JP2020003999A - マスフローコントローラの診断装置および診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】校正作業を行なうことなくマスフローコントローラの診断を行なう。【解決手段】診断装置は、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１１が配設された配管１０の、ＭＦＣ１１よりも前方の部分で配管１０から分岐してＭＦＣ１１の前方で配管１０に合流する配管１３と、配管１３を流れる流体の流量を計測するマスフローメータ（ＭＦＭ）１４と、ＭＦＣ１１の診断の前段階で、配管１０を流れる流体の全てがＭＦＣ１１に流入する前に配管１３に流入した後に配管１０に戻ってＭＦＣ１１に流入するように配管を切り替える配管切替部１５と、ＭＦＣ１１の診断の実行時に、ＭＦＣ１１で計測された第１の流量計測値を取得すると同時に、マスフローメータで計測された第２の流量計測値を取得する流量計測値取得部１６と、第１の流量計測値と第２の流量計測値とをオペレータに対して提示する計測結果提示部１７とを備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、マスフローコントローラの診断を行なう診断装置および診断方法に関するものである。

半導体製造装置では、材料ガスなどを真空チャンバー内に一定流量で導入するために、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）などの流量制御装置が採用されている（特許文献１参照）。図９（Ａ）は従来のＭＦＣの構成を示す平面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＭＦＣのＡ−Ａ線断面図である。図９（Ａ）、図９（Ｂ）において、１は本体ブロック、２はセンサパッケージ、３はセンサパッケージ２のヘッド部、４はフローセンサ、５はバルブ、６は本体ブロック１の内部に形成された流路、７は流路６の入口側の開口、８は流路６の出口側の開口である。

流体は、開口７から流路６に流入してバルブ５を通過し、開口８から排出される。このとき、フローセンサ４は流体の流量を計測する。フローセンサ４は、センサパッケージ２のヘッダ部３に搭載され、計測対象の流体に晒されるように本体ブロック１に装着される。ＭＦＣの図示しない制御装置は、フローセンサ４の電圧出力から流体の流量を求め、この流量の値を予め設定された値と比較し、この比較結果に基づいてバルブ５への駆動電流を出力する。こうして、バルブ５を駆動することにより、流体の流量が設定値と一致するように制御される。

このようなＭＦＣを半導体製造装置のように流量精度が重要なアプリケーションに適用する場合、定期的な校正でＭＦＣの精度が維持されていることを確認することが求められている。

しかしながら、以下の理由により、ＭＦＣの定期的な校正が必ずしも現実的ではないのが実状である。
（I）校正費用（校正作業自体にかかる費用）。
（II）ＭＦＣの脱着費用（校正作業に伴う作業にかかる費用）。
（III）校正作業によって製品の製造が停止する。
（IV）ＭＦＣが設けられている配管の脱着には、配管内のガスを除去するパージや、配管の漏れを調べるリークチェックが必要となるが、これらパージやリークチェックが不十分な場合、製品の品質に影響がある。

以上のような理由からＭＦＣの定期的な校正が困難なため、改善が求められている。

特開２００８−０３９５８８号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ＭＦＣが設置されている現場で校正作業を行なうことなくＭＦＣを診断することができる診断装置および診断方法を提供することを目的とする。

