KR102133429B1

KR102133429B1 - 유체제어장치

Info

Publication number: KR102133429B1
Application number: KR1020130128602A
Authority: KR
Inventors: 유키 다나카; 아키토 다카하시
Original assignee: 가부시키가이샤 호리바 에스텍
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2020-07-14
Also published as: JP2014089536A; KR20140056039A; JP6027395B2; US20140116538A1; US9618943B2

Abstract

전폐상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브(7)를 제어하기 시작할 때는, 초기 구동신호값을, 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 파라미터로 하여 설정하도록 했다.

Description

유체제어장치 {FLUID CONTROL SYSTEM}

본 발명은, 예를 들면 반도체 제조 프로세스로 이용되는 재료가스 등의 유량을 제어하는 유체제어장치에 관한 것이다.

이런 종류의 유체제어장치는 유체가 흐르는 유로(流路)상에 마련된 유량센서와 유량조정밸브를 가지고 있고, 별체(別體) 또는 일체로 마련한 제어회로에 의해서, 유량센서에 의한 유체의 측정유량이 목표유량이 되도록, 상기 유량조정밸브를 피드백 제어하는 구성으로 되어 있다.

그런데, 유체를 흘리기 시작할 때, 즉, 전폐(全閉)상태로부터 목표유량을 향하여 유량제어하기 시작할 때, 최초부터 피드백 제어를 하면, 측정유량이 목표유량으로 안정되기까지 시간이 걸리는 경우가 있다. 왜냐하면, 유량조정밸브에는 그 구동신호의 값이 어느 문턱값을 넘지 않으면 움직이지 않다고 하는 특성이 있는 바, 목표유량과 측정유량의 편차에 따라 유량조정밸브의 구동신호값(인가전압)을 산출하는 피드백 제어를 최초부터 행하면, 최초의 몇 회인가의 제어루프 중에서 산출된 인가전압이 상기 문턱값을 넘지 않고, 실제로 유량조정밸브가 움직이기 시작하기까지, 그 몇 회인가의 제어루프의 시간이 쓸데없이 소비되기 때문이다.

물론, 제어계수를 크게 함으로써, 편차에 근거하여 출력되는 인가전압이 상기 문턱값을 곧바로 넘도록 설정하고, 응답성을 향상시키는 것도 가능하기는 하지만, 그렇게 하면, 발진(發振)하거나 하여 제어가 불안정하게 될 우려가 발생한다.

그래서, 특허문헌 1에서는, 전폐상태로부터 유량제어하기 시작할 때는, 최초로 출력되는 인가전압을 상기 문턱값을 넘는 값으로 강제적으로 설정하고, 이 값을 초기값(초기인가전압)으로 하여, 여기로부터 피드백 제어를 시작하도록 하고 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개2001-236125호 공보

그렇지만, 상기 초기인가전압이 유량조정밸브가 움직여야할 값으로 정해져 있었다고 해도, 경우에 따라서는 유량조정밸브가 움직이지 않아, 응답성에 문제점이 발생하는 경우를 본 발명자는 찾아냈다. 그리고, 이 현상에 대해서 예의 검토한 결과, 유체의 종류, 압력, 온도에 의해서 유량조정밸브의 불감대(不感帶)가 변동하는 것에 원인이 있는 것을 본 발명자는 밝혀냈다.

예를 들면, 도 4에 유량조정밸브보다도 상류 측 압력이 바뀌었을 때의 이 유량조정밸브의 동작개시 인가전압의 변화에 대해서 나타낸다. 상류 측 압력이 150KPaG일 때에는 인가전압 약 1.3V에서 유량조정밸브가 움직이기 시작한 것에 대해, 상류 측 압력이 350KPaG가 되면, 인가전압이 약 1.9V에서 간신히 유량조정밸브가 움직이기 시작한다. 그 결과, 거의 동일한 초기인가전압을 설정하고 있음에도 불구하고, 전폐상태로부터 목표유량을 향하여 유량제어하기 시작할 때, 압력이 150KPaG일 때에는, 비교적 단시간에 밸브가 움직이기 시작하여 유량제어를 하는데 대해, 350KPaG일 때에는, 밸브가 움직이기 시작하기까지 상당한 시간을 필요로 하며, 측정유량이 목표유량에 이를 때까지 시간이 걸리는 것을 알 수 있다. 이 때의 유량제어밸브는 상류 측의 유체압력이 밸브체를 폐지(閉止) 측으로 가압하는 구조이며, 밸브체를 움직이는데 필요한 힘은 이 압력이 높을수록 커지는 구조이며, 이것이 원인으로, 유량조정밸브의 동작개시 인가전압이 변화했다고 생각된다.

