JP5812088B2 - 動作範囲を拡張させる方法および質量流量制御器 - Google Patents
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Description
D1(f)=D2(SF*f)/SF 式(1)
T1(f)−T1(0)=(T2(SF*f)−T2(0)/SF
式(2)
式中、fは流量であり、D1およびD2は、ガス1およびガス2それぞれの差電圧関数であり(例えば、D1はガス1のノード213と223間の電圧差であり、D2はガス2のノード213と223間の電圧差である)、T1およびT2は、ガス1およびガス2それぞれのトップ電圧関数(第1のノード230における電位)であり、T(0)は、流量ゼロ時の第1のノード230におけるトップ電圧であり、SFは、ガス1およびガス2の熱伝導率の関数である飽和係数である。
Claims (16)
- 第1、第2、第3、および第4のノードと、前記第1のノードと前記第2のノード間に接続された第1の抵抗要素と、前記第2のノードと前記第3のノード間に接続された第2の抵抗要素と、前記第1のノードと前記第4のノード間に接続された第1の感知素子と、前記第4のノードと前記第3のノード間に接続された第2の感知素子とを含むブリッジ回路と、
前記第2のノードと前記第4のノード間の電圧差を示す第1の出力を供給する第1の処理部分と、
前記第1のノードと前記第3のノード間の電圧を示す第2の出力を供給する第2の処理部分と、
較正ガスの流量値を較正データでマッピングする較正データを含むルックアップテーブルであって、前記較正データが、前記較正データの前記較正ガスの前記流量値に対応する前記第1の出力の値と、前記第2の出力の値とに基づいた、ルックアップテーブルと、
処理ガスが質量流量制御器によって制御される際に、前記ルックアップテーブルにアクセスし、前記較正データと、前記第1および第2の出力とに基づいて、前記処理ガスの流量値を計算するように構成された制御部分と
を備える、質量流量制御器。 - 前記ルックアップテーブルが、前記較正ガスの前記流量値を、前記較正ガスの特定の流量値それぞれについて、前記特定の流量値における前記第1の出力を示す値と、前記特定の流量値における前記第2の出力を示す値とを含む較正データでマッピングする、請求項1に記載の質量流量制御器。
- 前記ルックアップテーブルが、特定の流量値それぞれについて、前記特定の流量値における前記第2の出力を示す調節された値と、前記特定の流量値における前記第1の出力を示す調節された値との比に基づいた較正比を含み、前記調節された値が、ゼロオフセット値を除去するように調節された値である、請求項2に記載の質量流量制御器。
- 前記ルックアップテーブルが、特定の流量値それぞれについて、前記特定の流量値における前記第2の出力を示す調節された値と、前記特定の流量値における前記第1の出力を示す調節された値とによって定義される較正ベクトルの振幅を含み、前記調節された値が、ゼロオフセット値を除去するように調節された値である、請求項2に記載の質量流量制御器。
- 前記処理部分がそれぞれ、増幅器と、アナログデジタル変換器とを含む、請求項1に記載の質量流量制御器。
- 前記制御部分が、FPGA、プロセッサ、およびメモリからなる群から選択された構成要素を含む、請求項1に記載の質量流量制御器。
- ガス流量が変動するにつれてそれぞれ変動する第1の信号、および第2の信号を供給する熱式質量流量センサと、
較正ガスの流量値を較正データにマッピングする較正データを含むルックアップテーブルであって、前記較正データが、較正ガスの流量値に対応する前記第1の信号値と、前記第2の信号値とに基づいた、ルックアップテーブルと、
処理ガスが制御される際に、前記ルックアップテーブルにアクセスし、前記較正データと、前記第1および第2の信号とに基づいて、前記処理ガスの流量値を計算するように構成された制御部分と
を備える、質量流量制御器。 - 前記ルックアップテーブルが、複数のデータ組を含み、各データ組が、
較正ガスの流量を示す流量値と、
前記流量における前記熱式質量流量センサからの前記第1の信号を示す第1の値と、
前記流量における前記熱式質量流量センサからの前記第2の信号を示す第2の値と
を含む、請求項7に記載の質量流量制御器。 - 各データ組が、ゼロオフセット電圧について補正されたときの前記第2の値と、ゼロオフセット電圧について補正されたときの前記第1の値との比に基づいた較正比を含む、請求項8に記載の質量流量制御器。
- 各データ組が、ゼロオフセット電圧について補正されたときの前記第2の値と、ゼロオフセット電圧について補正されたときの前記第1の値とによって定義されるベクトルの大きさに基づいた振幅値を含む、請求項9に記載の質量流量制御器。
- 前記熱式質量流量センサが、ブリッジ回路を含み、前記第1の信号が、前記ブリッジ回路の第2のノードと第4のノード間の差電圧であり、前記第2の信号が、前記ブリッジ回路の前記第1のノードと前記第3のノード間のトップ電圧である、請求項7に記載の質量流量制御器。
- 質量流量制御器を較正する方法であって、
前記質量流量制御器の弁を第1の位置まで開けて、較正ガスを前記質量流量制御器を通して流すことを可能とするステップと、
前記弁が前記第1の位置にあるときの、質量流量制御器を通る較正ガスの流量を測定するステップと、
前記弁が前記第1の位置にあるときの、前記質量流量制御器の熱式質量流量センサのブリッジ回路の第1のノードにおける電圧を示す第1の測定値を得るステップと、
前記質量流量制御器の前記熱式質量流量センサの前記ブリッジ回路の他の2つのノード間の電圧を示す第2の測定値を得るステップと、
前記測定した流量、前記第1の測定値、および前記第2の測定値を示す情報を、前記質量流量制御器のメモリ内に記憶し、それによって前記第1のノードにおける前記電圧、前記他の2つのノード間の前記電圧、および前記較正ガスの前記流量に関する記憶した情報を供給するステップと
を含む、方法。 - 前記第1の測定値を得るステップが、前記ブリッジ回路の第2のノードと第4のノードとの間における電圧測定値を得るステップを含み、前記第2の測定値を得るステップが、前記ブリッジ回路の第1のノードと第3のノード間の電圧測定値を得るステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の測定値を示す前記情報が電圧値であり、前記第2の測定値を示す前記情報が別の電圧値である、請求項12に記載の方法。
- いかなるゼロオフセットについても前記第1および第2測定値を補正するステップと、
前記補正した第2の測定値と、前記補正した第1の測定値との比に基づいた較正比値を記憶するステップと
を含む、請求項12に記載の方法。 - 質量流量制御器を動作させる方法であって、
未知の流量において、ブリッジ回路の第2のノードと第4のノード間の差電圧と、前記ブリッジ回路の第1のノードと第3のノード間のトップ電圧とを示すデータを得るステップと、
ゼロオフセットトップ電圧と、前記差電圧との比に基づいた動作比Rを求めるステップと、
前記動作比Rに対応する較正比Rcを有する較正データにおいて、流量値(fcal)を識別し、前記較正比Rcが、較正トップ電圧と較正差電圧との比に基づくステップと、
飽和係数SFを得、前記飽和係数SFが、較正ベクトルVcalと動作ベクトルVとの振幅比によって、SF=abs(Vcal)/abs(V)となるように定義され、前記較正ベクトルの方向が、前記較正比Rcによって定義され、前記動作ベクトルの方向が、前記動作比Rによって定義されるステップと、
前記未知の流量f=fcal/SFを計算するステップと
を含む、方法。
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