KR102419164B1 - 유량 산출 시스템 및 유량 산출 방법 - Google Patents

유량 산출 시스템 및 유량 산출 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102419164B1
KR102419164B1 KR1020170168575A KR20170168575A KR102419164B1 KR 102419164 B1 KR102419164 B1 KR 102419164B1 KR 1020170168575 A KR1020170168575 A KR 1020170168575A KR 20170168575 A KR20170168575 A KR 20170168575A KR 102419164 B1 KR102419164 B1 KR 102419164B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
container
control device
fluid control
gas
flow rate
Prior art date
Application number
KR1020170168575A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180068297A (ko
Inventor
다니엘 토마스 머드
윌리엄 와일리 화이트
Original Assignee
가부시키가이샤 호리바 에스텍
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 호리바 에스텍 filed Critical 가부시키가이샤 호리바 에스텍
Publication of KR20180068297A publication Critical patent/KR20180068297A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102419164B1 publication Critical patent/KR102419164B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F9/00—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine
    • G01F9/001—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine with electric, electro-mechanic or electronic means
    • G01F9/003—Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine with electric, electro-mechanic or electronic means by measuring the weight
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/20—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of weight, e.g. to determine the level of stored liquefied gas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G01F25/14—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters using a weighing apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)

Abstract

유체 제어 기기(MFC)를 정밀도 좋게 교정할 수 있도록, 가스가 봉입되는 용기(10)와, 용기(10)가 올려진 중량 측정부(20)와, 용기(10)와 유체 제어 기기(MFC)를 접속시키고, 가스가 흐르는 가스 라인(L1)을 구비하고, 용기(10)를 중량 측정부(20)에 올린 상태로, 용기(10)로부터 유체 제어 기기(MFC)에, 또는 유체 제어 기기(MFC)로부터 용기(10)에 가스를 흘리고, 중량 측정부(20)로부터 출력되는 출력치에 기초하여, 유체 제어 기기(MFC)에 흐르는 가스 유량을 산출하는 유량 산출 시스템(200)으로서, 용기(10) 및 중량 측정부(20)가, 감압된 감압 챔버(40) 내에 배치되어 있도록 했다.

Description

유량 산출 시스템 및 유량 산출 방법{FLOW RATE CALCULATION SYSTEM AND FLOW RATE CALCULATION METHOD}
본 발명은, 예를 들면 유체(流體) 제어 기기의 교정에 이용되는 교정 시스템의 유량 산출 시스템 및 교정 방법의 유량 산출 방법에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 교정 시스템으로서는, 예를 들면 특허 문헌 1에 나타내는 것처럼, 전자 천칭에 올린 봄베(Bombe)로부터 유체 제어 기기로 가스를 흘리고, 이 때 유체 제어 기기로부터 출력되는 가스 유량을, 봄베로부터 유체 제어 기기로 흘린 가스 유량과 일치시키도록, 예를 들면 유체 제어 기기에 마련된 유체 제어 밸브를 교정하도록 구성된 것이 있다.
보다 상세하게 이 교정 시스템은, 봄베 내의 가스의 소비에 따라서 전자 천칭의 계측치가 변화하는 것을 이용하여, 이 계측치의 변화량에 기초하여, 봄베로부터 유체 제어 기기로 흘린 가스 유량을 산출하도록 구성되어 있다.
그런데, 실제는, 가스의 소비에 따라서 봄베 내의 압력이 저하되어, 봄베 내의 가스 온도나 봄베 그 자체의 온도가 변화하고, 이것에 의해, 봄베의 주위에 대류(對流)가 생기거나, 봄베의 표면에 물방울이 부착되거나 한다.
이것으로부터, 전자 천칭의 계측치는, 상술한 대류나 물방울 등의 영향을 포함한 값이 되어, 이 계측치의 변화량에 기초하여 봄베로부터 유체 제어 기기로 흘린 가스 유량을 정확하게 구하는 것은 어려워, 유체 제어 기기를 정밀도 좋게 교정할 수 없다고 하는 문제가 생긴다.
특허 문헌 1: 일본 특개 2005－134138호 공보
이에 본 발명은 상기 문제점을 해결할 수 있도록 이루어진 것으로서, 유체 제어 기기를 정밀도 좋게 교정하는 것을 그 주된 과제로 하는 것이다.
