JPH04313107A - マスフローコントローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、管路中を流れるガス
の流量を調整するためのマスフローコントローラに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、一般に販売されている従来のマ
スフローコントローラの構成を示すブロック図である。 図において、１は一端入口部１ａから他端出口部１ｂへ
被流量調整ガスが流通する管路、２はこの管路１の入口
部１ａ側に設けられたバイパス、３はこのバイパスと並
列に設けられ、被流量調整ガスの流れを分岐するととも
に、ブリッジ回路４と協働して分岐流量に応じた出力信
号をアンプ５を介して出力するセンサである。

【０００３】６はこの管路１の出口部１ｂ側に設けられ
管路１を開閉する流量調整バルブ、７はアンプ５の出力
に応じて管路１を流れる被流量調整ガスの量を表示する
表示器、８は予め所望の流量値を設定する流量設定器、
９はアンプ５から出力される管路１を流れる被流量調整
ガスの流量値と、流量設定器で設定された流量値とを比
較し、両流量値の差値に応じて流量調整バルブ６の開閉
量を制御する比較制御回路である。なお、図中一点鎖線
で囲む部分をセンサ部、表示器７および流量設定器８を
含むその他の部分を電源部と、一般に称している。

【０００４】次に上記のように構成された従来のマスフ
ローコントローラの動作について説明する。まず、管路
１の入口部１ａから被流量調整ガスが導入されバイパス
２とセンサ３とに分流される。センサ３ではガスの熱伝
導を利用して流量値に応じた信号が得られ、ブリッジ回
路４およびアンプ５を介して出力される。この出力信号
は表示器７に入力されて実際に管路１を流れる被流量調
整ガスの流量値として表示されるとともに、比較制御回
路９にも入力され、この比較制御回路９により流量設定
器８で設定された流量値と比較され、両流量値の差値が
零となるように流量調整バルブ６の開閉量が制御され、
管路１の出口部１ｂから流量設定器８で設定された所望
の流量の被流量調整ガスが導出される。

【０００５】しかしながら、バイパス２に反応生成物等
の異物が付着したり、腐蝕等によりバイパス２の一部が
詰まった場合にも、センサ３には同流量の被流量調整ガ
スが流れるので、アンプ５からの出力信号はバイパス２
が詰まっていない場合と同一値となる。したがって、比
較制御回路９によって制御される流量調整バルブ６の開
閉量も、バイパス２が詰まっていない場合と同量になる
。しかしながら、実際にはバイパス２が詰まっているた
めに、管路１の出口部１ｂから導出される被流量調整ガ
スの流量は、所望の流量値よりも少量となる。又、上記
のようにアンプ５からの出力信号値がバイパス２の詰ま
りの有無に関係なく同一値なので、当然のことながら表
示器７で表示される流量値は、実際には所望の流量値よ
り少量の被流量調整ガスが流れているのにもかかわらず
、所望の流量値とほぼ等しい値となる。

【０００６】ここでセンサ３の原理について簡単に説明
する。図３からも明らかなように、センサ３は被流量調
整ガスが流れるチューブの上流側と下流側のそれぞれに
抵抗線が２対巻かれており、この両抵抗線はブリッジ回
路４の基準抵抗（図示せず）と協働してブリッジ回路を
構成している。又、この両抵抗線はチューブを暖めるた
めのヒータも兼ねており、被流量調整ガスが管路１を流
れていない時、すなわちチューブ内にも流れていない時
にはブリッジ回路は平衡状態になっている。

【０００７】一方、被流量調整ガスがチューブ内を流れ
ると、上流側の熱がこの流れで下流側に移動し、ブリッ
ジ回路の平衡がくずれて出力信号が得られる。この場合
、熱の移動量は被流量調整ガスの質量によって決まるの
で、流量は圧力等の影響を受けずに測定できる。又、バ
イパス２とセンサ３とはガス流量測定範囲全域において
、両者２、３を流れるガス流量比が一定となるような構
造になっているため、センサ３からの出力信号値は管路
１を流れる被流量調整ガスの流量に比例する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のマスフローコン
トローラは以上のように構成されているので、バイパス
２が詰まった場合に、管路１の出口部１ｂから導出され
る実際の流量がその分だけ減少しているのにもかかわら
ず、表示器７で表示される流量値は所望の設定流量値に
なっていて正常に見えるので、バイパス２の詰まりによ
るトラブルが容易に発見できないという問題点があった
。

