JPS6348422A - 流量制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は流ｍ制御装置に係り、特に流量計測部で生じる
異常の有無を検知する構成としだ流ｍ制御装置に関する
。

従来の技術 従来、微小流量を制御する流が制御装置が知られており
、このものは例えば流路内に絞りを設けたバイパス流路
と、バイパス流路より分岐したセンサ流路とを有し、セ
ン＋Ｊ流路を流れる被測流体の質Ｒ流量を計測して所望
の流量を保つように制御弁の弁開度を制御するようにな
っている。この秒の流量制御装置ではセンサ流路に一対
の抵抗線式サーマルセンサを設けており、流量に応じて
生ずる温度差を抵抗値の差に変換して、この抵抗値の値
より流量を計測している。このような装置の場合全流量
が絞りより設定された分流比でバイパス流路とセンサ流
路とに分流した後、再び合流して制御弁を通過する。一
般に上記センサ流路とバイパス流路との流量化は１：２
〜１：１０００といつた具合に広範囲に設定されるもの
であり、この流量比によりセンサ流路及びバイパス流路
の各流路面積も定まる。

ところが、被測流体中の異物等が前記細管のセンサ流路
あるいはバイパス流路内に詰ってしまうと、流路面積、
流体抵抗が所期したものから変化してしまう。このため
、セン＋Ｊｌ路、バイパス流路内で目詰りが生ずると、
予め設定しであるセンサ流路とバイパス流路との流は比
が変化して流ｎｈ１測に誤差が生じてしまう。

しかるに、従来の流量制御装置では上記の如く流部計測
部で生じた安常を検知する手段が設けられてなく、その
ため装置を時々較正して異常を発見するようにしていた
。

発明が解決しようとする問題点 したがって、上記流ｆｆ１ｆ、ｌＪ御装置では定期的に
流ｍ計測の誤差を小さくするように調整する較正作業を
行なう必要があるという問題点があり、インラインで流
量計測部の異常を検知できることが要望されていた。

そこで、本発明は上記問題点を解決するとともに上記要
望に応じた流ｍ制御装置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明は上記流量ｉ、１１御装置において、制御弁をｖ
制御する制御回路に制御弁の弁開度を一定値に設定する
弁開度設定手段と、前記弁開度設定手段により所定の弁
開度を設定され、かつ被測流体の供給圧力を所定圧力と
されたとき前記流ａセンサの流量計測値と同一条件の基
準値とを比較し両者の差に応じて判定信号を出力する判
定手段とを設けてなり、流量計測部で生じる異常をイン
ラインで検知できるようにしたものである。

実施例 第１図に本発明になる流ｍ制御装置の一実施例を示す。

第１図中、被測流体は流量制御装置の本体１の流入口２
よりバイパス流路３に流入する。

バイパス流路３には絞り４が設けてあり、流体は絞り４
を通過する流れと、バイパス流路３より分岐するセンサ
流路５を通過する流れとに分流する。

ざらに、バスパス流路３及びセンサ流路５を通過した流
体は制御弁６の弁座６ａを通って流出ロアより流出する
。

センサ流路５にはセンサ流路５内に流量に応じた流量計
測信号を出力する一対の抵抗線式サーマルセンサ（ＬＪ
、下単にセンサという）８ａ、８ｂが設けられている。

またセンサ流路５の周囲にはセンサ流路５を覆う箱状の
カバー９が設けである。

また、第２図に示す如く、セン＋Ｊ８ａ、８ｂの端子Ｕ
、Ｌは夫々！、ＩＩ御回路１０内のセンサ駆動回路１２
に接続されており、端子しはアンプ１４に接続されセン
サ８ａ、８ｂの流量計測信号を出力する。また、制ａ１
１回路１０には制御弁６を駆動するアクチュエータ１１
の端子Ａ、Ｂが接続されており、制御回路１０はセンサ
８ａ、８ｂからの流屯轟１測信号に応じて端子Ａ、Ｂに
駆動信号を供給し１）す御弁６の弁開度を制御する。

また、制御回路１０には後述する如く例えばバイパス流
路３．センサ流路５内に流体中に混入した異物が詰るな
どして流量訂測部に異常が生じたことを検知し異常の有
無を判定する手段が設けられている。

第２図にｖｒｒｎ回路を示す。第２図中、センサ流路５
に設けられたセンサ８ａ、８ｂの端子Ｕ、　Ｌにはセン
サ駆動回路１２よりセンサＦ３ａ、　８ｂを加熱するよ
うに一定電流が供給されている。ここで、被ｉｌ流体が
流入口２よりバイパス流路３に流入すると、被測流体は
バイパス流路３よりセンサ流路５に分流する。このよう
にして、被測流体がセンサ流路５を通過すると、一対の
センサ８ａと８ｂとの間にはセンサ流路５の流量に応じ
た温度差が生ずる。

