KR20210114889A - 유량 진단 장치, 유량 진단 방법, 및 프로그램 기록 매체 - Google Patents

Abstract

PVTt법이면서, 유량의 진단에 필요한 시간을 종래보다도 단축할 수 있고, 탱크의 소형화나 대유량으로의 진단도 가능해지는 유량 진단 장치, 유량 진단 방법, 및 프로그램 기록 매체를 제공하기 위해서, 유량 진단 장치는 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과, 상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과, 상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 상에 마련된 제2 개폐 밸브와, 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨과, 상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제2 설정 압력으로 유지되도록 상기 메인 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제2 압력 제어 기구(2)를 구비했다.

Description

유량 진단 장치, 유량 진단 방법, 및 프로그램 기록 매체{FLOW RATE DIAGNOSIS APPARATUS, FLOW RATE DIAGNOSIS METHOD, AND STORAGE MEDIUM STORING THEREON PROGRAM FOR FLOW RATE DIAGNOSIS APPARATUS}

본 발명은 유량 센서로 측정되는 유량이나 유량 제어 장치로 실현되는 제어 유량을 진단하기 위해서 이용되는 유량 진단 장치에 관한 것이다.

반도체 제조 프로세스 등에서는, 유체의 유량을 제어하기 위해서 유량 센서, 제어 밸브, 유량 제어기가 패키지화된 유량 제어 장치인 매스 플로우 컨트롤러가 이용된다.

그런데, 매스 플로우 컨트롤러는 유로의 막힘 등의 경년(經年) 열화 등이 원인이 되어 설정 유량대로 유체의 유량을 제어할 수 없게 되는 경우가 있다. 이 때문에, 매스 플로우 컨트롤러는 정기적으로 설정 유량대로 유량을 제어할 수 있는지 여부를 검사할 필요가 있다.

이를 위해, 종래의 유체 공급 시스템에는, 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량을 진단하기 위한 구성이 설치된 것이 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에는, 동적 정적법(압력 상승률(ROR)법)에 의해, 매스 플로우 컨트롤러의 유량을 진단하는 유량 진단 장치가 개시되어 있다.

또, 동적 정적법보다도 고정밀도의 진단이 가능하고, NIST에 있어서도 채용되어 있는 정적인 방식으로서 PVTt법이라고 불리는 유량 진단 방법도 있다. PVTt법을 실시하기 위해서 이용되는 유량 진단 장치는 도 13에 나타내는 것과 같은 것이다.

즉, 이 유량 진단 장치(100)는 진단 대상(DO)인 매스 플로우 컨트롤러와 소정의 용적을 가지는 탱크(TN)의 사이를 접속시키는 메인 라인(ML)과 ,메인 라인(ML)에 있어서 진단 대상(DO)과 탱크(TN)의 사이로부터 분기되는 분기 라인(SL)을 구비하고 있다. 메인 라인(ML) 및 분기 라인(SL)의 하류단에는 각각 흡인원인 진공 펌프(SP)와 접속되어 있다. 또, 메인 라인(ML) 상 및 분기 라인(SL) 상에 마련된 복수의 개폐 밸브(V1, V2, V3)가 마련되어 있다. 또한, 분기 라인(SL) 상에는 압력 제어 기구(1)인 APC가 마련되어 있다. 이 분기 라인(SL) 상에 마련된 APC에 의해서, 분기 라인(SL)에 유체가 흘려질 때는 진단 대상(DO)으로부터 각 개폐 밸브(V1, V2)까지의 공간인 데드 볼륨(DV)의 압력은 일정하게 유지된다.

PVTt법의 절차는 이하와 같다. 우선, 탱크(TN) 내의 압력을 예를 들면 거의 진공으로 한 후에 도 13의 (a)에 도시되는 것처럼 분기 라인(SL)으로 유체를 흘리고, 탱크(TN)에는 유체를 유입시키지 않는 준비 모드가 실시된다. 준비 모드는, 도 14의 압력의 시간 변화 그래프에 도시되는 것처럼 데드 볼륨(DV) 내의 압력이 미리 정해진 허용 범위 내에서 안정될 때까지 계속된다.

데드 볼륨(DV) 내의 압력이 안정된 후, 도 13의 (b)에 도시되는 것처럼 각 개폐 밸브(V1, V2)의 개폐 상태가 전환되어, 탱크(TN) 내에 유체를 유입시키는 유입 모드가 실시된다. 유입 모드를 개시한 직후는 탱크(TN) 내의 압력이 진공에 가깝기 때문에, 유체가 급격하게 탱크(TN) 내에 유입된다. 이 때문에 도 14의 그래프에 도시되는 것처럼 데드 볼륨(DV) 내의 압력은 급격하게 탱크 내 압력 근방까지 저하된다. 그리고, 유입 모드는 데드 볼륨(DV) 내의 압력 및 온도가 유입 모드 개시시의 초기 압력 및 온도로 돌아올 때까지 계속되고, 그 후 메인 라인(ML) 상의 탱크(TN) 앞의 개폐 밸브(V2)가 폐쇄되어 종료된다. 이 유량 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간 Δt가 기준 유량을 산출하기 위해서 측정된다.

마지막에 도 9에 도시되는 것처럼 탱크(TN)로의 유입이 정지되고 나서 탱크(TN) 내의 압력이 안정될 때까지 소정 시간 대기하는 정지 모드가 실시된다. 최종적으로 안정된 탱크(TN) 내의 압력과 유입 모드 개시시의 초기 압력의 차압 ΔP가 측정된다.

측정된 경과 시간 Δt와 차압 ΔP와, 기체의 상태 방정식에 기초하여 기준 유량이 산출되고, 이 기준 유량과 매스 플로우 컨트롤러에서 측정되어 있던 유량을 비교함으로써 매스 플로우 컨트롤러는 진단된다.

상기와 같은 절차에서 PVTt법에 의해 산출되는 기준 유량은 압력 변동, 온도 변동 등의 영향이 작을수록 ROR법과 비교하여 고정밀도로 산출할 수 있어, 보다 확실한 진단을 실현할 수 있다.

그렇지만, 종래의 PVTt법에서는 도 9의 그래프에 나타내는 것처럼 데드 볼륨(DV) 내의 압력이 큰 폭으로 저하된 상태로부터 원래대로 돌아올 때까지 유입 모드를 장시간 계속하여 계속하지 않으면 안 된다. 이것은 데드 볼륨(DV) 내의 압력이나 온도가 준비 모드의 상태로 돌아가도록 탱크(TN) 내의 압력을 천천히 상승시키지 않으면 안 되기 때문이다. 이 때문에 진단 전체에 걸리는 시간이 ROR법과 비교해서 매우 길어져 버린다.

또한, 데드 볼륨(DV) 내의 압력이 원래의 상태로 돌아올 때까지 탱크(TN) 내에 유체를 계속 유입시키지 않으면 안 되기 때문에, 탱크(TN)의 용적은 어느 정도 이상의 크기가 필요하게 되어 버린다. 이 결과, PVTt법을 실시하는데 필요한 유체의 양도 ROR법과 비교하면 커져 버린다. 또한, 설비의 풋프린트의 제약 등으로부터 탱크(TN)의 크기에도 상한이 있기 때문에, 매스 플로우 컨트롤러에 대유량을 흘려 진단하는 것도 어렵다.

