KR20160044996A

KR20160044996A - 질량 유동 제어기에서의 개선된 표시 유동을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20160044996A
Application number: KR1020147017663A
Authority: KR
Inventors: 알렉세이 브이. 스미르노프
Original assignee: 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2014-01-30
Publication date: 2016-04-26
Also published as: CN104380219A; WO2014135973A1; US10473500B2; WO2014135973A8; TWI618999B; CN104380219B; JP2016513828A; TW201502739A; US20140257720A1; KR102090575B1; JP6600559B2

Abstract

본 발명에 따르면, 질량 유동 제어기로부터 표시 유동을 제공하는 질량 유동 제어기 및 관련된 방법이 개시되어 있다. 이 방법은 질량 유동 제어기에 의해 제어되는 유체의 질량 유동률을 표시하는 측정 유동 신호를 얻는 단계 그리고 측정 유동 신호를 필터링하여 유체의 실제의 질량 유동률의 표현을 제공하는 표시 유동을 발생시키는 단계를 포함할 수 있다. 표시 유동은 질량 유동 제어기의 조작자에게 제공되고, 유체의 질량 유동률의 변화율이 측정 유동 신호의 샘플을 기초로 하여 결정된다. 필터링과 연계하여 사용되는 시간 상수가 그 다음에 질량 유동률의 변화율을 기초로 하여 조정된다.

Description

질량 유동 제어기에서의 개선된 표시 유동을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVED INDICATED FLOW IN MASS FLOW CONTROLLERS}

우선권

본 특허 출원은 발명의 명칭이 "질량 유동 제어기를 위한 리드백 시스템 및 방법(READBACK SYSTEM AND METHOD FOR MASS FLOW CONTROLLERS)"이고 2013년 3월 8일자로 출원되고 그 양수인에게 양도되고 여기에서 참조로 명시적으로 합체되어 있는 임시 출원 제61/775,094호에 대한 우선권을 향유한다.

기술분야

본 발명은 질량 유동 제어 시스템에 관한 것이고, 더 구체적으로 그러나 제한이 아닌 의미로서, 본 발명은 유체의 유동을 감시 및 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

전형적인 질량 유동 제어기(MFC: mass flow controller)는 다른 공정들 중에서 열적 및 건식 식각 등의 산업 공정에서 유체 가스의 유동을 설정, 측정 및 제어하는 장치이다. MFC의 중요한 부분은 장치를 통해 유동되는 가스의 질량 유동률을 측정하는 열 유동 센서이다. 열 유동 센서가 실제의 유동을 측정할 때에, 측정 유동의 표시가 표시 유동 출력을 거쳐 "표시 유동(indicated flow)"으로서 사용자/조작자에게 보고된다. 그러나, 많은 경우에, 열 센서로부터의 실제의 신호가 실제의 유체 유동을 잘못 표현할 수 있고 허위 경보를 생성할 수 있기 때문에 MFC의 사용자/조작자에게 표시 유동으로서 열 센서로부터의 실제의 신호를 보고하는 것은 바람직하지 않다.

질량 유동 제어기(MFC)의 열 유동 센서는 일반적으로 실제의 유동이 급속하게 변화될 때에도 매우 느린 신호를 생성한다. 센서의 응답 시간은 유체 유동의 안정된 제어에 있어서 중요하기 때문에, 열 유동 센서로부터의 느린 신호는 전형적으로 "가속(acceleration)" 필터로써 신호를 처리함으로써 가속된다. 그러나, 이러한 형태의 가속은 또한 신호 노이즈를 증가시키지만, 이러한 "가속 노이즈(acceleration noise)"는 센서를 통해 진행되는 유체 유동의 실제의 노이즈를 반영하지 않고, 이는 신호를 더 급속하게 하는 부작용일 뿐이다. 가속 노이즈는 유동률을 제어하는 알고리즘에 영향을 미치지 않지만, 실제의 유체 유동의 품질에 대해 MFC의 조작자에게 잘못된 인상을 줄 수 있다. 심지어, 가속 노이즈는 처리 장비에서 허위 경보를 촉발할 수 있다. 결국, 허위 경보를 피하기 위해, 가속 노이즈는 MFC 조작자에게 유동을 보고할 때에 최대한 감소되어야 한다.

MFC의 설계로 인해, 어떤 상태 동안에, MFC의 조작자에게 보고하는 것이 바람직하지 않은 MFC 내의 어떤 "내부(internal)" 유동이 있을 수 있다. 이러한 내부 유동은 MFC의 출력부로(처리 장비로) 가지 않지만, 유동 센서를 통과할 수 있고, 실제로 감지된 내부 유동이 처리 장비로 전달되지 않을 때에 처리 장비로 전달되는 실제의 유동으로서 조작자에게 보고될 수 있다. 이러한 내부 유동은, 예컨대 입구 압력이 변화되고 소정량의 유체가 유동 센서를 횡단한 압력을 균등화하도록 "불용 체적(dead volume)"(유동 센서와 밸브 사이의 체적)을 충전할 때에 일어난다. 이러한 유동은 엄밀하게는 내부적인 사항이고, 고객에게 보고되지 않아야 한다.

조작자에게 보고되지 않아야 하는 열 유동 센서의 특징의 또 다른 예로서, 밸브가 매우 급속하게 먼 거리를 이동하는 순간에 센서를 통한 유체 유동의 있을 수 있는 예리한 스파이크(spike)가 있다. 대개, 이들 멀고 빠른 밸브 이동은 0-유동 설정 지점 후에 0이 아닌-유동 설정 지점이 주어질 때에 그리고 그 반대일 때에 일어난다.

(예컨대, 허위 경보를 감소시키기 위해) 조작자에게 제공되는 표시 유동을 필터링하려는 시도가 있었지만, 종래의 접근법들 중 일부는 실제의 동작 상태로부터 상당히 변동될 수 있는 경험적인 파라미터를 이용하기 때문에 많은 경우에 실행 불가능한 것으로 판명된 복잡한 알고리즘에 의존한다.

기존의 필터들 중 많은 것들이 조정 가능한 시간 상수를 갖는 저역 필터("LPF: low pass filter)"이다. 이러한 형태의 필터의 단점은 수용 가능한 표시 유동 출력을 제공하려는 시도에 있어서 시간 상수가 조정되는 방식이다. 대개, 이러한 데이터의 조정은 기준선(설정 지점)으로부터의 허용 유동 편차를 기초로 하여 행해진다. 측정 유동이 설정 지점으로부터 벗어나 특정된 임계치 내에 있을 때에, 필터 시간 상수가 높고, 그에 의해 노이즈 감소가 높다. 그리고, 어떤 이유로, 유동 눈금값(reading)이 특정된 범위로부터 벗어나면, 필터 시간 상수가 순간적으로 감소되고, 그에 의해 높은 노이즈의 표시 유동(noisy indicated flow)을 즉시 생성한다. 유동이 설정 지점으로 재차 복귀됨에 따라, 필터 시간 상수가 서서히 증가되고; 그에 의해 노이즈가 서서히 감소된다. 사용자의 관점으로부터, 이러한 표시 유동의 거동은 순간적인 "유동 진동(flow oscillation)" 또는 불안정성이 있는 것처럼 보이게 하지만, 이들 이탈(aberration)은 표시 유동의 부적당한 필터링의 결과일 뿐이고, 실제의 유동을 표현하지 않는다.