そのため、センサ８ａ、８ｂの端子Ｕ、Ｍ間と端子Ｕ、
Ｌ間の抵抗値が変化しその電圧も差を生ずる。この電圧
の差は流量計測信号としてアンプ１４に供給され、増幅
されて切換スイッチ１５ａを通して比較回路１６に入力
する。

また、切換スイッチ１５ｂを介して比較回路１６に接続
された端子１７より所望の流量を設定するための流量設
定信号が入力される。そのため、比較回路１６はセンサ
８ａ、８ｂからのｉｏ計測信号と端子１７からの流部設
定信号とを比較し、その差に比例した信号を出力する。

この比較回路１６からの信号はアクチュエータ駆動回路
１８に入力され、アクチュエータ駆動回路１８は比較回
路１６の出力信号に応じた駆動信号を端子Ａ、Ｂに入力
する。よって、アクチュエータ１１は駆動信号を供給さ
れ、その結果制御弁６を駆動し、その弁開度を可変する
。

このようにして、制御弁６は弁開度を調整され端子１７
より入力された設定流ａを保つように流量を制御する。

なお、上記流部制御装置において制御弁６の弁開度ｙと
流路Ｑとの関係は供給される流体の圧力Ｐ＋　、Ｐ２　
、Ｐ３により第３図に示す如くとなる。

すなわち、流体の圧力がＰ＋　、Ｐ２　、Ｐ３と変化す
ると制御弁６の弁開度が同一であっても、制御弁６を流
れる流体の流出は異なり、センサ流路５の流量も異なる
。また、第３図より制御弁６の弁開度と流体の供給圧力
を所定値に定めることにより、制御弁６より流出する流
出はある一定値となる。

そこで、例えばセンサ流路５に安物が詰ると、バイパス
流路３とセンサ流路５どの分流比が変化してしまい、セ
ンサ８ａ、８ｂは実際の流出よりも少ない流昂しか、；
１１１１１できないことになる。また、バイパス流路３
の絞り４が目詰りした場合、バイパス流路３の流量が制
限され、セン＋Ｊ流路５の流Ｒが増えるのでセンサ８ａ
、８ｂは実際の流ｍよりも多い流Ｒを計測することにな
る。このような、流量計ｙＡ誤差が生じるような異常の
発生を検知するため、本発明では圧力とｕ１７１ｇを一
定としたときの流ｍの関係を利用して流量計測部の異常
の有無を検知する。

まず、異常の有無を診断する場合、切換スイッチ１５ａ
、１５ｂをａ側よりｂ側に切換える。このため、比較回
路１６は端子１９より診断人力ｖ１を入力されて診断モ
ードになり、端子２０より基準値■１を入力され、基準
値■１に対応する信号をアクチュエータ駆動回路１８に
出力する。

すなわち、アクチュエータ駆動回路１８への出力は一定
値となり、アクチュエータ１１は所定値変位して停止す
る。このため、制御弁６の弁開度は所定値に固定される
。ここで、例えば弁開度がｙＩに固定され流体の圧力が
Ｐｌで一定とされると、第３図より流量はＱＦＳとなる
。なお、この流出ＱＦＳは基準値Ｖ＋に対応する流出で
ある。

また、流ｍＱは第３図に示すように各圧力Ｐｌ。

Ｐｚ　、Ｐ３毎に弁開度を可変することで同一のフルス
ケールになる。このため、例えばアクチュエータ１１が
電流に比例して弁開度を駆動する電磁ソレノイド等を用
いれば、第４図に示す如く、電流ｉ＋で弁開度ｙ１が得
られる。したがって、比較回路１６に電流１１が出力さ
れるような診断人力ｖ１を与えることにより、制御弁６
の弁開度を所定値に設定できる。その場合、診断人力■
１は比較回路１６．アクチュエータ駆動回路１８により
電流ｉに変換される。

また、診断用比較回路２１には端子２Ｇより基準値Ｖ１
が入力されるとともにアンプ１４よりセンサ８ａ、８ｂ
からの流量計測信号が入力される。

診断用比較回路２１は端子２０からの基準値■１とセン
＋ｊＢａ、８ｂからの流量計測信号とを比較する。

流量計ＩＡ信号をＶｘとすると、診断用比較回路２１は
、Ｖｘ＝Ｖ＋のとき正常であると判定し、■×〜Ｖ１の
とき異常であると判定する。しかるに、上記流出制御装
置ではフルスケールで±１％位までの誤差を有している
ので、Ｖｌがフルスケール値であルトすｔｔハ、ｌ　　
（Ｖｘ　−Ｖ＋　）／Ｖ＋　　１〈±０．０１であると
き正常であると判定する１、すなわち、ｌ　（Ｖｘ　−
Ｖ＋　）／Ｖ＋　　ｌ＞±０，０１であるとき、診断用
比較回路２１は異常信号を警告表示回路２２に出力する
。