즉 본 발명에 따른 유량 산출 시스템은 가스가 봉입(封入)되는 용기와, 상기 용기가 올려진 중량 측정부와, 상기 용기와 유체 제어 기기를 접속시키고, 상기 가스가 흐르는 가스 라인을 구비하고, 상기 용기를 상기 중량 측정부에 올린 상태로, 상기 용기로부터 상기 유체 제어 기기에, 또는 상기 유체 제어 기기로부터 상기 용기에 상기 가스를 흘리고, 상기 중량 측정부로부터 출력되는 출력치에 기초하여, 상기 유체 제어 기기에 흐르는 가스 유량을 산출하는 유량 산출 시스템으로서, 상기 용기 및 상기 중량 측정부가, 감압(減壓)된 감압 챔버 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이러한 유량 산출 시스템이면, 용기가 감압 챔버 내에 배치되어 있으므로, 감압 챔버 내를 예를 들면 진공으로 함으로써, 가스의 소비에 따라서 용기 내의 압력이 저하되더라도, 용기의 주위에는 대류가 생기지 않고, 또, 용기의 표면에 물방울이 부착되는 일도 없다. 이것에 의해, 중량 측정부의 출력치에 기초하여, 용기로부터 유체 제어 기기로 흘린 가스 유량을 정확하게 구할 수 있어, 유체 제어 기기를 정밀도 좋게 교정하는 것이 가능하게 된다.
또, 용기가 대기 중에 배치되어 있는 경우는, 중량 측정부의 출력치에 대해서 용기에 가해지는 부력(浮力)의 영향을 고려할 필요가 있지만, 본 발명에 따른 유량 산출 시스템이면, 용기가 감압 챔버 내에 배치되어 있으므로, 상술한 부력의 영향을 고려할 필요가 없이, 중량 측정부의 출력치에 기초하여, 유체 제어 기기에 흐르는 유량을 정확하게 구할 수 있어, 유체 제어 기기를 보다 정밀도 좋게 교정하는 것이 가능하게 된다.
또한, 용기를 중량 측정부에 올린 채 유체 제어 기기를 교정할 수 있으므로, 교정에 걸리는 수고를 줄일 수 있다.
이에 더하여, 중량 측정부에 올려진 용기에 봉입 라인을 통해서 가스를 봉입할 수 있으므로, 용기에 가스를 봉입할 때 용기를 감압 챔버로부터 취출할 필요가 없어, 감압 챔버를 일정한 진공도(眞空度)로 유지하면서 유체 제어 기기를 교정할 수 있다. 이것에 의해, 복수 번에 걸친 교정을 거의 동일 조건으로 행함으로써, 유체 제어 기기를 보다 고정밀도로 교정할 수 있다.
또, 감압 챔버로부터 용기를 취출하여 가스를 봉입하는 경우는, 그 때마다 감압 챔버 내를 진공 흡입(vacuum drawing) 할 필요가 있으나, 상술한 구성이면, 감압 챔버 내를 진공으로 유지한 채 용기에 가스를 봉입할 수 있으므로, 수고를 들이지 않고 유체 제어 기기를 교정할 수 있다.
상기 가스 라인의 일부가, 상기 감압 챔버 내에 위치하는 플렉서블 튜브에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 예를 들면 가스 라인에 가스가 흐를 때 생기는 진동이나 가스 라인으로부터 용기에 전해지는 장력(張力)을 플렉서블 튜브가 흡수하므로, 중량 측정부의 출력치에 생기는 오차를 매우 작게 할 수 있다.
상기 봉입 라인이, 상기 가스 라인에 마련된 합류점(合流点)에서 합류하고 있고, 상기 가스 라인에 있어서의 상기 합류점보다도 상기 용기측의 일부가, 상기 감압 챔버 내에 위치하는 플렉서블 튜브에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 하면, 봉입시 및 유출시에 공통적으로 가스가 흐르는 가스 라인의 일부가 플렉서블 튜브에 의해 형성되어 있으므로, 봉입 라인을 다른 플렉서블 튜브로 형성할 필요가 없어, 코스트를 경감시킬 수 있다.
또, 가스 라인 및 봉입 라인의 일부를 공통화함으로써, 각 라인을 형성하는 배관 등의 부재를 줄일 수 있어, 코스트를 삭감할 수 있다.
상기 가스 라인 및 상기 봉입 라인의 적어도 일부가, 상기 감압 챔버 내에 있어서 공통화되어 있는 것이 바람직하다.
이것이라면, 배관 등의 접속이 곤란하게 되기 쉬운 진공 챔버 내에 있어서, 배관 구조를 간이화(簡易化)할 수 있어, 시스템 전체의 조립이 용이하다.
또, 본 발명에 따른 유량 산출 방법에 의하면, 상술한 유량 산출 시스템과 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있다.
즉 본 발명에 따른 유량 산출 방법은, 가스가 봉입되는 용기를 중량 측정부에 올린 상태로, 상기 용기로부터 유체 제어 기기에, 또는 유체 제어 기기로부터 상기 용기에 상기 가스를 흘리고, 상기 중량 측정부로부터 출력되는 출력치에 기초하여, 상기 유체 제어 기기에 흐르는 상기 가스의 유량을 산출하는 유량 산출 방법으로서, 상기 용기 및 상기 중량 측정부가, 감압된 감압 챔버 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 방법이다.
