JP3374337B2 - 質量流量制御装置 - Google Patents

質量流量制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は質量流量制御装置の改
良に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、質量流量制御装置は、図6に示さ
れるように構成されていた。即ち、ガス導入配管1から
到来するガスは、質量流量制御装置14を介してガス流
出配管2へ所望の質量流量とされて流出される。ガス導
入配管1には、センサヒータ3が巻回され、センサ回路
4内の抵抗とブリッジ回路を構成する。ガス導入配管1
を流れるガスの奪熱作用により、センサヒータ3の抵抗
が変化し、上記ブリッジ回路の平衡が崩れることによる
ブリッジ回路の電圧をセンサ回路4において取り出し、
信号線7を介して流量表示器13へ送出している。 【0003】一方、流量設定器12により設定された設
定流量に係る信号は信号線8を介してコンパレータ6へ
至り、コンパレータ6においてセンサ回路4から出力さ
れた実流量信号と比較され、比較結果に応じた出力がバ
ルブ駆動部5へ出力される。バルブ駆動部5はコンパレ
ータ6の出力に応じて、バルブ開度を調整し、所要の質
量のガスが流れるようにする。質量流量制御装置14に
は、電源ライン9を介して電源11から電力の供給を受
けている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の質量
流量制御装置は、ケーブル10を介して信号の送受を行
っているため、電磁波ノイズの影響を受け易く、特に、
信号線内は0〜5ボルト程度の電圧の信号であるため、
乱されやすく、表示された実流量に誤差があったり、設
定流量信号がノイズが乗り、適切な流量制御が行えない
場合が生じる。また、センサの経時変化等により測定に
係る流量に誤差を生じている場合に、誤差を有する信号
に基づく表示がなされ、また、コンピュータ等への入力
を行う場合には、誤データがそのまま入力されることに
なった。複数種のガスを交替して使用する場合には、セ
ンサ感度がガス種により異なるから、ガスを交換する毎
にセンサ回路4のゲインを変更するか、表示器の感度を
変更するかの作業が必要であり、煩わしいという問題点
があった。更に、複数の質量流量制御装置を用い、これ
を1台のホストコンピュータにより制御するシステムを
構築すると、質量流量制御装置の台数に比例してケーブ
ルが太く重くなり、人の移動の妨げとなったり、ケーブ
ルによるスペースを確保する必要が生じることとなっ
た。 【0005】本発明は上記従来の質量流量制御装置が有
する問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的
は、電磁波等のノイズに強く、保守性に優れ、安定して
正確な流量の測定及び制御を行い得る質量流量制御装置
を提供することである。更に本発明は、コンピュータ等
の制御機器との接続にスペースを要しない質量流量制御
装置を提供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明に係る質量流量制
御装置は、質量流量を検出する検出手段と、設定入力と
前記検出手段による検出結果とに基づき流体の流量を制
御する流量制御手段とを有するマスフローコントローラ
と、前記マスフローコントローラを制御すると共に前記
検出結果を受け取るホストコンピュータと前記検出手
段により得られた検出結果を補正した値とするための複
数のガス種別毎の変換テーブルと、前記ホストコンピュ
ータからガス種別が指定コマンドを受ける毎に対応する
変換テーブルを補正に用いるテーブルとして指定し、前
記検出手段により得られる検出結果を該変換テーブルを
用いて補正して検出結果として前記ホストコンピュータ
へ送出する一方、前記ホストコンピュータからゼロアジ
ャストコマンドを受け取ると、前記流体の流れを停止す
ると共に、このときに前記検出手段により得られる質量
流量の検出結果を保持し、前記検出手段により検出され
る質量流量の補正に用いる補正手段とを具備したことを
特徴とする。 【0007】 【0008】 【0009】 【0010】 【0011】 【作用】本発明に係る質量流量制御装置は、得られた検
出結果を補正した値とするための複数のガス種別毎の変
換テーブルを備え、ホストコンピュータからガス種別が
指定コマンドを受ける毎に対応する変換テーブルを補正
に用いるテーブルとして指定し、得られる検出結果を該
変換テーブルを用いて補正して検出結果としてホストコ
ンピュータへ送出し、また、ホストコンピュータからゼ
ロアジャストコマンドを受け取ると、流体の流れを停止
すると共に、このときに得られる質量流量の検出結果を
保持し、その後検出される質量流量の補正に用い、適切
な結果を得るように働く。 【0012】 【0013】 【0014】 【0015】 【0016】 【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
に係る質量流量制御装置を説明する。各図の説明におい
て、同一構成要素には同一の符号を付し、重複する説明
を省略する。図1には、本発明の実施例に係る質量流量
制御装置を用いた、流量制御システムが示されている。
質量流量制御装置14Aにおいて、図の破線から下方の