어떤 다른 알고리즘은 측정 수치가 허용 범위(전형적으로, 대략 유동 설정 지점)로부터 벗어나 있는 동안에 측정 유동을 단순히 은폐하고, 이들 알고리즘은 전형적으로 (측정될 때의) 실제의 유동이 설정 지점으로 재차 복귀될 때까지 일정한 유동을 보고하는 표시 유동 출력을 발생시킨다. 그러나, 유동 편차가 과도하게 오랫동안 지속되면, 필터가 즉시 실제의 유동을 보여주기 시작하고, 이것은 실제로 존재하지 않는 표시 유동에서의 유동 스파이크를 생성한다.

따라서, 유체 유동 상태의 표시 유동을 발생시키는데 있어서의 기존의 방법론의 단점을 해결한 신규하고 혁신적인 특징을 제공하는 방법 및/또는 장치에 대한 필요성이 존재한다.

도면에 도시되어 있는 본 발명의 예시 실시예가 아래에 요약되어 있다. 이들 및 다른 실시예는 상세한 설명 섹션에서 더 완전하게 설명되어 있다. 그러나, 이러한 본 발명의 요약에서 또는 상세한 설명에서 설명된 형태로 본 발명을 제한할 의도는 없다는 것이 이해되어야 한다. 특허청구범위에서 표현된 것과 같은 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 수많은 변형, 등가 및 대체 구성이 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 수 있다.

본 발명의 태양은 질량 유동 제어기로부터 표시 유동 출력을 제공하는 방법을 제공할 수 있다. 이 방법은 질량 유동 제어기에 의해 제어되는 유체의 질량 유동률을 표시하는 측정 유동 신호를 얻는 단계 그리고 측정 유동 신호를 필터링하여 유체의 실제의 질량 유동률의 표현을 제공하는 표시 유동 출력을 발생시키는 단계를 포함한다. 표시 유동은 질량 유동 제어기의 조작자에게 제공되고, 유체의 질량 유동률의 변화율이 측정 유동 신호의 샘플을 기초로 하여 결정된다. 필터링과 연계하여 사용되는 시간 상수가 그 다음에 질량 유동률의 변화율을 기초로 하여 조정된다.

본 발명의 또 다른 태양은 유체의 질량 유동률을 표시하는 측정 유동 신호를 제공하는 질량 유동 센서를 포함하는 질량 유동 제어기로서 특징화될 수 있다. 질량 유동 제어기의 프로세서가 측정 유동 신호를 수용하고, 표시 유동 출력을 제공한다. 질량 유동 제어기는 표시 유동을 필터링하는 프로세서로 읽을 수 있는 지시로써 인코딩되는 프로세서에 결합된 비-일시적인 유형의 프로세서로 읽을 수 있는 저장 매체를 또한 포함한다. 지시는 측정 유동 신호를 기초로 하여 유체의 질량 유동률의 변화율을 결정하는 지시 그리고 질량 유동률의 변화율을 기초로 하여 필터링과 연계하여 사용되는 시간 상수를 조정하는 지시를 포함한다.

본 발명의 다양한 목적 및 장점 그리고 더 완전한 이해는 첨부 도면과 연계하여 취해질 때에 다음의 상세한 설명 및 첨부된 특허청구범위를 참조하면 명확해지고 더 용이하게 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 질량 유동 제어기의 예시 실시예를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 표시 유동 구성 요소의 기능 구성 요소를 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 1 및 2에 도시된 실시예와 연계하여 병행될 수 있는 예시의 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 필터 시간 상수의 거동을 도시하는 그래프이다.
도 5는 도 3을 참조하여 설명된 본 발명의 방법에 따른 시간 상수 수치를 도시하는 그래프이다.
도 6a는 도 1 및 2에 도시된 실시예와 연계하여 병행될 수 있는 또 다른 방법을 도시하고 있다.
도 6b는 도 1 및 2에 도시된 실시예와 연계하여 병행될 수 있는 또 다른 방법을 도시하고 있다.
도 7은 도 6b를 참조하여 설명된 방법에 따른 표시 유동 및 필터 시간 상수를 도시하는 그래프이다.
도 8은 도 1 및 2에 도시된 실시예와 연계하여 병행될 수 있는 추가의 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 도 8에 도시된 방법에 따른 예시의 표시 유동의 유동 % 수치 대 시간을 도시하는 그래프이다.
도 10은 도 8에 도시된 방법에 따른 예시의 표시 유동의 유동 % 수치 대 시간을 도시하는 그래프이다.
도 11은 여기에서 설명된 다양한 실시예를 구현하는 데 이용될 수 있는 물리적인 구성 요소를 도시하는 블록도이다.

이제부터 도면을 참조하면, 도 1은 질량 유동 제어기(MFC)(100)의 조작자에게 표시 유동을 보고하기 위한 개선된 방법론을 합체한 MFC(100)를 도시하고 있다. 이들 구성 요소의 도시된 배열은 논리적인 것이고, 실제의 하드웨어 구성도인 것으로 의도되지 않는다. 이와 같이, 구성 요소는 실제의 실시예에서 조합, 추가로 분리, 삭제 및/또는 보충될 수 있다. 당업자에 의해 이해되는 것과 같이, 도 1에 도시된 구성 요소는 하드웨어로 또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어와 조합된 하드웨어로 실시될 수 있다. 더욱이, 본 명세서의 관점에서, 각각의 개별의 구성 요소의 구성은 당업자의 기술 수준 내에서 주지되어 있다.

일부 실시예에서, MFC(100)에 의해 제어되는 유체는 액체(예컨대, 황산)이고, 다른 실시예에서, 가스(예컨대, 질소)이지만, MFC(100)에 의해 전달될 유체는 예컨대 가스 또는 액체 등의 임의의 상의 원소 및/또는 화합물의 혼합물을 포함하는 임의의 종류의 유체일 수 있다는 것이 본 발명과 관련된 당업자에 의해 이해될 것이다. 적용 분야에 따라, MFC(100)는 예컨대 반도체 설비의 장비로 가스 상태(예컨대, 질소) 및/또는 액체 상태(예컨대, 염산)로 유체를 전달할 수 있다. 많은 실시예에서의 MFC(100)는 상이한 형태의 용기(container or vessel)로 고압 및 저온 하에서 유체를 전달하도록 구성된다.

도시된 것과 같이, 이러한 실시예에서, MFC(100)의 기부(105)는 우회부(110)를 포함하고, 우회부를 통해 가스가 유동한다. 우회부(110)는 주 경로(115) 및 센서 튜브(120)를 통해 일정한 비율의 가스를 유도한다. 결국, 센서 튜브(120)를 통한 유체(예컨대, 가스 또는 액체)의 유동률은 MFC(100)의 주 경로(115)를 통해 유동되는 유체의 유동률을 표시한다.