이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, 유체 제어 기기를 정밀도 좋게 교정할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 유량 산출 시스템의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 변형 실시 형태의 유량 산출 시스템의 전체 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
이하에 본 발명에 따른 유량 산출 시스템(200)의 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
본 실시 형태에 따른 유량 산출 시스템(200)은, 예를 들면 반도체 제조에 이용되는 유체 제어 기기(MFC)를 교정하는 교정 시스템(100)의 일부이다.
이 교정 시스템(100)은, 이른바 동적 중량법(칭량법(秤量法))을 이용하여 유체 제어 기기(MFC)를 교정하는 것으로, 구체적으로는 도 1에 나타내는 것처럼, 가스(이하, 교정용 가스라고도 함)가 봉입된 용기(10)와, 용기(10)가 올려진 중량 측정부인 전자 천칭(20)과, 용기(10) 내의 교정용 가스를 유체 제어 기기(MFC)에 흘리는 가스 라인인 유출 라인(L1)과, 용기(10)에 교정용 가스를 봉입하는 봉입 라인(L2)과, 용기(10) 내의 교정용 가스를 배기(排氣)하여 유출 라인(L1) 내의 압력을 조정하는 조압(調壓) 라인(L3)과, 유체 제어 기기(MFC)를 교정하는 정보 처리 장치(30)를 구비하는 것이다. 또한, 이 교정 시스템(100)에는, 교정의 대상인 유체 제어 기기(MFC)는 포함되어 있지 않다.
본 실시 형태의 유량 산출 시스템(200)은, 상술한 교정 시스템(100)에 있어서의 용기(10)와, 전자 천칭(20)과, 유출 라인(L1) 중 적어도 일부와, 봉입 라인(L2) 중 적어도 일부와, 정보 처리 장치(30)를 구비하고, 전자 천칭(10)으로부터의 출력치에 기초하여, 유체 제어 기기(MFC)에 흐르는 교정용 가스의 유량을 산출하는 것이다.
또한, 본 실시 형태의 유체 제어 기기(MFC)는, 열식(熱式) 또는 차압식(差壓式)의 유량 센서 및 유량 제어 밸브를 가지는 매스 플로우 컨트롤러이다.
용기(10)는 단열성을 가지는 예를 들면 탄소 섬유로 이루어지는 실린더 등이며, 예를 들면 질소 가스 등의 교정용 가스가 봉입되어 있다.
본 실시 형태에서는, 이 용기(10)는 도시하지 않은 고정대에 재치된 전자 천칭(20)에 올려져 있다.
유출 라인(L1)은 용기(10) 내의 교정용 가스를 유체 제어 기기(MFC)에 흘리기 위한 것으로, 구체적으로는 도 1에 나타내는 것처럼, 일단이 용기(10)에 접속됨과 아울러 타단이 흡인 펌프(P)에 접속되어 있고, 용기(10)측(일단측)에서부터, 제1 조압기(Va), 제1 개폐 밸브(V1), 제2 조압기(Vb), 제1 압력 센서(P1), 유체 제어 기기(MFC) 및 제2 개폐 밸브(V2)가 이 순으로 직렬 배치되어 있다.
또한, 흡인 펌프(P)는 반드시 마련할 필요는 없고, 유출 라인(L1)의 타단을 대기(大氣) 개방하도록 구성해도 된다.
봉입 라인(L2)은 전자 천칭(20)에 올려진 용기(10)에 교정용 가스를 흘려 봉입하기 위한 것으로, 구체적으로는 도 1에 나타내는 것처럼, 일단이 도시하지 않은 가스 봄베에 접속됨과 아울러 타단이 용기(10)에 접속되어 있고, 교정용 가스의 상류측(일단측)에서부터 필터, 제3 개폐 밸브(V3), 제4 개폐 밸브(V4) 및 역지(逆止) 밸브(Vc)가 이 순으로 직렬 배치되어 있다.
상술한 구성에 의해, 용기(10) 내의 교정용 가스는, 제1 조압기(Va)를 흘러 유체 제어 기기(MFC)에 유출되고, 도시하지 않은 가스 봄베 내의 교정용 가스는 역지 밸브(Vc)를 흘러 용기(10) 내에 봉입된다.
본 실시 형태에서는, 상기 유출 라인(L1)과 상기 봉입 라인(L2)이 합류되어 일부 공통화되어 있다. 보다 상세하게는, 유출 라인(L1)에 마련된 합류점 X에 있어서, 그 유출 라인(L1)에 봉입 라인(L2)이 합류하도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태의 합류점 X는, 유출 라인(L1)에 있어서의 제1 조압기(Va)와 제1 개폐 밸브(V1)의 사이로서, 봉입 라인에 있어서의 역지 밸브(Vc)와 제4 개폐 밸브(V4)의 사이에 마련되어 있다.
상술한 구성에 의해, 합류점 X보다 용기(10)측을 향해서, 유출 라인(L1)과 봉입 라인(L2)에 공통된 공통 라인(L4)이 형성되고, 본 실시 형태에서는, 이 공통 라인(L4)에 수지 등의 가요성(可撓性)을 가지는 플렉서블 튜브(50)가 마련되어 있다.
