TW202221441A - 流體控制裝置、流體控制裝置的控制方法和儲存有流體控制裝置用程序的程序儲存媒體 - Google Patents

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Abstract

本發明提供流體控制裝置、流體控制裝置的控制方法和程序儲存媒體，能夠將在從完全關閉狀態以使測定量成為設定量的方式控制控制閥時施加的初期施加電壓盡可能設定為接近打開起始電壓的值，能夠提高響應速度的同時能夠防止大幅逸出等的產生。所述流體控制裝置的閥控制器（2）具備：初期驅動電壓設定部（22），在使控制閥（V）從完全關閉狀態向規定開度變化的情況下，向電壓生成電路輸入用於設定對所述控制閥（V）施加的初期驅動電壓的電壓指令；以及驅動歷史記錄儲存部（21），用於儲存所述控制閥的驅動歷史記錄訊息，所述初期驅動電壓設定部（22）根據所述驅動歷史記錄訊息改變所述初期驅動電壓的值。

Description

流體控制裝置、流體控制裝置的控制方法和儲存有流體控制裝置用程序的程序儲存媒體
本發明涉及用於將在例如半導體製造工序中使用的各種氣體的流量和壓力等控制在期望的設定量的流體控制裝置。
這種流體控制裝置具備：設置在流體所流動的流道上的流量感測器、控制閥、以及以使流量感測器的測定流量達到設定流量的方式對控制閥進行反饋控制的流量控制器。
此外，在控制閥在完全關閉狀態下，以從流量為零的狀態達到零以外的設定流量的方式開始將控制閥向其他開度控制時，若從最初開始進行上述的反饋控制，則測定流量收束於設定流量為止會耗費時間。
這是因為，如果是常閉型的控制閥，只要不對控制閥施加超過打開起始電壓的電壓，控制閥的閥體就不會離開閥座而開始打開。即，若從最初開始對完全關閉狀態的控制閥進行基於測定流量與設定流量的偏差的反饋控制，則在最初的多次的控制週期中設定的施加電壓無法超過打開起始電壓，相應地會浪費至開始打開為止的時間。
對此，在專利文獻1中，從完全關閉狀態開始進行流量控制的情況下，將最初設定的初期施加電壓的值設定為例如大於打開起始電壓的值，之後開始進行流量反饋控制。
可是，如果將初期施加電壓設定為大於打開起始電壓的值，則這時測定流量相對於設定流量會大幅逸出。因此，透過將打開起始電壓乘以規定的安全率、把小於打開起始電壓的電壓作為初期施加電壓，從而避免產生規定量以上的逸出。
現有技術文獻
專利文獻1：日本專利6279675號公報
可是，如果將初期施加電壓設定為接近打開起始電壓的值，則打開起始電壓因為某種原因而變化的情況下，其結果，會產生最初未產生的逸出。為了避免發生這種問題，會考慮提高安全率，但是這樣會降低流量的上升等的響應速度。
本發明為解決如上所述的問題，目的是提供流體控制裝置，能夠將從完全關閉狀態以使測定量成為設定量的方式對控制閥進行控制時施加的初期施加電壓盡可能設定為接近打開起始電壓的值，在提高響應速度的同時可防止大幅逸出等的產生。
即，本申請發明人認真研究的結果發現控制閥中的疲勞會引起打開起始電壓的變化。本發明基於上述發現而形成。