또, 도 5, 도 6에 유체의 종류가 바뀌었을 때의 유량조정밸브의 동작개시 인가전압의 변화에 대해서 나타낸다. 여기에서는, N2가스와 SF6가스와의 비교이다. 분자량이 큰 가스(N2가스) 쪽의 인가전압을 크게 변화시키지 않으면(여기에서는 노말 오픈 타입의 유량조정밸브를 이용하고 있으므로, 인가전압의 하락폭을 크게 하지 않으면), 유량조정밸브가 움직이기 시작하지 않고, 유체가 흐르기 시작하지 않는다.

본 발명은 유량조정밸브의 상술한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 전폐상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때의 유량을, 주위 상황에 의하지 않고, 목표유량에 재빠르게 도달시키고, 또한 안정적으로 제어할 수 있도록 하는 것을 그 주된 소기 과제로 한 것이다.

즉, 본 발명에 관한 유체제어장치는, 구동신호의 값에 따라 개도(開度)가 변화하여, 유로를 흐르는 유체의 유량을 조정하는 유량조정밸브와, 상기 유로를 흐르는 유체의 유량을 측정하기 위한 유량측정수단과, 상기 유량측정수단에 의해서 얻어진 측정유량이 주어진 목표유량과 동일하게 되도록 구동신호를 출력하여 상기 유량조정밸브를 제어하는 제어회로를 구비한 것으로서, 상기 제어회로가, 전폐(全閉)상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때는, 적어도 그 때의 압력을 파라미터로 하여 상기 유량조정밸브의 불감대의 변동에 대응한 초기 구동신호의 값을 설정하며, 상기 압력이 높을수록, 상기 유량조정밸브를 열려고 하는 힘이 크게 되도록 상기 초기 구동신호의 값을 설정하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성에 의하면, 유체의 종류, 압력, 온도에 의해서 유량조정밸브의 불감대가 변동해도, 상기 초기 구동신호값, 즉, 전폐상태로부터 유량조정밸브에게 주는 최초의 구동신호값이, 그것에 대응하도록 변화하므로, 전폐상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때의 유량을, 주위 상황에 의하지 않고, 목표유량에 재빠르게 도달시키고, 또한 안정적으로 제어할 수 있게 된다.

유체의 종류, 압력 또는 온도를 파라미터로 하여 정해지는 최적인 초기 구동신호값은, 기기마다 차이가 있으며, 또한, 유량제어밸브나 그 주변기기의 특성이 경시 변화하는 것에 의해서도 변해간다.

이것에 대응할 수 있도록 하려면 학습 기능을 갖게 하는 것이 바람직하다.

그 구체적인 형태로서는, 상기 제어회로가 전폐상태로부터 유량조정밸브가 움직이기 시작했을 때의 구동신호값인 동작개시 구동신호값과 그 때의 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 쌍으로 하여 기억하는 기억부와, 전폐상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때는, 그 때의 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 파라미터로 하여 상기 기억부에 기억되어 있는 과거의 동작개시 구동신호값을 참조하여, 상기 초기 구동신호의 값을 설정하는 초기 구동신호값 설정부를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

또, 그 외의 학습 기능의 형태로서는, 상기 제어회로가 전폐상태로부터 유량조정밸브가 움직이기 시작한 시점의 구동신호의 값인 동작개시 구동신호값 및 그 시점의 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 취득하고, 그들의 관계로부터, 유체의 종류, 압력 또는 온도를 파라미터로 하여 정해진, 초기 구동신호값을 구하기 위한 함수 내지 표를 갱신하도록 한 것을 들 수 있다.

상기 동작개시 구동신호값은 상기 유량측정수단에 의해서 전폐상태로부터 최초로 0을 넘는 유량이 측정된 시점에서의 구동신호값을 가지고 그 값으로 하는 것이 전용의 센서를 불필요화할 수 있는 등의 관점으로부터 바람직하다.