이러한 실시예에서, 센서 튜브(120)는 MFC(100)의 열 질량 유동 센서(123)의 일부인 작은 보어의 튜브이다. 그리고, 도시된 것과 같이, 감지 요소(125, 130)가 센서 튜브(120)의 외부측에 결합(예컨대, 그 주위에 권취)된다. 하나의 예시 실시예에서, 감지 요소(125, 130)는 저항-온도계 요소(예컨대, 전도성 와이어의 코일)이지만, 다른 형태의 센서[예컨대, 저항 온도 검출기(RTD: resistance temperature detector) 및 열전대]가 또한 이용될 수 있다. 더욱이, 다른 실시예는 확실하게 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 상이한 개수의 센서 그리고 센서로부터의 신호를 처리하는 상이한 구조를 이용할 수 있다.

도시된 것과 같이, 감지 요소(125, 130)는 감지-요소 회로(135)에 전기적으로 연결된다. 일반적으로, 감지-요소 회로(135)는 센서 튜브(120)를 통한 유동률을 표시하고 그에 따라 MFC(100)의 주 경로(115)를 통한 유동률을 표시하는 유동 센서 신호(150)를 제공하도록 [감지 요소(125, 130)로부터의 신호(146, 148)에 따라] 구성된다.

도 1에 도시된 것과 같이, 유동 센서 신호(150)는 유동 센서 신호(150)의 처리된 표현인 측정 유동 신호(161)를 발생시키도록 처리 부분(processing portion)(160)에 의해 처리될 수 있다. 예컨대, 측정 유동 신호(161)는 유동 센서 신호(150)의 디지털 표현일 수 있다. 더 구체적으로, 처리 부분(160)은 아날로그-디지털 변환기를 사용하여 유동 센서 신호(150)의 디지털 표현으로 유동 센서 신호(150)를 증폭 및 변환할 수 있다.

당업자에 의해 용이하게 인식되는 것과 같이, 처리 부분(160)은 또한 MFC(100)의 물리적인 특징 및/또는 MFC(100)를 통해 유동되는 유체(예컨대, 가스)의 특성을 기초로 하여 [예컨대, 소정의 교정 계수로써 신호(150)를 조정함으로써] 유동 센서 신호(150)를 조정할 수 있다.

도시된 것과 같이, 측정 유동 신호(161)는 표시 유동 구성 요소(165) 및 제어 구성 요소(170)의 양쪽 모두로 급송된다. 이러한 실시예에서의 제어 구성 요소(170)는 감지 요소(125, 130), 감지-요소 회로(135) 및 처리 부분(160)을 포함하는 제어 시스템의 일부이다. 제어 구성 요소(170)는 일반적으로 제어 밸브(140)의 위치를 제어하도록 제어 신호(180)를 발생시켜, 설정 지점 신호(186)를 기초로 하여 유동률을 제공하도록 구성된다. 제어 밸브(140)는 압전 밸브 또는 솔레노이드 밸브에 의해 구현될 수 있고, 제어 신호(180)는 (압전 밸브의 경우에) 전압 또는 (솔레노이드 밸브의 경우에) 전류일 수 있다.

도시된 것과 같이, 이러한 실시예에서의 표시 유동 구성 요소(165)는 또한 설정 지점 신호(186)를 수용하고, 표시 유동 출력(166)을 거쳐 보고 인터페이스(168)로 표시 유동을 제공한다. 일반적으로, 표시 유동 구성 요소(165)는 측정 유동 신호(161)를 수용하고, 미가공의 측정 유동 신호(161)보다 MFC(100)의 조작자에게 더 유용한 표시 유동을 [표시 유동 신호(166) 및 보고 인터페이스(168)를 거쳐] 제공한다. 예컨대, 표시 유동은 유동률에 대한 급속한 변화 중에 그리고 정상 상태의 동작 중에 실제의 유동의 더 정확한 표현을 제공한다. 종래의 접근법에 비교될 때에, 표시 유동은 더 낮은 노이즈, (실제의 유동을 표현하지 않는) 더 적은 스파이크 그리고 실제의 유동을 표시하지 않는 더 적은 외부 정보를 포함한다.

종래의 접근법과 대조적으로, 도시된 표시 유동 구성 요소(165)는 필터링 구성 요소의 시간 상수를 제어하는 데 설정 지점(또는 다른 특정된 임계치)으로부터 벗어난 유동 편차를 이용하지 않는다. 그 대신에, 여기에서 추가로 논의되는 것과 같이, 표시 유동 구성 요소(165)는 [측정 유동 신호(161)에 의해 표시된 것과 같은] 측정 유동의 변화율을 추적하고, 그에 따라 필터 시간 상수를 조정하여 종래의 접근법보다 상당히 개선된 정확도로써 실제의 유동을 충실하게 추종하는 표시 유동을 제공한다. 결과적으로, 필터 시간 상수는 급격하게 변화되지 않고, 표시 유동에서의 "진동" 또는 스파이크 중 어느 것도 생성하지 않고; 그에 의해 종래의 접근법보다 덜 오해받고 더 유용한 표시 유동 출력(166)을 MFC(100)의 조작자에게 제공한다.

추가로, 여기에서 추가로 더 상세하게 개시되는 것과 같이, 일부 실시예에서의 표시 유동 구성 요소(165)는 또한 MFC(100)의 조작자/사용자에게 보고되지 않아야 하는 (급속한 밸브 개방 또는 폐쇄 중에) 내부 MFC 유동에 의해 유발되는 잘못된 스파이크 및 다른 편차의 보고를 방지하도록 스파이크를 마스킹(mask)하는 데 추가의 방법론을 이용한다. 더욱이, 표시 유동 구성 요소(165)는 또한 예컨대 설정 지점 변화 및/또는 압력 변화로 인해 일어날 수 있는 급속한 유동률 변화 중에 더 매끄럽고 낮은-노이즈의 표시 유동 출력(166)을 생성하는 데 신규 방법을 실시할 수 있다.

예컨대, 많은 모드의 동작에서, 유동률에서의 급속한 변화가 있을 때에[예컨대, 새로운 설정 지점이 MFC(100)에 주어질 때에], 표시 유동 필터의 시간 상수가 최소 수치로 설정되고, 그에 의해 실제의 유동을 표현하는 데 근접한 급속 표시 유동 출력(166)을 제공하지만, 이러한 급속 표시 유동은 매우 높은 노이즈를 갖는 경향이 있다. 여기에서 개시되는 개선된 스무딩 알고리즘(smoothing algorithm)의 실시는 상당히 낮은 노이즈를 갖는 실제의 유동 눈금에 근접한 표시 유동을 제공한다.

