JPWO2020154197A5 - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020154197A5 JPWO2020154197A5 JP2021542327A JP2021542327A JPWO2020154197A5 JP WO2020154197 A5 JPWO2020154197 A5 JP WO2020154197A5 JP 2021542327 A JP2021542327 A JP 2021542327A JP 2021542327 A JP2021542327 A JP 2021542327A JP WO2020154197 A5 JPWO2020154197 A5 JP WO2020154197A5
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow
- flow meter
- channel
- fluid
- restricting element
- 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
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 39
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Description
多くの工業プロセスでは、様々なプロセス流体の正確かつ精密な測定および制御が必要である。非圧縮性流体(例えば、液体)の測定などの特定のプロセスでは、体積流量(例えば、リットル/分(lpm)、標準立方センチメートル/分(sccm)、または立方メートル/秒(m3/s))さえ測定すればよい。しかしながら、圧縮性流体(例えば、ガス)の測定などの他のプロセスでは、質量流量の測定(例えば、ミリグラム/分(mg/m)、またはキログラム/秒(kg/s))が必要な場合が多い。したがって、圧縮性流体の場合、流体の体積質量密度(本明細書では単に質量密度とも呼ばれる)の議論は、絶対圧力と温度の関数であると考えてよい。例えば、半導体および関連産業では、質量流量計およびマスフローコントローラを使用して、プロセスチャンバに導入されるプロセス流体の質量を正確かつ精密に測定および制御する。多種多様な技術は、熱デバイス、超音波飛行時間型デバイス、コリオリデバイス、および圧力ベースのデバイスなどのデバイス内における流量を測定するために用いられ得る。 Many industrial processes require accurate and precise measurement and control of various process fluids. Certain processes, such as measuring incompressible fluids (e.g., liquids), volumetric flow rates (e.g., liters per minute (lpm), standard cubic centimeters per minute (sccm), or even cubic meters per second (m 3 /s)) Just measure. However, other processes, such as measuring compressible fluids (e.g., gases), may require mass flow rate measurements (e.g., milligrams per minute (mg/m), or kilograms per second (kg/s)). many. Therefore, for compressible fluids, the discussion of the fluid's volumetric mass density (also referred to herein simply as mass density) may be considered a function of absolute pressure and temperature. For example, the semiconductor and related industries use mass flow meters and mass flow controllers to accurately and precisely measure and control the mass of process fluid introduced into a process chamber. A wide variety of techniques can be used to measure flow rates in devices such as thermal devices, ultrasonic time-of-flight devices, Coriolis devices, and pressure-based devices.
ここで図2を参照すると、本開示の主題による差圧ベースの流量計200の一実施形態の断面図が示されている。差圧ベースの流量計200は、流体が流路205を流れるための流体入口201および流体出口203を含むように示されている。図2はまた、第1の側207Aおよび第2の側207Bを有する流量センサ207、ならびに流れ制限要素211と、流量計本体215とを含むように示されている。流路205を流れる流体は流量センサ207と直接水圧または空気圧連通しているので、従来技術の差圧ベースの流量計によって要求されるような、図1の第1および第2の圧力ポート105A、105Bが圧力を第1および第2の空洞103A、103Bに中継する必要はない。その結果、圧力ポート105A、105Bおよび空洞103A、103Bが本開示の主題の様々な実施形態では必要とされないので、汚染物質を捕捉し、後で放出する可能性があるデッドボリュームがない。さらに、流路が連続的であるため、差圧ベースの流量計200は、動作中に連続的にフラッシュされる。 Referring now to FIG. 2, a cross-sectional view of one embodiment of a differential pressure-based flow meter 200 according to the subject matter of this disclosure is shown. A differential pressure based flow meter 200 is shown including a fluid inlet 201 and a fluid outlet 203 for fluid to flow through a flow path 205 . FIG. 2 is also shown to include a flow sensor 207 having a first side 207A and a second side 207B, as well as a flow restriction element 211 and a flowmeter body 215. FIG. Since the fluid flowing through flow path 205 is in direct hydraulic or pneumatic communication with flow sensor 207, the first and second pressure ports 105A of FIG. 105B need not relay pressure to the first and second cavities 103A, 103B. As a result, pressure ports 105A, 105B and cavities 103A, 103B are not required in various embodiments of the disclosed subject matter, so there is no dead volume that can trap and later release contaminants. Furthermore, because the flow path is continuous, differential pressure based flow meter 200 is continuously flushed during operation.