본 유체제어장치는, 유량제어뿐만 아니라, 압력제어에도 응용할 수 있다. 즉, 구동신호의 값에 따라 개도가 변화하여, 유로를 흐르는 유체의 압력을 조정하는 압력조정밸브와, 상기 유로를 흐르는 유체의 압력을 측정하기 위한 압력측정수단과, 상기 압력측정수단에 의해서 얻어진 측정압력이 주어진 목표압력과 동일하게 되도록 구동신호를 출력하여 상기 압력조정밸브를 제어하는 제어회로를 구비한 것으로서, 상기 제어회로가 전폐상태로부터 측정압력을 목표압력에 동일하게 하기 위해 압력조정밸브를 제어하기 시작할 때는, 그 때의 유체의 종류, 유량, 온도 중 적어도 어느 하나를 파라미터로 하여 초기 구동신호의 값을 설정하는 것이라도 상관없다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에서의 유체제어장치의 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시형태에서의 밸브체 및 밸브 시트의 확대도.
도 3은 본 발명의 일실시형태에서의 제어회로의 기능 블럭도.
도 4는 상류 측 압력이 바뀌었을 때의 유량조정밸브의 동작개시 인가전압의 변화를 나타내는 실험 그래프.
도 5는 N2가스를 흘렸을 때의 유량조정밸브의 동작개시 인가전압을 나타내는 실험 그래프.
도 6은 SF6가스를 흘렸을 때의 유량조정밸브의 동작개시 인가전압을 나타내는 실험 그래프.

이하, 본 발명의 일실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 유체제어장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 반도체 제조에 이용되는 재료가스 등의 유체유량을 제어하는 것으로서, 상기 유체가 흐르는 유로(51)를 관통시킨 바디(5)와, 상기 유로(51)상에 마련된 유량조정밸브(7)와, 이 유량조정밸브(7)보다도 상류 측에 마련되어 당해 유로(51)를 흐르는 유체의 유량을 측정하는 유량측정수단(2)과, 유량측정수단(2)에 의한 측정유량이 미리 정한 목표유량이 되도록 상기 유량조정밸브(7)의 밸브 개도를 제어하는 제어회로(1)를 구비하고 있다.

유량조정밸브(7)는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 유로(51)로부터 흘러 온 유체가 흐르기 시작하는 개구(7a)가 형성된 밸브 시트(71)와, 상기 밸브 시트(71)에 이접(離接, 떨어지거나 붙음) 가능하게 마련되어 상기 개구(7a)를 개폐하는 밸브체(72)와, 상기 밸브체(72)의 이면 측에 접속되어 이 밸브체(72)를 밸브 시트(71)에 대해서 이접 동작시키는 피에조 액추에이터(73)를 구비하고 있다. 그리고, 피에조 액추에이터(73)에 구동신호인 전압신호를 주는 것에 의해서, 피에조 액추에이터(73)가 신축하고, 밸브체(72)와 개구(7a)와의 거리가 바뀌어, 밸브 개도가 변화하도록 구성되어 있다. 또한, 이 유량조정밸브(7)는 전압이 인가되지 않는 상태에서는 밸브체(72)가 개구(7a)로부터 가장 떨어져 전개(全開)상태가 되는 노말 오픈 타입인 것이다.

유량측정수단(2)으로서는, 열식(熱式), 차압식(差壓式), 코리올리(Coriolis)식, 초음파식 등 여러 가지 고려되지만, 여기에서는, 열식인 것을 채용하고 있고, 구체적으로 말하면, 이 유량측정수단(2)은 상기 유로(51)를 흐르는 유체 중 소정 비율의 유체가 유도되도록 당해 유로(51)와 병렬 접속한 세관(細管)(21)과, 이 세관(21)에 마련한 도시하지 않은 히터 및 그 전후에 마련한 한 쌍의 온도센서(22, 23)를 구비하여 이루어진다. 그리고, 상기 세관(21)에 유체가 흐르면, 두 개의 온도센서(22, 23)의 사이에 그 질량 유량에 대응한 온도차가 발생하기 때문에, 이 온도차에 근거하여 유량을 산출할 수 있도록 구성되어 있다. 온도차로부터 유량을 산출하는 것은 후술하는 제어회로(1)에 마련된 유량 산출부(11)이다.

제어회로(1)는, 물리적으로는, CPU, 메모리, AD컨버터, DA컨버터, 증폭기, 통신 인터페이스 등을 구비한 아날로그, 디지털 혼재 회로이며, 상기 메모리에 기억된 프로그램에 따라서 CPU나 그 주변기기가 협동하는 것에 의해, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 유량 산출부(11)에 더하여, 후술하는 목표유량 기억부(12), 제어 본체부(13) 등의 기능을 발휘한다.

