JP7100364B2 - 流体制御器の異常検知装置、異常検知システム、異常検知方法、及び流体制御器 - Google Patents

Description

本発明は、流体制御装置において流体の漏出を検知する技術に関する。

従来、半導体ウエハの表面に薄膜を形成する成膜処理においては薄膜の微細化が求められ、近年では原子レベルや分子レベルの厚さで薄膜を形成するALD (Atomic Layer Deposition)という成膜方法が使われている。
しかし、そのような薄膜の微細化は流体制御器に今まで以上の高頻度な開閉動作を要求しており、その負荷により流体の漏出等を惹き起こしやすくなる場合がある。そのため、流体制御器における流体の漏出を容易に検知できる技術への要求が高まっている。
また、半導体製造プロセスにおいては反応性が高く極めて毒性の高いガスが使われるため、漏出が微小なうちに、かつ遠隔的に漏出を検知できることが重要である。

この点、特許文献１では、流体の流量を制御する制御器の外面に形成された孔とこの孔に取り付けられる漏れ検知部材とからなるシール部破損検知機構であって、前記孔は制御器内の空隙に連通し、前記漏れ検知部材は前記孔に取り付けられる筒状体とこの筒状体に設けられた可動部材とからなり、この可動部材は制御器内の前記空隙内に充満した漏出流体の圧力によって前記筒状体の外方へ可動とされてなるものが提案されている。
また、特許文献２では、流体の流量を制御する制御器の外面に形成された孔とこの孔に取付けられる漏洩検知部材とからなるシール部破損検知機構付制御器であって、前記孔は制御器内の空隙に連通し、前記漏洩検知部材は特定の流体の存在によって感応するものが提案されている。
さらに、特許文献３では、流体の漏れを検出する漏れ検出装置であって、センサ保持体と、漏れ検出対象部材に設けられて漏れ検出対象部材内の密封部分と外部とを連通するリークポートに対向するようにセンサ保持体に保持された超音波センサと、超音波センサのセンサ面とリークポートとの間に設けられた超音波通路と、超音波センサで得られた超音波を処理する処理回路とを備えているものが提案されている。

特開平０４－０９３７３６号公報 特開平０５－１２６６６９号公報 特開２０１４－２１０２９号公報

しかし、特許文献１記載のシール部破損検知機構では、制御器内の空隙の加圧は判別することができるが、負圧を判別することができず、流体の漏出が僅かである場合には、可動部材が十分に可動せず、漏出を検知できないおそれがある。
また、特許文献２記載のシール部破損検知機構付制御器では、流体の漏出が僅かである場合には、パージガスで希釈化されて漏洩検知部材が感応しないおそれがあり、また、漏洩検知部材が所定の流体に対しては感応しないおそれもある。
さらに、特許文献３記載の漏れ検出装置では、流体の漏出が僅かである場合には、超音波が微弱で漏出を検知できないおそれがある。
いずれも流体の微小な漏出に対する検知能力に改善の余地がある。

そこで本発明は、流体制御器において、流体の漏出が僅かな場合でも漏出を検知可能なものを提供することを目的の一つとする。また、情報通信技術を活用することにより、離れた場所にある流体制御器や複数の流体制御器における流体の漏出を監視し易いものとすることを目的の一つとする。

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る流体制御器の異常検知装置は、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、当該閉空間と外部を連通可能なリークポートと、が設けられた流体制御器の異常を検知する装置であって、前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、所定の情報処理を実行する処理モジュールと、前記リークポートに前記圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する着脱機構と、を有し、前記処理モジュールは、前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する判別処理と、前記流体制御器の異常の判別結果をサーバに送信する通信処理と、を実行する。

また、前記流体制御器の駆動圧を検出する駆動圧センサ、をさらに有し、前記処理モジュールはさらに、検出された前記流体制御器の駆動圧に応じて、前記所定の閾値を補正するものとしてもよい。

また、前記流体制御器の開閉動作を検知する開閉検知機構、をさらに有し、前記処理モジュールはさらに、検知された前記流体制御器の開閉動作に応じて、前記所定の閾値を補正するものとしてもよい。

また、外部温度を測定する温度センサ、をさらに有し、前記処理モジュールはさらに、測定された前記外部温度に応じて、前記所定の閾値を補正するものとしてもよい。

また、前記処理モジュールによって実行される通信処理は、前記サーバに対し、前記閉空間への流体の漏出の判別結果を所定の周期で送信するものとしてもよい。

また、複数の流体制御器を集積させた流体制御装置において、各流体制御器に取り付けられた装置の処理モジュールによって実行される通信処理は、前記サーバに対し、自己識別情報と共に、前記流体の漏出の判別結果を装置ごとに異なるタイミングで送信するものであるものとしてもよい。

また、前記隔離部材がダイヤフラムであり、前記流路に設けられたシートに前記ダイヤフラムが当接離反する弁機構を有したものとしてもよい。

また、本発明の別の観点に係る流体制御器の異常検知システムは、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、当該閉空間と外部を連通可能なリークポートと、が設けられた流体制御器の異常を検知するシステムであって、前記流体制御器構に着脱可能に固定される情報提供装置と、サーバと、が通信可能に構成され、前記情報提供装置は、前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、前記サーバに対し、前記圧力センサにより検出した検出値を送信する通信モジュールと、前記リークポートに前記圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する着脱機構と、を有し、前記サーバは、前記情報提供装置から受信した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する判別処理、を実行する。

また、本発明の別の観点に係る流体制御器の異常検知方法は、流路と、隔離部材により当該流路と隔離された閉空間と、当該閉空間と外部を連通可能なリークポートと、が設けられた流体制御器の異常を検知する方法であって、前記リークポートに圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する装置により、前記閉空間内の圧力を検出する工程と、前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する工程と、前記流体制御器の異常の判別結果をサーバに送信する工程と、を実行する。

