KR0125883Y1

KR0125883Y1 - Flowmeter control device

Info

Publication number: KR0125883Y1
Application number: KR2019910000476U
Authority: KR
Inventors: 이중재
Original assignee: 구본준; 엘지반도체주식회사
Priority date: 1991-01-14
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 1999-03-30
Also published as: KR920015423U

Abstract

본 고안은 가스유량을 감지하여 전기적량으로 변환시키는 센서부(1)와, 센서부(1)에서 감지된 유량과 설정치를 비교하여 이에 따라 제어신호를 발하는 PC제어부(4)와, PC제어부(4)로부터의 제어신호에 따라 유량을 조절하는 전자기밸브(6)를 포함하는 질량유량제어기에 관한 것이다. 본 고안에 의하여 전자기밸브(6)에 의하여 제어된 가스유량을 확인할 수 있는 유량계(8)를 구비한다. 이에 따라 제어된 유량을 매우 용이하게 확인할 수 있어 제어기를 분해하지 않고서도 설정치를 교정하는 것에 의하여 원하는 유량을 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention is a sensor unit 1 for detecting a gas flow rate and converting it into an electric quantity, a PC control unit 4 for comparing the flow rate and the set value detected by the sensor unit 1 and generating a control signal accordingly, and a PC control unit ( It relates to a mass flow controller including an electromagnetic valve (6) for adjusting the flow rate in accordance with the control signal from 4). According to the present invention, a flow meter 8 capable of confirming the gas flow rate controlled by the electromagnetic valve 6 is provided. Accordingly, the controlled flow rate can be checked very easily so that the desired flow rate can be obtained by correcting the setpoint without disassembling the controller.

Description

Mass Flow Controller with Flow Meter

제1도는 종래의 질량유량제어기의 구조도.1 is a structural diagram of a conventional mass flow controller.

제2도는 본 고안에 의한 유량계를 구비한 질량유량제어기의 설치상태도.2 is a state diagram of the mass flow controller with a flow meter according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 센서부 2 : 저항온도계1 sensor 2 resistance thermometer

3 : 바이패스 튜브 4 : PC제어부3: bypass tube 4: PC control unit

5a : 밸브시트(seat) 5b : 밸브콘5a: valve seat 5b: valve cone

5c : 구동부 6 : 전자기밸브5c: drive part 6: electromagnetic valve

7 : 필터 8 : 유량계(flowmeter)7 filter 8 flowmeter

9 : 볼(ball)9 ball

본 고안은 가스의 질량유량제어기(mass flow controller)에 관한 것으로, 특히 센서부, PC제어부 및 전자기밸브(electromagnetic valve)를 포함하여서 되는 유량계를 구비한 질량유량제어기에 관한 것이다.The present invention relates to a mass flow controller of a gas, and more particularly to a mass flow controller having a flow meter including a sensor unit, a PC control unit, and an electromagnetic valve.

이러한 종류의 종래 질량유량제어기는 제1도에 도시되어 있는 바와 같이 양단에 유입구(Pi)와 유출구(Po)가 설치된 가스유통로(P)를 가지는 관로부(A)와 상기 관로부(A)를 통과하는 가스유량을 감지하여 전기적량으로 변환시키는 센서부(1)와, 센서부(1)에서 감지된 유량과 설정치를 비교하여 이에 따라 제어신호를 발하는 PC제어부(4)와, 상기 관로부(A)의 가스유통로(P)의 하류측에 설치되어 PC제어부(4)로부터의 제어신호에 따라 유량을 조절하는 전자기밸브(6)를 포함한다.Conventional mass flow controllers of this kind have a conduit part A and a gas conduit part A having a gas flow path P provided with inlets Pi and outlets Po at both ends, as shown in FIG. A sensor unit 1 for detecting a gas flow rate passing through the sensor unit and converting the gas flow rate into an electric quantity, a PC control unit 4 which compares the flow rate detected by the sensor unit 1 with a set value, and emits a control signal accordingly; And an electromagnetic valve 6 provided downstream of the gas flow path P in (A) to adjust the flow rate in accordance with a control signal from the PC control unit 4.