構成は、図6の従来例に係る質量流量制御装置14と同
一の構成である。本実施例に係る質量流量制御装置14
Aにおいては、センサ回路4の出力をA/D変換器25
によりディジタル化して制御部20のCPU21へ入力
する。また、CPU21はディジタルの設定流量データ
を送出し、これをD/A変換器26によりアナログ化し
てコンパレータ6へ与えている。制御部20としては、
CPU(プロセッサ)21、ROM22、RAM23、
RS−232Cポート29を内蔵した、例えば、インテ
ル社のワンチップマイコン『8031』を使用すること
ができる。 【0017】ROM22には、流量制御用のプログラム
の他、図2に示されるような、A/D変換器25からの
入力値に対し、ガス種別毎に対応する出力値を得るため
の変換テーブル43−A、43−B、・・・、43−Z
が設けられている。従って、ガス種が『A』の時には、
変換テーブル43−Aから出力値を求め、ガス種が
『B』の時には、変換テーブル43−Bから出力値を求
めるようにする。更に、RAM23はワーキングメモリ
として用いられ、図2に示されるような補正値レジスタ
41とガス種対応の変換テーブルを指示するポインタ4
2とが設けられている。補正値レジスタ41には、流量
をゼロとした時にセンサ回路4の出力を得て、この出力
に応じて求めた補正値がセットされる。例えば、『00
03』が得られ、本来は『0000』が得られるべき時
には、『−0003』がセットされる。 【0018】CPU21にはRS−232Cポート29
が接続され、ここを介してコマンド/データの送受が可
能となっている。RS−232Cポート29には光電気
相互変換器24が接続され、制御部20から出力された
測定流量データはここで電気信号から光信号に変換され
光ファイバー用コネクタ7、光ファイバー28を介して
接続コネクタ31へ至る。接続コネクタ31には光電気
相互変換器32が設けられており、光信号はここで電気
信号に変換される。この電気信号の測定流量データは、
RS−232Cデコ−ダ33によりデコードされてホス
トコンピュータ30に取り込まれ、必要な処理を受け
る。 【0019】一方、ホストコンピュータ30からは、入
力された或いは設定されている設定流量及びガスの種類
を指定するコマンドが送出される。このコマンドは、R
S−232Cデコ−ダ33を介してRS−232Cに係
る信号とされ、光電気相互変換器32へ至り、ここで光
信号に変換されて光ファイバー28を介して光ファイバ
ー用コネクタ27から光電気相互変換器24へ至り、電
気信号とされRS−232Cポート29へ送出される。
CPU21はRS−232Cポート29から上記コマン
ドを受取り、対応の処理を実行する。光電気相互変換器
24、32としては、光通信用のフォトカプラを使用す
ることができる。質量流量制御装置14Aは電源11か
ら電源ライン34を介して電力の供給を受けている。 【0020】CPU21がホストコンピュータ30から
送られたコマンドに基づく処理を行うときのフローチャ
ートが図3に示されている。このフローチャートに対応
するプログラムがROM22内に記憶されている。CP
U21は、RS−232Cポート29を介してホストコ
ンピュータ30から送られてくる情報を受取り(5
1)、情報の内容を分析する(52)。ここで、CPU
21はゼロアジャストコマンドであるかを検出する(5
3)。ゼロアジャストコマンドでなければ、ガス種指定
コマンドであるかを検出する(55)。ここで、ガス種
指定コマンドでなければ、対応の処理、例えば、設定流
量を指定するコマンドに対応し、D/A変換器26へ必
要な駆動データを送出する等の処理、を行い(57)、
メインの処理へリターンする。 【0021】一方、ホストコンピュータ30から、ガス
種指定コマンドが送られてきた時には、上記のフローチ
ャートにおいてステップ56へと進み、指定されたガス
種の変換テーブルを指示するポインタ値を図2のポイン
タ42へ設定する。CPU21は通常の処理として、所
定のタイミングでA/D変換器25の出力を取り込み、
実流量データとしてホストコンピュータ30側へ送出し
ている。CPU21は、この処理に際してポインタ42
を参照し、対応の変換テーブルを検索してA/D変換器
25による入力値に対応する出力値を得て、更に、補正
値レジスタ41に格納されている補正値に基づく補正を
行い、これを実流量データとして送出する。 【0022】また、ホストコンピュータ30には、質量
流量制御装置14Aの出力値が異常等である時の更生用
に、ゼロアジャストコマンドが用意されている。このコ
マンドの送出に際しては、ガスの供給が停止される。こ
のコマンドをCPU21が受取ると図3のフローチャー
トにおいて、ステップ54へ進み、バルブを閉じるよう
にD/A変換器26へデータが送出される。この時、セ
ンサ回路4の出力はゼロでなければならない。しかしな
がら、一般的には、何等可の要因によってオフセット値
が出力されることが多い。そこで、この出力に応じて求
めた補正値が補正値レジスタ41にセットされる。 【0023】図4には、他の実施例に係る質量流量制御
装置が示されている。筐体60には、図1の破線より下
方の部分に係る構成、つまり、従来のマスフローコント
ローラ(図6の14)の構成部分が収容され、筐体70
には質量流量制御装置14Aの残りの構成部分が収容さ
れている。コネクタ61はセンサ回路4とA/D変換器
25との間の接続、また、D/A変換器26とコンパレ