また、本発明の別の観点に係る流体制御器は、異常を検知可能な流体制御器であって、流路と、隔離部材により前記流路と隔離された閉空間と、前記閉空間と外部を連通可能なリークポートと、前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、前記リークポートに前記圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する着脱機構と、所定の情報処理を実行する処理モジュールと、を有し、前記処理モジュールは、前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する判別処理と、前記流体制御器の異常の判別結果をサーバに送信する通信処理と、を実行する。

本発明によれば、流体制御器において、流体の漏出が僅かな場合でも漏出を検知することができる。また、サーバとの連携により、離れた場所にある流体制御器や複数の流体制御器についても流体の漏出を監視し易い等の効果がある。

本発明の第一の実施形態に係る流体制御器の異常検知装置を流体制御器に取り付けた状態を示す外観斜視図である。 本実施形態に係る流体制御器の異常検知装置を流体制御器に取り付けた状態を示す断面図であって、（ａ）閉弁状態、（ｂ）開弁状態を示す。 本実施形態に係る流体制御器の異常検知装置が形成するネットワークの構成を示した模式図である。 本実施形態に係る流体制御器の異常検知装置が着脱可能に取り付けられる流体制御器を示した外観斜視図である。 本実施形態に係る流体制御器の異常検知装置を示した外観斜視図であって、（ａ）外側、（ｂ）流体制御器に当接する側を示す。 本実施形態に係る流体制御器の異常検知装置を流体制御器に取り付ける際の様子を示した分解斜視図である。 本実施形態に係る流体制御器の異常検知装置、当該異常検知装置と通信可能に構成されたサーバが備える機能を示した機能ブロック図である。 本発明の第二の実施形態に係る流体制御器の異常検知装置、当該異常検知装置と通信可能に構成されたサーバが備える機能を示した機能ブロック図である。 本発明の第三の実施形態に係る流体制御器の異常検知システムが備える機能を示した機能ブロック図である。 本発明の第四の実施形態に係る流体制御器の異常検知システムが備える機能を示した機能ブロック図である。

以下、本発明の第一の実施形態に係る流体制御器の異常検知装置について、図を参照して説明する。
なお、以下の説明では、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の実施あるいは使用の際の部材等の方向を限定するものではない。
図１、図２に示されるように、本実施形態に係る異常検知装置１は、流体制御器２に着脱可能に取り付けられ、流体制御器２の異常、特に流体制御器２内における流体の漏出を検知する装置である。
また、この異常検知装置１は図３に示されるように、サーバ３とネットワークＮＷ１、ＮＷ２を介して通信可能に構成され、当該サーバ３に対して流体制御器２の異常に関する情報を提供する。なお、図３は、流体制御器２が複数、集積して流体制御装置１０を構成した例を示している。

まず、本実施形態に係る異常検知装置１が適用される流体制御器２について説明する。
本実施形態に係る異常検知装置１が適用される流体制御器２として、ダイレクトダイヤフラムバルブを図４に示す。この流体制御器２は外観上、バルブボディ２１、バルブボディ２１の上端に配設された略円筒状のアクチュエータボディ２２、アクチュエータボディ２２の上端に取り付けられたアクチュエータキャップ２３によって構成されている。

図２に示されるように、バルブボディ２１内には、流体が流入する流入路２１１ａと流体が流出する流出路２１１ｂ、及び当該流入路２１１ａと流出路２１１ｂに連通する弁室２１１ｃが設けられている。この流入路２１１ａ、流出路２１１ｂ、及び弁室２１１ｃは、流体が流通する流路２１１を一体的に構成している。

また、流入路２１１ａと弁室２１１ｃとが連通する箇所の周縁には環状のシート２１２が設けられている。シート２１２上にはさらに、シート２１２に当接離反することによって流入路２１１ａから流出路２１１ｂへ流体を流通させたり、流通を遮断させたりするダイヤフラム２１３が設けられている。

ダイヤフラム２１３は、ステンレス、NiCo系合金等の金属やフッ素系樹脂からなる円盤状の部材であり、流路２１１と閉空間Ｓとを隔離する隔離部材として機能する。このダイヤフラム２１３は、駆動圧としてのエアが供給されてディスク２２１による押圧から開放されると、自身の復元力や流路２１１内の圧力によって中央部がシート２１２から離反する方向に変位してシート２１２から離反する。その結果、弁室２１１ｃが開放され、流入路２１１ａと流出路２１１ｂとが連通した状態となる。
一方、駆動圧としてのエアの供給が止まってダイヤフラム２１３がディスク２２１に押圧されると、シート２１２に対してダイヤフラム２１３の中央部がシート２１２に当接する方向に変位してシート２１２に当接する。その結果、弁室２１１ｃが遮断され、流入路２１１ａと流出路２１１ｂが遮断された状態となる。

なお、一般的に、隔離部材には本例のダイヤフラム２１３のほか、べローズが用いられる。しかし、べローズはストローク（流量レンジ）を大きく取れる反面、アクチュエータボディ内の体積変化が大きくなるため、流体制御器の開閉動作時に呼吸口（本例のリークポートＬＰに相当）を開放する必要がある。
一方、本例のようなダイレクトダイヤフラム構造、即ち、ダイヤフラム２１３がシート２１２に当接離反することによって流入路２１１ａから流出路２１１ｂへ流体を流通させたり、流通を遮断させたりする構造では、アクチュエータボディ２２内の体積変化が少ない。そのため、本例の異常検知装置１によってリークポートＬＰを外部と遮断したままの状態であっても、流体制御器２は問題なく開閉動作を行うことができる。したがって、本例の異常検知装置１はダイレクトダイヤフラム構造からなる流体制御器２に好適なものといえる。

アクチュエータボディ２２内には、ダイヤフラム２１３を押圧するディスク２２１、ダイヤフラム２１３の周縁を押える押えアダプタ２２２、上下に摺動することでディスク２２１を介してダイヤフラム２１３をシート２１２に当接離反させるピストン２２３、ピストン２２３を下方に付勢するバネ２２４が設けられている。