상기 센서부(1)는 가스유통로(P)의 도중에서 상, 하류를 연결하는 U형 바이패스 튜브(3)와, 이 바이패스 튜브(3)에 설치되어 그 온도를 측정하는 저항온도계(2)를 구비한다. 이들 두 개의 저항온도계(2)는 각각 휘스톤브리지회로의 일부를 구성한다.The sensor unit 1 includes a U-type bypass tube 3 connecting upstream and downstream in the middle of the gas flow path P, and a resistance thermometer installed at the bypass tube 3 to measure the temperature ( 2) is provided. These two resistance thermometers 2 form part of the Wheatstone bridge circuit, respectively.

상기 저항온도계(2)는 도면에서 단일체로 도시되어 있으나 가스유동방향에 대하여 상, 하류측에 각각 하나씩 설치되는 것이다.The resistance thermometer (2) is shown as a single unit in the figure but is installed one each upstream and downstream with respect to the gas flow direction.

상기 PC제어부(4)는 도시되어 있지는 아니 하나 유량 설정치를 입력할 수 있는 키보드(key board) 등의 입력부를 구비하는 것으로, 입력부에 의하여 입력된 값이 원하는 유량에 상당하는 설정치로 되는 것이다.Although not shown, the PC control unit 4 includes an input unit such as a keyboard for inputting a flow rate setting value, and the value input by the input unit becomes a setting value corresponding to a desired flow rate.

상기 전자기밸브(6)는 상기 관로부(A)의 가스유통로(P)의 하류측(유출구에 인접한 위치)에 설치되는 것으로, 가스유통로(P)의 상, 하류측을 연결하는 밸브시트(5a)와 이 밸브시트(5a)를 개폐하거나 개방량을 제어하는 밸브콘(valve cone)(5b)과 이 밸브콘(5b)를 구동하는 구동부(5c)로 구성되는 것이다.The electromagnetic valve (6) is installed on the downstream side (position adjacent to the outlet port) of the gas flow path (P) of the pipe portion (A), the valve seat for connecting the upstream and downstream of the gas flow path (P) 5a, a valve cone 5b for opening and closing the valve seat 5a and controlling the amount of opening, and a drive unit 5c for driving the valve cone 5b.

이와 같은 종래의 질량유량제어기에서 가스의 유동이 없을 때는 상기 두 저항온도계(2)의 온도가 동일하게 유지되어 브리지회로는 균형을 이루게 되고, 따라서 출력치는 0이 된다. 이러한 상태에서 가스가 유동하게 되면 바이패스 튜브(3)의 상류측에 있는 저항온도계(2)는 차가워지고 하류측에 있는 저항온도계(2)는 가열된다. 이는 가스의 열팽창계수와 가스의 유량에 의존한다. 저항온도계(2)의 저항치는 온도에 따라 변화하는 특성을 가지기 때문에 이들의 구성요소로 되어 있는 브리지회로는 균형을 잃게 되어 유량에 비례하는 전압출력신호를 발하게 된다.In the conventional mass flow controller, when there is no gas flow, the temperature of the two resistance thermometers 2 is kept the same, so that the bridge circuit is balanced, and thus the output value becomes zero. When gas flows in this state, the resistance thermometer 2 on the upstream side of the bypass tube 3 becomes cold and the resistance thermometer 2 on the downstream side is heated. It depends on the coefficient of thermal expansion of the gas and the flow rate of the gas. Since the resistance value of the resistance thermometer 2 varies with temperature, the bridge circuit composed of these components loses balance and emits a voltage output signal proportional to the flow rate.

