JP5069839B2 - 質量流量装置を作製および使用するためのシステム及び方法 - Google Patents
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- 少なくとも一つの流体について使用される質量流量装置を構成するための方法であって、
試験用流量規制部材に流体を通して第一の流量特性データを取得する段階と、
装置に組み込み可能な流量規制部材に流体を通して第二の流量特性データを取得する段階と、
前記第二の流量特性データが取得された流量規制部材を選択する段階と、
流体の圧力を測定するための少なくとも二つの圧力センサを選択する段階と、
前記流体を制御するためのバルブを選択する段階と、
前記選択された流量規制部材と圧力センサとバルブとを物理的に組み立てる段階と、
前記第一の流量特性データと前記第二の流量特性データとから、前記選択された流量規制部材に対して使用される制御用流量特性データを生成する段階と、
前記制御用流量特性データを前記装置にダウンロードする段階と、
を有し、構成される質量流量装置が、前記第一及び第二の流量特性データを取得した測定条件において、流体の流量を求めることを可能とする方法。 - 前記質量流量装置を流れる流体の温度を検知して温度信号を生成する温度センサを組み込む段階をさらに有し、前記第一の流量特性データを取得する段階が、流量規制部材の下流側における複数の絶対圧力値と、流量規制部材の下流側と上流側との間の複数の差圧値と、複数の温度値と、流量とを示すデータを実験的に求める段階である請求項1に記載の方法。
- 実験的に求められる前記第一の流量特性データは、既知の流量を与える試験用流量規制部材を使用して求められる請求項2に記載の方法。
- 前記選択される流量規制部材に関連する前記第二の流量特性データを試験によって求めることをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記第二の流量特性データを取得する段階は、
所定の圧力の下で、前記選択された流量規制部材に流体を通すことにより第1の値を得る段階と、
所定の圧力未満の圧力の下で、前記選択された流量規制部材に流体を通すことにより第2の値を得る段階と、
前記第1と第2の値を使用して、前記第二の流量特性データを求める段階とを有し、前記第1と第2の値により前記選択された流量規制部材の制御用流量特性データを求めることが可能である請求項4に記載の方法。 - 前記制御用流量特性データは、流量規制部材の下流側における絶対圧力値と、下流側と上流側との間の差圧値とから流量を求めるための多項式係数である請求項5に記載の方法。
- 前記圧力センサは、圧力センサ補正式に関連付けられ、前記圧力センサ補正式は、或る圧力の範囲にわたり前記圧力センサを試験することにより得られる応答曲線とヒステリシス値とを計算することにより求められる請求項1に記載の方法。
- 前記測定条件は、複数の下流側絶対圧力値の範囲を含む請求項1に記載の方法。
- 前記測定条件は、複数の差圧値の範囲を含む請求項1に記載の方法。
- 前記測定条件は、複数の温度値の範囲を含む請求項1に記載の方法。
- 前記流体を複数の流体から選択する段階をさらに含み、前記第一の流量特性データ及び前記第二の流量特性データは、ともに前記選択された流体を使用して得られたデータであり、前記選択された流体に対する前記第一の流量特性データと前記第二の流量特性データとから前記制御用流量特性データを求める請求項1に記載の方法。
- 前記流量規制部材に関連する第二の流量特性データを特定する段階、及び前記圧力センサの特性を規定する前記少なくとも二つの圧力センサに関連する圧力センサ補正式を特定する段階と、
流体に関連する第一の流量特性データを特定する段階と、
前記特定された第二の流量特性データ及び前記圧力センサ補正式を使用して、前記特定された第一の流量特性データから、前記選択された流量規制部材に流れる流体の流量を求めるための制御用流量特性データを生成する段階と、
前記制御用流量特性データを、前記装置にアクセス可能なメモリに記憶する段階と、
をさらに有する請求項1に記載の方法。 - 試験を実施して前記制御用流量特性データを確認することをさらに有し、前記試験は、少なくとも1つの既知の流体を使用して質量流量装置の精度レベルを測定するものである請求項12に記載の方法。
- 少なくとも1つのデータベースから前記第二の流量特性データ、圧力センサ補正式および第一の流量特性データを取り出すことをさらに含む請求項12に記載の方法。
- 前記質量流量装置は温度センサをさらに有しており、前記第一の流量特性データは、流量規制部材の下流側における絶対圧力値と、上流側と下流側との間の差圧値と、流体の温度と、流量とを示すデータである請求項12に記載の方法。
- 前記流体の流量と前記差圧との間の関係は非直線関係である請求項15に記載の方法。
- 前記流量規制部材に定格流量を流した場合の第一の圧力低下値を測定する段階と、
前記測定された第一の圧力低下値に基づいて第1の係数を計算する段階と、
前記流量規制部材に前記定格流量の数分の一を流した場合の第二の圧力低下値を測定する段階と、
前記測定された第二の圧力低下値に基づいて第2の係数を計算する段階と、
をさらに有し、前記第1及び第2の係数は少なくとも一つの流体に関する流量規制部材を特徴付ける前記第二の流量特性データである請求項1に記載の方法。 - 前記何分の1かの定格流量は、前記定格流量の2分の1である請求項17に記載の方法。
- 前記第1と第2の係数の少なくともいずれかが所定の範囲外にある場合に前記流量規制部材を不合格にする段階をさらに含む請求項17に記載の方法。
- 請求項1から19までのいずれか一項に記載の方法によって構成された、少なくとも一つの流体の流れを制御するための質量流量装置であって、
プロセッサ及び前記プロセッサにアクセスできるメモリとをさらに有し、
前記メモリは、
前記流量規制部材に対して使用される制御用流量特性データと、
前記圧力センサからの測定値を受けて、前記測定値と前記制御用流量特性データとに基づいて流体の流れを計算して、前記バルブを作動させるための処理命令と、
を有しており、前記計算された流量に応じて前記バルブが作動される質量流量装置。 - 温度センサをさらに有し、前記制御用流量特性データは、前記流量規制部材の下流側における絶対圧力値と、下流側と上流側との間の差圧値と、流体の温度値とから流量を求めるための多項式係数である請求項20に記載の質量流量装置。
- 底壁と側壁とを有する圧力センサを受容できるハウジングをさらに有し、該ハウジングは、
前記質量流量装置を通る前記流体のための流路を提供するために流体連通する第1及び第2の流路と、
前記第1と第2の流路間に配設されて前記圧力センサによりほぼ占有される空所とを有し、
前記流路は、前記空所の側面と前記圧力センサの側壁とにより形成される第1の隙間により、また前記空所の底面と前記圧力センサの底壁とにより形成される第2の隙間とにより前記空所を通って形成されていて、前記流体は、前記第1の流路から前記空所に、そして前記空所から前記第2の流路に、ほぼ滞留することなく流れる請求項20の質量流量装置。
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