조압 라인(L3)은 교정용 가스를 외부로 배기하여 유출 라인(L1) 내의 압력을 소정의 압력으로 조정하기 위한 것으로, 구체적으로는 도 1에 나타내는 것처럼, 봉입 라인(L2)으로부터 분기되어, 유출 라인(L1)에 합류하도록 구성되어 있다.
본 실시 형태의 조압 라인(L3)은, 일단이 봉입 라인(L2)에 있어서의 제3 개폐 밸브(V3)와 제4 개폐 밸브(V4)의 사이에 접속됨과 아울러 타단이 유출 라인(L1)에 있어서의 흡인 펌프(P)와 제2 개폐 밸브(V2)의 사이에 접속되어 있고, 배기되는 교정용 가스의 상류측(일단측)에서부터 제2 압력 센서(P2), 제5 개폐 밸브(V5) 및 니들 밸브(needle valve, Vd)가 이 순으로 직렬 배치되어 있다.
그리고 본 실시 형태의 유량 산출 시스템(200)은, 상술한 용기(10) 및 전자 천칭(20)이, 내부가 감압된 감압 챔버(40)(이하, 진공 챔버(40)라고도 함) 내에 배치되어 있다.
이 진공 챔버(40)는 그 진공 챔버(40) 내의 공기를 흡인하는 도시하지 않은 펌프 등의 감압 기구에 의해, 소정의 진공도로 유지되고 있다.
이 도시하지 않은 감압 기구는, 적어도 유체 제어 기기(MFC)의 교정시에 진공 챔버(40) 내를 소정의 진공도로 유지하는 것으로, 본 실시 형태에서는, 교정 시스템(100)을 조립한 뒤, 예를 들면 메인터넌스시 등 이외는, 진공 챔버(40) 내의 공기를 계속 흡인하도록 구성되어 있다.
본 실시 형태에서는, 이 진공 챔버(40) 내에, 상술한 유출 라인(L1)에 마련된 제1 조압기(Va)와, 봉입 라인(L2)에 마련된 역지 밸브(Vc)와, 공통 라인(L4)에 마련된 수지 등의 가요성을 가지는 관 모양의 플렉서블 튜브(50)가 배치되어 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 유출 라인(L1)과 봉입 라인(L2)의 합류점 X는, 진공 챔버(40)의 외부에 마련되어 있다.
정보 처리 장치(30)는 전자 천칭(20)으로부터의 출력치에 기초하여, 유체 제어 기기(MFC)를 교정하는 것으로, 물리적으로는, CPU, 메모리, A/D 컨버터, D/A 컨버터 등을 구비한 범용 내지 전용의 컴퓨터이다.
본 실시 형태의 정보 처리 장치(30)는, 이른바 동적 중량법(칭량법)을 이용하여 유체 제어 기기(MFC)를 교정하는 것이다.
구체적으로 이 정보 처리 장치(30)는, 전자 천칭(20)으로부터 출력되는 중량 데이터와 도시하지 않은 타이머로부터 출력되는 시각 데이터에 기초하여, 용기(10)로부터 유체 제어 기기(MFC)에 흐르는 단위시간 당 실제 유량을 산출하고, 이 실제 유량과 유체 제어 기기(MFC)에 입력되는 설정 유량의 검량선(檢量線)을 작성함으로써, 유체 제어 기기(MFC)를 교정한다.
다음에, 상술한 교정 시스템(100)을 이용하여, 유체 제어 기기(MFC)를 교정하는 절차를 설명한다.
우선 처음에, 감압 기구가 진공 챔버(40) 내를 공기를 흡인하여 소정의 진공도로 유지한다.
그리고 각 밸브(V1~V5, Va~Vd)가 닫혀 있는 상태에 있어서, 제3 개폐 밸브(V3) 및 제4 개폐 밸브(V4)를 열어, 도시하지 않은 가스 봄베로부터 용기(10)에 교정용 가스를 흘려 봉입한다.
다음에, 제3 개폐 밸브(V3)를 닫고, 제5 개폐 밸브(V5)를 열고, 니들 밸브(Vd)를 조정함과 아울러 유출 라인(L1) 내의 교정용 가스를 외부로 배기하여, 유출 라인(L1) 내를 소정의 압력으로 한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 유출 라인(L1) 내의 압력을 650kPa로 하도록 설정되어 있다.
이어서, 제4 개폐 밸브(V4) 및 제5 개폐 밸브(V5)를 닫고, 제1 개폐 밸브(V1) 및 제2 개폐 밸브(V2)를 열어, 교정용 가스를 용기(10)로부터 유체 제어 기기(MFC)에 흘린다.
보다 상세하게는, 제1 조압기(Va) 밸브 및 제2 조압기(Vb)에 의해, 유출 라인(L1) 내를 소정의 압력을 유지하면서, 교정용 가스를 유체 제어 기기(MFC)에 흘린다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상술한 각 개폐 밸브(V1~V5)는, 도시하지 않은 개폐 밸브 제어부로부터의 신호를 수신하여 개폐하도록 구성되어 있다. 또한, 이 개폐 밸브 제어부는 정보 처리 장치(30)에 마련해도 된다.
