JP5752521B2 - DIAGNOSIS DEVICE AND FLOW CONTROL DEVICE HAVING THE DIAGNOSIS DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、熱式流量センサの異常を診断する診断装置及びその診断装置を備えた流量制御装置に関するものである。 The present invention relates to a diagnostic device for diagnosing abnormality of a thermal flow sensor and a flow control device including the diagnostic device.
例えば半導体の製造においては、様々な種類のガスを所定の流量でチャンバー内に流入させるために、マスフローコントローラ等の流量制御装置が用いられている。このマスフローコントーラは、内部流路に流れる流体の流量を流量センサにより測定し、その測定される測定流量値が目標流量値に追従するように流量制御バルブの開度が制御されるように構成されている。 For example, in the manufacture of semiconductors, a flow control device such as a mass flow controller is used to allow various types of gases to flow into the chamber at a predetermined flow rate. This mass flow controller is configured so that the flow rate of the fluid flowing in the internal flow path is measured by a flow rate sensor, and the opening degree of the flow rate control valve is controlled so that the measured flow rate value follows the target flow rate value. ing.
ところで、マスフローコントローラにおいて前記流量制御バルブが正確に制御されていたとしても、前記流量センサにドリフトやサーマルサイフォン現象が発生し、そもそも測定流量値が正確でない場合には前記チャンバー内に目標流量のガスが流入していないことになる。 By the way, even if the flow control valve is accurately controlled in the mass flow controller, if a drift or thermal siphon phenomenon occurs in the flow sensor, and the measured flow value is not accurate in the first place, the target flow rate gas in the chamber. Will not flow in.
このような問題を解決するために、特許文献１では、前記流量センサの異常の有無を診断する診断部を備えたマスフローコントローラが示されている。このマスフローコントローラは、前記内部流路から分岐し再び当該内部流路に合流するセンサ流路と、前記内部流路において前記センサ流路の分岐点と合流点との間に設けられた層流素子とを具備する熱式流量センサと、前記熱式流量センサの出力する第１測定流量値が目標流量値となるように制御される流量制御バルブと、を備えたものであり、さらに前記層流素子の上流と下流との差圧を測定する差圧センサと、を備えたものである。そして、このマスフローコントローラは、前記熱式流量センサから出力される第１測定流量値と、前記差圧センサから出力される差圧に基づいて算出される第２測定流量値とを比較し、前記熱式流量センサにおける温度ドリフト、あるいは、マスフローコントローラの設置方向等により生じるサーマルサイフォン現象等により生じる流量測定誤差が許容値以上に発生していないかどうかを診断する診断部を備えている。 In order to solve such a problem, Patent Document 1 discloses a mass flow controller including a diagnosis unit that diagnoses whether or not the flow sensor is abnormal. The mass flow controller includes a sensor flow path branched from the internal flow path and rejoining the internal flow path, and a laminar flow element provided between the branch point and the merge point of the sensor flow path in the internal flow path A flow rate control valve that is controlled so that a first measured flow rate value output from the thermal flow rate sensor becomes a target flow rate value, and further, the laminar flow And a differential pressure sensor for measuring a differential pressure between the upstream and downstream of the element. The mass flow controller compares the first measured flow value output from the thermal flow sensor with the second measured flow value calculated based on the differential pressure output from the differential pressure sensor, and A diagnostic unit is provided for diagnosing whether or not a flow measurement error caused by a temperature drift in the thermal flow sensor or a thermal siphon phenomenon caused by the installation direction of the mass flow controller or the like has occurred beyond an allowable value.
言い換えると、特許文献１のマスフローコントローラは、熱式と差圧式の２系統の流量測定手段を有し、それぞれから出力される第１測定流量値と第２測定流量値とを常に比較することにより、フィードバック制御に用いている測定値が許容値以上の測定誤差が発生していないかどうかを自己診断できるように構成されている。 In other words, the mass flow controller of Patent Document 1 has two types of flow rate measurement means of thermal type and differential pressure type, and always compares the first measured flow rate value and the second measured flow rate value output from each. The measurement value used for the feedback control is configured to be able to self-diagnose whether or not a measurement error exceeding the allowable value has occurred.
しかしながら、特許文献１では上述したように前記熱式流量センサから出力される測定流量値が単に正しいかどうかのみを第１測定値と第２測定値に基づいて診断しているため、その原因までは診断していない。つまり、特許文献１の診断部から熱式流量センサの測定値に異常があると通知されても、使用者は具体的に何に不具合が生じているのかがわからず、原因がわからないので熱式流量センサの正常化のためにどのように対処すればよいのかが分からないという問題がある。 However, in Patent Document 1, as described above, only whether or not the measured flow rate value output from the thermal flow sensor is correct is diagnosed based on the first measured value and the second measured value. Has not been diagnosed. That is, even if notified from the diagnostic unit of Patent Document 1 that there is an abnormality in the measurement value of the thermal flow sensor, the user does not know what is causing the problem, and the cause is not known. There is a problem that it is not known how to deal with the normalization of the flow sensor.
本発明は上述したような問題を鑑みたものであり、熱式流量センサにおいてどの箇所に不具合が生じているのかを診断することができる診断装置及びその診断装置を備え、自己診断が可能な流量制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and includes a diagnostic device capable of diagnosing which part of the thermal flow sensor has a defect and a flow rate capable of self-diagnosis. An object is to provide a control device.
すなわち、本発明の診断装置は、流体が流れるメイン流路から分岐して、前記メイン流路に再び合流するセンサ流路と、前記メイン流路において前記センサ流路の分岐点と合流点との間に設けられる第１の流体抵抗と、を具備し、前記センサ流路を流れる流体の温度に基づいて前記メイン流路を流れる流体の流量を測定する熱式流量センサの異常を診断する診断装置であって、前記メイン流路又は前記メイン流路に接続される接続流路を流れる流体の流量を測定する流量測定機構と、前記熱式流量センサが出力する第１測定流量値と、前記流量測定機構が出力する第２測定流量値と、を比較して前記熱式流量センサの異常を診断する診断部と、を備え、前記診断部が、第１測定流量値と第２測定流量値に基づいて、前記メイン流路又は前記センサ流路のいずれに詰まりがあるかを診断するように構成されたことを特徴とする。 That is, the diagnostic device of the present invention includes a sensor channel that branches from a main channel through which a fluid flows and merges again with the main channel, and a branch point and a junction point of the sensor channel in the main channel. A diagnostic device for diagnosing abnormality of a thermal flow sensor that measures a flow rate of the fluid flowing through the main flow path based on a temperature of the fluid flowing through the sensor flow path The flow rate measuring mechanism for measuring the flow rate of the fluid flowing through the main flow channel or the connection flow channel connected to the main flow channel, the first measured flow rate value output from the thermal flow sensor, and the flow rate A diagnostic unit for diagnosing abnormality of the thermal flow sensor by comparing the second measured flow rate value output by the measurement mechanism, and the diagnostic unit converts the first measured flow rate value and the second measured flow rate value Based on the main flow path or the Characterized in that it is configured to diagnose any of whether there is clogging of sub channel.
また、本発明の診断装置を構成するために記録メディア等から既存の装置にインストールされる診断プログラムとしては、流体が流れるメイン流路から分岐して、前記メイン流路に再び合流するセンサ流路と、前記メイン流路において前記センサ流路の分岐点と合流点との間に設けられる第１の流体抵抗と、を具備し、前記センサ流路を流れる流体の温度に基づいて前記メイン流路を流れる流体の流量を測定する熱式流量センサの異常を診断する診断プログラムであって、前記熱式流量センサが出力する第１測定流量値と、前記メイン流路又は前記メイン流路に接続される接続流路を流れる流体の流量を測定する流量測定機構が出力する第２測定流量値と、を比較して前記熱式流量センサの異常を診断する診断部と、を備え、前記診断部が、第１測定流量値と第２測定流量値に基づいて、前記メイン流路又は前記センサ流路のいずれに詰まりがあるかを診断するように構成されたことを特徴とするものが挙げられる。 In addition, as a diagnostic program installed in an existing apparatus from a recording medium or the like to constitute the diagnostic apparatus of the present invention, a sensor flow path that branches from a main flow path through which fluid flows and rejoins the main flow path And a first fluid resistance provided between a branch point and a confluence of the sensor flow path in the main flow path, and the main flow path based on the temperature of the fluid flowing through the sensor flow path A diagnostic program for diagnosing an abnormality in a thermal flow sensor that measures the flow rate of a fluid flowing through the first flow rate value output from the thermal flow sensor and connected to the main flow path or the main flow path A diagnostic unit for diagnosing abnormality of the thermal flow sensor by comparing with a second measured flow rate value output by a flow rate measurement mechanism that measures the flow rate of the fluid flowing through the connection flow path, , Based on the first measurement flow rate value and the second measured flow values include those characterized in that it is configured to diagnose any of whether there is clogging of said main channel or said sensor channel.
ここで、本発明の特に前記診断部に関する構成は、上述したように熱式流量センサのどこに異常があるのかを診断するという技術課題を解決するために、以下に説明するような現象について本願発明者らが鋭意検討を行った結果初めてなされたものである。 Here, the configuration relating to the diagnosis unit of the present invention particularly relates to the phenomenon described below in order to solve the technical problem of diagnosing where the thermal flow sensor is abnormal as described above. This was the first time as a result of intensive studies.