押えアダプタ２２２は、ダイヤフラム２１３の周縁を上方から押さえつけ、流路２１１を流れる流体が、ダイヤフラム２１３の周縁部近傍からアクチュエータボディ２２内に漏出するのを防止している。

ピストン２２３の上端側には小径の保持部が設けられ、当該保持部にＯリング２２５が保持されている。このＯリング２２５は、ピストン２２３の外周面と、アクチュエータキャップ２３の駆動圧導入口２３ａに連通する駆動圧導入路２３１の内周面の間をシールしている。これにより、駆動圧導入口２３ａから導入されるエアが漏れなくピストン２３３内の駆動圧導入路２３２へ導入される。

ピストン２２３の中間部にも小径の保持部が設けられ、当該保持部にＯリング２２６が保持されている。このＯリング２２６はピストン２２３の外周面とアクチュエータボディ２２の内周面の間をシールしている。Ｏリング２２６とＯリング２２７によって形成された空間は、ピストン２２３内の駆動圧導入路２３２に連通する駆動圧導入室２３３を形成する。

この駆動圧導入室２３３には、駆動圧導入口２３ａに連通する駆動圧導入路２３１とピストン２２３内の駆動圧導入路２３２を介して、アクチュエータキャップ２３の駆動圧導入口２３ａからエアが導入される。エアが駆動圧導入室２３３に導入されると、ピストン２２３がバネ２２４の付勢力に抗して上方に押し上げられる。これにより、ダイヤフラム２１３がシート２１２から離反して開弁した状態となり、流体が流通する。
一方、駆動圧導入室２３３にエアが導入されなくなると、ピストン２２３がバネ２２４の付勢力に従って下方に押し下げられる。これにより、ダイヤフラム２１３がシート２１２に当接して閉弁した状態となって、流体の流通が遮断される。

ピストン２２３の下端側にも小径の保持部が設けられ、当該保持部にＯリング２２７が保持されている。このＯリング２２７はピストン２２３の外周面とアクチュエータボディ２２の内周面の間をシールしている。これにより、アクチュエータボディ２２内のディスク２２１が上下動する部分において、ダイヤフラム２１３とＯリング２２７によって仕切られた閉空間Ｓが形成されている。
この閉空間Ｓは、アクチュエータボディ２２に設けられたリークポートＬＰによってのみ、外部と連通しているが、リークポートＬＰに異常検知装置２の圧力センサ１１が固定されると、リークポートＬＰが外部と遮断されて気密状態となる。

ここで、アクチュエータボディ２２に設けられたリークポートＬＰは、閉空間Ｓと外部とを連通させる貫通孔として構成されている。このリークポートＬＰは、ダイヤフラム２１３の破損等によって閉空間Ｓに流体が漏出するのを検知するための孔であって、このリークポートＬＰに本実施形態に係る異常検知装置１が取り付けられる。

なお、リークポートＬＰは、流体制御器２が通常動作している際には、ピストン２２３の上下動に伴うアクチュエータボディ２２内の空気の吸排を可能とする呼吸口としても機能する。
また、リークポートＬＰは、流体制御器２の完成品検査では流路２１１の気密性を検査する際のテストポートとしても機能する。この完成品検査は、異常検知装置１を流体制御器２から取り外し、この状態で流路２１１に不活性なヘリウムガス（He）等を流通させることによって行われる。
本実施形態に係る異常検知装置１は、既製あるいは既設の流体制御器２に後付け可能であって、呼吸口やテストポート等として設けられているリークポートＬＰを使用して流体の漏出を検知できる。そのため、本発明の異常検知装置１を取り付けるための専用のリークポートを流体制御器２に設ける必要がない。

以上の構成からなる流体制御器２は図３に示されるように、複数、集積して流体制御装置１０を構成する。この場合においても、異常検知装置１は、流体制御装置１０を構成する個々の流体制御器２に取り付けられる。

異常検知装置１は、閉空間Ｓ内の圧力を検出することにより、流路２１１から閉空間Ｓへの流体の漏出等を検知して、ダイヤフラム２１３の破損等、流体制御器２の異常を検知する装置である。
この異常検知装置１は図５、図６に示されるように、圧力センサ１１、及び、筐体１２１と固定部材１２２によって構成される着脱機構１２（筐体１２１と固定部材１２２をまとめて「着脱機構１２」と称する）のほか、所定の情報処理を実行する処理モジュール１３（図７を参照して後述する）を有する。なお、処理モジュール１３は、圧力センサ１１とは別体として筐体１２１内に格納されていてもよいし、圧力センサ１１の一部として構成されていてもよい。

圧力センサ１１は、リークポートＬＰを介して流体制御器２の閉空間Ｓ内の圧力を検出する。
この圧力センサ１１は、閉空間Ｓ内の圧力変化を検出する感圧素子や、感圧素子によって検出された圧力の検出値を電気信号に変換する変換素子等によって構成される。

なお、圧力センサ１１は、ゲージ圧あるいは大気圧のいずれを検出するものでもよく、それぞれの場合に応じて、判別処理部１３１（図７を参照して後述する）が参照する閾値が設定されればよい。
また、本実施形態では、閉空間Ｓ内の圧力変化を圧力センサ１１によって検出することにより、流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を検知するが、コンデンサ型マイクロホンユニットを圧力センサ１１として用いることが可能である。即ち、コンデンサ型マイクロホンユニットは、音波を受けて振動する振動板と、振動板に対向して配置された対向電極を有し、振動板と対向電極との間の静電容量の変化を電圧の変化に変換して音声信号とすることができる。そして、このコンデンサ型マイクロホンユニットは、振動板の背面側に設けられる空気室を塞ぐことで無指向性（全指向性）となる。無指向性の場合、コンデンサ型マイクロホンユニットはあらゆる方向からの音波による音圧の変化をとらえて動作するため、圧力センサとして利用することが可能となる。