그리고 본 실시 형태에서는, 정보 처리 장치(30)가, 상술한 중량법에 의해, 상기 실제 유량과 상기 설정 유량의 검량선을 작성함으로써 유체 제어 기기(MFC)를 교정한다.
이와 같이 구성된 본 실시 형태에 따른 교정 시스템(100)에 의하면, 용기(10) 및 전자 천칭(20)이, 소정의 진공도로 유지된 진공 챔버(40) 내에 배치되어 있으므로, 교정용 가스의 소비에 따라서 용기(10) 내의 압력이 저하되더라도, 용기(10)의 주위에는 대류가 생기지 않고, 또, 용기(10)의 표면에 물방울이 부착되는 일도 없다.
이것에 의해, 전자 천칭(20) 및 도시하지 않은 타이머의 출력치에 기초하여, 용기(10)로부터 유체 제어 기기(MFC)에 흐르는 교정용 가스의 단위시간 당 실제 유량을 정확하게 구할 수 있어, 이 실제 유량과 유체 제어 기기(MFC)의 설정 유량의 검량선을 정밀도 좋게 작성할 수 있다.
또, 용기(10)가 소정의 진공도로 유지된 진공 챔버(40) 내에 배치되어 있으므로, 용기(10)에 가해지는 부력은 매우 작아 실질적으로 무시할 수 있는 정도이므로, 상술한 부력의 영향을 고려하는 일 없이, 전자 천칭(20) 및 도시하지 않은 타이머의 출력치에 기초하여 실제 유량을 정확하게 구할 수 있다.
추가로, 용기(10)가 단열성을 가지므로, 용기(10) 내의 교정용 가스의 온도가 변화되더라도, 용기(10)의 온도가 변화하기 어려워, 용기(10)의 주위에 있어서의 대류나 용기(10)의 표면에 있어서의 물방울을 보다 생기기 어렵게 할 수 있다.
또, 용기(10)를 전자 천칭(20)에 올린 상태인 채 유체 제어 기기(MFC)를 교정할 수 있어, 교정에 걸리는 수고를 줄일 수 있다.
이에 더하여, 전자 천칭(20)에 올려진 용기(10)에 교정용 가스를 봉입하는 봉입 라인(L2)이 마련되어 있으므로, 용기(10)를 진공 챔버(40)로부터 취출하는 일 없이 교정용 가스를 봉입할 수 있어, 진공 챔버(40)를 일정한 진공도로 유지하면서 유체 제어 기기(MFC)를 교정할 수 있다. 이것에 의해, 복수 번에 걸친 교정을 거의 동일 조건으로 행함으로써, 유체 제어 기기(MFC)를 보다 고정밀도로 교정할 수 있다.
또, 진공 챔버(40) 내를 진공으로 유지한 채 교정용 가스를 용기(10)에 봉입할 수 있으므로, 도시하지 않은 감압 수단에 의해 진공 챔버(40) 내를 소정의 진공도로 감압하는 횟수를 줄일 수 있어, 보다 수고를 들이지 않고 유체 제어 기기(MFC)를 교정할 수 있다.
이에 더하여, 공통 라인(L4)에 플렉서블 튜브(50)가 마련되어 있으므로, 예를 들면 교정용 가스의 흐름에 의해 생기는 진동이나 유출 라인(L1) 및 봉입 라인(L2)으로부터 용기(10)에 전해지는 장력을 플렉서블 튜브에 흡수시킬 수 있어, 전자 천칭(20)의 출력치에 생기는 오차를 매우 작게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 유출 라인(L1)에 제1 조압기(Va) 및 제2 조압기(Vb)가 직렬 배치되어 있었지만, 도 2에 나타내는 것처럼, 제3 조압기(Ve)를 추가로 직렬 배치시켜도 된다.
이것에 의해, 제1 조압기(Va) 및 제3 조압기(Ve)를 차례로 염으로써, 유출 라인(L1) 내를 소정의 압력으로 함과 아울러, 교정용 가스를 용기(10)로부터 유체 제어 기기(MFC)에 안정적으로 흘릴 수 있다.
또한, 이 실시 형태에서는, 유출 라인(L1)에 있어서의 제1 개폐 밸브(V1)보다 상류측에 제3 압력 센서(P3)가 마련되어 있다.
또, 상술한 것처럼 대유량의 교정용 가스를 유체 제어 기기(MFC)에 흘리는 경우, 도 2에 나타내는 것처럼, 유출 라인(L1)에 열교환기(60)를 마련하는 구성이 바람직하다.
이것에 의해, 대유량으로 흐르는 교정용 가스를 소정 온도로 조정하여, 유체 제어 기기(MFC)에 흘릴 수 있다.
