JP2021135154A - Cause determination device and cause determination method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの原因を推定することができる原因判定装置および原因判定方法に関するものである。 The present invention relates to a cause determination device and a cause determination method capable of estimating the cause of zero point drift of a thermal flow sensor.
流体の流量を計測するための熱式フローセンサが実用されている(例えば特許文献1参照)。図9は特許文献1に開示された熱式フローセンサの模式的断面図である。熱式フローセンサは、筐体1と、筐体1内部に配置され、伸縮部材2A、2Bを介して筐体1に固定された、筐体1と比較して熱伸縮性が低い計測配管部3と、計測配管部3内を流れる流体の流量を検出するセンサチップ8とを備える。
A thermal flow sensor for measuring the flow rate of a fluid has been put into practical use (see, for example, Patent Document 1). FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the thermal flow sensor disclosed in
チューブ6Aを流れてきた流体は、チューブ6Aに接続された継手5Aのボディ部51Aの貫通孔を経て、継手5Aのボディ部51Aに接続された計測配管部3を流れていき、計測配管部3に接続された継手5Bのボディ部51Bの貫通孔を経て、継手5Bのボディ部51Bに接続されたチューブ6Bを流れる。このような熱式フローセンサは、センサチップ8が流体に晒されるように計測配管部3に固定されている点に特徴がある。
The fluid flowing through the
図9に示した熱式フローセンサを例えば半導体製造装置や熱処理炉(炉内雰囲気制御)などに用いる場合、建物で扱う空気や蒸気のような無害な気体とは異なる多種多様な気体や液体が流量測定対象になる。 When the thermal flow sensor shown in FIG. 9 is used, for example, in a semiconductor manufacturing apparatus or a heat treatment furnace (internal atmosphere control), a wide variety of gases and liquids different from harmless gases such as air and steam handled in a building are generated. It becomes a flow measurement target.
例えば半導体製造装置の超微細構造の製造プロセスを対象とする場合のように、正確な流量計測ができるように精度維持することは、言うまでもなく重要である。また言うまでもなく、精度維持の重要性は、半導体製造装置に限られるものではない。流量計測の精度維持のために、常に改善が求められている。 Needless to say, it is important to maintain accuracy so that accurate flow rate measurement can be performed, for example, when targeting a manufacturing process of an ultrafine structure of a semiconductor manufacturing apparatus. Needless to say, the importance of maintaining accuracy is not limited to semiconductor manufacturing equipment. Improvements are constantly required to maintain the accuracy of flow measurement.
例えば流量計測のゼロ点を管理することが、流量計測の精度が維持されていることを確認する方法の一つとして知られているが、ゼロ点のずれを確認することはできても、原因を特定するのは困難であり、改善の余地がある。 For example, managing the zero point of the flow rate measurement is known as one of the methods for confirming that the accuracy of the flow rate measurement is maintained. Is difficult to identify and there is room for improvement.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの原因特定の簡易化を実現することができ、流量計測の精度維持のための工程の効率を改善することができる原因判定装置および原因判定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to simplify the identification of the cause of the zero point drift of the thermal flow sensor and improve the efficiency of the process for maintaining the accuracy of the flow rate measurement. It is an object of the present invention to provide a cause determination device and a cause determination method that can be used.
本発明の原因判定装置は、配管を流れる流体の流量を計測する熱式フローセンサから流量計測値を取得するように構成された第1の取得部と、前記流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうように構成されたゼロ点ドリフト検出部と、前記熱式フローセンサにゼロ点ドリフトが有ると判定された場合に、前記流体の供給圧力を変化させる指示信号を、前記配管に配設された圧力調整装置に対して出力するように構成された圧力操作指示部と、前記供給圧力の変化の前後において前記ゼロ点ドリフト検出部によって検出されたゼロ点ドリフト量に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの原因を判定するように構成されたドリフト原因判定部とを備えることを特徴とするものである。 The cause determination device of the present invention has a first acquisition unit configured to acquire a flow rate measurement value from a thermal flow sensor that measures the flow rate of a fluid flowing through a pipe, and the heat based on the flow rate measurement value. When it is determined that the thermal flow sensor has a zero point drift and the zero point drift detection unit configured to determine the presence or absence of the zero point drift of the type flow sensor and detect the amount of the zero point drift. A pressure operation instruction unit configured to output an instruction signal for changing the supply pressure of the fluid to the pressure adjusting device arranged in the pipe, and the zero point before and after the change in the supply pressure. It is characterized by including a drift cause determination unit configured to determine the cause of the zero point drift of the thermal flow sensor based on the zero point drift amount detected by the drift detection unit.
また、本発明の原因判定装置の1構成例において、前記ゼロ点ドリフト検出部は、前記流体の流量をゼロにするための指示信号を、前記配管に配設された流量調整装置に対して出力するように構成されたゼロ操作指示部と、前記流体の流量がゼロになったときの前記流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうように構成されたドリフト評価部とから構成されることを特徴とするものである。
また、本発明の原因判定装置の1構成例において、前記ゼロ点ドリフト検出部は、前記配管に配設された校正用の流量計測機器から基準流量計測値を取得するように構成された第2の取得部と、前記第1の取得部によって取得された流量計測値と前記第2の取得部によって取得された基準流量計測値とに基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうように構成されたドリフト評価部とから構成されることを特徴とするものである。
また、本発明の原因判定装置の1構成例において、前記ドリフト評価部は、前記流体の供給圧力が変化する前に前記第1、第2の取得部によって同時に取得された前記流量計測値の第1の値と前記基準流量計測値の第1の値との誤差と、前記流体の供給圧力が変化する前に前記第1、第2の取得部によって同時に取得された前記流量計測値の第2の値と前記基準流量計測値の第2の値との誤差に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行ない、さらに前記流体の供給圧力が変化した後に前記第1、第2の取得部によって同時に取得された前記流量計測値の第3の値と前記基準流量計測値の第3の値との誤差と、前記流体の供給圧力が変化した後に前記第1、第2の取得部によって同時に取得された前記流量計測値の第4の値と前記基準流量計測値の第4の値との誤差に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうことを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the cause determination device of the present invention, the zero point drift detection unit outputs an instruction signal for making the flow rate of the fluid zero to the flow rate adjusting device arranged in the pipe. Based on the zero operation instruction unit configured to perform the above and the flow rate measurement value when the flow rate of the fluid becomes zero, the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor and the zero point drift amount are determined. It is characterized in that it is composed of a drift evaluation unit configured to perform detection.
Further, in one configuration example of the cause determination device of the present invention, the zero point drift detection unit is configured to acquire a reference flow rate measurement value from a flow rate measuring device for calibration arranged in the pipe. Based on the acquisition unit, the flow rate measurement value acquired by the first acquisition unit, and the reference flow rate measurement value acquired by the second acquisition unit, the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor. It is characterized in that it is composed of a drift evaluation unit configured to perform determination and detection of a zero point drift amount.