筐体１２１と固定部材１２２によって構成される着脱機構１２は、異常検知装置１を流体制御器２に着脱可能に取り付けるための機構であって、リークポートＬＰに圧力センサ１１を着脱可能に固定すると共に、固定状態においてリークポートＬＰを外部と遮断する。
略箱型形状からなる筐体１２１は、一の側面に圧力センサ１１を保持するための嵌合孔１２１１ａを有しており、この嵌合孔１２１１ａに圧力センサ１１の先端部を嵌合させることにより、圧力センサ１１が保持される。
また、筐体１２１の流体制御器２に当接する面は、流体制御器２の当接する箇所の形状に合わせて略半円柱状に切り欠いた形状からなり、筐体１２１の幅方向の両側面には、固定部材１２２の端部を固定するためのボルト１２ｂが螺合するボルト穴１２１２ａが設けられている。
なお、筐体１２１内には適宜、圧力センサ１１を駆動させる内部電源等を格納することができる。

固定部材１２２は、弾性の金属、ゴム等の伸縮可能な弾性材料からなる紐状の部材であって、流体制御器２の当該固定部材１２２が巻き付けられる部分（本例ではアクチュエータボディ２２）の外周の長さと略同じ、あるいはこれよりも僅かに短い長さからなる。
この固定部材１２２の両端には、筐体１２１の一対のボルト穴１２１２ａに対応して一対のボルト孔１２２ａが形成されている。固定部材１２２のボルト孔１２２ａと筐体１２１のボルト穴１２１２ａにボルト１２ｂを螺合させることで、固定部材１２２の両端が筐体１２１の側面に固定され、固定部材１２２が流体制御器２に巻き付けられた状態に維持される。これにより、筐体１２１に保持された圧力センサ１１はリークポートＬＰに押し付けられる。

ここで、流体制御器２に異常検知装置１を取り付けた状態からは、ボルト１２ｂを緩め、筐体１２１と固定部材１２２とを分離させることで、異常検知装置１を流体制御器２から取り外すことができ、これによりリークポートＬＰが開放される。

なお、本例では、圧力センサ１１と筐体１２１の間がＯリング１２１３によってシールされている。また、圧力センサ１１とリークポートＬＰの間にはシール材１２１４が取り付けられており、流体制御器２の閉空間Ｓに漏出した流体が外部へ漏出するのを防いでいる。

処理モジュール１３は、CPU(Central Processing Unit)やメモリによって構成され、これにより図７に示されるように、判別処理部１３１と通信処理部１３２からなる機能ブロックを備える。この処理モジュール１３は、所定の配線等によって圧力センサ１１と連携可能に構成されており、当該圧力センサ１１からデータの供給を受けることができるようになっている。

判別処理部１３１は、参照用テーブル等に保持された所定の閾値と、圧力センサ１１によって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓへの流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を判別する処理を実行する。即ち、通常使用時において、流体制御器２の弁の開閉で想定される閉空間Ｓ内の圧力の限界値を所定の閾値としておく。そして、閉空間Ｓ内の圧力の検出値が当該閾値を超えた場合に、流体制御器２に異常が生じたものと判別する。このような判別の合理性は、ダイヤフラム２１３の破損等によって閉空間Ｓへ流体が漏出して閉空間Ｓ内の圧力が上昇した結果として、あるいは流路２１１内の減圧によって閉空間Ｓ内の圧力が減少した結果として閉空間Ｓ内の圧力の検出値が閾値を超えたとみなせることによる。

通信処理部１３２は、サーバ３に対し、判別処理部１３１による判別結果を送信する処理を実行するための機能部である。本実施形態では、異常検知装置１とサーバ３との間に中継装置４が設けられており、当該中継装置４を介して、異常検知装置１からの情報がサーバ３に提供される。

具体的に、通信処理部１３２によって送信されるデータは例えば、Bluetooth（登録商標）、赤外線通信、あるいはZigbee（登録商標）といった無線通信によって実現されるネットワークＮＷ１を経由して一旦、中継装置４に送信され、中継装置４から無線あるいは有線のＬＡＮ等によって実現されるネットワークＮＷ２を介してサーバ３に送信される。

また、この通信処理部１３２は、判別処理部１３１による判別結果を１時間や１日等の任意に設定された所定の周期で送信することができる。この点、流体の微量な漏出はその瞬間を検知するのが難しいが、数日程度であれば昇圧するため検知可能となる。一方、閉空間Ｓは気密な空間であるため、微小な漏出が発生しても直ちに問題となりにくい。そのため、所定の周期による送信であっても支障がない。さらに、このように所定の周期で情報の送信を行う場合には、消費電力を抑えることができる。

また、図３に示されるように、流体制御器２が複数、集積されて流体制御装置１０を構成する場合、各流体制御器２に取り付けられた異常検知装置１の通信処理部１３２は、サーバ３に対して自己を識別可能な自己識別情報と共に、判別処理部１３１による判別結果を異常検知装置１ごとに異なるタイミングで送信することができる。

サーバ３に対して、異常検知装置１を個々に識別可能な自己識別情報が送信されることで、流体制御装置１０を構成する複数の流体制御器２のうちのいずれが異常を来しているのかを判別することができる。
また、サーバ３に対して、異常検知装置１ごとに異なるタイミングで判別結果が送信されることで、パケット衝突の問題を回避することができるし、一斉に送信される場合と比べて一時的な処理の過負荷を防ぐこともできる。さらに、一斉に送信される場合と違い、データ送信に利用される無線のチャンネルを異常検知装置１ごとに変える必要がないため、多くのチャンネルを用意する必要がない。特にネットワークＮＷ１をBluetooth（登録商標）によって構成する場合には、同時接続台数が限られるため（通常７台）、送信のタイミングを変えることで同時接続台数を超える数の異常検知装置１を用いることができる。

