JP2941255B1 - 流量測定装置 - Google Patents
流量測定装置Info
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- JP2941255B1 JP2941255B1 JP10113673A JP11367398A JP2941255B1 JP 2941255 B1 JP2941255 B1 JP 2941255B1 JP 10113673 A JP10113673 A JP 10113673A JP 11367398 A JP11367398 A JP 11367398A JP 2941255 B1 JP2941255 B1 JP 2941255B1
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Abstract
【要約】
【課題】 小容量から大容量までの広い範囲の流量測定
ができ、且つ種々の薬液にも対応することのできる流量
測定装置の提供にある。 【解決手段】 一定の内径を有し、液体を通すパイプ１
２と、該パイプの内部を通る液体中に気泡を注入する気
泡注入手段１４，１６，１８，２０と、該パイプの外側
に配置され前記気泡注入手段によって注入された気泡の
通過を検出する第１のセンサ２２と、該パイプの外側
で、かつ該第１のセンサの下流側に配置され、前記気泡
の通過を検出する第２のセンサ２２と、前記第１及び第
２のセンサからの検出信号に基づく気泡の通過時間に基
づき、パイプ内を通る液体の瞬時量及び積算量を演算す
る演算手段２６とを備えた。
ができ、且つ種々の薬液にも対応することのできる流量
測定装置の提供にある。 【解決手段】 一定の内径を有し、液体を通すパイプ１
２と、該パイプの内部を通る液体中に気泡を注入する気
泡注入手段１４，１６，１８，２０と、該パイプの外側
に配置され前記気泡注入手段によって注入された気泡の
通過を検出する第１のセンサ２２と、該パイプの外側
で、かつ該第１のセンサの下流側に配置され、前記気泡
の通過を検出する第２のセンサ２２と、前記第１及び第
２のセンサからの検出信号に基づく気泡の通過時間に基
づき、パイプ内を通る液体の瞬時量及び積算量を演算す
る演算手段２６とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流量測定装置に関
し、特に小容量から大容量までの広い範囲の流量測定が
でき、且つ種々の薬液にも対応することのできる流量測
定装置に関するものである。
し、特に小容量から大容量までの広い範囲の流量測定が
でき、且つ種々の薬液にも対応することのできる流量測
定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ウエハ等の半導体基板や液晶表示
素子に用いるガラス基板等を洗浄する洗浄槽に洗浄液を
注入する際、洗浄液が純水や市水等のみの場合には、注
入する水量について正確に測定する必要は生じないが、
薬液で洗浄する場合には正確に計量して注入する必要が
生じる場合がある。例えば、ＳＰＭ洗浄の場合で、硫
酸：過酸化水素の割合を５：１にする場合とか、あるい
はＡＰＭ洗浄の場合で、アンモニア：過酸化水素：純水
の割合を１：４：２０にする場合などがある。これらの
場合には、その割合を正確に測定して洗浄槽の中に注入
することになる。このため、耐薬液性の高いＰＦＡ（４
ふっ化エチレン−パーフロオロアルコキシエチレン共重
合体）、ＰＴＦＥ（ポリ４ふっ化エチレン、商標名テフ
ロン）等を材質としたカルマン渦式の流量計や超音波流
量計等によって液量を測定する方法などが用いられてい
る。
素子に用いるガラス基板等を洗浄する洗浄槽に洗浄液を
注入する際、洗浄液が純水や市水等のみの場合には、注
入する水量について正確に測定する必要は生じないが、
薬液で洗浄する場合には正確に計量して注入する必要が
生じる場合がある。例えば、ＳＰＭ洗浄の場合で、硫
酸：過酸化水素の割合を５：１にする場合とか、あるい
はＡＰＭ洗浄の場合で、アンモニア：過酸化水素：純水
の割合を１：４：２０にする場合などがある。これらの
場合には、その割合を正確に測定して洗浄槽の中に注入
することになる。このため、耐薬液性の高いＰＦＡ（４
ふっ化エチレン−パーフロオロアルコキシエチレン共重
