JPH0363087B2 - - Google Patents

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JPH0363087B2
JPH0363087B2 JP27911784A JP27911784A JPH0363087B2 JP H0363087 B2 JPH0363087 B2 JP H0363087B2 JP 27911784 A JP27911784 A JP 27911784A JP 27911784 A JP27911784 A JP 27911784A JP H0363087 B2 JPH0363087 B2 JP H0363087B2
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JP
Japan
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gas
flow rate
mass flow
signal
temperature signal
Prior art date
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JP27911784A
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English (en)
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JPS61157912A (ja
Inventor
Isao Suzuki
Takashi Sudo
Takeshi Nakamura
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NIPPON TYLAN KK
Original Assignee
NIPPON TYLAN KK
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Publication date
Application filed by NIPPON TYLAN KK filed Critical NIPPON TYLAN KK
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Publication of JPH0363087B2 publication Critical patent/JPH0363087B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00Control of flow
    • G05D7/06Control of flow characterised by the use of electric means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 この発明は、サーマルセンサにより取り出され
る信号を増幅して流量データを得るタイプの質量
流量制御装置の改良に関するものである。 〔従来の技術〕 従来の斯種質量流量制御装置においては、サー
マルセンサにより取り出される温度信号を、特定
のガス専用の増幅率を有するように設計された増
幅器により増幅して当該ガスの流量データを得て
いた。かかるサーマルセンサを用いると、センサ
管内を流れるガス(一般的には、数c.c./分〜数十
c.c./分)の質量流量に比例した出力が得られる
が、異なるガス間では、ガスの密度や比熱が異な
るため、上記センサ管内を流れるガスの質量流量
が同じであるにもかかわらず、得られる出力に差
が生じる。 そこで、一般的には、N2を基準とし、N2を流
した場合に得られる出力と同じ出力を得るために
必要な、あるガスの質量流量をN2に対する比で
表わしたコンバーシヨンフイルター(CF)とい
う定数が用いられる。例えばHeのCFは1.44であ
る。これは、N2で1の出力を得ているとき、He
ではこのN2の質量流量の1.44倍を流さなければ、
同じ1の出力を得られないことを意味する。従つ
て、サーマルセンサによつて取り出される温度信
号を1.44倍する利得を有する増幅器を用いなけれ
ば、正しい流量データを得ることはできない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このため、生産時に、一つのガスに応じて増幅
器の増幅率を調整する作業が必要であり、煩らわ
しく、作業工数が多くなるという欠点があつた。
また、このように調整のなされた増幅器を含む質
量流量制御装置は、特定のガスに対してだけ使用
できることになつた。従つて、ユーザは数種のガ
スの流量制御を行ないたいときには、制御対象の
ガス種に応じた台数の質量流量制御装置が必要と
なるという欠点があつた。 本発明は、このような従来の質量流量制御装置
の欠点に鑑みなされたもので、その目的は、簡単
な操作によつて任意のガスの流量制御を可能とす
る質量流量制御装置を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで本発明では、流路におけるガスの温度信
号を取り出すように設けられたサーマルセンサ
と、このサーマルセンサにより取り出される前記
温度信号をガスの種類に対応して与えられる補正
データに基づいて増幅出力する増幅手段とを具備
するとともに、この増幅手段から出力される流量
データと設定された設定流量データとを比較し、
この比較結果に基づくバルブ駆動信号により、バ
ルブの開度調整を行ないガスの質量流量を制御す
るようにしたものである。 〔作用〕 流路におけるガスの温度信号を取り出すように
設けられたサーマルセンサにより取り出される温
度信号は、前述のようにガスの質量流路データと
するためにはCFで補正しなければならない。増
幅手段では、ガスの種類に対応して与えられる補