다음에 도 2를 참조하면, 표시 유동 구성 요소(165)의 기능 구성 요소를 도시하는 블록도가 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 이러한 실시예에서, 표시 유동 구성 요소(165)는 안정 유동 구성 요소(200), 급속 변화 구성 요소(202), 시간 상수 구성 요소(204), 필터(206) 및 스파이크 마스크/스무딩 구성 요소(208)를 포함한다. 도시된 것과 같이, 안정 유동 구성 요소(200) 및 급속 변화 구성 요소(202)는 양쪽 모두가 필터(206)에 시간 상수를 제공하는 시간 상수 구성 요소(204)에 결합된다. 이러한 실시예에서, 센서 출력(150)의 측정 유동 신호(161)는 안정 유동 구성 요소(200), 급속 변화 구성 요소(202), 필터(206) 및 스파이크 마스크/스무딩 구성 요소(208)에 측정 유동의 표시를 제공한다. 도시된 구성 요소들 중 하나 이상이 실제의 실시예에서 조합, 추가로 분리, 제거 및/또는 보충될 수 있고, 이들 구성 요소는 하드웨어로 또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어와 조합된 하드웨어로 실시될 수 있다는 것이 인식되어야 한다.

당업자에 의해 이해되는 것과 같이, 필터(206)는 시간 상수 구성 요소(204)로부터의 시간 상수 신호를 기초로 하여 실제의 질량 유동률을 잘못 표현하는 측정 유동 신호의 더 높은 주파수를 감쇠시키는 저역 필터를 포함한다. 아래에서 논의되는 것과 같이, 안정 유동 구성 요소(200) 및 급속 변화 구성 요소(202)는 시간 상수 구성 요소(204)에 입력을 제공하도록 동작되고, 이것은 결국 필터(206)에 제공된 시간 상수를 변경시킨다.

이러한 실시예에서의 안정 유동 구성 요소(200)는 일반적으로 상대 안정 모드의 동작 중에 측정 유동의 변화율을 추적하고 그에 따라 필터 시간 상수를 조정하여 개선된 정확도로써 실제의 유동을 충실하게 추종하는 표시 유동을 제공하도록 시간 상수 구성 요소(204)와 연계하여 동작된다. 결과적으로, 필터 시간 상수는 급격하게 변화되지 않고, 표시 유동에서의 "진동" 또는 스파이크 중 어느 것도 생성하지 않는다.

여기에서 추가로 논의되는 것과 같이, 급속 변화 구성 요소(202)는 설정 지점(186)에 대한 변화, 동작 압력에서의 변화, 또는 유동률에 영향을 미치는 어떤 다른 인자에 의해 유발될 수 있는 질량 유동률에 대한 급격한 변화가 있을 때에 결합된다. 결합될 때에, 급속 변화 구성 요소(202)는 [필터(206)에 의해 이용되는] 시간 상수가 신속하게 변화되게 하여 지연 또는 부동 시간 없이 더 정확한 표시 유동을 제공하도록 시간 상수 구성 요소(204)와 연계하여 동작된다.

이러한 실시예에서의 스파이크 마스크/스무딩 구성 요소(208)는 필터(206)에 의해 이용되는 시간 상수에 영향을 미치지 않지만, MFC(100)에 대해 내부에 있는 유동 역학적 관계에 의해 유발되는[예컨대, 밸브(140)의 개방 및 폐쇄에 의해 유발되는] 잘못된 스파이크 및 편차의 보고를 감소시킨다. 더욱이, 스파이크 마스크/스무딩 구성 요소(208)는 또한 MFC(100)를 통한 질량 유동률에 대한 급속한 변화가 있을 때에 낮은 노이즈를 갖는 더 매끄러운 표시 유동을 생성하도록 동작된다.

다음에 도 3을 참조하면, 안정 유동 구성 요소(200)에 의해 수행될 수 있는 방법을 도시하는 흐름도가 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 측정 유동 신호(161)의 샘플은 유동의 변화율이 결정될 수 있게 하도록 소정 시간 간격 내에서 얻어진다(블록 300, 302). 예컨대, 측정 유동의 변화율은 고정된 시간 간격 내에서 취해지는 2개의 유동 눈금값을 감산함으로써 계산될 수 있고, 더 정확한 계산을 위해, 평균된 눈금값이 사용된다(예컨대, 10개 지점의 이동 평균이 사용될 수 있다). 여러 개의 실시예에서, 급속 변화 구성 요소(202)는 실제의 유동의 변화율을 계속적으로 추적한다.

도시된 것과 같이, 최소 시간 상수가 그 다음에 결정된 변화율을 기초로 하여 결정된다(블록 304). 많은 실시예에서, 최대 시간 상수는 변화율의 진폭에 반비례하고 특정된 오차에 비례한다. 이러한 접근법은 실제의 유동과 보고된 유동 사이의 차이가 임의의 유동 변화율에서 특정된 오차보다 작아지게 한다. 일부 실시예에서, 최대 시간 상수는 다음과 같이 계산될 수 있다. 즉,

TCmax = A*오차/변화율

여기에서 A는 시스템의 샘플링 속도 그리고 "TCmax", "오차" 및 "변화율" 수치의 단위에 의존하는 스케일링 계수(scaling coefficient)이다.

도시된 것과 같이, 유동률에서의 급속한 변화로 이어지는 설정 지점 변화 또는 다른 이벤트(예컨대, 상당한 압력 변화)가 있으면(블록 306), 급속 변화 구성 요소(202)가 도 6a 및 6b를 참조하여 더 상세하게 논의되는 것과 같이 시간 상수 구성 요소(204)의 제어를 다루도록 결합된다(블록 308). 설정 지점 변화(또는 유동률에 급격하게 영향을 미치는 다른 이벤트)가 없으면(블록 306), 시간 상수가 증가된다(블록 310). 시간 상수는 최대 허용 시간 상수에 도달될 때까지 모든 제어 루프 사이클에서 1(또는 다른 일정한 수치)만큼 증분될 수 있다(블록 312).

도시된 것과 같이, 현재의 시간 상수가 최대 허용 시간 상수를 초과하면(블록 312), 시간 상수가 최대 수치로 설정되고(블록 314), 측정 유동의 변화율이 계속하여 추적되고, 최대 시간 상수는 도 3에 도시된 루프가 반복됨에 따라 그에 따라 조정된다. 일부 실시예에서, 시간 상수의 사용자-한정 범위가 요구된 보증 수준의 노이즈 감소를 제공하도록 (예컨대, 최소 및 최대 시간 상수로) 적용될 수 있다.