특허 문헌 1: 일본 특허공개공보 평11－87318호

본 발명은 상술한 것 같은 문제에 감안하여 이루어진 것이며, PVTt법이면서, 유량의 진단에 필요한 시간을 종래보다도 단축할 수 있고, 탱크의 소형화나 대유량으로의 진단도 가능해지는 유량 진단 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 유량 진단 장치는 상류 측에 유량 센서 또는 유량 제어 장치인 진단 대상이 마련되고, 하류 측에 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과, 상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과, 상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 상에 있어서 상기 분기 라인의 분기점과 상기 탱크의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 및 상기 분기 라인에 있어서 상기 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨과, 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키지 않는 준비 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제1 설정 압력으로 유지되도록 상기 분기 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제1 압력 제어 기구와, 상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제2 설정 압력으로 유지되도록 상기 메인 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제2 압력 제어 기구와, 상기 유입 모드가 개시되고 나서 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되어 상기 유입 모드가 종료될 때까지의 동안에 상기 탱크에 유입된 유체에 의해서 생기는 압력 변화에 기초하여, 상기 탱크에 유입된 유체의 유량인 기준 유량을 산출하는 기준 유량 산출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명에 따른 유량 진단 방법은, 상류 측에 유량 센서 또는 유량 제어 장치인 진단 대상이 마련되고, 하류 측에 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과, 상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과, 상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 상에 있어서 상기 분기 라인의 분기점과 상기 탱크의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 및 상기 분기 라인에 있어서 상기 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨을 구비한 유량 진단 장치를 이용한 유량 진단 방법으로서, 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키지 않는 준비 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제1 설정 압력으로 유지되도록 상기 분기 라인을 흐르는 유체를 제어하는 것과, 상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제2 설정 압력으로 유지되도록 상기 메인 라인을 흐르는 유체를 제어하는 것과, 상기 유입 모드가 개시되고 나서 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되어 상기 유입 모드가 종료될 때까지의 동안에 상기 탱크에 유입된 유체에 의해서 생기는 압력 변화에 기초하여, 상기 탱크에 유입된 유체의 유량인 기준 유량을 산출하는 것을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 것으로 PVTt법을 실시하면, 상기 유입 모드 개시시부터 상기 제2 압력 제어 기구는 상기 데드 볼륨 내의 압력을 제2 설정 압력으로 유지되도록 동작하므로, 상기 유입 모드 개시시에 있어서의 상기 데드 볼륨의 압력 저하폭을 종래보다도 작게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 데드 볼륨 내의 압력이 상기 유입 모드 개시시의 초기 압력으로 돌아오기까지 걸리는 시간은 종래보다도 큰 폭으로 단축될 수 있다. 이 때문에, 종래보다도 PVTt법에 의한 유량 진단에 걸리는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 상기 유입 모드를 실시하여 단시간에 상기 데드 볼륨 내의 압력이나 온도를 예를 들면 상기 준비 모드와 같은 상태로 되돌릴 수 있으므로, 상기 탱크 내의 압력 상승량을 임의의 값으로 설정하는 것이 가능해진다. 따라서, 종래보다도 상기 탱크 내의 압력 상승량을 억제할 수 있어, 필요한 유체의 양을 줄일 수 있다. 이 결과, 상기 탱크의 소형화나 대유량으로의 유량 진단의 실현이 가능해진다.

상기 탱크 내의 압력 및 온도가 안정된 상태로 기준 유량을 산출하고, 압력이나 온도의 변동의 영향이 기준 유량에 나타나기 어렵게 하려면, 상기 기준 유량 산출부가, 상기 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간 Δt와, 상기 유입 모드가 개시된 시점의 초기 압력과 상기 유입 모드가 종료되고 나서 소정 시간 경과 후의 안정 후 압력의 차압 ΔP에 기초하여 기준 유량을 산출하는 것이면 된다.

상기 제1 압력 제어 기구의 구체적인 구성예로서는, 상기 제1 압력 제어 기구가, 상기 분기 라인 상에 있어서 상기 제1 개폐 밸브보다도 하류 측에 마련되거나, 또는 상기 데드 볼륨에 마련된 제1 압력 센서와, 상기 분기 라인 상에 마련된 제1 제어 밸브와, 상기 제1 설정 압력과 상기 제1 압력 센서로 측정되는 제1 측정 압력의 편차에 기초하여 상기 제1 제어 밸브를 제어하는 제1 압력 제어기를 구비한 것을 들 수 있다.

상기 제2 압력 제어 기구의 구체적인 구성예로서는, 상기 제2 압력 제어 기구가, 상기 메인 라인 상에 있어서 상기 제2 개폐 밸브보다도 하류 측에 마련되거나, 또는 상기 데드 볼륨에 마련된 제2 압력 센서와, 상기 분기 라인 상에 마련된 제2 제어 밸브와, 상기 제2 설정 압력과 상기 제2 압력 센서로 측정되는 제2 측정 압력의 편차에 기초하여 상기 제2 제어 밸브를 제어하는 제2 압력 제어기를 구비한 것을 들 수 있다.

상기 제1 압력 제어 기구 및 상기 제2 압력 제어 기구에 있어서 사용되는 압력 센서를 공통화하여 부품개수를 줄이면서, 필요한 압력 제어를 실현할 수 있도록 하려면, 상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서가, 상기 데드 볼륨에 마련된 동일한 압력 센서이면 된다.

상기 유입 모드의 종료 시점에 있어서 상기 준비 모드에서 달성되고 있던 상기 데드 볼륨 내의 압력 및 온도가 재현되도록 하려면, 실현 상기 제2 설정 압력이, 상기 유입 모드가 개시된 시점에서 상기 제2 압력 센서에 의해 측정되는 초기 압력이면 된다.

상기 탱크 내에 유입되는 유체의 단열 압축에 의한 영향을 보정하여, 더 고정밀한 기준 유량이 얻어지도록 하려면, 상기 기준 유량 산출부가 상기 경과 시간 Δt와, 상기 차압 ΔP와, 기체의 상태 방정식에 기초하여 산출되는 보정 전 유량을, 상기 유입 모드 중에 있어서의 최대 압력 또는 그 근방의 압력과 상기 안정 후 압력에 기초하여 보정하여 기준 유량을 산출하는 것이면 된다.

예를 들면 검사 대상에 있어서 검사하는 유량값이 큰 경우에는, 상기 제2 압력 제어 기구가 상기 데드 볼륨의 압력을 제2 설정 압력으로 계속 유지하면, 상기 메인 라인을 흐르는 유체의 유량이 크기 때문에, 상기 탱크 내에 압력이 차지되는 속도가 지나치게 커지는 경우가 있다. 이 결과, 상기 데드 볼륨의 압력이 변동하고 있는 동안에 상기 탱크 내의 압력이 소정 압력에 도달하여 상기 유입 모드가 종료되어 버릴 가능성이 있다. 그러면, 상기 유입 모드에서는 상기 데드 볼륨의 압력이 안정되어 있다고 하는 전제가 무너져 버리기 때문에, 본래 상기 탱크 내에 봉입되어 있어야 하는 가스가 상기 데드 볼륨 내에 남아 버리거나, 혹은 상기 데드 볼륨 내에 있어야 하는 가스가 탱크 내로 유입되어 버리거나 하는 사태가 발생해 버린다. 즉, 상기 데드 볼륨 내의 압력이 변동하고 있으면, 상기 탱크 내에 봉입되는 가스의 양이 변동되어, 올바른 유량을 측정하는 것이 어려워진다. 또, 상기 경과 시간 Δt의 편차도 커져 버린다. 이러한 점으로부터, 상기 기준 유량 산출부에서 산출되는 기준 유량의 정밀도가 저하될 우려가 있다.

상술한 것 같은 문제를 해결하려면, 상기 메인 라인에 흘려지는 유량이 소정값 이상인 경우에는, 상기 제2 압력 제어 기구는, 상기 유입 모드 중에 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력 제어를 행하지 않도록 구성된 것이면 된다. 이러한 것이면, 상기 메인 라인에 흘려지는 유량이 소정값 이상인 경우에는, 종래의 PVTt법과 같은 상태를 만들 수 있다. 그 결과, 상기 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 동안은, 상기 제2 압력 제어 기구의 응답성이 상기 데드 볼륨 내의 압력에 대해 미치는 영향이 없어지고, 상기 제1 압력 제어 기구의 응답성만이 상기 데드 볼륨 내의 압력에 대해 영향을 주도록 할 수 있다. 따라서, 상기 유입 모드의 계속 시간이 짧더라도, 각 기기의 동작에 여유를 줄 수 있어, 상기 데드 볼륨 내의 압력을 안정시키기 쉬워진다. 이에 더하여, 상대적으로 경과 시간 Δt의 편차를 작게 할 수 있으므로, 유량이 소정값 이상인 경우에도 정밀도 좋게 기준 유량을 산출할 수 있게 된다. 또, 상기 메인 라인에 흘려지는 유량이 큰 경우에는 상기 탱크의 소정의 압력이 차지될 때까지 걸리는 시간은 그다지 길어지지 않으므로, 예를 들면 유량이 작은 경우와 거의 동등한 시간으로 기준 유량을 얻는 것도 가능하다.

상기 검사 대상에 있어서 검사되는 유량이 큰 경우에도, 기준 유량을 고정밀도로 산출할 수 있는 유량 진단 장치로서는, 상기 유입 모드가, 상기 탱크 내의 압력이 소정 압력이 된 시점에서 종료하도록 설정되어 있고, 상기 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간이 규정 시간 이하가 되는 경우에는, 상기 제2 압력 제어 기구는, 상기 유입 모드 중에 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력 제어를 행하지 않도록 구성된 것도 들 수 있다.