다음으로 이 제어회로(1)의 구체적인 기능을 설명한다.

이 제어회로(1)는, 기본적으로는, 유량측정수단(2)으로부터의 출력에 근거하여 산출한 측정유량이 외부 기기로부터 수신한 목표유량이 되도록 유량조정밸브(7)를 피드백 제어하지만, 그 외에, 전폐지령이나 전개지령 등을 받아들였을 경우에는, 목표유량을 무시하여 강제적으로 밸브 개도를 설정할 수도 있다.

그래서, 우선, 이 제어회로(1)에 의한 기본 피드백 제어동작을 설명한다.

목표유량은 메모리에 마련한 목표유량 기억부(12)에 축적되어 있다. 이 목표유량은, 예를 들면 외부 기기로부터의 지령에 의해 갱신 가능하다.

그리고, 제어 본체부(13)는 상기 유량측정수단(2) 및 유량 산출부(11)에 의해서 측정된 측정유량과 상기 목표유량 기억부(12)에 기억되어 있는 목표유량과의 편차를 산출하고, 그 편차를 상쇄하도록 하는 인가전압을, 예를 들면 PID 연산에 의해 산출하여 유량조정밸브(7)에 출력한다. 이 제어루프를 반복하여, 제어회로(1)는 측정유량이 목표유량이 되도록 유량조정밸브(7)를 피드백 제어한다.

한편, 전폐지령 또는 전개지령을 받아들였을 때에는, 제어 본체부(13)는 피드백 제어를 행하지 않고, 즉, 목표유량이나 측정유량을 참조하지 않고, 미리 정해진 전폐인가전압 또는 전개인가전압을 유량조정밸브(7)에 출력한다. 여기서 유량조정밸브(7)는 노멀 오픈이기 때문에, 전개인가전압은 0이고, 전폐인가전압은 이 유량조정밸브(7)의 정격최대전압이다.

그러나 본 실시형태에서는, 전폐상태, 즉, 전폐지령이 출력되고 있거나 또는 목표유량이 0으로 설정되어 있어 측정유량이 0인 상태로부터, 미리 정한 일정값을 넘은 목표유량을 향하여 피드백 제어를 개시할 때(이하, '초기시'라고도 한다.)에, 최초로 주는 초기인가전압(청구항에서 말하는 초기 구동신호값)을 그 때의 유체의 종류, 압력 및 온도에 따라 정하도록 하고 있다. 그리고 그 후, 계속해서, 상기 피드백 제어를 개시한다.

전폐인가전압으로부터 초기인가전압으로의 변화분인 초기변화전압과 유체의 종류, 압력 및 온도와의 관계는, 구체적으로는, 다음과 같다.

유체의 종류와의 관계에 대해서 말하면, 점성이 높은 유체일수록 초기변화전압을 크게 하여, 초기시에 유량조정밸브(7)를 열려고 하는 힘이 커지도록 하고 있다. 점성이 높은 유체란, 예를 들면 반도체 재료가스의 경우는 분자수가 큰 것이다. 또한, 제어 본체부(13)는 유체의 종류를, 예를 들면 외부 기기로부터 송신되어 온 유체 종류 정보에 의해서 인식한다.

압력과의 관계에 대해서 말하면, 여기에서는 유량조정밸브(7)의 상류 측 압력이 낮을수록, 초기변화전압을 크게 하여, 초기시에 밸브를 열려고 하는 힘이 커지도록 하고 있다. 또한, 제어 본체부(13)는 상기 상류 측 압력을 도시하지 않은 압력센서로부터 취득한다.

온도와의 관계에 대해서 말하면, 여기에서는 유체의 온도가 낮을수록, 초기변화전압을 크게 하여, 초기시에 유량조정밸브(7)를 열려고 하는 힘이 커지도록 하고 있다. 또한, 제어 본체부(13)는 유체 온도를, 예를 들면, 바디(5)의 내부에 마련한 도시하지 않은 온도센서로부터 취득한다.