센서부(1)에서 발하여진 신호는 PC제어부(4)로 전송된다. PC제어부(4)는 이 신호를 PC제어부(4)에 이미 설정되어 있는 값과 비교하고, 이 비교의 결과에 따라 가스유량이 설정치로 될 수 있게 하는 제어신호를 발하여 전자기밸브(6)로 보내고, 전자기밸브(6)는 이 신호가 제어하는 바에 따라 구동부(5c)가 작동되어 밸브콘(5b)를 제어하는 것에 의하여 밸브시트(5a)의 개방량을 변경시키게 된다. 이에 따라 관로부(A)의 가스유통로(P)의 유입구(Pi)에서 유입되어 가스유통로(P)를 통해 유동하는 가스의 유량이 밸브시트(5a)의 개방량에 따라 제어되어 그 제어된 유량이 유출구(Po)를 통해 유출되는 것이다. 이때 밸브시트(5a)의 개방량은 PC제어부(4)의 설정 유량에 상응하는 정도로 유지되므로 제어되는 유량은 설정치대로 일정하게 유지된다.The signal emitted from the sensor unit 1 is transmitted to the PC control unit 4. The PC controller 4 compares this signal with a value already set in the PC controller 4 and sends a control signal to the electromagnetic valve 6 to allow the gas flow to be set according to the result of the comparison. In addition, the electromagnetic valve 6 changes the opening amount of the valve seat 5a by controlling the valve cone 5b by operating the driving unit 5c according to the control of this signal. Accordingly, the flow rate of the gas flowing from the inlet Pi of the gas flow passage P of the pipe portion A and flowing through the gas flow passage P is controlled according to the opening amount of the valve seat 5a, thereby controlling the flow thereof. The flow rate is the outlet through the outlet (Po). At this time, since the opening amount of the valve seat 5a is maintained to a degree corresponding to the set flow rate of the PC control unit 4, the controlled flow rate is kept constant as the set value.

그러나 이와 같은 질량유량제어기에서는 장기간의 사용에 따라 유량제어기 자체의 노후화, 노장 등의 원인에 의해 가스유량의 제어가 오차를 가지거나 부정확하게 행하여지고 있는 경우에도 이를 확인하기가 곤란하다고 하는 문제점이 있었다. 그리고 이러한 오차 등이 확인된 경우에는 이 장치를 분해하여 센서의 교환 등으로 교정하는 문제점이 있었다.However, such a mass flow controller has a problem that it is difficult to check the control of the gas flow rate even if the gas flow control has an error or is incorrectly caused by the aging of the flow controller itself due to long-term use, or a failure of the flow controller. . And when such an error is confirmed, there was a problem in disassembling the device to correct by replacing the sensor.

따라서 본 고안의 목적은 제어상태의 정확성을 용이하게 확인할 수 있음과 아울러 그 제어에 오차가 발생하였을 때는 장치를 분해하여 교정하지 않고 그 오차를 고려하여 설정치를 조절할 수 있도록 한 유량계를 구비한 질량유량제어기를 제공하려는 것이다.Therefore, the object of the present invention is to check the accuracy of the control state easily, and when an error occurs in the control, the mass flow rate with a flow meter to adjust the set point in consideration of the error without disassembling and correcting the device. To provide a controller.

이러한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 관로부를 통과하는 가스유량을 감지하여 전기적량으로 변환시키는 센서부와, 상기 센서부에서 감지된 유량과 설정치를 비교하여 이에 따라 제어신호를 발하는 PC제어부와, 상기 PC제어부로부터의 제어신호에 따라 관로부를 통과하는 유량을 조절하는 자기밸브를 포함하는 가스의 자동질량제어기에 있어서, 상기 자기밸브에 의하여 제어된 가스유량을 확인할 수 있는 유량계를 구비한 것을 특징으로 하는 유량계를 구비한 질량유량제어기가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, a sensor unit for detecting the gas flow rate passing through the pipeline and converting it into an electrical quantity, and a PC control unit for comparing the detected flow rate and the set value detected by the sensor unit and generates a control signal accordingly; An automatic mass controller for gas including a magnetic valve for adjusting a flow rate through a conduit according to a control signal from a PC control unit, characterized by comprising a flow meter capable of confirming the gas flow rate controlled by the magnetic valve. A mass flow controller with a flow meter is provided.

이하, 본 고안에 의한 유량계를 구비한 질량유량조절기를 첨부도면에 도시한 실시례에 따라서 상세히 설명한다.Hereinafter, the mass flow controller with a flow meter according to the present invention will be described in detail according to the embodiment shown in the accompanying drawings.