Further, in one configuration example of the cause determination device of the present invention, the drift evaluation unit is the first of the flow rate measurement values simultaneously acquired by the first and second acquisition units before the supply pressure of the fluid changes. The error between the value of 1 and the first value of the reference flow rate measurement value, and the second value of the flow rate measurement value simultaneously acquired by the first and second acquisition units before the supply pressure of the fluid changes. Based on the error between the value of The error between the third value of the flow rate measurement value and the third value of the reference flow rate measurement value simultaneously acquired by the first and second acquisition units after the change and the supply pressure of the fluid change. Based on the error between the fourth value of the flow rate measurement value and the fourth value of the reference flow rate measurement value simultaneously acquired by the first and second acquisition units, the thermal flow sensor is zero. It is characterized by determining the presence or absence of point drift and detecting the amount of zero point drift.
また、本発明の原因判定装置の1構成例において、前記ドリフト原因判定部は、前記圧力調整装置によって前記流体の供給圧力が減圧された後に前記ゼロ点ドリフト量が減少した場合、あるいは前記流体の供給圧力が増圧された後に前記ゼロ点ドリフト量が増加した場合は、前記ゼロ点ドリフトの原因を非センサ特性変化系要因と判定し、前記供給圧力の変化の前後において前記ゼロ点ドリフト量が変化していない場合は、前記ゼロ点ドリフトの原因をセンサ特性変化系要因と判定することを特徴とするものである。
また、本発明の原因判定装置の1構成例において、前記非センサ特性変化系要因は、前記流体の対流またはリークであり、前記センサ特性変化系要因は、前記流体に晒される前記熱式フローセンサのコア部分の汚れまたは前記流体によるアタック現象である。
Further, in one configuration example of the cause determination device of the present invention, the drift cause determination unit is used when the zero point drift amount decreases after the supply pressure of the fluid is reduced by the pressure adjusting device, or when the fluid. If the zero point drift amount increases after the supply pressure is increased, the cause of the zero point drift is determined to be a non-sensor characteristic change system factor, and the zero point drift amount increases before and after the change in the supply pressure. When it has not changed, the cause of the zero point drift is determined to be a sensor characteristic change system factor.
Further, in one configuration example of the cause determination device of the present invention, the non-sensor characteristic changing factor is convection or leakage of the fluid, and the sensor characteristic changing factor is the thermal flow sensor exposed to the fluid. It is an attack phenomenon caused by dirt on the core portion of the above or the fluid.
また、本発明の原因判定方法は、配管を流れる流体の流量を計測する熱式フローセンサから流量計測値を取得する第1のステップと、前記第1のステップで取得した流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なう第2のステップと、前記熱式フローセンサにゼロ点ドリフトが有ると判定した場合に、前記流体の供給圧力を変化させる指示信号を、前記配管に配設された圧力調整装置に対して出力する第3のステップと、前記圧力調整装置による圧力調整後に、前記熱式フローセンサから流量計測値を取得する第4のステップと、前記第4のステップで取得した流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なう第5のステップと、前記第2、第5のステップで検出したゼロ点ドリフト量に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの原因を判定する第6のステップとを含むことを特徴とするものである。 Further, the cause determination method of the present invention is based on the first step of acquiring the flow rate measurement value from the thermal flow sensor for measuring the flow rate of the fluid flowing through the pipe and the flow rate measurement value acquired in the first step. , The second step of determining the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor and detecting the amount of zero point drift, and when it is determined that the thermal flow sensor has zero point drift, the fluid After the third step of outputting an instruction signal for changing the supply pressure to the pressure adjusting device arranged in the pipe and the pressure adjusting by the pressure adjusting device, the flow rate measurement value is acquired from the thermal flow sensor. Based on the fourth step and the flow rate measurement value acquired in the fourth step, the fifth step of determining the presence or absence of the zero point drift of the thermal flow sensor and detecting the zero point drift amount. It is characterized by including a sixth step of determining the cause of the zero point drift of the thermal flow sensor based on the zero point drift amount detected in the second and fifth steps.
また、本発明の原因判定方法の1構成例は、前記第1のステップの前に、前記流体の流量をゼロにするための指示信号を、前記配管に配設された流量調整装置に対して出力する第7のステップをさらに含み、前記第2、第5のステップは、前記流体の流量がゼロになったときの前記流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の原因判定方法の1構成例において、前記第1、第4のステップは、それぞれ前記配管に配設された校正用の流量計測機器から基準流量計測値を取得するステップを含み、前記第2のステップは、前記第1のステップで取得した前記流量計測値と前記基準流量計測値とに基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含み、前記第5のステップは、前記第4のステップで取得した前記流量計測値と前記基準流量計測値とに基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の原因判定方法の1構成例において、前記第2のステップは、前記第1のステップで同時に取得した前記流量計測値の第1の値と前記基準流量計測値の第1の値との誤差と、前記第1のステップで同時に取得した前記流量計測値の第2の値と前記基準流量計測値の第2の値との誤差に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含み、前記第5のステップは、前記第4のステップで同時に取得した前記流量計測値の第3の値と前記基準流量計測値の第3の値との誤差と、前記第4のステップで同時に取得した前記流量計測値の第4の値と前記基準流量計測値の第4の値との誤差に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含むことを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the cause determination method of the present invention, before the first step, an instruction signal for making the flow rate of the fluid zero is sent to the flow rate adjusting device arranged in the pipe. The second and fifth steps further include a seventh step of output, and the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor based on the flow rate measurement value when the flow rate of the fluid becomes zero. It is characterized by including a step of determining the above and detecting the zero point drift amount.
Further, in one configuration example of the cause determination method of the present invention, the first and fourth steps include a step of acquiring a reference flow rate measurement value from a flow rate measuring device for calibration arranged in the pipe, respectively. In the second step, the presence or absence of zero point drift and the detection of the zero point drift amount of the thermal flow sensor are determined based on the flow rate measurement value and the reference flow rate measurement value acquired in the first step. In the fifth step, the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor is determined based on the flow rate measurement value and the reference flow rate measurement value acquired in the fourth step. It is characterized by including a step of detecting the zero point drift amount and the zero point drift amount.
Further, in one configuration example of the cause determination method of the present invention, the second step is the first value of the flow rate measurement value and the first value of the reference flow rate measurement value simultaneously acquired in the first step. Based on the error between the above and the error between the second value of the flow rate measurement value and the second value of the reference flow rate measurement value simultaneously acquired in the first step, the zero point drift of the thermal flow sensor. The fifth step includes the third value of the flow rate measurement value and the reference flow rate measurement value simultaneously acquired in the fourth step, including a step of determining the presence or absence of the flow rate and detecting the zero point drift amount. The thermal flow sensor is based on the error between the third value and the error between the fourth value of the flow rate measurement value and the fourth value of the reference flow rate measurement value acquired at the same time in the fourth step. It is characterized by including a step of determining the presence / absence of zero point drift and detecting the amount of zero point drift.
また、本発明の原因判定方法の1構成例において、前記第6のステップは、前記圧力調整装置によって前記流体の供給圧力が減圧された後に前記ゼロ点ドリフト量が減少した場合、あるいは前記流体の供給圧力が増圧された後に前記ゼロ点ドリフト量が増加した場合は、前記ゼロ点ドリフトの原因を非センサ特性変化系要因と判定し、前記供給圧力の変化の前後における前記ゼロ点ドリフト量が変化していない場合は、前記ゼロ点ドリフトの原因をセンサ特性変化系要因と判定するステップを含むことを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the cause determination method of the present invention, the sixth step is when the zero point drift amount decreases after the supply pressure of the fluid is reduced by the pressure adjusting device, or when the fluid. If the zero point drift amount increases after the supply pressure is increased, the cause of the zero point drift is determined to be a non-sensor characteristic change system factor, and the zero point drift amount before and after the change in the supply pressure is determined. When it has not changed, it is characterized by including a step of determining the cause of the zero point drift as a sensor characteristic change system factor.