本発明のマスフローコントローラの診断装置は、流体の流量制御を行なうマスフローコントローラが配設された第１の配管の、前記マスフローコントローラよりも前方の部分で前記第１の配管から分岐して前記マスフローコントローラの前方で前記第１の配管に合流するように設けられた第２の配管と、前記第２の配管を流れる前記流体の流量を計測するように構成されたマスフローメータと、前記マスフローコントローラの診断の前段階で、前記第１の配管を流れる前記流体の全てが前記マスフローコントローラに流入する前に前記第２の配管に流入した後に前記第１の配管に戻って前記マスフローコントローラに流入するように配管を切り替えるように構成された配管切替部と、前記マスフローコントローラの診断の実行時に、前記マスフローコントローラで計測された第１の流量計測値を取得すると同時に、前記マスフローメータで計測された第２の流量計測値を取得するように構成された流量計測値取得部と、前記第１の流量計測値と前記第２の流量計測値とをオペレータに対して提示するように構成された計測結果提示部とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明のマスフローコントローラの診断装置の１構成例は、前記第２の流量計測値に対して前記第１の流量計測値が規定の方向にずれている場合に、アラームを出力するように構成されたアラーム発信部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明のマスフローコントローラの診断装置の１構成例は、過去から現在までの前記第１の流量計測値の変動状況の履歴に基づいて、次にマスフローコントローラの診断を実行すべき時期を予測し、予測した時期を推奨情報としてオペレータに提示するように構成された推奨情報提示部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明のマスフローコントローラの診断装置の１構成例において、前記推奨情報提示部は、過去から現在までの前記第１の流量計測値の変動状況の履歴と、最新の第１の流量計測値の、規定の許容誤差範囲に対する余裕量とに基づいて、次にマスフローコントローラの診断を実行すべき時期を予測することを特徴とするものである。
また、本発明のマスフローコントローラの診断装置の１構成例において、前記推奨情報提示部は、少なくとも過去から現在までの前記第１の流量計測値の前記第２の流量計測値に対する変動量の時系列データに基づいて、機械学習により、次にマスフローコントローラの診断を実行すべき時期を予測することを特徴とするものである。

また、本発明のマスフローコントローラの診断装置の１構成例において、前記推奨情報提示部は、過去から現在までの診断の実行回毎の、前記第１の流量計測値の前記第２の流量計測値に対する変動量の時系列データを取得するように構成された変動量取得部と、前記流体の温度計測値を診断の度に取得するように構成された温度取得部と、予め定められた複数の基準状態値のうち、前記変動量および前記温度計測値が取得されたときの前記第２の流量計測値に最も近い基準状態値を診断の度に取得するように構成された基準状態値取得部と、前記基準状態値取得部によって取得された基準状態値の時系列データと前記変動量取得部によって取得された変動量の時系列データと前記温度取得部によって取得された温度計測値の時系列データとに基づいて、機械学習により、次にマスフローコントローラの診断を実行すべき時期を予測する予測モデルと、この予測モデルの予測結果を推奨情報としてオペレータに提示するように構成された予測結果提示部とから構成されることを特徴とするものである。
また、本発明のマスフローコントローラの診断装置の１構成例は、前記マスフローコントローラの診断の前段階で、前記第２の流量計測値が予め定められた基準状態値の近傍で安定しているときに、オペレータに対して診断実行の推奨状態であることを通知するように構成された実行推奨通知部をさらに備えることを特徴とするものである。

また、本発明のマスフローコントローラの診断方法は、流体の流量制御を行なうマスフローコントローラの診断の前段階で、前記マスフローコントローラが配設された第１の配管を流れる前記流体の全てが前記マスフローコントローラに流入する前に第２の配管に流入した後に前記第１の配管に戻って前記マスフローコントローラに流入するように配管を切り替える第１のステップと、前記マスフローコントローラの診断の実行時に、前記マスフローコントローラで計測された第１の流量計測値を取得すると同時に、前記第２の配管に配設されたマスフローメータで計測された第２の流量計測値を取得する第２のステップと、前記第１の流量計測値と前記第２の流量計測値とをオペレータに対して提示する第３のステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、マスフローコントローラが設置されている現場で、脱着作業を伴う校正作業を行なうことなくマスフローコントローラを診断することができる。その結果、本発明では、マスフローコントローラをメーカや校正事業者に送らずとも、マスフローコントローラの校正作業の必要性を判断できるようになる。また、本発明では、マスフローコントローラの校正作業の実施までマスフローコントローラの脱着が不要になるので、パージやリークチェックが不要となり、安全性を向上させることができる。また、本発明では、マスフローコントローラを使用する流量計測システムの運用中にマスフローメータを取り外すことができるので、流量計測システムの運用を停止させることなく、マスフローメータの校正作業を行なうことができる。