도 4 및 5를 참조하면, 종래 기술의 접근법에서의 필터 시간 상수의 수치 그리고 도 3의 본 발명의 방법에 따른 시간 상수의 수치를 각각 도시하는 그래프가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 것과 같이, 일부의 종래 기술의 접근법에서, 필터 시간 상수가 기준선(설정 지점)으로부터 벗어난 허용 유동 편차 범위(400)를 기초로 하여 조정된다. 도 4에 도시된 것과 같이, 측정 유동이 100% 유동의 설정 지점의 유동 편차 범위(400) 내에 있을 때에, 필터 시간 상수가 높고, 그에 의해 노이즈 감소가 높다. 그리고, 어떤 이유로, 유동 눈금값이 (예컨대, 시간 t₁ 및 t₂에 도시된 것과 같이) 특정된 범위(400)를 벗어나면, 필터 시간 상수가 급격하게 감소되고, 그에 의해 높은 노이즈의 표시 유동을 즉시 생성한다. 유동이 설정 지점으로 재차 복귀됨에 따라, 필터 시간 상수가 서서히 증가되고; 그에 의해 노이즈가 서서히 감소된다. 사용자의 관점으로부터, 이러한 표시 유동 거동은 순간적인 "유동 진동" 또는 "불안정성"이 있는 것처럼 보이게 하지만, 이들 이탈은 부적당한 필터링의 결과일 뿐이고, 실제의 유동을 표현하지 않는다.

도 4에 도시된 종래 기술의 모드의 동작과 대조적으로, 도 3에서의 방법론은 도 5에 도시된 것과 같이 급격하게 변화되지 않고 표시 유동에서의 "진동" 및 스파이크를 감소시키는 필터 시간 상수를 생성한다. 도시된 것과 같이, 필터 시간 상수는 유동률의 변화율에 따라 급격한 계단형 변화 없이 변동되고, 결국, 표시 유동은 낮은 노이즈를 갖는다. 그리고, 사용자/조작자에 의해 관찰될 때에, 표시 유동은 유동 진동 또는 불안정성이 있는 것처럼 보이지 않는다.

다음에 도 6a 및 6b를 참조하면, (예컨대, 설정 지점 변화로 인한) 유동률에서의 급속한 변화에 따라 급속 변화 구성 요소(202)에 의해 병행될 수 있는 대체의 방법이 도시되어 있다. 설명의 용이화를 위해, 설정 지점에서의 변화는 설정 지점에서의 증가인 것으로 가정되지만, 도 6a 및 6b에 도시된 방법은 또한 아래에서 여기에서 추가로 논의되는 것과 같이 설정 지점 감소에 따라 적용된다.

도 6b에 도시된 방법은 오버슈트(overshoot) 및 약간의 진동이 예측되면 도 6a에 도시된 방법보다 유리할 수 있다. 아래에서 설명되는 것과 같이, 도 6b에서의 방법은 측정 신호가 설정 지점을 초과하게 하고 그 다음에 설정 지점 아래로 떨어지게 한다. 또는 설정 지점 감소의 경우에, 측정 유동은 설정 지점 아래로 떨어지게 되고 그 다음에 도 3에 도시된 안정 유동 방법론이 재차 이용되기 전에 설정 지점을 초과하게 된다.

도 6a 및 6b에 도시된 방법의 양쪽 모두에 도시된 것과 같이, 현재의 시간 상수는 비교적 적은 필터링을 적용하는 수치로 설정된다(블록 600). 예컨대, 시간 상수는 설정 지점 변화에 따라 최소 수치, 무-필터링 또는 다른 낮은-수준의 수치를 적용하도록 설정될 수 있다. 예컨대, 도 7은 설정 지점에서의 증가 그리고 시간 상수에서의 대응하는 하락을 도시하는 그래프이다.

도 6a 및 6b에 도시된 것과 같이, 타이머가 시작되고(블록 602), (시간 상수가 비교적 낮은 수치로 설정된 후에) 설정 시간이 만료되지도 않고(블록 604) 측정 유동이 설정 지점을 초과하지도 않으면(블록 606), 시간 상수는 비교적 낮은 수준에서 유지된다. 그러나, 타이머가 만료되면(블록 604), 도 6a 및 6b에 도시된 알고리즘이 완료되고, 안정 유동 구성 요소(200)가 급속 변화 구성 요소(202)로부터의 시간 상수 구성 요소의 제어를 다루도록 재결합된다.

도 6a에 도시된 방법에서, 시간이 만료되지 않고(블록 604) 유동이 설정 지점을 초과하면(블록 606), 도 6a에 도시된 알고리즘이 완료되고, 안정 유동 구성 요소(200)가 급속 변화 구성 요소(202)로부터의 시간 상수 구성 요소(204)의 제어를 다루도록 재결합된다. 설정 지점 변화가 유동 설정 지점에서의 감소이면, 도 6a에 도시된 알고리즘은 유동이 감소된 설정 지점 아래로 떨어질 때에 결합 해제된다.

도 6a에 도시된 방법과 대조적으로, 도 6b에 도시된 방법에서, 유동이 설정 지점을 초과하지만(블록 606), 유동이 설정 지점 아래로 재차 떨어지지 않으면(블록 608), 시간 상수가 비교적 낮은 수준에서 유지된다. 그리고, 유동이 설정 지점 아래로 재차 떨어지면(블록 608), 안정 유동 구성 요소(200)가 급속 변화 구성 요소(202)로부터의 시간 상수 구성 요소(204)의 제어를 다루도록 재결합되고, 시간 상수에 대한 증가를 촉진한다. 예컨대, 도 7은 설정 지점에 대한 표시 유동 및 필터 시간 상수를 도시하는 그래프이다. 도시된 것과 같이, 안정 유동 구성 요소(200)는 유동률이 설정 지점 아래로 떨어진 후에(설정 지점을 초과한 후에) 시간 상수를 증가시키도록 재결합된다.

다음에 도 8을 참조하면, 표시 유동 출력(166)을 매끄럽게 하고 스파이크를 감소시키는 스파이크 마스크/스무딩 구성 요소(208)와 관련된 방법을 도시하는 흐름도가 도시되어 있다. 많은 실시예에서, 스파이크 마스크/스무딩 구성 요소(208)는 도 6a 또는 6b 중 어느 한쪽에 도시된 알고리즘과 연계하여 도 8에 도시된 알고리즘을 실행하도록 급속 변화 구성 요소(202)와 병행하여 동작된다. 도 6a 및 6b를 참조하여 위에서 논의된 것과 같이, 설정 지점 변화가 있을 때에, 급속 변화 구성 요소(202)가 실제의 유동에 근접한 급속 표시 유동 출력(166)을 제공하도록 비교적 낮은 수치(예컨대, 최소 수치)로 필터(206)에 적용되는 시간 상수를 설정하지만, 필터(206)가 시간 상수 기반이기 때문에 노이즈를 제거하지 못한다. 결국, 스파이크 마스크/스무딩 구성 요소(208)는 시간 상수가 낮은(예컨대, 잠재적으로 최소) 수치로 설정될 때에 필터링되지 않은 노이즈를 제거한다.

설명의 용이화를 위해, 도 8과 연계하여, 밸브는 (예컨대, 더 높게 설정되는 설정 지점에 따라) 신속하게 개방되는 것으로 가정되지만, 밸브가 (예컨대, 설정 시간 감소에 따라) 신속하게 폐쇄될 때에 (반대 비교를 사용한) 유사한 알고리즘이 이용된다. 도 8에 도시된 것과 같이, 밸브(140)가 신속하게 개방 또는 폐쇄되게 하는 이벤트(예컨대, 설정 지점에서의 변화)가 있으면, 표시 유동의 마지막 수치가 위치 변화 전에 기준 지점으로서 메모리 내에 보유된다(블록 800).

