TWI391589B - Detection Method of Abnormal Operation of Downflow Side Valve in Throttle Mechanism of Pressure Flow Control - Google Patents

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Nobukazu Ikeda
Kouji Nishino
Kaoru Hirata
Katsuyuki Sugita
Atsushi Matsumoto
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Fujikin Kk
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Description

壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法
本發明，係為有關於藉由對壓力式流量控制裝置之流量輸出訊號的監測，而檢測出被設置在壓力式流量控制裝置之節流機構的下流側之閥的開放動作之異常的方法者，而主要係為被利用在半導體製造裝置或食品關係、化學關係之設備等的使用有壓力式流量控制裝置之流體供給設備中者。
在半導體製造裝置或是化學關係之設備等的氣體供給設備中，近年來，代替熱量式流量控制裝置，係多所利用有壓力式流量控制裝置。此係因為，壓力式流量控制裝置，其構造係為簡單，而可達成製造成本之下降或是設備之小型化，更加上，在控制精確度以及回應性之點上，亦絲毫不劣於熱量式流量控制裝置之故。
然而，在氣體供給設備等之中，對於構成氣體供給設備之各機器，特別是對於閥類之動作狀態，一般係會定期的作檢查，此些之檢查作業，在為了藉由氣體供給設備而將氣體作安定之供給上，係為不可或缺者。
作為對於上述一般之要求的對應，本案之申請人，係先開發有如圖9所示一般之使用有壓力式流量控制裝置的氣體供給中的閥之異常檢測方法，並將此作為日本特願2005－253996號而公開。
亦即是，上述日本特願2005-253996號之技術，係為對於如圖9所示一般之氣體供給設備中的閥V1 、V2 、V3 之動作狀態或是漏洩之有無(以下，稱為檢查)，並不需將閥V1 、V2 、V3 從配線管路取下即可進行檢查者，而係為可得到優秀之實用性效果者。另外，在圖9中，Go係為洗淨氣體，Gp係為製程氣體，FCS係為壓力式流量控制裝置，1a、1b、1c係為配線管路，E係為製程處理室。
又，在此圖9所示之氣體供給設備中，例如，在判斷閥V1 、V2 、V3 之動作狀態(開、閉狀態)的正常、異常時，係以圖10所示之操作順序來進行檢查。
亦即是，首先，係在步驟S0 中開始異常之檢查。接下來，在步驟S1 中，進行V1 閉、V2 開→閉(切換)、V3 閉之操作，而填充N2 於FCS之下流側配管1b中。接下來，在步驟S2 中，檢查FCS之壓力顯示P1 ，並判斷P1 之增減△P1 是否為0。
當△P1 不為0，而P1 為上升的情況時，判斷V1 又或是V2 中之任一方又或是兩者係為異常(產生有漏洩又或是動作不良)，又，當P1 為減少的情況時，判斷V3 係為異常(產生有漏洩又或是動作不良)(步驟S3 )。
接下來，在步驟S4 中，設為V1 開、V2 閉，並使製程氣體(實氣體)Gp流入FCS中，而在步驟S5 中檢查FCS之壓力顯示P1 。若是P1 有上升，則V1 之動作係為正常(步驟S7 )，若是P1 沒有上升，則判斷V1 之動作係為異常(步驟S6 )，而確認V1 之動作狀況。之後，在步驟S8 中設為V1 閉、V2 開，並檢查FCS之壓力顯示P1 (步驟S9 )。若是P1 未上升，則判斷V2 之動作係為異常(步驟S10 )，並確認V2 之動作狀況。
又，若是P1 上升，則判斷V2 之動作係為正常(步驟S11 )。