상기 규정 시간이 상기 제2 압력 제어 기구의 압력 제어에 의해서 상기 유입 모드가 개시되고 나서 상기 데드 볼륨의 압력이 상기 제2 설정 압력으로 안정되기까지 걸리는 안정화 시간에 기초하여 설정되는 것이면, 상기 메인 라인에 흘려지는 유체의 유량이 작은 경우에는 종래보다도 고속으로 기준 유량을 산출할 수 있도록 하면서, 상기 메인 라인에 흘려지는 유체의 유량이 큰 경우여도, 진단과 관련되는 시간은 그만큼 길게 되지 않도록 하면서, 고정밀도로 기준 유량을 산출하는 것이 가능해진다.

기존의 유량 진단 장치에 있어서 예를 들면 프로그램을 갱신함으로써, 본 발명의 유량 진단 장치와 같은 효과를 달성할 수 있도록 하려면, 상류 측에 유량 센서 또는 유량 제어 장치인 진단 대상이 마련되고, 하류 측에 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과, 상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과, 상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 상에 있어서 상기 분기 라인의 분기점과 상기 탱크의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 및 상기 분기 라인에 있어서 상기 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨을 구비한 유량 진단 장치에 이용되는 프로그램으로서, 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키지 않는 준비 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제1 설정 압력으로 유지되도록 상기 분기 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제1 압력 제어기와, 상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제2 설정 압력으로 유지되도록 상기 메인 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제2 압력 제어기와, 상기 유입 모드가 개시되고 나서 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되어 상기 유입 모드가 종료될 때까지의 동안에 상기 탱크에 유입된 유체에 의해서 생기는 압력 변화에 기초하여, 상기 탱크에 유입된 유체의 유량인 기준 유량을 산출하는 기준 유량 산출부로서의 기능을 컴퓨터에 발휘시키는 것을 특징으로 하는 유량 진단 장치용 프로그램을 이용하면 된다.

덧붙여, 유량 진단 장치용 프로그램은 전자적으로 배포되는 것이도 되고, CD, DVD, 플래쉬 메모리 등의 프로그램 기록 매체에 기록되어 있는 것이이도 된다.

또, 본 발명에 따른 유량 진단 장치의 다른 양태로서는, 상류 측에 유량 센서 또는 유량 제어 장치인 진단 대상이 마련되고, 하류 측에 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과, 상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과, 상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 상에 있어서 상기 분기 라인의 분기점과 상기 탱크의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 및 상기 분기 라인에 있어서 상기 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨과, 상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키지 않는 준비 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제1 설정 압력으로 유지되도록 상기 분기 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제1 압력 제어 기구와, 상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드가 개시되고 나서 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되어 상기 유입 모드가 종료될 때까지의 동안에 상기 탱크에 유입된 유체에 의해서 생기는 압력 변화와, 상기 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간에 기초하여, 상기 탱크에 유입된 유체의 유량인 기준 유량을 산출하는 기준 유량 산출부를 구비하고, 상기 기준 유량 산출부가 상기 경과 시간을 상기 데드 볼륨 내에 있어서의 유체의 물리량의 측정값, 또는, 상기 제1 개폐 밸브 또는 상기 제2 개폐 밸브의 실제 동작을 나타내는 값에 기초하여 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 것을 들 수 있다.

이러한 것이면, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브의 전환에 의해서 상기 데드 볼륨 내의 유체의 압력이 실제로 변화하기 시작한 시점을 상기 유입 모드의 개시 시점으로서 정확하게 특정하는 것이 가능해진다. 따라서, 상기 유입 모드 중에 있어서의 압력 상승폭 ΔP를 작게 설정한 결과, 상기 경과 시간 Δt가 짧아졌다고 해도 Δt의 측정 정밀도를 높게 유지하고, 나아가서는, 고정밀도로 기준 유량을 산출하는 것이 가능해진다.

상기 기준 유량 산출부가, 상기 데드 볼륨 내에 있어서의 유체의 압력의 측정값에 기초하여 상기 경과 시간을 산출하는 것이면, 기존의 압력 센서의 출력이 경과 시간 Δt를 결정하기 위한 트리거로서 사용할 수 있어, 새로운 센서 등을 부가하지 않아도 된다.

상기 유입 모드의 개시 시점을 검출하기 위한 구체적인 구성으로서는, 상기 기준 유량 산출부가, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브의 개폐가 전환되고 나서 상기 데드 볼륨 내의 압력이 소정값 이상 변화한 시점을 상기 유입 모드의 개시 시점으로 판정하도록 구성된 것을 들 수 있다.

이와 같이 본 발명의 유량 진단 장치는, 상기 유입 모드에 있어서 상기 데드 볼륨의 압력이 일정하게 유지되도록 제어하는 상기 제2 압력 제어 기구를 구비하고 있으므로, 상기 데드 볼륨에 있어서의 대폭적인 압력 저하가 생기지 않도록 하여 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 이 때문에, PVTt법이어도 유량 진단에 걸리는 시간을 짧게 하여, 유량 진단에 필요한 유체의 양도 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유량 진단 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 제어 연산 기구의 구성을 나타내는 모식적 블록도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의 APC의 상세를 나타내는 모식도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 있어서의 준비 모드와 유입 모드의 유체의 흐름을 나타내는 모식도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 유량 진단 동작을 나타내는 순서도이다.
도 6은 종래의 유량 진단 장치의 압력의 시간 변화와, 제1 실시 형태에 있어서의 유량 진단 장치의 압력의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 유량 진단 장치를 나타내는 모식도이다.
도 8은 진단하는 유량값을 크게 설정하고, 제2 압력 제어 기구에 의한 데드 볼륨 내의 압력을 제어했을 경우에 있어서의 유량 진단 장치의 압력의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 유량 진단 장치의 동작 및 압력의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 형태에 있어서의 제어 연산 기구의 구성을 나타내는 모식적 블록도이다.
도 11은 제4 실시 형태에 있어서의 유입 모드 개시 시점의 특정 방법을 나타내는 산포도이다.
도 12는 경과 시간 Δt를 결정하는 트리거 방법에 대한 산출되는 기준 유량의 변동의 영향을 나타내는 산포도이다.
도 13은 종래의 유량 진단 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 14는 종래의 유량 진단 장치의 압력의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.

본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유량 진단 장치(100)에 대해 도 1 내지도 6을 참조하면서 설명한다.

제1 실시 형태의 유량 진단 장치(100)는, 예를 들면 반도체 제조 라인 등에 설치되어, 유량 제어 장치인 매스 플로우 컨트롤러에 대해서 유량을 진단하기 위해서 이용되는 것이다. 덧붙여, 본 명세서에 있어서의 유량의 진단이란, 매스 플로우 컨트롤러가 출력하는 유량이 유량 진단 장치(100)가 출력하는 기준 유량에 대해서 정확한지 여부를 검정하는 것, 혹은, 매스 플로우 컨트롤러가 출력하는 유량을 유량 진단 장치(100)가 출력하는 기준 유량에 기초하여 교정하는 것을 포함하는 개념이다. 또, 제1 실시 형태에서는 유체로서 각종 가스가 흘려진다.

제1 실시 형태의 유량 진단 장치(100)는, 도 1에 도시되는 것처럼 유로로서 진단 대상(DO)인 매스 플로우 컨트롤러와, 소정의 용적을 가진 탱크(TN)의 사이를 접속시키는 메인 라인(ML)과 메인 라인(ML)에 있어서 진단 대상(DO)과 탱크(TN)의 사이로부터 분기되는 분기 라인(SL)을 구비하고 있다. 이 유량 진단 장치(100)는 이른바 PVTt법에 기초하여 기준 유량을 산출한다. 즉, 유량 진단 장치(100)는 분기 라인(SL)에 유체를 소정 기간 흘려 매스 플로우 컨트롤러를 통과하는 유체의 압력이나 온도를 안정시킨 후, 탱크(TN) 내에 유체를 유입시킨다. 그리고, 탱크(TN) 내의 압력 변화에 기초하여, 탱크(TN) 내에 유입된 유체의 유량이 기준 유량으로서 산출된다. 이에 더하여, 탱크(TN) 내에 유체가 유입되고 있는 동안에 진단 대상(DO)인 매스 플로우 컨트롤러로부터 출력되는 측정 유량과 기준 유량을 비교함으로써, 매스 플로우 컨트롤러의 유량이 진단된다.