図2を引き続き参照すると、第1の屈曲部209および第2の屈曲部213は、流れ制限要素211の対向する側にある。しかしながら、差圧ベースの流量計200の所与の実施態様について、流体の流れが層流レジームであることが望ましい場合、第1の屈曲部209および第2の屈曲部213の少なくとも1つは各々、流れ制限要素211の上流および下流にそれぞれ、少なくとも5~7つの直径(内部寸法に基づいて、また、流路の断面が円形であると仮定して)に位置してもよい。あるいは、または少なくとも5~7つの直径に増加した経路の長さに加えて、当技術分野で知られている様々な整流器デバイスも同様に流路205内で使用してもよい。流体力学の基本原理に基づいて、当業者は、層流流体の流れに対応するように流路205を配置およびサイズ設定する方法を認識するであろう。例えば、流路205が円形の断面積を有さない場合、例えば、長方形の断面を有する流路の場合の水圧直径、屈曲部209、213の上流および下流のチャネルの長さなどの別の関連する内部特性長さ寸法を選択して層流を復元してもよい。本開示の主題を読んで理解することに基づいて、当業者は、流路の長さ(例えば、屈曲部の前または後)を決定して、所与の流体流量、流体密度、および流体の動粘度に対して層流を生成する方法を認識するであろう。 With continued reference to FIG. 2 , first bend 209 and second bend 213 are on opposite sides of flow restricting element 211 . However, for a given implementation of differential pressure-based flow meter 200, if fluid flow is desired to be in the laminar flow regime, at least one of first bend 209 and second bend 213 may each , upstream and downstream of the flow restricting element 211, respectively, at least 5-7 diameters (based on internal dimensions and assuming a circular cross-section of the channel). Alternatively, or in addition to increased path lengths of at least 5-7 diameters, various rectifier devices known in the art may be used within channel 205 as well. Based on basic principles of fluid mechanics, those skilled in the art will recognize how to arrange and size the channels 205 to accommodate laminar fluid flow. For example, if the channel 205 does not have a circular cross-sectional area, other relevant factors such as the hydraulic diameter, e.g. An internal characteristic length dimension may be selected to restore laminar flow. Based on a reading and understanding of the subject matter of this disclosure, one skilled in the art will be able to determine the length of the flow path (e.g., before or after a bend) to provide a given fluid flow rate, fluid density, and fluid flow rate. One will recognize how to create laminar flow for kinematic viscosity.
Claims (20)
入口部および出口部を有し、流体を搬送するように構成されている流路と、
前記流路の内部にあり、前記流路の前記入口部と前記出口部との間に配置され、前記流体に圧力降下を与えるように構成されている少なくとも1つの流れ制限要素と、
前記流路の前記入口部と前記出口部との間に配置されている流量センサとを備え、前記流量センサの第1の表面は、前記少なくとも1つの流れ制限要素の上流を流れる前記流体と直接流体連通するように構成され、前記流量センサの前記第1の表面の反対側の前記流量センサの部分の第2の表面は、前記少なくとも1つの流れ制限要素の下流を流れる前記流体と直接流体連通するように構成され、前記流量センサは、前記少なくとも1つの流れ制限要素による前記流体の差圧を感知するように構成されている、流量計。 a flow meter,
a channel having an inlet and an outlet and configured to carry a fluid;
at least one flow restriction element within the flow path and positioned between the inlet and outlet of the flow path and configured to impart a pressure drop to the fluid;
a flow sensor positioned between the inlet portion and the outlet portion of the flow path, the first surface of the flow sensor being in direct contact with the fluid flowing upstream of the at least one flow restricting element; A second surface of the portion of the flow sensor configured in fluid communication opposite the first surface of the flow sensor is in direct fluid communication with the fluid flowing downstream of the at least one flow restricting element. wherein the flow sensor is configured to sense a differential pressure of the fluid across the at least one flow restriction element.
前記少なくとも1つの流れ制限要素は、層流要素を備える、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
The flow meter, wherein the at least one flow restricting element comprises a laminar flow element.