추가로, 상기 실시 형태에서는, 유출 라인(L1) 및 봉입 라인(L2)에 공통되는 공통 라인(L4)의 일부가 플렉서블 튜브(50)에 의해 형성되어 있었지만, 도 2에 나타내는 것처럼, 유출 라인(L1) 및 봉입 라인(L2) 각각의 일부가 플렉서블 튜브(50)에 의해 형성되어 있어도 상관없다.
이에 더하여, 상기 실시 형태의 유량 산출 시스템은, 용기 내의 교정용 가스를 유체 제어 기기에 흘리고, 전자 천칭으로부터 출력되는 출력치에 기초하여, 유체 제어 기기에 흐르는 교정용 가스의 유량을 산출하도록 구성되어 있었지만, 유체 제어 기기에 흐르는 가스를 용기 내에 유입시키고, 전자 천칭으로부터 출력되는 출력치에 기초하여, 유체 제어 기기에 흐르는 상기 가스의 유량을 산출하도록 구성해도 된다.
여기서, 유체 제어 기기로서 차압식의 매스 플로우 컨트롤러를 이용했을 경우, 유체 제어 기기의 2차측(하류측)의 압력을 일차측(상류측)의 압력보다도 낮게 유지할 필요가 있다. 그런데, 이 유체 제어 기기를 상술한 유량 산출 시스템을 이용하여 교정하려고 하면, 유체 제어 기기에 흐르는 가스를 용기 내에 유입시킴에 따라, 2차측의 압력이 증대해 버려, 유체를 정밀도 좋게 제어할 수 없게 되어 버린다.
따라서, 상술한 것처럼 구성된 유량 산출 시스템을 유체 제어 기기의 교정에 이용하는 경우, 유체 제어 기기로서는 차압식의 매스 플로우 컨트롤러보다도 열식의 매스 플로우 컨트롤러의 쪽이 바람직하다. 또한, 센서보다도 하류측에 유량 제어 밸브 등의 유량 제어부를 가지는 매스 플로우 컨트롤러이면, 상술한 것처럼 구성된 유량 산출 시스템을 이용하여 교정하는 대상으로서 적합하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 유출 라인과 봉입 라인이 합류하도록 구성되어 있었지만, 유출 라인 및 봉입 라인이 합류하는 일 없이 용기에 접속되도록 구성해도 된다.
또, 상기 실시 형태에서는, 합류점으로부터 용기를 향해서, 유출 라인 및 봉입 라인의 일부가 공통화되어 있었지만, 합류점으로부터 용기에 도달할 때까지의 라인을 공통으로 해도 된다. 이 경우는, 공통 라인에 개폐 밸브나 조압기를 마련해 두는 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 유출 라인 및 봉입 라인이, 용기와의 접속부(보다 구체적으로는, 용기에 접속되는 접속 단부로부터 소정 범위)에 있어서 공통화되어 있는 구성이 좋다.
이에 더하여, 상기 실시 형태에서는, 봉입 라인에 역지 밸브가 마련되어 있었지만, 이 역지 밸브는 반드시 마련할 필요는 없고, 예를 들면, 유출 라인의 제1 조압기를 열린 상태로 하고, 도시하지 않은 가스 봄베 내의 교정용 가스를 유출 라인으로부터 용기 내에 봉입시키도록 해도 된다.
추가로, 상기 실시 형태의 플렉서블 튜브는, 수지제의 것이었지만, SUS 등의 금속제의 것이어도 된다.
이것이라면, 플렉서블 튜브가 수지제인 것에 비해 변형하기 어렵기 때문에, 진공 챔버 내를 감압할 때 플렉서블 튜브가 찌부러지기 어려워, 그 플렉서블 튜브의 지름 치수가 변화하지 않으므로, 유체 제어 기기에 가스를 보다 안정적으로 흘릴 수 있다.
다만, 금속제의 플렉서블 튜브는, 수지제의 것에 비해 곡율(曲率)이 커져 버려, 그 만큼 진공 챔버를 크게 할 필요가 생긴다. 이 때문에, 진공 챔버 내를 효율 좋게 진공 흡입하기 위해서는, 금속제의 플렉서블 튜브보다도 수지제의 플렉서블 튜브가 유리하다.
또, 상기 실시 형태의 정보 처리 장치는 검량선을 작성하는 것이었지만, 열식 또는 차압식의 유량 센서로부터의 출력치와 실제 유량의 관계로부터 유체 제어 기기를 교정해도 되고, 유량 제어 밸브의 인가 전압과 실제 유량의 관계로부터 유체 제어 기기를 교정해도 된다.
추가로, 상기 실시 형태의 유체 제어 기기는, 열식 또는 차압식의 유량 센서 및 유량 제어 밸브를 가지는 매스 플로우 컨트롤러였지만, 유체 제어 기기가 열식 또는 차압식의 유량 센서 그 자체여도 되고, 압력 센서 등이어도 된다.