【０００９】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、バイパスの詰まりによるトラブ
ルを容易に検知することができるマスフローコントロー
ラを得ることを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項１
のマスフローコントローラは、被流量調整ガスを通す管
路に直列にそれぞれ設けられた第１および第２のバイパ
ス、これら第１および第２のバイパスとそれぞれ並列に
設けられ被流量調整ガスの流れを分岐するとともに被流
量調整ガスの分岐流量に応じた出力信号を送出する第１
および第２のセンサ、管路の両バイパスに直列に設けら
れ管路を開閉する流量調整バルブ、上記いずれか一方の
センサの出力信号値と予め設定された設定信号値とを比
較し両信号値の差値に応じて流量調整バルブの開閉量を
制御する制御手段、上記他方のセンサの出力信号を表示
する表示手段を備えたものであり、又、請求項２のマス
フローコントローラは、請求項１のマスフローコントロ
ーラにおいて、第１のセンサの出力信号値と第２のセン
サの出力信号値とを切換えて予め設定された設定信号値
と比較し得るようにしたものである。

【００１１】

【作用】この発明におけるマスフローコントローラの第
１のバイパスと第１のセンサおよび第２のバイパスと第
２のセンサでなる２対の組合わせの内、一方のセンサで
本来の流量調整の制御を行うとともに、他方のセンサで
一方のバイパスの詰まりを検出する。

【００１２】

【実施例】実施例１．図１はこの発明の実施例１におけ
るマスフローコントローラの構成を示すブロック図であ
る。図において、管路１、入口部１ａ、出口部１ｂ、流
量調整バルブ６、流量設定器８および比較制御回路９は
、図３における従来のものと同様である。１２ａ、１２
ｂは管路１の入口部１ａ側から順次直列に設けられた第
１および第２のバイパス、１３ａ、１３ｂはこれら第１
のバイパス１２ａおよび第２のバイパス１２ｂとそれぞ
れ並列に設けられ、被流量調整ガスの流れを分岐すると
ともに、各ブリッジ回路１４ａ、１４ｂとそれぞれ協働
して各分岐流量に応じた出力信号を各アンブ１５ａ、１
５ｂを介して出力する第１および第２のセンサ、１６は
ブリッジ回路１４ａおよびアンプ１５ａを経由して出力
される第１のセンサ１３ａの出力信号値と、流量設定器
８で予め設定された設定信号値とを比較し、両信号値の
差値を出力する比較回路、１７はこの比較回路１６より
出力される差値を誤差流量値して表示する第１の表示器
、１８はアンプ１５ｂの出力に応じて管路１を流れる被
流量調整ガスを表示する第２の表示器である。

【００１３】次に、上記のように構成されたこの発明の
実施例１におけるマスフローコントローラの動作につい
て説明する。まず、管路１の入口部１ａから被流量調整
ガスが導入され第１のバイパス１２ａと第１のセンサ１
３ａとに分流される。第１のセンサ１３ａではガスの熱
伝導を利用して流量値に応じた信号が得られ、ブリッジ
回路１４ａおよびアンプ１５ａを介して出力される。こ
の出力信号値は比較回路１６に入力されて流量設定器８
で予め設定された所望の設定信号値と比較され、両信号
値の差値が出力されて第１の表示器１７で誤差流量値と
して表示される。

【００１４】一方、第１のバイパス路１２ａおよび第１
のセンサ１３ａを通過した被流量調整ガスは、一旦管路
１内で合流した後、再び第２のバイパス１２ｂと第２の
センサ１３ｂとに分流される。そして、上記同様に第２
のセンサ１３ｂで流量値に応じた信号値が得られ、その
信号値はブリッジ回路１４ｂおよびアンプ１５ｂを介し
て出力され、この出力信号は第２の表示器１８に入力さ
れて、管路１を流れる被流量調整ガスの流量値として表
示される。

【００１５】又、アンプ１５ｂを介して出力される出力
信号は、従来のものと同様に、比較制御回路９にも入力
され、この比較制御回路９により流量設定器８で設定さ
れた所望の設定流量値と比較され、両流量値の差値が零
となるように流量調整バルブ６の開閉量が制御され、管
路１の出口部１ｂから流量設定器８で設定された所望の
流量の被流量調整ガスが導出される。

【００１６】今、仮に第１のセンサ１３ａまたは第２の
センサ１３ｂが詰まった場合は、いずれか詰まった方の
センサの出力信号値が低下するのでその異常は検知され
る。 又、第１のバイパス１２ａが詰まった場合は、管路１内
を流れる被流量調整ガス自体が減少するので、第２のセ
ンサ１３ｂの出力信号値も低下する。したがって第２の
表示器１８の表示値が低下したことを確認することによ
り、第１のバイパス１２ａが詰まったことを検知できる
。一方、第２のバイパス１２ｂが詰まった場合は、同様
の理由により逆に第１のセンサ１３ａの出力値が低下す
るので、第１の表示器１７の表示値が低下したことを確
認することにより、第２のバイパス１２ｂが詰まったこ
とを検知できる。