例えば、前記熱式流量センサにおいて前記センサ流路が詰まっているとすると、当該センサ流路へ流体が流れ込みにくくなることから、前記層流素子により分流されて、前記センサ流路へと流れる流体の量が正常時よりも少なくなる。従って、前記熱式流量センサから出力される第１測定流量値は実際にメイン流路を流れる実流量値に比べて値が小さくなるため、前記熱式流量センサとは別に前記メイン流路の流量を測定している前記流量測定機構が出力する第２測定流量値よりも小さい値になる。 For example, if the sensor flow path is clogged in the thermal flow sensor, it is difficult for the fluid to flow into the sensor flow path, so the fluid that is diverted by the laminar flow element and flows into the sensor flow path The amount is less than normal. Accordingly, the first measured flow rate value output from the thermal type flow sensor is smaller than the actual flow rate value that actually flows through the main flow path. Therefore, the flow rate of the main flow path is separate from the thermal flow sensor. It becomes a value smaller than the second measured flow rate value output by the flow rate measuring mechanism measuring the.
一方、前記メイン流路が詰まっているとすると、前記メイン流路に流れる流量が正常時よりも少なくなり、前記センサ流路に流れる流量は増加することになる。従って、前記熱式流量センサから出力される第１測定流量値は実際にメイン流路を流れる実流量値に比べて値が大きくなるため、前記熱式流量センサとは別に前記メイン流路の流量を測定している前記流量測定機構が出力する第２測定流量値よりも大きな値になる。 On the other hand, if the main flow path is clogged, the flow rate flowing through the main flow path will be smaller than normal, and the flow rate flowing through the sensor flow path will increase. Accordingly, the first measured flow rate value output from the thermal flow rate sensor is larger than the actual flow rate value actually flowing through the main flow channel, so that the flow rate of the main flow channel separately from the thermal flow rate sensor. This value is larger than the second measured flow rate value output by the flow rate measuring mechanism.
このような鋭意検討の結果、本願発明者らは前記第１測定流量値と前記第２測定流量値には、メイン流路又はセンサ流路のいずれに詰まりがあるかに関する情報が含まれていることを見出したため、上述したような診断装置を構成することが初めてできたのである。 As a result of such intensive studies, the inventors of the present application include information on which of the main flow path and the sensor flow path is clogged in the first measured flow value and the second measured flow value. As a result, it was possible to construct the diagnostic apparatus as described above for the first time.
この結果、本発明の診断装置によれば、第１測定流量値と第２測定流量値という簡単な判断基準だけで、単純に熱式流量センサの測定流量値が正しくないということだけでなく、その異常原因まで特定することができる。 As a result, according to the diagnostic device of the present invention, not only that the measured flow value of the thermal flow sensor is not correct, but only with simple judgment criteria of the first measured flow value and the second measured flow value, The cause of the abnormality can be identified.
前記診断装置により、前記メイン流路又は前記センサ流路のいずれに詰まりがあるかを精度よく診断するための具体的な判断基準としては、診断装置は、前記診断部が、前記第１測定流量値が前記第２測定流量値よりも所定値以上小さい場合には、前記センサ流路に詰まりがあると診断し、前記第１測定流量値が前記第２測定流量値よりも所定値以上大きい場合には、前記メイン流路に詰まりがあると診断するように構成されたことを特徴とするものであればよい。なお、上述した前記第１測定流量値及び前記第２測定流量値の大きさの比較方法としては、例えば差分をとる、両方の比を取る等様々な比較方法を含む概念である。 As a specific determination criterion for accurately diagnosing whether the main flow path or the sensor flow path is clogged by the diagnostic device, the diagnostic device is configured such that the diagnostic unit includes the first measured flow rate. When the value is smaller than the second measured flow value by a predetermined value or more, it is diagnosed that the sensor flow path is clogged, and the first measured flow value is larger than the second measured flow value by a predetermined value or more. In this case, any configuration may be used as long as it is configured to diagnose that the main flow path is clogged. In addition, as a comparison method of the magnitude | size of the said 1st measurement flow value and the said 2nd measurement flow value mentioned above, it is a concept including various comparison methods, such as taking a difference and taking both ratio, for example.
比較対象となる流量測定機構の精度及び信頼性を高く保ち、前記熱式流量計の異常の有無を診断するための基準として有効な構成としては、前記流量測定機構が、前記メイン流路中又は前記メイン流路に接続される接続流路にある流体抵抗の上流側圧力及び下流側圧力に基づいて前記メイン流路に流れる流体の流量を測定するように構成されたものであればよい。 As a configuration effective to maintain the accuracy and reliability of the flow measurement mechanism to be compared and to diagnose the presence or absence of abnormality of the thermal flow meter, the flow measurement mechanism is in the main flow path or What is necessary is just to be comprised so that the flow volume of the fluid which flows into the said main flow path may be measured based on the upstream pressure and downstream pressure of the fluid resistance in the connection flow path connected to the said main flow path.
上述した診断装置を備えることにより流量制御装置単体で、常に流量制御に用いている第１測定流量値が正しいかどうかをチェックして、異常箇所の特定ができる自己診断機能を実現したものとするには、前記メイン流路と、前記メイン流路上に設けられた前記熱式流量センサと、前記メイン流路上に前記熱式流量センサの上流側又は下流側に設けられた流量制御バルブと、前記流量制御バルブの開度を前記熱式流量センサの示す第１測定流量値と目標流量値の偏差が小さくなるように制御する流量制御部と、前記第１の流体抵抗の上流側圧力及び下流側圧力、又は、前記第１の流体抵抗の上流と下流の差圧を測定する圧力測定機構と、を備えた流量制御装置であり、前記流量測定機構が、前記圧力測定機構が示す上流側圧力値及び下流側圧力値、又は、差圧値に基づいて前記第２測定流量値を出力するように構成されたものであればよい。 By providing the above-described diagnostic device, it is assumed that a self-diagnostic function that can always identify whether or not the first measured flow rate value used for flow rate control is correct and identify an abnormal point is realized with the flow rate control device alone. The main flow path, the thermal flow sensor provided on the main flow path, a flow control valve provided on the main flow path upstream or downstream of the thermal flow sensor, A flow rate controller for controlling the opening of the flow rate control valve so that the deviation between the first measured flow rate value and the target flow rate value indicated by the thermal flow sensor is small; and the upstream pressure and downstream side of the first fluid resistance A pressure control mechanism that measures a pressure or a differential pressure upstream and downstream of the first fluid resistance, and the upstream pressure value indicated by the pressure measurement mechanism. And downstream pressure Value, or it may be one that is configured to output the second measured flow rate value based on the differential pressure value.
前記流体制御装置内に設けられた圧力測定機構と、流体制御装置が接続される接続配管上にあり、流体制御装置の外部にある部材を利用して、前記診断装置の機能を構成するには、前記メイン流路と、前記メイン流路上に設けられた前記熱式流量センサと、前記メイン流路上に前記熱式流量センサの下流側に設けられた流量制御バルブと、前記流量制御バルブの開度を前記熱式流量センサの示す第１測定流量値と目標流量値の偏差が小さくなるように制御する流量制御部と、前記第１の流体抵抗の上流側圧力を測定する圧力測定機構と、を備えた流量制御装置であり、前記流量測定機構が、前記メイン流路の上流側に接続される接続流路にある第２の流体抵抗の上流側に設けられた１次側圧力センサの出力する第１圧力値と、前記圧力測定機構の出力する第２圧力値に基づいて前記第２測定流量値を出力するように構成されたものであればよい。 To configure the function of the diagnostic device by using a pressure measurement mechanism provided in the fluid control device and a connection pipe connected to the fluid control device and using a member outside the fluid control device The main flow path, the thermal flow sensor provided on the main flow path, the flow control valve provided on the main flow path downstream of the thermal flow sensor, and the flow control valve opened. A flow rate control unit that controls the degree of deviation between the first measured flow rate value and the target flow rate value indicated by the thermal flow rate sensor; a pressure measurement mechanism that measures the upstream pressure of the first fluid resistance; An output of a primary pressure sensor provided on the upstream side of the second fluid resistance in the connection flow path connected to the upstream side of the main flow path. The first pressure value and the pressure measuring device As long as it is configured to output the second measured flow rate value based on the second pressure value output.
前記流量制御装置内に圧力測定機構が備わっていない場合でも、前記診断装置を構成するには、前記メイン流路と、前記メイン流路上に設けられた前記熱式流量センサと、前記メイン流路上に前記熱式流量センサの下流側に設けられた流量制御バルブと、前記流量制御バルブの開度を前記熱式流量センサの示す第１測定流量値と目標流量値の偏差が小さくなるように制御する流量制御部と、を備えた流量制御装置であって、前記流量測定機構が、前記メイン流路の上流側に接続される接続流路上にある第２の流体抵抗の近傍に設けられた圧力測定機構の出力する、前記第２の流体抵抗の上流側圧力及び下流側圧力、又は、前記流体抵抗の上流と下流の差圧に基づいて前記第２測定流量値を出力するように構成されたものであればよい。 Even in the case where no pressure measuring mechanism is provided in the flow control device, the diagnostic device can be configured by configuring the main flow channel, the thermal flow sensor provided on the main flow channel, and the main flow channel. And a flow control valve provided on the downstream side of the thermal flow sensor, and the opening of the flow control valve is controlled so that a deviation between the first measured flow value and the target flow value indicated by the thermal flow sensor is small. A flow control device comprising: a flow control device, wherein the flow measurement mechanism is provided in the vicinity of a second fluid resistance on a connection flow path connected to an upstream side of the main flow path. The second measurement flow rate value is output based on the upstream pressure and downstream pressure of the second fluid resistance, or the differential pressure upstream and downstream of the fluid resistance, which is output from the measurement mechanism. Anything is acceptable.