具體本發明的流體控制裝置，包括：控制閥，設置在流道上，開度根據被施加的電壓而變化；流體感測器，測定在所述流道中流動的流體的流量或壓力；電壓生成電路，將與輸入的電壓指令對應的電壓向所述控制閥輸出；以及閥控制器，以使所述流體感測器測定的測定量與設定量的偏差減小的方式控制所述控制閥，所述閥控制器具備：初期驅動電壓設定部，在使所述控制閥從完全關閉狀態向規定開度變化的情況下，向所述電壓生成電路輸入用於設定對所述控制閥施加的初期驅動電壓的電壓指令；以及驅動歷史記錄儲存部，用於儲存所述控制閥的驅動歷史記錄訊息，所述初期驅動電壓設定部根據所述驅動歷史記錄訊息改變所述初期驅動電壓的值。
此外，在本發明的流體控制裝置的控制方法中，所述流體控制裝置包括：控制閥，設置在流道上，開度根據被施加的電壓而變化；流體感測器，測定在所述流道中流動的流體的流量或壓力；以及電壓生成電路，將與輸入的電壓指令對應的電壓向所述控制閥輸出，所述流體控制裝置的控制方法的特徵在於，包括：在使所述控制閥從完全關閉狀態向規定開度變化的情況下，向所述電壓生成電路輸入用於設定對所述控制閥施加的初期驅動電壓的電壓指令；以及透過以使所述流體感測器測定的測定量與設定量的偏差減小的方式向所述控制閥輸出電壓來控制所述控制閥，根據所述控制閥的驅動歷史記錄訊息改變初期驅動電壓的值。
按照這種構成，能夠根據驅動歷史記錄訊息把握所述控制閥的疲勞程度。因此，由於可以配合因疲勞導致的打開起始電壓的變化來改變初期驅動電壓，所以不必設定以往那樣高的安全率。因此，能夠縮短測定量和設定量一致為止所需要的時間，並且能夠實現不產生極端逸出等的理想響應性。
為了根據所述控制閥的疲勞的漸進來改變所述初期驅動電壓從而持續保持基本相同的響應性，優選所述控制閥是在未施加電壓的狀態下成為完全關閉狀態的常閉型的閥，所述驅動歷史記錄訊息包含所述控制閥的開關次數，所述初期驅動電壓設定部根據所述控制閥的開關次數使所述初期驅動電壓降低。
當所述控制閥到達疲勞限度，疲勞不會導致打開起始電壓的變化後，為了使所述初期驅動電壓不改變從而將響應性保持為一定，優選所述控制閥的開關次數在規定值以上的情況下，所述初期驅動電壓設定部將所述初期驅動電壓設定為預定的固定值。
例如設定量改變時，為了不產生大幅逸出，從而得到期望的控制性能，優選所述初期驅動電壓設定為低於打開起始電壓的值，所述打開起始電壓是所述控制閥從完全關閉狀態開始打開的電壓。
作為本發明的流體控制裝置的其他方式，可以列舉所述控制閥是未施加電壓的狀態下成為完全打開狀態的常開型的閥，所述驅動歷史記錄訊息包含所述控制閥的開關次數，所述初期驅動電壓設定部根據所述控制閥的開關次數使所述初期驅動電壓上升或降低。
本發明人研究後發現，對由疲勞導致的打開起始電壓的變化帶來較大影響的因素是控制閥中使用的隔板的加工方法。為了能反映這種隔板的不同導致的打開起始電壓的變化，從而將所述初期驅動電壓設定為適當的值，優選所述控制閥具備透過切削加工或拉深加工中任意一方而形成的隔板，所述初期驅動電壓設定部根據所述隔板的加工方法使相對於所述開關次數的所述初期驅動電壓的變化量不同。
為了在向所述電壓生成電路輸入所述初期驅動電壓後開始進行基於設定量和測定量的反饋控制，優選所述閥控制器還具備反饋控制部，所述反饋控制部根據所述設定量與所述測定量的偏差，計算向所述電壓生成電路輸入的電壓指令，在所述初期驅動電壓輸入所述控制閥之後，由所述反饋控制部計算的電壓指令被輸入所述電壓生成電路。
優選所述控制閥根據所述控制閥的使用環境溫度改變可輸出的電壓的上限值，這樣即使構成所述控制閥的閥體等的部件產生熱膨脹，例如也能將在最大開度中實現的流量和壓力保持相同值。