제2도는 본 고안에 의한 유량계를 구비한 질량유량제어기를 도시한 것으로, 이에 도시한 바와 같이, 양단에 유입구(Pi)와 유출구 (Po)가 형성된 가스유통로(P)를 가지는 관로부(A)와, 상기 관로부(A)를 통과하는 가스유량을 검출하여 전기적량으로 변환시키는 저항온도계(2) 및 가스인출용 바이패스 튜브(3)를 구비한 센서부(1)와, 이 센서부(1)에서 감지된 유량과 설정치를 비교하여 이에 따라 제어신호를 발하는 PC제어부(4)와, PC제어부(4)로부터의 제어신호에 따라 유량을 조절하는 전자기밸브(6)와, 제어된 유량을 측정할 수 있는 유량계(8)를 포함한다.2 is a view illustrating a mass flow controller having a flow meter according to the present invention, and as shown therein, a pipe portion A having a gas flow path P having inlets Pi and outlets Po formed at both ends thereof. ), A sensor unit (1) having a resistance thermometer (2) for detecting the gas flow rate passing through the pipe section (A) and converting it into an electrical quantity, and a bypass tube (3) for gas extraction; The PC control unit 4 which compares the flow rate detected in (1) with the set value and emits a control signal accordingly, the electromagnetic valve 6 which adjusts the flow rate according to the control signal from the PC control unit 4, and the controlled flow rate It includes a flow meter (8) capable of measuring.

여기서 센서부(1), PC제어부(4), 전자기밸브(6)는 상술한 종래의 기술에서와 동일하므로 동일 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.Here, since the sensor unit 1, the PC control unit 4, and the electromagnetic valve 6 are the same as in the above-described conventional technology, the same parts will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

상기 유량계(8)는 전자기밸브(6)에 의해 최종 제어된 유량을 측정할 수 있도록 전자기밸브(6)의 하류측에 설치되어 있다.The flow meter 8 is provided on the downstream side of the electromagnetic valve 6 so that the flow rate finally controlled by the electromagnetic valve 6 can be measured.

상기 유량계(8)는 도시한 실시례에서 가스압력, 즉 가스유량에 따라 상하로 플로팅(floating)하는 볼(ball)(9)을 구비한 볼 플로터형을 사용하여 볼(9)이 유량에 따라 프로팅함에 따라 볼(9)의 위치에 대응하는 눈금에 의하여 유량을 측정하는 것을 사용하고 있으나, 반드시 이로서 국한되는 것은 아니고, 가스의 유량을 측정하고 확인할 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 것이라도 사용할 수 있는 것이다. 또한 유량계(8)에서 측정된 가스유량을 전기량의 출력신호로 발할 수 있는 유량계를 사용하여 신호를 분석처리하여 다시 전자기밸브(6)를 보정제어하도록 하는 귀환회로를 구성할 수도 있다.The flow meter 8 is a ball plotter type having a ball 9 that floats up and down in accordance with the gas pressure, ie the gas flow rate, in the illustrated embodiment. It is used to measure the flow rate by the scale corresponding to the position of the ball 9 as the coating, but is not necessarily limited to this, any type of thing can be used as long as it can measure and confirm the flow rate of the gas will be. In addition, a feedback circuit may be configured such that the electromagnetic valve 6 is corrected and controlled again by analyzing the signal using a flow meter capable of generating the gas flow rate measured by the flow meter 8 as an output signal of an electric quantity.

이와 같이 구성된 본 고안의 유량계를 구비한 질량유량제어기는 가스가 유동하면 센서부(1)의 바이패스 튜브(3)를 통해 유동가스의 일부가 인출되고, 이 인출된 유동가스의 유량에 따라 저항온도계(2)의 저항치가 변화하여 출력신호가 발생되며, PC제어부(4)는 이 출력신호를 설정치와 비교하여 비교결과에 따른 제어신호를 전자기밸브(6)에 전달한다. 제어신호를 받은 전자기밸브(6)는 그 밸브시트(5a)의 개방량을 조절하여 유량을 제어하게 되는 것으로, 이러한 제어 작동은 상술한 종래 기술에서와 동일하다.In the mass flow controller having the flowmeter of the present invention configured as described above, when gas flows, a part of the flow gas is drawn out through the bypass tube 3 of the sensor unit 1, and the resistance is changed according to the flow rate of the drawn flow gas. The resistance value of the thermometer 2 changes to generate an output signal, and the PC controller 4 compares this output signal with a set value and transmits a control signal according to the comparison result to the electromagnetic valve 6. The electromagnetic valve 6 receiving the control signal controls the flow rate by adjusting the opening amount of the valve seat 5a, and this control operation is the same as in the above-described prior art.