サーバ３は、CPU（、CPUが実行するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムや所定のデータを記憶するRAM（Random Access Memory）やROM（Read Only Memory）、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置等のハードウェア資源によって構成される。
このサーバ３は、中継装置４を介して、異常検知装置１から流体制御器２の閉空間Ｓへの流体の漏出の判別結果を受信するための通信処理部３１を有している。サーバ３が異常検知装置１から受信した情報は適宜、流体制御器２の管理者あるいは監視者等が利用する端末からの求めに応じて、当該監視者等が利用する端末に提供される。

中継装置４は、ネットワークＮＷ１を介して異常検知装置１からデータを受信すると共に、ネットワークＮＷ２を介して当該受信したデータをサーバ３に対して送信する。
なお、本実施形態では、異常検知装置１とサーバ３との間に中継装置４を介在させたが、異常検知装置１とサーバ３とが直接、データ通信可能となるように構成することもできる。

以上の構成からなる異常検知装置１が流体制御器２に取り付けられることにより、圧力センサ１１によって検出された閉空間Ｓ内の圧力と所定の閾値との比較に基づき、閉空間Ｓへの流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を検知することができる。
また、異常検知装置１は流体制御器２に着脱可能に取り付けられるため、流体制御器２における流体の漏出をチェックする場合等、必要に応じて容易に異常検知装置１を取り外すことができるし、既製品の流体制御器２に取り付けることもできる。
また、流体制御器２の異常に関する情報がサーバ３に集約されるため、流体制御器２の監視者等は、流体制御器２の動作状況を負担なく監視することができる。
また、異常検知装置１の取り付けられる流体制御器２はダイレクトダイヤフラムバルブであるため、閉空間Ｓ内の圧力変化が小さく、異常検知装置１によってリークポートＬＰを塞いでも流体制御器２の動作に支障を来すことがない。
さらに、異常検知装置１は、流体制御器２の閉空間Ｓ内の圧力を検出した上、所定の閾値と検出値とを比較することによって流体制御器２の異常を検知するため、閉空間Ｓ内が負圧となる異常を来した場合でも、これを検知することができる。

なお、以上の本実施形態において、異常検知装置１には、流体制御器２に異常があったものと判別された際に、その旨の警告を異常検知装置１自体が発するための手段が設けられていてもよい。具体的には例えば、視認可能なランプ等によって構成することができる。この点は後述する他の実施形態についても同様である。

また、異常検知装置１を流体制御器２に着脱可能に取り付けるための着脱機構１２の構造は一例に過ぎず、圧力センサ１１を流体制御器２のリークポートＬＰに宛がい、着脱可能に固定することができれば、他の構造を採用することもできる。

また、ダイヤフラム２１３とＯリング２２７によって仕切られた空間を閉空間Ｓとして、その内部の圧力を検出することによって流体制御器２の異常を検知したが、ダイヤフラム２１３によって隔てられると共に、リークポートＬＰが設けられた流体制御器２内の密閉空間であれば、当該密閉空間を閉空間Ｓとして圧力を検出することで、ダイヤフラム２１３の破損等の流体制御器２の異常を検知することができる。

次に、本発明の第二の実施形態に係る流体制御器の異常検知装置について説明する。
図８に示されるように、本実施形態に係る異常検知装置５は上述の第一の実施形態に係る異常検知装置１が備えた圧力センサ１１や着脱機構１２に加え、流体制御器２の駆動圧を検出する駆動圧センサ５１や外部温度を測定する温度センサ５２を有する。また、本実施形態に係る異常検知装置５が備える処理モジュール５３は、判別処理部５３１、補正処理部５３２、及び通信処理部５３３からなる機能ブロックを構成する。

なお、処理モジュール５３は上述した第一の実施形態と同様、圧力センサ１１や着脱機構１２を構成する筐体１２１内等に格納される。また、本実施形態における処理モジュール５３は、所定の筐体や配線等によって、駆動圧センサ５１や温度センサ５２とも連携可能に構成されており、当該駆動圧センサ５１や温度センサ５２からデータの供給を受けることができるようになっている。

また、本実施形態に係る異常検知装置５が着脱可能に取り付けられる流体制御器２の機能及び構造は上述の第一の実施形態におけるのと同様である。また、本実施形態に係る異常検知装置５が、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２により、中継装置４を中継して通信可能に構成されたサーバ３へ判別処理部５３１による判別結果を送信する機能も上述の第一の実施形態と同様である。
また、特段の言及がない限り、本実施形態の説明において、第一の実施形態と同じ番号（符号）の付された部材や機能部等は、上述の部材や機能部等と同じ機能を保持あるいは処理を実行するものであるため、説明を省略する。

駆動圧センサ５１は、流体制御器２の駆動圧を検出する。
この駆動圧センサ５１は例えば、流体制御器２の駆動圧導入口２３ａに取り付けられ、流体制御器２内に導入される駆動圧としてのエアの圧力を検出する。検出されたエアの圧力に係る情報は補正処理部５３２に供給される。

温度センサ５２は、流体制御器２が設置されている環境における外部温度を測定する。測定された外部温度に係る情報は補正処理部５３２に供給される。

判別処理部５３１は、第一の実施形態における判別処理部１３１と同様、参照用テーブル等に保持された所定の閾値と、圧力センサ１１によって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓへの流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を判別する処理を実行する。一方、本実施形態では、当該所定の閾値が補正処理部５３２によって補正されるところ、補正がなされた際には、判別処理部５３１は補正後の閾値と、圧力センサ１１によって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓへの流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を判別する処理を実行する。

補正処理部５３２は、駆動圧センサ５１によって検出されたエアの圧力や温度センサ５２によって測定された外部温度に応じて、判別処理部５３１が閉空間Ｓへの流体の漏出を判別するべく参照する所定の閾値を補正する。