도 8에 도시된 것과 같이, 유동이 측정되고(블록 802), 측정 유동률이 기준 지점보다 낮지 않으면(블록 804), 기준 지점이 측정 유동으로 설정되고(블록 806), 그 다음에 표시 유동으로서 보고된다(블록 808). 그러나, 측정 유동률이 기준 지점보다 낮으면(블록 804), 측정 유동이 기준 지점에 도달될 때까지(블록 810) 기준 지점이 보고된다(블록 808). 예컨대, 도 9를 참조하면, 시간 t1에서 설정 지점에서의 변화가 있을 때의 경우가 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 설정 지점에서의 변화 전에, 표시 유동은 0 유동을 보고하고, 결국, 기준 지점은 초기에 0 유동으로 설정된다. 도 9에 도시된 것과 같이, 설정 지점이 시간 t1에서 증가된 후에, 측정 유동 신호에서의 상당량의 노이즈가 있지만, 기준 지점은 측정 유동이 시간 t2에서 기준 지점까지 상승될 때까지 표시 유동 수치로서 보고되고; 그에 의해 시간 t1과 t2 사이의 측정 유동에서의 노이즈는 MFC(100)의 사용자/조작자에게 보고되지 않는다.

노이즈에 추가하여, 스파이크 마스크/스무딩 구성 요소(208)는 또한 측정 유동 신호에서 일어날 수 있는 스파이크를 제거한다. 예컨대, 도 10에 도시된 것과 같이, 설정 지점이 시간 t1에서 증가된 후에, 측정 유동이 기준 지점 아래로 떨어지지만, 기준 지점(0 유동)은 측정 유동이 시간 t2에서 기준 지점까지 상승될 때까지 표시 유동 수치로서 계속하여 보고되고; 그에 의해 시간 t1과 t2 사이의 측정 유동에서의 스파이크는 MFC(100)의 사용자/조작자에게 보고되지 않는다.

도 9 및 10의 양쪽 모두에 도시된 것과 같이, 측정 유동이 설정 지점 변화에 따라 증가됨에 따라, 기준 지점은 측정 유동이 현재의 기준 지점 아래로 낙하되지 않으면(블록 804) 측정 유동이 설정 지점에 도달될 때까지(블록 810) 도 8에 도시된 알고리즘의 각각의 반복 중에 측정 유동으로 설정된다(블록 806). 도 9 및 10에 도시된 것과 같이, 측정 유동이 현재의 기준 지점 아래에 있을 때에(블록 804), 현재의 기준 지점이 측정 유동 대신에 표시 유동으로서 보고된다(블록 808). 이러한 방식으로, (급속 변화 구성 요소에 의해 설정된 낮은 시간 상수로 인해) 표시 유동 출력(166) 내에 통상적으로 존재하는 노이즈 및 임의의 스파이크가 제거된다.

다음에 도 11을 참조하면, 도 1을 참조하여 설명된 MFC(100)를 구현하는 데 이용될 수 있는 물리적인 구성 요소를 도시하는 블록도(1100)가 도시되어 있다. 도시된 것과 같이, 디스플레이 구성 요소(1112) 및 비휘발성 메모리(1120)가 버스(1122)에 결합되고, 버스(1122)는 또한 랜덤 액세스 메모리("RAM")(1124), (N개의 처리 구성 요소를 포함하는) 처리 부분(1126), 솔레노이드 또는 피에조 타입의 밸브(1130)와 통신되는 밸브 구동 요소(1128), 인터페이스 구성 요소(1132), 통신 구성 요소(1134) 그리고 질량 유동 센서(1136)에 연결된다. 도 11에 도시된 구성 요소는 물리적인 구성 요소를 표현하지만, 도 11은 하드웨어 구성도인 것으로 의도되지 않고; 그에 의해 도 11에 도시된 구성 요소 중 많은 것들이 통상의 구조물에 의해 구현될 수 있거나 추가의 물리적인 구성 요소들 사이에 분포될 수 있다. 더욱이, 다른 기존의 그리고 아직 개발되지 않은 물리적인 구성 요소 및 구조가 도 11을 참조하여 설명된 기능 구성 요소를 실시하는 데 이용될 수 있다는 것이 확실히 고려되어야 한다.

이러한 디스플레이 구성 요소(1112)는 일반적으로 사용자에게 내용물의 표시를 제공하도록 동작되고, 여러 개의 실시예에서, 디스플레이는 LCD 또는 OLED 디스플레이에 의해 구현된다. 예컨대, 디스플레이(1112)는 표시 유동의 그래픽 또는 수치적 표현으로서 표시 유동을 제공할 수 있다. 일반적으로, 비휘발성 메모리(1120)는 데이터 그리고 도 2에 도시된 기능 구성 요소와 관련되는 코드를 포함하는 실행 가능한 코드를 저장(예컨대, 지속적으로 저장)하도록 기능한다. 예컨대, 일부 실시예에서, 비휘발성 메모리(1120)는 부트로더 코드(bootloader code), 소프트웨어, 작동 시스템 코드, 파일 시스템 코드 그리고 도 2와 연계하여 논의된 구성 요소의 하나 이상의 부분의 실시를 용이하게 하는 코드를 포함한다. 대체 실시예에서, 전용 하드웨어가 도 2에 도시된 1개 이상의 구성 요소를 실시하는 데 이용될 수 있다. 예컨대, 디지털 신호 프로세서가 도 2에 도시된 필터를 구현하는 데 이용될 수 있다.

많은 실시예에서, 비휘발성 메모리(1120)는 플래시 메모리(예컨대, NAND 또는 ONENAND 메모리)에 의해 구현되지만, 다른 메모리 타입이 이용될 수 있다는 것이 확실히 고려되어야 한다. 비휘발성 메모리(1120)로부터 코드를 실행하는 것이 가능할 수 있지만, 비휘발성 메모리(1120) 내의 실행 가능한 코드는 전형적으로 RAM(1124) 내로 로딩되고, 처리 부분(1126) 내의 N개의 처리 구성 요소 중 하나 이상에 의해 실행된다. 도시된 것과 같이, 처리 구성 요소(1126)는 제어 구성 요소(170)에 의해 수행된 기능에 의해 이용되는 아날로그 온도 및 압력 입력을 수용할 수 있다.

RAM(1124)과 연계된 N개의 처리 구성 요소는 일반적으로 비휘발성 메모리(1120) 내에 저장된 지시를 실행하여 도 2에 도시된 기능 구성 요소를 실행하도록 동작된다.