本発明によれば、第1の取得部とゼロ点ドリフト検出部と圧力操作指示部とドリフト原因判定部とを設けることにより、熱式フローセンサが設置されている現場で熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの原因を簡易的に推定することができる。その結果、本発明では、流量計測の精度維持のための工程の効率を改善することができる。 According to the present invention, by providing the first acquisition unit, the zero point drift detection unit, the pressure operation instruction unit, and the drift cause determination unit, the thermal flow sensor is zeroed at the site where the thermal flow sensor is installed. The cause of point drift can be easily estimated. As a result, in the present invention, the efficiency of the process for maintaining the accuracy of the flow rate measurement can be improved.
また、本発明では、ゼロ点ドリフト検出部として、ゼロ操作指示部とドリフト評価部とを設けることにより、流体の流量をゼロにして、熱式フローセンサのゼロ点ドリフト量を直接的に検出することができる。 Further, in the present invention, by providing a zero operation indicating unit and a drift evaluation unit as the zero point drift detecting unit, the flow rate of the fluid is set to zero and the zero point drift amount of the thermal flow sensor is directly detected. be able to.
また、本発明では、ゼロ点ドリフト検出部として、第2の取得部とドリフト評価部とを設けることにより、校正用の流量計測機器によって得られた基準流量計測値を利用し、熱式フローセンサが使用されている半導体製造装置や熱処理炉などの運用を止めることなく、熱式フローセンサのゼロ点ドリフトがセンサ自体の特性変化によるものなのかセンサの他に原因があるものなのかを特定することができる。 Further, in the present invention, by providing the second acquisition unit and the drift evaluation unit as the zero point drift detection unit, the reference flow rate measurement value obtained by the flow rate measuring device for calibration is used, and the thermal flow sensor is used. Identify whether the zero-point drift of the thermal flow sensor is due to a change in the characteristics of the sensor itself or a cause other than the sensor, without stopping the operation of the semiconductor manufacturing equipment or heat treatment furnace in which the sensor is used. be able to.
[発明の原理]
発明者は、特に実流量がゼロであるにもかかわらず、流量表示がゼロにならないゼロ点ドリフトについて、大きく2通りの原因(センサ特性変化と非センサ特性変化)に分けられることに着眼した。
[Principle of invention]
The inventor has focused on the fact that the zero point drift in which the flow rate display does not become zero even though the actual flow rate is zero can be roughly divided into two causes (sensor characteristic change and non-sensor characteristic change).
例えば、半導体製造装置の多様な反応ガスを流量測定対象とする場合、熱式フローセンサのセンサチップ周辺(流量計測コア部分)の汚れや測定対象流体によるアタック現象などのセンサ特性変化系要因により、無視できないレベルでゼロ点ドリフトが発生することもある。
しかしながら、熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの場合、コア部分の汚れなどのセンサ特性変化系要因以外にも原因があるため、不具合対応のための作業効率が悪いという点に改善余地がある。
For example, when various reaction gases of semiconductor manufacturing equipment are targeted for flow rate measurement, due to sensor characteristic change factors such as dirt around the sensor chip of the thermal flow sensor (flow rate measurement core part) and attack phenomenon due to the fluid to be measured. Zero point drift may occur at a non-negligible level.
However, in the case of the zero-point drift of the thermal flow sensor, there is room for improvement in that the work efficiency for dealing with defects is poor because there are causes other than the sensor characteristic change factors such as dirt on the core portion.
そして、発明者は、熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの他の主な原因である「縦配管設置による流体の対流」および「流量計の下流側からの流体のリーク」という非センサ特性変化系要因と、センサ特性変化系要因とを簡易的に判別する方法として、流体の供給圧力を減圧または加圧することを見出した。 Then, the inventor described the non-sensor characteristic change system of "convection of fluid due to vertical piping installation" and "leakage of fluid from the downstream side of the flow meter", which are other main causes of zero point drift of the thermal flow sensor. We have found that the supply pressure of the fluid is reduced or pressurized as a method for easily discriminating between the factor and the factor of the sensor characteristic change system.
具体的には、例えば流体の供給圧力を減圧したときに、流体の対流またはリークが原因の場合はゼロ点ドリフト量が減少するが、センサチップのコア部分の汚れが原因の場合はゼロ点ドリフト量が減少しない。同様に、流体の供給圧力を増圧したときに、流体の対流またはリークが原因の場合はゼロ点ドリフト量が増加するが、センサチップのコア部分の汚れが原因の場合はゼロ点ドリフト量が増加しない。このような原理を応用することにより、熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの原因特定の簡易化を実現することができるので、流量計測の精度維持のための工程の効率を改善することができる。 Specifically, for example, when the supply pressure of the fluid is reduced, the zero point drift amount decreases when the cause is convection or leakage of the fluid, but the zero point drift when the cause is dirt on the core part of the sensor chip. The amount does not decrease. Similarly, when the fluid supply pressure is increased, the zero point drift amount increases if the fluid convection or leak is the cause, but the zero point drift amount increases if the sensor chip core is dirty. Does not increase. By applying such a principle, it is possible to simplify the identification of the cause of the zero point drift of the thermal flow sensor, and thus it is possible to improve the efficiency of the process for maintaining the accuracy of the flow rate measurement.
[第1の実施例]
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1は本発明の第1の実施例に係る原因判定装置の構成を示すブロック図である。
本実施例は、流体の流量を確実にゼロにすることができ、熱式フローセンサのゼロ点ドリフト量を直接的に確認できる構成を前提としている。具体的には、配管200に熱式フローセンサ201の他に、配管200を流れる流体の流量を調整可能な流量調整装置202と、流体の供給圧力を調整可能な圧力調整装置203とが配設されていることを前提としている。
[First Example]
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a cause determination device according to a first embodiment of the present invention.
