JPH0736547A - マスフローコントローラ - Google Patents
マスフローコントローラInfo
- Publication number
- JPH0736547A JPH0736547A JP5176618A JP17661893A JPH0736547A JP H0736547 A JPH0736547 A JP H0736547A JP 5176618 A JP5176618 A JP 5176618A JP 17661893 A JP17661893 A JP 17661893A JP H0736547 A JPH0736547 A JP H0736547A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow rate
- gas flow
- gas
- amplifier
- flowing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measuring Volume Flow (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 流量調整にバラツキが無く安価に製造するこ
とができる。 【構成】 主ガス流路から測定ガスが分流されるセンサ
管の上流側と下流側に設けられた一対の加熱コイルと一
対の抵抗とによって構成されたブリッジ回路を備え、こ
のブリッジ回路の出力信号を増幅器で増幅して主ガス流
路に流れるガス流量を制御するマスフローコントローラ
において、前記増幅器から入力した出力信号と流したい
流量の設定値とを差し引いた値をパルス幅変調するパル
ス幅変調制御回路と、このパルス幅変調制御回路の制御
信号によって主ガス流路に流れるガスをオン／オフし、
ガス流量を制御するバルブとを設けたことを特徴として
いる。
とができる。 【構成】 主ガス流路から測定ガスが分流されるセンサ
管の上流側と下流側に設けられた一対の加熱コイルと一
対の抵抗とによって構成されたブリッジ回路を備え、こ
のブリッジ回路の出力信号を増幅器で増幅して主ガス流
路に流れるガス流量を制御するマスフローコントローラ
において、前記増幅器から入力した出力信号と流したい
流量の設定値とを差し引いた値をパルス幅変調するパル
ス幅変調制御回路と、このパルス幅変調制御回路の制御
信号によって主ガス流路に流れるガスをオン／オフし、
ガス流量を制御するバルブとを設けたことを特徴として
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス流量を制御するマ
スフローコントローラに関し、更に詳しくは、流量を制
御するバルブをデジタル信号に基づいてオン／オフ制御
し、所望の流量を得ることのできるマスフローコントロ
ーラに関する。
スフローコントローラに関し、更に詳しくは、流量を制
御するバルブをデジタル信号に基づいてオン／オフ制御
し、所望の流量を得ることのできるマスフローコントロ
ーラに関する。
【０００２】
【従来の技術】マスフローコントローラによる流量の測
定は、センサ管の上流側と下流側に設けられた一対の加
熱コイルの温度差を測定することによって行われてい
る。加熱コイルは、上流側で奪われる熱に比して、下流
で奪われる熱が小さいため図６に示すような温度差ΔＴ
が生じる。この温度差ΔＴと流体の流量Ｑには図７に示
すような一定の関係がなり立っているので、マスフロー
コントローラは、この温度差を加熱コイルと一対の抵抗
とによって構成したブリッジ回路から出力電圧として取
り出し、この出力電圧に基づいて流体制御を行ってい
る。
定は、センサ管の上流側と下流側に設けられた一対の加
熱コイルの温度差を測定することによって行われてい
る。加熱コイルは、上流側で奪われる熱に比して、下流
で奪われる熱が小さいため図６に示すような温度差ΔＴ
が生じる。この温度差ΔＴと流体の流量Ｑには図７に示
すような一定の関係がなり立っているので、マスフロー
コントローラは、この温度差を加熱コイルと一対の抵抗
とによって構成したブリッジ回路から出力電圧として取
り出し、この出力電圧に基づいて流体制御を行ってい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のマス
フローコントローラは、流量の制御をニードル弁やボー
ルを用い、アナログ的に上下することで行っているた
め、精度良い流量を得るためにはニードルやボール、穴