即ち、流体制御器２を開閉させるべくエアの圧力が変化させられると、ピストン２２３の上下動によって閉空間Ｓ内の圧力が変化する。そのため補正処理部５３２は、判別処理部５３１がこのエアの圧力による閉空間Ｓ内の圧力の変化と、流体制御器２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ内の圧力の変化とを区別して、流体制御器２の異常を判別できるよう、所定の閾値を補正する。具体的には、エアが導入された場合には閉空間Ｓ内の圧力が減少するため閾値を低い値に補正し、エアが排出された場合には閉空間Ｓ内の圧力が上昇するため閾値を高い値に補正する。この結果、判別処理部５３１は、エアの圧力変化に伴う閉空間Ｓ内の圧力変化に関わらず、流体の漏出等の流体制御器２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ内の圧力の変化を判別することができる。

ここで、駆動圧センサ５１を用いたため、流体制御器２の開閉動作中であっても、流体の漏出等に起因した閉空間Ｓ内の圧力変化を判別することができる。即ち、駆動圧から必要な補正値へと変換する適当な伝達関数を実験的に求めることで、ピストン２２３が移動している瞬間の閉空間Ｓ内の過渡的な圧力変化を補正することもできる。
同時に、駆動圧センサ５１の検出値から閉空間Ｓ内の圧力上昇が予期されるにも関わらず、圧力センサ１１の検出値が上昇しない場合には、ピストン２２３若しくは圧力センサ１１の故障を判断することができる。

また、外部温度によっても閉空間Ｓ内の圧力は変化する。そのため補正処理部５３２は、判別処理部５３１がこの外部温度による閉空間Ｓ内の圧力の変化と、流体制御器２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ内の圧力の変化とを区別して、流体制御器２の異常を判別できるよう、所定の閾値を補正する。具体的には、外部温度の上昇に応じて閾値を高い値に補正すると共に、外部温度の下降に応じて閾値を低い値に補正する。この結果、判別処理部５３１は、外部温度の変化に伴う閉空間Ｓ内の圧力変化に関わらず、流体の漏出等の流体制御器２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ内の圧力の変化を判別することができる。

通信処理部５３３は、上述の第一の実施形態における通信処理部１３２と同様、判別処理部５３１による判別結果を送信する処理を実行するための機能部である。本実施形態でも、異常検知装置５とサーバ３との間には中継装置４が設けられており、当該中継装置４を介して、異常検知装置５からサーバ３に情報が提供される。
なお、通信処理部５３３による通信手段や方式、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２の構成は上述の第一の実施形態と同様である。また同様に、本実施形態においてもデータの送信は所定の周期で実行することができる。

以上の構成からなる本実施形態に係る異常検知装置５によれば、駆動圧としてのエアや外部温度に起因して閉空間Ｓ内の圧力が変化しても、これと流体の漏出等の流体制御器２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ内の圧力の変化とを識別して、流体制御器２の異常を検知することができる。

なお、本実施形態の変形例として、流体制御器２の駆動圧を検出する駆動圧センサ５１に代えて、流体制御器２のスイッチ操作等による開閉動作を検知する開閉検知機構を設けることもできる。
即ち、流体制御器２の開閉動作によって駆動圧としてのエアの圧力は変化し、これにより閉空間Ｓ内の圧力変化が引き起こされる。そのため、流体制御器２の開閉動作を検知することによっても、補正処理部５３２に所定の閾値を補正させることで、流体制御器２の開閉による閉空間Ｓ内の圧力の変化と、流体制御器２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ内の圧力の変化とを区別して、流体制御器２の異常を判別することができる。

本発明の第三の実施形態に係る流体制御器の異常検知システムについて説明する。
図９に示されるように、本実施形態に係る異常検知システム６０は、情報提供装置６、中継装置４、及びサーバ７によって構成される。この異常検知システム６０では、上述の第一の実施形態に係る異常検知装置１が備えた判別処理部１３１と同様の機能部をサーバ７が備えており、サーバ７側で閉空間Ｓ内への流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常が判別される。

本実施形態に係る情報提供装置６は、上述の第一の実施形態に係る異常検知装置１と同様に圧力センサ１１や着脱機構１２を有する一方、処理モジュール１３に代えて、データ通信のみを実行する通信モジュール６３を有する。

通信モジュール６３は、上述した第一の実施形態の処理モジュール１３と同様、圧力センサ１１や着脱機構１２を構成する筐体１２１内等に格納されるたりすると共に、所定の配線等によって圧力センサ１１と連携可能に構成され、当該圧力センサ１１からデータの供給を受けることができるようになっている。
そして、この通信モジュール６３が備える通信処理部６３１は、サーバ７に対し、圧力センサ１１によって検出された閉空間Ｓ内の圧力の検出値を送信する処理を実行する。

なお、本実施形態でも、情報提供装置６とサーバ７との間には中継装置４が設けられており、当該中継装置４を介して、情報提供装置６からサーバ７に情報が提供される。また、通信処理部６３１による通信手段や方式、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２の構成は上述の第一の実施形態と同様である。また同様に、本実施形態においてもデータの送信は所定の周期で実行することができる。
また、本実施形態に係る情報提供装置６が着脱可能に取り付けられる流体制御器２の機能及び構造は上述の第一の実施形態と同様である。また、特段の言及がない限り、本実施形態の説明において、第一の実施形態と同じ番号（符号）の付された部材や機能部等は、上述の部材や機能部等と同じ機能を保持あるいは処理を実行するものであるため、説明を省略する。

サーバ７は、CPU、CPUが実行するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムや所定のデータを記憶するRAMやROM、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置等のハードウェア資源によって構成され、判別処理部７１と通信処理部７２からなる機能部を構成する。

判別処理部７１は、第一の実施形態における判別処理部１３１と同様、参照用テーブル等に保持された所定の閾値と、圧力センサ１１によって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓへの流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を判別する処理を実行する。ここで、本実施形態においては、圧力センサ１１によって検出された圧力の検出値は、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２を経由して、通信処理部７２により取得されたものである。