다음에 유량 진단 장치(100)의 하드웨어 구성에 대해 상술한다.

메인 라인(ML) 및 분기 라인(SL)의 하류단 측에는 진공원인 펌프(SP)가 접속되어 있다. 펌프(SP)는 예를 들면 진공 챔버 내에 있어서 진공 배기를 하고 있는 펌프를 이용해도 된다. 또, 메인 라인(ML) 및 분기 라인(SL)에는, 각종 유로의 전환이나 감압되는 대상을 변경하기 위해서 개폐 밸브가 복수 개 마련되어 있다. 구체적으로는 분기 라인(SL) 상에 마련된 제1 개폐 밸브(V1)와, 메인 라인(ML)에 있어서 분기 라인(SL)의 분기점과 탱크(TN)의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브(V2)와, 메인 라인(ML)에 있어서 탱크(TN)의 하류 측에 마련된 제3 개폐 밸브(V3)가 마련되어 있다.

여기서, 제1 실시 형태에서는 메인 라인(ML) 및 분기 라인(SL)에 있어서 진단 대상(DO)인 매스 플로우 컨트롤러를 상류단, 제1 개폐 밸브(V1) 및 제2 개폐 밸브(V2)를 하류단으로 하여 규정되는 용적을 데드 볼륨(DV)이라고 정의한다. 또, 제1 실시 형태에서는 데드 볼륨(DV)에는, 그 내부의 압력을 측정하기 위한 DV 압력 센서(DP)와, 그 내부의 온도를 측정하기 위한 DV 온도 센서(DT)가 마련되어 있다. 이에 더하여, 탱크(TN)에는 기준 유량을 산출하기 위해서 필요한 탱크(TN) 내의 유체의 압력과 온도를 측정하기 위해서, 탱크 압력 센서(TP)와 탱크 온도 센서(TT)가 마련되어 있다.

또한 분기 라인(SL)에 있어서 제1 개폐 밸브(V1)의 하류 측에는 제1 압력 제어 기구(1)인 제1 APC(Auto Pressure Controller)가 마련되어 있고, 메인 라인(ML)에 있어서 제2 개폐 밸브(V2)와 탱크(TN)의 사이에는 제2 압력 제어 기구(2)인 제2 APC가 마련되어 있다.

제1 압력 제어 기구(1) 및 제2 압력 제어 기구(2)인 각 APC는 도 2에 도시되는 것처럼 제어 밸브(11, 21)와, 압력 센서(12, 22)와, 압력 센서(12, 22)로 측정되는 측정 압력과 설정되어 있는 설정 압력의 편차가 작아지도록 제어 밸브의 개도를 피드백 제어하는 압력 제어기(13, 23)를 구비하고, 이들 기기가 1개의 케이스 내에 패키지화된 것이다. 덧붙여, 이하의 설명에서 제1 APC 및 제2 APC의 각각의 제어 밸브(11, 21), 압력 센서(12, 22), 압력 제어기(13, 23)나 설정 압력을 구별할 필요가 있는 경우에는, 제1 APC에 속하는 것에는 제1을 부여하고, 제2 APC에 속하는 것에는 제2를 부여하여 구별한다. 제1 APC에 설정되는 제1 설정 압력과, 제2 APC에 설정되는 제2 설정 압력은 각각 다른 값으로 설정할 수도 있지만, 제1 실시 형태에서는 같은 압력이 설정된다. 즉, 각 설정 압력은 유량 진단을 위한 동작시에 데드 볼륨(DV)에 있어서 유지하고 싶은 원하는 압력으로 설정된다.

또, 유량 진단 장치(100)는 도 1에 도시되는 것처럼 각 기기의 제어나 각종 연산을 담당하는 제어 연산 기구(COM)를 구비하고 있다. 제어 연산 기구(COM)는 유저로부터의 입력이나 매스 플로우 컨트롤러, DV 압력 센서(DP), 탱크 압력 센서(TP), 탱크 온도 센서(TT)로부터 출력되는 신호를 접수하는 것과 함께, 각 개폐 밸브, 각 APC를 제어하기 위한 신호를 출력한다. 이 제어 연산 기구(COM)는, 예를 들면 CPU, 메모리, A/D 컨버터, D/A 컨버터, 각종 입출력 수단 등을 구비한 이른바 컴퓨터에 의해서 그 기능이 실현되고, 도 3에 도시되는 것처럼 적어도 압력 설정부(3), 개폐 밸브 제어기(4), 측정 데이터 기억부(5), 기준 유량 산출부(6), 진단부(7)로서의 기능을 발휘한다.

제어 연산 기구(COM)의 각부에 대해 상술한다.

압력 설정부(3)는 각 APC에 대해서 설정 압력을 설정한다. 각 설정 압력의 초기값은 유저로부터 입력된 유저 설정값을 압력 설정부(3)는 설정한다. 또, 압력 설정부(3)는 DV 압력 센서(DP)에 있어서 후술하는 소정의 타이밍에서 측정되는 데드 볼륨(DV) 내의 압력과 유저 설정값의 오차에 따라 설정 압력을 변경한다. 예를 들면 소정의 타이밍에서 측정된 데드 볼륨(DV) 내의 압력과 유저 설정값의 사이에 오차가 있는 경우에는, 압력 설정부(3)는 오차분 혹은 오차에 대해서 소정 배율을 곱한 값을 유저 설정값에 더하여, 설정 압력으로서 APC에 설정한다.

개폐 밸브 제어기(4)는, 각 개폐 밸브(V1, V2, V3)의 개폐 상태를 제어하여, 적어도 배기 모드, 준비 모드, 유입 모드, 정지 모드 중 어느 상태를 실현한다. 제1 실시 형태에서는 개폐 밸브 제어기(4)는, DV 압력 센서(DP), DV 온도 센서(DT), 탱크 압력 센서(TP), 탱크 온도 센서(TT)의 측정값을 트리거로 하여, 각 모드를 차례로 전환한다. 배기 모드에서는, 제2 개폐 밸브(V2)가 폐쇄되고, 또한 제3 개폐 밸브(V3)가 개방되어, 탱크(TN) 내가 진공 배기된다. 또, 준비 모드, 유입 모드, 정지 모드에서는 제3 개폐 밸브(V3)는 폐쇄된 상태로 유지된다. 배기 모드에 의해서 탱크 압력 센서(TP)의 측정 압력이 거의 진공에 가까운 압력이 되었을 경우에는, 개폐 밸브 제어기(4)는 배기 모드를 종료하고, 다음의 준비 모드를 개시한다.

준비 모드에서는, 제1 개폐 밸브(V1)가 개방되고, 또한 제2 개폐 밸브(V2)가 폐쇄되어, 매스 플로우 컨트롤러로부터 분기 라인(SL)에 대해서 유체가 흘려진다. 이 준비 모드는, 매스 플로우 컨트롤러를 통과하는 유체의 압력 및 온도가 안정될 때까지 유지된다. 제1 실시 형태에서는 유체의 상태는 DV 압력 센서(DP)의 측정 압력 및 DV 온도 센서(DT)에 기초하여 판정된다. 구체적으로는 제1 압력 제어 기구(1)인 제1 APC의 동작에 의해서, DV 압력 센서(DP)로 측정되는 압력 및 DV 온도 센서(DT)로 측정되는 온도가 각각 소정 시간 이상 안정되어, 데드 볼륨(DV) 내의 압력 및 온도가 안정되어 있다고 판단할 수 있는 경우에, 개폐 밸브 제어기(4)는 준비 모드를 종료하고 다음의 유입 모드를 개시한다.

유입 모드에서는, 제1 개폐 밸브(V1)가 폐쇄되고, 또한 제2 개폐 밸브(V2)가 개방되어, 매스 플로우 컨트롤러로부터 메인 라인(ML)을 통해서 탱크(TN) 내로 유체가 유입된다. 이 유입 모드는 데드 볼륨(DV) 내의 유체의 압력 및 온도가 유입 모드 개시 시점의 값으로 거의 안정된 후, 탱크(TN) 내의 압력이 소정 압력으로 상승할 때까지 계속된다. 구체적으로는 제2 압력 제어 기구(2)인 제2 APC의 동작에 의해서 데드 볼륨(DV) 내의 압력이 설정 압력으로 유지되고, 온도도 안정된 후에 탱크 압력 센서(TP)로 측정되는 탱크(TN) 내의 압력이 유저에 의해 설정된 압력까지 상승한 시점에서 개폐 밸브 제어기(4)는, 유입 모드를 종료하고, 다음의 정지 모드를 개시한다.

