TWI618999B - 應用於質量流量控制器中經改良之指示流量的系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種質量流量控制器以及用於從該質量流量控制器提供指示流量之關聯方法係被揭露。該方法可以包括獲得表示被該質量流量控制器控制之一流體之一質流速率之一被量測流量訊號以及過濾該被量測流量訊號以產生係提供該流體之一實際質流速率之一代表之指示流量。該指示流量係被提供至該質量流量控制器之一操作者，以及該流體之該質流速率之改變之一速率係根據該被量測流量訊號之樣本而被決定。關於過濾被使用之一時間常數係根據該質流速率之改變之該速率而被然後調整。

Description

應用於質量流量控制器中經改良之指示流量的系統及方法

本發明係主張臨時申請第61/775,094號之優先權，標題為”用於質量流量控制器之回讀系統及方法”，申請於2013年3月8日，以及本文轉讓給受讓人並通過引用明確地併入本文。

本發明是有關於質流控制系統，特別是，但不限於，本發明是有關於用於監控及控制一流體之一流量之系統及方法。

一典型之質量流量控制器(MFC)係為一裝置，其係設定、量測及控制一流體氣體之流量於工業製程之中，例如，熱與乾蝕刻於其它製程之中。一MFC之一重要部分係為量測流經裝置之氣體之質量流量速率之一熱流量感測器。當熱流量感測器量測實際流量時，被量測流量之指示係經由一指示流量輸出被報導至使用者/操作者做為一”指示流量”。然而，在許多例子之中，從熱感測器報導實際訊號做為指示流量至MFC之使用者/操作者不是令人滿意的，因為來自於熱感測器之實際訊號可能誤表示實際流體流量以及可能產生不正確之警報。

一質流控制器(MFC)之熱流量感測器一般係產生一非常慢之訊號，即使當實際流量係快速改變時。因為感測器之回應時間係重要的對於流體流量之穩定控制，故來自於熱流量感測器之緩慢訊號係藉由以”加速”濾波器處理其而被典型地加速。然而，此種形式之加速亦增加了訊號干擾，但此”加速干擾”不會反映流經感測器之流體之實際干擾--它只是使訊號較快之一副作用。雖然加速干擾不會影響控制流量速率之演算法，但其能夠給予錯誤之印象至MFC之一操作者關於實際流體流量之品質。甚至更糟糕的是，加速干擾能夠觸發一不正確之警報於處理器具之上。做為一結果，為了避免錯誤之警報，加速干擾應該被盡可能地降低，當報導流量給MFC操作者時。

由於MFC之設計，在一些情況之中，可能會有一些”內部”流量於MFC之中，其係不令人滿意的去報導至MFC之一操作者。此內部流量不會行進至MFC之輸出(至處理器具)，但它可能穿過流量感測器，以及它可能被報導至操作者做為被傳遞至處理器具之一實際流量，當實際上被感測之內部流量不是被傳遞至處理器具時。舉例來說，此內部流量可能會發生，當入口壓力改變時，以及一些數量之流體係填充於一”無效容積”(在流量感測器與閥間之容積)之中，以使得跨過流量感測器之壓力均等。如此之一流量係為嚴厲內部的以及應該不被報導至顧客。

應該不被報導至操作者之熱流量感測器訊號之方面之另一範例係為通過感測器之流體流量之可能之鋒利的尖刺，當閥係很快速地移動一長距離時。通常，這些長及快速之 閥移動係發生於一非零流量設定點係被給予於一零流量設定點之後，以及反之亦然。

雖然已有嘗試去過濾被提供至一操作者之指示流量(例如，去降低錯誤之警報)，一些習知之方法係依賴已證明是無效於許多例子中之精密演算法，因為它們係利用可以實質上從實際運作狀況變化之經驗參數。

許多現存之濾波器係為具有一可調整時間常數之低通濾波器(“LPF”)。此形式濾波器之一缺點係為時間常數係被調整於一嘗試之中，以提供一可接受指示流量輸出。通常，這種資料調整係根據一可允許流量偏移於一基線(設定點)被進行。當被量測流量係位於離開設定點之一指定門檻之內時，濾波器時間常數係為高的，如此一來，干擾降低係為高的。倘若，對於任何原因，流量讀數移出指定範圍外，則濾波器時間常數係立刻減少，因而會立即產生一干擾之指示流量。因為流量返回至設定點，故濾波器時間常數係緩慢增加；因此干擾係緩慢減少。從一使用者之觀點，指示流量之如此行為係使其出現像是有瞬間之”流量震盪”或一不穩定性，但這些畸變只是指示流量之不適當過濾之一結果以及不代表實際流量。

一些其他的演算法僅係隱藏被量測流量，當被量測值係位於一允許範圍(典型地繞著流量設定點)之外時，以及這些演算法係典型地產生報導固定流量之一指示流量輸出，直到實際流量(如被量測)返回至設定點為止。但如果流量偏移持續太久，則濾波器會立刻開始顯示實際流量，其係產生一流量尖刺於不是確實存在之指示流量之中。