等を高精度に加工する必要があり、高価なものとなる。
フローコントローラは、流量の制御をニードル弁やボー
ルを用い、アナログ的に上下することで行っているた
め、精度良い流量を得るためにはニードルやボール、穴
等を高精度に加工する必要があり、高価なものとなる。
【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、バルブをオン／オフすることで流量制御を行う
ようにしたもので、ニードルやボール等のように高精度
の加工が不要となり、安価で、且つ流量調整にバラツキ
が無いマスフローコントローラを提供することを目的と
している。
もので、バルブをオン／オフすることで流量制御を行う
ようにしたもので、ニードルやボール等のように高精度
の加工が不要となり、安価で、且つ流量調整にバラツキ
が無いマスフローコントローラを提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、主ガス流路から測定ガスが分流さ
れるセンサ管の上流側と下流側に設けられた一対の加熱
コイルとこの加熱コイルと対向するように設けられた一
対の抵抗とで構成されたブリッジ回路を備え、このブリ
ッジ回路の出力信号を増幅器で増幅して主ガス流路に流
れるガス流量を制御するマスフローコントローラにおい
て、前記増幅器から入力した出力信号と流したいガス流
量の設定値とを差し引いた値をパルス幅変調するパルス
幅変調制御回路と、このパルス幅変調制御回路の制御信
号によって主ガス流路に流れるガスをオン／オフし、ガ
ス流量を制御するバルブと、を設けたことを特徴として
いる。また、主ガス流路から測定ガスが分流されるセン
サ管の上流側と下流側に設けられた一対の加熱コイルと
この加熱コイルと対向するように設けられた一対の抵抗
とで構成されたブリッジ回路を備え、このブリッジ回路
の出力信号を増幅器で増幅して主ガス流路に流れるガス
流量を制御するマスフローコントローラにおいて、前記
増幅器から入力した出力信号と流したいガス流量の設定
値とを差し引いた値をデジタル変換するＤＡ変換器と、
このＤＡ変換器の制御信号によって制御され、主ガス流
路に流れるガス流量を調節するｎ個のバルブと、を設け
たことを特徴としている。
るために、本発明は、主ガス流路から測定ガスが分流さ
れるセンサ管の上流側と下流側に設けられた一対の加熱
コイルとこの加熱コイルと対向するように設けられた一
対の抵抗とで構成されたブリッジ回路を備え、このブリ
ッジ回路の出力信号を増幅器で増幅して主ガス流路に流
れるガス流量を制御するマスフローコントローラにおい
て、前記増幅器から入力した出力信号と流したいガス流
量の設定値とを差し引いた値をパルス幅変調するパルス
幅変調制御回路と、このパルス幅変調制御回路の制御信
号によって主ガス流路に流れるガスをオン／オフし、ガ
ス流量を制御するバルブと、を設けたことを特徴として
いる。また、主ガス流路から測定ガスが分流されるセン
サ管の上流側と下流側に設けられた一対の加熱コイルと
この加熱コイルと対向するように設けられた一対の抵抗
とで構成されたブリッジ回路を備え、このブリッジ回路
の出力信号を増幅器で増幅して主ガス流路に流れるガス
流量を制御するマスフローコントローラにおいて、前記
増幅器から入力した出力信号と流したいガス流量の設定
値とを差し引いた値をデジタル変換するＤＡ変換器と、
このＤＡ変換器の制御信号によって制御され、主ガス流
路に流れるガス流量を調節するｎ個のバルブと、を設け
たことを特徴としている。
【０００６】
【作用】デジタル信号に基づいてバルブの開閉時間が制
御され、流量調整が行われる。また、ｎ個のバルブの開
閉個数がデジタル信号に基づいて制御され、流量調整が
行われる。
御され、流量調整が行われる。また、ｎ個のバルブの開
閉個数がデジタル信号に基づいて制御され、流量調整が
行われる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の一実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明のマスフローコントローラ
の一実施例を示す構成ブロック図である。図中、１０は
ガスが流入されるガス流入口、１１は主ガス流路、１２
は主ガス流路１１に設けたセンサ管である。ガス流入口
１０から流入したガスは、主ガス流路１１内に設けられ
ているバイパス１３によってセンサ管１２側にも分流さ