前記少なくとも1つの流れ制限要素は、オリフィスを備える、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
A flow meter, wherein the at least one flow restricting element comprises an orifice.
前記少なくとも1つの流れ制限要素は、複数のオリフィスを備える、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
A flow meter, wherein the at least one flow restricting element comprises a plurality of orifices.
前記流路の前記入口部および前記出口部は、互いに実質的に平行に配置される、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
The flow meter, wherein the inlet and outlet of the flow path are arranged substantially parallel to each other.
前記流路の前記入口部および前記出口部は、約0°~約45°離れた角度で配置される、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
The flow meter, wherein the inlet and outlet of the flow path are positioned at an angle between about 0° and about 45°.
前記流路の前記入口部および前記出口部は、約45°~約60°離れた角度で配置される、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
The flow meter, wherein the inlet and outlet of the flow path are positioned at an angle between about 45° and about 60°.
前記少なくとも1つの流れ制限要素の上流にある前記流路内の第1の屈曲部と、前記少なくとも1つの流れ制限要素の下流にある第2の屈曲部とを備える、流量計。 The flow meter of claim 1 further comprising:
A flow meter comprising a first bend in said flow path upstream of said at least one flow restricting element and a second bend downstream of said at least one flow restricting element.
前記第1の屈曲部および前記第2の屈曲部の少なくとも1つは、前記少なくとも1つの流れ制限要素から離れて少なくとも5~7の特性長さ寸法であり、前記特性長さ寸法は、前記流路の内部寸法に基づく、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
At least one of said first bend and said second bend is at least 5-7 characteristic length dimensions away from said at least one flow restricting element, said characteristic length dimension A flow meter based on the internal dimensions of the channel.
前記流量センサは、差圧センサである、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
A flow meter, wherein the flow sensor is a differential pressure sensor.
前記流量計のターンダウン比は、少なくとも約100:1である、流量計。 A flow meter according to claim 1, wherein
A flow meter, wherein a turndown ratio of said flow meter is at least about 100:1.
入口部および出口部を有し、流体を搬送するように構成されている流路であって、内部に形成されている単一の屈曲部を有する流路と、
前記流路の内部にあり、前記流路の前記入口部と前記出口部との間に配置され、前記流体に圧力降下を与えるように構成されている少なくとも1つの流れ制限要素と、
第1の表面、および前記第1の表面の反対側の第2の表面を有する少なくとも1つの流量センサと、を備え、前記流量センサの前記第1の表面は、前記少なくとも1つの流れ制限要素の上流を流れる前記流体と直接流体連通するように構成され、前記第2の表面は、前記少なくとも1つの流れ制限要素の下流を流れる前記流体と直接流体連通するように構成され、前記流量センサは、前記少なくとも1つの流れ制限要素による前記流体の差圧を感知するように構成されている、流量計。 a flow meter,
a channel having an inlet and an outlet and configured to carry a fluid, the channel having a single bend formed therein;
at least one flow restriction element within the flow path and positioned between the inlet and outlet of the flow path and configured to impart a pressure drop to the fluid;
at least one flow sensor having a first surface and a second surface opposite said first surface, said first surface of said flow sensor being aligned with said at least one flow restricting element. configured for direct fluid communication with said fluid flowing upstream, said second surface configured for direct fluid communication with said fluid flowing downstream of said at least one flow restricting element, said flow sensor comprising: A flow meter configured to sense differential pressure of the fluid across the at least one flow restricting element.
前記少なくとも1つの流れ制限要素は、前記流路内の前記単一の屈曲部内に位置する、流量計。 13. The flow meter of claim 12, comprising:
The flow meter, wherein the at least one flow restricting element is located within the single bend in the flow path.
前記少なくとも1つの流れ制限要素は、層流要素である、流量計。 13. The flow meter of claim 12, comprising:
The flow meter, wherein said at least one flow restricting element is a laminar flow element.
前記少なくとも1つの流れ制限要素は、貫通して形成された少なくとも1つのオリフィスを有する流体の流れの方向に対して横方向に構成されているプレートである、流量計。 13. The flow meter of claim 12, comprising:
The flowmeter, wherein the at least one flow restricting element is a plate configured transverse to the direction of fluid flow having at least one orifice formed therethrough.