本發明人經過研究發現，打開起始電壓除了受疲勞的影響以外、還受使用環境溫度的影響。為了將這種溫度影響反映到所述初期驅動電壓，從而進一步提高響應性，優選所述閥控制器還具備溫度修正部，所述溫度修正部根據所述控制閥的使用環境溫度對所述初期驅動電壓進行修正。
在現有的流體控制裝置中，例如為了能夠透過更新程序來實現和本發明的流體控制裝置相同的效果，優選提供流體控制裝置用程序，在流體控制裝置中使用該程序，所述流體控制裝置包括：控制閥，設置在流道上，開度根據被施加的電壓而變化；流體感測器，測定在所述流道中流動的流體的流量或壓力；以及電壓生成電路，將與輸入的電壓指令對應的電壓向所述控制閥輸出，電腦透過執行所述程序而發揮作為閥控制器的功能，所述閥控制器以使所述流體感測器測定的測定量與設定量的偏差減小的方式控制所述控制閥，所述閥控制器具備：初期驅動電壓設定部，在使所述控制閥從完全關閉狀態向規定開度變化的情況下，向所述電壓生成電路輸入用於設定對所述控制閥施加的初期驅動電壓的電壓指令；以及驅動歷史記錄儲存部，用於儲存所述控制閥的驅動歷史記錄訊息，所述初期驅動電壓設定部根據所述驅動歷史記錄訊息改變所述初期驅動電壓的值。
另外，程序可以透過電子方式發送，還可以儲存在CD、DVD、隨身碟等程序儲存媒體中。
按照上述本發明的流體控制裝置，能夠根據控制閥中的疲勞的影響帶來的打開起始電壓的變化，將所述初期驅動電壓設定為適當的值。因此，能夠縮短使測定量追隨設定量為止所需的時間，並且能夠持續保持不產生大幅逸出等的狀態。
參照圖1至圖8說明本發明的第一實施方式中的流體控制裝置100。
所述流體控制裝置100是例如在半導體製造工序中為了控制向腔室內供給的各種氣體的流量而使用的流量控制裝置。具體流體控制裝置100是所謂質量流量控制器，安裝在與腔室連接的配管上。
所述流體控制裝置100如圖1所示，具備：內部形成有流體流動的流道L的主體B；作為設置在流道L上的流體感測器的熱式流量感測器FS；設置在流量感測器FS的下游側的控制閥V；以及控制板CB，以使作為流量感測器FS的測定量的測定流量與作為用戶設定的設定量的設定流量一致的方式控制控制閥V。
流量感測器FS如圖1、圖3所示，包括：作為流體阻力的分流元件DE，從分流元件DE的上游側分路並在所述分流元件DE的下游側匯合的U狀的細管TT，捲繞在細管TT的外表面的第一阻力元件R1，在第一阻力元件R1的下游側捲繞在細管TT的外表面的第二阻力元件R2，以及流量計算器F1。流量計算器F1在本實施方式中透過使用控制板CB的計算功能和溫度控制電路（未圖示）來實現。溫度控制電路分別對第一阻力元件R1和第二阻力元件R2施加使其保持在比周圍環境溫度高的規定溫度的電壓。流量計算器F1基於對各阻力元件R1、R2施加的各電壓，根據現有的流量計算式計算流量。此外，流量感測器FS不限於熱式的，可以使用壓力式和超聲波式等各種測定原理的。壓力式的流量感測器的情況下，取代分流元件DE而設置的流體阻力可以是層流元件，也可以是節流板等。也就是說，只要在產生為了根據壓力來計算流量而需要的壓差的流體阻力的上游側和下游側分別設置壓力感測器即可。
控制閥V如圖1、圖2所示，具備：形成有使從流道L流入的流體流出的開口V11的閥座V1；以能相對於位於上方的閥座V1接觸分離的方式設置的用以開關閥座V1的開口的閥體V2；能使閥體V2相對於閥座V1進行接觸分離動作的壓電致動器V3；以及設置在閥體V2和壓電致動器V3之間的聯軸器機構V4。