正データにより、温度信号を対応する増幅率で増
幅して出力する。例えば、増幅手段10はHeの
質量制御時に、1.44という補正データが与えら
れ、温度信号をN2の流量制御時に比して1.44倍
した流量データとなるように増幅して出力する。
従つて、各ガス毎に温度信号は適切な補正を受け
て出力される。 〔実施例〕 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第1図は本発明の実施例のブロツク図であ
る。同図に示された質量流量制御装置において、
2はガスの入口部を示し、3はガスの出口部を示
す。ガスは入口部2を入ると、バイパス部4とセ
ンサ管5とに分岐される。センサ管5には、ガス
流の上流側と下流側とに一対の抵抗発熱体(サー
マルセンサ)6A,6Bが巻回されている。抵抗
発熱体6A,6Bはブリツヂ回路7に接続されて
いる。ガスがセンサ管5を通過するときに、抵抗
発熱体6A,6Bが熱を奪われる。このとき、抵
抗発熱体6Aが抵抗発熱体6Bより温度低下し、
これによつて生じる温度差をブリツヂ回路7にお
いて抵抗値変化として取出す。この抵抗値変化に
基づき、センサ管5を流れるガスの質量流量を検
出できる。一方、センサ管5とバイパス部4との
分流比率が所定となつているため、センサ管5を
流れるガスの質量流量が、流れるガス全体の質量
流量を反映した値となる。 具体的には、ブリツヂ回路7によつて抵抗変化
が生じると、その抵抗変化に対応する信号(抵抗
変化は温度差によるから、温度信号)が増幅手段
10へ出力される。増幅手段10は与えられた信
号を、BCDスイツチを含む操作部19から与え
られるガスの種類に対応する補正データに基づ
き、増幅して出力する。 ここで、増幅手段10の一実施例を第2図に示
す。同図において、20は増幅器であり、オペア
ンプ21と入力抵抗22と帰還抵抗23とによつ
て反転増幅器とされている。この増幅器20の入
力は入力端子24を介してブリツヂ回路7から与
えられ、またその出力は、可変利得増幅部100
を介して出力端子101から出力される。可変利
得増幅部100には、増幅器を構成するオペアン
プ102と帰還抵抗103と入力抵抗部104と
が含まれている。入力抵抗部104には、抵抗1
05を入力抵抗に組み込むか組み込まぬかを選択
する半導体スイツチS1が設けられ、この半導体ス
イツチS1は、1の桁を制御する(1か0かにす
る)BCDスイツチにより切換えられる。抵抗1
05に並列に、4段の第1の2R−Rラダー抵抗
106が接続され得るように構成されている。半
導体スイツチS2〜S3は10-2の桁を制御するBCD
スイツチにより切換えられる。同図の1,2,
4,8はBCDスイツチの桁を示す。また、抵抗
105と第1の2R−Rラダー抵抗106とには、
抵抗107を介して4段の第2の2R−Rラダー
抵抗108が並列に接続され得るようになつてい
る。半導体スイツチS6〜S9は10-2の桁を制御する
BCDスイツチにより切換えられる。更に、抵抗
105と、第1の2R−Rラダー抵抗106及び、
抵抗107と第2の2R−Rラダー抵抗108と
に、抵抗109を介して第3の2R−Rラダー抵
抗110が接続され得るようになつている。半導
体スイツチS10〜S13は10-3の桁を制御するBCDス
イツチにより切換えられる。また、抵抗107と
グランドとの間、抵抗109とグランドとの間に
は、夫々、抵抗111,112が接続されてい
る。このような構成の可変利得増幅部100は、
反転増幅器であり、その入力抵抗がBCDスイツ
チにより変化させられ、その利得が変るのであ
る。尚、各抵抗値が図の括弧内に示されている。 かかる構成の質量流量制御装置1の外観の斜視
図を、第3図に示す。同図において、操作部19
には1、10-1、10-2、10-3のBCDスイツチ151
と、対応する4桁の表示器152とが設けられて
いる。そこで、例えば、Heの流量制御を行なう
場合には、BCDスイツチ151を操作し、表示
器152にHeのCFである1.440が表示されるよう
にする。すると、これにより、半導体スイツチS1
〜S13の切換が適宜行なわれ、可変利得増幅部1
00の反転増幅器の利得は1.440となり、増幅器
20の出力を1.44倍して出力することになる。 再び、第1図に戻つて説明する。8は、バイパ
ス部4に介装された金属メツシユを示し、このメ
ツシユ8により、バイパス部4とセンサ管5とを
流れるガスの分流比を所定に保つている。また、
9はセンサ部のケーシングであり、このケーシン
グ9により抵抗発熱体6A,6Bが外部から影響
されぬようにし、精度の良い質量流量の検出を可
能にしている。ブリツヂ回路7の出力信号は、上
述の増幅手段10により増幅され、センサ出力端
子11から外部の図示せぬ表示器等へ出力される
と共に、比較回路12へ出力される。比較回路1
2には、外部から所望の質量流量の所定値に対応
した設定信号が設定信号入力端子13を介して与
えらる。比較回路12は、増幅手段10の出力信
号と設定信号とを比較して、その差に応じた信号
を出力する。この信号は、バルブ駆動回路14に
与えられ、バルブ駆動回路14は上記信号に基づ
きバルブヒータ15へ駆動電圧を与える。16は
バルブを示す。このバルブ16はノーマリーオー
プンタイプ(電圧無印加時に弁が(開)状態であ
り、電圧印加時に弁が(閉)状態となる)であ
る。金属ピン17内にバルブヒータ15が入れら
れており、バルブヒータ15の発熱による金属ピ
ン17の膨脹によつて、金属ピンの先端に固着さ
れた球状弁体18が上下し、ガスの通路部に対す
るオリフイスを調整する。 このように構成された質量流量制御装置1によ
れば、センサ管5の部分で検出される質量流量に
対応する信号が、ガス全体の質量流量を反映して
いるから、この信号と設定信号との差が無くなる
ようにバルブ16を制御することにより、適切な
質量流量の制御が可能である。しかも、増幅手段