合体）、ＰＴＦＥ（ポリ４ふっ化エチレン、商標名テフ
ロン）等を材質としたカルマン渦式の流量計や超音波流
量計等によって液量を測定する方法などが用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＰＦＡ又は
ＰＴＦＥ製のカルマン渦式は一部の薬液（高粘度流体、
硫酸、リン酸）についてはカルマン渦が発生しないため
測定がおこなえず、またカルマン渦式の流量計は微量流
量（微流速）での渦が発生せず測定できない範囲があ
る。また、測定方式の異なる超音波流量計でも耐薬液性
の高いＰＦＡ又はＰＴＦＥ製のものがあるが、現状では
微量流量のおこなえる製品はない。また、校正用として
使用されている精度の高い電磁流量計は、液体が流れる
部分に電極を配置する必要があり、腐食性薬液には使用
することができない。このため、半導体関連の洗浄槽等
における薬液の注入には、予め秤量槽に薬液を入れて正
確に量を測ってから洗浄槽等に移し替えて混合させる方
法を用いている場合が多く、このため秤量槽の設置場所
等のスペースが必要であるばかりでなく、作業が煩雑と
なっていた。
ＰＴＦＥ製のカルマン渦式は一部の薬液（高粘度流体、
硫酸、リン酸）についてはカルマン渦が発生しないため
測定がおこなえず、またカルマン渦式の流量計は微量流
量（微流速）での渦が発生せず測定できない範囲があ
る。また、測定方式の異なる超音波流量計でも耐薬液性
の高いＰＦＡ又はＰＴＦＥ製のものがあるが、現状では
微量流量のおこなえる製品はない。また、校正用として
使用されている精度の高い電磁流量計は、液体が流れる
部分に電極を配置する必要があり、腐食性薬液には使用
することができない。このため、半導体関連の洗浄槽等
における薬液の注入には、予め秤量槽に薬液を入れて正
確に量を測ってから洗浄槽等に移し替えて混合させる方
法を用いている場合が多く、このため秤量槽の設置場所
等のスペースが必要であるばかりでなく、作業が煩雑と
なっていた。
【０００４】本発明の目的は、小容量から大容量までの
広い範囲の流量測定ができ、且つ種々の薬液にも対応す
ることのできる流量測定装置の提供にある。
広い範囲の流量測定ができ、且つ種々の薬液にも対応す
ることのできる流量測定装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述課題を解決するため
に、本発明は、次のような手段を採用した。本発明の係
る流量測定装置は、一定の内径を有し、ＰＦＡ又は石英
ガラスで構成され液体を通すパイプと、該パイプに取り
付けられパイプ内に気泡を注入する注入器具、該注入器
具に連通し、該注入器具に所望量のガスを注入するマス
フローコントローラ、該マスフローコントローラと注入
器具との間に介在する疎水性膜及び逆止弁で構成される
気泡注入手段と、該パイプの外側に配置され前記気泡注
入手段によって注入された気泡の通過を検出する第１の
センサと、該パイプの外側で、かつ該第１のセンサの下
流側に配置され、前記気泡の通過を検出する第２のセン
サと、前記第１及び第２のセンサからの検出信号に基づ
く気泡の通過時間に基づき、パイプ内を通る液体の瞬時
量及び積算量を演算する演算手段とを備えたことを特徴
としている。
に、本発明は、次のような手段を採用した。本発明の係
る流量測定装置は、一定の内径を有し、ＰＦＡ又は石英
ガラスで構成され液体を通すパイプと、該パイプに取り
付けられパイプ内に気泡を注入する注入器具、該注入器
具に連通し、該注入器具に所望量のガスを注入するマス
フローコントローラ、該マスフローコントローラと注入
器具との間に介在する疎水性膜及び逆止弁で構成される
気泡注入手段と、該パイプの外側に配置され前記気泡注
入手段によって注入された気泡の通過を検出する第１の
センサと、該パイプの外側で、かつ該第１のセンサの下
流側に配置され、前記気泡の通過を検出する第２のセン
サと、前記第１及び第２のセンサからの検出信号に基づ
く気泡の通過時間に基づき、パイプ内を通る液体の瞬時
量及び積算量を演算する演算手段とを備えたことを特徴
としている。
【０００６】なお、この場合に、第１、２のセンサは光
センサとすることが好ましい。なお、前記第１、２のセ
ンサを、超音波センサとしてもよい。本発明は、上述の