れ、センサ管１２側に一定流量が流れるようになってい
る。１４はセンサ管１２の外周に巻かれた一対の加熱コ
イルで、一対の抵抗Ｒ1、Ｒ2とともにブリッジ回路を構
成している。
に説明する。図１は、本発明のマスフローコントローラ
の一実施例を示す構成ブロック図である。図中、１０は
ガスが流入されるガス流入口、１１は主ガス流路、１２
は主ガス流路１１に設けたセンサ管である。ガス流入口
１０から流入したガスは、主ガス流路１１内に設けられ
ているバイパス１３によってセンサ管１２側にも分流さ
れ、センサ管１２側に一定流量が流れるようになってい
る。１４はセンサ管１２の外周に巻かれた一対の加熱コ
イルで、一対の抵抗Ｒ1、Ｒ2とともにブリッジ回路を構
成している。
【０００８】ブリッジ回路は、ガスが流れていない時は
バランスされていて０Ｖの電圧を増幅器１５に出力して
いて、流れがある時には上流側が冷やされ流量に比例し
た電圧を増幅器１５に出力する。１６はパルス幅変調制
御回路で、増幅器１５から入力した出力信号Ｖmと流し
たいガス流量の設定値Ｖsとを差し引いた値をパルス幅
変調し、バルブ１７を駆動するモータ１８に駆動パルス
を出力する。
バランスされていて０Ｖの電圧を増幅器１５に出力して
いて、流れがある時には上流側が冷やされ流量に比例し
た電圧を増幅器１５に出力する。１６はパルス幅変調制
御回路で、増幅器１５から入力した出力信号Ｖmと流し
たいガス流量の設定値Ｖsとを差し引いた値をパルス幅
変調し、バルブ１７を駆動するモータ１８に駆動パルス
を出力する。
【０００９】図２は、パルス幅変調制御回路がバルブを
駆動するモータに出力するパルス信号を示した図であ
る。バルブが開かれた状態で単位時間に主ガス流路に流
れるガス流量をＱmaxとすると、バルブがｔ1時間の間隔
で開かれ、ｔ2時間の間隔で閉じられると、流量Ｑは、
下式（１）のようになり、時間ｔ1を変更することで、
自由に流量制御できる。 Ｑ＝｛ｔ1／（ｔ1＋ｔ2）｝
駆動するモータに出力するパルス信号を示した図であ
る。バルブが開かれた状態で単位時間に主ガス流路に流
れるガス流量をＱmaxとすると、バルブがｔ1時間の間隔
で開かれ、ｔ2時間の間隔で閉じられると、流量Ｑは、
下式（１）のようになり、時間ｔ1を変更することで、
自由に流量制御できる。 Ｑ＝｛ｔ1／（ｔ1＋ｔ2）｝
【００１０】図３は、図１の等価回路図を示したもので
ある。１６Ａは積分回路で、出力信号Ｖmと流したいガ
ス流量の設定値Ｖsとを差し引いた値を積分する。積分
回路１６Ａで積分された信号は、パルス幅変調制御回路
１６でパルス幅変調され、バルブ１７を駆動するモータ
１８に出力される。一方、ブリッジ回路から得られた電
圧は、増幅器１５で増幅され、フィルタ１５Ａで波形整
形された後、積分回路１６Ａに出力される。
ある。１６Ａは積分回路で、出力信号Ｖmと流したいガ
ス流量の設定値Ｖsとを差し引いた値を積分する。積分
回路１６Ａで積分された信号は、パルス幅変調制御回路
１６でパルス幅変調され、バルブ１７を駆動するモータ
１８に出力される。一方、ブリッジ回路から得られた電
圧は、増幅器１５で増幅され、フィルタ１５Ａで波形整
形された後、積分回路１６Ａに出力される。
【００１１】第４図は、本発明の他の実施例を示す構成
ブロック図である。図中、図１と同一作用をするものは
同一符号を付けて説明する。２０は積分回路１６Ａの出
力信号をデジタル変換するＤ／Ａ変換器、２１1、２
１2、…、２１nはバルブ２２1、２２2、…、２２nをオ
ン／オフするモータである。ｎ個のバルブ２２1、２
２2、…、２２nは、Ｄ／Ａ変換器２０の出力するデジタ
ル信号に基づいて、オン／オフされ、流量が調整され
る。
ブロック図である。図中、図１と同一作用をするものは
同一符号を付けて説明する。２０は積分回路１６Ａの出
力信号をデジタル変換するＤ／Ａ変換器、２１1、２
１2、…、２１nはバルブ２２1、２２2、…、２２nをオ
ン／オフするモータである。ｎ個のバルブ２２1、２
２2、…、２２nは、Ｄ／Ａ変換器２０の出力するデジタ
ル信号に基づいて、オン／オフされ、流量が調整され
る。
【００１２】バルブが開かれると、主ガス流路１１を流
れるガスは、細管２３1、２３2、…、２３nを介して流
れる。各バルブは、細管２３1、２３2、…、２３nの長
さが異なって設けられていて、異なる流量抵抗をもつよ
うになっている。即ち、各バルブは、細管２３1、２
３2、…、２３nによって、例えば１、２、４、８、…の