透過位於下方的板簧S1對閥體V2向閥座V1側施力，在未對壓電致動器V3施加電壓的情況下，閥體V2將閥座V1的開口封閉。即，所述控制閥V是在未施加電壓的狀態下成為完全關閉狀態的常閉型的。此外，在閥體V2中在與閥座V1接觸的部分的圓環狀區域形成有規定厚度的樹脂膜RF。
聯軸器機構V4具備：連接壓電致動器V3和閥體V2之間的大致圓柱狀的柱塞PL；作為從柱塞PL的長度方向中央部向半徑方向外側擴展的薄膜狀的部位，並分隔流道L的內外的隔板D；以及形成在隔板D的外周、厚度大於所述隔板D並相對於主體被固定的環狀的固定部F。所述聯軸器機構V4例如透過對金屬塊進行切削加工而形成。即，隔板D透過利用端銑加工等切削加工將金屬母材切削至成為薄膜狀而形成。
壓電致動器V3由壓電元件層疊形成，透過施加電壓利用壓電效果產生和施加電壓對應的伸長。另外，在控制閥V中用於驅動閥體V2的致動器不限於壓電致動器V3，也可以使用電磁元件等基於其他驅動原理的致動器。
控制板CB是具備CPU、儲存器、A/D轉換器、D/A轉換器、各種輸入輸出設備等的所謂電腦，執行儲存器中儲存的流體控制裝置用程序，透過各種設備協作，如圖3所示至少發揮作為電壓生成電路1、閥控制器2的功能。
電壓生成電路1將與從閥控制器2輸入的電壓指令對應的電壓向控制閥V輸出。更具體地，電壓生成電路1是輸出將從閥控制器2輸出的直流電壓以規定倍率放大的直流電壓的DC-DC轉換器。
閥控制器2以使流體感測器所測定的測定量與設定量的偏差減小的方式對控制閥V進行控制。本實施方式中的閥控制器2根據流量感測器FS測定的測定流量與由用戶設定的設定流量的偏差，進行控制閥V的流量反饋控制。具體閥控制器2透過基於測定流量與設定流量的偏差的計算來決定向電壓生成電路1輸入的電壓指令。此外，例如設定流量從零向規定值上升時，即，控制閥V從完全關閉狀態向其他開度改變時，閥控制器2首先輸出表示初期驅動電壓的電壓指令，隨後，輸出基於流量反饋的電壓指令。初期驅動電壓施加與由控制閥V中產生的疲勞引起的打開起始電壓的變化對應的電壓。
具體閥控制器2如圖3所示，具備驅動歷史記錄儲存部21、初期驅動電壓設定部22和反饋控制部23。
驅動歷史記錄儲存部21儲存控制閥V的驅動歷史記錄訊息。例如監視從電壓生成電路1向控制閥V輸出的電壓並根據其電壓變化歷史記錄製作驅動歷史記錄訊息。或者，監視向電壓生成電路1輸入的電壓指令並根據其指令值的變化歷史記錄製作驅動歷史記錄訊息。在本實施方式中，根據電壓生成電路1輸出的電壓變化製作控制閥V的開關次數作為驅動歷史記錄訊息。例如透過判定為輸出的電壓從控制閥V完全關閉狀態的零、達到規定值以上的電壓、並再次返回零，計數為進行了1次開關。透過累計這種計數值，將開關次數作為驅動歷史記錄訊息儲存到驅動歷史記錄儲存部21中。
初期驅動電壓設定部22向電壓生成電路1輸入使控制閥V從完全關閉狀態向規定開度變化時用以設定對控制閥V施加的初期驅動電壓的電壓指令。根據前述的驅動歷史記錄訊息設定初期驅動電壓的值。在本實施方式中，根據控制閥V的開關次數變更初期驅動電壓，通常比打開起始電壓僅小規定量的電壓成為初期驅動電壓。