接下來，在步驟S12 中，判斷在前述步驟S2 中之閥類的異常，是否為閥V3 的動作異常。亦即是，若是步驟S2 之判斷係為NO(閥V1 、V2 、V3 中之何者係為動作異常)，且閥V1 以及V2 之動作係為正常，則判斷閥V3 係為動作異常(步驟S13 )，又，當在步驟S2 中之判斷係為yes的情況時，則判斷各閥V1 、V2 、V3 之動作係為正常(步驟S14 )。
若是確認了上述各閥V1 、V2 、V3 之動作的正常，則接下來進入步驟S15 ，並進行漏洩之檢查。又，在該閥動作狀態之正常、異常的判斷中，不用說，以下各點係成為前提。A：在各閥V1 、V2 、V3 、FCS以及配管系1a、1b、1c等中，係並沒有除了漏洩之外的外部漏洩(例如從接頭或是閥帽等之漏洩)；B：各閥之驅動部係為正常動作；C：FCS係為正常動作；D：V1 、V2 係並不會同時開放。
然而，壓力式流量控制裝置FCS，係如圖11所示，而成為根據所謂的節流孔或是音速噴嘴等之節流機構8的上流側氣體壓力P1 或氣體溫度T1 ，來演算流通於節流機構8之氣體流量的構成(日本特開平8－338546號等)。因此，舉例而言，就算是節流機構8之下流側的閥V3 係為關閉狀態，而流通於節流機構8之氣體流量係為零，只要在管路3中被施加有氣體壓力P1 ，則在流量演算電路13之流量演算器20中，氣體流量Qf即會被演算，而成為將此作為流量輸出訊號Qo並輸出至外部。亦即是，就算是因為閥V3 之開放不良而使得氣體無法流通，亦會成為將流量輸出訊號Qo輸出至外部。
另外，在圖11中，2係為控制弁，12係為流量輸出電路，14係為流量設定電路，16係為演算控制電路，21係為比較電路，而Qy係為控制訊號(Qy＝Qe－Qf)。
其結果，舉例而言，當在氣體供給設備之動作中而進行了FCS的下流側之閥V3 的開閉動作時，則並無法藉由FCS之流量輸出訊號Qo來直接確認該閥V3 之開放動作的有無。
此係因為，如前述所示一般，就算是流通於節流機構8之氣體流係為零(閥V3 係為關閉狀態)，只要在節流機構上流側具有壓力P1 ，則流量輸出訊號Qo便會被輸出至外部，因此就算在閥V3 產生有異常並使其無法被開放而成為關閉，在流量輸出訊號Qo上係亦仍舊成為閥V3 係恆常被開放的狀態之故。
〔專利文獻1〕日本特開平8－338546號〔專利文獻2〕日本特開2000－66732號
本發明，係為了解決在壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的異常檢測中之如上述一般的問題，亦即是為了解決從壓力式流量控制裝置之構造來看，只要在節流機構上流側具有壓力P1 ，則就算是沒有流通於節流機構中之氣體流，流量輸出訊號Qo亦仍會被輸出至外部，而成為無法使用壓力式流量控制裝置之節流機構上流側壓力P1 (或者是流量輸出訊號Qo)來正確地判斷節流機構下流側閥的開放動作之異常的問題而進行者，並以提供一種：不需要將壓力式流量控制裝置切換至氣體供給設備的異常檢測模式，即可根據節流機構下流側閥的開又或是閉時之從壓力式流量控制裝置而來之流量輸出訊號Qo的變動，來迅速且確實地判斷節流機構下流側閥的開動作之異常的壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法為目的。
申請項1之發明，係為一種壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其特徵為：在使用有具有利用節流機構之上流側的流體壓力P1 ，來演算出於節流機構所流通之流體流量Qf，並將該流體流量演算值Qf與流量設定值Qe之間的差作為流量控制訊號Qy，而藉由對節流機構上流側之控制閥2進行開閉控制，以使前述流量控制訊號Qy成為零的方式來調整前述流體壓力P1 ，並且將前述流體流量演算值Qf作為流量輸出訊號Qo來 輸出一般之構成的壓力式流量控制裝置之氣體供給設備中，將壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥開放，並且使輸入至壓力式流量控制裝置中之流量設定值Qe變動，並檢測出在該流量設定值Qe之變動中的前述流量輸出訊號Qo之變動的大小△V，而當該流量輸出訊號Qo之變動的大小△V係為規定值以上的情況時，判斷節流機構下流側閥之開放動作係為正常，又，當前述變動的大小△V係為規定值以下的情況時，則判斷節流機構下流側閥之開放動作係為異常，並以此作為發明之基本構成者。
申請項2之發明，係在申請項1之發明中，在輸入至壓力式流量控制裝置中之流量設定值Qe變動時，將較恆常流量設定值Qe”為更大之流量設定值Qe’，或是較恆常流量設定值Qe”為更小之流量設定值Qe’，作為流量設定值Qe而輸入。
申請項3之發明，係為一種壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其特徵為：在使用有具有利用節流機構之上流側的流體壓力P1 ，來演算出於節流機構所流通之流體流量Qf，並將該流體流量演算值Qf與流量設定值Qe之間的差作為流量控制訊號Qy，而藉由對節流機構上流側之控制閥2進行開閉控制，以使前述流量控制訊號Qy成為零的方式來調整前述流體壓力P1 ，並且將前述流體流量演算值Qf作為流量輸出訊號Qo來輸出一般之構成的壓力式流量控制裝置之氣體供給設備中，將壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥關閉，並且 使輸入至壓力式流量控制裝置中之流量設定值Qe成為零，並檢測出在將該流量設定值Qe設為零之後的變動中之前述流量輸出訊號Qo之變動的大小△V，而當該流量輸出訊號Qo之變動的大小△V係為規定值以上的情況時，判斷節流機構下流側閥之開放動作係為正常，又，當前述變動的大小△V係為規定值以下的情況時，則判斷節流機構下流側閥之開放動作係為異常，並以此作為發明之基本構成者。
申請項4之發明，係為在申請項3之發明中，在與節流機構下流側閥的關閉同時、又或是延遲一定時間△t之後，將輸入至壓力式流量控制裝置中之流量設定值Qe設為零。
申請項5之發明，係為一種壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其特徵為：在使用有具有利用節流機構之上流側的流體壓力P1 ，來演算出於節流機構所流通之流體流量Qf，並將該流體流量演算值Qf與流量設定值Qe之間的差作為流量控制訊號Qy，而藉由對節流機構上流側之控制閥2進行開閉控制，以使前述流量控制訊號Qy成為零的方式來調整前述流體壓力P1 ，並且將前述流體流量演算值Qf作為流量輸出訊號Qo來輸出一般之構成的壓力式流量控制裝置之氣體供給設備中，將壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥開放，並且對壓力式流量控制裝置輸入流量設定訊號Qe，並檢測出在將前述節流機構下流側閥開放後之前述流量輸出訊號 Qo之變動的大小△V，而當該流量輸出訊號Qo之變動的大小△V係為規定值以上的情況時，判斷節流機構下流側閥之開放動作係為正常，又，當前述變動的大小△V係為規定值以下的情況時，則判斷節流機構下流側閥之開放動作係為異常，並以此作為發明之基本構成者。
申請項6之發明，係在申請項5之發明中，在從發訊節流機構下流側閥的開放指令起延遲一定時間△t之後，對壓力式流量控制裝置輸入流量設定訊號Qe，並檢測出前述流量輸出訊號Qo的下降率之大小。
申請項7之發明，係在申請項1乃至申請項6中之任一的發明中，將節流機構設為節流孔又或是音速噴嘴者。
在本發明中，係被構成為：與壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的開又或是閉動作同時，或者是從節流機構下流側閥的開又或是閉動作起延遲一定之時間△t後，將壓力式流量控制裝置之流量設定值Qe設為流入或是切斷並使其變動，而從節流機構下流側閥之開或閉動作，與流量設定值Qe之流入和切段之間的流量輸出訊號Qo之變動狀態，來判斷節流機構下流側閥之開動作的異常、正常。
其結果，並不需要另外設置或是附加特別的檢查裝置，亦不需要將壓力式流量控制裝置切換為氣體供給設備的異常檢測模式，而只需要對壓力式流量控制裝置之流量輸出訊號Qo進行監測，即可容易且簡單的判斷在氣體供給設備的動作中壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的開動作係為正常或是異常，並成為能夠克服所謂的「無法將流量輸出訊號Qo之存在直接推論為節流機構下流側閥之開動作」之問題。
以下，根據圖面，說明本發明之實施形態。
圖1，係為展示在本發明中所使用之壓力式流量控制裝置的基本構成者，又，圖2，係為本發明之第1實施例的節流機構下流側閥的動作異常檢測方法之實施說明圖。
參考圖1，壓力式流量控制裝置FCS，係藉由：氣體供給口1、和控制閥2、和閥驅動部4、和壓力檢測器6、和節流機構8、和氣體流出口9、和流量輸出電路12、和流量演算電路13、和流量設定電路14、和演算控制電路16等，而形成其重要部分，又，在圖1中，3係為節流機構上流側配管，5係為節流機構下流側配管，7係為溫度檢測器，15係為流量變換電路，10、11、12係為放大器，17、18係為A/D變換器、19係為溫度修正電路，20係為流量演算器，21係為比較電路，Qc係為演算流量訊號，Qf係為切換演算流量訊號，Qe係為流量設定訊號，Qo係為流量輸出訊號，Qy係為流量控制訊號，P1 係為節流機構上流側氣體壓力，k係為流量變換率。
又，在圖1以及圖2等所展示的實施形態中，作為節流機構8，係使用所謂的節流孔，但是，不用說，代替節流孔，亦可使用音速噴嘴或是隔膜閥。
上述圖1所示之壓力式流量控制裝置FCS，主要係為當節流機構上流側氣體壓力P1 與節流機構下流側壓力P2 之比P2 /P1 成為相等於流體之臨界值或是較其為低時(所謂的氣體之流動係為在臨界狀態以下時)所被使用者，流通於節流機構8之氣體流量Qc，係由Qc＝KP1 (但是，K為比例常數)而可得出。另外，在壓力式流量控制裝置FCS中，雖然亦有主要係被使用在成為臨界狀態與非臨界狀態之兩方的流動狀態之氣體的流量控制時，並將流動於節流機構之氣體流量Qc以Qc＝KP2 m (P1 －P2 )n (K為比例常數，m與n係常數，P2 係為節流機構下流側氣體壓力)來進行演算的型式者，但是，由於其基本構成係為與圖1之壓力式流量控制裝置FCS相同，故在此係省略其說明。
又，在該壓力式流量控制裝置FCS中，控制流量之設定值，係作為流量設定訊號Qe而從電壓值被給予。例如，若是將上流側壓力P1 之壓力控制範圍0~3(kgf/cm2 abs)以電壓範圍0~5V來作表示，則Qe＝5V(滿刻度(full scale)值)，係成為代表3(kgf/cm2 abs)之在壓力P1 下的流量Qc。
若是作更具體之說明，則在流量變換電路15之變換率k被設定為1時，若是輸入流量設定訊號Qe＝5V，則切換演算流量訊號Qf(Qf＝kQc)係成為5V，而控制閥2係被進行開閉操作，直到上流側壓力P1 成為3(kgf/cm2 abs)為止，而對應於P1 =3(kgf/cm2 abs)之流量Qc=KP1 之氣體，係成為通過節流機構8並流通。
〔實施例1〕
圖2，係為在本發明之第1實施例的節流機構下流側閥的動作異常檢測方法之實施中，所使用的試驗單元之說明圖。亦即是，該試驗單元係如圖2所示，將氣體供給閥V1 以及節流機構下流側閥V2 分別連接於壓力式流量控制裝置FCS之上流側以及下流側，並且於其中配置可程式化控制器PLC以及資料記錄器(data logger)DL，並從可程式化控制器PLC，根據特定之程式，而對閥V1 、V2 以及壓力式流量控制裝置FCS之流量設定電路14，供給流量設定訊號Qe，並且，在資料記錄器DL中，將對閥V2 之閥開放訊號IV2 、對FCS之流量設定訊號Qe，以及從FCS而來之流量輸出訊號Qo分別作記錄。
另外，在圖2中，S係為氣體源，C係為處理室。
亦即是，為了檢測出壓力式流量控制裝置FCS之節流機構下流側閥V2 的異常(無法從閉狀態成為開狀態者)，而如前述圖2所示一般構成試驗系統，並對於FCS，作為流量設定訊號Qe，如圖3所示一般，輸入一種暫時設定為與定常流量值Qe”相異的流量值Qe’，而後再回到定常流量值Qe”的流量設定訊號Qe。另外，圖3之(a)係為展示將與定常流量值Qe”相異之流量設定值Qe’設定為 較定常流量設定值Qe”為更大的情況，又，圖3之(b)係為展示將相異之流量設定值Qe’設定為較定常流量設定值Qe”為更小的情況。
若是將如圖3所示一般之流量設定訊號Qe輸入至FCS，並且與此同時地而對節流機構下流側閥V2 供給閉動作電流IV2 (激磁電流)，則從壓力式流量控制裝置FCS而來之流量輸出Qo，係產生如圖3之(a)、(b)的最下方所記載一般的變化。
亦即是，在節流機構下流側閥V2 未開放的情況時之流量輸出Qo’與閥V2 被正常開放的情況時之流量輸出Qo”之間，由於係在流量輸出Qo產生有偏差△V，因此藉由對從壓力式流量控制裝置FCS而來之流量輸出訊號Qo作監測，可以判斷節流機構下流側閥V2 是否被正常的開放。
具體而言，在用以讓使用有處理室C之製程處理工程結束的準備階段、又或是用以讓製程處理工程開始的準備階段中，經由可程式化控制器PLC而對壓力式流量控制裝置FCS供給流量設定訊號Qe、又或是對節流機構下流側閥V2 供給閥開放電流IV2 ，並且觀察於當時之從FCS而來的流量輸出訊號Qo的變化，若是前述偏差△V成為設定值以上，則判斷下流側閥V2 係被正常開放，相反的，若是前述偏差△V成為設定值以下，則判斷下流側閥V2 係並未被正常開放而為開放異常。
〔實施例2〕
實施例2，係為在製程處理結束時，檢測出節流機構下流側閥V2 之動作異常者。圖4，係為在實施例2中所使用的試驗系統之說明圖，在圖4中，EV係為操作用電磁閥，V1 係為FCS上流側閥，Pe係為真空幫浦，Pb係為Baratron真空計，VR係為流量閥，N2 係為操作用氣體，PG係為製程氣體。
節流機構下流側閥V2 之動作異常的檢測，對於如圖5(a)所示一般，同時進行壓力式流量控制裝置FCS之流量設定訊號Qe的遮斷以及節流機構下流側閥V2 之關閉的情況(以下，稱為通常步驟)，與如圖5(b)所示一般，在節流機構下流側閥V2 的關閉與FCS之流量設定訊號Qe的遮斷之間設置有時間△t之延遲的情況(以下，稱為多重步驟)的兩種情形，均藉由在處理製程的停止時，將對FCS之流量設定訊號Qe設為零(FCS遮斷)，並對之後的FCS流量輸出訊號Qo的變化作監測，而進行之。
如圖5之(a)以及(b)所示一般，當從壓力式流量控制裝置FCS而來之流量輸出訊號Qo，在節流機構下流側閥V2 之關閉以及FCS之關閉(FCS之控制閥2的關閉)之後亦並未下降，而保持為相同之流量輸出訊號Qo’的情況時，則節流機構下流側閥V2 係成為有開放異常的狀況。此係因為，雖然節流機構下流側閥V2 被關閉，但是FCS的流量輸出Qo卻並未變為零，而仍然輸出有流量輸出Qp’一事，係代表在節流機構8與節流機構下流側閥V2 之間仍然存在有氣體壓，且此殘餘氣體壓係完全沒有減少的狀態(亦即是，閥V2 之閥體無法朝向開放方向而動作)之故。
在現實情況的閥異常之判定中，係在考慮有電磁閥EV與節流機構下流側閥V2 之間的閥動作壓供給管線U的內容積或是節流機構下流側閥V2 之關閉用電流訊號的輸入，與現實之閥V2 的關閉動作之間的延遲時間等，而訂定FCS之流量輸出訊號Qo的下降率之臨界值，並在該流量輸出訊號Qo的下降率為較所訂定之下降率更小的情況時，判斷在節流機構下流側閥V2 的開放動作中係產生有異常。
圖6，係為展示節流機構下流側閥V2 之關閉用動作訊號輸入與實際動作時間之間的差△tV，和FCS流量輸出Qo(節流機構上流側壓力P1 )以及節流機構下流側壓力P2 間的關係者，(a)係為△tV較大時，(b)係為△tV較小時的情況。
由圖6之(a)、(b)，可以明顯得知，當前述△tV較小的情況(圖6之b)時，由於FCS流量輸出Qo(節流機構上流側壓力P1 )的變化係變為較小，因此從前述流量輸出訊號Qo之下降率來判斷閥V2 之異常係變得困難。
又，不用說，前述△tV之大小，係會依存於閥動作壓供給管線U之容積等而大不相同，並且，節流機構下流側壓力P2 之變化，係會隨著壓力式流量控制裝置FCS之使用流量範圍或是處理室C側之壓力等的條件而大不相同。
〔實施例3〕
實施例3，係為藉由對壓力式流量控制裝置FCS之啟動時的FCS流量輸出訊號作監測，而檢測出節流機構下流側閥V2 之異常(開放未動作)者，主要，係為被使用於：在製程系統的啟動準備階段中，對節流機構下流側閥V2 之動作異常作檢測的情況者。
在該實施例3中所使用的試驗裝置，係為與前述圖4中所展示的試驗裝置相同者，在第3實施例中，具體而言，係對從壓力式流量控制裝置FCS的1次側之閥V1 以及節流機構下流側閥V2 被開放起，直到朝向FCS之流量輸出訊號Qe被輸入為止之間的時間△t內(延遲時間△t＝0.2sec)所產生之FCS流量輸出訊號Qo的下降量作監測，並以該下降量做為基準，而判斷節流機構下流側閥V2 之開放動作的異常者。
圖7，係為展示在實施例3中之FCS流量輸出訊號Qo，和延遲時間△t＝0.2sec，和節流機構下流側閥V2 之開放延遲時間△tV等之關係者。在製程之啟動準備階段中，當將FCS之上流側閥V1 以及節流機構下流側閥V2 開放，而後延遲有延遲時間△t＝0.2sec並使FCS動作(輸入流量設定訊號Qe)時，在節流機構下流側閥V2 正常地進行了開放動作的情況時，FCS流量輸出訊號Qo係在延遲時間△t中下降，相反的，在節流機構下流側閥V2 並未正常進行開放動作的情況時，在延遲時間△t中的FCS流量輸出訊號Qo係會成為沒有變化的狀態。
另外，前述FCS流量輸出訊號Qo之變化的程度(下降率)，會隨著節流機構下流側閥V2 之開放延遲時間△tV的大小而大為改變一事，係為和前述實施例2的情況完全相同。故而，對節流機構下流側閥V2 之動作壓供給管線U的長度或是電磁閥EV之種類、壓力式流量控制裝置FCS之流量設定範圍等，均成為會對前述FCS流量輸出訊號Qo的在延遲時間△t中之下降率有很大的影響。
圖8，係為展示對壓力式流量控制裝置FCS之流量設定訊號Qe以及節流機構下流側閥V2 之數量作變化後之流量輸出訊號Qo的下降狀態作調查後之結果者。作為壓力式流量控制裝置FCS，係使用額定流量1SLM之標準型，又，在閥V1 與閥V2 中，係分別使用Cv值為0.1者以及0.2者。進而，閥V1 、V2 之動作壓供給管線U，內徑係為2.5m ψ，長度係為1m，流量控制閥VR以及真空幫浦Pe，係以使供給N2 ＝2SLM時節流機構下流側壓力P2 係成為120Torr的方式而被調整。
由圖8可明顯得知，當FCS之設定流量訊號Qe＝100%時，FCS流量輸出訊號Qo的平均壓力下降率係為89.9%(閥V2 台數＝1)~79.4%(閥V2 台數＝4)，而當Qe＝50%時的平均壓力下降率係為85.4%(V2 ＝1台)~79.7%(V2 ＝4台)，Qe＝5%時的平均壓力下降率係為86.3%(V2 ＝1台)~70.6%(V2 ＝4台)，不論是在任一情況中，均可檢測出閥的異常(開放未動作)。
又，壓力下降率係為以(B－A)/A×100%所演算之值，於此，B係為製程結束後之FCS的流量輸出訊號Qo，A係為多重步驟時之0.2sec後的FCS流量輸出訊號Qo’之值(參考圖8之(a))。
〔產業上之利用可能性〕
本發明，只要係為使用有壓力式流量控制裝置FCS之氣體供給設備，則可適用於各種之設備，並可將壓力式流量控制裝置FCS之節流機構下流側閥的開放動作，從使壓力式流量控制裝置FCS之流量設定輸入Qe變化時之流量輸出訊號Qo的變化狀態，來確實的檢測出。
Qe．．．流量設定值(流量設定訊號)
Qe”．．．定常流量設定值
EQe’．．．變動時之流量設定值
Qc．．．流量演算值
Qf．．．切換流量演算值
Qo．．．流量輸出訊號
Qy．．．流量控制訊號
P1 ．．．節流機構上流側氣體壓力
K．．．流量變換率
IV2 ．．．閥V2 之動作用電流
AV．．．節流機構下流側閥V2 之未開放時的流量輸出訊號之偏差
Qo’．．．節流機構下流側閥V2 之未開放時的流量輸出
Qo．．．節流機構下流側閥V2 之正常動作時的流量輸出
EV．．．電磁閥
U．．．閥動作壓供給管線
Pe．．．真空幫浦
VR．．．流量閥
Pb．．．Baratron真空計
PG．．．製程氣體
N2 ．．．閥動作用氣體
C．．．處理室
V1 、V2 ．．．空氣驅動閥
PLC．．．可程式化控制器
PL．．．資料記錄器
S．．．氣體供給源(N2 )
Qe”．．．定常流量
Qe’．．．與定常流量相異之設定流量
1．．．氣體供給口
2．．．控制閥
3．．．節流機構上流側管路
4．．．閥驅動部
5．．．節流機構下流側管路
6．．．壓力檢測器
7．．．溫度檢測器
8．．．節流機構
9．．．氣體流出口
10．．．放大器
11．．．放大器
12．．．流量輸出電路
13．．．流量演算電路
14．．．流量設定電路
15．．．流量變換電路
16．．．演算控制電路
17．．．A/D變換器
18．．．A/D變換器
19．．．溫度修正電路
20．．．演算電路
21．．．比較電路
22．．．放大器
〔圖1〕展示在本發明中所使用之壓力式流量控制裝置FCS的基本構成之其中一例者。
〔圖2〕本發明之第1實施例的壓力式流量控制裝置所致之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法之實施說明圖。
〔圖3〕展示在第1實施例中，對壓力式流量控制裝置FCS所輸入之流量設定輸入訊號Qe以及對節流機構下流側閥V2 所輸入之閥開放電流IV2 ，和從FCS而來之流量輸出訊號Qo之間的時機關係者，(a)係為展示將試驗時之流量設定值Qe’設定為較定常流量設定訊號Qe”為更大的情況，(b)係為展示將試驗時之流量設定訊號Qe’設定為較定常流量設定訊號Qe”為更小的情況。
〔圖4〕本發明之第2實施例的壓力式流量控制裝置所致之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法之實施說明圖。
〔圖5〕展示在第2實施例中，對壓力式流量控制裝置FCS所輸入之流量設定輸入訊號Qe以及對驅動節流機構下流側閥V2 之電磁閥EV所輸入之電磁電流IV2 ，和從FCS而來之流量輸出訊號Qo之間的時機關係者，(a)係為前述節流機構下流側閥V2 之關閉與FCS之關閉係為大略同時的情況，(b)係為從節流機構下流側閥之關閉起延遲了時間△t＝0.2sec再將對FCS之流量設定輸入Qe設為零(FCS關閉)的情況。
〔圖6〕圖6，係為展示在圖5之(b)中所展示的多重步驟方法所致之FCS流量輸出訊號Qo的下降率，和節流機構下流側閥V2 之動作延遲時間△tV之間的關係之說明圖。
〔圖7〕圖7，係為在實施例3(從藉由多重步驟而將壓力式流量控制裝置FCS啟動時的FCS流量輸出訊號Qo之變化率來進行異常判定之情況)中之與圖6相同內容的說明圖。
〔圖8〕展示在實施例3中之FCS流量輸出訊號Qo的變化狀況者，圖8之(a)係為流量設定輸入Qe＝100%(5V)，(b)係為Qe＝50%，(c)係為Qe＝5%時的狀態(節流機構下流側閥V2 為一台的情況以及為4台並列的情況)。
〔圖9〕展示使用有先前之壓力式流量控制裝置的氣體供給設備之其中一例者。
〔圖10〕以使用有先前案中之壓力式流量控制裝置的氣體供給設備作為對象的閥異常檢測方法之流程圖。
〔圖11〕先前之壓力式流量控制裝置的基本構成圖。
Qe．．．流量設定訊號
Qe’．．．流量設定值
Qe”．．．定常流量值
Qo．．．流量輸出訊號
Qo’．．．流量輸出
Qo”．．．流量輸出
IV2．．．閥V2 之動作用電流
△V．．．偏差

Claims (7)

  1. 一種壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其特徵為：在使用有具有利用節流機構之上流側的流體壓力P1 ，來演算出於節流機構所流通之流體流量Qf，並將該流體流量演算值Qf與流量設定值Qe之間的差作為流量控制訊號Qy，而藉由對節流機構上流側之控制閥2進行開閉控制，以使前述流量控制訊號Qy成為零的方式來調整前述流體壓力P1 ，並且將前述流體流量演算值Qf作為流量輸出訊號Qo來輸出一般之構成的壓力式流量控制裝置之氣體供給設備中，係被構成為：將壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥開放，並且使輸入至壓力式流量控制裝置中之流量設定值Qe變動，並檢測出該流量設定值Qe之變動中的前述流量輸出訊號Qo之變動的大小△V，而當該流量輸出訊號Qo之變動的大小△V係為規定值以上的情況時，判斷節流機構下流側閥之開放動作係為正常，又，當前述變動的大小△V係為規定值以下的情況時，則判斷節流機構下流側閥之開放動作係為異常。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之節流機構下流側 閥的動作異常檢測方法，其中，在輸入至壓力式流量控制裝置中之流量設定值Qe變動時，將較定常流量設定值Qe”為更大之流量設定值Qe’，或是較定常流量設定值Qe”為更小之流量設定值Qe’，作為流量設定值Qe而輸入。
  3. 一種壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其特徵為：在使用有具有利用節流機構之上流側的流體壓力P1 ，來演算出於節流機構所流通之流體流量Qf，並將該流體流量演算值Qf與流量設定值Qe之間的差作為流量控制訊號Qy，而藉由對節流機構上流側之控制閥2進行開閉控制，以使前述流量控制訊號Qy成為零的方式來調整前述流體壓力P1 ，並且將前述流體流量演算值Qf作為流量輸出訊號Qo來輸出一般之構成的壓力式流量控制裝置之氣體供給設備中，係被構成為：將壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥關閉，並且使輸入至壓力式流量控制裝置中之流量設定值Qe成為零，並檢測出在將該流量設定值Qe設為零之後的變動中之前述流量輸出訊號Qo之變動的大小△V，而當該流量輸出訊號Qo之變動的大小△V係為規定值以上的情況時，判斷節流機構下流側閥之開放動作係為正常，又，當前述變動的大小△V係為規定值以下的情況時，則判斷節流機構下流側閥之開放動作係為異常。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其中，在與節流機構下流側閥的 關閉同時、又或是延遲一定時間△t之後，將輸入至壓力式流量控制裝置中之流量設定值Qe設為零。
  5. 一種壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其特徵為：在使用有具有利用節流機構之上流側的流體壓力P1 ，來演算出於節流機構所流通之流體流量Qf，並將該流體流量演算值Qf與流量設定值Qe之間的差作為流量控制訊號Qy，而藉由對節流機構上流側之控制閥2進行開閉控制，以使前述流量控制訊號Qy成為零的方式來調整前述流體壓力P1 ，並且將前述流體流量演算值Qf作為流量輸出訊號Qo來輸出一般之構成的壓力式流量控制裝置之氣體供給設備中，係被構成為：將壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥開放，並且對壓力式流量控制裝置輸入流量設定訊號Qe，並檢測出在將前述節流機構下流側閥開放後之前述流量輸出訊號Qo之變動的大小△V，而當該流量輸出訊號Qo之變動的大小△V係為規定值以上的情況時，判斷節流機構下流側閥之開放動作係為正常，又，當前述變動的大小△V係為規定值以下的情況時，則判斷節流機構下流側閥之開放動作係為異常。
  6. 如申請專利範圍第5項所記載之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其中，在從發訊節流機構下流側閥的開放指令起延遲一定時間△t之後，對壓力式流量控制裝置輸入流量設定訊號Qe，並檢測出前述流量輸出訊 號Qo的下降率之大小。
  7. 如申請專利範圍第1項、第2項、第3項、第4項、第5項或第6項所記載之壓力式流量控制裝置之節流機構下流側閥的動作異常檢測方法，其中，節流機構，係為音速噴嘴又或是節流孔(orifice)。
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