図１は、本発明の原理を説明する図である。 図２は、本発明の実施例に係る流量計測システムの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施例に係る流量計測システムの診断装置の動作を説明するフローチャートである。 図４は、本発明の実施例に係る診断装置の計測結果提示部による流量計測値提示とアラーム発信部によるアラーム出力の例を示す図である。 図５は、本発明の実施例に係る診断装置の推奨情報提示部による推奨情報提示の例を示す図である。 図６は、本発明の実施例に係る診断装置の推奨情報提示部の構成例を示す図である。 図７は、本発明の実施例に係る診断装置の推奨情報提示部の別の構成例を示す図である。 図８は、本発明の実施例に係る診断装置を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。 図９は、従来のマスフローコントローラの構成を示す平面図および断面図である。

［発明の原理１］
発明者は、図１に示すように、ＭＦＣ１１の流量計測値ＰＶに対する診断装置１２として、マスフローメータ（ＭＦＭ）１４を、ＭＦＣ１１が設置されている配管１０に直列に挿入し、ＭＦＣ１１と診断装置１２（ＭＦＭ１４）の計測値を比較する構成に想到した。これにより、ＭＦＣが流量を正常に計測できているか否かを、常時または定期的に確認できる。

本発明によれば、診断装置１２については定期校正することの制約が小さいので、ＭＦＣ１１を利用する装置（例えば半導体製造装置）の運用としては、診断装置１２の校正中でも製品の生産を継続できる。また、ＭＦＣ１１の脱着が不要になるので、パージやリークチェックが不要となり、安全性を向上させることができる、

［発明の原理２］
診断装置１２によるＭＦＣ１１の流量計測値ＰＶの妥当性検証の結果に基づき、予め規定された危険側にずれが生じる傾向が流量計測値ＰＶに見られる場合に、オペレータに対して特に注意喚起のアラームを発信できる。

［発明の原理３］
診断装置１２によるＭＦＣ１１の流量計測値ＰＶの妥当性検証の結果に基づき、次にメンテナンス（定期的な確認）をするべき時期を予測して、オペレータに対してメンテナンス時期を推奨できる。

［発明の原理４］
予め特定された基準状態近傍で安定している状態を抽出したときに、オペレータに対して診断実行の推奨状態であることを提示することで、確度の高い診断を実行できる確率が向上する。

［実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図２は本発明の実施例に係る流量計測システムの構成を示すブロック図である。流量計測システムは、流量制御の対象となる流体が流れる配管１０（第１の配管）と、配管１０に配設され、流量計測値ＰＶ＿Ａを計測し、流量計測値ＰＶ＿Ａが流量設定値ＳＰと一致するようにバルブ（図９のバルブ５）を制御するＭＦＣ１１と、診断装置１２とを備えている。

診断装置１２は、配管１０の、ＭＦＣ１１よりも前方の部分で配管１０から分岐してＭＦＣ１１の前方で配管１０に合流する副配管１３（第２の配管）と、副配管１３に設置され、副配管１３を流れる流体の流量を計測するＭＦＭ１４と、ＭＦＣ１１の診断の前段階で、配管１０を流れる流体の全てがＭＦＣ１１に流入する前に副配管１３に流入した後に配管１０に戻ってＭＦＣ１１に流入するように配管を切り替える配管切替部１５と、ＭＦＣ１１の診断の実行時に、ＭＦＣ１１で計測された流量計測値ＰＶ＿Ａ（第１の流量計測値）を取得すると同時に、ＭＦＭ１４で計測された流量計測値ＰＶ＿Ｂ（第２の流量計測値）を取得する流量計測値取得部１６と、流量計測値ＰＶ＿Ａ，ＰＶ＿Ｂをオペレータに対して提示する計測結果提示部１７と、流量計測値ＰＶ＿Ｂに対して流量計測値ＰＶ＿Ａが規定の方向にずれている場合に、アラームを出力するアラーム発信部１８と、過去から現在までの流量計測値ＰＶ＿Ａの変動状況の履歴に基づいて、次にＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期を予測し、予測した時期を推奨情報としてオペレータに提示する推奨情報提示部１９と、ＭＦＣ１１の診断の前段階で、流量計測値ＰＶ＿Ｂが予め定められた基準状態値の近傍で安定しているときに、オペレータに対して診断実行の推奨状態であることを通知する実行推奨通知部２０とから構成される。