이해의 용이를 위해, 보다 구체적인 초기변화전압의 설정 방법의 일례를 설명한다. 여기에서는, 기준변화전압이 미리 정해져 있음과 아울러, 유체 종류, 압력 및 온도에 따라 각각 전압설정계수가 설정되어 있고, 상기 미리 정한 기준변화전압에 취득한 유체 종류, 압력 및 온도에 따라서 정해지는 전압설정계수를 곱하는 것에 의해서, 초기변화전압을 산출한다. 예를 들면, 기준변화전압이 2V이고, 유체 종류에 의한 전압설정계수가 0.9, 압력에 의한 전압설정계수가 1.2, 온도에 의한 전압설정계수가 1이었다고 하면, 초기변화전압은, 2×0.9×1.2×1 = 2.16V로 산출된다. 그리고, 초기인가전압은, 전폐인가전압을 5V로 하면, 이것으로부터 초기변화전압을 빼서, 5-2.16 = 2.84V가 된다.

이와 같이 구성하면, 유체의 종류, 압력, 온도에 의해서 유량조정밸브의 불감대가 변동해도, 유량조정밸브에게 주는 초기 구동신호값이 그것에 대응하도록 변화하므로, 전폐상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때의 유량을, 주위 상황에 의하지 않고, 목표유량에 재빠르게 도달시키고, 또한 안정적으로 제어할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면 노말 클로즈 타입의 유량조정밸브의 경우는, 전폐인가전압이 0이 되기 때문에, 이것에 초기변화전압을 더하면, 초기인가전압을 산출할 수 있다.

또, 상기 실시형태에서는, 초기인가전압을 정하는 파라미터로 하여 유체 종류, 압력, 온도의 모두를 이용하고 있었지만, 어느 하나 적어도 1개라도 된다.

초기 구동신호값을 유체의 종류, 압력 또는 온도를 파라미터로 하여 미리 정해진, 초기 구동신호값을 구하기 위한 함수 또는 표로부터 산출해도 상관없다.

초기변화전압(초기 구동신호값)은 유체 종류, 압력 또는 온도를 파라미터로 하는 미리 정해진 표나 함수로부터 산출하도록 해도 된다. 또한, 그들 표나 함수는 출하시 시험이나 시뮬레이션 등에서 구하고, 메모리에 미리 기억하게 하면 된다.

유체의 종류, 압력 또는 온도를 파라미터로 하여 정해지는 최적인 초기 구동신호값은 기기마다 차이가 있으며, 또한, 유량제어밸브나 그 주변기기의 사용 등에 의한 경시(經時) 변화에 의해서도 변화하는 경우가 있다. 이와 같은 기기 차이나 경시 변화 등에 대응하려면, 학습 기능을 갖게 해 두는 것이 바람직하다.

구체적으로는, 상기 제어회로에 있어서, 전폐상태로부터 유량조정밸브가 움직이기 시작했을 때의 구동신호의 값인 동작개시 구동신호값 및 그 때의 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나(이하, 주위 조건이라고도 함)를 쌍으로 하여 기억하는 기억부를 마련하고, 과거의 동작개시 구동신호값을 참조할 수 있도록 해 둔다. 그리고, 전폐상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때는, 제어회로는 그 때의 유체 종류, 압력 또는 온도를 측정하고, 그 측정된 파라미터 조건에 일정 이상 가까운 주위 조건을 상기 기억부로부터 검색하며, 그 주위 조건과 쌍으로 되어 있는 구동신호값을 초기 구동신호값으로서 설정한다. 또, 상기 측정된 파라미터 조건과 상기 주위 조건과의 편차에 의해서, 구동신호값을 보정하여 초기 구동신호값을 정해도 된다.

그 외의 학습 기능의 형태로서는, 상기 제어회로가 전폐상태로부터 유량조정밸브가 움직이기 시작한 시점의 구동신호의 값인 동작개시 구동신호값과, 그 시점의 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 취득하고, 그들의 관계로부터, 상술한 초기 구동신호값을 구하기 위한 함수 또는 표를 갱신하도록 한 것을 들 수 있다.

또한, 상기 동작개시 구동신호값은 상기 유량측정수단에 의해서 전폐상태로부터 최초로 0을 넘는 유량이 측정된 시점에서의 구동신호값을 가지고 그 값으로 하는 것이, 전용의 센서를 불필요화할 수 있는 등의 관점으로부터 바람직하다.

상기 실시형태에서는, 상류 측의 유체압력이 밸브체를 개방 측으로 가압하는 구조이며, 밸브체를 움직이는데 필요한 힘은 이 압력이 높을수록 작아지기 때문에, 바꾸어 말하면, 압력이 낮을수록 커지기 때문에, 초기인가전압과 압력과의 관계에 대해서, 압력이 낮을수록 초기인가전압을 크게 하여, 초기시에 밸브를 열려고 하는 힘이 커지도록 하고 있다. 그러나, 상류 측의 유체압력이 밸브체를 폐지 측으로 가압하는 구조의 경우는, 초기인가전압과 압력과의 관계는 반대로 된다.