通信処理部７２は、中継装置４を介して、情報提供装置６から圧力センサ１１による閉空間Ｓ内の圧力の検出値に係る情報を受信する。

本実施形態においては、流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常の判別がサーバ７側で実行されるが、第一の実施形態と同様、サーバ７において判別された流体制御器２の異常の判別結果は適宜、流体制御器２の監視者等が利用する端末からの求めに応じて、当該監視者等が利用する端末に提供される。

以上の本実施形態に係る異常検知システム６０に係る構成によっても、第一の実施形態と同様、流体制御器２における流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を検知することができる。また、本実施形態によれば、流体制御器２の異常の判別処理がサーバ７側で実行される結果、流体制御器２に取り付けられる情報提供装置６の構成をシンプルにすることができ、判別処理部７１が実行するプログラムのデバッグ等、保守も容易になる。

本発明の第四の実施形態に係る流体制御器の異常検知システムについて説明する。
図１０に示されるように、本実施形態に係る異常検知システム８０は、上述の第三の実施形態に係る異常検知システム６０と同様、情報提供装置８、中継装置４、サーバ９によって構成される一方、情報提供装置８が駆動圧センサ８１と温度センサ８２を有すると共に、サーバ９が補正処理部９２を有する例である。

駆動圧センサ８１と温度センサ８２は夫々、上述した第二の実施形態における駆動圧センサ５１と温度センサ５２と同様の構成及び機能からなるものであって、それぞれ流体制御器２の駆動圧と外部温度を検出する。

通信モジュール８３は、上述した第一の実施形態の処理モジュール１３と同様、圧力センサ１１や着脱機構１２を構成する筐体１２１内等に格納される一方、所定の配線等によって圧力センサ１１に加えて駆動圧センサ８１及び温度センサ８２と連携可能に構成されている。そして、圧力センサ１１、駆動圧センサ８１、及び温度センサ８２によって検出された閉空間Ｓ内の圧力の検出値、駆動圧、及び外部温度に係る情報は、通信モジュール８３が備える通信処理部８３１により、中継装置４を中継してサーバ９に送信される。

なお、本実施形態でも、情報提供装置８とサーバ９との間には中継装置４が設けられており、当該中継装置４を介して、情報提供装置８からサーバ９に情報が提供される。また、通信処理部８３１による通信手段や方式、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２の構成は上述の第一の実施形態と同様である。また同様に、本実施形態においてもデータの送信は所定の周期で実行することができる。
また、本実施形態に係る情報提供装置６が着脱可能に取り付けられる流体制御器２の機能及び構造は上述の第一の実施形態と同様である。また、特段の言及がない限り、本実施形態の説明において、第一の実施形態と同じ番号（符号）の付された部材や機能部等は、上述の部材や機能部等と同じ機能を保持あるいは処理を実行するものであるため、説明を省略する。

サーバ９は、CPU、CPUが実行するコンピュータプログラム、コンピュータプログラムや所定のデータを記憶するRAMやROM、及びハードディスクドライブなどの外部記憶装置等のハードウェア資源によって構成され、判別処理部９１、補正処理部９２、及び通信処理部９３からなる機能部を構成する。

判別処理部９１は、第二の実施形態における判別処理部５３１と同様、所定の閾値と、圧力センサ１１によって検出された圧力の検出値とを比較することにより、閉空間Ｓへの流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を判別する一方、流体制御器２の異常の判別処理の基準となる所定の閾値が補正処理部９２によって補正された際には、補正後の閾値を基準として流体制御器２の異常を判別する処理を実行する。

補正処理部９２は、第二の実施形態における補正処理部５３２と同様、駆動圧センサ８１によって検出されたエアの圧力や温度センサ８２によって測定された外部温度に応じて、判別処理部９１が流体制御器２の異常を判別するべく参照する所定の閾値を補正する。ただし、本実施形態では第二の実施形態と異なり、エアの圧力や外部温度に係る情報は、ネットワークＮＷ１、ＮＷ２を経由して、情報提供装置８からサーバ９に供給されたものである。

通信処理部９３は、中継装置４を介して、情報提供装置８から圧力センサ１１による閉空間Ｓ内の圧力の検出値、駆動圧センサ８１による駆動圧、及び温度センサ８２による外部温度に係る情報を受信する。

以上の構成からなる本実施形態に係る異常検知システム８０によっても、第二の実施形態と同様、駆動圧としてのエアや外部温度に起因して閉空間Ｓ内の圧力が変化した場合でも、これと流体の漏出による閉空間Ｓ内の圧力の変化とを識別して、閉空間Ｓへの流体の漏出等に起因した流体制御器２の異常を検知することができる。また、本実施形態によれば、流体制御器２の異常の判別処理がサーバ９側で実行される結果、流体制御器２に取り付けられる情報提供装置８の構成をシンプルにすることができるし、判別処理部９１や補正処理部９２が実行するプログラムのデバッグ等、保守も容易になる。

なお、本実施形態についても、流体制御器２の駆動圧を検出する駆動圧センサ８１に代えて、流体制御器２のスイッチ操作等による開閉動作を検知する開閉検知機構を設けた変形例を構成することもできる。この場合、開閉検知機構によって流体制御器２の開閉動作が検知されると、かかる情報がネットワークＮＷ１、ＮＷ２を経由して、補正処理部９２に供給される。これに応じて、補正処理部９２によって所定の閾値が補正されると、流体制御器２の開閉による閉空間Ｓ内の圧力の変化と、流体制御器２の異常によって惹き起こされた閉空間Ｓ内の圧力の変化とを区別して、流体制御器２の異常を判別することができる。

なお、以上の本実施形態においては、異常検知装置１、５あるいは情報提供装置６と流体制御器２とを別体として構成したが、これに関わらず、異常検知装置１、５あるいは情報提供装置６と流体制御器２とが一体的に流体制御器を構成してもよい。