정지 모드에서는, 제1 개폐 밸브(V1) 및 제2 개폐 밸브(V2)가 폐쇄된다. 이 상태는 적어도 탱크(TN) 내의 압력 및 온도가 안정될 때까지 계속된다.

측정 데이터 기억부(5)는 유량 진단 중에 있어서 탱크 압력 센서(TP), 및 탱크 온도 센서(TT)로 측정되는 측정값을 예를 들면 시계열 데이터의 형식으로 기억한다. 본 실시 형태에서는 적어도 유입 모드 중, 및 정지 모드 중에 측정된 탱크(TN) 내의 압력 및 온도가 측정 데이터 기억부(5)에 기억된다.

기준 유량 산출부(6)는 측정 데이터 기억부(5)에 기억되어 있는 데이터에 기초하여 유입 모드 중에 탱크(TN) 내에 유입된 유체의 유량을 산출한다. 기준 유량은 유입 모드에 있어서 탱크(TN) 내에 생기는 압력 변화에 기초하여 산출된다. 보다 구체적으로는, 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간 Δt와, 유입 모드 개시시에 있어서의 초기 압력과, 정지 모드에 있어서 안정된 후의 탱크(TN) 내의 압력인 안정 후 압력의 차압 ΔP와, 유입 모드 중의 탱크(TN) 내의 평균 온도 T_ave와, 기체의 상태 방정식에 기초하여 기준 유량은 산출된다. 즉, 이하와 같은 식으로 기준 유량은 산출된다.

Qs=(ΔP/Δt)*22.4*V/(RT_ave)

여기서, Qs는 기준 유량, V는 탱크(TN)의 용적, R은 가스 상수이다. 또, 계수로서 곱하고 있는 22.4는 이상 기체의 몰 체적 L/mol이다. 이 계수에 대해서는 가스종에 따라 수%정도 변동하는 값이므로, 실제로 흐르는 가스종에 따라 보정된 값을 이용해도 된다.

진단부(7)는 유입 모드 중에 매스 플로우 컨트롤러에서 측정되어 있던 유량과, 기준 유량 산출부(6)에 의해 산출된 기준 유량을 비교하여 매스 플로우 컨트롤러의 유량을 진단한다.

다음에 이와 같이 구성된 제1 실시 형태의 유량 진단 장치(100)에 의한 기준 유량의 산출 동작에 대해 도 4의 모식도와, 도 5의 순서도를 참조하면서 설명한다. 덧붙여, 도 5의 순서도에서는, 탱크(TN) 내의 압력 및 온도의 시계열 데이터에 대해서는 순서대로, 측정 데이터 기억부(5)에 계속 기억되고 있는 것으로 하고, 스텝으로서는 기재하지 않는다.

우선, 개폐 밸브 제어기(4)는 제2 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하고, 제3 개폐 밸브(V3)를 개방하여, 배기 모드를 개시한다(스텝 S1). 이 결과, 탱크(TN) 내의 감압이 개시된다. 다음에 개폐 밸브 제어기(4)는, 탱크 압력 센서(TP)로 측정되는 압력이 거의 진공이 되었는지 여부를 판정한다(스텝 S2).

탱크(TN) 내의 압력이 거의 진공이 된 시점에서 개폐 밸브 제어기(4)는, 배기 모드를 종료한다. 그리고, 개폐 밸브 제어기(4)는, 제1 개폐 밸브(V1)를 개방하고, 제2 개폐 밸브(V2) 및 제3 개폐 밸브(V3)를 폐쇄하여 준비 모드를 개시한다(스텝 S3). 이 결과, 도 4의 (a)에 도시되는 것처럼 매스 플로우 컨트롤러를 통과하는 유체는 분기 라인(SL)을 흘러, 탱크(TN) 내에는 유체가 도입되지 않는 상태가 된다. 다음에 개폐 밸브 제어기(4)는, 도 5에 도시되는 것처럼 DV 압력 센서(DP)로 측정되는 압력이, 제1 APC에 설정되어 있는 설정 압력의 근방에서 소정 시간 이상 유지되고 있는지 여부를 판정한다(스텝 S4). 즉, 스텝 S4에서는 DV 압력 센서(DP)의 출력에 기초하여, 데드 볼륨(DV) 내의 압력 및 온도가 안정되었는지 여부가 판정된다.

데드 볼륨(DV) 내의 압력 및 온도가 안정되어 있다고 판정되었을 경우에는, 개폐 밸브 제어기(4)는 준비 모드를 종료한다. 그리고, 개폐 밸브 제어기(4)는 제1 개폐 밸브(V1)를 폐쇄하고, 제2 개폐 밸브(V2)를 개방하여 유입 모드를 개시한다(스텝 S5). 이 결과, 도 4의 (b)에 도시되는 것처럼 탱크(TN) 내로의 유체의 유입이 시작된다. 다음에 개폐 밸브 제어기(4)는, 도 5에 도시되는 것처럼 DV 압력 센서(DP)로 측정되는 압력이 유입 모드 개시시의 압력의 근방에서 안정되어 있는지 여부를 판정하고(스텝 S6), 추가로 탱크 압력 센서(TP)로 측정되는 압력이 유저에 의해서 미리 설정된 목표 압력에 도달했는지 여부를 판정한다(스텝 S7). 여기서, 제2 APC의 동작에 의해 준비 모드로부터 유입 모드로 전환시에 다소의 압력 강하는 생기지만 단시간에 유입 모드 개시시의 압력 근방으로 회복된다. 따라서, 실질적으로는 스텝 S7의 판정 기준에 의해 유입 모드가 계속되게 된다.

탱크(TN) 내의 압력이 목표 압력에 도달한 시점에서, 개폐 밸브 제어기(4)는 유입 모드를 종료한다. 그리고, 개폐 밸브 제어기(4)는 제2 개폐 밸브(V2)를 폐쇄하고 정지 모드를 개시한다. 또, 유입 모드가 종료된 시점에서 확정된 유입 모드의 계속 시간 Δt를 기준 유량 산출부(6)는 취득한다(스텝 S8). 또, 기준 유량 산출부(6)는 탱크 압력 센서(TP)로 측정되는 압력의 변동폭이 소정값 이내인 상태가 소정 시간 이상 계속되었는지 여부를 판정한다. 즉, 기준 유량 산출부(6)는 탱크(TN) 내의 압력 및 온도가 안정되어 있는지 여부를 탱크 압력 센서(TP)의 측정 압력의 변동으로부터 판정한다(스텝 S9).

탱크(TN) 내의 압력 및 온도가 안정되었을 경우에는, 기준 유량 산출부(6)는 그 시점에서 탱크 압력 센서(TP)가 측정하고 있는 압력을 안정 후 압력으로서 취득하여, 유입 모드 개시시의 초기 압력의 차압 ΔP를 산출한다(스텝 S10). 또한 기준 유량 산출부(6)는 스텝 S8에서 얻어진 Δt와 스텝 S10에서 얻어진 ΔP에 기초하여, 기준 유량을 산출한다(스텝 S11).

이와 같이 구성된 제1 실시 형태의 유량 진단 장치(100)에 의하면, 메인 라인(ML)에 제2 압력 제어 기구(2)인 제2 APC가 마련되어 있으므로, 도 6의 그래프에 도시되는 것처럼 준비 모드로부터 유입 모드로 전환되어도 종래와 같이 데드 볼륨(DV) 내의 압력이 급격하게 저하하는 것을 방지하여, 준비 모드에서 안정되어 있던 압력으로 거의 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 종래의 PVTt법의 절차이면 데드 볼륨(DV) 내의 압력 및 온도가 충분히 안정될 때까지 시간을 들여 탱크(TN) 내의 압력을 상승시킬 필요가 있던 것에 대하여, 제1 실시 형태의 유량 진단 장치(100)에 의한 PVTt법에서는 데드 볼륨(DV)의 압력 및 온도의 안정을 거의 기다릴 필요가 없다. 이 때문에, 유저가 설정한 임의의 목표 압력이 된 시점에서 유입 모드를 정지할 수 있다. 예를 들면 도 6의 그래프에 도시되는 것처럼 목표 압력을 작게 설정하여, 종래보다도 낮은 압력으로 유입 모드를 종료시킬 수 있으므로, 유입 모드가 계속되는 시간은 종래와 비교하여 큰 폭으로 단축될 수 있다. 이 결과, 유량 진단 전체에 필요한 시간도 짧게 할 수 있다.