또, 온도가 상승할수록, 예를 들면, 팽창하여 마찰이 증가해 밸브체가 움직이기 어려워지는 구조로 하면, 유체의 온도가 높을수록, 초기인가전압을 크게 할 필요가 있다.

또한, 본 발명은, 유량제어뿐만 아니라, 압력제어에도 응용할 수 있다. 즉, 구동신호의 값에 따라 개도가 변화하여, 유로를 흐르는 유체의 압력을 조정하는 압력조정밸브와, 상기 유로를 흐르는 유체의 압력을 측정하기 위한 압력측정수단과, 상기 압력측정수단에 의해서 얻어진 측정압력이, 주어진 목표압력과 동일하게 되도록, 구동신호를 출력하여 상기 압력조정밸브를 제어하는 제어회로를 구비한 압력제어장치에 적용할 수 있다.

이 경우, 상기 제어회로가 전폐상태로부터 측정압력을 목표압력에 동일하게 하기 위해 압력조정밸브를 제어하기 시작할 때는, 그 때의 유체의 종류, 유량, 온도 중 적어도 어느 하나를 파라미터로 하여 초기 구동신호의 값을 설정하도록 구성해 두면 된다.

그 외, 상술한 실시형태나 변형 실시형태의 일부 또는 전부를 적절히 조합해도 되고, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.

100 … 유체제어장치 1 … 제어회로
2 … 유량측정수단 51 … 유로
7 … 유량조정밸브

Claims

구동신호의 값에 따라 개도(開度)가 변화하여, 유로를 흐르는 유체의 유량을 조정하는 유량조정밸브와, 상기 유로를 흐르는 유체의 유량을 측정하기 위한 유량측정수단과, 상기 유량측정수단에 의해서 얻어진 측정유량이 주어진 목표유량과 동일하게 되도록 구동신호를 출력하여 상기 유량조정밸브를 제어하는 제어회로를 구비한 것으로서,
상기 제어회로가, 전폐(全閉)상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때는, 적어도 그 때의 압력을 파라미터로 하여 상기 유량조정밸브의 불감대의 변동에 대응한 초기 구동신호의 값을 설정하며,
상기 압력이 높을수록, 상기 유량조정밸브를 열려고 하는 힘이 크게 되도록 상기 초기 구동신호의 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어회로가,
전폐상태로부터 유량조정밸브가 움직이기 시작한 시점의 구동신호의 값인 동작개시 구동신호값과 그 시점의 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 쌍으로 하여 기억하고,
전폐상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때는, 그 때의 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 파라미터로 하여 상기 기억되어 있는 동작개시 구동신호값을 참조하여, 상기 초기 구동신호의 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어회로가, 상기 초기 구동신호값을 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 파라미터로 하는 함수 또는 표로부터 산출하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어회로가, 전폐상태로부터 유량조정밸브가 움직이기 시작한 시점의 구동신호의 값인 동작개시 구동신호값과 그 시점의 유체의 종류, 압력, 온도 중 적어도 어느 하나를 취득하고, 그들 관계로부터 상기 함수 또는 표를 갱신하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.
청구항 2에 있어서,
상기 유량측정수단에 의해서, 전폐상태로부터 최초로 0을 넘는 유량이 측정된 시점에서의 구동신호값을 상기 동작개시 구동신호값으로 하는 유체제어장치.
구동신호의 값에 따라 개도(開度)가 변화하여, 유로를 흐르는 유체의 유량을 조정하는 유량조정밸브와, 상기 유로를 흐르는 유체의 유량을 측정하기 위한 유량측정수단과, 상기 유량측정수단에 의해서 얻어진 측정유량이 주어진 목표유량과 동일하게 되도록 구동신호를 출력하여 상기 유량조정밸브를 제어하는 제어회로를 구비한 것으로서,
상기 제어회로가, 전폐(全閉)상태로부터 측정유량을 목표유량과 동일하게 하기 위해 유량조정밸브를 제어하기 시작할 때는, 적어도 그 때의 온도를 파라미터로 하여 초기 구동신호의 값을 설정하며,
상기 온도가 낮을수록, 상기 유량조정밸브를 열려고 하는 힘이 크게 되도록 상기 초기 구동신호의 값을 설정하는 것을 특징으로 하는 유체제어장치.