ように構成したので、流量を測定するための液体をパイ
プの中を通過させ、気泡注入手段によってパイプ中を通
過する液体に気泡を注入する。気泡はパイプ中を液体と
同一の速度で流れていき、先ず第１のセンサで検出され
る。さらに流れて、第２のセンサでも検出される。これ
ら第１，２のセンサが検出した検出信号は演算手段に送
られて、その時間差とパイプの径からパイプ内を流れる
液体の瞬時流量が演算される。さらに、この瞬時流量
に、流入開始から終了までの時間を掛けることによって
積算流量を演算することができる。また、パイプを流れ
る液体の流量が時々変化するような場合には、流入開始
から終了までの間に気泡を多数回注入して、瞬時量を積
算するようにしてもよい。なお、液体を通すパイプの材
質をＰＦＡあるいは石英ガラスで構成し、且つ第１、２
のセンサをパイプの外部に設置しているので、液体の種
類を問わず流量を測定することができることになる。
センサとすることが好ましい。なお、前記第１、２のセ
ンサを、超音波センサとしてもよい。本発明は、上述の
ように構成したので、流量を測定するための液体をパイ
プの中を通過させ、気泡注入手段によってパイプ中を通
過する液体に気泡を注入する。気泡はパイプ中を液体と
同一の速度で流れていき、先ず第１のセンサで検出され
る。さらに流れて、第２のセンサでも検出される。これ
ら第１，２のセンサが検出した検出信号は演算手段に送
られて、その時間差とパイプの径からパイプ内を流れる
液体の瞬時流量が演算される。さらに、この瞬時流量
に、流入開始から終了までの時間を掛けることによって
積算流量を演算することができる。また、パイプを流れ
る液体の流量が時々変化するような場合には、流入開始
から終了までの間に気泡を多数回注入して、瞬時量を積
算するようにしてもよい。なお、液体を通すパイプの材
質をＰＦＡあるいは石英ガラスで構成し、且つ第１、２
のセンサをパイプの外部に設置しているので、液体の種
類を問わず流量を測定することができることになる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係る流量測定装置の実施の形態について説明する。図１
は、本発明の実施の形態を模式図として示したものであ
る。流量測定装置１０は、図に示すように、内径が一定
の円筒形状のパイプ１２を有しており、該パイプ１２は
フッ素樹脂であるＰＦＡ（４ふっ化エチレン−パーフロ
オロアルコキシエチレン共重合体）で構成されていて、
液体を流入させる液体入口１２ａと液体を流出させる液
体出口１２ｂとを備えている。また、パイプ１２の液体
入口１２ａの近傍、すなわち流路の上流側には、該パイ
プ１２内に気泡を注入させる注入器具１４が取り付けら
れており、該注入器具１４は疎水性膜１６と逆止弁１８
を介してマスフローコントローラ２０と連通している。
係る流量測定装置の実施の形態について説明する。図１
は、本発明の実施の形態を模式図として示したものであ
る。流量測定装置１０は、図に示すように、内径が一定
の円筒形状のパイプ１２を有しており、該パイプ１２は
フッ素樹脂であるＰＦＡ（４ふっ化エチレン−パーフロ
オロアルコキシエチレン共重合体）で構成されていて、
液体を流入させる液体入口１２ａと液体を流出させる液
体出口１２ｂとを備えている。また、パイプ１２の液体
入口１２ａの近傍、すなわち流路の上流側には、該パイ
プ１２内に気泡を注入させる注入器具１４が取り付けら
れており、該注入器具１４は疎水性膜１６と逆止弁１８
を介してマスフローコントローラ２０と連通している。
【０００８】また、該マスフローコントローラ２０に
は、所定の気体を封入したボンベ、例えば窒素ガス等の
ボンベが接続されていて、コントローラ２０の操作よ
り、所望の量のガスを逆止弁１８、疎水性膜１６を介し
てパイプ１２内に注入することができる。なお、パイプ
１２内を通る液体は、疎水性膜１６、逆止弁１８からな
る逆流防止装置によって、マスフローコントローラ２０
側には流入しないようになっている。なお、上記ＰＦＡ
の代わりに内部が見える透明性のある石英ガラス製のパ
イプにしてもよい。透明性のある材質で薬液に侵されな
いものなら他のものでもよい。
は、所定の気体を封入したボンベ、例えば窒素ガス等の
ボンベが接続されていて、コントローラ２０の操作よ