ように重み付けされる。
れるガスは、細管２３1、２３2、…、２３nを介して流
れる。各バルブは、細管２３1、２３2、…、２３nの長
さが異なって設けられていて、異なる流量抵抗をもつよ
うになっている。即ち、各バルブは、細管２３1、２
３2、…、２３nによって、例えば１、２、４、８、…の
ように重み付けされる。
【００１３】図５は、マスフローコントローラのバルブ
の一実施例を示した構成図である。この場合は、細管に
よって異なる流量抵抗を得るのではなく、穴径ｄを変化
させて異なる流量抵抗を得るようにした例で、シリコン
等をマイクロマシーングにより加工した場合を示したも
のである。バルブ２２1、２２2、…、２２nは、片持ち
で主ガス流路１１に設けられていて、Ｄ／Ａ変換器の出
力するデジタル信号に基づいて、オン／オフされ、流量
が調整される。流量は、バルブ２２1、２２2、…、２２
nの開かれる数が多くなると増大し、流量抵抗の小さな
バルブが開かれる程大きくなる。
の一実施例を示した構成図である。この場合は、細管に
よって異なる流量抵抗を得るのではなく、穴径ｄを変化
させて異なる流量抵抗を得るようにした例で、シリコン
等をマイクロマシーングにより加工した場合を示したも
のである。バルブ２２1、２２2、…、２２nは、片持ち
で主ガス流路１１に設けられていて、Ｄ／Ａ変換器の出
力するデジタル信号に基づいて、オン／オフされ、流量
が調整される。流量は、バルブ２２1、２２2、…、２２
nの開かれる数が多くなると増大し、流量抵抗の小さな
バルブが開かれる程大きくなる。
【００１４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明のマ
スフローコントローラは、特許請求の範囲第１項記載の
発明によれば、一つのバルブをオン／オフすることで流
量制御を行うようにしたもので、ニードルやボール等の
ように高精度の加工が不要となり、流量調整にバラツキ
が無く安価に制作することができる。また、特許請求の
範囲第２項記載の発明によれば、重み付けされた複数の
バルブによって流量を制御するため、簡単に流量調整を
高精度で行うことができる。
スフローコントローラは、特許請求の範囲第１項記載の
発明によれば、一つのバルブをオン／オフすることで流
量制御を行うようにしたもので、ニードルやボール等の
ように高精度の加工が不要となり、流量調整にバラツキ
が無く安価に制作することができる。また、特許請求の
範囲第２項記載の発明によれば、重み付けされた複数の
バルブによって流量を制御するため、簡単に流量調整を
高精度で行うことができる。
【図１】本発明のマスフローコントローラの一実施例を
示す構成ブロック図である。
示す構成ブロック図である。
【図２】パルス幅変調制御回路がバルブを駆動するモー
タに出力するパルス信号を示した図である。
タに出力するパルス信号を示した図である。
【図３】図１の等価回路図を示したものである。
【図４】マスフローコントローラのバルブの一実施例を
示した構成図である。
示した構成図である。
【図５】マスフローコントローラのバルブの一実施例を
示した構成図である。
示した構成図である。
【図６】加熱コイルの温度変化を説明する図である。
【図７】流量と温度差の関係を示した図である。
１６ パルス幅変調制御回路 １７ バルブ ２０ Ｄ／Ａ変換器 ２２1、２２2、…、２２n バルブ
Claims (2)
- 【請求項１】 主ガス流路から測定ガスが分流されるセ
ンサ管の上流側と下流側に設けられた一対の加熱コイル
とこの加熱コイルと対向するように設けられた一対の抵
抗とで構成されたブリッジ回路を備え、このブリッジ回
路の出力信号を増幅器で増幅して主ガス流路に流れるガ
ス流量を制御するマスフローコントローラにおいて、 前記増幅器から入力した出力信号と流したいガス流量の
設定値とを差し引いた値をパルス幅変調するパルス幅変
調制御回路と、 このパルス幅変調制御回路の制御信号によって主ガス流
路に流れるガスをオン／オフし、ガス流量を制御するバ
ルブと、 を設けたことを特徴としたマスフローコントローラ。 - 【請求項２】 主ガス流路から測定ガスが分流されるセ
ンサ管の上流側と下流側に設けられた一対の加熱コイル
とこの加熱コイルと対向するように設けられた一対の抵
抗とで構成されたブリッジ回路を備え、このブリッジ回
路の出力信号を増幅器で増幅して主ガス流路に流れるガ