前記流路内の前記単一の屈曲部は、前記流路の残りの部分の断面積と比較して縮小した断面積を有し、前記少なくとも1つの流れ制限要素は、前記縮小した断面積を備える、流量計。 13. The flow meter of claim 12, comprising:
The single bend in the channel has a reduced cross-sectional area compared to the cross-sectional area of the rest of the channel, and the at least one flow restricting element reduces the reduced cross-sectional area. Have a flow meter.
前記流路の前記入口部の断面積は、前記流路の前記出口部の断面積よりも大きい、流量計。 13. The flow meter of claim 12, comprising:
The flow meter, wherein the cross-sectional area of the inlet portion of the channel is greater than the cross-sectional area of the outlet portion of the channel.
前記流路の前記出口部の断面積は、前記流路の前記入口部の断面積よりも大きい、流量計。 13. The flow meter of claim 12, comprising:
The flow meter, wherein the cross-sectional area of the outlet of the flow path is greater than the cross-sectional area of the inlet of the flow path.
前記流量計は、内部にデッドボリュームが位置しないように構成されている、流量計。 13. The flow meter of claim 12, comprising:
A flow meter, wherein the flow meter is configured such that no dead volume is located therein.
流体を搬送するための上流部分流路および下流部分流路であって、互いに実質的に同一直線上にある上流部分流路および下流部分流路と、
搬送される前記流体の方向に対して横方向に、前記上流部分流路と前記下流部分流路との間に配置されている流量センサキャリアと、
前記流体の方向と実質的に同じ方向に前記流量センサキャリアを通して形成された少なくとも1つのオリフィスであって、前記上流部分流路と前記下流部分流路との間に圧力降下を提供する少なくとも1つのオリフィスと、
前記流量センサキャリア内に形成され、第1の表面、および前記第1の表面の反対側の第2の表面を有する流量センサと、を備え、前記流量センサの前記第1の表面は、前記流量センサキャリアの上流を流れる前記流体と直接流体連通するように構成され、前記流量センサの前記第2の表面は、前記流量センサキャリアの下流を流れる前記流体と直接流体連通するように構成され、前記流量センサは、前記少なくとも1つのオリフィスによる前記流体の差圧を感知するように構成されている、流量計。 a flow meter,
an upstream sub-channel and a downstream sub-channel for carrying a fluid, the upstream sub-channel and the downstream sub-channel being substantially collinear with each other;
a flow sensor carrier disposed between said upstream sub-channel and said downstream sub-channel, transversely to the direction of said fluid being conveyed ;
at least one orifice formed through the flow sensor carrier in a direction substantially the same as the direction of the fluid, the at least one orifice providing a pressure drop between the upstream sub-channel and the downstream sub-channel; an orifice;
a flow sensor formed within the flow sensor carrier and having a first surface and a second surface opposite the first surface, the first surface of the flow sensor configured to be in direct fluid communication with the fluid flowing upstream of the sensor carrier, wherein the second surface of the flow sensor is configured to be in direct fluid communication with the fluid flowing downstream of the flow sensor carrier; A flow meter, wherein the flow sensor is configured to sense differential pressure of the fluid across the at least one orifice.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201962796969P | 2019-01-25 | 2019-01-25 | |
US62/796,969 | 2019-01-25 | ||
PCT/US2020/014117 WO2020154197A1 (en) | 2019-01-25 | 2020-01-17 | Differential-pressure-based flow meters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022518487A JP2022518487A (en) | 2022-03-15 |
JPWO2020154197A5 true JPWO2020154197A5 (en) | 2022-12-22 |
Family
ID=71736521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021542327A Pending JP2022518487A (en) | 2019-01-25 | 2020-01-17 | Differential pressure based flow meter |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220107212A1 (en) |
JP (1) | JP2022518487A (en) |
KR (1) | KR20210109643A (en) |
CN (1) | CN113348339A (en) |
TW (1) | TW202043708A (en) |
WO (1) | WO2020154197A1 (en) |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55109914A (en) * | 1979-02-19 | 1980-08-23 | S T Kenkyusho:Kk | Flow meter |
US4249164A (en) * | 1979-05-14 | 1981-02-03 | Tivy Vincent V | Flow meter |