【００１７】実施例２．尚、上記実施例１においては、
流量調整バルブ６の制御を第２のセンサ１３ｂの出力信
号値と、流量設定器８で予め設定された設定流量値とを
比較することにより行っているが、第１のセンサ１３ａ
の出力信号値と比較して流量調整バルブ６の制御を行う
ようにしても同様の効果を奏することは言うまでもない
。

【００１８】実施例３．図２はこの発明の実施例３にお
けるマスフローコントローラの構成を示すブロック図で
ある。図において、１９は切換スイッチで、第１のセン
サ１３ａの出力信号と第２のセンサ１３ｂの出力信号と
を任意に切換えて比較制御回路９に入力させるものであ
る。なお、切換スイッチ１９が設けられている以外は、
図１における実施例１と全く同様である。

【００１９】このように、切換スイッチ１９で第１のセ
ンサ１３ａの出力信号と、第２のセンサ１３ｂの出力信
号とを切換えられるようにしておけば、何らかの理由で
片方のセンサが詰まった場合でも、他方のセンサにて流
量調整バルブ６を制御できるので、一時的にマスフロー
コントローラの運転を継続することができ、突然の装置
停止等といったトラブルは防止できる。

【００２０】実施例４．上記各実施例においては、流量
設定器８で設定される設定流量値と比較される信号値を
出力するセンサは、全て流量調整バルブ６より上流側に
設けられているが、管路１の出口部１ｂ側が常圧系の場
合は下流側に設けても良い。なお、管路１の出口部１ｂ
側が減圧系の場合は下流側に設けると、原理的に流量誤
差を生じて都合が悪いので、上記各実施例同様に上流側
に設ける必要がある。

【００２１】尚、上記各実施例においては、特に被流量
調整ガスを特定しなかったが、両バイパス１２ａ、１２
ｂ、両センサ１３ａ、１３ｂが詰まりやすい対象ガスと
しては、腐蝕性の強い塩素や塩化水素、微量のＯ２また
はＨ２Ｏの存在によりパーテイクルの発生する三塩化ホ
ウ素やシラン（ＳｉＨ４）等があり、これらのガス系に
使用されるマスフローコントローラに適用すれば非常に
有効である。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば被流量調整ガスを通す管路に直列にそれぞれ設けら
れた第１および第２のバイパス、これら第１および第２
のバイパスとそれぞれ並列に設けられ被流量調整ガスの
流れを分岐するとともに被流量調整ガスの分岐流量に応
じた出力信号を送出する第１および第２のセンサ、管路
の両バイパスに直列に設けられ管路を開閉する流量調整
バルブ、上記いずれか一方のセンサの出力信号値と予め
設定された設定信号値とを比較し両信号値の差値に応じ
て流量調整バルブの開閉量を制御する制御手段、上記他
方のセンサーの出力信号を表示する表示手段を備えたの
で、又、請求項２によれば請求項１において、第１のセ
ンサの出力信号値と第２のセンサの出力信号値とを切換
えて予め設定された設定信号値と比較し得るようにした
ので、バイパスの詰まりによるトラブルを容易に検知で
きるとともに、トラブルが発生しても一時的に継続運転
の可能なマスフローコントローラを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１におけるマスフローコント
ローラの構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の実施例３におけるマスフローコント
ローラの構成を示すブロック図である。

【図３】従来のマスフローコントローラの構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１　　　　管路 １ａ　　　　入口部 １ｂ　　　　出口部 ６　　　　流量調整バルブ ９　　　　制御手段としての比較制御回路１２ａ　　第
１のバイパス １２ｂ　　第２のバイパス １３ａ　　第１のセンサ １３ｂ　　第２のセンサ １７　　　　表示手段としての第１の表示器１９　　　
　切換スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被流量調整ガスを通す管路に直列にそ
   れぞれ設けられた第１および第２のバイパス、上記第１
   および第２のバイパスとそれぞれ並列に設けられ上記被
   流量調整ガスの流れを分岐するとともに上記被流量調整
   ガスの分岐流量に応じた出力信号を送出する第１および
   第２のセンサ、上記管路の上記両バイパスと直列に設け
   られ上記管路を開閉する流量調整バルブ、上記いずれか
   一方のセンサの出力信号値と予め設定された設定信号値
   とを比較し上記両信号値の差値に応じて上記流量調整バ
   ルブの開閉量を制御する制御手段、上記他方のセンサの
   出力信号を表示する表示手段を備えたことを特徴とする
   マスフローコントローラ。
2. 【請求項２】　　第１のセンサの出力信号値と第２のセ
   ンサの出力信号値とを切換えて予め設定された設定信号
   値と比較し得るようにしたことを特徴とするマスフロー
   コントローラ。