ス流量を制御するマスフローコントローラにおいて、 前記増幅器から入力した出力信号と流したいガス流量の
設定値とを差し引いた値をデジタル変換するＤＡ変換器
と、 このＤＡ変換器の制御信号によって制御され、主ガス流
路に流れるガス流量を調節するｎ個のバルブと、 を設けたことを特徴としたマスフローコントローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5176618A JPH0736547A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | マスフローコントローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5176618A JPH0736547A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | マスフローコントローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0736547A true JPH0736547A (ja) | 1995-02-07 |
Family
ID=16016728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5176618A Pending JPH0736547A (ja) | 1993-07-16 | 1993-07-16 | マスフローコントローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736547A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006137404A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Ckd Corporation | 流量制御弁 |
| JP2010224898A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Yamatake Corp | 流量制御装置および流量制御方法 |
| JP2012248193A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Spts Technologies Ltd | マスフローコントローラーの監視 |
| CN109029956A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-12-18 | 安徽鸣宇智能科技有限公司 | 一种多功能给水阀检测设备 |
-
1993
- 1993-07-16 JP JP5176618A patent/JPH0736547A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006137404A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Ckd Corporation | 流量制御弁 |
| US7748684B2 (en) | 2005-06-24 | 2010-07-06 | Ckd Corporation | Flow control valve |
| JP2010224898A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Yamatake Corp | 流量制御装置および流量制御方法 |
| JP2012248193A (ja) * | 2011-05-26 | 2012-12-13 | Spts Technologies Ltd | マスフローコントローラーの監視 |
| JP2018152089A (ja) * | 2011-05-26 | 2018-09-27 | エスピーティーエス テクノロジーズ リミティド | マスフローコントローラーの監視 |
| CN109029956A (zh) * | 2018-08-10 | 2018-12-18 | 安徽鸣宇智能科技有限公司 | 一种多功能给水阀检测设备 |
| CN109029956B (zh) * | 2018-08-10 | 2020-01-03 | 安徽鸣宇智能科技有限公司 | 一种多功能给水阀检测设备 |
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