This embodiment is premised on a configuration in which the flow rate of the fluid can be surely set to zero and the zero point drift amount of the thermal flow sensor can be directly confirmed. Specifically, in addition to the
本実施例の原因判定装置は、原因判定の対象となる熱式フローセンサ201から流量計測値を取得する対象流量計測値取得部20(第1の取得部)と、流体の流量をゼロにするための指示信号を、配管200に配設された流量調整装置202に対して出力するゼロ操作指示部21と、流体の流量がゼロになったときの流量計測値に基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうドリフト評価部22と、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトが有ると判定された場合に、流体の供給圧力を変化させる指示信号を、配管200に配設された圧力調整装置203に対して出力する圧力操作指示部23と、供給圧力の変化の前後においてドリフト評価部22によって検出されたゼロ点ドリフト量に基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの原因を判定するドリフト原因判定部24と、判定結果を提示する判定結果提示部25とを備えている。
ゼロ操作指示部21とドリフト評価部22とは、ゼロ点ドリフト検出部27を構成している。
The cause determination device of this embodiment sets the target flow measurement value acquisition unit 20 (first acquisition unit) for acquiring the flow measurement value from the
The zero
図2(A)は熱式フローセンサ201のコア部分であるセンサチップ8の構造を示す平面図、図2(B)は図2(A)のセンサチップ8のA−A線断面図である。図2(A)、図2(B)において、100は基台となるシリコンチップ、101はシリコンチップ100の上面に空間102を設けて薄肉状に形成された例えば窒化シリコンからなるダイアフラム、103はダイアフラム101の上に形成された金属薄膜からなるヒータ、104はダイアフラム101上のヒータ103の上流側に形成された金属薄膜の感熱抵抗体からなる温度センサ、105はダイアフラム101上のヒータ103の下流側に形成された金属薄膜の感熱抵抗体からなる温度センサ、106は金属薄膜の感熱抵抗体からなる周囲温度センサ、107はダイアフラム101を貫通するスリットである。
FIG. 2 (A) is a plan view showing the structure of the
ヒータ103や温度センサ104〜106は例えば窒化シリコンからなる薄膜の絶縁層108により覆われている。周囲温度センサ106は、ヒータ103からの熱の影響を受けずに、流体の温度を検出できるところに配置される。センサチップ8は、図2(A)に示した面が計測流体に晒されるようにして、配管200(図9の計測配管部3)に装着される。
ヒータ103は、その温度がその周囲温度よりも常に一定温度だけ高くなるように発熱する。
The
The
配管200中の流体が静止している場合、ヒータ103で加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に拡散する。したがって、温度センサ104および温度センサ105の温度は等しくなり、温度センサ104および温度センサ105の電気抵抗は等しくなる。これに対し、配管200中の流体が上流から下流に流れている場合、ヒータ103で加えられた熱は、下流方向に運ばれる。したがって、温度センサ104の温度よりも、温度センサ105の温度が高くなる。そのため、温度センサ104の電気抵抗と、温度センサ105の電気抵抗に差が生じる。
When the fluid in the
温度センサ105の電気抵抗と温度センサ104の電気抵抗の差は、配管200中の流体の流速と相関関係がある。そのため、温度センサ105の電気抵抗と温度センサ104の電気抵抗の差から、配管200を流れる流体の流量を求めることができる。以上のような熱式フローセンサ201については、特許文献1に開示されている。
The difference between the electrical resistance of the
図3は本実施例の原因判定装置の動作を説明するフローチャートである。ゼロ操作指示部21は、配管200に配設された流量調整装置202(本実施例ではバルブ)に対して、流量をゼロにするための指示信号を出力することにより、配管200を流れる流体の流量をゼロにする(図3ステップS100)。本実施例では、例えば熱式フローセンサ201の下流側に配設されたバルブの開度を全閉にする。
FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the cause determination device of this embodiment. The zero
対象流量計測値取得部20は、流量調整装置202による流量調整後に、熱式フローセンサ201から流量計測値Qを取得する(図3ステップS101)。
The target flow rate measurement
ドリフト評価部22は、ステップS101の処理によって取得された流量計測値Qに基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフト量D1を評価する(図3ステップS102)。
The
具体的には、ドリフト評価部22は、計測信号ノイズレベルに基づいて予め定められた閾値THと流量計測値Qの整定値とを比較して、流量計測値Qの整定値が閾値TH以下の場合には、流量計測値Qがゼロであり、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトが無いと判定して、ゼロ点ドリフト量D1をゼロとする。また、ドリフト評価部22は、流量計測値Qの整定値が閾値THを超えている場合には、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトがあると判定して、流量計測値Qの整定値をゼロ点ドリフト量D1とする。
Specifically, the
次に、圧力操作指示部23は、ドリフト評価部22によって熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトが有ると確認された場合に(図3ステップS103においてYES)、圧力調整装置203に対して圧力を変化させる指示信号を出力することにより、流体の供給圧力を変化させる(図3ステップS104)。
Next, when the
圧力調整装置203は、例えば圧力操作指示部23からの指示信号を受信する電空レギュレータと、電空レギュレータから供給される空気圧によって操作されるバルブとからなる。熱式フローセンサ201の計測対象の流体が気体の場合には、電空レギュレータ単体を圧力調整装置203として用いることもある。
The
なお、圧力調整装置203がレギュレータやガバナなどの手動の圧力調整装置の場合は、圧力調整作業を行なうオペレータに対して圧力操作指示部23が圧力指示値を提示し、この圧力指示値に従ってオペレータがレギュレータやガバナを操作することになる。
流体の供給圧力の変化は、原理的には減圧でも増圧でもよいが、一般的な安全面の配慮などからは減圧が好ましい。
When the
In principle, the change in the fluid supply pressure may be depressurized or increased, but decompression is preferable from the viewpoint of general safety.
対象流量計測値取得部20は、圧力調整装置203による圧力調整後に、熱式フローセンサ201から流量計測値Qを取得する(図3ステップS105)。
The target flow rate measurement
ドリフト評価部22は、ステップS105の処理によって取得された流量計測値Qに基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフト量D2を評価する(図3ステップS106)。ゼロ点ドリフト量D2の評価方法は、ステップS102のゼロ点ドリフト量D1の評価方法と同じである。
The
ドリフト原因判定部24は、ステップS102で評価されたゼロ点ドリフト量D1とステップS106で評価されたゼロ点ドリフト量D2とに基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの原因を判定する(図3ステップS107)。
The drift
ドリフト原因判定部24は、ゼロ点ドリフト量D1に対してゼロ点ドリフト量D2が変化していない場合、ゼロ点ドリフトの原因をセンサ特性変化系要因(例えばセンサチップの汚れまたは流体によるアタック現象)と判定する。ドリフト原因判定部24は、ゼロ点ドリフト量D1とD2が略一致している場合、ゼロ点ドリフト量が変化していないと判定する。ゼロ点ドリフト量D1とD2の略一致とは、ゼロ点ドリフト量D2がゼロ点ドリフト量D1を中心とする所定の範囲(D1±α)内であることを言う。αは閾値であり、計測信号ノイズレベルに基づいて定められる。
When the zero-point drift amount D2 does not change with respect to the zero-point drift amount D1, the drift
また、ドリフト原因判定部24は、ゼロ点ドリフト量D1に対して、圧力調整装置203によって流体の供給圧力が減圧された後に評価されたゼロ点ドリフト量D2が減少した場合、ゼロ点ドリフトの原因を非センサ特性変化系要因(例えば流体の対流または流体のリーク)と判定する。同様に、ドリフト原因判定部24は、ゼロ点ドリフト量D1に対して、流体の供給圧力が増圧された後に評価されたゼロ点ドリフト量D2が増加した場合、ゼロ点ドリフトの原因を非センサ特性変化系要因と判定する。上記の説明のとおり、ゼロ点ドリフト量D2が所定の範囲(D1±α)内の場合には、減少または増加とは判定されず、ゼロ点ドリフト量D1に対してゼロ点ドリフト量D2が変化していないと判定される。
Further, the drift
判定結果提示部25は、ドリフト原因判定部24の判定結果を提示する(図3ステップS108)。本実施例では、流量をゼロにするオフライン的な処理を行なうので、判定結果提示部25は、例えばオペレータが確認可能なモニタに判定結果を表示する。なお、ドリフト評価部22によって熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトが無いと確認された場合(ステップS103においてNO)、判定結果提示部25はゼロ点ドリフト無しという判定結果を表示する。
The determination
以上のように、本実施例では、熱式フローセンサ201が設置されている現場で熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの原因を推定することができる。本実施例では、熱式フローセンサ201をメーカや校正事業者に送らずとも、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトがセンサ自体の特性変化によるものなのかセンサの他に原因があるものなのかを特定することができる。その結果、本実施例では、流量計測の精度維持のための工程の効率を改善することができる。
As described above, in this embodiment, the cause of the zero point drift of the
[第2の実施例]
次に、本発明の第2の実施例について説明する。図4は本発明の第2の実施例に係る原因判定装置の構成を示すブロック図である。
本実施例は、流体の流量をゼロにすることができない状況(例えば熱式フローセンサ201を使用する製造装置の連続稼働時)で、熱式フローセンサ201が配設されている配管200に、校正用の流量計測機器205が直列に挿入されている構成を前提としている。具体的には、図4に示すように、熱式フローセンサ201よりも前方の部分で配管200から分岐して熱式フローセンサ201の前方で配管200に合流する副配管204と、副配管204に設置され、副配管204を流れる流体の流量を計測する流量計測機器205と、配管切替部206とが設けられている。流量計測機器205としては、例えばマスフローメータがある。
[Second Example]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a cause determination device according to a second embodiment of the present invention.