또, 탱크(TN) 내의 압력을 그다지 고압력이 될 때까지 승압시키지 않아도 되므로, 유량 진단을 위해서 필요한 유체의 양을 종래보다도 큰 폭으로 저감시킬 수 있다. 이에 더하여, 단시간에 데드 볼륨(DV) 내의 압력 및 온도를 안정시킬 수 있으므로, 유입 모드에 있어서 탱크(TN)에 유입되는 유체의 유량을 크게 하여, 대유량으로의 유량 진단도 실현할 수 있다.

다음에 제2 실시 형태의 유량 진단 장치(100)에 대해 도 7을 참조하면서 설명한다. 덧붙여, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 부재와 대응하는 부재에는 같은 부호를 부여하는 것으로 한다.

제2 실시 형태의 유량 진단 장치(100)는, 제1 실시 형태와 비교하여 제1 압력 제어 기구(1) 및 제2 압력 제어 기구(2)의 구성이 다르다. 즉, 각 압력 제어 기구는 APC와 같이 패키지화된 것이 아니고, 각 기기가 각각 별도로 마련되어 있다.

구체적으로는 제1 압력 제어 기구(1)는, 제1 압력 센서(12)에 상당하는 데드 볼륨(DV)에 마련된 DV 압력 센서(DP)와, 분기 라인(SL)에 마련된 제1 제어 밸브(11)와, DV 압력 센서(DP)의 측정 압력과 제1 설정 압력의 편차에 기초하여 제1 제어 밸브(11)의 개도를 피드백 제어하는 제1 압력 제어기(13)를 구비하고 있다.

또, 제2 압력 제어 기구(2)는 제2 압력 센서(22)에 상당하고, 제1 압력 제어 기구(1)와 공용되는 DV 압력 센서(DP)와, 메인 라인(ML)에 있어서, 제2 개폐 밸브(V2)와 탱크(TN)의 사이에 마련된 제2 제어 밸브(21)와, DV 압력 센서(DP)의 측정 압력과 제2 설정 압력의 편차에 기초하여 제2 제어 밸브(22)의 개도를 피드백 제어하는 제2 제어기(23)를 구비하고 있다.

이러한 제2 실시 형태의 유량 진단 장치(100)여도, 분기 라인(SL)에 유체를 흘리는 준비 모드로부터 탱크(TN)에 유체를 유입시키는 유입 모드로 전환된 경우에도 제2 압력 제어 기구(2)에 의해서, 데드 볼륨(DV) 내에 있어서의 대폭적인 압력 강하가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 유입 모드가 종료되는 조건인 데드 볼륨(DV) 내의 압력 및 온도가 안정되기까지 걸리는 시간을 단축시킬 수 있다. 이 결과, 유량 진단에 필요한 유체의 양을 저감시키면서, 유량 진단 전체에 걸리는 시간도 짧게 할 수 있다.

다음에 제3 실시 형태의 유량 진단 장치(100)에 대해 도 8, 도 9를 참조하면서 설명한다. 덧붙여, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 부재와 대응하는 부재에는 같은 부호를 부여하는 것으로 한다.

제3 실시 형태의 유량 진단 장치(100)는, 도 1에서 나타낸 제1 실시 형태의 유량 진단 장치와 거의 같은 구성을 구비하고 있지만, 진단 대상에서 진단되는 유량에 따라 동작이 변화하는 점에서 제1 실시 형태의 유량 진단 장치(100)와 다르다. 구체적으로는 교정되는 유량이 소정값 이상이 되는 경우, 즉, 메인 라인(ML)에 흐르는 유체의 유량이 소정값 이상이 되는 경우에는, 유입 모드 중에 있어서 제2 압력 제어 기구(2)에 의한 데드 볼륨(DV) 내의 유체의 압력 제어가 행해지지 않도록 구성되어 있다. 덧붙여, 메인 라인(ML)에 흐르는 유체의 유량이 소정값보다도 작은 경우에는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 유입 모드에서는 제2 압력 제어 기구(2)에 의한 데드 볼륨(DV) 내의 압력 제어가 행해진다.

교정하는 유량값이 소정값 이상인 경우에 있어서, 제2 압력 제어 기구(2)에 의해 유입 모드 중의 데드 볼륨(DV) 내의 압력을 제2 설정 압력으로 유지되도록 하면, 도 8에 도시하는 것처럼 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 시간인 경과 시간 Δt가 짧은 경우에는 데드 볼륨(DV) 내의 압력이 불안정한 상태인 채로 되어 버리는 일이 있다. 이것은, 단시간에 제1 압력 제어 기구(1) 및 제2 압력 제어 기구(2)의 양쪽이 압력 제어와 개폐 제어가 실시되면, 제2 압력 제어 기구(2)의 응답성에서는 데드 볼륨(DV) 내의 압력을 안정시켜 일정값으로 유지할 수 없는 것에 기인한다.

이에, 제3 실시 형태의 유량 진단 장치(100)는, 교정되는 유량의 크기에 의존하지 않고, 산출되는 기준 유량의 정밀도를 거의 일정하게 유지할 수 있도록 하고 있다. 구체적으로는 진단 대상에 있어서 교정하는 유량이 소정값보다도 작은 경우에는, 도 9의 (a)에 도시되는 것처럼 유입 모드에 있어서는 제2 압력 제어 기구(2)인 제2 APC에 의해서 데드 볼륨(DV) 내의 압력이 제2 설정 압력으로 유지되도록 압력 제어가 행해진다. 즉, 제1 실시 형태와 같은 제어 동작이 제2 APC 내의 제어 밸브(21)의 개도가 제어된다. 한편, 진단 대상에 있어서 교정하는 유량이 소정값 이상인 경우에는, 도 9의 (b)에 도시하는 것처럼 유입 모드에 있어서는 제2 압력 제어 기구(2)인 제2 APC에서는 압력 제어는 행해지지 않고, 탱크(TN)로의 유체의 유입에 의한 압력의 자연 상승이 발생하도록 하고 있다. 즉, 제2 APC는 제어 밸브(21)를 전개(全開)로 유지하여, 유로 저항이 되지 않도록 동작한다.

이러한 제2 압력 제어 기구(2)인 제2 APC에 있어서의 제어의 전환은, 예를 들면 제2 APC에 제2 설정 압력을 설정하는 압력 설정부(3)에 의해 실현된다. 구체적으로는, 메인 라인(ML)에 흘려지는 유량인 교정 대상이 되는 유량값에 관한 정보가 압력 설정부(3)에 입력되고, 그 값과 미리 설정된 임계값의 비교에 의해, 제2 APC에 압력 제어를 행하게 하기 위한 제2 설정 압력을 설정할지, 제어 밸브(21)를 전개로 유지하기 위한 전개 지령을 설정할지가 결정된다.

이와 같이 구성된 제3 실시 형태의 유량 진단 장치(100)이면, 진단 대상으로 진단되는 유량값이 소정값 이상인 경우에는, 종래와 같은 PVTt법에 의해 기준 유량을 산출하여, 진단 대상으로 진단되는 유량값이 소정값보다 작은 경우에는, 제1 실시 형태의 유량 진단 장치(100)와 같이 개량된 PVTt법에 의해 기준 유량을 산출할 수 있다. 이 결과, 메인 라인(ML)을 흐르는 유량이 크고, 유입 모드가 실시되는 기간의 길이인 경과 시간 Δt가 짧은 경우에는, 제2 압력 제어 기구(2)의 제어 동작이 행해지지 않도록 하여, 제2 압력 제어 기구(2)의 응답성이 데드 볼륨(DV) 내의 압력에 영향을 주어 불안정한 상태가 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 대유량의 교정을 행하는 경우에도, 데드 볼륨(DV)으로부터 탱크(TN)로 유입되는 가스의 유량 재현성도 높여, 기준 유량을 정밀도 좋게 산출할 수 있다.

또, 기준 유량을 산출하는데 필요한 시간에 대해서는 유량이 큰 경우에는 종래와 같은 PVTt법을 이용했다고 해도, 탱크(TN)의 압력 상승에 걸리는 시간은 짧으므로, 예를 들면 메인 라인을 흐르는 유체의 유량이 작은 경우와 거의 동등한 시간 길이로 할 수 있다.