具體如圖4的圖表所示，隨著控制閥V的開關次數增加，至到達規定值為止，打開起始電壓相對於初期值V0降低。在本實施方式中，若達到例如3000萬次以上的開關次數，則到達疲勞限度，打開起始電壓不再降低。在本實施方式中，在和圖2、圖3的控制閥V同型的閥中實際進行疲勞試驗而得到的有關圖4的驅動次數和打開起始電壓的變化特性數據儲存在初期電壓設定部。另外，變化特性數據可以是表形式，也可以是表示近似曲線的公式數據。而且，初期電壓設定部從變化特性數據取得與驅動歷史記錄訊息中包含的控制閥V的開關次數對應的打開起始電壓，將打開起始電壓乘以規定的安全率後的值設定為初期驅動電壓。
具體說明相對於開關次數的打開起始電壓的變化特性數據，按照本發明人的研究發現在控制閥V中打開起始電壓的降低量根據重複彈性變形的隔板D的種類而不同。即如圖5、圖6所示在控制閥V中隔板D透過拉深加工而形成的情況下，如圖7的圖表所示，即使開關次數變多但與採用本實施方式的切削加工而形成的隔板D的控制閥V相比，打開起始電壓的降低量較小。因此，透過儲存根據使用的控制閥V的隔板D的加工方法而不同的變化特性數據，初期驅動電壓設定部22設定與控制閥V的特性對應的初期驅動電壓。
在初期驅動電壓設定部22輸出設定初期驅動電壓的電壓指令後，反饋控制部23開始基於設定流量與測定流量的偏差的反饋控制。即，反饋控制部23進行基於設定流量與測定流量的偏差的PID計算，將與PID計算結果對應的電壓指令向電壓生成電路1輸出。此外，反饋控制部23負責控制閥V從完全關閉狀態向其他開度變化以外的情況的控制。
參照圖8說明由這種結構的流體控制裝置100進行的從控制閥V完全關閉狀態開始流量控制的情況下的動作。
圖8的（a）表示工廠出廠時的流體控制裝置100中的流體從完全關閉狀態以最大流量流動的情況下的階躍響應的圖表。如圖8的（a）所示，從完全關閉狀態起設定流量上升時，首先初期驅動電壓設定部22向電壓生成電路1輸入電壓指令，以輸出工廠出廠時的初期驅動電壓。其間不進行測定流量的反饋，所以電壓生成電路1向控制閥V施加的電壓在短時間上升至初期驅動電壓。因為初期驅動電壓設定為比工廠出廠時的打開起始電壓略小的值，所以在到達初期驅動電壓的時點，控制閥V尚未敞開，流體也尚未在流道L中流動。
從成為電壓生成電路1輸出的初期驅動電壓的時點，反饋控制部23開始PID控制，此後，根據設定流量與測定流量的偏差對控制閥V進行反饋控制。由於針對打開起始電壓，將安全率比以往設定得小，所以例如從反饋控制開始經過數百msec後，控制閥V成為敞開狀態，測定流量開始上升。由於這樣初期驅動電壓設定為與打開起始電壓接近的值，所以能夠使流量的上升速度比以往提高。
此外，在本實施方式中，即使對控制閥V施加初期驅動電壓，控制閥V也不敞開，而是在施加電壓透過PID控制而略微上升的時點閥才敞開，因此測定流量不會大幅超出設定流量，從而可以穩定在設定流量。
接著參照圖8的（b）說明控制閥V的開關次數超過規定次數導致控制閥V的隔板D疲勞漸進的狀態下的流量控制。
初期驅動電壓設定部22根據驅動歷史記錄訊息和變化特性數據，取得相對於工廠出廠時的打開起始電壓降低的疲勞漸進後的打開起始電壓。而且，初期驅動電壓設定部22根據疲勞漸進後的打開起始電壓，設定新的疲勞漸進後的初期驅動電壓。如圖8的（b）所示，配合降低了的打開起始電壓，初期驅動電壓下降，電壓的上升和測定流量的上升能夠實現與工廠出廠時基本相同的響應性。另外，由於圖8的（b）中的初期驅動電壓的變化使用從工廠出廠時起經過規定期間後說明，所以至到達疲勞限度為止，初期驅動電壓逐漸改變。此外，超過疲勞限度後，初期驅動電壓固定在一定值。