ＭＦＣ１１の動作は従来と同様である。次に、診断装置１２の動作を図３のフローチャートを参照して説明する。
まず、配管切替部１５は、流量制御の対象となる流体がＭＦＣ１１に流入する前に全て副配管１３に流入した後に配管１０に戻ってＭＦＣ１１に流入するように配管を切り替える（図３ステップＳ１００）。図２から明らかなとおり、副配管１３は配管１０から分岐してＭＦＭ１４を通過した後に配管１０に合流するように配設されており、配管切替部１５は配管１０と副配管１３の分岐部に配設されている。このような構造により、上記の配管切り替えを実現することができる。

配管の切り替えにより、流量制御の対象となる流体は一旦ＭＦＭ１４に流入し、ＭＦＭ１４から流出した後に、ＭＦＣ１１に流入する。
なお、配管切替部１５は、診断の準備を指示するオペレータからの準備指示信号の受信に対応して、配管を自動的に切り替えるようにしてもよい。

次に、実行推奨通知部２０は、ＭＦＭ１４で計測される流量計測値ＰＶ＿Ｂが予め定められた基準状態値の近傍で安定しているときに（図３ステップＳ１０１においてＹＥＳ）、オペレータに対して診断実行の推奨状態であることを通知する（図３ステップＳ１０２）。具体的には、実行推奨通知部２０は、流量計測値ＰＶ＿Ｂが一定時間以上（例えば３０秒以上）連続して基準状態値ＰＶｒｅｆ（例えば１５．０ｍＬ／ｍｉｎ．）を中心とする所定の範囲内（ＰＶｒｅｆ±α、αは偏差であり、例えば１．０ｍＬ／ｍｉｎ．）になったときに、流量計測値ＰＶ＿Ｂが基準状態の近傍で安定していると判定する。

基準状態値ＰＶｒｅｆについては、例えばＭＦＣ１１を利用する装置（例えば半導体製造装置）にとって重要な数値範囲内の流量値を、基準状態値ＰＶｒｅｆとして設定しておけばよい。なお、基準状態値ＰＶｒｅｆを予め複数設定しておいて、流量計測値ＰＶ＿Ｂが１つの基準状態値ＰＶｒｅｆの近傍で安定しているときに、オペレータに対して診断実行の推奨状態であることを通知するようにしてもよい。
オペレータへの通知の方法としては例えばオペレータに対してメッセージを表示する等の方法が考えられるが、本発明は通知方法に限定されるものではない。

オペレータは、実行推奨通知部２０からの通知に応じて、診断装置１２の図示しない入力装置を操作して、診断の実行を指示する実行指示信号を入力する。
なお、診断装置１２に実行指示信号生成部を設けるようにしてもよい。この場合、準備指示信号の受信の後で、流量計測値ＰＶ＿Ｂが基準状態値ＰＶｒｅｆの近傍で安定していることが実行推奨通知部２０によって検出されたときに、実行指示信号生成部が、実行指示信号を自動的に生成すればよい。

次に、流量計測値取得部１６は、実行指示信号を受信したときに（図３ステップＳ１０３においてＹＥＳ）、ＭＦＣ１１で計測された流量計測値ＰＶ＿Ａを取得すると同時に、ＭＦＭ１４で計測された流量計測値ＰＶ＿Ｂを取得する（図３ステップＳ１０４）。この場合、ＭＦＭ１４で計測された流量計測値ＰＶ＿Ｂが正しい計測値として位置付けられる。