덧붙여, 제3 실시 형태에 있어서 제2 압력 제어 기구(2)가 유입 모드에 있어서 압력 제어를 행할지 여부를 결정하기 위한 임계값이 되는 유량값에 대해서는, 제2 압력 제어 기구(2)에서 압력 제어를 행했을 경우에 실현되는 경과 시간 Δt의 길이에 기초하여 설정해도 되고, 그 외의 방법으로 설정해도 된다. 예를 들면, 제2 압력 제어 기구(2)에서 데드 볼륨(DV)의 압력을 제어했을 경우에 제2 압력 설정값에 대해서 오버 슛 또는 언더 슛이 발생하여, 제2 압력 설정값에 대해서 허용값 내에서 안정되지 않는 기간보다도 경과 시간 Δt가 길어지도록 유량값의 임계값을 설정하면 된다.

다음에 제4 실시 형태의 유량 진단 장치(100)에 대해 도 10, 도 11, 도 12를 참조하면서 설명한다. 덧붙여, 제1 실시 형태에 있어서 설명한 부재와 대응하는 부재에는 같은 부호를 부여하는 것으로 한다.

제4 실시 형태의 유량 진단 장치(100)는, 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간 Δt를 취득하기 위한 구성이 제1 실시 형태와는 다르다. 구체적으로는 제어 연산 기구(COM)에 있어서, 제1 실시 형태에서는 개폐 밸브 제어기(4)의 각 개폐 밸브(V1, V2)의 전환 지령에 기초하여 유입 모드의 개시점을 검지하도록 구성되어 있다. 이것에 대해서, 제4 실시 형태에서는 데드 볼륨(DV) 내에 있어서의 유체의 물리량의 변화에 기초하여 유입 모드의 개시점을 결정하고 있다. 즉, 도 10의 제4 실시 형태의 제어 연산 기구(COM)에 도시하는 것처럼 기준 유량 산출부(6)는, DV 압력 센서(DP)로 측정되는 압력에 기초하여 경과 시간 Δt의 개시 시점을 설정하도록 구성되어 있다.

보다 구체적으로는, 도 11에 도시하는 것처럼 개폐 밸브(V1, V2)의 개폐를 전환하기 위한 신호가 출력된 제로의 시점으로부터 잠시 동안은, DV 압력 센서(DP)로 측정되는 데드 볼륨(DV) 내의 압력은 거의 변화하지 않는다. 이것은 개폐 지령 신호의 출력에 대해서, 개폐 밸브(V1, V2)의 실제 동작은 약간의 시간 지연이 존재하고 있는 것에 기인한다. 이 때문에, 개폐 밸브(V1, V2)의 개폐 지령 신호를 트리거로 하여 유입 모드의 개시 시점을 결정하면, 실제로는 개폐 밸브(V1, V2)가 움직이고 있지 않는 시간부터 탱크(TN)로의 유체의 유입이 개시되고 있다고 판정하게 된다. 이 개시 시점의 차이는 극히 짧은 시간이지만, 예를 들면 압력 상승량 ΔP를 작게 하여 유량 진단과 관련되는 시간을 짧게 하거나, 교정하는 유량의 값이 크고, 경과 시간 Δt가 짧아지거나 하는 경우에는, 경과 시간 Δt에 포함되는 오차의 비율로서는 무시할 수 없는 양이 된다.

제4 실시 형태에서는 도 10에 도시하는 것처럼 개폐 밸브(V1) 및 V2의 개폐 지령 신호가 출력되고 나서 DV 압력 센서(DP)로 측정되는 압력이 소정량 이상 변화한 시점, 즉, 압력이 안정되어 있는 상태로부터 압력이 치솟은 것을 트리거로 하여 기준 유량 산출부(6)는 경과 시간 Δt의 개시 시점을 결정한다. 또, 기준 유량 산출부(6)는 경과 시간 Δt의 종료 시점에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지로 탱크(TN) 내의 압력이 소정값에 도달한 것을 트리거로 하여 결정한다.

이와 같이 구성된 제4 실시 형태의 유량 진단 장치(100)에 의해서, 데드 볼륨(DV)의 압력 변화에 기초하여 경과 시간 Δt를 결정했을 경우와, 개폐 밸브(V1, V2)의 개폐 지령 신호를 기준으로 하여 경과 시간 Δt를 결정했을 경우에서 산출되는 기준 유량의 편차에 대해 비교한 실험 결과를 도 11에 나타낸다. 도 11로부터 분명한 것처럼 압력 변화에 기초하여 경과 시간 Δt를 결정함으로써, 최종적으로 산출되는 기준 유량의 편차를 작게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 제4 실시 형태의 유량 진단 장치(100)이면 더 신뢰성이 높은 교정이나 검정 등을 행하는 것이 가능해진다.

여기서, 제4 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다. 경과 시간 Δt의 개시 시점에 대해서는 DV 압력 센서(DP)로 측정되는 압력에 한정되는 것이 아니라, 그 외의 센서로 측정되는 유체의 물리량이어도 상관없다. 즉, 각 개폐 밸브(V1, V2)의 실제 동작을 나타내는 온도 등의 물리량의 변화를 트리거로 하여 경과 시간 Δt의 개시 시점을 결정하도록 해도 된다. 또, 제2 개폐 밸브(V2)에 개도 센서를 설치해 두고, 개도 센서가 밸브 시트로부터 밸브 몸체가 이격되는 것을 검출한 것을 트리거로 하여, 경과 시간 Δt의 개시 시점을 결정하도록 해도 된다.

또, 제4 실시 형태에 있어서 설명한, 경과 시간 Δt의 개시 시점의 결정 방법은 유입 모드에 있어서 데드 볼륨(DV) 내의 압력을 제어하지 않는 종래의 PVTt법으로 적용 가능하고, 본 발명과 같이 유입 모드에 있어서 데드 볼륨(DV) 내의 압력을 제어하도록 개량된 PVTt법에도 적용 가능하다.

그 외의 실시 형태에 대해 설명한다.

진단 대상은 유량 제어 장치에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면, 유량 센서 단일 유닛이어도 상관없다.

분기 라인은 메인 라인으로부터 분기된 후에 탱크의 하류 측에서 합류하도록 구성해도 된다. 즉, 분기 라인은 탱크를 우회하는 바이패스 유로로서 구성해도 된다. 이러한 것이면 필요한 펌프를 1개로 통합할 수 있다.

각 실시 형태에서는 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력 및 온도가 안정되어 있을지 여부는 DV 압력 센서의 측정값에만 기초하여 판정하고 있었지만, 데드 볼륨에 추가로 DP온도 센서를 마련해 두고, DV 압력 센서와 DP온도 센서의 쌍방의 출력이 안정되는 것을 각 모드의 전환을 위한 판정 조건이라고 해도 된다.

기준 유량 산출부에 의한 기준 유량의 산출 수법은 전술한 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면 기준 유량 산출부가 경과 시간 Δt와, 차압 ΔP와, 기체의 상태 방정식에 기초하여 산출되는 보정 전 유량을, 유입 모드 중에 있어서의 최대 압력 또는 그 근방의 압력과 안정 후 압력에 기초하여 보정하여 기준 유량을 산출하도록 해도 된다. 보다 구체적으로는, 보정 전 유량에 대해서 최대 압력과 안정 후 압력의 비의 값을 곱해 보정하여, 기준 유량으로 해도 된다. 여기서, 최대 압력은 예를 들면 도 6에 도시하는 것처럼 유입 모드가 종료되는 시점에서 탱크 압력 센서에 의해 측정되는 압력이고, 안정 후 압력은 정지 모드가 개시되고 나서 소정 시간 경과 후에 탱크 압력 센서에 의해 측정되는 압력이다. 덧붙여, 최대 압력의 근방의 압력이란, 유입 모드 중 또는 정지 모드 중에 있어서 전술한 최대 압력의 전후에 측정되는 압력이며, 안정 후 압력보다도 높은 압력을 포함하는 개념이다.

그 외, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한에 있어서 다양한 실시 형태의 변형이나, 각 실시 형태의 일부끼리를 조합해도 상관없다.