這樣按照第一實施方式中的流體控制裝置100，由於保持有控制閥V的驅動歷史記錄訊息，因此可以配合著控制閥V中疲勞的漸進帶來的打開起始電壓的變化來改變初期驅動電壓。因此，可以不依賴控制閥V的狀態變化，而將打開起始電壓與初期驅動電壓之間的關係保持一定。因此，能夠將工廠出廠時的流量控制的響應性持續保持基本相同狀態。具體可以使流量的上升所需的時間在規定時間內，並且總是持續保持相對於設定流量的末端值不產生大幅逸出的控制性能。
這樣流量從完全關閉狀態上升時的響應特性與控制閥V的開關次數無關而可以基本保持為一定，所以即使在例如ALD（Atomic Layer Deposition 原子層沉積）工序等高速切換控制閥V的開關從而對流量進行脈衝控制的情況下，也可以長期保持供給的流量的精度。
接著說明本發明的第二實施方式中的流體控制裝置100。對於與在第一實施方式中說明的各部分對應的部分，標注相同的附圖標記。
在第二實施方式的流體控制裝置100中，不僅根據控制閥V的開關次數，還根據作為在流體控制裝置100中測定的流體或周圍的溫度的使用環境溫度，改變初期驅動電壓。例如若流體的溫度上升，則由於構成控制閥V的閥體V2和閥座V1中的熱膨脹等的影響，開啟變得困難，打開起始電壓上升。在第二實施方式的閥控制器2中，設定與由這種溫度上升導致的打開起始電壓的變化對應的初期驅動電壓。
具體如圖9所示，閥控制器2還具備溫度修正部24，所述溫度修正部24根據使用環境溫度對由初期驅動電壓設定部22設定的初期驅動電壓進行修正。
溫度修正部24例如根據使用環境溫度對從初期驅動電壓設定部22輸出的電壓指令進行修正，並將修正的電壓指令輸入到電壓生成電路1。本實施方式中由於使用環境溫度越高則打開起始電壓越高，所以溫度修正部24以使用環境溫度越高則使初期驅動電壓越高的方式進行修正。
這樣按照第二實施方式的流體控制裝置100，不僅對應著控制閥V的開關次數導致的打開起始電壓的變化，還對應著使用環境溫度的變化導致的打開起始電壓的變化來改變初期驅動電壓。因此，在流體控制裝置100中即使溫度變化，也可以將控制閥V的開度從完全關閉狀態起變化的響應速度保持為一定。
接著說明第三實施方式的流體控制裝置100。對於與在第一實施方式中說明的各部分對應的部分，標注相同的附圖標記。
在第三實施方式的流體控制裝置100中，控制閥V是在未施加電壓的狀態下是完全打開狀態的常開型的閥，並且能夠應對即使因為使用環境溫度的變化而導致完全關閉狀態所需的施加電壓變化的情況。具體本發明人研究發現，使用環境溫度越高則將常開型的控制閥V完全關閉所需的電壓越大。因此，在第三實施方式的流體控制裝置100中，使用環境溫度越高，則電壓生成電路1可輸出的上限電壓越大。
按照這種結構的第三實施方式的流體控制裝置100，由於根據溫度而改變從電壓生成電路1輸出的電壓的上限，所以如圖10的圖表所示，在初期狀態中輸出比能夠完全關閉的電壓更高的電壓，能夠使常開型的控制閥V確保完全關閉狀態，從而實現流量為零的狀態。
說明其他的實施方式。
前述的實施方式中控制對象為流體的流量，但是本發明也可以將流體的壓力作為控制對象。此外，流體也可以是氣體、液體或其混合物。