ここで、例えば流体中の異物がセンサ流路５に詰った場
合、制御弁６の弁開度が一定値で、流体の圧力が一定で
あるにもかかわらず、センサ８ａ。

８ｂｔｆｉ基準の流ｍａＦｓより少ない流１をル１測す
ることになる。このため、センサ８ａ、８ｂからの流出
計測信号ｖ×の値が小さくなり、ｌ　　（Ｖｘ−Ｖ＋　
）　／Ｖ＋　　ｌ　＞　０．０１となるため診断用比較
回路２１は流■轟１測部で異常があることを検知する。

そして、υ告表示回路２２の４用によりセン＋Ｊ流路５
で異常が発生していることを報知する。

また、バイパス流路３の絞り４に異物が詰った場合、分
流比が変化してセンサ流路５の流量が増加する。そのた
め、センサ８ａ、８ｂは早撃の流ｆｆ１ＱＦｓより多い
流量を計測することになる。その結果、センサ８ａ、　
８ｂからの流＠語測信弓Ｖｘの値が大きくなり、ｌ　（
Ｖｘ　−Ｖ＋　）／Ｖ＋　　１＞　０．０１となって異
常が検知される。

なお、上＆！診断時基準値Ｖ１に対する流量Ｒ１側信号
ｖ×の値の大、小をみることにより、センサ流路５．バ
イパス流路３のどちらに異常が発生したかを知ることが
できる。

また、診断比較回路２１において流ｍ計測部の異常を検
知したときでも、流帛制Ｕｔ＋装置を継続して使用した
いことがある。このような場合、診断比較回路２１より
流Ｒ４測信号の偏差を得ることにより、端子１７より入
力される流量設定信号を変更して正常な流量に制御する
ことができるようにアンプ１４の増幅率を変更する手段
を設けるようにすれば良い。

なお、切換スイッチ１５ａ、１５ｂは自動診断切換方式
として端子１９に所定の電圧■１が入ると自動的にａか
らｂに切換るごとくとした方式を用いてｂよい。アクチ
ュエータ１１はパルスモータ等を用いてもよく、その場
合は駆動回路１８は比例回路出力により回転方向変更お
よび駆動パルスを出力するようにする。

発明の効果 上述の如く、本発明になる流量制御装置は、例えばセン
サ流路またはバイパス流路中に異物が詰ったりして流ｍ
計測部に異常が生ずると、センサ流路とバイパス流路と
の分流比が変化するため、流体の圧力及び制御弁の弁開
度を夫々一定とし所定流量の基準値とセンサの流量開側
信号とを比較することにより流量計測部の異常の有無を
検知することができる。したがって、流路中に異物が詰
った流Ｒ計測部の修理、あるいは被測流体が供給される
制御弁の下流側における流量制ｍ誤差の影響を最小限と
するように速やかに対処することができる。また、流ｆ
ｆｉ　ｉｔ測信号の偏差が分るので、例えば少しの異常
であればそのまま装置を使用したいとき、偏差に基づい
て誤差を補正して流量を１１制御することができ、イン
ラインで装置の異常の有無を診断できるので、容易に診
断できるとともに診断結果の信頼性も高い等の特長を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる流系制御装置の一実施例の概略構
成図、第２図は本発明の要部をなす制御回路の回路図、
第３図は弁開度と流量との関係を示す線図、第４図は弁
開度とアクチュエータに供給される電流との関係を丞す
線図である。 ３・・・バイパス流路、５・・・センサ流路、６・・・
制御弁、８ａ、　８ｂ・・・抵抗線式サーマルセンサ、
１０・・・υ１１２１回路、１１・・・アクチュエータ
、１６・・・比較回路、２１・・・診断用比較回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バイパス流路より分岐し所定の分流比の流体が流れるセ
   ンサ流路と、前記センサ流路を流れる被測流体の流量を
   計測する流量センサと、前記流量センサの計測値と予め
   設定された流量設定値とを比較する制御回路と、前記制
   御回路の出力信号により弁開度を制御される制御弁とよ
   りなる流量制御装置において、前記制御回路に前記制御
   弁の弁開度を一定値に設定する弁開度設定手段と、前記
   弁開度設定手段により所定の弁開度を設定され、かつ被
   測流体の供給圧力を所定圧力とされたとき前記流量セン
   サの流量計測値と同一条件の基準値とを比較し両者の差
   に応じて判定信号を出力する判定手段とを設けてなるこ
   とを特徴とする流量制御装置。