ータ6との間の接続を行うために設けられる。筐体60
と筐体70との間は、適当な凹凸構成等による係合手段
により結合される。 【0024】更に、図5には、実施例に係る質量流量制
御装置を4台用いた流量制御システムが示されている。
質量流量制御装置60−1、60−2、60−3、60
−4と光マルチプレクサ80との間は、それぞれに対応
する光ファイバー28−1、28−2、28−3、28
−4により接続され、ホストコンピュータ30側への信
号は多重化されて光ファイバー81を介してへ接続コネ
クタ31へ送出され、ホストコンピュータ30からの多
重化された信号は光ファイバー81を介して光マルチプ
レクサ80へ至り分離されて対応の光ファイバー28−
1、28−2、28−3、28−4へ送出される。な
お、この実施例では光マルチプレクサ80とホスト側と
の間を光ファイバー81により接続したが、他の実施例
では光マルチプレクサ80に光電気相互変換器を付設
し、ホスト側との間を電気信号ラインにより接続する。 【0025】また、上記の実施例においては、ホスト側
としてホストコンピュータを用いたが、端末器であって
も良い。更に、ゼロアジャストコマンド等は、オペレー
タの入力により入力することも可能である。また、他の
実施例では、質量流量制御装置自体が、適当な時間間隔
で、ゼロアジャストコマンドを発行し、自らが補正値を
設定するようにする。この実施例によっても、安定な動
作が確保される。 【0026】 【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る質量
流量制御装置によれば、得られた検出結果を補正した値
とするための複数のガス種別毎の変換テーブルを備え、
ホストコンピュータからガス種別が指定コマンドを受け
る毎に対応する変換テーブルを補正に用いるテーブルと
して指定し、得られる検出結果を該変換テーブルを用い
て補正して検出結果としてホストコンピュータへ送出す
るので、ガス種を適宜変更しても適切な検出結果を得る
ことができる。また、ホストコンピュータからゼロアジ
ャストコマンドを受け取ると、流体の流れを停止すると
共に、このときに得られる質量流量の検出結果を保持
し、その後検出される質量流量の補正に用いるので、セ
ンサの経時変化等が生じてもホストコンピュータ側から
補正を指示し適切な結果を得ることができる。 【0027】 【0028】 【0029】 【0030】
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施例に係る質量流量制御装置を用い
て構成した流量制御システムの構成図。 【図2】本発明の実施例に係る質量流量制御装置の要部
構成図。 【図3】本発明の実施例に係る質量流量制御装置の動作
を説明するためのフローチャート。 【図4】本発明の他の実施例に係る質量流量制御装置の
斜視図。 【図5】本発明の実施例に係る質量流量制御装置を複数
用いて構成した流量制御システムの構成図。 【図6】従来の質量流量制御装置を用いて構成した流量
制御システムの構成図。 【符号の説明】 1 ガス導入配管 2 ガス流出
配管 3 センサヒータ 4 センサ回
路 5 バルブ駆動部 6 コンパレ
ータ 11 電源 14A 質量
流量制御装置 20 制御部 21 CPU 22 ROM 23 RAM 24,32 光電気相互変換器 25 A/D
変換器 26 D/A変換器 27 光ファ
イバー用コネクタ 29 RS−232Cポート 30 ホスト
コンピュータ 31 接続コネクタ 33 RS−
232Cデコ−ダ 34 電源ケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−294520(JP,A) 特開 昭58−73593(JP,A) 特開 平4−262408(JP,A) 特開 平5−289750(JP,A) 実開 平5−59502(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 7/00 - 7/06

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 質量流量を検出する検出手段と、設定入
    力と前記検出手段による検出結果とに基づき流体の流量
    を制御する流量制御手段とを有するマスフローコントロ
    ーラと、 前記マスフローコントローラを制御すると共に前記検出
    結果を受け取るホストコンピュータと前記検出手段により得られた検出結果を補正した値とす
    るための複数のガス種別毎の変換テーブルと、 前記ホストコンピュータからガス種別が指定コマンドを
    受ける毎に対応する変換テーブルを補正に用いるテーブ
    ルとして指定し、前記検出手段により得られる検出結果
    を該変換テーブルを用いて補正して検出結果として前記
    ホストコンピュータへ送出する一方、前記ホストコンピ
    ュータからゼロアジャストコマンドを受け取ると、前記
    流体の流れを停止すると共に、このときに前記検出手段
    により得られる質量流量の検出結果を保持し、前記検出
    手段により検出される質量流量の補正に用いる補正手段
    を具備した ことを特徴とする質量流量制御装置。
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