このように本発明の診断装置及び流量制御装置によれば、前記熱式流量センサから出力される第１流量測定値と、前記流量測定機構から出力される第２流量測定値とを比較し、センサ流路又はメイン流路のいずれに詰まりがあるかまで診断する事ができ、異常が生じた場合にはすぐに該当箇所への修理等の対応が可能となる。 Thus, according to the diagnostic device and the flow control device of the present invention, the first flow rate measurement value output from the thermal flow sensor is compared with the second flow rate measurement value output from the flow rate measurement mechanism, It is possible to diagnose whether the sensor flow path or the main flow path is clogged, and when an abnormality occurs, it is possible to immediately repair the corresponding part.
本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。第１実施形態の流量制御装置は、例えば、半導体製造工程において成膜に使用される各種材料ガスを一定流量でチャンバー内へ流入させるために用いられるものである。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The flow rate control device of the first embodiment is used, for example, to flow various material gases used for film formation in a semiconductor manufacturing process into the chamber at a constant flow rate.
図１に示すように流量制御装置たるマスフローコントローラ１００は、直方体状のブロック体Ｂの内部にメイン流路ＭＬが形成されており、このブロック体Ｂの上面に各部材を取り付けることによってメイン流路ＭＬ上に上流から順に、第１圧力センサ２１、熱式流量センサ１、第２圧力センサ２２、流量制御バルブ３を設けてある。さらに、このマスフローコントローラ１００は、図２に示すように前記流量制御バルブ３の制御や、各種演算を行う制御機構４を備えており、この制御機構４の演算機能と、第１実施形態の圧力測定機構である前記第１圧力センサ２１及び前記第２圧力センサ２２と、を用いて前記熱式流量センサ１の診断を行う診断装置２００が構成してある。なお、前記制御機構４は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏチャネル、Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａコンバータ等を有したいわゆるコンピュータやマイコン等の演算装置であり、前記メモリに格納されたプログラム、特に診断プログラムを実行することにより後述する少なくとも第１測定流量算出部１４、流量制御部４１、第２測定流量算出部４２、診断部４３としての機能を発揮するように構成してある。 As shown in FIG. 1, the mass flow controller 100 as a flow rate control device has a main flow path ML formed in a rectangular parallelepiped block body B, and each member is attached to the upper surface of the block body B to attach the main flow path. A first pressure sensor 21, a thermal flow sensor 1, a second pressure sensor 22, and a flow control valve 3 are provided in order from upstream on the ML. Further, as shown in FIG. 2, the mass flow controller 100 includes a control mechanism 4 that controls the flow rate control valve 3 and performs various calculations. The calculation function of the control mechanism 4 and the pressure of the first embodiment are provided. A diagnostic device 200 is provided for diagnosing the thermal flow sensor 1 using the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 which are measurement mechanisms. The control mechanism 4 is a calculation device such as a computer or a microcomputer having a CPU, a memory, an I / O channel, an A / D, a D / A converter, etc., and a program stored in the memory, particularly a diagnosis By executing the program, it is configured to exhibit at least functions as a first measured flow rate calculation unit 14, a flow rate control unit 41, a second measured flow rate calculation unit 42, and a diagnosis unit 43, which will be described later.
まず、流量制御に関する構成について、各部を説明する。なお、以下の説明において記載する流量は、質量流量又は体積流量いずれであっても構わない。 First, each part is demonstrated about the structure regarding flow control. In addition, the flow rate described in the following description may be either a mass flow rate or a volume flow rate.
前記熱式流量センサ１は、流体が流れるメイン流路ＭＬから分岐して、前記メイン流路ＭＬに再び合流するセンサ流路ＳＬと、前記メイン流路ＭＬにおいて前記センサ流路ＳＬの分岐点と合流点との間に設けられる第１の流体抵抗である層流素子１１と、を具備し、前記センサ流路ＳＬを流れる流体の温度に基づいて前記メイン流路ＭＬを流れる流体の流量を算出する第１流量算出部とを備えたものである。 The thermal flow sensor 1 includes a sensor flow path SL that branches from a main flow path ML through which a fluid flows and merges again with the main flow path ML, and a branch point of the sensor flow path SL in the main flow path ML. And a laminar flow element 11 that is a first fluid resistance provided between the junction points and calculates the flow rate of the fluid flowing through the main flow path ML based on the temperature of the fluid flowing through the sensor flow path SL. And a first flow rate calculation unit.
前記センサ流路ＳＬは、前記メイン流路ＭＬに対してＵ字状の金属細管を立設し、その外側に２つの温度センサ１２、１３を巻き付けてある。前記第１測定流量算出部１４は、前記センサ流路ＳＬ内を流れる流体により熱が上流側から下流側へと移送されることで生じる、この２つの温度センサ１２、１３で測定される温度差に基づいて、前記メイン流路ＭＬを流れる流体の流量を算出し、第１流量測定値として外部へと出力するよう構成してある。なお、前記第１流量算出部は、以下の式に基づいて第１流量測定値を算出する。 In the sensor flow path SL, a U-shaped metal thin tube is erected with respect to the main flow path ML, and two temperature sensors 12, 13 are wound around the outside thereof. The first measured flow rate calculation unit 14 is a temperature difference measured by the two temperature sensors 12 and 13 generated when heat is transferred from the upstream side to the downstream side by the fluid flowing in the sensor flow path SL. Based on the above, the flow rate of the fluid flowing through the main flow path ML is calculated and output to the outside as the first flow rate measurement value. The first flow rate calculation unit calculates a first flow rate measurement value based on the following equation.
ここで、ＱＴ：熱式流量センサ１により測定される流量、Ｔ１：上流側の温度センサ１２で測定される流体の温度、Ｔ２：下流側の温度センサ１３で測定される流体の温度、ｋ１：流量変換係数であり、前記第１圧力センサ２１で測定されるマスフローコントローラ１００の上流側圧力により定まる係数、流体の温度、マスフローコントローラ１００毎に固有の係数の積である。 Here, Q T : flow rate measured by the thermal flow sensor 1, T 1 : fluid temperature measured by the upstream temperature sensor 12, T 2 : fluid temperature measured by the downstream temperature sensor 13 , K 1 : a flow rate conversion coefficient, which is a product of a coefficient determined by the upstream pressure of the mass flow controller 100 measured by the first pressure sensor 21, a fluid temperature, and a coefficient specific to each mass flow controller 100.
前記層流素子１１は、流体が流れる方向とは垂直な方向、すなわち、前記ブロック体Ｂの上下方向に、例えば薄板部材を複数枚重ねて前記メイン流路ＭＬを塞ぐように設けて構成してある。この層流素子１１は、前記センサ流路ＳＬと前記メイン流路ＭＬとの間で所定の比率で流体を流すためのものである。 The laminar flow element 11 is configured so as to close the main flow path ML by stacking a plurality of thin plate members, for example, in a direction perpendicular to the direction in which the fluid flows, that is, in the vertical direction of the block body B. is there. The laminar flow element 11 is for flowing a fluid at a predetermined ratio between the sensor flow path SL and the main flow path ML.
前記流量制御バルブ３は、例えばソレノイドバルブやピエゾバルブ等の印加する電圧値に比例してその開度を制御可能なものである。 The flow rate control valve 3 can control its opening degree in proportion to the voltage value applied by, for example, a solenoid valve or a piezo valve.
前記制御機構４は、流量制御に関わる構成として、前記流量制御部４１は、前記熱式流量センサ１から出力される第１流量測定値が予め定められた目標流量値となるように前記流量制御バルブ３の開度を制御する流量制御部４１としての機能を発揮する。より具体的には、前記流量制御部４１は、前記第１流量測定値と前記目標流量値の偏差をフィードバックすることにより、前記流量制御バルブ３に印加する電圧値を出力するものである。また、例えば、前記診断装置２００により前記熱式流量センサ１に異常があると診断された場合には、前記流量制御バルブ３へのフィードバック制御を中止し、全閉指令を前記流量制御バルブ３に入力するようにしても構わない。 The control mechanism 4 has a configuration related to flow rate control, and the flow rate control unit 41 controls the flow rate control so that the first flow rate measurement value output from the thermal flow rate sensor 1 becomes a predetermined target flow rate value. The function as the flow control unit 41 that controls the opening degree of the valve 3 is exhibited. More specifically, the flow rate control unit 41 outputs a voltage value applied to the flow rate control valve 3 by feeding back a deviation between the first flow rate measurement value and the target flow rate value. For example, when the diagnostic device 200 diagnoses that the thermal flow sensor 1 is abnormal, the feedback control to the flow control valve 3 is stopped, and a full-close command is sent to the flow control valve 3. You may make it input.
次に前記マスフローコントローラ１００が備える前記診断装置２００に関する構成について各部について説明する。 Next, each part about the structure regarding the said diagnostic apparatus 200 with which the said massflow controller 100 is provided is demonstrated.
前記診断装置２００は、前記熱式流量センサ１とは別系統で前記メイン流路ＭＬを流れる流体の流量を測定する流量測定機構２と、前記熱式流量センサ１から出力される第１流量測定値と、前記流量測定機構２から出力される第２流量測定値とに基づいて前記熱式流量センサ１の異常を診断する診断部４３と、から構成してある。なお、以下の説明に用いる図面では、診断装置２００を点線で囲うことにより図示している。また、制御機構４に関しても想像線で囲うことにより図示している。 The diagnostic device 200 includes a flow rate measuring mechanism 2 that measures the flow rate of the fluid flowing through the main flow path ML in a separate system from the thermal flow rate sensor 1, and a first flow rate measurement output from the thermal flow rate sensor 1. A diagnosis unit 43 that diagnoses an abnormality of the thermal flow sensor 1 based on the value and the second flow rate measurement value output from the flow rate measurement mechanism 2. In the drawings used for the following description, the diagnostic device 200 is shown by being surrounded by a dotted line. Further, the control mechanism 4 is also illustrated by being surrounded by an imaginary line.