１、５ 異常検知装置
１１ 圧力センサ
１２ 着脱機構
１２１ 筐体
１２２ 固定部材
１３、５３ 処理モジュール
１３１、５３１ 判別処理部
１３２、５３３ 通信処理部
５１、８１ 駆動圧センサ
５２、８２ 温度センサ
５３２ 補正処理部
２ 流体制御器
２１ バルブボディ
２１１ａ 流入路
２１１ｂ 流出路
２１１ｃ 弁室
２１２ シート
２１３ ダイヤフラム
２２ アクチュエータボディ
２２１ ディスク
２２２ 押えアダプタ
２２３ ピストン
２２４ バネ
２３ アクチュエータキャップ
２３ａ 駆動圧導入口
２３１、２３２ 駆動圧導入路
２３３ 駆動圧導入室
ＬＰ リークポート
Ｓ 閉空間
３、７、９ サーバ
３１、７２、９３ 通信処理部
７１、９１ 判別処理部
９２ 補正処理部
４ 中継装置
６、８ 情報提供装置
６３、８３ 通信モジュール
６３１、８３１ 通信処理部
ＮＷ１、ＮＷ２ ネットワーク

Claims (8)

1. 流路と、ダイヤフラムにより当該流路と隔離された閉空間と、当該閉空間と外部を連通可能なリークポートと、当該流路に設けられたシートに当該ダイヤフラムが当接離反する弁機構とを有する流体制御器の異常を検知する装置であって、
   前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記流体制御器の駆動圧を検出する駆動圧センサと、
   所定の情報処理を実行する処理モジュールと、
   前記リークポートに前記圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する着脱機構と、を有し、
   前記処理モジュールは、
   前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する判別処理と、
   前記駆動圧センサにより検出された前記流体制御器の駆動圧に応じて、前記所定の閾値を補正する補正処理と、
   前記流体制御器の異常の判別結果をサーバに送信する通信処理と、を実行する、
   流体制御器の異常検知装置。
2. 流路と、ダイヤフラムにより当該流路と隔離された閉空間と、当該閉空間と外部を連通可能なリークポートと、当該流路に設けられたシートに当該ダイヤフラムが当接離反する弁機構とを有する流体制御器の異常を検知する装置であって、
   前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記流体制御器の開閉動作を検知する開閉検知機構と、
   所定の情報処理を実行する処理モジュールと、
   前記リークポートに前記圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する着脱機構と、を有し、
   前記処理モジュールは、
   前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する判別処理と、
   前記開閉検知機構により検知された前記流体制御器の開閉動作に応じて、前記所定の閾値を補正する補正処理と、
   前記流体制御器の異常の判別結果をサーバに送信する通信処理と、を実行する、
   流体制御器の異常検知装置。
3. 外部温度を測定する温度センサ、をさらに有し、
   前記処理モジュールはさらに、
   測定された前記外部温度に応じて、前記所定の閾値を補正する、
   請求項１又は２記載の流体制御器の異常検知装置。
4. 前記処理モジュールによって実行される通信処理は、前記サーバに対し、前記閉空間への流体の漏出の判別結果を所定の周期で送信するものである、
   請求項１乃至３いずれかの項に記載の流体制御器の異常検知装置。
5. 複数の流体制御器を集積させた流体制御装置において、
   各流体制御器に取り付けられた装置の処理モジュールによって実行される通信処理は、前記サーバに対し、自己識別情報と共に、前記流体の漏出の判別結果を装置ごとに異なるタイミングで送信するものである、
   請求項４記載の流体制御器の異常検知装置。
6. 流路と、ダイヤフラムにより当該流路と隔離された閉空間と、当該閉空間と外部を連通可能なリークポートと、当該流路に設けられたシートに当該ダイヤフラムが当接離反する弁機構とを有する流体制御器の異常を検知するシステムであって、
   前記流体制御器に着脱可能に固定される情報提供装置と、サーバと、が通信可能に構成され、
   前記情報提供装置は、
   前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記流体制御器の駆動圧を検出する駆動圧センサと、
   前記サーバに対し、前記圧力センサにより検出した検出値及び前記駆動圧センサにより検出した前記流体制御器の駆動圧を送信する通信モジュールと、
   前記リークポートに前記圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する着脱機構と、を有し、
   前記サーバは、
   前記情報提供装置から受信した前記検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する判別処理と、
   前記駆動圧センサにより検出された前記流体制御器の駆動圧に応じて、前記所定の閾値を補正する補正処理と、を実行する、
   流体制御器の異常検知システム。
7. 流路と、ダイヤフラムにより当該流路と隔離された閉空間と、当該閉空間と外部を連通可能なリークポートと、当該流路に設けられたシートに当該ダイヤフラムが当接離反する弁機構とを有する流体制御器の異常を検知する方法であって、
   前記リークポートに圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する装置により、
   前記閉空間内の圧力を検出する工程と、
   前記流体制御器の駆動圧を検出する工程と、
   前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する工程と、
   検出された前記流体制御器の駆動圧に応じて、前記所定の閾値を補正する工程と、
   前記流体制御器の異常の判別結果をサーバに送信する工程と、を実行する、
   流体制御器の異常検知方法。
8. 異常を検知可能な流体制御器であって、
   流路と、
   ダイヤフラムにより前記流路と隔離された閉空間と、
   前記閉空間と外部を連通可能なリークポートと、
   前記流路に設けられたシートに前記ダイヤフラムが当接離反する弁機構と、
   前記閉空間内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記流体制御器の駆動圧を検出する駆動圧センサと、
   前記リークポートに前記圧力センサを着脱可能に固定すると共に、固定状態において前記リークポートを外部と遮断する着脱機構と、
   所定の情報処理を実行する処理モジュールと、を有し、
   前記処理モジュールは、
   前記圧力センサにより検出した検出値と所定の閾値を比較することにより、前記流体制御器の異常を判別する判別処理と、
   前記駆動圧センサにより検出された前記流体制御器の駆動圧に応じて、前記所定の閾値を補正する補正処理と、
   前記流体制御器の異常の判別結果をサーバに送信する通信処理と、を実行する、
   流体制御器。

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