10内の可変利得増幅部100によつて、抵抗発
熱体6A,6Bにより取り出された温度信号がガ
スの種類に応じたCFに基づく増幅率の増幅を受
け、任意のガスに1台の質量流量制御装置で対応
できる。 第4図に増幅手段10の他の例を示す。同図に
おいて、201は入力端子を示し、この入力端子
からは第2図に示された増幅器20の出力信号が
与えられる。この出力信号は、図示しないA/D
コンバータによりデイジタル化されCPU202
に取り込まれる。CPU202にはガスの種類を
選択するキー203が接続され、CPU202は
キー203の操作に基づいてガスの種別データを
受け取る。CPU202には、表示器204が接
続されていて、ガスの種別データに基づき、ガス
の名称を例えば「He」の如き表示可能となつて
いる。更に、CPU202はボート205から第
3図に示した半導体スイツチS1〜S13の切換デイ
ジタル信号を出力する。CPU202には各ガス
に対応して補正データのメモリテーブルが格納さ
れた記憶部206が接続されている。メモリテー
ブルの補正データは、ガスの名称をインデツクス
として引き出し得るようにされ、各電圧に対応し
て補正されるべき電圧の対応表となつている。こ
のような対応表は、第2図に示した増幅手段10
では、一つのガスには一つのCFが対応するもの
と考えた。つまり、CFの表は、実験的に次の第
1表のようである。
【表】
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、一台の質
量流量制御装置を、簡単な操作で任意のガスの流
量制御に用いることが可能である。このため、生
産時に煩しい作業を要せず作業工数を少なくでき
る。しかもユーザーは、必要なときに調整を行な
つて希望するガスの専用の質量流量制御装置を得
ることができ、極めて便利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロツク図、第2
図は本発明の一実施例の要部ブロツク図、第3図
は本発明の一実施例の外観の斜視図、第4図は本
発明の他の実施例の要部ブロツク図である。 1……質量流量制御装置、5……センサ管、6
A,6B……抵抗発熱体、10……増幅手段、1
9……操作部、20……増幅器、100……可変
利得増幅部、104……入力抵抗部、151……
BCDスイツチ、152,204……表示器、2
03……キー、202……CPU、205……ボ
ート、206……記憶部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流路におけるガスの温度信号を取り出すよう
    に設けられたサーマルセンサと、このサーマルセ
    ンサにより取り出される前記温度信号をガスの種
    類に対応して与えられる補正データに基づいて増
    幅出力する増幅手段とを具備するとともに、この
    増幅手段から出力される流量データと設定された
    流量データとを比較し、この比較結果に基づくバ
    ルブ駆動信号によりバルブの開度調整を行ないガ
    スの質量流量を制御することを特徴とする質量流
    量制御装置。 2 増幅手段は、複数のガス毎に、サーマルセン
    サにより取り出される温度信号に基づく信号が、
    予め求められている値の信号となるように増幅す
    る補正データを有することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の質量流量制御装置。
JP27911784A 1984-12-29 1984-12-29 質量流量制御装置 Granted JPS61157912A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27911784A JPS61157912A (ja) 1984-12-29 1984-12-29 質量流量制御装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP27911784A JPS61157912A (ja) 1984-12-29 1984-12-29 質量流量制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61157912A JPS61157912A (ja) 1986-07-17
JPH0363087B2 true JPH0363087B2 (ja) 1991-09-30

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ID=17606657

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JP27911784A Granted JPS61157912A (ja) 1984-12-29 1984-12-29 質量流量制御装置

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63139609U (ja) * 1987-03-02 1988-09-14
JPH04133110A (ja) * 1990-09-26 1992-05-07 Tokimec Inc 電磁式流体機器の機差補正システム
JP2786733B2 (ja) * 1990-09-26 1998-08-13 株式会社トキメック 電磁式流体機器の機差補正システム
JP4864280B2 (ja) * 2001-04-24 2012-02-01 ブルックス・インストルメント・エルエルシー 質量流量コントローラのシステムおよび方法

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JPS61157912A (ja) 1986-07-17

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