前記流量測定機構２は、前記層流素子１１を流体抵抗Ｒとしてその上流と下流で生じる差圧に基づいて前記メイン流路ＭＬに流れる流量を測定するものである。より具体的には、前記流量測定機構２は、前記第１圧力センサ２１と、流体抵抗Ｒである前記層流素子１１と、前記第２圧力センサ２２で構成される圧力測定機構と、前記第１圧力センサ２１が示す上流側圧力と前記第２圧力センサ２２の示す下流側圧力に基づいて第２測定流量値を算出する第２測定流量算出部４２とから構成してある。 The flow rate measuring mechanism 2 measures the flow rate flowing through the main flow path ML based on the differential pressure generated upstream and downstream with the laminar flow element 11 as a fluid resistance R. More specifically, the flow rate measuring mechanism 2 includes the first pressure sensor 21, the laminar flow element 11 having a fluid resistance R, the pressure measuring mechanism including the second pressure sensor 22, and the first The second measurement flow rate calculation unit 42 calculates a second measurement flow rate value based on the upstream pressure indicated by the first pressure sensor 21 and the downstream pressure indicated by the second pressure sensor 22.
前記圧力測定機構は、前記第２測定流量算出部４２で用いられる差圧を測定するために、前記熱式流量センサ１において、各流路に分流させるために用いている層流素子１１を流体抵抗Ｒとして利用している。つまり、前記メイン流路ＭＬに別途リストリクタ等を流体抵抗Ｒとして設ける必要が無く、使用する部品を共通化することで部品点数の低減を図っている。 In order to measure the differential pressure used in the second measurement flow rate calculation unit 42, the pressure measurement mechanism uses the laminar flow element 11 that is used for diverting to each flow path in the thermal flow sensor 1 as a fluid. The resistor R is used. That is, it is not necessary to provide a separate restrictor or the like as the fluid resistance R in the main flow path ML, and the number of parts is reduced by sharing the parts to be used.
前記第２測定流量算出部４２は、前記制御機構４の演算機能を利用して構成してあるものであり、以下に示すような式に基づいて前記熱式流量センサ１とは別の手法で流量を算出するものである。 The second measured flow rate calculation unit 42 is configured using the calculation function of the control mechanism 4, and is based on a formula different from the thermal flow rate sensor 1 based on the following formula. The flow rate is calculated.
ここで、ＱＰ：第２測定流量値 Ｐ１：第１圧力センサ２１で測定される上流側圧力、Ｐ２：第２圧力センサ２２で測定される下流側圧力、ｇ：重力加速度γ：流体の比重量、ｋ２：粘性係数と流体温度の積である。 Here, Q P : second measured flow rate value P 1 : upstream pressure measured by the first pressure sensor 21, P 2 : downstream pressure measured by the second pressure sensor 22, g: gravitational acceleration γ: fluid Specific weight, k 2 : product of viscosity coefficient and fluid temperature.
また、前記第２測定流量算出部４２は、差圧ではなく前記第１圧力センサ２１と、前記第２圧力センサ２２で測定されるそれぞれの圧力を用い、以下の式により流量を算出するものであっても構わない。 The second measured flow rate calculation unit 42 calculates the flow rate according to the following formula using the pressures measured by the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 instead of the differential pressure. It does not matter.
ここで、ｋ３：粘性係数、ガス温度、下流側圧力Ｐ２により定まる係数の積である。 Here, k3 is a product of a coefficient determined by the viscosity coefficient, the gas temperature, and the downstream pressure P2.
前記診断部４３は、常時前記第１測定流量値と前記第２測定流量値との差分を演算して比較を行なって入る。例えば、サンプリング周期ごとに各測定流量値が出力される度に前記差分は演算される。そして、この診断部４３は前記熱式流量センサ１から出力される前記第１測定流量値が前記流量測定機構２から出力される前記第２測定流量値よりも所定値以上小さい場合には、前記センサ流路ＳＬに詰まりがあると診断し、前記第１測定流量値が前記第２測定流量値よりも所定値以上大きい場合には、前記メイン流路ＭＬに詰まりがあると診断するように構成してある。ここで、所定値とはゼロよりも大きい値であって予め定めた閾値である。前記所定値は、例えば前記熱式流量センサ１又は前記流量測定機構２から出力される値に重畳するノイズの大きさよりも大きい値に設定してあり、ノイズによって誤診断が発生しないようにしてある。また、この所定値は設定される目標流量値の近傍における前記熱式流量センサ１、前記流量測定機構２の出力特性に応じて設定してもよい。例えば、流量制御において許容できる程度の詰まりによって生じる各測定流量値の差では異常であると診断されないように前記所定値を設定してもよい。 The diagnosis unit 43 constantly calculates and compares the difference between the first measured flow value and the second measured flow value. For example, the difference is calculated each time each measured flow rate value is output for each sampling period. When the first measurement flow value output from the thermal flow sensor 1 is smaller than the second measurement flow value output from the flow measurement mechanism 2 by a predetermined value or more, the diagnosis unit 43 The sensor flow path SL is diagnosed as clogged, and the main flow path ML is diagnosed as clogged when the first measured flow value is greater than the second measured flow value by a predetermined value or more. It is. Here, the predetermined value is a value larger than zero and a predetermined threshold value. The predetermined value is set to a value larger than the magnitude of noise superimposed on the value output from the thermal flow sensor 1 or the flow measurement mechanism 2, for example, so that no misdiagnosis is caused by the noise. . The predetermined value may be set according to the output characteristics of the thermal flow sensor 1 and the flow rate measuring mechanism 2 in the vicinity of the set target flow rate value. For example, the predetermined value may be set so that it is not diagnosed that there is an abnormality in the difference between the measured flow rate values caused by an acceptable degree of clogging in the flow rate control.
次にセンサ流路ＳＬ又はメイン流路ＭＬのいずれかに詰まりが発生した場合に、第１測定流量値及び第２測定流量値の大小関係がどのように変化するかについて説明する。 Next, how the magnitude relationship between the first measured flow rate value and the second measured flow rate value changes when either the sensor flow path SL or the main flow path ML is clogged will be described.
前記熱式流量センサ１において前記センサ流路ＳＬが詰まっているとすると、当該センサ流路ＳＬへ流体が流れ込みにくくなることから、前記層流素子１１により分流されて、前記センサ流路ＳＬへと流れる流体の量が正常時よりも少なくなる。従って、前記熱式流量センサ１から出力される第１測定流量値は実際にメイン流路ＭＬを流れる実流量値に比べて値が小さくなるため、前記熱式流量センサ１とは別に前記メイン流路ＭＬの流量を測定している前記流量測定機構２が出力する第２測定流量値よりも小さい値になる。 If the sensor flow path SL is clogged in the thermal flow sensor 1, it is difficult for a fluid to flow into the sensor flow path SL, and therefore, the fluid is diverted by the laminar flow element 11 to the sensor flow path SL. The amount of fluid flowing is less than normal. Accordingly, the first measured flow rate value output from the thermal flow sensor 1 is smaller than the actual flow value actually flowing through the main flow path ML. The value is smaller than the second measured flow rate value output by the flow rate measuring mechanism 2 that measures the flow rate of the path ML.
一方、前記メイン流路ＭＬが詰まっているとすると、前記メイン流路ＭＬに流れる流量が正常時よりも少なくなり、前記センサ流路ＳＬに流れる流量は増加することになる。従って、前記熱式流量センサ１から出力される第１測定流量値は実際にメイン流路ＭＬを流れる実流量値に比べて値が大きくなるため、前記熱式流量センサ１とは別に前記メイン流路ＭＬの流量を測定している前記流量測定機構２が出力する第２測定流量値よりも大きな値になる。 On the other hand, if the main flow path ML is clogged, the flow rate flowing through the main flow path ML is less than that during normal operation, and the flow rate flowing through the sensor flow path SL is increased. Therefore, the first measured flow rate value output from the thermal flow sensor 1 is larger than the actual flow rate value that actually flows through the main flow path ML. The value is larger than the second measured flow rate value output by the flow rate measuring mechanism 2 that measures the flow rate of the path ML.
このような現象を前記診断部４３は前記熱式流量センサ１と前記流量測定機構２から出力される各測定流量値の大小関係から捉え、センサ流路ＳＬ又はメイン流路ＭＬのいずれに詰まりが発生しているかを診断することができる。 The diagnosis unit 43 captures such a phenomenon from the magnitude relationship between the measured flow rate values output from the thermal type flow sensor 1 and the flow rate measuring mechanism 2, and the sensor channel SL or the main channel ML is clogged. It can be diagnosed whether it has occurred.
従って、第１実施形態の診断装置２００及びその診断装置２００を備えたマスフローコントローラ１００によれば、前記熱式流量センサ１の異常を検知し、しかもセンサ流路ＳＬとメイン流路ＭＬのどちらに詰まりが発生しているのかまで診断することができる。しかして、復旧作業前から異常箇所がどこであるかを使用者は把握できるので、試行錯誤を繰り返すことなく正しい手順で復旧作業を進めることが可能となる。また、第１実施形態のマスフローコントローラ１００は自身の測定流量値が正しいかどうか診断することができる自己診断機能を有することになり、流量制御の信頼性を高めることができる。 Therefore, according to the diagnosis apparatus 200 of the first embodiment and the mass flow controller 100 including the diagnosis apparatus 200, an abnormality of the thermal flow sensor 1 is detected, and in either the sensor flow path SL or the main flow path ML. It is possible to diagnose whether clogging has occurred. Thus, since the user can grasp the location of the abnormality before the restoration work, it is possible to proceed with the restoration work in the correct procedure without repeating trial and error. Further, the mass flow controller 100 of the first embodiment has a self-diagnosis function capable of diagnosing whether or not its measured flow rate value is correct, and can improve the reliability of flow rate control.