続いて、計測結果提示部１７は、オペレータが流量計測値ＰＶ＿Ａと流量計測値ＰＶ＿Ｂとを比較して、ＭＦＣ１１が正常に計測できているか否かを確認できるように、流量計測値取得部１６によって取得された最新の流量計測値ＰＶ＿Ａ，ＰＶ＿Ｂを提示する（図３ステップＳ１０５）。このとき、単純に流量計測値ＰＶ＿Ａ，ＰＶ＿Ｂを提示（並列表示）してもよいが、計測結果提示部１７は、流量計測値ＰＶ＿Ａが流量計測値ＰＶ＿Ｂを中心とする規定の許容誤差範囲（例えばＰＶ＿Ｂ±０．１ｍＬ／ｍｉｎ．）から外れている場合に、流量計測値ＰＶ＿Ａの表示色を変更する等の処理を行なうことが好ましい。これにより、ＭＦＣ１１が正常に計測できていないことをオペレータが認識し易くすることができる。

また、アラーム発信部１８は、流量計測値ＰＶ＿Ｂに対して流量計測値ＰＶ＿Ａが規定の方向にずれている場合に（図３ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、アラームを出力する（図３ステップＳ１０７）。例えば、流量が真値に対して想定外に多くなる方を規定の方向（危険な方向）とすると、実際の正しい流量（流量計測値ＰＶ＿Ｂ）よりも、流量計測値ＰＶ＿Ａが小さい値で計測されているのであれば、規定の方向にずれが生じている場合に該当する。アラーム発信部１８は、このような場合にアラームを出力する。

図４は計測結果提示部１７による流量計測値提示とアラーム発信部１８によるアラーム出力の例を示す図である。流量計測値ＰＶ＿Ｂ＝１５．１２ｍＬ／ｍｉｎ．に対して流量計測値ＰＶ＿Ａ＝１５．０１ｍＬ／ｍｉｎ．が許容誤差範囲（１５．１２±０．１ｍＬ／ｍｉｎ．）外のため、計測結果提示部１７は、画面４０に表示する流量計測値ＰＶ＿Ａの表示色を変更している。図４の例では、分かり易くするために、流量計測値ＰＶ＿Ａを黒地に白文字で示しているが、流量計測値ＰＶ＿Ａが許容誤差範囲内の場合に例えば青色で表示し、流量計測値ＰＶ＿Ａが許容誤差範囲外の場合に例えば赤色で表示すればよい。

また、流量計測値ＰＶ＿Ｂよりも流量計測値ＰＶ＿Ａが小さい値となっているため、アラーム発信部１８は、画面４０に「＜危険側＞」という文字を表示することでアラームを出力している。なお、アラームの出力方法は、図４の例に限らず、例えばアラーム発生を知らせるＬＥＤを点灯したり、アラーム発生を知らせる音声を出力したりしてもよい。

次に、推奨情報提示部１９は、過去から現在までの流量計測値ＰＶ＿Ａの変動状況の履歴と、最新の流量計測値ＰＶ＿Ａの、許容誤差範囲に対する余裕量とに基づいて、次にＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期を予測し、予測した時期を推奨情報としてオペレータに提示する（図４ステップＳ１０８）。

図６は推奨情報提示部１９の構成例を示すブロック図である。推奨情報提示部１９は、流量計測値取得部１６によって取得された流量計測値ＰＶ＿Ａ，ＰＶ＿Ｂを記憶する記憶部１９０と、次にＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期を予測する予測部１９１と、予測部１９１の予測結果を提示する予測結果提示部１９２とから構成される。