按照前述的實施方式，根據控制閥的開關次數對控制閥中的打開起始電壓的變化進行了推定，但是不限於此。例如驅動歷史記錄訊息可以包含驅動時間，而不是控制閥的開關次數。而且，初期驅動電壓設定部可以從驅動時間推定開關次數，間接地推定打開起始電壓。此外，驅動歷史記錄訊息可以包含有關開關次數、驅動時間等各種控制閥的驅動歷史記錄的訊息。此外，開關次數的計數方式不限於前述的實施方式。也可以對以用戶設定的設定量從零設定為零以外的值的次數進行計數，並作為開關次數。
即使控制閥是常閉型的閥，但根據閥體、閥座、隔板等的結構的不同，相對於開關次數的打開起始電壓的變化傾向也存在與前述的實施方式不同的可能性。因此，初期驅動電壓只要配合打開起始電壓的變化特性適當設定即可。具體在相對於開關次數，打開起始電壓變大的情況下，只要與此相應地使初期驅動電壓也變大即可。
此外，本發明不僅可以應用於常閉型的控制閥，也可以應用於常開型的控制閥。此時初期驅動電壓設定部也根據驅動歷史記錄訊息改變初期驅動電壓的值即可。
在實施方式中，在控制板中實現作為驅動歷史記錄儲存部的功能，但是也可以在以有線或無線的網絡連接的與控制板分開的電腦中實現所述功能。即，流體控制裝置的全部結構部件不限於集中在1處，計算功能等的一部分也可以由與設置控制閥和流體感測器的場所分開的場所中設置的電腦等實現。
此外，在不脫離本發明的思想的範圍中，可以將各種實施方式的變形和各實施方式的一部分彼此組合實施。
100:流體控制裝置 V:控制閥 D:隔板 1:電壓生成電路 2:閥控制器 21:驅動歷史記錄儲存部 22:初期驅動電壓設定部 23:反饋控制部 CB:控制板 FS:流量感測器 R1:第一阻力元件 R2:第二阻力元件 TT:細管 L:流道 DE:分流元件 B:主體 V3:壓電致動器 PL:柱塞 V2:閥體 S1:板簧
圖1是表示本發明的第一實施方式中的流量控制裝置的示意圖。 圖2是表示第一實施方式的流量控制裝置中的控制閥的結構的斷面示意圖。 圖3是表示透過第一實施方式的控制板實現的各部分的功能框圖。 圖4是表示第一實施方式的流量控制裝置中的開關次數與打開起始電壓的關係的圖表。 圖5是表示採用透過拉深加工而形成的隔板的控制閥的結構的斷面示意圖。 圖6是表示透過拉深加工而形成的隔板的立體示意圖。 圖7是表示採用透過拉深加工而形成的隔板的控制閥中的開關次數與打開起始電壓的關係的圖表。 圖8是表示第一實施方式的流量控制裝置中的初期驅動電壓的變化和流量控制特性的圖表。 圖9是本發明的第二實施方式的流量控制裝置中的功能框圖。 圖10是表示本發明的第三實施方式的流量控制裝置中的閥特性的圖表。
100:流體控制裝置
V:控制閥
D:隔板
CB:控制板
FS:流量感測器
R1:第一阻力元件
R2:第二阻力元件
TT:細管
L:流道
DE:分流元件
B:主體
V3:壓電致動器
PL:柱塞
V2:閥體
S1:板簧

Claims (11)

  1. 一種流體控制裝置，包括：控制閥，設置在流道上，開度根據被施加的電壓而變化；流體感測器，測定在所述流道中流動的流體的流量或壓力；電壓生成電路，將與輸入的電壓指令對應的電壓向所述控制閥輸出；以及閥控制器，以使所述流體感測器測定的測定量與設定量的偏差減小的方式控制所述控制閥，所述閥控制器具備：初期驅動電壓設定部，在使所述控制閥從完全關閉狀態向規定開度變化的情況下，向所述電壓生成電路輸入用於設定對所述控制閥施加的初期驅動電壓的電壓指令；以及驅動歷史記錄儲存部，用於儲存所述控制閥的驅動歷史記錄訊息，所述初期驅動電壓設定部根據所述驅動歷史記錄訊息改變所述初期驅動電壓的值。