인터페이스 구성 요소(1132)는 일반적으로 사용자가 MFC(100)와 상호 작용할 수 있게 하는 1개 이상의 구성 요소를 표현한다. 예컨대, 인터페이스 구성 요소(1132)는 키패드, 터치 스크린 및 1개 이상의 아날로그 또는 디지털 제어부를 포함할 수 있고, 인터페이스 구성 요소(1132)는 설정 지점 신호(186)로 사용자로부터의 입력을 바꾸는 데 사용될 수 있다. 그리고, 통신 구성 요소(1134)는 일반적으로 MFC(100)가 외부 네트워크 그리고 외부 처리 장비를 포함하는 장치와 통신할 수 있게 한다. 예컨대, 표시 유동은 통신 구성 요소(1134)를 거쳐 외부 장치에 통신될 수 있다. 통신 구성 요소(1134)는 다양한 무선[예컨대, 와이파이(WiFi)] 및 유선[예컨대, 이더넷(Ethernet)] 통신을 가능케 하는 (예컨대, 이들 통신을 가능케 하도록 합체 또는 분포되는) 구성 요소를 포함할 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다.

도 11에 도시된 질량 유동 센서(1136)는 도 1에 도시된 질량 유동 센서(123)를 구현하도록 당업자에게 공지된 구성 요소의 집합을 도시하고 있다. 이들 구성 요소는 감지 요소, 증폭기, 아날로그-디지털 변환 구성 요소 및 필터를 포함할 수 있다.

여기에서 논의된 정보 및 신호는 다양한 상이한 기술들 중 임의의 기술을 사용하여 표현될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예컨대, 위의 설명 전체에 걸쳐 인용될 수 있는 데이터, 지시, 명령, 정보, 신호, 비트, 부호 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 자기 입자, 광학 필드 또는 광학 입자 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수 있다.

여기에서 개시된 실시예와 연계하여 설명되는 다양한 예시의 논리 블록, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계는 도 11에 도시된 것들 이외의 대체의 구성 요소에 의해 실시될 수 있다는 것이 또한 당업자에 의해 이해될 것이다. 이러한 하드웨어 그리고 소프트웨어와 조합된 하드웨어의 상호 교환성을 명확하게 예시하기 위해, 다양한 예시의 구성 요소, 블록, 모듈, 회로 및 단계가 대체로 이들의 기능의 관점에서 위에서 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 펌웨어 및/또는 소프트웨어와 조합된 하드웨어로서 실시되는 지는 특정한 적용 분야 그리고 전체적인 시스템 상에 부과되는 설계 구속 요건에 의존한다. 당업자라면 각각의 특정한 적용 분야에 대해 다양한 방식으로 설명된 기능을 실시할 수 있지만, 이러한 실시 결정은 본 발명의 범주로부터 벗어나는 것으로서 해석되지 않아야 한다.

더 구체적으로, 여기에서 개시된 실시예와 연계하여 설명되는 다양한 예시의 논리 블록, 모듈 및 회로는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 반도체(ASIC), 필드 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍 가능한 논리 장치, 별개의 게이트(discrete gate) 또는 트랜지스터 로직, 별개의 하드웨어 구성 요소, 또는 여기에서 설명된 기능을 수행하도록 설계되는 이들의 임의의 조합으로써 실시 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대체예에서, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러 또는 상태 기계일 수 있다. 프로세서는 또한 계산 장치의 조합 예컨대 DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수개의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연계된 1개 이상의 마이크로프로세서, 또는 어떤 다른 이러한 구성으로서 실시될 수 있다.

여기에서 개시된 실시예와 연계하여 설명된 방법 또는 알고리즘(예컨대, 도 3, 6a, 6b 및 8에 도시된 알고리즘)의 단계는 직접적으로 하드웨어로, (예컨대, 도 11에 도시된 것과 같은) 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이들 2개의 조합으로 실시될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리[예컨대, 비휘발성 메모리(1120)], ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터(register), 하드 디스크, 제거 가능한 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에서 공지된 어떤 다른 형태의 저장 매체와 같은 비-일시적인 프로세서로 읽을 수 있는 매체에 속할 수 있다. 예시의 저장 매체는 프로세서에 결합될 수 있고, 이러한 프로세서는 저장 매체에 대해 정보를 읽고 쓸 수 있다. 대체예에서, 저장 매체는 프로세서에 합체될 수 있고, 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 속할 수 있다.

개시된 실시예의 이전의 설명은 당업자가 본 발명을 제조 또는 사용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시예에 대한 다양한 변형이 당업자에게 용이하게 명확할 것이고, 여기에서 한정된 일반적인 원리는 본 발명의 사상 또는 범주로부터 벗어나지 않으면서 다른 실시예에 적용될 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 여기에서 예시된 실시예에 제한되도록 의도되지 않고, 여기에서 개시된 원리 및 신규 특징에 따른 가장 넓은 범주와 일치되어야 한다.