그 외, 본 발명은 상기 실시 형태로 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
100···교정 시스템
200···유량 산출 시스템
10 ···용기
20 ···전자 천칭
30 ···정보 처리 장치
40 ···진공 챔버
50 ···플렉서블 튜브
MFC···유체 제어 기기
L1 ···유출 라인
L2 ···봉입 라인

Claims (5)

  1. 가스가 봉입(封入)되는 용기와,
    상기 용기가 올려진 중량 측정부와,
    상기 용기와 유체 제어 기기를 접속시키고, 상기 가스가 흐르는 가스 라인과,
    상기 중량 측정부에 올려진 상기 용기에 상기 가스를 봉입하는 봉입 라인을 구비하고,
    상기 용기를 상기 중량 측정부에 올린 상태로, 상기 용기로부터 상기 유체 제어 기기에, 또는 상기 유체 제어 기기로부터 상기 용기에 상기 가스를 흘리고, 상기 중량 측정부로부터 출력되는 출력치에 기초하여, 상기 유체 제어 기기에 흐르는 가스 유량을 산출하는 유량 산출 시스템으로서,
    상기 용기 및 상기 중량 측정부가, 감압(減壓)된 감압 챔버 내에 배치되고,
    상기 감압 챔버가, 상기 유체 제어 기기의 교정시에 있어서, 소정의 진공도로 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 산출 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 라인의 일부가, 상기 감압 챔버 내에 위치하는 플렉서블 튜브에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 산출 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 봉입 라인이, 상기 가스 라인에 마련된 합류점에서 합류되어 있고,
    상기 가스 라인에 있어서의 상기 합류점보다도 상기 용기측의 일부가 상기 플렉서블 튜브에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 산출 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 라인 및 상기 봉입 라인의 적어도 일부가, 상기 감압 챔버 내에 있어서 공통화되어 있는 것을 특징으로 하는 유량 산출 시스템.
  5. 가스가 봉입되는 용기를 중량 측정부에 올린 상태로, 상기 용기로부터 유체 제어 기기에, 또는 상기 유체 제어 기기로부터 상기 용기에 상기 가스를 흘리고, 상기 중량 측정부로부터 출력되는 출력치에 기초하여, 상기 유체 제어 기기에 흐르는 상기 가스의 유량을 산출하는 유량 산출 방법으로서,
    상기 용기 및 상기 중량 측정부가, 감압된 감압 챔버 내에 배치되고,
    상기 감압 챔버를, 상기 유체 제어 기기의 교정시에 있어서, 소정의 진공도로 유지하는 것을 특징으로 하는 유량 산출 방법.
KR1020170168575A 2016-12-13 2017-12-08 유량 산출 시스템 및 유량 산출 방법 KR102419164B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-241701 2016-12-13
JP2016241701A JP6762218B2 (ja) 2016-12-13 2016-12-13 流量算出システム及び流量算出方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180068297A KR20180068297A (ko) 2018-06-21
KR102419164B1 true KR102419164B1 (ko) 2022-07-08

Family

ID=62489539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170168575A KR102419164B1 (ko) 2016-12-13 2017-12-08 유량 산출 시스템 및 유량 산출 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10036662B2 (ko)
JP (1) JP6762218B2 (ko)
KR (1) KR102419164B1 (ko)
CN (1) CN108227762A (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020139864A (ja) * 2019-02-28 2020-09-03 株式会社堀場エステック 流量算出システム、流量算出システム用プログラム、流量算出方法、及び、流量算出装置
AT523063B1 (de) * 2019-11-06 2021-05-15 Avl List Gmbh Messverfahren und Messvorrichtung zur Ermittlung eines Durchflusses eines Prozessgases
JP7488524B2 (ja) * 2019-11-29 2024-05-22 株式会社フジキン 流量測定器
CN111337090A (zh) * 2020-03-28 2020-06-26 东风商用车有限公司 发动机冷却水管流量的测量方法及测量系统
EP4160164A1 (de) * 2021-09-29 2023-04-05 Linde GmbH Verfahren und system zur kalibration einer durchflussmessung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005134138A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 精密流量測定方法及び測定装置
US20140216599A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-07 Canadian Standards Association Group Hydrogen dispenser test apparatus and method
WO2015111665A1 (ja) 2014-01-23 2015-07-30 株式会社豊田自動織機 蓄電装置の製造方法、製造装置、注液装置、及び注液方法
JP2017067472A (ja) 2015-09-28 2017-04-06 株式会社タツノ 校正装置及び校正方法
JP2017180612A (ja) 2016-03-29 2017-10-05 岩谷産業株式会社 水素ガスディスペンサーの評価装置、及び車

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823592A (en) * 1988-02-05 1989-04-25 Micro Motion, Inc. Test apparatus for proving the performance of mass flow meters
US5335552A (en) * 1993-07-07 1994-08-09 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Device for accurately measuring mass flow of gases
US6644344B2 (en) * 2001-05-11 2003-11-11 Ashland, Inc. Method and apparatus for metering a flow rate of a fluid
JP3604354B2 (ja) * 2001-06-13 2004-12-22 Ｓｍｃ株式会社 質量流量測定方法および質量流量制御装置