また、第１実施形態では、前記流量測定機構２を構成する前記第１圧力センサ２１が、前記メイン流路ＭＬから前記センサ流路ＳＬが分岐する分岐点よりも上流に設けられており、前記第２圧力センサ２２が前記センサ流路ＳＬの前記メイン流路ＭＬに合流する合流点よりも下流に設けられているので、前記流量測定機構２は、分流する前の前記メイン流路ＭＬを流れる流体の圧力から流量を測定することができる。従って、前記メイン流路ＭＬを流れる流体の流量を直接測定することができ、測定誤差を小さくすることができる。例えば、第１圧力センサ２１と第２圧力センサ２２を分岐点と合流点の間に設けた場合は、前記センサ流路ＳＬに分流される流量を考慮して補正することになり、ノイズ等による流量誤差が補正で拡大される恐れがあるが、第１実施形態ではそのような事態が生じることがない。また、前記第１圧力センサ２１及び前記第２圧力センサ２２が前記マスフローコントローラ１００内、すなわち、ブロック体Ｂ上に取り付けられ、前記メイン流路ＭＬでの流体の圧力を測定するように構成されており、前記熱式流量センサ１と近傍にあるので、時間遅れをほとんど生じさせることなく、略同じ流体を測定することができる。つまり、第１測定流量値と第２測定流量値との間には略時間遅れがなく、これらの値は略同一の流体の流量値であるから、各流路での詰まり以外の影響による測定誤差が小さくすることができ、前記診断部４３において信頼度の高い診断を行うことができる。 In the first embodiment, the first pressure sensor 21 constituting the flow rate measurement mechanism 2 is provided upstream of a branch point where the sensor flow path SL branches from the main flow path ML. Since the second pressure sensor 22 is provided on the downstream side of the joining point where the sensor passage SL joins the main passage ML, the flow rate measuring mechanism 2 flows through the main passage ML before the branching. The flow rate can be measured from the pressure of the fluid. Accordingly, the flow rate of the fluid flowing through the main flow path ML can be directly measured, and the measurement error can be reduced. For example, when the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 are provided between the branch point and the junction point, the correction is performed in consideration of the flow rate diverted to the sensor flow path SL. Although there is a possibility that the flow rate error is enlarged by correction, such a situation does not occur in the first embodiment. Further, the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 are attached in the mass flow controller 100, that is, on the block body B, and configured to measure the pressure of the fluid in the main flow path ML. Since it is in the vicinity of the thermal flow sensor 1, it is possible to measure substantially the same fluid with almost no time delay. That is, there is almost no time delay between the first measured flow rate value and the second measured flow rate value, and these values are substantially the same flow rate value of the fluid. The error can be reduced, and the diagnosis unit 43 can perform highly reliable diagnosis.
第１実施形態の変形実施形態について説明すると、図３に示すように前記流量測定機構２及び圧力測定機構が、第１圧力センサ２１、第２圧力センサ２２を用いたものではなく、前記層流素子１１の上流側と下流側を連通する配管上に設けられた差圧センサ２４であっても構わない。この差圧センサ２４から出力される差圧に基づき、前記第２測定流量算出部４２が、前記式数１等から第２測定流量値を算出すれば、前記診断部４３による熱式流量センサ１の診断を同様に行うことができる。 A modified embodiment of the first embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the flow rate measuring mechanism 2 and the pressure measuring mechanism do not use the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22, but the laminar flow. The differential pressure sensor 24 may be provided on a pipe that communicates the upstream side and the downstream side of the element 11. If the second measured flow rate calculation unit 42 calculates the second measured flow rate value from the equation 1 or the like based on the differential pressure output from the differential pressure sensor 24, the thermal flow rate sensor 1 by the diagnostic unit 43 is calculated. Can be diagnosed in the same manner.
また、第１実施形態では前記第１測定流量値と前記第２測定流量値の差分を取ることにより大小の比較を行っていたが、例えば、両者の比を取ることにより大小を比較しても構わない。具体的には第１測定流量値を第２測定流量値で割った際の商が予め定めた所定値よりも大きいか小さいかにより前記診断部が診断を行うようにすればよい。さらに、前記第１実施形態では、各圧力センサと熱式流量センサは流量制御バルブの上流側に設けられていたが、例えば、各圧力センサと熱式流量センサが流量制御バルブの下流側に設けられていてもよい。加えて、前記層流素子１１は、オリフィス等のその他の流体抵抗を代わりに用いても構わない。 Further, in the first embodiment, the magnitude comparison is performed by taking the difference between the first measurement flow rate value and the second measurement flow rate value. For example, even if the magnitude is compared by taking the ratio between the two, I do not care. Specifically, the diagnosis unit may make a diagnosis depending on whether the quotient when the first measured flow value is divided by the second measured flow value is larger or smaller than a predetermined value. Furthermore, in the first embodiment, each pressure sensor and the thermal flow sensor are provided on the upstream side of the flow control valve. For example, each pressure sensor and the thermal flow sensor are provided on the downstream side of the flow control valve. It may be done. In addition, the laminar flow element 11 may use other fluid resistance such as an orifice instead.
次に第２実施形態の診断装置２００及びその診断装置２００を備えたマスフローコントローラ１００について説明する。下の説明では、第１実施形態で示した各部材と対応する部材については同じ符号を付し、第１実施形態とは異なる点についてのみ詳細に記述することとする。 Next, the diagnosis apparatus 200 according to the second embodiment and the mass flow controller 100 including the diagnosis apparatus 200 will be described. In the description below, members corresponding to those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences from the first embodiment will be described in detail.
前記第１実施形態のマスフローコントローラ１００は、２つの流量測定手法をマスフローコントローラ１００内に搭載したものであったが、第２実施形態では、前記マスフローコントローラ１００が設置されるガススティックデザイン（配管系全体）と、前記マスフローコントローラ１００内の一部の機能を利用して診断装置２００を構成している。 The mass flow controller 100 of the first embodiment has two flow measurement methods mounted in the mass flow controller 100, but in the second embodiment, a gas stick design (piping system) in which the mass flow controller 100 is installed. And the diagnostic apparatus 200 is configured using a part of the functions in the mass flow controller 100.
図４に示すように、従来のガススティックデザインでは、上流から順にレギュレータ、圧力センサ、第１空圧弁、パージガス導入用の第２空圧弁、マスフローコントローラ１００、第３空圧弁、第４空圧弁という順で各機器が接続されている。ここで、各機器は、ガスパネルと呼ばれる内部に流路が形成された板状の部材で互いの底面が接続されて内部で連通しており、前記マスフローコントローラ１００内のメイン流路ＭＬの上流に接続される接続流路ＣＬが形成されている。また、前記マスフローコントローラとしては、メイン流路上に熱式流量センサと流量制御バルブのみが設けてあるものである。 As shown in FIG. 4, in the conventional gas stick design, a regulator, a pressure sensor, a first pneumatic valve, a second pneumatic valve for introducing purge gas, a mass flow controller 100, a third pneumatic valve, and a fourth pneumatic valve are sequentially arranged from upstream. Each device is connected in order. Here, each device has a plate-like member called a gas panel in which a flow path is formed and the bottom surfaces thereof are connected to communicate with each other inside, and upstream of the main flow path ML in the mass flow controller 100. A connection channel CL connected to is formed. The mass flow controller includes only a thermal flow sensor and a flow control valve on the main flow path.
第２実施形態の診断装置２００は、従来のガススティックデザインにおける前記圧力センサを、後段に第２の流体抵抗であるリストリクタＲが付属した１次側圧力センサ２３に変更するとともに、従来のマスフローコントローラ１００から上流側圧力を検知するための第１圧力センサ２１を熱式流量センサ１の前段に設けた、いわゆるＰＩマスフローコントローラに変更している。なお、第２の流体抵抗としては、接続流路ＣＲ内に設けられた単体のリストリクタＲでも、図示するように接続流路ＣＲに対して設けられたバイパス流路上にリストリクタＲが設けられたものであってもかまわない。 The diagnostic apparatus 200 according to the second embodiment changes the pressure sensor in the conventional gas stick design to a primary pressure sensor 23 to which a restrictor R that is a second fluid resistance is attached in the subsequent stage, and a conventional mass flow. The first pressure sensor 21 for detecting the upstream pressure from the controller 100 is changed to a so-called PI mass flow controller provided in the front stage of the thermal flow sensor 1. As the second fluid resistance, even with a single restrictor R provided in the connection flow path CR, the restrictor R is provided on the bypass flow path provided for the connection flow path CR as shown in the figure. It does not matter if it is
図５の模式図に示すように、第２実施形態の診断装置２００は、マスフローコントローラ１００の外部にあるリストリクタＲが付属した１次側圧力センサ２３と、マスフローコントローラ１００内の第１圧力センサ２１を利用して流量測定機構２を構成し、前記熱式流量センサ１とは別系統で流量測定を行うようにしている。 As shown in the schematic diagram of FIG. 5, the diagnostic device 200 of the second embodiment includes a primary pressure sensor 23 to which a restrictor R outside the mass flow controller 100 is attached, and a first pressure sensor in the mass flow controller 100. 21 is used to configure the flow rate measuring mechanism 2 so that the flow rate is measured by a system separate from the thermal flow rate sensor 1.
より具体的には、前記流量測定機構２は、前記接続流路ＣＬ中にある流体抵抗Ｒである前記リストリクタＲにより生じる圧力変化を前記１次側圧力センサと、前記第１圧力センサ２１により測定するようにしてある。つまり前記１次側圧力センサ２１が出力する圧力値を上流側圧力値、前記第１圧力センサ２１が出力する圧力値を下流側圧力値として前述した式数２又は式数３等に基づき、前記第２測定流量算出部４２が、第２測定流量値を算出する。そして、前記診断部４３は、前記熱式流量センサ１から出力される第１測定流量値と前述した構成により算出される第２測定流量値との大小関係を比較することにより当該熱式流量センサ１の診断を行うことができる。 More specifically, the flow rate measuring mechanism 2 causes the primary side pressure sensor and the first pressure sensor 21 to change a pressure change caused by the restrictor R that is a fluid resistance R in the connection flow path CL. It is designed to measure. That is, the pressure value output from the primary pressure sensor 21 is the upstream pressure value and the pressure value output from the first pressure sensor 21 is the downstream pressure value, based on the above-described Equation 2 or Equation 3, etc. The second measured flow rate calculation unit 42 calculates the second measured flow rate value. The diagnosis unit 43 compares the first measured flow value output from the thermal flow sensor 1 with the second measured flow value calculated by the above-described configuration, thereby comparing the thermal flow sensor. 1 diagnosis can be performed.
第２実施形態の診断装置２００及びこの診断装置２００を備えたマスフローコントローラ１００であれば、前記マスフローコントローラ１００単体では熱式流量センサ１以外の系統で流量を測定することができなかったとしても、前記接続流路ＣＬ上にある部材を利用して比較のための第２測定流量値を算出でき、熱式流量センサ１の異常について診断できる。このようなことが可能となるのは、前記接続流路ＣＬとメイン流路ＭＬがつながっており、それぞれに流れる流量は略等しい事と、前記リストリクタを設けることによりマスフローコントローラ１００の外部にある１次側圧力センサとマスフローコントローラ１００の内部にある第１圧力センサ２１との間で差圧を生じさせていることに起因している。 If the diagnosis apparatus 200 of the second embodiment and the mass flow controller 100 provided with the diagnosis apparatus 200, even if the mass flow controller 100 alone cannot measure the flow rate in a system other than the thermal flow sensor 1, A second measured flow rate value for comparison can be calculated using a member on the connection flow path CL, and an abnormality of the thermal flow sensor 1 can be diagnosed. This is possible because the connection flow path CL and the main flow path ML are connected to each other, and the flow rates flowing through the connection flow path CL and the main flow path ML are substantially equal, and the outside of the mass flow controller 100 is provided by providing the restrictor. This is because a differential pressure is generated between the primary pressure sensor and the first pressure sensor 21 in the mass flow controller 100.
次に第３実施形態について説明する。以下の説明では、第１実施形態で示した各部材と対応する部材については同じ符号を付し、第１実施形態とは異なる点についてのみ詳細に記述することとする。 Next, a third embodiment will be described. In the following description, members corresponding to those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and only differences from the first embodiment will be described in detail.
第３実施形態の診断装置２００は、マスフローコントローラ１００内に圧力センサが存在しない場合でもその機能を実現することができるものである。 The diagnostic device 200 according to the third embodiment can realize the function even when no pressure sensor is present in the mass flow controller 100.
第３実施形態では、図６に示すように従来のガススティックデザインから圧力センサと第１空圧弁を、差圧計２４と空圧弁７１が一体となった差圧計モジュール８に置き換えることにより、前記診断装置２００を構成するものである。 In the third embodiment, the diagnosis is performed by replacing the pressure sensor and the first pneumatic valve from the conventional gas stick design with a differential pressure gauge module 8 in which the differential pressure gauge 24 and the pneumatic valve 71 are integrated as shown in FIG. The apparatus 200 is configured.
より具体的には、前記流量測定機構２を構成する圧力測定機構及び第２測定流量算出部４２は、前記マスフローコントローラ１００内には存在せず、接続流路ＣＬ上に設けられた差圧計モジュール８内に存在することになる。前記差圧計モジュールは、直方体状のブロック体の流路に、流体抵抗であるリストリクタＲと、前記リストリクタＲの上流と下流を連通する配管上に設けられた差圧計２４と、空圧弁７１と、前記差圧計２４から出力される差圧に基づいて第２測定流量値を算出する前記第２測定流量算出部４２とを備えたものである。 More specifically, the pressure measurement mechanism and the second measurement flow rate calculation unit 42 constituting the flow rate measurement mechanism 2 do not exist in the mass flow controller 100, and are provided on the connection flow path CL. 8 will be present. The differential pressure gauge module includes a restrictor R that is a fluid resistance in a flow path of a rectangular parallelepiped block body, a differential pressure gauge 24 provided on a pipe that communicates upstream and downstream of the restrictor R, and a pneumatic valve 71. And the second measured flow rate calculation unit 42 that calculates a second measured flow rate value based on the differential pressure output from the differential pressure gauge 24.
このように第３実施形態であれば、マスフローコントローラ１００内に圧力計が無くても、その上流に接続される接続流路ＣＬ上に設けられた部材を用いて、熱式流量センサ１とは別系統で流量を測定することができる。従って、このような簡単な構成のマスフローコントローラ１００であっても、前記熱式流量センサ１の異常の診断を第２流量測定値により行うことができるようになる。 Thus, if it is 3rd Embodiment, even if there is no pressure gauge in the massflow controller 100, it is with the thermal flow sensor 1 using the member provided on the connection flow path CL connected upstream. The flow rate can be measured with another system. Accordingly, even with the mass flow controller 100 having such a simple configuration, the abnormality of the thermal flow sensor 1 can be diagnosed by the second flow rate measurement value.
その他の実施形態について説明する。 Other embodiments will be described.
前記各実施形態においては、診断対象であるメイン流路ＭＬ及びセンサ流路ＳＬを有するマスフローコントローラ１００内には、層流素子１１が１つだけ設けられたものを示していたが、前記マスフローコントローラ１００内に、層流素子１１と流体抵抗Ｒがそれぞれ１つずつ設けられており、前記熱式流量センサ１は層流素子１１に基づき、流量測定機構２は流体抵抗Ｒに基づいて流量測定するようにそれぞれ独立に流量を測定可能に構成されていてもよい。すなわち、診断装置２００が、同一のマスフローコントローラ１００内に設けられた層流素子１１から測定される第１測定流量と、流体抵抗Ｒから測定される第２測定流量に基づいて、前記実施形態と同様にメイン流路ＭＬ及びセンサ流路ＳＬのいずれに詰まりがあるかを診断するように構成しても構わない。 In each of the above embodiments, the mass flow controller 100 having the main flow path ML and the sensor flow path SL to be diagnosed is provided with only one laminar flow element 11. One laminar flow element 11 and one fluid resistance R are provided in 100, the thermal flow sensor 1 is based on the laminar flow element 11, and the flow rate measuring mechanism 2 measures the flow rate based on the fluid resistance R. As described above, the flow rate may be measured independently of each other. That is, the diagnostic apparatus 200 is based on the first measurement flow rate measured from the laminar flow element 11 provided in the same mass flow controller 100 and the second measurement flow rate measured from the fluid resistance R, and Similarly, it may be configured to diagnose which of the main flow path ML and the sensor flow path SL is clogged.
また、前記各実施形態では第１圧力センサ２１及び第２圧力センサ２２は、概略直方体形状のブロック体Ｂの上面に設置されていたが、例えば図８に示すように、ブロック体Ｂの下面及び上面に第１圧力センサ２１、第２圧力センサ２２を収容するための第１凹部、第２凹部を形成し、前記第１凹部及び第２凹部の底面を接続するようにメイン流路ＭＬの一部を形成するとともに、第１凹部及び第２凹部間において流体抵抗Ｒを配置するようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 are installed on the upper surface of the substantially rectangular parallelepiped block body B. For example, as shown in FIG. A first recess and a second recess for accommodating the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 are formed on the upper surface, and one of the main flow paths ML is connected so as to connect the bottom surfaces of the first recess and the second recess. The fluid resistance R may be arranged between the first recess and the second recess while forming the portion.
より具体的には、図８に示すように前記マスフローコントローラ１００が、ブロック体Ｂの下面か上面に向かって流れるメイン流路ＭＬ上に流量測定機構２が形成してあるものが挙げられる。すなわち、第２流量測定値を測定するための前記流量測定機構２は、上流から下流にむかって順番に（ブロック体Ｂの下面から上面に向かって順番に）、ブロック体Ｂの下面に形成された第１凹部に収容された第１圧力センサ２１と、ブロック体Ｂの内部に設置された流体抵抗Ｒと、ブロック体Ｂの上面に形成された第２凹部に収容された第２圧力センサ２２とから構成したものである。図８に示したマスフローコントローラ１００は、このような構成の流量測定機構２と、流量制御バルブ３と、熱式流量センサ１とを備えたものであり、各部材のメイン流路ＭＬに対する配置は適宜変更しても構わない。例えば、図８（ａ）に示すように上流から順番に、流量測定機構２、流量制御バルブ３、熱式流量センサ１の順番で設けてもよいし、図８（ｂ）のように流量測定機構２、熱式流量センサ１、流量制御バルブ３の順番で設けてもよい。さらに、図８（ｃ）に示すように、流量制御バルブ３、流量測定機構２、熱式流量センサ１の順番で設けてもよい。 More specifically, as shown in FIG. 8, the mass flow controller 100 includes the flow rate measuring mechanism 2 formed on the main flow path ML that flows toward the lower surface or the upper surface of the block body B. That is, the flow rate measuring mechanism 2 for measuring the second flow rate measurement value is formed on the lower surface of the block body B in order from the upstream to the downstream (in order from the lower surface of the block body B to the upper surface). The first pressure sensor 21 housed in the first recess, the fluid resistance R installed inside the block body B, and the second pressure sensor 22 housed in the second recess formed on the upper surface of the block body B. It is composed of The mass flow controller 100 shown in FIG. 8 includes the flow rate measuring mechanism 2, the flow rate control valve 3, and the thermal type flow sensor 1 having such a configuration, and the arrangement of each member with respect to the main flow path ML is as follows. You may change suitably. For example, as shown in FIG. 8 (a), the flow rate measuring mechanism 2, the flow rate control valve 3, and the thermal flow sensor 1 may be provided in this order from the upstream, or the flow rate measurement as shown in FIG. 8 (b). The mechanism 2, the thermal flow sensor 1, and the flow control valve 3 may be provided in this order. Further, as shown in FIG. 8C, the flow rate control valve 3, the flow rate measuring mechanism 2, and the thermal flow rate sensor 1 may be provided in this order.
また、図９に示すように１つのマスフローコントローラ１００内に層流素子１１と流体抵抗Ｒをそれぞれ設けたものであっても、前記各実施形態のように圧力センサ２１、２２をブロック体Ｂの上面に設置するものであっても構わない。より具体的には、図９に示すように、ブロック体Ｂの内部に設けられた流体抵抗Ｒの上流側と下流側の圧力を測定できるように、第１圧力センサ２１と流体抵抗Ｒの上流側とを接続するとともに、第２圧力センサ２２と流体抵抗Ｒの下流側とを接続するようにして流体測定機構２を構成しても構わない。 Further, even if the laminar flow element 11 and the fluid resistance R are respectively provided in one mass flow controller 100 as shown in FIG. 9, the pressure sensors 21 and 22 are connected to the block body B as in each of the above embodiments. It may be installed on the upper surface. More specifically, as shown in FIG. 9, the upstream side of the first pressure sensor 21 and the fluid resistance R so that the pressure on the upstream side and the downstream side of the fluid resistance R provided inside the block body B can be measured. The fluid measurement mechanism 2 may be configured to connect the second pressure sensor 22 and the downstream side of the fluid resistance R.
さらに図９に示すマスフローコントローラ１００の構成例について説明すると、図９（ａ）に示すように、マスフローコントーラ１００の上流側圧力の変動を測定するための初段圧力センサ２３と、熱式流量センサ１と、流量制御バルブ３と、流量測定機構２と、を上流からこの順番で設けたものであっても構わない。また、図９（ｂ）のように、熱式流量センサ１、流量測定機構２、流量制御バルブ３の順番で設けてもよいし、図９（ｃ）のように流量制御バルブ３、熱式流量センサ１、流量測定機構２の順番で設けても構わない。 Further, the configuration example of the mass flow controller 100 shown in FIG. 9 will be described. As shown in FIG. 9A, the first-stage pressure sensor 23 for measuring the fluctuation in the upstream pressure of the mass flow controller 100, and the thermal flow sensor 1 The flow rate control valve 3 and the flow rate measurement mechanism 2 may be provided in this order from the upstream side. Further, as shown in FIG. 9B, the thermal flow sensor 1, the flow measurement mechanism 2, and the flow control valve 3 may be provided in this order, or the flow control valve 3 and the thermal type as shown in FIG. 9C. The flow rate sensor 1 and the flow rate measurement mechanism 2 may be provided in this order.
加えて、流量測定機構２の他の変形例としては、図８、図９に示した実施形態のように、流体抵抗Ｒだけを第１圧力センサ２１と第２圧力センサ２２とで挟むように、各圧力センサ２１、２２を流体抵抗Ｒの上流と下流に設けるのではなく、図１０に示すように第１圧力センサ２１と第２圧力センサ２２との間に、層流素子Ｌと流体抵抗Ｒとが挟まれるように設けても構わない。このようなものであっても、流体測定機構２により第２流量測定値を測定することができ、前記診断機構２００によりメイン流路ＭＬ、センサ流路ＳＬのいずれに詰まりが発生しているのかについて診断することができる。 In addition, as another modification of the flow rate measuring mechanism 2, only the fluid resistance R is sandwiched between the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 as in the embodiment shown in FIGS. Instead of providing the pressure sensors 21 and 22 upstream and downstream of the fluid resistance R, the laminar flow element L and the fluid resistance are provided between the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 as shown in FIG. You may provide so that R may be pinched | interposed. Even in such a case, the second flow rate measurement value can be measured by the fluid measurement mechanism 2, and which of the main flow path ML and the sensor flow path SL is clogged by the diagnostic mechanism 200. Can be diagnosed.
さらに、図１０に示すようにマスフローコントローラ１００に設けられる圧力センサ２１、２２等の部材は、必ずしもブロック体Ｂの上面だけに取りけられるものではなく、例えばブロック体Ｂの下面に取り付けられるものであっても構わない。このようにして、マスフローコントローラ１００における各機器の物理的な干渉を防ぐとともに自由なレイアウトが可能となるので、マスフローコントローラ１００の大きさをコンパクトにし、使用条件に合わせやすくすることができる。 Furthermore, as shown in FIG. 10, members such as pressure sensors 21 and 22 provided in the mass flow controller 100 are not necessarily attached only to the upper surface of the block body B, and are attached to the lower surface of the block body B, for example. It does not matter. In this way, physical interference between the devices in the mass flow controller 100 can be prevented and a free layout can be achieved. Therefore, the size of the mass flow controller 100 can be made compact and easy to meet the use conditions.
また、図１０のようなマスフローコントローラ１００の各部材の配列順も変更しても構わない。より具体的には、図１０（ａ）に示すように、ブロック体Ｂの上面に設けられた第１圧力センサと、流体抵抗Ｒと、熱式流量センサ１と、ブロック体Ｂの下面に取り付けられた第２圧力センサ２２と、流体制御バルブ３と、をこの順番で上流から順に設けたものであってもよい。 Further, the arrangement order of the members of the mass flow controller 100 as shown in FIG. 10 may be changed. More specifically, as shown to Fig.10 (a), it attaches to the 1st pressure sensor provided in the upper surface of the block body B, the fluid resistance R, the thermal flow sensor 1, and the lower surface of the block body B. The provided second pressure sensor 22 and the fluid control valve 3 may be provided in this order from the upstream side.
さらに、図１０（ｂ）のように、流量制御バルブ３、ブロック体Ｂの下面に取り付けられた第１圧力センサ２１、熱式流量センサ１、流体抵抗Ｒ，ブロック体Ｂの下面に取り付けられた第２圧力センサ２２の順番で上流から順に設けてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 10 (b), the flow control valve 3, the first pressure sensor 21 attached to the lower surface of the block body B, the thermal flow sensor 1, the fluid resistance R, and the lower surface of the block body B are attached. You may provide in order of the 2nd pressure sensor 22 from upstream.
以上に示したような、流体抵抗Ｒ、層流素子１１をそれぞれ備えたマスフローコントローラ１００であっても、第１測定流量、第２測定流量をそれぞれ別系統で測定して、診断装置２００を構成することができ、メイン流路ＭＬとセンサ流路ＳＬのいずれに詰まりが発生しているかを診断することができる。 Even in the mass flow controller 100 including the fluid resistance R and the laminar flow element 11 as shown above, the first measurement flow rate and the second measurement flow rate are measured by different systems, and the diagnostic apparatus 200 is configured. It is possible to diagnose which of the main channel ML and the sensor channel SL is clogged.
また、図８乃至図１０で示したもので実施例以外であっても同様に故障診断を行える。例えば、前記初段圧力センサ２２に関しては、どの実施形態においても設けても構わない。加えて、メイン流路ＭＬに対して上流から下流に順番に配置される各部材については、各部材はブロック体Ｂの上面又は下面等どの面に配置されるものであっても構わない。より具体的には、流量制御バルブ３がブロック体Ｂの下面に取り付けられてもよいし、第１圧力センサ２１と第２圧力センサ２２が、上面、下面いずれに取り付けられるものであっても構わない。さらに、ブロック体Ｂの側面に各部材が取り付けられても構わない。要するに、図８乃至図１０で示された実施形態のように、流体が各部材を通過する順番さえ変わらないのであれば、各部材がブロック体Ｂのいずれに面に取り付けられても構わない。 Also, failure diagnosis can be performed in the same manner as shown in FIGS. For example, the first-stage pressure sensor 22 may be provided in any embodiment. In addition, as for each member arranged in order from the upstream to the downstream with respect to the main flow path ML, each member may be arranged on any surface such as the upper surface or the lower surface of the block body B. More specifically, the flow control valve 3 may be attached to the lower surface of the block body B, or the first pressure sensor 21 and the second pressure sensor 22 may be attached to either the upper surface or the lower surface. Absent. Furthermore, each member may be attached to the side surface of the block body B. In short, each member may be attached to any surface of the block body B as long as the order in which the fluid passes through each member does not change as in the embodiment shown in FIGS.
前記各実施形態での比較のための流量を測定する流量測定機構の構成としては２つの圧力センサを用いたものと、差圧センサを用いたものを例示したが、どの実施形態においても２つの圧力センサの代わりに差圧センサを用いる、あるいは、差圧センサの代わりに２つの圧力センサを用いても構わない。さらに、マスフローコントローラ内に設けられた熱式流量センサの比較対象として各実施形態では流体の圧力から流量を算出する場合について記載したが、その他の方法で算出された流量を比較対象としても構わない。例えば、第２測定流量値が診断対象である熱式流量センサ以外の熱式流量センサから出力されたものであっても構わない。 As the configuration of the flow rate measuring mechanism for measuring the flow rate for comparison in each of the embodiments, the configuration using two pressure sensors and the configuration using a differential pressure sensor are illustrated, but in each embodiment, two configurations are used. A differential pressure sensor may be used instead of the pressure sensor, or two pressure sensors may be used instead of the differential pressure sensor. Furthermore, although each embodiment described the case where the flow rate is calculated from the pressure of the fluid as the comparison target of the thermal flow sensor provided in the mass flow controller, the flow rate calculated by other methods may be the comparison target. . For example, the second measured flow value may be output from a thermal flow sensor other than the thermal flow sensor to be diagnosed.