流量計測値取得部１６によって取得された流量計測値ＰＶ＿Ａ，ＰＶ＿Ｂは、記憶部１９０に蓄積される。例えば数週間おきの３回（２期間）の診断実行で取得された流量計測値ＰＶ＿Ａ，ＰＶ＿Ｂに基づいて、予測部１９１が流量計測値ＰＶ＿Ａの流量計測値ＰＶ＿Ｂに対する変動量ΔＰＶ＝ＰＶ＿Ａ−ＰＶ＿Ｂを１週間当たりの値に換算した結果、１週間当たりの変動量が例えば０．０２ｍＬ／ｍｉｎ．であったとする。また、今回の診断実行で取得された最新の流量計測値ＰＶ＿Ａの、許容誤差範囲（例えばＰＶ＿Ｂ±０．１ｍＬ／ｍｉｎ．）に対する余裕量が例えば０．０４ｍＬ／ｍｉｎ．であったとする。この場合、流量計測値ＰＶ＿Ａが２週間で許容誤差範囲に達すると予測できるので、予測部１９１は、次にＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期を２週間以内と予測する。

図５は推奨情報提示部１９による推奨情報提示の例を示す図である。図５の例では、最新の流量計測値ＰＶ＿Ａが１５．１４ｍＬ／ｍｉｎ．、流量計測値ＰＶ＿Ｂが１５．０８ｍＬ／ｍｉｎ．となっている。したがって、流量計測値ＰＶ＿Ａ＝１５．１４ｍＬ／ｍｉｎ．の、許容誤差範囲（１５．０８±０．１ｍＬ／ｍｉｎ．）に対する余裕量は上記のとおり０．０４ｍＬ／ｍｉｎ．である。このため、予測結果提示部１９２は、画面４０に「＜次回は２週間以内を推奨＞」という推奨情報を表示する。

なお、ＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期については、ＡＩ（Ａrtificial Intelligence）などの機械学習機能を利用して予測してもよい。この場合の推奨情報提示部１９の構成例を図７に示す。図７の推奨情報提示部１９は、記憶部１９０と、変動量取得部１９３と、温度取得部１９４と、基準状態値取得部１９５と、予測モデル１９６と、学習部１９７と、予測結果提示部１９８とから構成される。

変動量取得部１９３は、過去から現在までの診断の実行回毎の、流量計測値ＰＶ＿Ａの流量計測値ＰＶ＿Ｂに対する変動量ΔＰＶ＝ＰＶ＿Ａ−ＰＶ＿Ｂを算出する。これにより、過去から現在までの変動量ΔＰＶの時系列データが得られる。
温度取得部１９４は、配管１０または１３に設置された図示しない温度センサから、流体の温度計測値Ｔを診断の度に取得する。これにより、過去から現在までの温度計測値Ｔの時系列データが記憶部１９０に格納される。

基準状態値取得部１９５は、予め定められた複数の基準状態値ＰＶｒｅｆのうち、変動量ΔＰＶおよび温度計測値Ｔが取得されたときの流量計測値ＰＶ＿Ｂに最も近い基準状態値ＰＶｒｅｆを診断の度に取得する。これにより、過去から現在までの基準状態値ＰＶｒｅｆの時系列データが記憶部１９０に格納される。

例えばニューラルネットワークからなる予測モデル１９６は、入力変数（本実施例では、基準状態値ＰＶｒｅｆの時系列データと、変動量ΔＰＶの時系列データと、温度計測値Ｔの時系列データ）と出力変数（本実施例では、次にＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期）との関係をモデル化したものである。予測モデル１９６は、診断の実行時に、記憶部１９０に記憶されている基準状態値ＰＶｒｅｆの時系列データと変動量ΔＰＶの時系列データと温度計測値Ｔの時系列データとを入力として、次にＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期（現在から次の診断実行時までの推奨週数または推奨日数）の予測結果を出力する。

