JP6940441B2 - 熱式フローセンサ装置および流量補正方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の熱式フローセンサ装置の1構成例は、予め規定されたタイミングで前記補正係数の算出・設定処理を実行するように制御管理するように構成された実行管理部と、前記補正係数算出部によって算出された過去から現在までの補正係数の履歴情報を提示するように構成された履歴情報提示部と、前記補正係数算出部によって算出された補正係数の正常値からの乖離度合が、規定量以上になったときにアラームを出力するように構成されたアラーム出力部とを、さらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の流量補正方法の1構成例は、予め規定されたタイミングで前記補正係数の算出・設定処理を実行するように指示する第6のステップと、前記第5のステップによって算出された過去から現在までの補正係数の履歴情報を提示する第7のステップと、前記第5のステップによって算出された補正係数の正常値からの乖離度合が、規定量以上になったときにアラームを出力する第8のステップとを、さらに含むことを特徴とするものである。
発明者は、例えば水(H2O)を基準の計測流体とした場合(すなわち、水を計測流体として校正した場合)の真流量−熱式フローセンサの流量出力特性と、水以外の流体を同フローセンサに流通させた場合の真流量−流量出力特性とを対比すると、図1に示すようにいずれの流体の場合も熱式フローセンサの流量出力と真流量とが概ね比例の関係にあることを突き止めた。
定期的に補正係数を算出する手順を実行し、例えば上位側機器に送信し、これをモニタリングすることにより、計測流体の状態変化(異常発生など)を検出することが期待できる。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図2は本発明の第1の実施例に係る熱式フローセンサ装置の構成を示すブロック図である。本実施例は、上記発明の原理1に対応する例である。なお、図2の例では、熱式フローセンサ装置を含むマスフローコントローラの例について記載するが、本発明はマスフローコントローラ以外にも適用可能である。マスフローコントローラの場合には、熱式フローセンサの下流にバルブが配設されているが、熱式フローセンサの上流にバルブが配設されていてもよい。
マスフローコントローラの流量制御装置9は、熱式フローセンサ装置1によって計測された流体の流量に基づく流量制御を行う。具体的には、流量制御装置9は、計測された流量と設定値とが一致するようにバルブ14を駆動する。
PV=K{1.0−exp(−MV/A)} ・・・(1)
PV=K{1.0−exp(−MV/30.0)} ・・・(2)
バルブ開度指示部5は、補正係数を自動設定する際に、バルブ14が予め規定された第1の開度MV1(例えばMV1=20%)になるように開度指示信号を流量制御装置9に送信する(図9ステップS100)。
流量導出部24は、流量−出力信号基準特性情報記憶部4に記憶されている流量PVとセンサ出力信号Vtとの関係に基づいて、差動増幅器A2から出力されるセンサ出力信号Vtを流量PVの値に変換する(図10ステップS200)。
流量導出部24と流量補正部8とは、流量制御(流量計測)中にステップS200,S201の処理を一定時間毎に行う。
なお、図9で説明した処理を開始するタイミングとしては、オペレータから設定開始の指示を受けたときでもよいし、後述する第2の実施例のように予め規定されたタイミングになったときでもよい。
次に、本発明の第2の実施例について説明する。図11は本発明の第2の実施例に係る熱式フローセンサ装置の構成を示すブロック図であり、図2と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施例は、上記発明の原理2に対応する例である。
実行管理部30は、予め規定されたタイミングになったときに(図12ステップS300においてYES)、補正係数算出・設定処理を開始するよう、バルブ開度指示部5と出力信号取得部6と補正係数算出部7とに対して指示を出す(図12ステップS301)。
履歴情報提示部31は、補正係数算出部7によって算出された過去から現在までの補正係数Cを記憶しており、過去から現在までの補正係数Cの履歴情報を提示する(図12ステップS309)。