In this embodiment, in a situation where the flow rate of the fluid cannot be reduced to zero (for example, during continuous operation of a manufacturing apparatus using the thermal flow sensor 201), the
本実施例の原因判定装置は、原因判定の対象となる熱式フローセンサ201から流量計測値を取得する対象流量計測値取得部20(第1の取得部)と、校正用の流量計測機器205から基準流量計測値を取得する基準流量計測値取得部26(第2の取得部)と、対象流量計測値取得部20によって取得された流量計測値と基準流量計測値取得部26によって取得された基準流量計測値とに基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうドリフト評価部22aと、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトが有ると判定された場合に、流体の供給圧力を変化させる指示信号を、配管200に配設された圧力調整装置203に対して出力する圧力操作指示部23と、供給圧力の変化の前後においてドリフト評価部22によって検出されたゼロ点ドリフト量に基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの原因を判定するドリフト原因判定部24と、判定結果を出力する判定結果出力部25aとを備えている。
基準流量計測値取得部26とドリフト評価部22aとは、ゼロ点ドリフト検出部27aを構成している。
The cause determination device of this embodiment includes a target flow rate measurement value acquisition unit 20 (first acquisition unit) that acquires a flow rate measurement value from a
The reference flow rate measurement
図5は本実施例の原因判定装置の動作を説明するフローチャートである。まず、配管切替部206は、流体が熱式フローセンサ201に流入する前に全て副配管204に流入した後に配管200に戻って熱式フローセンサ201に流入するように配管を切り替える(図5ステップS200)。図4から明らかなとおり、副配管204は配管200から分岐して流量計測機器205を通過した後に配管200に合流するように配設されており、配管切替部206は配管200と副配管204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。
FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the cause determination device of this embodiment. First, the
なお、配管切替部206は、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの原因判定を指示するオペレータからの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。
The
対象流量計測値取得部20は、熱式フローセンサ201から流量計測値Qを取得する(図5ステップS201)。
基準流量計測値取得部26は、流量計測機器205から流量計測値(基準流量計測値)Qrefを取得する(図5ステップS202)。
The target flow rate measurement
The reference flow rate measurement
ドリフト評価部22aは、対象流量計測値取得部20によって取得された流量計測値Qと基準流量計測値取得部26によって取得された基準流量計測値Qrefとに基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフト量D1を評価する(図5ステップS203)。図6はゼロ点ドリフト量D1の評価方法を説明するフローチャートである。
The
まず、ドリフト評価部22aは、流量計測値Qの整定値(Q1とする)と、この流量計測値Q1が得られたときの基準流量計測値Qrefの整定値(Qref1とする)との誤差E1を評価する(図6ステップS300)。
First, the
具体的には、ドリフト評価部22aは、流量計測値Qの整定値Q1と基準流量計測値Qrefの整定値Qref1とが得られたときに、整定値Q1が整定値Qref1を中心とする所定の範囲(Qref1±TH)内の場合には、誤差E1をゼロとする。また、ドリフト評価部22aは、整定値Q1が整定値Qref1を中心とする所定の範囲(Qref1±TH)を超えている場合には、整定値Q1と整定値Qref1との差Q1−Qref1を誤差E1とする。上記のとおり、閾値THは計測信号ノイズレベルに基づいて予め定められる。
Specifically, when the set value Q1 of the flow rate measurement value Q and the set value Qref1 of the reference flow rate measurement value Qref are obtained, the
次に、ドリフト評価部22aは、流量計測値Q1と異なる流量計測値Qの整定値(Q2とする)と、この流量計測値Q2が得られたときの基準流量計測値Qrefの整定値(Qref2とする)との誤差E2を評価する(図6ステップS301)。
Next, the
具体的には、ドリフト評価部22aは、流量計測値Qの整定値Q2と基準流量計測値Qrefの整定値Qref2とが得られたときに、整定値Q2が整定値Qref2を中心とする所定の範囲(Qref2±TH)内の場合には、誤差E2をゼロとする。また、ドリフト評価部22aは、整定値Q2が整定値Qref2を中心とする所定の範囲(Qref2±TH)を超えている場合には、整定値Q2と整定値Qref2との差Q2−Qref2を誤差E2とする。
Specifically, when the set value Q2 of the flow rate measurement value Q and the set value Qref2 of the reference flow rate measurement value Qref are obtained, the
ドリフト評価部22aは、誤差E1とE2が略一致している場合(図6ステップS302においてYES)、誤差E1または誤差E2をゼロ点ドリフト量D1とする(図6ステップS303)。誤差E1,E2のどちらを採用するかは予め定められている。誤差E1とE2の略一致とは、誤差E2が誤差E1を中心とする所定の範囲(E1±β)内であることを言う。βは閾値であり、計測信号ノイズレベルに基づいて定められる。ドリフト評価部22aは、誤差E1,E2が共にゼロである場合には、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトが無いと判定して、ゼロ点ドリフト量D1をゼロとする。
When the errors E1 and E2 are substantially the same (YES in step S302 in FIG. 6), the
ドリフト評価部22aは、誤差E1とE2が一致していない場合(ステップS302においてNO)、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフト以外の不具合があると判定する(図6ステップS304)。
以上のようにして、ドリフト評価部22aは、ゼロ点ドリフト量D1を評価することができる。
When the errors E1 and E2 do not match (NO in step S302), the
As described above, the
第1の実施例と同様に、圧力操作指示部23は、ドリフト評価部22aによって熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトが有ると確認された場合に(図5ステップS204においてYES)、圧力調整装置203に対して圧力を変化させる指示信号を出力することにより、流体の供給圧力を変化させる(図5ステップS205)。
供給圧力の変化は、原理的には減圧でも増圧でもよいが、一般的な安全面の配慮などからは減圧が好ましい。
Similar to the first embodiment, the pressure
In principle, the change in supply pressure may be depressurized or increased, but decompression is preferable from the viewpoint of general safety.
対象流量計測値取得部20は、圧力調整装置203による圧力調整後に、熱式フローセンサ201から流量計測値Qを取得する(図5ステップS206)。
基準流量計測値取得部26は、圧力調整装置203による圧力調整後に、流量計測機器205から基準流量計測値Qrefを取得する(図5ステップS207)。
The target flow rate measurement
The reference flow rate measurement
ドリフト評価部22aは、対象流量計測値取得部20によって取得された流量計測値Qと基準流量計測値取得部26によって取得された基準流量計測値Qrefとに基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフト量D2を評価する(図5ステップS208)。図7はゼロ点ドリフト量D2の評価方法を説明するフローチャートである。
The
まず、ドリフト評価部22aは、流量計測値Qの整定値(Q3とする)と、この流量計測値Q3が得られたときの基準流量計測値Qrefの整定値(Qref3とする)との誤差E3を評価する(図7ステップS400)。
First, the
具体的には、ドリフト評価部22aは、流量計測値Qの整定値Q3と基準流量計測値Qrefの整定値Qref3とが得られたときに、整定値Q3が整定値Qref3を中心とする所定の範囲(Qref3±TH)内の場合には、誤差E3をゼロとする。また、ドリフト評価部22aは、整定値Q3が整定値Qref3を中心とする所定の範囲(Qref3±TH)を超えている場合には、整定値Q3と整定値Qref3との差Q3−Qref3を誤差E3とする。
Specifically, when the set value Q3 of the flow rate measurement value Q and the set value Qref3 of the reference flow rate measurement value Qref are obtained, the
次に、ドリフト評価部22aは、流量計測値Q3と異なる流量計測値Qの整定値(Q4とする)と、この流量計測値Q4が得られたときの基準流量計測値Qrefの整定値(Qref4とする)との誤差E4を評価する(図7ステップS401)。
Next, the
具体的には、ドリフト評価部22aは、流量計測値Qの整定値Q4と基準流量計測値Qrefの整定値Qref4とが得られたときに、整定値Q4が整定値Qref4を中心とする所定の範囲(Qref4±TH)内の場合には、誤差E4をゼロとする。また、ドリフト評価部22aは、整定値Q4が整定値Qref4を中心とする所定の範囲(Qref4±TH)を超えている場合には、整定値Q4と整定値Qref4との差Q4−Qref4を誤差E4とする。
Specifically, when the set value Q4 of the flow rate measurement value Q and the set value Qref4 of the reference flow rate measurement value Qref are obtained, the
ドリフト評価部22aは、誤差E3とE4が略一致している場合(図7ステップS402においてYES)、誤差E3または誤差E4をゼロ点ドリフト量D2とする(図7ステップS403)。誤差E3,E4のどちらを採用するかは予め定められている。誤差E3とE4の略一致とは、誤差E4が誤差E3を中心とする所定の範囲(E3±β)内であることを言う。ドリフト評価部22aは、誤差E3,E4が共にゼロである場合、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトが無いと判定して、ゼロ点ドリフト量D2をゼロとする。
When the errors E3 and E4 substantially match (YES in step S402 in FIG. 7), the
ドリフト評価部22aは、誤差E3とE4が一致していない場合(ステップS402においてNO)、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフト以外の不具合があると判定する(図7ステップS404)。
以上のようにして、ドリフト評価部22aは、ゼロ点ドリフト量D2を評価することができる。
When the errors E3 and E4 do not match (NO in step S402), the
As described above, the
なお、流量計測値Q3は、流量計測値Q1,Q2と異なる値でもよいし、流量計測値Q1およびQ2のどちらかと同じ値でもよい。また、流量計測値Q4は、流量計測値Q3と異なる値であるが、流量計測値Q1,Q2と異なる値でもよいし、流量計測値Q1およびQ2のどちらかと同じ値でもよい。 The flow rate measurement value Q3 may be a value different from the flow rate measurement values Q1 and Q2, or may be the same value as either of the flow rate measurement values Q1 and Q2. Further, the flow rate measurement value Q4 is a value different from the flow rate measurement value Q3, but may be a value different from the flow rate measurement values Q1 and Q2, or may be the same value as either of the flow rate measurement values Q1 and Q2.
第1の実施例と同様に、ドリフト原因判定部24は、ステップS203で評価されたゼロ点ドリフト量D1とステップS208で評価されたゼロ点ドリフト量D2とに基づいて、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの原因を判定する(図5ステップS209)。
Similar to the first embodiment, the drift
具体的には、ドリフト原因判定部24は、ゼロ点ドリフト量D1に対してゼロ点ドリフト量D2が変化していない場合、ゼロ点ドリフトの原因をセンサ特性変化系要因と判定する。また、ドリフト原因判定部24は、ゼロ点ドリフト量D1に対して、圧力調整装置203によって流体の供給圧力が減圧された後に評価されたゼロ点ドリフト量D2が減少した場合、ゼロ点ドリフトの原因を非センサ特性変化系要因と判定する。同様に、ドリフト原因判定部24は、ゼロ点ドリフト量D1に対して、流体の供給圧力が増圧された後に評価されたゼロ点ドリフト量D2が増加した場合、ゼロ点ドリフトの原因を非センサ特性変化系要因と判定する。
Specifically, the drift
判定結果出力部25aは、ドリフト原因判定部24の判定結果を出力する(図5ステップS210)。第1の実施例と同様にモニタに判定結果を表示する形態でもよいが、本実施例では、流量をゼロにしないオンライン的な処理を行なうので、判定結果出力部25aは、熱式フローセンサ201にゼロ点ドリフトの可能性があることを示す情報(例えばゼロ点ドリフトの原因とゼロ点ドリフト量D1,D2)を流量計測値Q1,Qref1,Q2,Qref2,Q3,Qref3,Q4,Qref4のデータに付加して、上位側のデータストレージ機器などに送信する。これにより、上位側では機械学習に利用するのに好適なデータと不適なデータの選別が行ない易くなる。
The determination
次に、配管切替部206は、ゼロ点ドリフトの原因判定処理終了後に、ステップS200の配管の切り替えを解除して、流体の全てが副配管204に流入することなく熱式フローセンサ201に流入するように配管を判定処理前の状態に戻す(図5ステップS211)。
Next, the
なお、配管切替部206は、ゼロ点ドリフトの原因判定処理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。
The
以上のように、本実施例では、熱式フローセンサ201が設置されている現場で、流体の流量をゼロにすることなく熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトの原因を推定することができる。したがって、熱式フローセンサ201が使用されている半導体製造装置や熱処理炉などの運用を止めることなく、熱式フローセンサ201のゼロ点ドリフトがセンサ自体の特性変化によるものなのかセンサの他に原因があるものなのかを特定することができる。
As described above, in the present embodiment, the cause of the zero point drift of the
また、本実施例では、熱式フローセンサ201を使用する流量計測システムの運用中に流量計測機器205を取り外すことができるので、熱式フローセンサ201が使用されている半導体製造装置や熱処理炉などの運用を止めることなく、流量計測機器205の校正作業を行なうことができる。
Further, in this embodiment, since the flow
第1、第2の実施例で説明した原因判定装置は、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。 The cause determination device described in the first and second embodiments can be realized by a computer including a CPU (Central Processing Unit), a storage device, and an interface, and a program that controls these hardware resources. A configuration example of this computer is shown in FIG.
コンピュータは、CPU300と、記憶装置301と、インタフェース装置(I/F)302とを備えている。I/F302には、例えば熱式フローセンサ201と流量調整装置202と圧力調整装置203と流量計測機器205などが接続される。このようなコンピュータにおいて、第1、第2の実施例の原因判定方法を実現させるためのプログラムは記憶装置301に格納される。CPU300は、記憶装置301に格納されたプログラムに従って第1、第2の実施例で説明した処理を実行する。
The computer includes a
本発明は、熱式フローセンサを用いる流量計測システムに適用することができる。 The present invention can be applied to a flow rate measuring system using a thermal flow sensor.
20…対象流量計測値取得部、21…ゼロ操作指示部、22,22a…ドリフト評価部、23…圧力操作指示部、24…ドリフト原因判定部、25…判定結果提示部、25a…判定結果出力部、26…基準流量計測値取得部、27,27a…ゼロ点ドリフト検出部、200…配管、201…熱式フローセンサ、202…流量調整装置、203…圧力調整装置、204…副配管、205…流量計測機器、206…配管切替部。 20 ... Target flow rate measurement value acquisition unit, 21 ... Zero operation instruction unit, 22, 22a ... Drift evaluation unit, 23 ... Pressure operation instruction unit, 24 ... Drift cause determination unit, 25 ... Judgment result presentation unit, 25a ... Judgment result output Unit, 26 ... Reference flow rate measurement value acquisition unit, 27, 27a ... Zero point drift detection unit, 200 ... Piping, 201 ... Thermal flow sensor, 202 ... Flow rate adjusting device, 203 ... Pressure adjusting device, 204 ... Sub piping, 205 … Flow measuring device, 206… Piping switching part.
Claims (12)
前記流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうように構成されたゼロ点ドリフト検出部と、
前記熱式フローセンサにゼロ点ドリフトが有ると判定された場合に、前記流体の供給圧力を変化させる指示信号を、前記配管に配設された圧力調整装置に対して出力するように構成された圧力操作指示部と、
前記供給圧力の変化の前後において前記ゼロ点ドリフト検出部によって検出されたゼロ点ドリフト量に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの原因を判定するように構成されたドリフト原因判定部とを備えることを特徴とする原因判定装置。 A first acquisition unit configured to acquire the flow rate measurement value from a thermal flow sensor that measures the flow rate of the fluid flowing through the pipe, and
A zero-point drift detection unit configured to determine the presence or absence of zero-point drift and detect the amount of zero-point drift of the thermal flow sensor based on the flow rate measurement value.
When it is determined that the thermal flow sensor has a zero point drift, an instruction signal for changing the supply pressure of the fluid is output to the pressure adjusting device arranged in the piping. Pressure operation indicator and
A drift cause determination unit configured to determine the cause of the zero point drift of the thermal flow sensor based on the zero point drift amount detected by the zero point drift detection unit before and after the change in the supply pressure. A cause determination device comprising.
前記ゼロ点ドリフト検出部は、
前記流体の流量をゼロにするための指示信号を、前記配管に配設された流量調整装置に対して出力するように構成されたゼロ操作指示部と、
前記流体の流量がゼロになったときの前記流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうように構成されたドリフト評価部とから構成されることを特徴とする原因判定装置。 In the cause determination device according to claim 1,
The zero point drift detection unit
A zero operation instruction unit configured to output an instruction signal for making the flow rate of the fluid zero to the flow rate adjusting device arranged in the pipe, and a zero operation instruction unit.
A drift evaluation unit configured to determine the presence or absence of zero point drift and detect the amount of zero point drift of the thermal flow sensor based on the flow rate measurement value when the flow rate of the fluid becomes zero. A cause determination device characterized by being composed of and.
前記ゼロ点ドリフト検出部は、
前記配管に配設された校正用の流量計測機器から基準流量計測値を取得するように構成された第2の取得部と、
前記第1の取得部によって取得された流量計測値と前記第2の取得部によって取得された基準流量計測値とに基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうように構成されたドリフト評価部とから構成されることを特徴とする原因判定装置。 In the cause determination device according to claim 1,
The zero point drift detection unit
A second acquisition unit configured to acquire a reference flow rate measurement value from a calibration flow rate measuring device arranged in the pipe, and a second acquisition unit.
Based on the flow rate measurement value acquired by the first acquisition unit and the reference flow rate measurement value acquired by the second acquisition unit, it is determined whether or not there is a zero point drift of the thermal flow sensor and the zero point drift. A cause determination device including a drift evaluation unit configured to detect a quantity.
前記ドリフト評価部は、前記流体の供給圧力が変化する前に前記第1、第2の取得部によって同時に取得された前記流量計測値の第1の値と前記基準流量計測値の第1の値との誤差と、前記流体の供給圧力が変化する前に前記第1、第2の取得部によって同時に取得された前記流量計測値の第2の値と前記基準流量計測値の第2の値との誤差に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行ない、さらに前記流体の供給圧力が変化した後に前記第1、第2の取得部によって同時に取得された前記流量計測値の第3の値と前記基準流量計測値の第3の値との誤差と、前記流体の供給圧力が変化した後に前記第1、第2の取得部によって同時に取得された前記流量計測値の第4の値と前記基準流量計測値の第4の値との誤差に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうことを特徴とする原因判定装置。 In the cause determination device according to claim 3,
The drift evaluation unit has a first value of the flow rate measurement value and a first value of the reference flow rate measurement value simultaneously acquired by the first and second acquisition units before the supply pressure of the fluid changes. And the second value of the flow rate measurement value and the second value of the reference flow rate measurement value simultaneously acquired by the first and second acquisition units before the supply pressure of the fluid changes. Based on the error of, the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor and the detection of the zero point drift amount are performed, and after the supply pressure of the fluid changes, the first and second acquisition units The error between the third value of the flow rate measurement value and the third value of the reference flow rate measurement value acquired at the same time and the simultaneous acquisition by the first and second acquisition units after the supply pressure of the fluid changes. Based on the error between the fourth value of the flow rate measurement value and the fourth value of the reference flow rate measurement value, the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor and the detection of the zero point drift amount are performed. A cause determination device, characterized in that
前記ドリフト原因判定部は、前記圧力調整装置によって前記流体の供給圧力が減圧された後に前記ゼロ点ドリフト量が減少した場合、あるいは前記流体の供給圧力が増圧された後に前記ゼロ点ドリフト量が増加した場合は、前記ゼロ点ドリフトの原因を非センサ特性変化系要因と判定し、前記供給圧力の変化の前後において前記ゼロ点ドリフト量が変化していない場合は、前記ゼロ点ドリフトの原因をセンサ特性変化系要因と判定することを特徴とする原因判定装置。 In the cause determination device according to any one of claims 1 to 4,
The drift cause determination unit determines that the zero point drift amount is reduced when the zero point drift amount is reduced after the fluid supply pressure is reduced by the pressure adjusting device, or after the zero point drift amount is increased after the fluid supply pressure is increased. If it increases, the cause of the zero point drift is determined to be a non-sensor characteristic change system factor, and if the zero point drift amount does not change before and after the change in the supply pressure, the cause of the zero point drift is determined. A cause determination device characterized in that it is determined to be a sensor characteristic change system factor.
前記非センサ特性変化系要因は、前記流体の対流またはリークであり、
前記センサ特性変化系要因は、前記流体に晒される前記熱式フローセンサのコア部分の汚れまたは前記流体によるアタック現象であることを特徴とする原因判定装置。 In the cause determination device according to claim 5,
The non-sensor characteristic change system factor is the convection or leak of the fluid.
The cause determination device, characterized in that the sensor characteristic change system factor is a stain on the core portion of the thermal flow sensor exposed to the fluid or an attack phenomenon due to the fluid.
前記第1のステップで取得した流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なう第2のステップと、
前記熱式フローセンサにゼロ点ドリフトが有ると判定した場合に、前記流体の供給圧力を変化させる指示信号を、前記配管に配設された圧力調整装置に対して出力する第3のステップと、
前記圧力調整装置による圧力調整後に、前記熱式フローセンサから流量計測値を取得する第4のステップと、
前記第4のステップで取得した流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なう第5のステップと、
前記第2、第5のステップで検出したゼロ点ドリフト量に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの原因を判定する第6のステップとを含むことを特徴とする原因判定方法。 The first step of acquiring the flow rate measurement value from the thermal flow sensor that measures the flow rate of the fluid flowing through the pipe,
Based on the flow rate measurement value acquired in the first step, the second step of determining the presence or absence of the zero point drift of the thermal flow sensor and detecting the zero point drift amount, and
A third step of outputting an instruction signal for changing the supply pressure of the fluid to the pressure adjusting device arranged in the pipe when it is determined that the thermal flow sensor has a zero point drift.
After adjusting the pressure by the pressure adjusting device, the fourth step of acquiring the flow rate measurement value from the thermal flow sensor, and
Based on the flow rate measurement value acquired in the fourth step, the fifth step of determining the presence or absence of the zero point drift of the thermal flow sensor and detecting the zero point drift amount, and the fifth step.
A cause determination method comprising a sixth step of determining the cause of the zero point drift of the thermal flow sensor based on the zero point drift amount detected in the second and fifth steps.
前記第1のステップの前に、前記流体の流量をゼロにするための指示信号を、前記配管に配設された流量調整装置に対して出力する第7のステップをさらに含み、
前記第2、第5のステップは、前記流体の流量がゼロになったときの前記流量計測値に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含むことを特徴とする原因判定方法。 In the cause determination method according to claim 7,
Prior to the first step, a seventh step of outputting an instruction signal for zeroing the flow rate of the fluid to the flow rate adjusting device arranged in the pipe is further included.
In the second and fifth steps, the presence or absence of zero point drift and the detection of the zero point drift amount of the thermal flow sensor are determined based on the flow rate measurement value when the flow rate of the fluid becomes zero. A cause determination method including a step of performing the above.
前記第1、第4のステップは、それぞれ前記配管に配設された校正用の流量計測機器から基準流量計測値を取得するステップを含み、
前記第2のステップは、前記第1のステップで取得した前記流量計測値と前記基準流量計測値とに基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含み、
前記第5のステップは、前記第4のステップで取得した前記流量計測値と前記基準流量計測値とに基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含むことを特徴とする原因判定方法。 In the cause determination method according to claim 7,
The first and fourth steps include a step of acquiring a reference flow rate measurement value from a calibration flow rate measuring device arranged in the pipe, respectively.
In the second step, the presence or absence of zero point drift and the detection of the zero point drift amount of the thermal flow sensor are determined based on the flow rate measurement value and the reference flow rate measurement value acquired in the first step. Including the steps to do
In the fifth step, the presence or absence of zero point drift and the detection of the zero point drift amount of the thermal flow sensor are determined based on the flow rate measurement value and the reference flow rate measurement value acquired in the fourth step. A cause determination method including a step of performing and.
前記第2のステップは、前記第1のステップで同時に取得した前記流量計測値の第1の値と前記基準流量計測値の第1の値との誤差と、前記第1のステップで同時に取得した前記流量計測値の第2の値と前記基準流量計測値の第2の値との誤差に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含み、
前記第5のステップは、前記第4のステップで同時に取得した前記流量計測値の第3の値と前記基準流量計測値の第3の値との誤差と、前記第4のステップで同時に取得した前記流量計測値の第4の値と前記基準流量計測値の第4の値との誤差に基づいて、前記熱式フローセンサのゼロ点ドリフトの有無の判定とゼロ点ドリフト量の検出とを行なうステップを含むことを特徴とする原因判定方法。 In the cause determination method according to claim 9,
In the second step, the error between the first value of the flow rate measurement value and the first value of the reference flow rate measurement value simultaneously acquired in the first step and the error obtained in the first step are simultaneously acquired. Based on the error between the second value of the flow rate measurement value and the second value of the reference flow rate measurement value, the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor and the detection of the zero point drift amount are performed. Including steps
In the fifth step, the error between the third value of the flow rate measurement value and the third value of the reference flow rate measurement value acquired at the same time in the fourth step and the error between the third value and the reference flow rate measurement value were acquired at the same time in the fourth step. Based on the error between the fourth value of the flow rate measurement value and the fourth value of the reference flow rate measurement value, the presence or absence of zero point drift of the thermal flow sensor and the detection of the zero point drift amount are performed. A cause determination method including steps.
前記第6のステップは、前記圧力調整装置によって前記流体の供給圧力が減圧された後に前記ゼロ点ドリフト量が減少した場合、あるいは前記流体の供給圧力が増圧された後に前記ゼロ点ドリフト量が増加した場合は、前記ゼロ点ドリフトの原因を非センサ特性変化系要因と判定し、前記供給圧力の変化の前後における前記ゼロ点ドリフト量が変化していない場合は、前記ゼロ点ドリフトの原因をセンサ特性変化系要因と判定するステップを含むことを特徴とする原因判定方法。 In the cause determination method according to any one of claims 7 to 10,
In the sixth step, when the zero point drift amount decreases after the supply pressure of the fluid is reduced by the pressure regulator, or after the supply pressure of the fluid is increased, the zero point drift amount increases. If it increases, the cause of the zero point drift is determined to be a non-sensor characteristic change system factor, and if the zero point drift amount does not change before and after the change in the supply pressure, the cause of the zero point drift is determined. A cause determination method including a step of determining a sensor characteristic change system factor.
前記非センサ特性変化系要因は、前記流体の対流またはリークであり、
前記センサ特性変化系要因は、前記流体に晒される前記熱式フローセンサのコア部分の汚れまたは前記流体によるアタック現象であることを特徴とする原因判定方法。 In the cause determination method according to claim 11,
The non-sensor characteristic change system factor is the convection or leak of the fluid.
The cause determination method, wherein the sensor characteristic change system factor is a stain on the core portion of the thermal flow sensor exposed to the fluid or an attack phenomenon due to the fluid.
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