  2. 如請求項1所述的流體控制裝置，其中，所述控制閥是在未施加電壓的狀態下成為完全關閉狀態的常閉型的閥，所述驅動歷史記錄訊息包含所述控制閥的開關次數，所述初期驅動電壓設定部根據所述控制閥的開關次數使所述初期驅動電壓降低。
  3. 如請求項2所述的流體控制裝置，其中，所述控制閥的開關次數在規定值以上的情況下，所述初期驅動電壓設定部將所述初期驅動電壓設定為預定的固定值。
  4. 如請求項2所述的流體控制裝置，其中，所述初期驅動電壓設定為低於打開起始電壓的值，所述打開起始電壓是所述控制閥從完全關閉狀態開始打開的電壓。
  5. 如請求項1所述的流體控制裝置，其中，所述控制閥是未施加電壓的狀態下成為完全打開狀態的常開型的閥，所述驅動歷史記錄訊息包含所述控制閥的開關次數，所述初期驅動電壓設定部根據所述控制閥的開關次數使所述初期驅動電壓上升。
  6. 如請求項2所述的流體控制裝置，其中，所述控制閥具備透過切削加工或拉深加工中任意一方而形成的隔板，所述初期驅動電壓設定部根據所述隔板的加工方法使相對於所述開關次數的所述初期驅動電壓的變化量不同。
  7. 如請求項1所述的流體控制裝置，其中，所述閥控制器還具備反饋控制部，所述反饋控制部根據所述設定量與所述測定量的偏差，計算向所述電壓生成電路輸入的電壓指令，在所述初期驅動電壓輸入所述控制閥之後，由所述反饋控制部計算的電壓指令被輸入所述電壓生成電路。
  8. 如請求項1所述的流體控制裝置，其中，所述控制閥根據所述控制閥的使用環境溫度改變可輸出的電壓的上限值。
  9. 如請求項1所述的流體控制裝置，其中，所述閥控制器還具備溫度修正部，所述溫度修正部根據所述控制閥的使用環境溫度對所述初期驅動電壓進行修正。
  10. 一種流體控制裝置的控制方法，所述流體控制裝置包括：控制閥，設置在流道上，開度根據被施加的電壓而變化；流體感測器，測定在所述流道中流動的流體的流量或壓力；以及電壓生成電路，將與輸入的電壓指令對應的電壓向所述控制閥輸出，所述流體控制裝置的控制方法包括：透過以使所述流體感測器測定的測定量與設定量的偏差減小的方式向所述控制閥輸出電壓來控制所述控制閥；以及在使所述控制閥從完全關閉狀態向規定開度變化的情況下，向所述電壓生成電路輸入用於設定對所述控制閥施加的初期驅動電壓的電壓指令，根據所述控制閥的驅動歷史記錄訊息改變所述初期驅動電壓的值。
  11. 一種程序儲存媒體，儲存有流體控制裝置用程序，所述流體控制裝置包括：控制閥，設置在流道上，開度根據被施加的電壓而變化；流體感測器，測定在所述流道中流動的流體的流量或壓力；以及電壓生成電路，將與輸入的電壓指令對應的電壓向所述控制閥輸出，其中，電腦透過執行所述程序而發揮作為閥控制器的功能，所述閥控制器以使所述流體感測器測定的測定量與設定量的偏差減小的方式控制所述控制閥，所述閥控制器具備：初期驅動電壓設定部，在使所述控制閥從完全關閉狀態向規定開度變化的情況下，向所述電壓生成電路輸入用於設定對所述控制閥施加的初期驅動電壓的電壓指令；以及驅動歷史記錄儲存部，用於儲存所述控制閥的驅動歷史記錄訊息，所述初期驅動電壓設定部根據所述驅動歷史記錄訊息改變所述初期驅動電壓的值。
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