一方、学習部１９７は、基準状態値取得部１９５によって取得された基準状態値ＰＶｒｅｆの時系列データと、変動量取得部１９３によって算出された変動量ΔＰＶの時系列データと、温度取得部１９４によって取得された温度計測値Ｔの時系列データとを学習データ（入力）とし、これら（ＰＶｒｅｆ，ΔＰＶ，Ｔ）の組が得られた過去の各時点で例えばメンテナンス作業者が経験上から推測した、次にＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期（次の診断実行時までの週数または日数）を教師データ（出力）として、予測モデル１９６の学習を行なう。このように予測モデル１９６の機械学習を行なうことで、予測精度を向上させることができる。なお、機械学習の方法は周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。

予測結果提示部１９８は、予測モデル１９６の予測結果を提示する。こうして、次にＭＦＣ１１の診断を実行すべき時期を予測して、予測した時期を推奨情報としてオペレータに提示することができる。図７に示した構成によれば、予測のために利用すべき情報が多様な場合に対応することができる。

次に、配管切替部１５は、診断の終了後に、ステップＳ１００の配管の切り替えを解除して、流量制御の対象となる流体の全てが配管１３に流入することなくＭＦＣ１１に流入するように配管を診断前の状態に戻す（図３ステップＳ１０９）。
なお、配管切替部１５は、診断の終了を指示するオペレータからの終了指示信号の受信に対応して、配管を自動的に切り替えるようにしてもよい。

以上のように、本実施例では、ＭＦＣ１１が設置されている現場で、脱着作業を伴う校正作業を行なうことなくＭＦＣ１１を診断することができる。その結果、本実施例では、ＭＦＣ１１をＭＦＣメーカや校正事業者に送らずとも、ＭＦＣ１１の校正作業の必要性を判断できるようになる。また、本実施例では、ＭＦＣ１１の校正作業の実施までＭＦＣ１１の脱着が不要になるので、パージやリークチェックが不要となり、安全性を向上させることができる。また、本実施例では、ＭＦＣ１１を使用する流量計測システムの運用中にＭＦＭ１４を取り外すことができるので、流量計測システムの運用を停止させることなく、ＭＦＭ１４の校正作業を行なうことができる。

本実施例の診断装置１２のうち少なくとも流量計測値取得部１６と計測結果提示部１７とアラーム発信部１８と推奨情報提示部１９と実行推奨通知部２０とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。

このコンピュータの構成例を図８に示す。コンピュータは、ＣＰＵ２００と、記憶装置２０１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）２０２とを備えている。Ｉ／Ｆ２０２には、ＭＦＣ１１とＭＦＭ１４の制御装置と配管切替部１５の駆動装置（配管切替部１５を自動で切り替える場合）とが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の診断方法を実現させるためのプログラムは記憶装置２０１に格納される。ＣＰＵ２００は、記憶装置２０１に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。

本発明は、マスフローコントローラを用いる流量計測システムに適用することができる。

１０…配管、１１…マスフローコントローラ、１２…診断装置、１３…副配管、１４…マスフローメータ、１５…配管切替部、１６…流量計測値取得部、１７…計測結果提示部、１８…アラーム発信部、１９…推奨情報提示部、２０…実行推奨通知部、１９０…記憶部、１９１…予測部、１９２，１９８…予測結果提示部、１９３…変動量取得部、１９４…温度取得部、１９５…基準状態値取得部、１９６…予測モデル、１９７…学習部。

Claims (8)

