御機器MFCを上述した流量算出システム100を用いて校正しようとすると、流体制御機器MFCに流れるガスを容器10内に流入させるに従い、二次側の圧力が増大してしまい、流体を精度良く制御することができなくなってしまう。
したがって、上述したように構成された流量算出システム100を流体制御機器MFCの校正に用いる場合、流体制御機器MFCとしては差圧式のマスフローコントローラよりも熱式のマスフローコントローラの方が好ましい。なお、センサよりも下流側に流量制御バルブ等の流量制御部を有するマスフローコントローラであれば、上述したように構成された流量算出システムを用いて校正する対象として適している。
In addition, the flow rate calculation system 100 of the above embodiment is configured to flow the calibration gas from the container 10 to the fluid control device MFC. However, the gas flowing to the fluid control device MFC is caused to flow into the container 10; Based on the output value output from the electronic balance 20, the flow rate of the gas flowing through the fluid control device MFC may be calculated.
Here, when a differential pressure mass flow controller is used as the fluid control device MFC, it is necessary to keep the pressure on the secondary side (downstream side) of the fluid control device MFC lower than the pressure on the primary side (upstream side). However, when trying to calibrate the outflow control device MFC using the flow rate calculation system 100 described above, the pressure on the secondary side increases as the gas flowing into the fluid control device MFC flows into the container 10. The fluid cannot be accurately controlled.
Therefore, when the flow rate calculation system 100 configured as described above is used for calibration of the fluid control device MFC, a thermal mass flow controller is more preferable than the differential pressure mass flow controller as the fluid control device MFC. A mass flow controller having a flow rate control unit such as a flow rate control valve on the downstream side of the sensor is suitable as an object to be calibrated using the flow rate calculation system configured as described above.

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。   In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

100・・・ガス流量算出システム
10 ・・・容器
20 ・・・電子天秤
50 ・・・天秤機構
60 ・・・カウンタウエイト
70 ・・・情報処理装置
P2 ・・・圧力センサ
MFC・・・流体制御機器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Gas flow rate calculation system 10 ... Container 20 ... Electronic balance 50 ... Balance mechanism 60 ... Counterweight 70 ... Information processing apparatus P2 ... Pressure sensor MFC ... Fluid control machine

Claims (5)

ガスが流れ込む又はガスが流れ出る容器と、前記容器が載置される重量測定部とを具備し、前記重量測定部から出力される出力値に基づき、前記容器に流れ込む又は流れ出る前記ガスの流量を算出するガス流量算出システムであって、
前記容器内の圧力と前記出力値とに基づき、該ガス流量算出システムの異常を検出することを特徴とするガス流量算出システム。
Comprising a container into which gas flows in or out and a weight measuring unit on which the container is placed, and calculates a flow rate of the gas flowing into or out of the container based on an output value output from the weight measuring unit A gas flow rate calculation system,
An abnormality in the gas flow rate calculation system is detected based on the pressure in the container and the output value.
前記容器内の圧力を測定する圧力センサを有していることを特徴とする請求項1記載のガス流量算出システム。   The gas flow rate calculation system according to claim 1, further comprising a pressure sensor for measuring the pressure in the container. 一方に前記容器が取り付けられ、他方に所定の重量を有するカウンタウエイトが取り付けられる天秤機構をさらに具備していることを特徴とする請求項1又は2記載のガス流量算出システム。   The gas flow rate calculation system according to claim 1 or 2, further comprising a balance mechanism to which the container is attached on one side and a counterweight having a predetermined weight is attached to the other side. ガスが流れ込む又はガスが流れ出る容器と、前記容器が載置される重量測定部とを具備し、前記重量測定部から出力される出力値に基づき、前記容器に流れ込む又は流れ出る前記ガスの流量を算出するガス流量算出システムに用いられるものであって、
前記容器内の圧力と前記出力値とに基づき、前記ガス流量算出システムの異常を検出することを特徴とする異常検出装置。
Comprising a container into which gas flows in or out and a weight measuring unit on which the container is placed, and calculates a flow rate of the gas flowing into or out of the container based on an output value output from the weight measuring unit Used for a gas flow rate calculation system,
An abnormality detection device for detecting an abnormality of the gas flow rate calculation system based on the pressure in the container and the output value.
ガスが流れ込む又はガスが流れ出る容器と、前記容器が載置される重量測定部とを具備し、前記重量測定部から出力される出力値に基づき、前記容器に流れ込む又は流れ出る前記ガスの流量を算出するガス流量算出システムに用いられる方法であって、
前記容器内の圧力と前記出力値とに基づき、前記ガス流量算出システムの異常を検出することを特徴とする異常検出方法。
Comprising a container into which gas flows in or out and a weight measuring unit on which the container is placed, and calculates a flow rate of the gas flowing into or out of the container based on an output value output from the weight measuring unit A method used for a gas flow rate calculation system,
An abnormality detection method for detecting an abnormality in the gas flow rate calculation system based on the pressure in the container and the output value.
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