Claims (6)
- 計測流体が流通する流路に配設され、前記計測流体の温度を測定する温度センサから得られるセンサ出力信号を出力するように構成された熱式フローセンサと、
前記熱式フローセンサよりも上流側または下流側の前記流路の箇所に配設されたバルブの開度と前記計測流体の流量との関係についての情報を予め記憶するように構成されたバルブ開度−流量特性情報記憶部と、
基準となる計測流体での流量と前記センサ出力信号との関係についての情報を予め記憶するように構成された流量−出力信号基準特性情報記憶部と、
この流量−出力信号基準特性情報記憶部に記憶されている情報に基づいて、前記センサ出力信号を流量の値に変換するように構成された流量導出部と、
この流量導出部の流量出力値に補正係数を乗算して流量を補正するように構成された流量補正部と、
前記補正係数を算出・設定する際に、予め規定された少なくとも2点のバルブ開度を指定する開度指示信号を、前記バルブを制御する制御装置に送信するように構成されたバルブ開度指示部と、
前記開度指示信号に応じたバルブ開度になったときの前記流量導出部の流量出力値を取得するように構成された出力信号取得部と、
この出力信号取得部によって取得された2点の流量出力値の倍率を算出し、前記バルブ開度−流量特性情報記憶部の情報から得られる、前記2点のバルブ開度に対応する2点の流量の倍率を取得し、前記2点の流量出力値の倍率に対する前記2点の流量の倍率の比を前記補正係数として算出して前記流量補正部に設定するように構成された補正係数算出部とを備えることを特徴とする熱式フローセンサ装置。 - 請求項1記載の熱式フローセンサ装置において、
前記バルブ開度−流量特性情報記憶部は、前記バルブの開度と流量との関係を近似した理論曲線から得られる前記2点の流量の倍率を記憶することを特徴とする熱式フローセンサ装置。 - 請求項1または2記載の熱式フローセンサ装置において、
予め規定されたタイミングで前記補正係数の算出・設定処理を実行するように制御管理するように構成された実行管理部と、
前記補正係数算出部によって算出された過去から現在までの補正係数の履歴情報を提示するように構成された履歴情報提示部と、
前記補正係数算出部によって算出された補正係数の正常値からの乖離度合が、規定量以上になったときにアラームを出力するように構成されたアラーム出力部とを、さらに備えることを特徴とする熱式フローセンサ装置。 - 基準となる計測流体での流量とセンサ出力信号との関係についての情報を予め記憶する流量−出力信号基準特性情報記憶部を参照し、計測流体が流通する流路に配設された熱式フローセンサのセンサ出力信号を流量出力値に変換する第1のステップと、
前記流量出力値に補正係数を乗算して流量を補正する第2のステップと、
前記補正係数を算出・設定する際に、予め規定された少なくとも2点のバルブ開度を指定する開度指示信号を、前記熱式フローセンサよりも上流側または下流側の前記流路の箇所に配設されたバルブを制御する制御装置に送信する第3のステップと、
前記開度指示信号に応じたバルブ開度になったときの前記流量出力値を取得する第4のステップと、
前記第4のステップで取得した2点の流量出力値の倍率を算出すると共に、前記バルブの開度と前記計測流体の流量との関係についての情報を予め記憶するバルブ開度−流量特性情報記憶部を参照して、前記2点のバルブ開度に対応する2点の流量の倍率を取得し、前記2点の流量出力値の倍率に対する前記2点の流量の倍率の比を前記補正係数として算出する第5のステップとを含むことを特徴とする流量補正方法。 - 請求項4記載の流量補正方法において、
前記バルブ開度−流量特性情報記憶部に予め記憶された情報は、前記バルブの開度と流量との関係を近似した理論曲線から得られる前記2点の流量の倍率であることを特徴とする流量補正方法。 - 請求項4または5記載の流量補正方法において、
予め規定されたタイミングで前記補正係数の算出・設定処理を実行するように指示する第6のステップと、
前記第5のステップによって算出された過去から現在までの補正係数の履歴情報を提示する第7のステップと、
前記第5のステップによって算出された補正係数の正常値からの乖離度合が、規定量以上になったときにアラームを出力する第8のステップとを、さらに含むことを特徴とする流量補正方法。
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