1. 流体の流量制御を行なうマスフローコントローラが配設された第１の配管の、前記マスフローコントローラよりも前方の部分で前記第１の配管から分岐して前記マスフローコントローラの前方で前記第１の配管に合流するように設けられた第２の配管と、
   前記第２の配管を流れる前記流体の流量を計測するように構成されたマスフローメータと、
   前記マスフローコントローラの診断の前段階で、前記第１の配管を流れる前記流体の全てが前記マスフローコントローラに流入する前に前記第２の配管に流入した後に前記第１の配管に戻って前記マスフローコントローラに流入するように配管を切り替えるように構成された配管切替部と、
   前記マスフローコントローラの診断の実行時に、前記マスフローコントローラで計測された第１の流量計測値を取得すると同時に、前記マスフローメータで計測された第２の流量計測値を取得するように構成された流量計測値取得部と、
   前記第１の流量計測値と前記第２の流量計測値とをオペレータに対して提示するように構成された計測結果提示部とを備えることを特徴とするマスフローコントローラの診断装置。
2. 請求項１記載のマスフローコントローラの診断装置において、
   前記第２の流量計測値に対して前記第１の流量計測値が規定の方向にずれている場合に、アラームを出力するように構成されたアラーム発信部をさらに備えることを特徴とするマスフローコントローラの診断装置。
3. 請求項１または２記載のマスフローコントローラの診断装置において、
   過去から現在までの前記第１の流量計測値の変動状況の履歴に基づいて、次にマスフローコントローラの診断を実行すべき時期を予測し、予測した時期を推奨情報としてオペレータに提示するように構成された推奨情報提示部をさらに備えることを特徴とするマスフローコントローラの診断装置。
4. 請求項３記載のマスフローコントローラの診断装置において、
   前記推奨情報提示部は、過去から現在までの前記第１の流量計測値の変動状況の履歴と、最新の第１の流量計測値の、規定の許容誤差範囲に対する余裕量とに基づいて、次にマスフローコントローラの診断を実行すべき時期を予測することを特徴とするマスフローコントローラの診断装置。
5. 請求項３記載のマスフローコントローラの診断装置において、
   前記推奨情報提示部は、少なくとも過去から現在までの前記第１の流量計測値の前記第２の流量計測値に対する変動量の時系列データに基づいて、機械学習により、次にマスフローコントローラの診断を実行すべき時期を予測することを特徴とするマスフローコントローラの診断装置。
6. 請求項５記載のマスフローコントローラの診断装置において、
   前記推奨情報提示部は、
   過去から現在までの診断の実行回毎の、前記第１の流量計測値の前記第２の流量計測値に対する変動量の時系列データを取得するように構成された変動量取得部と、
   前記流体の温度計測値を診断の度に取得するように構成された温度取得部と、
   予め定められた複数の基準状態値のうち、前記変動量および前記温度計測値が取得されたときの前記第２の流量計測値に最も近い基準状態値を診断の度に取得するように構成された基準状態値取得部と、
   前記基準状態値取得部によって取得された基準状態値の時系列データと前記変動量取得部によって取得された変動量の時系列データと前記温度取得部によって取得された温度計測値の時系列データとに基づいて、機械学習により、次にマスフローコントローラの診断を実行すべき時期を予測する予測モデルと、
   この予測モデルの予測結果を推奨情報としてオペレータに提示するように構成された予測結果提示部とから構成されることを特徴とするマスフローコントローラの診断装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマスフローコントローラの診断装置において、
   前記マスフローコントローラの診断の前段階で、前記第２の流量計測値が予め定められた基準状態値の近傍で安定しているときに、オペレータに対して診断実行の推奨状態であることを通知するように構成された実行推奨通知部をさらに備えることを特徴とするマスフローコントローラの診断装置。
8. 流体の流量制御を行なうマスフローコントローラの診断の前段階で、前記マスフローコントローラが配設された第１の配管を流れる前記流体の全てが前記マスフローコントローラに流入する前に第２の配管に流入した後に前記第１の配管に戻って前記マスフローコントローラに流入するように配管を切り替える第１のステップと、
   前記マスフローコントローラの診断の実行時に、前記マスフローコントローラで計測された第１の流量計測値を取得すると同時に、前記第２の配管に配設されたマスフローメータで計測された第２の流量計測値を取得する第２のステップと、
   前記第１の流量計測値と前記第２の流量計測値とをオペレータに対して提示する第３のステップとを含むことを特徴とするマスフローコントローラの診断方法。