第２及び第３実施形態では、前記マスフローコントローラ内で熱式流量センサ以外の手段で第２測定流量値を取得する場合、接続流路中にある圧力センサと、流体抵抗を利用していたが、流体抵抗を接続流路中に設けなくもよい。例えば、前記マスフローコントローラが、上流から熱式流量センサ、第２圧力センサ、流量制御バルブの順で各部材が設けられている場合、接続流路に設けられた１次側圧力センサと、第２圧力センサにより、前記熱式流量センサの層流素子により生じる圧力変化を測定し、第２測定流量値を前記流量測定機構が出力するようにしても構わない。また、前記診断部は、第１測定流量値と第２測定流量値との間に生じる時間遅れを補正した上で、前記熱式流量センサの診断を行うようにしても構わない。また、前記診断部による診断は第１測定流量値と第２測定流量値の比較方法については、各測定流量値の大きさに基づいたものであればよく、差分や商だけに限られるものではない。 In the second and third embodiments, when the second measured flow value is obtained by means other than the thermal flow sensor in the mass flow controller, the pressure sensor in the connection flow path and the fluid resistance are used. The fluid resistance may not be provided in the connection channel. For example, when each member is provided in the order of a thermal flow sensor, a second pressure sensor, and a flow control valve from the upstream, the mass flow controller includes a primary pressure sensor provided in the connection flow path, a second A pressure change may be measured by a laminar flow element of the thermal flow sensor with a pressure sensor, and the second measurement flow value may be output by the flow measurement mechanism. Further, the diagnosis unit may make a diagnosis of the thermal flow sensor after correcting a time delay generated between the first measurement flow value and the second measurement flow value. In addition, the diagnosis by the diagnosis unit may be based on the magnitude of each measured flow value as a method for comparing the first measured flow value and the second measured flow value, and is not limited to the difference or quotient. Absent.
また、既存のガススティックデザインにおいて、流量制御や各種演算を行っているコンピュータに対して、前記診断部の機能を実現するプログラムをインストールし、診断装置としての機能を追加しても構わない。 Further, in an existing gas stick design, a program that realizes the function of the diagnostic unit may be installed in a computer that performs flow rate control and various calculations, and the function as a diagnostic device may be added.
前記各実施形態では、熱式流量センサで測定された第１流量測定値に基づいて、前記流量制御バルブの開度を制御するように構成されていたが、例えば、前記流量測定機構で測定される第２流量測定値に基づいて前記流量制御バルブの開度を制御するようにしても構わない。要するに、前記流量制御バルブにフィードバックされる測定値は、熱式流量センサで測定される第１流量測定値に限られず、様々な方法で測定される第２流量測定がフィードバックされるようにしても構わない。 In each of the embodiments, the opening degree of the flow control valve is controlled based on the first flow rate measurement value measured by the thermal flow sensor. The opening degree of the flow control valve may be controlled based on the second flow rate measurement value. In short, the measurement value fed back to the flow control valve is not limited to the first flow measurement value measured by the thermal flow sensor, and the second flow measurement measured by various methods may be fed back. I do not care.
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や実施形態の組み合わせを行っても構わない。 In addition, various modifications and combinations of embodiments may be performed without departing from the spirit of the present invention.
１００・・・マスフローコントローラ（流量制御装置）
２００・・・診断装置
ＭＬ ・・・メイン流路
ＳＬ ・・・センサ流路
１ ・・・熱式流量センサ
２ ・・・流量測定機構
３ ・・・流量制御バルブ
４１ ・・・流量制御部
４２ ・・・第２測定流量算出部
４３ ・・・診断部
100 ... Mass flow controller (flow control device)
200 ... diagnosis device ML ... main flow path SL ... sensor flow path 1 ... thermal flow sensor 2 ... flow rate measuring mechanism 3 ... flow rate control valve 41 ... flow rate control unit 42 ... Second measurement flow rate calculation unit 43 ... Diagnosis unit
Claims (7)
前記メイン流路又は前記メイン流路に接続される接続流路を流れる流体の流量を測定する流量測定機構と、
前記熱式流量センサが出力する第１測定流量値と、前記流量測定機構が出力する第２測定流量値と、を比較して前記熱式流量センサの異常を診断する診断部と、を備え、
前記診断部が、第１測定流量値と第２測定流量値の大小関係に基づいて、前記メイン流路又は前記センサ流路のいずれに詰まりがあるかを診断するように構成されたことを特徴とする診断装置。 A sensor flow path branched from the main flow path through which the fluid flows and rejoins the main flow path, and a first fluid resistance provided between the branch point and the merge point of the sensor flow path in the main flow path And a diagnostic device for diagnosing an abnormality of a thermal flow sensor that measures the flow rate of the fluid flowing through the main flow path based on the temperature of the fluid flowing through the sensor flow path,
A flow rate measurement mechanism for measuring a flow rate of a fluid flowing through the main flow channel or a connection flow channel connected to the main flow channel,
A diagnostic unit for diagnosing abnormality of the thermal flow sensor by comparing a first measured flow value output by the thermal flow sensor and a second measured flow value output by the flow measurement mechanism;
The diagnostic unit is configured to diagnose whether the main flow path or the sensor flow path is clogged based on a magnitude relationship between the first measured flow value and the second measured flow value. Diagnostic device.
前記流量測定機構が、前記圧力測定機構が示す上流側圧力値及び下流側圧力値、又は、差圧値に基づいて前記第２測定流量値を出力するように構成された流量制御装置。 The diagnostic device according to claim 3, the main flow path, the thermal flow sensor provided on the main flow path, and provided upstream or downstream of the thermal flow sensor on the main flow path. A flow rate control valve, a flow rate control unit for controlling an opening degree of the flow rate control valve so that a deviation between a first measured flow rate value and a target flow rate value indicated by the thermal flow sensor is small, and the first fluid resistance A flow rate control device comprising an upstream pressure and a downstream pressure, or a pressure measuring mechanism for measuring a differential pressure upstream and downstream of the first fluid resistance,
The flow rate control device configured to output the second measured flow value based on an upstream pressure value and a downstream pressure value or a differential pressure value indicated by the pressure measurement mechanism.
前記流量測定機構が、前記メイン流路の上流側に接続される接続流路にある第２の流体抵抗の上流側に設けられた１次側圧力センサの出力する第１圧力値と、前記圧力測定機構の出力する第２圧力値に基づいて前記第２測定流量値を出力するように構成された流量制御装置。 The diagnostic device according to claim 3, the main flow path, the thermal flow sensor provided on the main flow path, and a flow control valve provided on the main flow path downstream of the thermal flow sensor. A flow control unit that controls the opening of the flow control valve so that the deviation between the first measured flow value and the target flow value indicated by the thermal flow sensor is small; and the upstream pressure of the first fluid resistance A pressure control mechanism for measuring
A first pressure value output from a primary pressure sensor provided upstream of a second fluid resistance in a connection flow path connected to the upstream side of the main flow path; A flow rate control device configured to output the second measured flow rate value based on a second pressure value output from the measurement mechanism.
前記流量測定機構が、前記メイン流路の上流側に接続される接続流路上にある第２の流体抵抗の近傍に設けられた圧力測定機構の出力する、前記第２の流体抵抗の上流側圧力及び下流側圧力、又は、前記第２の流体抵抗の上流と下流の差圧に基づいて前記第２測定流量値を出力するように構成された流量制御装置。 The diagnostic device according to claim 3, the main flow path, the thermal flow sensor provided on the main flow path, and a flow control valve provided on the main flow path downstream of the thermal flow sensor. And a flow rate control unit that controls an opening degree of the flow rate control valve so that a deviation between the first measured flow rate value and the target flow rate value indicated by the thermal flow sensor is small,
The upstream pressure of the second fluid resistance output from the pressure measuring mechanism provided in the vicinity of the second fluid resistance on the connection channel connected to the upstream side of the main channel. And a flow rate control device configured to output the second measured flow value based on a downstream pressure or a differential pressure upstream and downstream of the second fluid resistance.
前記熱式流量センサが出力する第１測定流量値と、前記メイン流路又は前記メイン流路に接続される接続流路を流れる流体の流量を測定する流量測定機構が出力する第２測定流量値と、を比較して前記熱式流量センサの異常を診断する診断部と、を備え、
前記診断部が第１測定流量値と第２測定流量値の大小関係に基づいて、前記メイン流路又は前記センサ流路のいずれに詰まりがあるかを診断するように構成されたことを特徴とする診断プログラム。
A sensor flow path branched from the main flow path through which the fluid flows and rejoins the main flow path, and a first fluid resistance provided between the branch point and the merge point of the sensor flow path in the main flow path And a diagnostic program for diagnosing an abnormality of a thermal flow sensor that measures the flow rate of the fluid flowing through the main flow path based on the temperature of the fluid flowing through the sensor flow path,
The first measured flow value output from the thermal flow sensor and the second measured flow value output from the flow measuring mechanism that measures the flow rate of the fluid flowing through the main flow channel or the connection flow channel connected to the main flow channel. And a diagnostic unit for diagnosing an abnormality of the thermal flow sensor by comparing
The diagnostic unit is configured to diagnose whether the main flow path or the sensor flow path is clogged based on a magnitude relationship between the first measured flow value and the second measured flow value. Diagnostic program to do.
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