JP4729655B2 (ja) * 2004-10-19 2011-07-20 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 真空質量測定装置
JP4911487B2 (ja) * 2005-07-12 2012-04-04 独立行政法人産業技術総合研究所 混合気体の精密流量及び発熱量測定方法及び装置
JP4591487B2 (ja) * 2007-08-24 2010-12-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両、ハイブリッド車両の告知方法およびその告知方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体
US7909208B2 (en) * 2007-11-30 2011-03-22 International Business Machines Corporation Process of monitoring dispensing of process fluids in precision processing operations
JP5054500B2 (ja) * 2007-12-11 2012-10-24 株式会社フジキン 圧力制御式流量基準器
US8340827B2 (en) * 2008-06-20 2012-12-25 Lam Research Corporation Methods for controlling time scale of gas delivery into a processing chamber
CN202057367U (zh) * 2011-04-22 2011-11-30 合肥科迈捷智能传感技术有限公司 动态补偿式气体流量计
JP2014137250A (ja) * 2013-01-16 2014-07-28 A & D Co Ltd 流量算出機能を有する電子計量装置
US9910448B2 (en) * 2013-03-14 2018-03-06 Christopher Max Horwitz Pressure-based gas flow controller with dynamic self-calibration
US9376345B2 (en) * 2013-06-25 2016-06-28 Carboncure Technologies Inc. Methods for delivery of carbon dioxide to a flowable concrete mix
CN103543758A (zh) * 2013-10-21 2014-01-29 天津市同业科技发展有限公司 一种间接测量并控制液体流量的装置
CN104180861A (zh) * 2014-09-10 2014-12-03 中国测试技术研究院流量研究所 利用质量法检测高压气体充装流量的标准装置及测量方法
CN205640209U (zh) * 2016-05-11 2016-10-12 杨文清 一种液化天然气储气装置
CN106124006B (zh) * 2016-06-16 2019-02-19 日照海达尔加气设备有限公司 一种高精度低温流量计检测系统及其方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005134138A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 精密流量測定方法及び測定装置
US20140216599A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-07 Canadian Standards Association Group Hydrogen dispenser test apparatus and method
WO2015111665A1 (ja) 2014-01-23 2015-07-30 株式会社豊田自動織機 蓄電装置の製造方法、製造装置、注液装置、及び注液方法
JP2017067472A (ja) 2015-09-28 2017-04-06 株式会社タツノ 校正装置及び校正方法
JP2017180612A (ja) 2016-03-29 2017-10-05 岩谷産業株式会社 水素ガスディスペンサーの評価装置、及び車

Also Published As

Publication number Publication date
CN108227762A (zh) 2018-06-29
KR20180068297A (ko) 2018-06-21
US20180164138A1 (en) 2018-06-14
JP6762218B2 (ja) 2020-09-30
JP2018096847A (ja) 2018-06-21
US10036662B2 (en) 2018-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102419164B1 (ko) 유량 산출 시스템 및 유량 산출 방법
JP5079401B2 (ja) 圧力センサ、差圧式流量計及び流量コントローラ
JP5727596B2 (ja) 流量モニタ付圧力式流量制御装置の実ガスモニタ流量初期値のメモリ方法及び実ガスモニタ流量の出力確認方法
US10816434B2 (en) Apparatus and method for leak testing
KR102515913B1 (ko) 가스 공급계의 검사 방법, 유량 제어기의 교정 방법, 및 2차 기준기의 교정 방법
JP5123175B2 (ja) サーマル式質量流量計及びサーマル式質量流量制御装置
US9581483B2 (en) Tank overflow protection system and method
US20140083159A1 (en) Self-calibrating mechanism and self-calibrating method for flow rate sensor, and diagnostic mechanism and diagnostic method for fluid sensor
KR20160051743A (ko) 절대 압력 및 차압 변환기
US20170219398A1 (en) Measuring system for measuring at least one measured variable of a fluid as well as method for operating such a measuring system
JP6607796B2 (ja) 液体供給設備の液位検出装置、液体供給設備の液位検出方法および当該液位検出装置を備えた液体供給設備
US11914407B2 (en) Flow rate control device
US11326921B2 (en) Flow rate measuring method and flow rate measuring device
KR102545945B1 (ko) 유량 제어 시스템 및 유량 측정 방법
KR101283285B1 (ko) 유체 누설 공급 장치
EP2933612A1 (en) Method of determining an internal volume of a filter or a bag device, computer program product and a testing apparatus for performing the method
RU2020119404A (ru) Устройство для определения давления протекающих паров и соответственный способ
Siemionko Design, fabrication, and operation of a system to control FC-72 refrigerant condensation by means of manipulating exiting liquid and vapor flow rates

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant