TWI241469B - Flow sensor signal conversion - Google Patents

Description

1241469 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於質流感測器之領域，且尤其是指用 供，量訊號之方法與裝置，料流量訊號係準料出跨於 大範圍的流率之通過一咸測哭的 、 實際流體流量。 篮的 【先前技術】 質流感測器係運用於諸多種種的應用，以測量 或其他流體之質流率。質流感測器可為運用之一個廊：： 一種質流控制器。於-個習用的質流控制H，流通於主要 流動路徑之-流體的質流率係基於轉向至典型較小的導其 (其構成質流感測器之一部分者)之流體部分而調節或控: 。，設為層流於主要流動路徑與感測器之導管，流通於主 要流動路徑之流體的質流率係 士 千f j基於机通於感測器導管之 k體的貝流率而決定（及調節或控制）。 概括而.’：種流量感測器係指藉著提供表示流體流 率之-輸出而響應於流體流量之任何的裝置㈣置植人。 -種熱質流感測器係指一種流量感測器，其為基於流體之 流動所造成的熱對流、傳導及/或通量而提供隨著-流動 路径的流體流率而變化之-輪出。㈣“流體⑴uid)，，係 在此運用以描述能夠流動之於任何狀態之任何型式的物質 。可瞭解的是，術言丑“玮縣，， σ 體係應用於液體、氣體、盥漿 體(slimr) ’包含能夠流動的材料或物質之任何組合：、 -個習用的熱質流感測器係說明於第1圖。熱質流感 1241469 測器 10句；—道；^ ,。 4 V g 1 2，其具有以一預定的間距而繞製於 g 之一上游的電阻線圈14與一下游的電阻線圈i 6， Γ使導官具有關於長度1之—特性長度。上游與下游的線 係2耦接至感測器電子電路18。典型而言，線圈14與16 ::化的’其中線圈電阻為一溫度的函數。當並無流體流 =過導管12’感測器係於—平衡的狀態。舉例而言，線 平：狀!二可，含個別的惠斯登電橋架構之-接腳，俾使 圈16至^Tlt者令電子電路18驅動上游線圈14與下游線 阻係::同二:？。當二個線圈一 為等於⑵。二路Λ阻器之電壓降亦為相等(即:V1 之間的差里，構成以侦測於電壓V1^2 測器輸出；二出該差異作為-訊號2。，其稱為感 鞠出δί1旎或簡稱為感測器輸出。 隨著流體流動通過於導管 而轉移熱量自上游線圈14朝向下I/、根據熱對流之性質 線圈1 6之、、®声孫士 & '于、、友圈1 6。結果，下游 ，凰度係成為大於上游線圈14之、、w #奸 個別的電阻而且使得感測器電子電^ 皿度’措以改變 V2將不再為等於電麼降V1， 為不平衡。電愿降 於㈣之差異並輸出差異作為=二子出電…_ 對流所轉移的熱量(且因此該感測器 質流率。 出）係正比於流體之 應為έ忍知的县 Γ+、 e _ . ^ 一感測器輪出係盔須 疋可為種種其他的訊號之任—者，壓'訊號而 器之設計。舉例而言，一且可為取決於流量感測 “輪出係可為如第】圓所示 1241469 之一電壓訊號、—兩 电机訊號、一數位式 夠指出通過感測哭 次類比讯號、或是能 β β 。。 導管的流體流量之任何 堵多的應用（例如N您任饤其他訊號。 θ , .牛導體製程）係可能需I ^ f感測器為操作於錄從 此而要—特定的流 上，提供該流量残測¥ # 次机體組合。實際 熱質流感測器之成測 J而3 ，習用的 之質流率且部分為取 、動路徑的流體 流體之熱及/或物理牲於〜動路徑的 t… 特性係可能影響感測器輸出mi 隨者流率而改變。 铷出电壓如何 第2圖係說明針對八種不同型 .^ ^ 个U型式的流體之感測器塑庫

曲線。一感測器響應曲錄筏 曰M .、、友係概扣基於感測器輸出而作為汽 率的一函數或關聯於流率 ' 机手之任何代表。於第2圖， 係代表通過流動路徑之個 ^ 仅之個別流體的貫際流體流率，垂 係代表由流體流率所造成之歸一化（_ai㈤）的感測哭 輸出電屡。歸一化的感測器輸出電壓係該感測器輸出電^ 除以當-流體於其最大流率而流通於流動路徑(稱為全標 度（full scale)流動）所造成之感測器輸出電壓。即，垂直 軸係代表全標度的感測器輪出電壓之部分者(fracti〇n)。 理想而言，各個感測器響應曲線係將為流率之一線性 函數然而，貫卩祭可看出的是，感測器響應曲線具有變動 程度的曲度，且該曲度本身係可為流率之一個流體相依的 函數。習用而言，未適切瞭解該等感測器響應曲 隨著流體不同而變動。此不可預測性導致難以發展出能夠 滿意反摩―於適當範圍流率之一範圍流體的流量感測器。更 1241469 !特別而言’難以提供對於-任意流體而 *乾圍的流率之流量感測器。 【發明内容] 本發明之種種的廯& a , ,^ ^ 層面係出自於本案申請人之判別與勺 知方；流體感測器輸出曲線盥一 、- ^ /、 感測裔的特性曲線之間的一 互相關聯，此係當該感測器 石, 糸桓里化為具有操作於流率、 至父—個感測器性質、與至少— _ 。笋荖、個他體性質之一轉移函數 門：：運用於以—測試流體與該感測器的-模型之校準期 侍到的響應貧訊，該互相關聯係利於 流體之流率。 +隹厌疋任忍 根據-個實施例’ 一種產生感測器的特性資訊之方法 匕含步驟:針對複數個感測器輸出值之各者，測量 ::器的-感測器導管之一測試流體的一流率;記錄各個 机率為關聯於複數個感測器輸出值的個別者；基於至少— :感測器性質與測試流體的一第一性質’轉換各個料至 個對應的運算元值；基於測試流體的一第二所， 钹數個感测器輸出值之各者至複數個特性值之個別的特性 值，及，儲存至少一個代表’其關聯各個運算元值於 的特性值。 、刎 根據另一個實施例，一種流量感測器係包含：一導管， 適以輸送流體；一電路，耦接至導管，且構成以產生^示 通過導管之任一流體的一流率之一感測器輸出訊號；及， 至少一個儲存媒體，儲存包括該流量感測器 付ΐ玍函數 的至少一個代表之資訊。 1241469 根據本發明之一個層面，係提出一種藉著測試流體而 產生感測器的特性資訊之方法。該方法包含步驟:針對複 #“固感測器輸出值之各者，測量通過感測器的一感測器導 官之測試流體的一流率;基於至少一個感測器性質與測試 流體的至少一個第一性質，轉換各個流率至—個運算元值 二基於測試流體的至少一個第二性質，映射複數個：測器 “值之各者至一特性值;及，儲存至少一個代表，其關 聯各個運算元於個別的特性值。 ，=個實施例，轉換各個料之步驟與映射複數個 感“輸5值各者之步驟係根據以下關係而執行.

Oi， 其中，P係測試流體之密度，Q係流體體積 感測器導管之特性長度，A係感測器導管之橫截面積二 係測試流體之比熱’ “系測試流體 、。 流體相依常數。 且f與g係 而產：：本&月之另一個層面’係提出-種藉著測試流體 而產生感測器的響應資訊以供操作於任_流體 方法包含步驟：針對複數個感測器輪出值 _ = 過感測器的-感測器導管之測試流體的—流率記：：通 ’綱關聯於複數個感測器輸出值的個別者;基於該任立固 流體之至少一個性質，儲存一第一映射， 通過感測器導管之任一流體的流動所造成^ 轉換由 至特…，基於至少一個感測 至少一個性質’儲存-第二映射，其構成 10 1241469 至運算元值。 -第於二例，儲存第二映射之步驟包括-步驟:儲存 係其構成以轉換流率至運算元值，根據以下關 Λ κ 其中’ F係運算元值， ψ ^ ^ ^ τ r ，、測試流體之密度，Q係流體 月且積流率，L係感測器導管 ^ ^ 之特性長度，A係感測器導管之 ，面積、cP係測试流體之比熱，《係測試流體之導熱性 且g係流體相依常數。彳H # 啟六^ 吊数儲存弟一映射之步驟包括一步驟： 妒：帛映射’其構成以轉換感測器輸出值至特性值， 根據以下關係： C:f 气' 之、首^中係特欧值，S係感測11輸出值，/c係ϋ意流體 ν热性，且f係流體相依常數。 :據本發明之又一個層φ ’係提出_種預測經過一感 導：之一編體的流率之方法，其藉著一種流量感 1八包括&準於—測試流體之㈣所得到之感測器的 特性函數之至少一代表。兮 ^ ^ & μ方法包έ步驟··提供關於經 =管之製程流體的一流率之一感測器輪出;基於製程流 :之…個第一性質’映射該感測器輪出值至一特性值 包:者以特性值而索引該特性函數之至少—個代表，得到 運至，—個感測器性質分量與至少-個流 心 7"值;及，運用感測器之至少-個性 、製程流體之至少一個第二性質以決定該運算元值之流 11 1241469 率分量，以提供經過感測器導 笞之製程流體的流率 之一指 根據本發明之另^個層自’係提出一種感測器模型， 7心根據通之任—流體的流量所造成 益輪出ϋ，而預測通過-感測器之任一流體的流率。： 杲型包含··一運算元，包括流率、 Μ 盥y 千至少一個感測器性質、 二：-流體的至少一個第-流體性質;及，一轉移函數， “呆作於運算元之諸值，藉著任一流體的至少一個第二土 體性質而產生有關於感測器輪出值之—感測器特性曲線- ::本發明之另一個層，，一種電腦可讀取媒體係編 =具有一特性函數之—代表與用於執行於至少-個處理 ^:程式。當執行於至少—個處理器，該程式係 Γ製程流體的流動所造成之-感測器輸出訊號至 旦：里m方法。該方法包含步驟:接收關於來自一流 里感測器的一感測器輸出訊雊 -於入“制 細出心虎之-感測器輸出值，而作為 輪入；基於製程流體之至少_ 測器輸出值至一特性值.“n r貝而轉換該感 、f值’由特性函數之代表而得到一運算 “關聯於特性值之至少-個感測器性質鱼至少 一個流體性質；及，運闲=, 貝一至y 個製程流體性質值，初運匕：個感測器性質值與至少〆 率值。 x運异70值而決定製程流體之一流 本發明之另一摘μ ζ 流量感測器之一特性:^針對一種!料結構，以儲存〆 測試流體之校準期間 代表其為流®感測器於一 寻至】。该資料結構包含複數個表目 12 1241469 ’各個表目具有—锋 . 弟〜攔位與一第二攔位， 位係識別一特性值，发 其中··弟一攔 ^、為基於’。式流體之至小 計算自該流量感測哭> Έ|, ^ ^ t 夕一個性質而 、只』态之一感測斋輪出值，且 別一運算元值，复A啦* & <、日^ 弟二攔位係識 ”為對應於感測器輸出值、 -個性質、與測試流體之至少一個性 ，之至少 本發明之另-個實施例係包括一：自-流率。 適以電子式储存資訊1包含:藉著一測試：：取=， 測器的校準期間所彳I 敬體之流I感 一個代表的一編碼。 丨生函數之至少 本毛明之另一個實施 包括一 含：一導管，適以於〜 裡机里感測器，其包 產生表示通過導总— 導S且構成以 、吕之一流體的一流率之一成：Ρι|哭^ ;及，至少一個作十 次，則态輸出訊號 储存媒體，儲存包括流量残 函數的至少一個冲主 里级測态之一特性 1固代表之資訊。 根據本發明夕〇 ,,„ , 乃一個層面，係提出一種質流# g 该質流控制器句人·、 貝机控制态。 卜u 各·一流量感測器’適以感測於 ^ ^ ^ 杈的流體流量，且挺# + 4冽於一流動路 ϋσ .. 徒供表示於流動路徑的質湳枭夕 β、， 益輪出訊號；—儲 貝机车之一感測 函數的至小子媒體，編碼具有流量感測器之一特性 夕 個代表；及，一處理器，搞接 以接收感測哭，山 I里⑽耦接至流量感測器 二技 σ 出訊號，該處理器係構成以基於牲τ私 而轉換感測哭畝山 X丞於特性函數 含：_控制器。，别出訊號至一流量訊號。該質流控制器更包 於流量1 %耦接至流量計，且適以提供至少部分為基 控制Ρ之啦^驅動訊號；一閥致動器，適以接收來自該

〇〇 -ir| p W 。唬；及，一閥，耦接至流動路徑。該閥係 13 !241469 之 適以取決於閥的一控制部位之位移而允許通過流動路徑 流量 0 【實施方式] 乂已红提出方法以針對一感測器當操作於不同流體時的 =為之又動所可能造成的困難度。該變動係可能部分為於 <率與感測器輪出之間的非線性關係所影響。舉例而言， 限制流量感測器之操作至針對一特定流體之一感測器響應 ，線的、線性乾圍，係可緩和關聯於感測器之非線性的問 θ 士於第2圖所不，針對一特定流體之一感測器響應曲 線係可能具有近似線性之一部分。藉著考慮僅於此限㈣ 圍内之流率，感測器輸出值係可假設為具有關於流率之一 近似線性（且因此可預測）的關係。 然而，多個感測器響應曲線之運用的—期望範圍之一 顯著部分係位在個別的線性範圍之外，且無 =Γ。如此，限制流率至-特定流體之-給二 之；二：線之線性範圍’係可能嚴重限制一流量感測器 -極窄範圍的應用與流率。舉例而言，對於 Γ斤=氣Γ線性範圍係小於3sccm。在此範圍之 運用於心可直接預測，且可能使得感測器無法 運用於而要較寬範圍的流率之應用。 針對此揭示内容之目的，術語 、分佈或關係之任何代表。舉例而言，一曲函數 於-個變數之間的關係之一組這 代表 众測益輪出之間的關係之一組的點對）。—曲線亦可 14 1241469 凼数之 數學、幾何、或兵他的代表。舉例而 曲ι、、泉係可代表為一代數函數（例如：一多項式）、一三角函數 (例如:—正切曲線）、一片段式近似（例如：-片段式線性或 圓錐屯近似）、基本函數之一級數總和（例如：仿形（咖⑹） 或傅立葉係數）等等。 、如於第2圖所示，—感測器.響應曲線之線性範圍亦可 =決：流體，即，適當近似於一感測器響應曲線的線性部 分^一直線的長度及斜率係可能均隨著不同的流體而變化 插是以，各個流體之線性範圍係通常藉著—流量感測器於 、、：的士知流率之校準期間測試流體(例如:由另一個流量 儀益所測置)及測量該感測器輸出而憑經驗所建立。 W ^ ^ # M ^ ^ ^ f ^ ^ ^ ^ # ^ ^ ^ ^ ^ ㈣：訊(尤指:感測器響應資訊)之種種的測試與測量。舉 ::〗：言，於校準期間所得到的資訊係可運用以近似該感測 =作期間之行為。典型而言，感測器校準係在感測器 為：地運用（例如：於一工業應用）及/或提供至一顧客之前 而貫施。 :里對於種種的測試流體（例如·於第2圖所示的八個 測^體）之線性範㈣可能為勞力密集且耗時的程序。 甚者’-線性範圍係可能必須針對—感測器意圖操作之一 組流體之各者而特定計算。一妒二 4又而§ ，此型式之定製的校 ^:，曰^外的費用至感測器校準製程。使得問題更複雜 主^ ”的卫業應用係操作流量感測器於具有反應性、 毋性及/或腐钱性的性質之製程流體。此等流體係可能不 15 1241469 適合操縱及測試於流量感測器之校準期間。再者，一感測 器可能最終於實地測量之流體係可能非事先已知。

欲補償無能校準於一特定的製程流體（因為一特定的製 程流體於校準之時為未知或為操縱危險及/或有害於設備） ，一飢畺感測為係可藉著多個代理（5ιΙΓΓ〇^_^)流體於校準 期間而測試。一代理流體係可為具有已知性質之一較不具 腐蝕性及/或更為一般可利用的流體，其可運用於校準期 間以得到關於感測器行為之資訊。此資訊係可隨後運用以 近似操作於已知具有至少有些類似性質的一製程流體之一 感測器的響應。代理流體之一些實例包括而不限於第2圖 所示之彼等流體。 Θ 係概指-感㈨器為操作或感測器為意圖針對種種的應 任-者而實地操作之任何流體。尤其，—製程流體係: 為由一流量感測器的一終端使用者所於視之一六_

‘‘測試流體，，係、概指運用於感測器之：準期=何::

，典型為準備於感測器之實地操作。 /;,L p 應進而認知的县 試流體與製程流體係可能並非不同， 、 ’ P，運用於校進细 之-特定測試流體亦可如同—製㈣體q h 此說明之目的，該等術語係運用以概述—…用：針 於校準期間（即：“測試，，流體）❹ L版疋否為運 4計對貫地操竹 ‘程”流體）而無須描述流體之型彳 ’、（卩：一 , 式。如此，一冲™、> 係至少為一測試流體。 代理流 根據一個實施例，於校準期間， 、 曰，一感測器係可以多 16 1241469 測试及/或代理流體而測試。尤其，針對運用於校準過 之各個获、、* μ Λ里机體，該代理流體係可以已知的流率而引 接至一泣旦a 丨八锅 机里感測器之一流動路徑，且可記錄感測器輪出。 =舉係k成對應於各個代理流體之一感測器響應曲線。於 第2圖所不之實例的感測器響應曲線係運用一流量感測哭 式得到，而言，代理感測器; 測器輸…製程流體之流量所造成的感 J之机辜，此乃藉著假設一製程流體之感測器燮 為可由—轉換因數而相關於一或多個代理感測器：： 習用的轉換因數經常為基於製程流體的莫耳比二 -頰：的代理流體的莫耳比熱之間的比值。 …、 t 7目係°兄明於k準期間所得到之代理感測.器響庫曲 ::如：習：：近似該感測器於-編^ SFN之夂者310之校準3〇5,複數個代理流體SH-。咸、：預定組的已知流率F而引入感測器31。 分別響應於流率。J器響應曲線SS1~SSN而 於已知流率F。 ή裔響應曲線可接著記錄為關聯 於感測器31 〇之择作gc 製程流體pF1_PFNm I ，可合意操作感測器別於 者係於未知流率UF==°tM程流體m-PFN之任一 卞r向引入感測哭 應以一個對應的製程感測器響應曲、線p =測器係分別響 ’ 一製程感測器響應曲線之' —S1V。假設的是 比熱與代理流體的莫耳比广著該製程流體的莫耳 ”、、之比值而關連於代理感測器響 17 1241469 應曲線之一者的諸值。此 ▼〜，，7、…吠耵；^ 5。如 此’由-製程流體的流體流量所造成之感測器輸出值係可 映射至一代理感測器響應曲線之關聯值，且來自組F的 知流率之-關聯及/或内插的流率係可運用作為製程流體 之未知流率的一近似者。 _ 然而，基於莫耳比熱之關係可能僅有效於製程流體之 ^圍：即，可能準確的映射僅存在於製程感測器輸出 ^衣^體之線性㈣内的記錄代理感㈣響應曲線上 二：之間。是以，製程流體流率之準確的近似係可能僅 二Γ!，：！屬於製程流體的感測器響應曲線之線性 J才此精者刖述方法達成。如於前文所論述，此係於 感測器的應用性之一嚴袼限制。 ’、、 再者’應為認知的是’為了得到準確的近似 於-製程流體之線性範圍），一充分類: 所需，以測試於感測器之校準期間。結果二：：體係為 保一感測器將適當操作於任疋難以確 確度係將取決於一適當的代理而且感測器之準 外，校準通常操作於多個製程 _ J用性而變動。此 耗時費力，以測量及記錄對^之一感測器係可能需要 例如··感測器響應曲線）。夕古代理流體之響應資訊（ 本木申清人已經認知的e 係出自經驗資訊之不足以適用::轉換技術之缺點 轉換因數係已主要為藉著實驗：測：之行為。習用的 物理支持。尤其，本案申〜 且可能不具有任何 以已經判別的是，基於作為流 18 1241469 1 “數之感測益’響應資訊的轉換因數係一感測器對於 任意流體的響應之不完整的概括描述。

是以，本案申請人係已經發展一種通用的感測器模型 ’其基於感測器與流體之性質而描述—感測器之行為，其 可：述-感測器對於任意流體之響應。本發明之種種層面 係得自本案申請人之判別與認知’即：一感測器之—轉移 函數可特徵為操作於感測器之—或多個性質與-流體之一 或多個性質（除了流率之外），以產生描述感測器響應之單 、特)生曲線。如此，係可根據一感測器模型而利用得自— 感測器於校準期間之響應資訊，以利於流體感測器響應曲 線的線性範圍内外之任一流體的流率之準確預測。

〃下文係關於根據本發明之方法與裝置的種種觀念及實 施例之更詳細的說明。應為認知的是，如論述於上文且進 而搖述方;下文’由於本發明係不限於任何特定實施方式， 本發明之種種的層面係可以多種方式之任一者而實施。特 定貫施之實例係僅為針對說明目的而提供於本文。 其’根據本發明之種種方法係可運用為關連於種種 的机里感測θ ’其包括關於第】圖所述之流量感測器及/或 於吳國專射請案序號G9/783,439、美目專 6〇/^^^^^«^. 60/436,2〇7^^^ 流置感測器’其以參照方式而整體納入於本文。本發明係 不限：流量感測器之任何特定的實施或配置。 弟4圖係說明根據本發明之—種感測器模型的一個實 施例。感測器模型彻包括一當操作^之值時係提供特 19 1241469 性曲線c的特性函數w。該F運算元係 的至少一個性質、盥流_ & $ i a 裔 …… 的至少—個性質之種種適當函數 氣著展開該感測器模型以使得其轉移函數405 “祕F運算元之值，感測器模型係 流體性質，㈣，感測器之行為係由模型所準確描述“ ，器模型係可運心自操作於任意製程流體所造成之感^ 為輸出值而準確決定流率。 S 、 操作於包括流率、至少一個感測器性質、與至少_個 流體性質之-運算元而產生可藉由至少一個流體性質而相 關於一感測器之感測器輸出值的一特線曲線之一感測哭模 型之一轉移函數，係稱為一個“特性函數，，。 、 第5圖係說明於一感測器51〇與根據本發明之一種 測器模型的-個實施例之間的關係。舉例而言，… *體之任纟⑴、f2、f3及/或fn)於種種的流率F而引 入-感測器' 510，感測器51G可針對各個流體而分別產生 一不同的感測器響應輸出曲線（例如：S1、S2、S3與如）。 根據一感測器模型500，感測器響應曲線之各者係藉著一 變換525而關連於一特性曲線c。變換525係可為基於關 稱P於個別的感測器響應曲線之流體的至少一個性質而使尸 種種的感測響應曲線為關連於特性曲線c之任何函數戋 變換。流體性質可包括而不限於：導熱性、黏滯性、比^ 、密度、溫度、其任何組合或關係··等等。 舉例而言，變換525係可映射感測器響應曲線S1、S2 、S3與Sn之各者至特性曲線c。即，根據感測器模型5川 20 !241469 二特定流體之一特定流率所造成的一感測器輸出值係 错者應用變換525而映射至沿著特性曲線之—值。 感測器之F運算㈣可為流率、—或多個感 屑态性負、與_或多個流體性質之種種函數的任： 測器性f可包括：―感測器導管之實體尺寸、g測器電; 電路之感測元件的架構、一感測器之他種種的物理性質、 感測器特性之組合、及/或上述可能影響流量者之關係。 :方、杈型500 < F運算元係基於流率及感測器與流體之性 質，轉移函數W係描述感測器51〇之一特性函數。 、再者，根據感測器模型500,以一特定流率而流動通 過一感測器之一流體係將具有F之一關聯值，其可藉著應 用變:奐515而計算。舉例而言，針對流體η、”、：： 等等的"IL率F之各者，f之-關聯值係可由感測器5! 〇 之性質與個別的流體之性質而計算。 、應為認知的是，倘若於W之資訊為可利用且特性函數 W為單凋增大或單調減小於一有關區域，沿著特性曲線c 之諸值係可根據一反特性函數Γ1而映射至F之關聯值。 即右/ϋ著曲線C之一值Ci係已知，F之一個對應值係可 計算。如此，由於該模型係建立變換525映射感測器響應 曲線至相同的特性曲線C且F之諸值為流率之一函數，倘 若特性函數W之一代表為可利用，流動通過一感測器之任 一流體所產生的一感測器輸出值係可運用以反向計算一流 率，其將根據感測器模型而造成一特性值Ci。 術語“代表（representation)，，係概指一特性函數之任 21 口41469 何的數值、分析、數學及/或演算法之描述或近似者。範 例的代表係包括而不限於：查閱表αυτ，⑹卜叩tabie)、 諸如仿樣（spline)、三角或代數函數之近似函數、數列展 開…等等。此外，一代表可包括：資料與如何處理資料之一 組：運：及/或指令。舉例而言，一代表可包括··一查閱表 ，-儲存感測器響應資訊（例如：關聯於流率值之感測哭輸 出幻與適於轉換感測器響應資訊至特性資訊之:或^ 映射運算（例如··關聯於F運算元之特性值）。 第6圖係說明根據本發明之一種方法的_個實施例， 包括··於單一測試流體之一感測器校準期間而得到一感測 ==一特性函數的一代表。可接著運用於校準 間的流率…準期門 Γ 感測器操作期 傷，其為、商 感測器係可㈣至種種校準設 以於可5周整且可測量的流率而引入流體至4洌 态之一導管。 肢王U判 ㈣，具有已知的熱及/或物理性質之―測試流 :、固期望的感測器輪出值而引入-感測器。舉例而 操作者係可調整該校準設備，以使得 j 率弓I起感測哭為變旛你, 々丨L篮之/瓜 施例，今以::…、'月望的感測器輸出值。於-個實 “感測器輸出值係歸一化，例如: 輪出值除以通過導管之 〇〇 ，俾使以矣入“ ^冉全標度流量的感測器輸出值 使，、代表全標度流量之分數者。 舉例而言，校準号| 一代、， °備係可調整以使得感測器為塑庫於 感測器輸出值。期如:表示標稱全標度流量；;：於 22 1241469 通過感測器之導管的徐 口口之V 3的貧際流率 一體積位移參考流量計而到曰” 列如藉著校準設備之 與關聯的實際流率。測1里。接著可記錄感測器輸出值 J試流體之治安7么 到感測器為響應於一證- 机、系可再次調整，而直 感測器輸出值〇· 2(例如·表-勺感測器輸出值，例如：一 次記錄實際流率且記錄該對1標稱全標度流量的20%)。再 經決定··針對該測試流 此作業係可重複而直到已 訊。 已經传到適當的感測器響應資

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綠於步驟G 至特性值，此乃根據於 之感測态輸出值係映 模型所述的特性曲線之 :應曲線與所運用之感測 計算自藉著運用流體之至小關#、。術語“特性值，，係概 所產生的-感測器輪出值：：個性質而響應於流體的流 於沿著該感測器模型之特性曲線二：：假”實質 器輸出值細測試流體之 + ’糟者將感; ’於步驟㈣所記錄的棒二“:測試流體之㈣

於步驟咖，記錄於步驟61 寺/值 之感測器模型且基Mm丨係根據運) 運管… 1於感測益與測試流體之性質而映射至 連斤το之值。於步驟64〇，古十瞀 漲μ _ / 冲斤自所記錄的實際流率之 運异元值（於步驟β3〇)盥呌管& Λ, ^ )，、计介自對應於實際流率之預定i =測器輸出值之特性值（於步驟6 2 Q)係相關聯於彼此, ㈣存於例如一 LUT。 1是以，於校準期間，—測試流體之4寺性值係記錄作， ㈡數F即，已經得到描述感測器的特性函數之一代 23 1241469 。此特性資訊係可運用以準確 率，其由操作於該製程流體之 製μ體的貫際流 值而決定。㈣“特性資訊，，係概;:：得到的感測器輪出 性函數之貧訊，且尤指該特性函數 特 特性資訊係可包括而不限於 。舉例而言’ 如：查閱表、諸如仿樣之近似函數、夂 4 數近似者...等等。 ，數曲線、二角或代

應認知的是’於校準期間，測試流體流率與測 感測器輸出值係無須分別映射至 Μ體 耵至特性值與運算元值。舉例 而二，於步驟61。所得到的值係可儲存於一查閱表❹他 、口的貧料結構而作為感測器響應資訊。感

係可隨後於任-流體之感測器的操作_轉換至特 。即’步驟620與630係可實施於感測器的操作期_# 於杈準_，假使適當的映射係已經儲存或是作成可利用 於操作期間之感測||。儲存感測器響應資訊且根據於操作 ’月間的個感測益模型而將其轉換至特性資訊，可利於感 測器之操作於種種的感測器模型，而無須該感測 重： 校準。 q里啊 第7圖係說明一種方法，運用感測器特性資訊以直接 由感測器所提供的感測器輸出值而決定任一製程流體之一 未知的流率。於步驟710，一製程流體係以一未知的流率 而引入一感測器。舉例而言，流量感測器係可運用以測量 於工業控制應用的流量，其中，經過感測器之流體流量 的知識係運用於一回授迴路，以遞送一精確量的流體至: 24 1241469 製程室。感測器係可藉著產生表示流率之一感測器輸出值 而響應於未知的流率，舉例而言，此係根據如關連於第工 圖所述之熱對流的原理。

於步驟720，感測器輸出值係映射至一特性值，其根 據由感測器模型所述之一映射而實質為沿著感測器之一特 性：線’如第6圖之步驟62。所述。應為認知的是，典型 而5 ’用以得到關於校準期間之感測器的特性f訊之相同 的感測器模型係運用於預測流量感測器之操作期間的流率 ;^驟730,係運用特性值以參考特性 =得到關聯於特性值之-流率。舉例而言，由描：: 到關=法所得到的一抓係可藉著特性值所索引，以 感測器輪出值二二:感測器模型建立由不同的流體 斤汁^的特性值位於相同的特性曲線，其 驟己錄於該感測器於測試流體之校準期間，故於

為得自於^异的特性值將具有一個關聯的F運算元，其 自於特性函數之代表。 藉著一特性值而索引 ，係概指運用特 、、σ $ 一特性函數的一代 值之—運* 、Μ決定關聯於根據感測器模型的特 知的是，=:::符合於特性函數的-代表。應為 聯的運ν元值 運用特性值以衫於—查閱表之, 播函數：-夫數/對於代表特性資訊的一近似及/或, 運算元值/ I特性值作為對於構成決定—關❸ ㈡數的一輸入變數；或種種其他方法的任一 25 1241469 者，設計為藉著一牿 代表… 自該感測器之—特性函數的- 代表而仔到—關聯的運算元值。 於步驟7 4 0，彳έ、常m 器的製程流體之h 的F運算元以決定經過感測 感測器輸出：。尤：T，其產生於㈣71°所得到的 程流體的性質之函數二F運异7"係流率及感測器與製 的t M g % ^豸者應關聯於感測器架構與已知 4 π土机瑕l『生貝的已知俏 ，以楹徂έ_、ΜΓ¥ 值δ玄机率係可自F運算元而隔離 。乂R㈣感測器之製程流體的實際流率之—準確決定 應連於第6圖所述於上’於某些實施例，感測器響 :二於校準及操作期間以轉換感測器響應資訊至 感心厂乂，儲存於感測器響應資訊之流率與對應的 “一輪出值係可於感測器操作期間而分 值與特性值。舉例而言，關連於第6 s所、f'至運u ρ〇π 丨荆逆y、弟b圖所述之步驟620盥 咖係可為關連於第7圖所述之感測器操作的部分者。” 本案申請人已經判觀’種種流體之感測器輸出曲 線係可藉著流體的導熱性而有關於一感測器之一特性曲線 此係於具有運算於流率及感測器與流體性質（即運算於F 運算元）的一轉移函數之一感測器㈣。舉例而f^運曾 兀係可關於關聯於一特定感測器的特性流量之一雷諾2 (Reynold’s number) ’例如：此乃藉著考慮感測器導“實 際尺寸及/或感測器的架構。雷諾數係經常運二 旦 ⑺^ ί田遗動 里、熱:t、與質量轉移，以考慮動態類似性及/或流 性。雷諾數係可採取於種種的形式，舉例而言，雷係 26 1241469 式（1) 可表示為： μΑ 其中， 體之黏滯性 之橫截面積 測流量的感 度1。是以 4^ ° Ρ係流體之密度，Q係流體體積流率，#係流 ，L係感測器之特性長度，且Α係感測器導管 。特性長度L係可關於耦接至感測器導管以伯 測元件之間的距離，例如：關於第1圖所示之長 ’ F運算元係包括一流率分量與一感測器性質分 於某些實施例，F係可取決

… ， - …. ry.u ^ 、、六 jgjt "丨L _之普朗特數（Prandtl number)。一流體之並 特數係可運用以概括描述熱轉移，且尤其是熱對流。— 體之普朗特數係可表示如後： — μ、r

Pr： κ 式（2) 流體==體之黏滯性、係流體之比熱…係 八旦、_'、、、 於一個實施例，F運算元係包括一個流率

一 個感測器性質分量、與一個流體性質分量。舉例 、古:夕i運异兀係可為以關聯於感測器之雷諾數與關聯於 二;;=表示’使得該感測器之特性函數係藉^ …、而關連於種種的流體之感測器輸出曲線。 的流= 二= :]，F運算，括關聯於通過感測器 田击數與流動通過導官的流體之普朗特倉 例如：猎著關位； , 、 ΜΙ Μ*。應為認知的是，該公式化係考 思1、时之物理性質與流體之熱及/或物理性質。此外， 上述a式化係強制在於：F運算元係無次元 27 1241469 (dimensionless) 〇 舉例而言，表示式F=RePr具有以下的單位：

Re.pr=苧 式(3)

k \_ft \ (_mm」dL/Z 當該等單位係作成一致且藉著考量事實為1小時 (hr) = 60 分鐘（min)(即：60min/lhr=l)及 1 英吸（ft) = 30.4{ 公分（cm)(即：lft/30· 48cm=l)，於式（3)所示之關係的實際 單位係彼此刪去為如後。 k hr Q cm3 L fi " 60 min 「1/，1 Jt2 min A ft2 Ihr _ 30.48cm ^ 結果，该式係造成一種無次元的關係： pCn τ Re- Pr = ^ * ρ - - - (0.00211888) 式（5) 式（4)

Re· Pr - 應為認知的是，Q係可為隔離自式（5 )，使得流率可』 接計算自F運算元，即，流率分量係可分離自F運算元 假設必要的感測器與流體性質係可利用。

第8圖係說明根據本發明之一種感測器模型的一個^ 施例。於感測ϋ模型_，FiI算元係m感測器的雷拿 數與針對-特定流體的普朗特數之—標度乘積。標度因凄 g係可為一流體相依值，例如· 1捷 j如·其建立於種種的流體之感沒 裔操作所得到的經驗資料。一户舻 貝π /爪體相依標度因數係概指£ 經驗或分析方式所得的一數量值，盆 很具抆同於一特定流體& 寺性值與感測器的一特性曲線之間的對準。 應為認知的是，一標廑囡查々在紅

度因數係無須運用，即：標度因I h 之轉移函數805係描述為未 作於F的值之特性函數w，1 ”、本 八產生關於感測器輸出值 28 1241469 特性曲線。尤其，根據感測器模型800，對於不同的流體 =感測器響應曲線，係藉著個別的導熱性與—流體相依標 二因數f而關連於感測器之相同的特性曲線。如同關於流 肢相依標度因數g，f係可藉著假設取為丨而消去。 第9圖係說明第2圖之八種流體的感測器響應曲線， 广射至特性值且描繪為F運算元之_函數，此乃根據 方；弟8圖所示之感測器模型_，而無運用標度因數f斑 g(例如：假設標度因數為υ。尤其，針對於第2圖所示之 流體的各個感測器響應曲線係除以個別的導敎性，且描洽 為關聯於感測器之雷諾數與關聯於流體之普朗特數的乘積 2函數。應認知的是，所顯示的範例流體係涵蓋具有實 負不同的熱物理性質之一 ☆ 測器響應曲線之特性值伟二=:。然而，種種的感 、 行注值係只貝®為該感測器之單一特性曲 線’如由感測器模型8〇〇所預測。 攄上〇:係說明相同的感測器響應曲線，其為映射至根 =;二圖所示之特性函數W的特性值，而運用流體相依 的=:,與，，其值為列出於以下之表卜流體相依標 二咸測哭胜、/之運用係進而對準所映射的感測器響應曲線 、::為：生曲線。如此，感測器模㉟_係提供感測器 理健描㉛，其可運用以決定針對適#的熱及/ 或物理性質為可利用之任何流體的流率。 29 1241469 表1 體 Ι3Γ： g 1.05 1.04 1.0 1.0 _Ar —----- 1.0 —--- 1.0 _ch4 J 1·0 1.0 _C02 \TJ~ 1.0 1.08 1.08 0. 98 0. 96 CiZj 1.08

u丨工叫冰1尔鈥測斋模型之一構成 感測器輸出值為多麼拯讲仏^ ή 再风 U ^接近地映射至此曲線係取決於該模？ 為夕麼適當描述感测器之杆 ,^ ι Λ - J 口口您仃為。如於第1 〇圖所示，針對牙 種範例的㈣之感測器輸出值係對準於甚至是在個別流貴 的線性範圍外之基礎特性曲線。如此，對於-流體… 測器的響應係可準確決^於―擴大範圍的流率而非僅是方 流體之線性範圍。

再者由於各個感測器響應曲線係可實質為映射至相 同的曲線’來自單-測試流體之響應資訊係可充分描述基 礎的特性曲線。是以，特性資訊係可於感測器之校準期間 或刼作期間計算自單一測試流體，且可運用以決定感測器 於任意流體之跨於一擴大範圍的流率之響應。 第11圖係說明根據本發明之一個實施例，即：一種校 準一流量感測器於單一測試流體以得到關於根據感測器模 型800之感測器的特性資訊之方法。藉著提供感測器的行 為之一種預測模型，特性資訊係利於感測器於任一流體之 後續的操作。舉例而言，下述方法係可運用於構成以控制 複數個製程流體的流量之一 MFC的一流量感測器之校準期 30 1241469 ::，該複數個製程流體之一或多者於校準之時可能非為可 J用或：知。甚者，該係、可運用於需要實質在意圖操 乍之忒等製程流體的線性範圍之外的流率應用。 &於步驟U00，具有已知的導熱性與莫耳比熱之一測試 流體1101係引入具有已知的橫截面積與特性長度之一感測 器導管。如於帛i圖所示，感測器導管之特性長度係可關 於長度卜其為由二個線圈14與16以及其間的間距所形 成。舉例而言，前述的已知性質係可儲存於流體性質之一 資料庫11 05與感測器性質之一資料庫丨丨〇7。 如更為詳述於下文，感測器與流體性質資訊以及於校 準期間所得到的資訊係可儲存於諸如記憶體之任何的電腦 可讀取媒體，其納入於感測器、運用諸如MFC之感測器的 構件輕接至感測器及/或MFC之一或多個電腦、或該資 訊可成為可利用之另外任何處。 表2係說明針對八種範例流體之諸值，其可為儲存於 例如資料庫1105與11〇7。 符號 單位 n2 He Ar cf4 sf6 C02 ch4 CHFg Mw 流體分子量+ 28.013 4.003 39.950 88.000 146.050 44.100 16.043 70. 000 P 流體密度 lbm/ft3 0.060196 0.0086 0.08585 0.1891 0.31384 0. 09477 0.03447 0.15042 cp 流體比熱 Btu/lbni-F 0.249169 1.24176 0.12439 0.18309 0.17749 0.21514 0.57888 0.19398 κ 流體熱傳導 率 Btu/hr-ft~ F 0.017157 0.09691 0.01182 0.01251 0.01075 0.01218 0.02497 0.00981 β 動態黏 Lbm/ft-sec 1.18E-05 1.31E-05 1.50E-05 1.15E-05 9.70E-06 9.92E-06 7.37E-06 9.72E-06 Pr 普朗特數 0.715 0.693 0.666 0.706 0.723 0.765 0.723 0.848 pcp/ /c Hr/ft2 0.874 0.110 0.904 2.768 5.184 1.674 0.799 2.975 L 感測器長度 ft 0.067 0.067 0.067 0. 067 0.067 0.067 0.067 0.067 D 1測器ID ft 1.17E-03 1.17E-03 1.17E-03 1.17E-03 1.17E-03 1.17E-03 1.17E-03 1.17E-03 A 橫截面積 ft2 1.07E-06 L 07E-06 1.07E-06 1.07E-06 1.07E-06 1.07E-06 1.07E-06 1. 07E-06 Z 壓縮因數 0. 9996 1.0004 0. 9994 0. 9983 0.9886 0. 9995 0. 9982 0. 9921 31 1241469 一測试流體係可以多個流率而引入導管，使得感測器 為響應於一預定組s的感測器輸出值。舉例而言，感測器 係可耦接至校準設備，其為適以於可調整的流率而引入一 流體至感測11 ’可準確提供制於組S的感測器輪出值各 者之流率的一測量。 淨刀始’’則減流體11 01的流i ？丨a 響應於-值s，兴… 而直到感測器為 1牛例而g ，si係可在種種的歸一化計瞀^ 後而取為等於01 、 亿彳^之 。經過導放夕、丨一 以才日出私稱全標度流量之1 0¾ 、 "測試流體1101的實際流量F.俜接著由 準設備㈣量及記錄。 ，係接者由錢 「又表

-❹…〜係、說明運用氮氣(N2)作為-測試流體之 的範例校準期間所得— ^ 組s的期望感測器輸出值。第一；'二弟-行係列出 量之對應的流率值係列出由校準設備所 得產生於第_彳 '、於弓丨入氮氣至感测器所造成而 弟仃表所3不的期望感测器輸出值之各者。

32 1241469 1.100 22. 677 1.200 25. 647 1.300 「29.211 [_1.400 34.011 於步驟1110，感測器輸出值Si係映射至一特性值，其 根據感測益杈型800而實質為沿著感測器之特性曲線。尤 其’該感測器輸出值係除以測試流體之導熱性^且由測 4流體之一標度因數f t而標度以產生特性值&。

於步驟112G，測量於步驟11G0之流率&係運用為結 合於感測器與流體性質，以計算關聯於感測器輸出值心之 F值。尤其，〃,L率F i係乘以流體密度p與感測器特性長度 L之乘積，且除以該測試流體的流體黏滯性私與感測器導 管的橫截面積A之乘積，以形成關聯於通過感測器的流量 之一雷諾數（如於式（1)所表示）。所計算的雷諾數係可接著 乘以測試流體之普朗特數（如於式（2)所表示）且由測試流體 之一標度因數gt所標度以產生Fi。

於步驟1130, 〇1與Fi之計算值係相關聯而儲存於例 查閱表1135之一表目。查閱表1135係可儲存於一記憶 ’例如：於編碼具有感測器與流體性質及/或測試流體的 測杰響應資訊之儲存媒體。上述步驟係可針對於組s之 個期望的感測器輸出值而重複，使得表列於查閱表丨丨35 複數個關聯值Fi與Ci係形成該感測器之特性函數的一 表。應認知的是，得自於單一測試流體之特性資訊係可 據該模型為足以描述感測器之行為，使得於另外的測 體之校準係可為不必要。 、、成 表4係說明—個範例的查閱表，其計算於運用&作為 33 1241469 -測試流體之感測器的校準期間。前二行係列出於表3所 示的相同ϋ。第三行係列出映射至特性值之第—行的期望 感測器輸出值各者之值，此乃根據第8圖所展示之感測器 模型㈣性函數^第四行係列出映射1 F # —關聯值之第 二行所示的對應流率各者之值，&乃基於關聯於感測器流 量之雷諾數與氮氣之普朗特數。可能不必儲存資訊於第一 與第二行，因最後二行係提供該感測器之特性函數的一描 述，可運用以利於決定通過操作於任一流體之感測器^ 率，如更為詳述於後。 或者，最後的二行係可能不必儲存，由於前二行之響 應資訊係可根據一感測器模型而隨時轉換為特性資訊。是 以，一 LUT可包括響應資訊與指令，其實行自流率至卩= 异元及感測器輸出值至特性值之映射。響應資訊因此了映 射至該感測器於實地操作期間之特性資訊。 表4 cn2)—二——^ 感測器輸出⑸ >爪率（seem) f*(S/k) g*(RePr) 0. 000 0. 000 0. 000 0 — 0.100 1.842 5. 829 ~^1278~ 0.200 3. 709 11.657 ~643Γ6~· 0. 300 5.571 Π. 486— 0.400 7.443 23.314 ~859Γ9 0. 500 9. 339 29.143 ^107878^ 0.600 11.281 34. 971 0.700 13.297 40. 800 Γ 1536.1 0.800 15.412 46. 628 1780.4 0.900 17. 653 52.457 ^203974^ 1.000 20. 007 58. 285 2311.3 1.100 22. 677 64.114 "^61977^ 1.200 25. 647 69. 943 ^29627?^ 34 1241469

感測器校準期間所得到…=方法’其藉著運用於 疋任一流體之流率。舉伽而_ 代表以決 校準於單-測試流體之 定任-製程流體咖之=到查閱表係可運用以決 製程流體1201可引入 泞、ηϊ 制哭^山 引入—感測器1 205,其響應於一感 川时輪出訊號，例如：電壓訊 ^ 製程流體湖的流量。舉例而心、表不通過感測器之 5 „ , 牛例而έ ，感測器1 205係可耦接 至 MFC，其於半導體裝置之f诰湘„接立， 引入—製織。 關㈣-製程流體之 於步驟1200 ’感測器輸出訊號、係可預處理以將盆置 於-期望格式。舉例而言’感測器輸出訊號^係可轉換為 一數位訊號及/或歸—〖，使得該訊號係代表通過感測哭 之全標度流量的-分數者’以提供—預處理後的訊號 ,於步驟121G ’預處理後的感測器輸出訊號Si係根據所 運用之-感測器模型而轉換為—特性i &。應為認知的是 ，運用以映射於校準期間之測試流體的感測器輸出值至特 性值之感測器模型亦應為運用，以映射製程流體的感測器 輸出值至特性值。 或者’如上所述’校準係可包括··記錄僅來自測試流體 之響應貢訊。於該等情形下，根據一個期望的感測器模型 ’係可運用自流率至F值與自感測器輸出值至特性值之一 相同映射，以映射所記錄的測試響應資訊至特性資訊、以 35 1241469 及映射感測器輸出值心至感測器操作期間的特性值。 舉例而言，類似於關連於第u圖所述之校準的步驟 1110’ SJ可乘以一流體相依的標度因* fp且除以製二、: 體的導熱性zcp以提供特性值Ci。由製程流體的流動所： 成之感測器輪出值係因此映射至實質沿著感測器： 性曲線之諸值。 将 由於感測器模型建立的是感測器輸出值係映射至 特性曲線，值Ci係預期為落於沿著於校準期間所得到 性函數之代表所述的曲線之某處，例如：查閱表咖（例 藉著索引查閱表1235而決定c為—落以’接著可 疋L 1為洛於曲線之何虛 θ 到關聯的運算元Fi。 处以传 歸因於一查閱表之離散一 可能落於LUT所儲存的諸值之^是^的特性值^係 係可舻參目士 疋以，一給定的特性值

二 個直接關聯的運算元Fi。然而，運曾元F 係可糟著内插於LUT所儲存之二個最接近的值之=1 之，例如：藉著-種片段線性近似法 而近似 應值。 于可侍到一個對 於步驟1230,其預測經過感 量之-流率係由得到的值F.而”之，流體的實際流 係流率鱼已知的戊 1 11斤。如前文所論，值Fi 干/、匕知的感測态與流體性質之一 特定值的㈣分㈣可隔離 ，使得F之- 以於製程流體的導熱性與比熱之間;/=，…可乘 的杈截面積A與感測器導管的特性 貞流動路役 又又L之一標度比值〇 36 1241469 ㈣業係由F運算元之得到的值而隔離出質流率分旦，、 提供流率作為經過感測器的實際流率之_準確決定里。以 應認知的是，相同的查閱表係可運用而I从 操作於何種製程流體…例如由校；：：：器為 來自任-測試流體的響應資訊而得到:二 :“”-代表，係可充分描述感測器之行為，二 ^係可針對任意製程流體而決定。此外，根據本=之的 感：器模型亦描述該感測器之行為於一擴大範圍。 =任-流體的流率係可於該流體的線性範 確是以，該感測器係可有效運用於大範圍的應用 係展示㈣根據本發明的方法之實際 二=習用的技術。尤其，表5、?、與9操 :於_ur)、CF4與SFe所造成的流率之決定，置運用於 =測器以氮氣之校準期間所作表的查閱表，如於表、3盘4 τ又干1N2之

筮一一及 、μ 口口内、$丨尸π眾程流體氬 τ ,、列出由感測盗所提供的多個感測器 流率經過感測器的氬氣流量。第二行係說 r产之感測為輸出值’此乃基於氬氣的導熱性 才示度因數f，苴斜斟气* 八訂對氣乳而經驗決定為〇·98。 :"之：應值，得自於如於表4所…υτ。；二 明由所侍到的F值 如-體積位移流量計所;:疋的T弟五行係列出 係說明驻… D十所測置的實際流率。帛六與最後 、s者運用所述方法而得到的誤差百分比。表7 37 1241469 係排列於相同方式’以分別斜 、 針對製程流體CF4與SF6 〇 為了對照’表6係$日日、富 、长 斤 y ° 運用習用的轉換因數而決定之 々丨L率。第一行係列出感測 -, 輛出值，如於表5之第一行所 〇 - 乳之权準期間所測量的流率（即·表 3與4之第二行）。第二杆仫幻， 、1 •衣 ~ A —仃係列出運用一習用轉換因數所計 鼻的預測流率。針對氬癜所、重田 ^ r 四行係列出實際測量流率， 弟 弟五行係顯示運用習用棘拖 技術所得到之誤差百分比 白用轉換

、 表8與10係排列於相同方式， 以为別列出於製程流體CF盘ςρ ^ ^之習用作業的結果。 感測裔輸出f *S/k 一ρΞ^ρ^τ

0.4 Th ~〇J 0.7 ^000^ J29luTm^Jl88^ J3J76^^Γ47Γ i9T765^ |δ7〇5^ ^47647* 000^ 30〇29^ 619J7F 932^78^ ]25〇8^ ]588Γ^ 194〇〇Γ 23357807" 27937436^ 33457346" 计异流率 (seem) XoocT Ym TT90" ΤδΓΓ T〇9T 1Γ298"Τ02Γ T9. 559 ~23. 391 ~28.012 實際流率 (seem)T〇0(T 1603 1 234 T894 TO. 609^ T3.416~ T6.391 T9.623' 瓦―343— 瓦 600· T〇^ Γ71?Τδϊ TW JJE]Μ3%^

~?^5¥體ν2/製程流體IT

38 1241469 0.300 5. 571 7.956 7. 894 -0. 78% 0.400 7. 443 10.629 10.609 -0.19°/〇 0.500 9. 339 13. 335 13.416 0. 60% 0.600 11.281 16.109 16. 391 1. 72% 0. 700 13.297 18.988 19. 623 3. 24% 0. 800 15.412 22. 008 23. 343 5. 72% 0.900 17. 653 25. 209 27. 600 8. 66% 表7 測試流體n2/製程流體cf4 f=1.012，g二 1.013 感測器輸出 f*S/k F=RePr 計算流率 (seem) 實際流率 (seem) 誤差百方比 0.0 0.000 0. 000 0. 000 0. 000 0.1 8.092 292. 723 0.800 0. 771 0.2 16.184 587. 925 1.607 1.578 0.3 24. 277 884. 535 2.418 2. 394 -0. 98°/〇 0.4 32. 369 1187. 568 3.246 3. 225 -0. 67% 0.5 40-461 1503.049 4.109 4. 089 -0.47% 0.6 48. 553 1841.992 5.035 5.010 -0.49% 0.7 56. 645 2206.149 6.030 6. 025 -0. 09% 0.8 64.738 2622.363 7.168 7.217 0. 68% 0.9 72. 830 3126.168 8.545 8. 624 0. 91% 1.0 80. 922 3815.034 10.428 10.497 0. 65% 表8 代理流體n2/製程流體cf4 轉換因數*.0.437 感測器輸出 校準n2 流率(seem) 計算流率 習用方法 實際流量 誤差百分比 0. 000 0. 000 0. 000 0. 000 0.100 1.842 0.805 0. 771 0.200 3. 709 1.621 1.578 0. 300 5.571 2.435 2. 394 -1.67% 0.400 7.443 3. 253 3.225 -0. 87% 0.500 9.339 4.081 4. 089 0. 21% 0. 600 11.281 4.930 5.010 1.61% 0.700 13.297 5.811 6.025 3. 56% 0.800 15.412 6.735 7.217 6. 69°/〇 39 1241469 — 17.653 7. 715 8.624| 10 55% ^^ 20. 007 8. 743 10.497 __[6. 71% 9 ~~~~~—

丄543 T〇62~ JT587 ΤΤ25^ Χθδί T26g =顯示’根據本發明之方法純供準相則 /瓜率6失差係成為令人不滿意地高 果於僅Γ圍的流率。反之，習用轉換技術係提供準確的結 :為一受限範圍的流量值。尤其，如於表6、8與10 不，在針對以流體之感測器響應、曲線的線性範圍外， 40 1241469 本案申請人係已經認知的是，本發明之種種層面係可 運用以提供一種通用感測器，其能夠以任意的製程流體而 準確操作於一大範圍的流率。第丨3圖係說明根據本發明之 一種感測器的一個實施例。感測器131〇包括：一導管ι32〇 、感測器電子電路1 330、類比至數位（A/D，anal〇g_t〇_

dlgltal)轉換器1335、與電腦1 340，其具有一處理器1345 與=儲存媒體1347。感測器電子電路係耦接至導管132〇 且藉著提供—感測器輸出訊號1 333巾響應於導管令的流量 ，訊號1333係表示通過導管之流體流量。感測器電子電路 1330係可為響應於流體流量之任何的電路或電路組合，例 士 .關連於第1圖所述之熱質流感測器。應為認知的是，本 發明之種種層面係可運用於諸如前文所納入的申請案所述 者之多種感測器，且不受限於任何特定的感測器架構。

舉例而言，感測器輸出訊號1333係可為一電子類比訊 k堵如一電屡或電流位$。A/D轉換$⑶5係接收感測 器輸出訊號1 333且將其轉換為—數位訊號1 336, A提供 至電腦134G之處理器邮。處理器1345係可為能夠算術 及/或邏輯計算之任何的裝置或裝置组合。處判聰係 可預先處理數位訊获1 q Q β . 一 Λ琥1 336，例如：歸一化該訊號，俾使其 表示為通過導管132〇之全標度流量的一部分。 處理器1345係可實施於多個方式，包括：運用專用的 硬體(例如:種種的電路、可程式規劃的邏輯陣列等等）， 其設計及/或構成Μ行本文料之乡種功能的卜者L 或運用一或多個電腦或處理器（例如：微處理器），其運用微 41 1241469 碼（即：軟體）所程式規劃以實行本文所述之多種功能的任 者或多者。

處理器1 345係可耦接至儲存媒體1 347。儲存媒體 1 347係可儲存種種的感測器與流體資訊，其利於操作感測 器於任何數目的製程流體。舉例而言，儲存媒體1 347係可 編碼為具有該感測器所意圖以準確測量流量之種種流體的 物理及/或熱性質、該流體之流體相依性質、該感測器之 物理丨生貝及/或設計參數…等等。儲存媒體係可為種 ，的儲存裝置與電腦可讀取媒體之任—者，且可實施於諸 夕式堵如而不限於：RAM、R0M、PROM、EPROM、ElEPROiy DVD光碟、軟碟、磁帶、與類似者。 於第13圖所示之實施例，儲存媒體1347係儲存該感 =二⑶。之特性函數？的一代表136〇。此外，儲存媒體 係儲存種種流體之性質1362(包括：導熱性、黏滞性、 2熱Γ以及針對—組的製程流體各者之流體相依性質

儲存媒體1347亦可儲在；=¾、目丨α拼 储存感測崙性質1366，其包括 V吕1 320之橫截面積與特性長度。 轉換ii器1345係可基於儲存媒體1347所儲存的資料而 轉:：…36為流量訊號咖。尤其是，處理器 1 345係可根據特性函數 夕w所〇丄 代表1 360及感測器與製程流體 之性々貝（針對感測器之操作 1 non & ^ m β 4 !者），而轉換數位訊號 U36為流量訊號1355。 碼具有形式為一❹個〜Υ§，儲存媒體1347係可編 當由處理二 (例如··程式灣之指令，其 田甶慝理态1345所執行時 ，、根據本發明而實行一或多種轉 42 1241469 換方法，例如：關連於第7與u圖所述之方法。 尤，、，耘式1370可包括指令，當由處理器1 345所執 行，將數位訊號脳乘以流動通過導管之製程流體的導熱 :生與針對該製程流體的—標度因數之―比纟，以提供訊號 、k式1370可更包括指令’其程式規劃為運用訊號 乂索引至儲存媒體1347所儲存的特性函數w之代表 136〇’以根據於程式的指令得到—個關聯值卜當由 =器1345所執行，包括於程式之更多的指令係可 旦:于到的m F乘以該感測器與製程流體的性質，以提供流 里心虎1 355。接著，流量訊號1355係可提供至其他裝置 構件及/或控制電路，以作為流動通過感測器導管的實 際流體之一準確指示。 ° 應為認知的是，電腦134〇係可位於感測器·上， 乍為一肷入式的微控制器。或者，電腦1340係可為 =連於感測請。之一裝置的部分 可為包括感測器1310作為一個構件的一質流控 132/貝之部分者，或是可為位在鄰近或遠離感測器 個單獨的控制器之部分者。如於前文所簡述，質 如具有一卢理：4理'與一記憶體，或可柄接至例 施太私 憶體之一通用電腦，其可運用以實 :明且其可運用以控制流體之流量。 白用的質流控制器係通常包括四個主要部分·一流 、一控制閥、一閱致 · 。十 一侗、、古知* /、 &制裔。流量計係測量於 "L 中的流體之質流率，且提供表示流率之一訊 43 1241469 破u計係可包括一質流感测器t # 、 器係測量於-感測器導管 ：…貝流感測 式相接至旁通管。於感測哭莫f之、貝^率，該導管係流體 於流通於旁通管的流體之;λ、,：的流體Μ流率係約正比 質流控制器所控制之流動路：二：者：總和係通過由 是，某些質流控制器係可能未運用二、=而’應認知的 的流體係可流通於感測器導管。$通官’如此，所有 類似於關連於第】m邮、+、& 俜運用n述者’於諸多的質流控制器， 係運用一熱質流感测器， 位置:，_管，各 。-控制閱係可定位於主要流體流二 管與質流㈣…游），且係可控侧如通 以改變由質流控制哭所裎祖0 士 s A閉口） 沪㈣所法东』 主要流體流動路徑之 il豆.貝^。该閥係典型為由一閥致動器所控制，其# 例包括:螺線管致動器、壓電致動器、步進致動器...等等： 某—貝"“工制态係可能未包括一閥或閥致動器，而是作用 為通用的質流計。 控制電子電路係基於表示期望為由該質流控制器所提 供之流體的質流率之一設定點、與表示流通於感測器導管 之流體的貫際質流率之來自f流感源J器的-流量訊號，而 控制該控制閥之位置。#著運用諸如比例控㈣、積分控制 比例積刀（PI，Pr〇P〇r1:i〇na卜integral)控制、微分控 制、比例—微分（PD，proportiona 卜 derivative)控制、積 刀（ID, integral- derivative)控制、與比例〜積分一 44 1241469 微分（PID，proportiona卜integra卜derivative)控制之傳 統的回授控制方法，以控制於質流控制器之流體的流量。 於上述回授控制方法之各者，一控制訊號（例如：一控制閥 馬區動όΚ號）係基於一誤差訊號而產生，該誤差訊號係其於 一設定點與一回授訊號之間的差異，該設定點係表示流體 之期望的質流率，該回授訊號係關於由質流感測器所感測 之實際的質流率。一種質流控制器的一個實例係敘述於美 國專利申請案序號10/131，603，其以參照方式而整體納入 於本文。 第14圖係說明根據本發明的一個實施例之一種質流控 制器的示意方塊圖。於第14圖所示之質流控制器包括·一 流量計1410、一控制器1450、一閥致動器146〇、與一閥 1470。流置计1410係耦接至一流動路徑14〇3。流量計 1410係感測於流動路徑、或是部分之流動路徑（例如：感測 器導管1420)的一流體之流率，且提供表示感測的流率之 一流量訊號FS2。流量訊號FS2係提供至一增益/領先/落 後（GLL，Gain/Lead/Lag)控制器 1450 之一第一輸入。 控制器1450亦包括一第二輸入以接收一設定點訊號 SI2。一設定點係指為由質流控制器i 4〇〇所提供之期望的 流體流量之一指示。能夠提供所期望的流體流量之指示的 種種汛號任一者係視為一適合的設定點訊號。術語“設定 點”係無關於一特定訊號，而是描述代表一期望的流體流 量之一值。 部分為基於流量訊號FS2與設定點訊號SI2, GLL控制 45 1241469 益1450係提供一驅動訊號沾至閥致動器，1押制嗜 閥·。閥1470係可定位於流量言十i4i〇的下游，隸本 發明係不限於該實&，正如該閥係可替代配置於流量計的 上與。遠閥至少是部分取決於閥的—受控制部位之位移而 允許某-質流率。舉例而言，閥的受控制部位係可為一活 動式柱塞（Plunger)，其置放跨於流動路徑之—橫截面。闊 紅制抓體路;^的流率，其乃藉著增加或減少流體允許流 通橫截面中的-開口之面積。典型而纟，質流率係藉著機 械式移位閥的受控制部位為—期望量而控制。術語“位移 ”係概括運用以描述質流率為至少部分取決於其之-閥的 變數。 閥之位移係經常由一閥致動器所控制，諸如：一螺線管 致動器、-壓電致動器、—步進致動器.··等等。於第_ ’閥致動器146G係可為—螺線管型式的致動器，然而，本 發明係未如此受限，正如其他替代型式的閥致動器係可運 用閥致動益1460係接收來自該控制器之驅動訊號dS， 且轉換該訊號DS成為閥之受控制部位的一機械位移。 控制器1450係移位該閥147〇,使得降低於由流量訊 號FS2所指出的實際流體流量與& SI2所指出的期望流量 之間的一誤差。換言之，控制器1450係基於由流量計 1410所作成的測量’而試圖使得實際流量與期望流量成為 一致。是以’⑽質流控制器所操作之精密度係取決於流 量訊號FS2為多準確近似於通過流動路徑14〇3之實際流量 Ο 46 1241469 、、=方、刖文所論述，習用的流量感測器之準確度係可取 2 =机動通過流動路徑之流體型式、期望的流率、與於引 ^感測器的—製程流體與可利用的代理流體之間的類似性 。：者、’當通過流動路徑之流量係在針對一特定製程流體 之。=測器響應曲線的線性範圍之外，流量訊號之準確性 久〇 b又知於無法運用於某些應用及/或不利影響其所運 用！！程之程度。舉例而言，當該流量訊號之準確性係在

::,製私的谷冻度之外’冑流控制器係可能為不滿意以 空制製程’或是可能具有不利的影響於例如積體電路、電 腦晶片...等等之製造生產。 千如此，於根據本發明之一個實施例，MFC 1400包括 电月“440，其具有一處理器1445與一記憶體“"。電 H40係可類似於關連於第13圖所述者。尤其，記憶 1447係可以具有感測器之特性函數的—代表、以及例如 測器與流體性質之一資料庫來編碼。是以，電謂〇係

適，基於包括於特性函數之代表的資訊而轉換感測器輸 訊號SO至流量訊號FS2。 舉例而言，電腦1440可包括儲存於記憶體1447之 程式，其當由處理器1445所執行時係實行根據本發明之 換方法，例如：關連於第7與u圖所述之方法。是以， 對任意製程流體之準確的流量指示係可得到於一擴大範 的流率，其係實質超過直接來自任一流體之流量所造21 感測器輸出值之特定製程流體的線性範圍。 1 應為認知的是，電腦144〇係無須不同於控制器⑷ 47 1241469 =料獨的處理器，而是可對應於由控制器145G所實施 、 、反之亦然。甚者，電腦1 440與控制器〗45〇係 無㈣合或鄰近於MFC之其他構件，而是可位在遠處。 。。第15圖係說明具有-遠距電腦1 580之一種質流控制 益關的示意方塊圖。肌15⑽之部分祕係概括包括 I馬接至MFC的流動路;^ 路t 1503之構件，例如：一流量計1510 、一閥致動器1560、與純至流動路徑15()3之—閥㈣ 。流量計⑸G係可為任何適合的裝置，以提供表示通過流 動路徑1 5 0 3的流體户圭夕_ #、，w 瓜 4測盗輸出訊號（例如··感測器 輸，奶。感測器輸出S0係可提供至一遠距電腦刪之 一第一輸入。 :距電腦测係可為任何處理器為基礎的裳 置組合’例如··種種通用電腦之任—者，諸如：基於英代爾 (ntel)PENTIUM型式處理器、摩拌 ^ 处 厚拌羅拉（M〇t〇r〇la)Pc)we；r ，:、:、昇陽—聰。處理器、惠普（— 勝職處理器、或是任何其他型式的處判。 :例而言’遠距電腦158〇可包括一處理器154… 石己fe體1 547。記憶體1547待 n m%、+、 糸了、，扁碼為具有如同關連於第 括：:記憶體的類似資訊。尤其，記憶體1 547可包 μ感測态之特性函數的一代表15 ^ ^ ^ ^ 以及例如感測器與 爪^貝之一貧料庫。記憶體1547亦可包括 1548,盆包括沪a，+ 了匕括-或多個程式 八匕括才曰7畜執行於處理器1 545,則可基於包括 於特性函數的代表中之：^ " 只Η暴於包括 定 ^ 、11 ，1自感測器輸出訊號SO而決 疋任一製程流體的流率。 成 48 1241469 此外，記憶體1 547可包括一或多個程式，其示意描繪 於記憶體而作為控制器155〇，當其執行於處理器1545，則 基於由程式1548所決定的流率與提供作為對於遠距電腦 1 580的一第二輸入之一設定點訊號S12而決定一驅動訊號 。尤其，控制器1550可包括指令以應用諸如比例控制、積 分控制、pi控制、微分控制、PD控制、ID控制、piD控制 、GLL控制…等等之種種的回授控制方法，而藉著提供一 驅動訊號DS至控制該閥157〇之閥致動器156〇，試圖降低 於由程式1548所提供的流率與設定點訊號S12之間的差異 週以輸送流體之 於運用流量感測器之諸多裝置中 個流動路徑係包含一感測器導管與一旁通管。第、二：：說 明- MFC 1600之示意方塊圖’，16〇〇包括一流量感測 器1610，其具有耦接至導管162〇之感測器電子電路16抑（ 即··響應於流體流量之電路），導管胸係使得流動通過流 動路徑16〇3之流體的某部分為轉向。流動通過流動師 刪之流體的其餘者（且經常為大多數者）係流動通過旁通 管1 640。旁通管1640係可形成於杠/叮士二、， 〜攻於任何方式，例如：本質為 類似於感測器導管之複數個管哎導瞢 曰戎V &係封裝一起，以形成 流體可旁通於感測器導管之一個玖你、如表 ^ 個路徑。流動通過導管162〇 之流體量係通常為正比於流動A ^ L勒通過旁通管1 640之流體量。 然而，於可為引入流動路秤 1603的流率之範圍，介於 導管1 620的流率與旁通管i64f)沾、亡玄 a 、 的流率之間的關係可能為 非線性。即，於流動通過咸泪丨丨## ^ 次測為導管的流體（稱為··感測器 49 1241469 抓里）〃机動通過旁通管的流體（稱為：旁通管流量）之間的 比值對所有的流率並非都是定值。 方现動路搜16G3之流率係可變動於零流量與某個全標 度流量值之間。狹營 。 、二 由感測裔所提供之一或多個流量訊 號（例如··感測哭齡φ ,么」 一 』Da輸出so)係將歸一化，使得其指示該全標 度1量值之—分數者。舉例而言，so係可為由全標度流量 所卸-化，理想為使得：__值U係指無流體流過流動路徑 值〇· 3係私全標度流量之3〇%的流量，一值〇· 5係指 全‘度抓里之50%的流量，諸如此等。然@，實際上，此 線性關係為可能因以下二個理由而未產生:⑴s"目對於感 測器流量係可能非為線性；及⑵感測器流量對旁通管流量 之比值係可能非為定值於流率之一期望範圍。 於習用的流量感測器，係經常產生一線性化曲線，其 映射感測器輸出值（例如··感測器輸出訊號s〇)至指示流量 值，其相較於感測器輸出值而具有相對於通過流動路：： 總流量之一實質較線性的關係。術語“指示流量”係指為 基於一感測器輸出訊號之流量的任何訊號或指示，其2經 修正及/或調整以補償於感測器（即：感測器導管與感測器電 子電路、旁通管或是二者）之誤差及/或非線性。 免 術語“總流量”係概指通過流動路徑的流體之完全流 率。如此，當流動路徑係由一感測器導管所組成，總流量

係等於感測器流量。當流動路徑係由一感測器導管與一 A 通管所組成，則總流量係等於感測器流量與旁通管流量2 總和。 50 1241469 於一習用的校準程序 種種的流率而引入流動路;—或多個代理流體係可於 輸出訊號，其值係連同經I感，器係可響應以一感測器 。記錄的諸值可指示針 ”的〜肌率而c錄 器輸出之間的關係。由於=體於總流量與感測 關係可為線性，係可產生:：=:器輸出之間的期望 輸出值至具有實質較為 4以映射各個感測器 值。 、貝“線性關係於總流量之一指出的流量 然而，於總流量與感測器輸出之間 的流體而改變，使得針對—特定代理 二現者不同 係可能非有用於任一製 ^，L 線性化曲線 經產生針對多個代理流補償之，習用方法係已 體之操作期間，接著運用口:：:曲線。於-製程流 線性化曲線，且應用一卜 代理桃體而產生之 因數係主要為經驗決定，然而，該固定轉換 度不準確。除了不準確性之線性範圍外而為高 生線性化曲線之校準測量係 本案申請人已經認知的县 部分不足，因為於總流量二二::轉換因數係可能為 多個影響而隨著不同的流體而“之間的關係為根據 ，此關係可具有包括於感請人所指出 於感測器流量盥旁通管、、“ 〜g測。。輸出之間以及 …广 1之間的非線性分量。此二八旦 係可此隨者不同的流體而變化不同，且由刀里 而經常為不充分補償或修正。 $々轉換因數 51 1241469 尤其，自一第一流體至 ^感測為流量與感測器輸出 感測器流量之間的關係之一 個別的分量係可能受到流體 條件而影響。如此，主要為 未針對感測器之不同分量影 不適當。 一第二流體之改變係可能致使 之間的關係以不同於總流量與 不同方式而改變。舉例而言， 的不同性質或是感測器的操作 經驗決定之習用的轉換因數係 響的獨立變化，且因此經常為 本案申請人係已經判別且認知的是，藉著運用根據本

"月之-感測器模型’感測器輸出與感測器流量之間的關 2係可隨著流體不同而特徵化且準確描述。此關係之準確 田述係利於去柄合歸因妒^咸、目| 、3Ϊ 柄。？ u π琢測杰流ΐ與感測器輸出以及4 旁通管流量之間的非線性之影響，使得各者; 、’ ^田钻作於任一製程流體而為獨立修正。 。疋以’本發明之一個層面係包括藉著-測試流體而得 二準測量，其利於將流量計行為分離成為分量部分，使

7各個分Ϊ之打為係t該感測器操作於任—製程流體而可 獨立提出及/或修正。 第17圖係說明本發明之一個實施例，包括··校準一感 :器於—測試流體而得到校準測量，其利於當操作該感測 ^ 裝耘/瓜肢恰藉著運用一種感測器模型以分別修正 感測器非線性與旁通管非線性。 於步騾1710,在感測器耦接至一旁通管之前，具有已 、::/物理性貝之一測試流體】加(例如:氮氣)係引入一 忍、測為。即，流動路經係由感測器導管所組成。測試流體 52 1241469 Π01 一係以種種的流率而引入感測器導管，使得該感測器運 用如前文所述之校準設備而響應於'组s之期望的感測器 輸出值。引起期望的感測器輸出值之流率係由例如一體積 流量計所測量，並且記錄以得到於感測器 出之間的關係。此感測器響應資訊係可接著館；：為= 之校準測量1 705。

於步驟Π20,感測器係可耗接至一旁通管，使得該肩 測器之流動路徑包括感測器導管及旁通管。類似於" mo’m«體17G1係可引人感測器流動路徑以提供於激 S之種種期望感測器輸出值，且記錄對應的流率以得到旅 總流量與感測器輸出之間的關係。此總響應資訊係可進而 儲存作為部分之校準測量1 705。 於步驟1 730,一線性化曲線係可產生：當應用至測^ 流體之流量所產生的感測器輸出值時，映射感測器輸出4 至指示流量值，其具有關於總流量之實質線性關係。此· 性化曲線亦可儲存作為部分之校準測量17〇5。

=例而言，-曲線係可配合至指示總流率為感測器輸 出之一函數之諸點的集合，此乃藉著該點集合之一片段式 線性近似法。針對測試流體，係可接著決定一線性化曲線 二映射沿著總流量曲線之諸值至沿著—直線的諸值，使得 ，j輪出與總流量之間的關係為線性。舉例而言，係可 =者=行總流量曲線之一最小平方配合至連接於零流量的 ‘、σ輪出值與於全標度流量的感測器輸出值之一線，而 線丨生化曲線。產生一線性化曲線或線性化資訊之種 53 1241469 種的方法係將為熟悉此技藝人士所思及。然@，映射—總 :量曲線為實質至一線之任何方法係視為於本發明之範； 如於前文所述而得到之種種的校準測量係可儲存作為 例如於第16圖之電腦168〇的記憶體中之校準测量16打了 且隨後運用以利於對於操作於任—製程流體之感測器與為 通管響應的一獨立修正。 方

應為,忍知的是’指示感測器流量與感測器輸出之間的 關係之該組點係一感測器響應曲線（例如：於步驟丨7 i 〇所r 到且儲存於校準測量m5的該組點）。如此，關連於根^ 本發明之-個感測器模型，藉著一測試流體所得到 測益響應曲線包括關於感測器之特性資訊。即，可藉著： 用感測A核型至測試流體之感測器響應曲線而得到特性函 數之一代表。特性函數之此代表係可利於計算針對任一萝 程流體之-感測器響應曲線。藉著決定一製程感測器響應 曲線’感測器行為係可無關於旁通管行為而修正。

再參考第16圖，感測器161〇係可耦接至電腦168〇 其具有—處理器1 685與記憶體簡。記憶體1 686可儲 運用於感心之;^準期間的一測試流體而得到之種種的; 準測量1 687，如關造於铱！ 7回&> 關連於弟17圖所述。尤其，記憶體16丨 2括·測試流體之_感測器響應曲線、測試流體之一 # 流I響應曲線、與對應於總流量響應曲線之—線性化曲4 二此外，_ 1 686可包括:含有指令之至少一個程式、· 处1685執行，其映射感測器輸出值至特性值及童 54 1241469 應的流率至感測器之特性函 記憶體ι 686之—或多個异70值。此外，儲存於 特性函數之一代夺，〜"匕括指令，其構成以存取一 運算元值而計算二二付到—關聯的運算元值且由得到的 而論述。 〜率，如關連於前文所述之種種實施例 第18圖係說明根據本發明的錄古本立叮山 卞愔駚〇 ,， 十知5的一種方法，其可由執行 Z 體（例如：記憮騁 理哭Q丨上老" )所儲存的一或多個程式之一 理窃（例如：處理哭 °° 685)所實行，以分離且獨立修正操;

於任一流體之一减、、P丨|哭 ， U測斋的感測器與旁通管效應。 當期望操作一减測哭Γ 4列為（例如：納入於MFC 1 600之感測 1610)於不同於測試 飞机體之一製程流體，於校準期間所產 之一線性化曲線係可舻 J月b必須修正，以補償當該感測器操< / :同机體日寸而可能呈現之行為差異。於步驟1810，於， 、L &準期間所4到之測試流體的總流量響應曲線係可p 、亦於感測σσ仪準期間所得到之測試流體的感測器響應$ 線0

應為認知的是’由於感測器響應曲線係指出於感測器 流ϊ與感測器輸出之間的關係、，且總流量曲線係指出於該 測试流體的總流量與感測器輸出之間的關係、，結果係於感 測裔流量與總流量之間的關係之一指示，即，其代表一旁 通官流ϊ曲線。結果，於測試流體的感測器效應與旁通管 效應係已分離，即，二個曲線係已經自總流量響應曲線而 刀離：（1) 一測試感測器響應曲線；及（2) —測試旁通管流量 曲線。測試感測器響應曲線係可修正於感測器修正步驟 55 1241469 181 5，而旁通管流量曲線係可修 =感測ϋ修正步驟1815，測試感測器響應曲線係可根 。、文所述的種種方法而轉換為一製程感測器響應曲線 信尤其，於步驟182〇，測試感測器響應曲線的感測器輸出 值? t者係可運用測試流體之至少—個性質而映射至特性 牛例而5 ’感測器輸出值係可乘以測試流體的一標度 率除以測试流體的導熱性。測試感測器響應曲線的流 至小：各者係可映射至運算元值，此乃藉著運用感測器之 /個性質與測試流體之至少_個性質。舉例而言，運 =值係可運用關聯於通過感測器的流量之雷諾數與測試 々丨L體之普朗特數的一乘 之特性函數的-代表。。疋以’#可得到感測器 於步驟1830,測試感測器響應曲線之感測器輸出值的 相因I映射主特性值，此乃運用如於步驟i82G所運用者之 2、射（除了運用製程流體之性質以取代測試流體之外） ::例而t ’感測器輸出值的各者係可乘以製程流體之一 才示度因數且除以製程流 立運用製^°由於感測器模型係建 用測試流體性質所映值係將位於沿著如同運 運用以得到關聯於製程〜的Γ曰相同曲線，此資訊係可 往々丨L體的流置之一運算元值。 於步驟 18 4 0，ip 也丨 , 引於步驟所得=::Γ計算… H # j的特性函數之代表，以得到一關聯的 運“值。可計算關聯於各個得到的運算元值之—流率， 56 1241469 乃藉著運用感測為與製程流體之性質而逆轉步驟18 2 〇之 作業。是以，針對製程流體之一感測器響應曲線係可藉著 運用感測裔的特性函數之代表而得到。應為認知的是，製 私感測杰響應曲線係指出針對該製程流體之於感測器流量 人感測為輸出之間的關係，即，該感測器響應係已經修正 為無關於旁通管響應。

^於方通官修正1850，可修正分離自步驟1810之測試 =響應流量曲線之測試旁通管曲線，以補償當操作於製程 、體之方通官的行為。於_個實施例，旁通管曲線係假設 為隧著不同的流體而維持實質固定，使得測試旁通管曲線 係視為等於製程旁通管曲線。於其他實施例…旁通管曲 f係可假設為取決於種種的因數，其包括··旁通管與感測 2之貝體性質（例如：於感測器導管與旁通管之間的長度差 二）、邊製程流體之一或多個物理性質（諸如：黏滯性、製程 二體之溫度···等#) ° I以，-測試旁通管曲線係可修正及 /或轉換至-製程旁通管曲線，此乃根據描述當操作於不 同的w體之旁通管行為如何改變之種種模型的任一者。 於步驟1860，製程感測器響應曲線係乘以製程旁通管 曲線^得到職㈣器於製程流體之一製程料量響應曲 線疋以，於步驟1870，一製程線性化曲線係可計算，其 映射製程總流量響應曲線的諸值至—實f直線。以此方式 /十對操作於任—製程流體之流量感測器的-線性化曲線 二可得自於該感測器以單一測試流體之校準期間所得到的 57 1241469 '月之數個實施例係已經詳述，熟悉此技藝之人士 :&種種的變更與改良。f亥等變更與改良係意圖為 :本么月之Id、。冑管本文提出的某些實例係涉及功能或 、、、口構兀件之特定組合，應為瞭解的是，彼等功能與元件係 可根據本發明而人i 、 、、且曰於其他方式以達成相同或不同目的。 己，、關連於一個實施例所述之步驟、元件盥特徵俜非音 圖排除其他實施例之類似者。是以，前文說明::堇

=:=:二本發明係僅限定由隨附的申請專利範 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 第1圖係說明一種習用的熱質流感測器； =2圖係呪明八種流體流動經過先前技藝之習用的埶 貝▲感測器所造成之代表性感演]器響應曲線； …、 苐3圖係說明_種習 -

響應曲線以使用轉換：數而:：用代理流體感測器 使用轉換因數而修正-製程流體之感測器輪出 值； * 第/圖係說明—種感測器模型之—個實施例，描述根 象本叙明的一個層面之感測器行為； 第5圖係說明根據本發明的另—個層面之一種感測器 吴聖可如何運用以決定任—流體的流率； 第6圖係說明根據本發明的另一個層面之一種方法， 藉著-測試流體於感測器校準期間而得到特性資訊 運用以決定於感測器操作期間之任_流體的流率； 58 1241469 一個層面之一種方法， 所得到的特性資訊，以 測器輸出值而決定於感 弟7圖係說明根據本發明的另 運用一測試流體於感測器校準期間 由任一流體的流體流置所造成之咸 測裔操作期間之任一流體的流率； 第8圖係說明一種感測器模型之另一個實施例，描封 根據本發明的一個層面之感測器行為· 第9圖係說明種種的流體之咸 [爻玖測裔響應曲線，其映鲁 至根據於第8圖所示之運用單一庐 _ 州早松度因數的感測器模型白ί

貫施例之特性值； ’ 〜切㊇裔誓應曲線，其映 至根據於第8圖所示之運用、、*麟4 开… "運用-體相依標度因數的感測器 型的貫施例之特性值； 第11圖係說明根據本發明的 — 的另一個層面之另一種方 ’猎著一測試流體於感測器校準 仅+朋間而得到特性資 可運：以決定於感測器操作期間之任一流趙的流率:。 第12圖係說明根據本發明 、 +〜明的另一個層面之另一

，運用一測試流體於感測器校 、，丄， + J間所得到的特性資1 以由任一流體的流體流量所造 貝汛 感測器操作期間之任一流體的流率； 值而决疋 第13圖係說明一種流量感測器之_個 本發明之種種的層面； 只e 1，八納/ 第14圖係說明一種質流控制 根據本發明之種種的層面而摔作貫轭例’其包4 ..1ς 而知作之一種流量感測器； 弟15圖係說明一種質流 制态之另一個實施例，其为 59 1241469 括-種流量感測器，其巾’該控制器與處理—感測器輸出 吕fl號的種種方法係會綠仏 八·^ 你貝鈿於一分離的電腦，其位在鄰近或遠 離於該質流控制器之感測器； 第16圖係說明-種質流控制器之另-個實施例，其包 括-種具有-感測器導管與一旁通管之流量感測器，其中 ’可藉著運用根據本發明之一種感測器模型以分別 測器流量與旁通管μ，而決定任—流體之—線性化線 另一個層面之一種方法， ’其利於決定針對任一流

第17圖係說明根據本發明的 用於付到一測试流體之校準測量 體之一線性化曲線；及 …第18圖係說明根據本發明的另一個層面之一種方法 】著基於測忒流體之校準測量與一種感測器模型而分 1多正對於感測器流量的非線性與旁通管的非線性，以決 一線性化曲線。 、

(二）元件代表符號 10 熱質流感測器 12 導管 14、1 6 電阻線圈 18 感測器電子電路 20 感測器輸出訊號 305 感測器310之校準 310、510、1 205 感測器 315 感測器310之操作 60 1241469 325 映射 400 、 500 、 800 4 0 5、8 0 5 轉移函數 505 流體性質 512 感測器性質 515、525 變換 600 校準 610 、 620 、 630 、 640 710 、 720 、 730 、 740 1100 、 1110 、 1120 、 1130 1101 測試流體 1105 、 1107 、 1205 、 1207 1135、1235 查閱表 1200 、 1210 、 1220 、 1230 1201 製程流體 1310 、 1410 、 1510 、 1610 1320 、 1420 、 1520 、 1620 1330 、 1430 、 1530 、 1630 1333 感測器輸出訊號 1335 1 336 數位訊號 1340 、 1440 、 1580 、 1680 1345 、 1445 、 1545 、 1685 1346 訊號 感測器模型 第6圖之方法的步驟 第7圖之方法的步驟 弟11圖之方法的步驟 資料庫 第1 2圖之方法的步驟 流量感測器（流量計） 導管 感測器電子電路 類比至數位（A/D)轉換器 電腦 處理器

61 1241469 1 347、1447、1 547、1 686 儲存媒體（記憶體） 1 355 流量訊號 1 360、1 549 特性函數代表 1 362 流體性質資料庫 1 364 流體相依性質 1 366 感測器性質與設計參數 1370、1548 程式

1400、1 500、1 600 質流控制器（MFC) 1403、1 503、1 603 流動路徑 1450、1 550 控制器 1460、1 560 閥致動器 1470 、 1570 閥 1 505 MFC 1 500 之部分 1 640 旁通管

1 687、1 705 校準測量 1 688 修正程式 1 689 線性化 1701 測試流體 1710、1 720、1 730、1740、 第 17 圖之方法步驟 1810、1815、1820、1830、1840、1 850、1 860、1870 第18圖之方法步驟 62

Claims (1)

1. I241469 拾、申請專利範圍： •種產生感測器的特性資訊之方法，包含+驟 的感測器輸出值之各者’測量通:該感測器 汉測裔導官之一測試流體的一流率； 記錄關聯於複數個感測器輸出值的個別者的各個流率； 基於至少一個感測器性質與該測試流體的一第一性心’ ，轉換各個流率至一對應的運算元值； 貝 基於該測試流體的一第二性質，映射該複數個感測哭 輸出值之各者至複數個特性值之個別的特性值；及 儲存至少-個代表，其關聯各個運算元值於個 性值。 寸 2. 如申請專利範圍第。項之方法，其中，轉換各個流 率之步驟包括一步驟:至少部分基於該感測器的感測器導 管之-橫截面積與感測器之一特性長度，轉換各個流率至 一個對應的運算元值。 3. 如申請專利範圍第、項之方法，其中，轉換各個流 率之步驟包括一步驟:至少部分基於關聯於通過感測器的 μ 1之田°若數，轉換各個流率至一個對應的運算元值。 4·如申請專利細】項之方法，其中，轉換各個流 率之步驟包括一步驟：至少部分基於關聯於測試流體之一 普朗特數，轉換各個流率至一個對應的運算元值。 5.如申請專利範圍帛！項之方法，其中，轉換各個流 率，步驟包括一步驟:至少部分基於關聯於通過感測器的 流里之-雷諾數與關聯於測試流體之一普朗特數的一乘積 63 1241469 ，轉換各個流率至-個對應的運算元值。 6·如申請專利範圍第1 傘之牛驟~ i 員之方法，其中，轉換各個流 :: 驟:基於至少-個流體相依的標度因數 ，轉換各個流率至—個對應的運算元值。 7·如中請專利範圍第】項之方法，其中，映射複數個 感測益輸出值各者之步驟包括一步驟：至少基於測試产體 :::熱性’映射該複數個感測器輸出值之各者至複數；特 性值之個別的特性值。 反晏符 二：申請專利範圍第i項之方法，其中，映射複數個 感測裔輸出值各者之步驟包括一牛 相依的標度因數，映射， …·、於至少一個流體 數個特性值之個別的特性值。 有後 率之9牛月專利乾圍第1項之方法，其中，轉換各個流 下關係而執行：辑心輸出值各者之步驟係根據以 A K K 二中ρ係測试流體之密度，Q係流體體積流率，L係 :測器導管之特性長度，A係感測器導管之橫截面積，Cp ”、、《係測成流體之導熱性，且f與g係 刀別為弟一與第二流體相依常數。 10.如申請專利範圍第1項之方法，其中，儲存至少- 個代表之步驟包括—步驟：儲存關聯於個別的運算元值之 複數個特性值於一查閱表。 U.如申請專利範圍帛i項之方法，更包含一步驟：儲 64 1241469 存一映射，其至少部分基於該感測器之至少一個性質，而 構成以轉換流率至運算元值。 二如申請專利範圍帛"員之方法，更包含-步驟··儲 存第映射其根據以下關係而構成以轉換流率至運算 元值： # F = g PQL 其中’ F係運算元值，p係測試流體之密度，q係流體 體積流率’ L係感測器導管之特性長度，a係感測器導管之 橫截面積’ ％係測試流體之比熱，κ係測試流體之導熱性 ，且g係測試流體相依常數。 13·如申請專利範圍第1頊 击―人 卜 木 項之方法，更包含一步驟：儲 存一第一映射，其根據以下關係 J 1示而構成以轉換感測器輪出 值至特性值： C:f~， K 其中，c係特性值，S係測試户駢从、ώ θ ^ b 机體的流量所造成之感測 态輸出值，/C係測試流體之導埶 ^ ^ …f生且f係關聯於測試流 體之流體相依常數。 14·如申請專利範圍第丨項 、—如/ a 乃决其中，記錄關聯於 禝數個感測器輸出值的個別者 驟—^ 可的各個流率之步驟包括一步 驟：猎者至少-個内插函數而代表該關聯性。 15·如申請專利範圍第u 數伤一&接一么 貝之方法，其中，該内插函 數係-仿樣、三角函數、與代數函數當中之至少一者。 16·如申請專利範圍第i項之 ^ 於複數個特性值而建立該感測器 ；3 -步驟··基 符性函數。 65 1241469 η.如申請專利範圍第16項之方法，更包含步驟： 測量-製程感測器輸出值，其關於通過該感測器導管 之一製程流體的一流率； 基於該製程流體之_楚 ..m 弟一性λ ，映射該製程感測器輪 出值至一第一製程特性值； 藉著以第-製程特性值而索引該特性函數，得到一第 一製程運算元值，纟包括-個流率分量、關於該至少-個 感測器性質之_個分量、與至少—個流體性質分量；及 -藉著運用該感測器之至少一個性質與製程流體之一第 貝决疋第一製私運异元值之流率分量，以提供通過 感測器導管之製程流體的流率之一指示。 士申明專利範圍第丨7項之方法，其中，決定流率 分量之步驟包括一步驟:運用關聯於感測器流量之一雷諾 數與關聯於製程流體之一普朗特數當中的至少一者，自第 一製私運算元值分離出該流率分量。 、曰19·如申請專利範圍第18項之方法，其中，決定流率 刀里之步驟包括一步驟··運用關聯於製程流體之一常數， 自第一製程運算元值分離出該流率分量。 20·如申請專利範圍第17項之方法，其中，映射該製 程感測器輪出值之步驟包括一步驟··基於該製程流體之導 ㈣’ Μ該製程感測器輸出值至第_製程特性值。 a 士申4專利範圍第j 7項之方法，其中，該感測器 之L動路毪包括該感測器導管與一旁通管，且該感測器 包括校準測量，其包括針對該測試流體之一測試感測器響 66 1241469 應曲線與針對該測試流體之一測試總響應曲線，該測試總 響應曲線係反映取自流通於感測器導管與旁通管的測試流 體之校準測量。 22·如申請專利範圍第21項之方法，更包含一步驟·根 據該特性函數，映射該測試感測器響應曲線至該 之-製程感測器響應曲線。 體 …23.如申請專利範圍第22項之方法，其中，映射該浪

   忒感測益響應曲線之步驟包括一步驟：基於該特性函數， 決定針對各個製程特性值之一個關聯的製程運算元值。 24·如申請專利範圍第23#之方法，其中，映射該測 Ή線之步驟包括—步驟：基於該至少—個感 ^貝與弟一製程流體性質，由該等關聯的運算元值之 各者而決定一製程流率。 25.如申請專利範圍第24項之方法，其中，該等製巧 流率與測試感測器輸出值係形成一製程感測器響應

   …26·如申請專利範圍帛25項之方法，更包含一步驟：將 邊測試總響應曲線除以該測試感測器響應曲線，以提供一 旁通管流量曲線。 2 7 · 士申明專利範圍第2 6項之方法，更包含一步驟：將 忒旁通官流量曲線乘以該製程感測器響應曲線，以提供一 製程總流量響應曲線。 ^ 28.如申請專利範圍第27項之方法，更包含一步驟：提 供一線性化曲、線’其構成以映射該冑程總響應曲線之諸值 至實質一直線。 67 1241469 29.—種電腦可讀取媒體，其編碼具有〜 代表與用於執行於至少一個處理器之一浐、特陡函數之一 行於至少一個處理器時實行根據申 式，該程式當執 任一項之產生感測器的特性資訊之方去 至2 8項 30·如申請專利範圍第1項之方法， 接該感測器至一旁通管。 更包含一步驟··耦 31·如申請專利範圍第3〇項之方法，

   對複數個感測器輸出值之各者，測量包八更包含一步驟··針 與旁通管的流率之一總流率值，且過感測器導管 裔輸出值之個別者的各個總流率值，以、；複數個感測 體之一總流量響應曲線。 /成針對該測試流 32· —種流量感測器，包含： 一導管，適以輸送流體； 一 ％峪，耦接至該導管，且構成以 營之彳壬一、、六麟从、长七 ^ 生王表示通過該導 之任机粗的一沭牛之一感測器輪出訊號丨及

   至少一個儲存媒體，儲存包括該流 函數的至少一個代表之資訊。 这測斋之一特姓 33·如申請專利範圍第32項之流量感測器 至少一個代表係令通過該導管之一 八， 之夂去炎明磁X β 式/风體的複數個流 之各者為關聯於該感測器對於測試流 j ^是數個流率之 曰應所造成的個別感測器輸出值。 ’其中，該 測試流體的 而構成以轉 34·如申請專利範圍第33項之流量感测器 電路基於導管的橫截面積、導管的特性長度、 ‘熱性、與測試流體的比熱當中之至少一者 68 1241469 換各個流率至一運算元值，。 35·如申凊專利範圍第34項之流量感測器，更包含至 個處理器，其構成以存取於該至少—個儲存媒體 賁訊。 36. 如申請專利範圍第34項之流量感測器，其中，該 處理為係構成以接收該感測器輸出訊號，且基於該特性函 數而轉換該感測器輸出訊號至一流量訊號。 37. 如申請專利範圍第33項之流量感測器，其中，該 至）一個儲存媒體包括：一電腦可讀取媒體，其適以電子 式儲存資訊且編碼具有至少一個程式，該至少一個處理器 係構成以執行該至少一個程式。 38·如申請專利範圍第37項之流量感測器，其中，該 至少-個程式包括··指+，其基於至少一個感測器性質與 5亥測试流體之至少—個流體性質，以轉換複數個流率至複 數個運算元值。 ^ 39·如申請專利範圍第38項之流量感測器，其中，該 等運算元值包括：關聯於通過感測器的流量之一雷諾數與 關聯於測試流體之一普朗特數當中的至少一者。 ^ =·如申請專利範圍第39項之流量感測器，其中，該 等運算元值包括：一流體相依的標度因數。 41_如申請專利範圍第33項之流量感測器，其中，該 至少一個程式包括：指令，其基於該任意流體之至少一個 性質，以轉換經過導管之該任意流體的流量所造成之感測 器輸出值至特性值。 69 1241469 _ 42.如申請專利範圍第41項之流量感測器，其中，該 等特性值係至少基於該^壬意流體的導熱性。 々43·如申請專利範圍第42項之流量感測器，其中，談 4特性值係基於關聯於該任意流體之—流體相依的標度因 數。 — 广.如申請專利範圍第37項之流量感測器，其中，該 數二至個'式包括:指，’其根據該流量感測器之特性函 號…個代表，以轉換該感測器輸出訊號至—流量訊 45. 如申請專利範圍第41項之流量感測器，其中，該 至少一個程式包括··指令，1 八祀據Μ荨特性值而内插於該 特性函數的至少一個代表 一 斤儲存之值，以得到關聯的運算 凡值。 46. 如申明專利範圍第45項之流量感測器，其中，該 =一個程式包括：指令’其運用該至少_個感測器性質 _ 机體性貝’而構成自該等關聯的 運异元值來決定流率。 ，丨47·如申請專利範圍第44項之流量感測器，其中，該 一個程式包括：指令’其根據以下關係轉換該感測器 輸出訊號至一流量訊號： PQL • _ ,. S W(g L)=/ Ϊ中，“系該任意流體之密度，"、流體體積流率，L 二導s之特性長度，A係導管之橫截面積，％係該任意流 _之比熱，“系該任意流體之導熱性’且f與g係關聯於 70 1241469 該任意流體之第H流體相依常t。 · 48.如申請專利範圍第37項之流量感測器，更包含：一 個流動路徑，其包括該導管與一旁通管。 49·如申請專利範圍第“項之流量感測器，其中，該 至 > 一個儲存媒體係編碼為具有於測試流體之該感測器的 枝準期間所得到的校準測量，其包括該測試流體之一測試 感測时#應曲線與該測試流體之一測試總流量響應曲線。 50·如申請專利範圍第49項之流量感測器，其中，該 _ 至少一個程式包括：指令，其構成以自該總流量響應曲線 而產生一旁通管流量曲線。 51·如申請專利範圍第5〇項之流量感測器，其中，該 至少一個程式包括··指令，其構成以基於感測器之特性函 數的至少一個代表而映射該測試感測器響應曲線至一製程 感測器響應曲線。 52. 如申請專利範圍第51項之流量感測器，其中，該 至少一個程式包括：指令，其構成以基於至少一個第一測 _ 試流體性質而映射該測試感測器響應曲線之各個感測器輸 出值至測試特性值，且更構成以基於至少一個感測器性質 與至少一個第二測試流體性質而映射該測試感測器響應曲 線之流率的各者至運算元值，以形成感測器之特性函數的 一第一代表。 53. 如申請專利範圍第52項之流量感測器，其中，該 至少一個程式包括：指令，其構成以基於至少一個第一製 程流體性質而映射該測試感測器響應曲線之各個感測器輸 71 1241469 出值至製程特性值，且更槿 儿又稱成以该4製裎特性 特性函數之第一代# 、，〜 吁r玍值而索引該 弟代表，以得到關聯運算元值。 54·如申晴專利範圍第曰 囷弟項之机置感測器，复中， 至少一個程式包括··指令， 、中5亥 與至少—個第…1其基於5亥至少一個感測器性質 個弟一 L流體性質，而構成 運曾开佶+々+ 又乂目所传到的關聯 運开兀值之各者而決定一製程流率。 55·如申請專利範

   等製程流率”里測器，其中，該 占一制、 式感測器響應曲線之感測器輪出值係形 成衣耘感測器響應曲線。 、 56.如申請專利範圍帛55項之流量感測器，其中，該 二:個程式包括:指♦’以結合該製程感測器響應曲I 曲s曲線而形成針對該製程流體之—製程總流量響應 女申明專利範圍第56項之流量感測器，立中，兮 至少一個P 1 八丨必 ^ >匕括：指令，其構成以自該製程總流量響應 曲線而產峰_ Lh ka. /. 日〜 線性化曲線，其映射該製程總流量響應曲 至一實質直線。 I •士申％專利範圍第32項之流量感測器，其中，該 、儲存媒體包含一資料結構，以儲存該流量感測器 二 “數的代表，其得自於流量感測器於一測試流體之 校準期間，該資料結構包含： 、—數個表目，各個表目具有一第一攔位與一第二攔位； 其中，第一攔位係識別一特性值，其基於測試流體之 ^個第一性質而計算自該流量感測器之一感測器輸出 72 1241469 值’且第二攔位係識別一運算元值， 測器輪出值、感測哭至+ ^ 、％、於該感 個第二性質一的流率。 粒之至少一 59.如申請專利範圍第58項之流量感測器 弟二搁位係含有一運算元值，其計 過 的至少一者。雷念數與遠測試流體之-普朗特數當中

   ….如申請專利範圍第59項之流量感測器，其中， Π閑位與第二攔位當中之至少-者係含有-運算元值 八汁异自關聯於該測試流體之一標度值。 61·如申請專利範圍第 第一欄位係含有一特性值 熱性。 58項之流量感測器，其中，該 其至少計算自該測試流體之導 62.如申請專利範㈣37項之流量感測器，其中，儲 存於該電腦可讀取媒體之資訊包含:於流量感測器以該測

   試流體之校準期間所得到的—流量感測器之一特性函數的 至少一個代表之一編碼。 63·如申請專利範圍第62項之流量感測器，其中，該 編碼包括：複數個成對的值，該複數個成對的值之各者的 一第一值係代表通過感測器導管之測試流體的一流率，且 該複數個成對的值之各者的一第二值係代表於對應流率之 測δ式流體的流篁所造成之一感測器輸出值。 64·如申請專利範圍第63項之流量感測器，其中，該 編碼包括：一第一映射’其構成以基於任意流體之至少一 73 1241469 個^生質而轉換由該任意流體之流量所造成的感測器輸出值 至特性值；及’ 一第二映射，其構成以基於該至少一個感 測益性質與測試流體之至少一個性質而轉換個別的流率至 運算元值。 65·如申請專利範圍第62項之流量感測器，其中，該 扁馬包括·關聯於個別的運算元值所儲存之複數個特性值 ，该複數個特性值各者係基於至少一個第一測試流體性質 而什异自通過感測器之測試流體的流量所造成之一感測器 2出值，且個別的運算元值各者係基於至少_個感測器性 質與至少一個第二測試流體性質而計算自通過感測器之測 試流體的流量。 66· —種質流控制器，包含： 根據申請專利範圍第32至65項任—項之流量感測器； 八-控制器，麵接至該流量感測器，且適以提供至少部 分基於流量訊號之一驅動訊號； -閥致動器，適以接收來自該控制器之驅動訊號丨及 -闕，耦接至流動路徑，該閥係冑以取決於閥的一控 制部位之位移而允許通過流動路徑之流量。 拾壹、圖式： 如次頁 74