100···유량 진단 장치
ML···메인 라인
SL···분기 라인
DV···데드 볼륨
V1···제1 개폐 밸브
V2···제2 개폐 밸브
V3···제3 개폐 밸브
1···제1 압력 제어 기구
2···제2 압력 제어 기구
3···압력 설정부
4···개폐 밸브 제어기
5···측정 데이터 기억부
6···기준 유량 산출부
7···진단부

Claims (15)

1. 상류 측에 유량 센서 또는 유량 제어 장치인 진단 대상이 마련되고, 하류 측에 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과,
   상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과,
   상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와,
   상기 메인 라인 상에 있어서 상기 분기 라인의 분기점과 상기 탱크의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브와,
   상기 메인 라인 및 상기 분기 라인에 있어서 상기 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨과,
   상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키지 않는 준비 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제1 설정 압력으로 유지되도록 상기 분기 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제1 압력 제어 기구와,
   상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제2 설정 압력으로 유지되도록 상기 메인 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제2 압력 제어 기구와,
   상기 유입 모드가 개시되고 나서 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되어 상기 유입 모드가 종료될 때까지의 동안에 상기 탱크에 유입된 유체에 의해서 생기는 압력 변화에 기초하여, 상기 탱크에 유입된 유체의 유량인 기준 유량을 산출하는 기준 유량 산출부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유량 진단 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준 유량 산출부가 상기 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간 Δt와, 상기 유입 모드가 개시된 시점의 초기 압력과 상기 유입 모드가 종료되고 나서 소정 시간 경과 후의 안정 후 압력의 차압 ΔP에 기초하여 기준 유량을 산출하는 유량 진단 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 압력 제어 기구가
   상기 분기 라인 상에 있어서 상기 제1 개폐 밸브보다도 하류 측에 마련된, 또는 상기 데드 볼륨에 마련된 제1 압력 센서와,
   상기 분기 라인 상에 마련된 제1 제어 밸브와,
   상기 제1 설정 압력과 상기 제1 압력 센서로 측정되는 제1 측정 압력의 편차에 기초하여 상기 제1 제어 밸브를 제어하는 제1 압력 제어기를 구비한 유량 진단 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제2 압력 제어 기구가
   상기 메인 라인 상에 있어서 상기 제2 개폐 밸브보다도 하류 측에 마련된, 또는 상기 데드 볼륨에 마련된 제2 압력 센서와,
   상기 분기 라인 상에 마련된 제2 제어 밸브와,
   상기 제2 설정 압력과 상기 제2 압력 센서로 측정되는 제2 측정 압력의 편차에 기초하여 상기 제2 제어 밸브를 제어하는 제2 압력 제어기를 구비한 유량 진단 장치.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 압력 센서 및 상기 제2 압력 센서가, 상기 데드 볼륨에 마련된 동일한 압력 센서인 유량 진단 장치.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2 설정 압력이 상기 유입 모드가 개시된 시점에서 상기 제2 압력 센서에 의해 측정되는 초기 압력인 유량 진단 장치.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 기준 유량 산출부가 상기 경과 시간 Δt와, 상기 차압 ΔP와, 기체의 상태 방정식에 기초하여 산출되는 보정 전 유량을, 상기 유입 모드 중에 있어서의 최대 압력 또는 그 근방의 압력과 상기 안정 후 압력에 기초하여 보정하여 기준 유량을 산출하는 유량 진단 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 메인 라인에 흘려지는 유량이 소정값 이상인 경우에는, 상기 제2 압력 제어 기구는, 상기 유입 모드 중에 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력 제어를 행하지 않도록 구성된 유량 진단 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 유입 모드가 상기 탱크 내의 압력이 소정 압력이 된 시점에서 종료하도록 설정되어 있고,
   상기 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간이 규정 시간 이하가 되는 경우에는, 상기 제2 압력 제어 기구는, 상기 유입 모드 중에 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력 제어를 행하지 않도록 구성된 유량 진단 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 규정 시간이 상기 제2 압력 제어 기구의 압력 제어에 의해서 상기 유입 모드가 개시되고 나서 상기 데드 볼륨의 압력이 상기 제2 설정 압력으로 안정되기까지 걸리는 안정화 시간에 기초하여 설정되는 유량 진단 장치.
11. 상류 측에 유량 센서 또는 유량 제어 장치인 진단 대상이 마련되고, 하류 측에 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과, 상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과, 상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 상에 있어서 상기 분기 라인의 분기점과 상기 탱크의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 및 상기 분기 라인에 있어서 상기 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨을 구비한 유량 진단 장치를 이용한 유량 진단 방법으로서,
    상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키지 않는 준비 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제1 설정 압력으로 유지되도록 상기 분기 라인을 흐르는 유체를 제어하는 것과,
    상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제2 설정 압력으로 유지되도록 상기 메인 라인을 흐르는 유체를 제어하는 것과,
    상기 유입 모드가 개시되고 나서 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되어 상기 유입 모드가 종료될 때까지의 동안에 상기 탱크에 유입된 유체에 의해서 생기는 압력 변화에 기초하여, 상기 탱크에 유입된 유체의 유량인 기준 유량을 산출하는 것을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유량 진단 방법.
12. 상류 측에 유량 센서 또는 유량 제어 장치인 진단 대상이 마련되고, 하류 측에 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과, 상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과, 상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 상에 있어서 상기 분기 라인의 분기점과 상기 탱크의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브와, 상기 메인 라인 및 상기 분기 라인에 있어서 상기 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨을 구비한 유량 진단 장치에 이용되는 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체로서,
    상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키지 않는 준비 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제1 설정 압력으로 유지되도록 상기 분기 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제1 압력 제어기와,
    상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제2 설정 압력으로 유지되도록 상기 메인 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제2 압력 제어기와,
    상기 유입 모드가 개시되고 나서 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되어 상기 유입 모드가 종료될 때까지의 동안에 상기 탱크에 유입된 유체에 의해서 생기는 압력 변화에 기초하여, 상기 탱크에 유입된 유체의 유량인 기준 유량을 산출하는 기준 유량 산출부로서의 기능을 컴퓨터에 발휘시키는 것을 특징으로 하는 유량 진단 장치용 프로그램이 기록된 프로그램 기록 매체.
13. 상류 측에 유량 센서 또는 유량 제어 장치인 진단 대상이 마련되고, 하류 측에 소정의 용량을 가지는 탱크가 마련된 메인 라인과,
    상기 메인 라인에 있어서 상기 탱크의 상류 측으로부터 분기되는 분기 라인과,
    상기 분기 라인 상에 마련된 제1 개폐 밸브와,
    상기 메인 라인 상에 있어서 상기 분기 라인의 분기점과 상기 탱크의 사이에 마련된 제2 개폐 밸브와,
    상기 메인 라인 및 상기 분기 라인에 있어서 상기 진단 대상을 상류단으로 하고, 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브를 하류단으로 하여 규정되는 용적인 데드 볼륨과,
    상기 제1 개폐 밸브를 개방하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 폐쇄하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키지 않는 준비 모드에 있어서, 상기 데드 볼륨에 있어서의 유체의 압력이 제1 설정 압력으로 유지되도록 상기 분기 라인을 흐르는 유체를 제어하는 제1 압력 제어 기구와,
    상기 준비 모드가 실시된 후에, 제1 개폐 밸브를 패쇄하고, 또한 상기 제2 개폐 밸브를 개방하여, 상기 탱크에 유체를 유입시키는 유입 모드가 개시되고 나서 상기 제2 개폐 밸브가 폐쇄되어 상기 유입 모드가 종료될 때까지의 동안에 상기 탱크에 유입된 유체에 의해서 생기는 압력 변화와, 상기 유입 모드가 개시되고 나서 종료될 때까지의 경과 시간에 기초하여, 상기 탱크에 유입된 유체의 유량인 기준 유량을 산출하는 기준 유량 산출부를 구비하고,
    상기 기준 유량 산출부가 상기 경과 시간을 상기 데드 볼륨 내에 있어서의 유체의 물리량의 측정값, 또는 상기 제1 개폐 밸브 또는 상기 제2 개폐 밸브의 실제 동작을 나타내는 값에 기초하여 산출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유량 진단 장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 기준 유량 산출부가 상기 데드 볼륨 내에 있어서의 유체의 압력의 측정값에 기초하여 상기 경과 시간을 산출하는 유량 진단 장치.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 기준 유량 산출부가 상기 제1 개폐 밸브 및 상기 제2 개폐 밸브의 개폐가 전환되고 나서 상기 데드 볼륨 내의 압력이 소정값 이상 변화한 시점을 상기 유입 모드의 개시 시점으로 판정하도록 구성된 유량 진단 장치.
    

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