이렇게 제어된 유량은 관로부(A)의 하류에 설치되어 있는 유량계(8)에 의해 유량이 측정된다.The flow rate controlled in this way is measured by the flowmeter 8 provided downstream of the pipe part A.

상기 유량계(8)를 통하여 작업자는 제어된 가스의 현재 유량을 정확하게 확인할 수 있다. 이 확인 결과 현재의 가스유량이 조절치와 차이가 있다고 인정될 때는 질량유량제어기에 문제가 있음을 쉽게 알 수 있다. 이러한 경우에는 그 오차의 상태나 정도에 따라 질량유지제어기의 해당부분을 교정하거나 또는 그 오차가 비례적이고 경미할 경우에는 오차를 고려하여 설정치를 조절함으로써 목적하는 가스유량을 얻을 수 있게 된다. 이 설정치의 조절은 PC제어부(4)를 통한 간단하고 용이하게 이루어질 수 있다.The flow meter 8 allows the operator to accurately check the current flow rate of the controlled gas. As a result of this check, it is easy to know that there is a problem in the mass flow controller when the current gas flow rate is found to be different from the control value. In this case, the desired gas flow rate can be obtained by correcting the corresponding part of the mass maintenance controller according to the state or degree of the error, or adjusting the set value in consideration of the error when the error is proportional and slight. Adjustment of this setpoint can be made simply and easily via the PC control unit 4.

즉, 유량계(8)에 의하여 확인된 유량이 설정된 유량보다 많을 경우에는 PC제어부(4)에 입력, 설정된 설정치를 작게 보정하는 것에 의하여 원하는 유량을 얻을 수 있게 되는 것이며, 유량계(8)에 의하여 확인된 유량이 설정된 유량보다 적을 경우에는 PC제어부(4)에 입력, 설정된 설정치를 많게 보정하는 것에 의하여 원하는 유량을 얻을 수 있게 되는 것이다.That is, when the flow rate confirmed by the flowmeter 8 is larger than the set flow rate, the desired flow rate can be obtained by inputting the PC control unit 4 and correcting the set set value smaller. When the set flow rate is smaller than the set flow rate, the desired flow rate can be obtained by inputting the PC control unit 4 and correcting the set set value a lot.

이와 같이 본 고안에 의하면 질량유량제어기에서는 제어된 가스유량을 쉽게 확인하고 이에 따라 원하는 가스유량을 정확히 조절하여 얻을 수 있게 된다. 그리고 경우에 따라서는 질량유량제어기의 오차를 PC제어부(4)의 설정치의 변경으로 보상함으로써 불필요한 장치의 분해를 방지하고 장치의 사용수명을 연장할 수 있기 되는 것이다.As such, according to the present invention, the mass flow controller can easily check the controlled gas flow rate, and accordingly, precisely adjust the desired gas flow rate. In some cases, by compensating for the error of the mass flow controller by changing the set value of the PC controller 4, unnecessary disassembly of the device can be prevented and the service life of the device can be extended.

이상과 같이 본 고안에 의한 질량유량제어기에서는 매우 간단하고 용이하게 제어유량을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 장치의 불필요한 분해 및 조립 등을 배제하면서도 원하는 유량으로 제어할 수 있게 되는 것이다.As described above, in the mass flow controller according to the present invention, it is possible to check the control flow rate very simply and easily, and to control the desired flow rate while eliminating unnecessary disassembly and assembly of the apparatus.

Claims

A sensor unit 1 for detecting a gas flow rate passing through the pipe part A and converting the gas flow rate into an electric quantity, and a PC control unit 4 for comparing the flow rate and the set value detected by the sensor unit 1 and generating a control signal accordingly. And a magnetic valve (6) for adjusting the flow rate through the conduit (A) in accordance with a control signal from the PC controller (4). A mass flow controller with a flow meter, characterized in that it has a flow meter (8) capable of confirming the gas flow rate controlled by the gas flow meter.