US5190075A (en) * | 1989-03-28 | 1993-03-02 | Tentler Michael L | Viscosity-insensitive mechanical fluid flow regulator |
US5295397A (en) * | 1991-07-15 | 1994-03-22 | The Texas A & M University System | Slotted orifice flowmeter |
US5576498A (en) * | 1995-11-01 | 1996-11-19 | The Rosaen Company | Laminar flow element for a flowmeter |
WO2001066955A2 (en) * | 2000-03-08 | 2001-09-13 | Rosemount Inc. | Bi-directional differential pressure flow sensor |
US6843139B2 (en) * | 2003-03-12 | 2005-01-18 | Rosemount Inc. | Flow instrument with multisensors |
JP2006162417A (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Tsukasa Sokken Co Ltd | Total pressure/static pressure measuring venturi system flow measuring device |
US20060231149A1 (en) * | 2005-04-19 | 2006-10-19 | Daniel Industries, Inc. | Orifice flow meters |
JP4824949B2 (en) * | 2005-06-03 | 2011-11-30 | サーパス工業株式会社 | Orifice member, differential pressure flow meter using the same, and flow rate adjusting device |
GB2497321B (en) * | 2011-12-06 | 2014-06-18 | Senico Ltd | Multi-phase metering of fluid flows |
DE102014119240A1 (en) * | 2014-12-19 | 2016-06-23 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Flow measuring device according to the differential pressure measuring principle for measuring a flow of a medium |
CN107924199A (en) * | 2015-07-10 | 2018-04-17 | 关键系统公司 | Method and apparatus for gas flow control |
CN108872019B (en) * | 2017-05-11 | 2021-02-05 | 中国石化仪征化纤有限责任公司 | Online detection device and detection method for PPTA molecular weight in aramid solution |
JP2018197684A (en) * | 2017-05-23 | 2018-12-13 | 株式会社司測研 | Flow rate measuring device |
TW202012888A (en) * | 2018-09-18 | 2020-04-01 | 美商世偉洛克公司 | Fluid monitoring module arrangements |
-
2020
- 2020-01-17 US US17/424,159 patent/US20220107212A1/en active Pending
- 2020-01-17 JP JP2021542327A patent/JP2022518487A/en active Pending
- 2020-01-17 KR KR1020217026413A patent/KR20210109643A/en unknown
- 2020-01-17 WO PCT/US2020/014117 patent/WO2020154197A1/en active Application Filing
- 2020-01-17 CN CN202080010938.5A patent/CN113348339A/en active Pending
- 2020-01-21 TW TW109102156A patent/TW202043708A/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4528847A (en) | Flow metering device with recessed pressure taps | |
US3581565A (en) | Flow-measuring device | |
US5576498A (en) | Laminar flow element for a flowmeter | |
US8136980B2 (en) | Meter flow conditioner | |
US7454984B1 (en) | Flow meter for measuring a flow rate of a flow of a fluid | |
US20080016957A1 (en) | Mass flow meter | |
KR20100013325A (en) | Averaging orifice primary flow element | |
JP2008233073A (en) | Flowmeter and flow control device | |
ITTO960239A1 (en) | DETECTOR FOR AN ULTRASONIC FLOW METER AND FLOW METER WITH DETECTOR | |
WO1995008065A1 (en) | Wide range laminar flow element | |
KR20210095568A (en) | Differential pressure flowmeter | |
US4592239A (en) | Flowmeter | |
JPWO2020154197A5 (en) | ||
US7124647B2 (en) | Slotted flow restrictor for a mass flow meter | |
WO2019031056A1 (en) | Flowmeter | |
US20220107212A1 (en) | Differential-pressure-based flow meters | |
KR102065498B1 (en) | A ultrasonic gas flow meter with laminar flow | |
US6868723B2 (en) | Thermal anemometry mass flow measurement apparatus and method | |
JP2711577B2 (en) | Mass flow controller | |
JP2006126019A (en) | Ultrasonic flowmeter | |
KR100760064B1 (en) | Apparatus for measuring high mass flow | |
JP2931198B2 (en) | Fluidic flow meter | |
JP2008051562A (en) | Fluid measuring device | |
JP3530645B2 (en) | Flow meter structure | |
JPS5967420A (en) | Flowmeter with movable restrictors |