Claims

질량 유동 제어기로부터 표시 유동을 제공하는 방법이며,
질량 유동 제어기에 의해 제어되는 유체의 질량 유동률을 표시하는 측정 유동 신호를 얻는 단계와;
측정 유동 신호를 필터링하여, 유체의 실제의 질량 유동률의 표현을 제공하는 표시 유동을 발생시키는 단계와;
질량 유동 제어기의 조작자에게 표시 유동을 제공하는 단계와;
측정 유동 신호를 샘플링하고, 측정 유동 신호의 샘플을 기초로 하여 유체의 질량 유동률의 변화율을 결정하는 단계와;
질량 유동률의 변화율을 기초로 하여 필터링과 연계하여 사용되는 시간 상수를 조정하는 단계
를 포함하는
질량 유동 제어기로부터 표시 유동을 제공하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 최대 시간 상수에 도달될 때까지 또는 질량 유동률의 변화율이 임계치를 초과할 때까지 시간 상수를 증가시키는 단계
를 포함하는
질량 유동 제어기로부터 표시 유동을 제공하기 위한 방법.
제2항에 있어서, 새로운 설정 지점으로의 설정 지점 변화가 있을 때에,
시간 상수를 감소시키는 단계와;
타이머를 개시시켜, 시간 상수가 감소된 이후로부터 만료된 시간을 추적하는 단계와;
새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 증가이면 측정 유동률이 설정 지점을 초과할 때까지 또는 새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 감소이면 측정 유동률이 설정 지점 아래로 떨어질 때까지 중 어느 하나, 또는 만료된 시간이 시간 임계치에 도달될 때까지, 감소된 수준에서 시간 상수를 유지하는 단계
를 포함하는
질량 유동 제어기로부터 표시 유동을 제공하기 위한 방법.
제3항에 있어서, 측정 유동률이,
새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 증가이면 설정 지점을 초과하고 그 다음에 설정 지점 아래로 떨어질 때까지; 또는
새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 감소이면 설정 지점 아래로 떨어지고 그 다음에 설정 지점을 초과할 때까지
감소된 수준에서 시간 상수를 유지하는 단계
를 포함하는
질량 유동 제어기로부터 표시 유동을 제공하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 설정 지점이 새로운 설정 지점으로 변화될 때에,
기준 지점으로서 메모리 내에 표시 유동의 마지막 수치를 보유하는 단계로서, 표시 유동의 마지막 수치는 표시 유동이 제공되는 질량 유동률인, 단계와;
측정 유동률이 새로운 설정 지점에 도달되지 않은 동안에 스무딩 동작을 수행하는 단계로서, 스무딩 동작은,
측정 유동률이 기준 지점보다 낮으면 표시 유동으로써 조작자에게 기준 지점을 제공하는 단계와;
측정 유동률이 기준 지점보다 낮지 않으면 측정 유동률로 기준 지점을 설정하고 표시 유동으로써 조작자에게 기준 지점을 제공하는 단계를 포함하는, 단계
를 포함하는
질량 유동 제어기로부터 표시 유동을 제공하기 위한 방법.
질량 유동 제어기이며,
유체의 질량 유동률을 표시하는 측정 유동 신호를 제공하는 질량 유동 센서와;
측정 유동 신호를 수용하고 표시 유동 출력을 제공하는 프로세서와;
프로세서에 결합되고 측정 유동 신호를 필터링하여 표시 유동 출력을 제공하는 프로세서로 읽을 수 있는 지시로써 인코딩되는 비-일시적인 유형의 프로세서로 읽을 수 있는 저장 매체
를 포함하고,
프로세서로 읽을 수 있는 지시는
측정 유동 신호를 기초로 하여 유체의 질량 유동률의 변화율을 결정하는 지시와;
질량 유동률의 변화율을 기초로 하여 필터링과 연계하여 사용되는 시간 상수를 조정하는 지시를 포함하는,
질량 유동 제어기.
제6항에 있어서, 비-일시적인 유형의 프로세서로 읽을 수 있는 저장 매체는 최대 시간 상수에 도달될 때까지 또는 질량 유동률의 변화율이 임계치를 초과할 때까지 시간 상수를 증가시키는 지시를 포함하는 프로세서로 읽을 수 있는 지시로써 인코딩되는
질량 유동 제어기.
제7항에 있어서, 비-일시적인 유형의 프로세서로 읽을 수 있는 저장 매체는 프로세서로 읽을 수 있는 지시로써 인코딩되고, 프로세서로 읽을 수 있는 지시는,
새로운 설정 지점으로의 설정 지점 변화가 있을 때에,
시간 상수를 감소시키는 지시와;
타이머를 개시시켜, 시간 상수가 감소된 이후로부터 만료된 시간을 추적하는 지시와;
측정 유동률이 새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 증가이면 설정 지점을 초과할 때까지 또는 새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 감소이면 설정 지점 아래로 떨어질 때까지 중 어느 하나, 또는 만료된 시간이 시간 임계치에 도달될 때까지, 감소된 수준에서 시간 상수를 유지하는 지시
를 포함하는
질량 유동 제어기.
제8항에 있어서, 비-일시적인 유형의 프로세서로 읽을 수 있는 저장 매체는 프로세서로 읽을 수 있는 지시로써 인코딩되고, 프로세서로 읽을 수 있는 지시는,
측정 유동률이,
새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 증가이면 설정 지점을 초과하고 그 다음에 설정 지점 아래로 떨어질 때까지; 또는
새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 감소이면 설정 지점 아래로 떨어지고 그 다음에 설정 지점을 초과할 때까지
감소된 수준에서 시간 상수를 유지하는 지시
를 포함하는
질량 유동 제어기.
제6항에 있어서, 비-일시적인 유형의 프로세서로 읽을 수 있는 저장 매체는 프로세서로 읽을 수 있는 지시로써 인코딩되고, 프로세서로 읽을 수 있는 지시는,
기준 지점으로서 메모리 내에 마지막 표시 유동 수치를 저장하는 지시로서, 마지막 표시 유동 수치는 표시 유동 출력으로서 제공되는 질량 유동률 수치인, 지시와;
측정 유동률이 새로운 설정 지점에 도달되지 않은 동안에 스무딩 동작을 수행하는 지시로서, 스무딩 동작은,
측정 유동률이 기준 지점보다 낮으면 표시 유동 출력으로서 기준 지점을 제공하는 단계와;
측정 유동률이 기준 지점보다 낮지 않으면 측정 유동률로 기준 지점을 설정하고 표시 유동 출력으로서 기준 지점을 제공하는 단계를 포함하는, 지시
를 포함하는
질량 유동 제어기.
질량 유동 제어기이며,
질량 유동 제어기에 의해 제어되는 유체의 질량 유동률을 표시하는 측정 유동 신호를 얻는 수단과;
측정 유동 신호를 필터링하여, 유체의 실제의 질량 유동률의 표현을 제공하는 표시 유동을 발생시키는 수단과;
질량 유동 제어기의 조작자에게 표시 유동을 제공하는 수단과;
측정 유동 신호를 샘플링하고, 측정 유동 신호의 샘플을 기초로 하여 유체의 질량 유동률의 변화율을 결정하는 수단과;
질량 유동률의 변화율을 기초로 하여 필터링과 연계하여 사용되는 시간 상수를 조정하는 수단
을 포함하는
질량 유동 제어기.
제11항에 있어서, 최대 시간 상수에 도달될 때까지 또는 질량 유동률의 변화율이 임계치를 초과할 때까지 시간 상수를 증가시키는 수단
을 포함하는
질량 유동 제어기.
제12항에 있어서, 새로운 설정 지점으로의 설정 지점 변화가 있을 때에,
시간 상수를 감소시키는 수단과;
타이머를 개시시켜 시간 상수가 감소된 이후로부터 만료된 시간을 추적하는 수단과;
측정 유동률이 새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 증가이면 설정 지점을 초과할 때까지 또는 측정 유동률이 새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 감소이면 설정 지점 아래로 떨어질 때까지 중 어느 하나, 또는 만료된 시간이 시간 임계치에 도달될 때까지, 감소된 수준에서 시간 상수를 유지하는 수단
을 포함하는
질량 유동 제어기.
제13항에 있어서, 측정 유동률이,
새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 증가이면 설정 지점을 초과하고 그 다음에 설정 지점 아래로 떨어질 때까지; 또는
새로운 설정 지점이 설정 지점에서의 감소이면 설정 지점 아래로 떨어지고 그 다음에 설정 지점을 초과할 때까지
감소된 수준에서 시간 상수를 유지하는 수단
을 포함하는
질량 유동 제어기.
제14항에 있어서, 설정 지점이 변화될 때에,
기준 지점으로서 메모리 내에 마지막 표시 유동 수치를 저장하는 수단으로서, 마지막 표시 유동 수치는 표시 유동이 제공되는 질량 유동률인, 수단과;
측정 유동률이 새로운 설정 지점에 도달되지 않은 동안에 스무딩 동작을 수행하는 수단으로서, 스무딩 동작은,
측정 유동률이 기준 지점보다 낮으면 표시 유동으로써 기준 지점을 제공하는 수단과;
측정 유동률이 기준 지점보다 낮지 않으면 측정 유동률로 기준 지점을 설정하고 표시 유동으로써 기준 지점을 제공하는 수단을 포함하는, 수단
을 포함하는
질량 유동 제어기.