り、所望の量のガスを逆止弁１８、疎水性膜１６を介し
てパイプ１２内に注入することができる。なお、パイプ
１２内を通る液体は、疎水性膜１６、逆止弁１８からな
る逆流防止装置によって、マスフローコントローラ２０
側には流入しないようになっている。なお、上記ＰＦＡ
の代わりに内部が見える透明性のある石英ガラス製のパ
イプにしてもよい。透明性のある材質で薬液に侵されな
いものなら他のものでもよい。
【０００９】また、パイプ１２のマスフローコントロー
ラ２０が取り付けられた位置より下流側（液体の流れる
方向）の位置に、一定の距離を隔てて光センサからなる
第１のセンサ２２と同じく第２のセンサ２４とがそれぞ
れ配設されている。そして、これらのセンサ２２，２４
の検出信号は流量演算コントローラ２６に入力するよう
に構成されていて、該流量演算コントローラ２６では、
第１のセンサ２２からの検出信号と第２のセンサ２４か
らの検出信号との時間差及びパイプ１２の径から、パイ
プ１２内を通過する液体の流量を演算して流量表示計２
６ａで瞬時流量と積算流量のいずれも表示することがで
きるようになっている。さらに、外部にもこれらの演算
結果を出力できるように構成されている。
ラ２０が取り付けられた位置より下流側（液体の流れる
方向）の位置に、一定の距離を隔てて光センサからなる
第１のセンサ２２と同じく第２のセンサ２４とがそれぞ
れ配設されている。そして、これらのセンサ２２，２４
の検出信号は流量演算コントローラ２６に入力するよう
に構成されていて、該流量演算コントローラ２６では、
第１のセンサ２２からの検出信号と第２のセンサ２４か
らの検出信号との時間差及びパイプ１２の径から、パイ
プ１２内を通過する液体の流量を演算して流量表示計２
６ａで瞬時流量と積算流量のいずれも表示することがで
きるようになっている。さらに、外部にもこれらの演算
結果を出力できるように構成されている。
【００１０】なお、本発明にいう、演算手段は上記の流
量演算コントローラ２６に相当し、気泡注入手段は上記
の注入器具１４、疎水性膜１６、逆止弁１８、マスフロ
ーコントローラ２０に相当し、演算手段は流量演算コン
トローラに相当する。
量演算コントローラ２６に相当し、気泡注入手段は上記
の注入器具１４、疎水性膜１６、逆止弁１８、マスフロ
ーコントローラ２０に相当し、演算手段は流量演算コン
トローラに相当する。
【００１１】実際の流量の測定は、先ずパイプ１２の液
体入口１２ａから液体をパイプ内径断面積一杯に流入さ
せ、マスフローコントローラ２０を操作してパイプ１２
内を流れる液体中に気泡３０を注入する。気泡３０は、
液体の流れと等速でパイプ１２内を上流側から下流側に
移動するので、最初は第１のセンサ２２で通過が検出さ
れ、続いて第２のセンサ２４で検出される。第１のセン
サ２２と第２のセンサ２４との離間距離は、予め決めら
れており、パイプ１２の内径も分かっているので、気泡
３０が通過する時間差によって流量演算コントローラ２
６は瞬時流量を演算することができる。
体入口１２ａから液体をパイプ内径断面積一杯に流入さ
せ、マスフローコントローラ２０を操作してパイプ１２
内を流れる液体中に気泡３０を注入する。気泡３０は、
液体の流れと等速でパイプ１２内を上流側から下流側に
移動するので、最初は第１のセンサ２２で通過が検出さ
れ、続いて第２のセンサ２４で検出される。第１のセン
サ２２と第２のセンサ２４との離間距離は、予め決めら
れており、パイプ１２の内径も分かっているので、気泡
３０が通過する時間差によって流量演算コントローラ２
６は瞬時流量を演算することができる。
【００１２】例えば、パイプの内径をＲｃｍ、第１のセ
ンサ２２と第２のセンサ２４との離間距離をＬ[ｃｍ]、
気泡３０の通過時間差がｔ[ｓｅｃ]とすると、１[ｓｅ
ｃ]当たりの瞬時流量Ａ[ｃｍ３]は、 Ａ＝π（Ｒ／２）２×Ｌ／ｔ[ｃｍ３] となる。この状態をＴ秒間連続させた場合の積算流量を
Ｂ[ｃｍ３]とすれば、 Ｂ＝｛π（Ｒ／２）２×Ｌ／ｔ｝×Ｔ[ｃｍ３] となる。
ンサ２２と第２のセンサ２４との離間距離をＬ[ｃｍ]、
気泡３０の通過時間差がｔ[ｓｅｃ]とすると、１[ｓｅ
ｃ]当たりの瞬時流量Ａ[ｃｍ３]は、 Ａ＝π（Ｒ／２）２×Ｌ／ｔ[ｃｍ３] となる。この状態をＴ秒間連続させた場合の積算流量を
Ｂ[ｃｍ３]とすれば、 Ｂ＝｛π（Ｒ／２）２×Ｌ／ｔ｝×Ｔ[ｃｍ３] となる。
【００１３】なお、上記の場合は、パイプ１２中を通過
する液体の流速は一定で変化が無いものとして演算され
たものであるが、流速が変化する可能性がある場合に
は、気泡３０を所定の間隔をおいて注入し、時々刻々と
瞬時流量を求めて、積算流量を演算するようにしてもよ
い。
する液体の流速は一定で変化が無いものとして演算され
たものであるが、流速が変化する可能性がある場合に
は、気泡３０を所定の間隔をおいて注入し、時々刻々と
瞬時流量を求めて、積算流量を演算するようにしてもよ
い。
【００１４】また、流量が微量の場合には、気泡３０の
大きさを制御して、パイプ１２内を流れる液体を注入し
た気泡３０で分割し、気泡３０と気泡３０に挟まれた液
体の移動を測定するようにするとよい。
大きさを制御して、パイプ１２内を流れる液体を注入し
た気泡３０で分割し、気泡３０と気泡３０に挟まれた液
体の移動を測定するようにするとよい。
【００１５】なお、上記実施の形態では、第１のセンサ
２２，第２のセンサ２４は光センサを用いているが、パ
イプ１２の外側から気泡３０の通過を検出できる静電容
量式センサや超音波センサを用いてもよい。この場合の
静電容量式センサの使用方法は、パイプ１２の外側に対
向して電極を配置し、気泡の通過による電極間の静電容
量の変化をとらえる構成となり、超音波センサの場合は
液体と気泡との超音波伝達速度の差により気泡の通過を
検出する構成となる。
２２，第２のセンサ２４は光センサを用いているが、パ
イプ１２の外側から気泡３０の通過を検出できる静電容
量式センサや超音波センサを用いてもよい。この場合の
静電容量式センサの使用方法は、パイプ１２の外側に対
向して電極を配置し、気泡の通過による電極間の静電容
量の変化をとらえる構成となり、超音波センサの場合は
液体と気泡との超音波伝達速度の差により気泡の通過を
検出する構成となる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
小容量から大容量までの広い範囲の流量測定ができ、且
つセンサが液体に接しないので種々の薬液にも対応する
ことができる。また、工場に設置されている大きな薬液
タンクからじかに秤量注入ができるので、秤量槽を設置
する必要がなくスペースを有効利用することができる。
小容量から大容量までの広い範囲の流量測定ができ、且
つセンサが液体に接しないので種々の薬液にも対応する
ことができる。また、工場に設置されている大きな薬液
タンクからじかに秤量注入ができるので、秤量槽を設置
する必要がなくスペースを有効利用することができる。
【図１】本発明に係る流量測定装置の実施形態を模式的
に示す図である。
に示す図である。
１０ 流量測定装置 １２ パイプ １４ 注入器具 １６ 疎水性膜 １８ 逆止弁 ２０ マスフローコントローラ ２２ 第１のセンサ ２４ 第２のセンサ ２６ 流量演算コントローラ ３０ 気泡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−304135（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−306951（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−127976（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−155220（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−70078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155718（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−18925（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−117457（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/708 G01P 5/20
Claims (3)
- 【請求項１】 一定の内径を有し、ＰＦＡ又は石英ガラ
スで構成され液体を通すパイプと、該パイプに取り付けられパイプ内に気泡を注入する注入
器具、該注入器具に連通し、該注入器具に所望量のガス
を注入するマスフローコントローラ、該マスフローコン
トローラと注入器具との間に介在する疎水性膜及び逆止
弁で構成される気泡注入手段と、 該パイプの外側に配置され前記気泡注入手段によって注
入された気泡の通過を検出する第１のセンサと、 該パイプの外側で、かつ該第１のセンサの下流側に配置
され、前記気泡の通過を検出する第２のセンサと、 前記第１及び第２のセンサからの検出信号に基づく気泡
の通過時間に基づき、パイプ内を通る液体の瞬時量及び
積算量を演算する演算手段とを備えたことを特徴とする
流量測定装置。 - 【請求項２】 前記第１、２のセンサは、光センサであ
ることを特徴とする請求項１に記載の流量測定装置。 - 【請求項３】 前記第１、２のセンサは、超音波センサ
であることを特徴とする請求項１に記載の流量測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113673A JP2941255B1 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113673A JP2941255B1 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2941255B1 true JP2941255B1 (ja) | 1999-08-25 |
| JPH11304561A JPH11304561A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14618274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10113673A Expired - Fee Related JP2941255B1 (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2941255B1 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7127815B2 (en) * | 2001-11-26 | 2006-10-31 | Emerson Electric Co. | Method of manufacturing a Coriolis flowmeter |
| US6776053B2 (en) * | 2001-11-26 | 2004-08-17 | Emerson Electric, Inc. | Flowmeter for the precision measurement of an ultra-pure material flow |
| JP5097657B2 (ja) * | 2008-09-17 | 2012-12-12 | アークレイ株式会社 | 分析方法 |
| JP5498084B2 (ja) * | 2009-08-03 | 2014-05-21 | 日機装株式会社 | 流量変動監視装置及び生体成分測定装置 |
| JP2014006227A (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-16 | Tokyo Rika Kikai Kk | 流量測定装置及び流量測定方法 |
| JP2014106105A (ja) * | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Aquatech Co Ltd | 液流量計測装置 |
| JP6266945B2 (ja) * | 2013-10-28 | 2018-01-24 | 旭化成メディカル株式会社 | 医療用液体流量演算装置及び医療用液体用ポンプ |
-
1998
- 1998-04-23 JP JP10113673A patent/JP2941255B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11304561A (ja) | 1999-11-05 |
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