如上所述，一需求係存在對於一方法及/或裝置去提供新的與創新的特徵，其可呈現在產生流體流量狀況之一指示流量中之方法之不足。

這示於圖式中對本發明的範例實施例總結如下。這些和其他實施例中的詳細說明部分更充分地描述。但是應當理解，然而，沒有任何意圖將本發明限制到在本發明的這一概述或詳細描述中描述的形式。本領域的技術人員可認識到，有多種修改，等同物和替代結構落入本發明的精神和範圍內的所表達的申請專利範圍。

本發明之方面能夠提供一種用於從一質流控制器提供一指示流量輸出之方法，該方法包括獲得表示被該質流控制器控制之一流體之一質流速率之一被量測流量訊號以及過濾該被量測流量訊號以產生係提供該流體之一實際質流速率之一代表之指示流量輸出。該指示流量係被提供至該質流控制器之一操作者，以及該流體之該質流速率之改變之一速率係根據該被量測流量訊號之樣本而被決定。關於過濾被使用之一時間常數係根據該質流速率之改變之該速率而被然後調整。

本發明之另一方面可以被特徵化為一種質量流量控制器，其包括係提供代表一流體之一質流速率之一被量測流量訊號之一質流感測器。該質量流量控制器之一處理器係接收該被量測流量訊號以及提供一指示流量輸出。該質量流量控制器亦包括連接於該處理器之一非短暫、有形處理器可讀取儲存媒介，其係以複數個處理器可讀取指令被編碼用於過濾該指示 流量。該等指令包括指令用於根據該被量測流量訊號決定該流體之該質流速率之改變之一速率以及根據該質流速率之改變之該速率調整關於過濾被使用之一時間常數。

100‧‧‧質量流量控制器(MFC)

105‧‧‧底座

110‧‧‧旁通管

115‧‧‧主路徑

120‧‧‧感測器管

123‧‧‧熱質流感測器、質流感測器

125、130‧‧‧感測元件

135‧‧‧感測元件電路

140‧‧‧控制閥、閥

146、148‧‧‧訊號

150‧‧‧流量感測器訊號、感測器輸出

160‧‧‧處理部

161‧‧‧被量測流量訊號

165‧‧‧指示流量元件

166‧‧‧指示流量輸出、指示流量訊號

168‧‧‧報導介面

170‧‧‧控制元件

180‧‧‧控制訊號

186‧‧‧設定點訊號、設定點

200‧‧‧穩定流量元件

202‧‧‧快速改變元件

204‧‧‧時間常數元件

206‧‧‧濾波器

208‧‧‧尖刺面罩/平順元件

400‧‧‧允許流量偏移範圍

1100‧‧‧方塊圖

1112‧‧‧顯示部

1120‧‧‧非短暫記憶體

1122‧‧‧匯流排

1124‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)

1126‧‧‧處理部

1128‧‧‧閥驅動器元件

1130‧‧‧電磁閥或壓電型式閥

1132‧‧‧介面元件

1134‧‧‧通訊元件

1136‧‧‧質流感測器

t1、t2‧‧‧時間

各種目的和優點以及本發明的更完整的理解是顯而易見的，並參考更易於理解，下面的詳細說明，並當與圖式結合考慮所附的申請專利範圍，其中第1圖係一方塊圖顯示根據本發明之一質量流量控制器之一示範實施例。

第2圖係一方塊圖顯示第1圖中之指示流量元件之功能性元件。

第3圖係一流程圖顯示一示範之方法，其可以被橫過關於第1圖及第2圖中所示之實施例。

第4圖係一圖形顯示與習知技術一致之一過濾時間常數之行為。

第5圖係一圖形顯示與參考第3圖被敘述之本發明方法一致之時間常數值。

第6A圖係顯示可以被橫過關於第1圖及第2圖中所示之實施例之另一方法。

第6B圖係顯示可以被橫過關於第1圖及第2圖中所示之實施例之再一方法。

第7圖係一圖形顯示與參考第6B圖被敘述之方法一致之一指示流量及過濾時間常數。

第8圖係一流程圖顯示一額外之方法，其可以被橫過關於 第1圖及第2圖中所示之實施例。

第9圖係一圖形顯示與第8圖中所述之方法一致之流量百分比值對時間之一示範指示流量。

第10圖係一圖形顯示與第8圖中所述之方法一致之流量百分比值對時間之一示範指示流量。

第11圖係一方塊圖顯示可以被使用去實現在此所述之各種實施例之物理元件。

請現在參閱圖式，第1圖係顯示一質量流量控制器(MFC)100，其係合併改善之方法用於報導指示流量至MFC 100之一操作者。這些元件之繪示配置是邏輯性的以及不表示係為一實際硬體圖。因此，元件可以被結合、進一步分開、刪除及/或補充於一實際實施之中。熟習本技術領域之人士將可理解，顯示於第1圖中之元件可以被實施於硬體或軟體與韌體結合及/或軟體之中。此外，根據此說明書，每一個個別元件之結構係為已知的於熟習本技術領域之人士之技術之內。

在一些實施例之中，被MFC 100控制之流體係為一液體(例如，硫酸)以及在其他實施例之中係為一氣體(例如，氮氣)，但熟習本技術領域之人士將可理解，具有本發明之好處，被MFC 100所傳遞之流體可以是任何種類之流體，例如包括在任何相中之元件及/或化合物之一混合物，例如，一氣體或一液體。根據本發明，MFC 100可以傳遞位於一氣態中之一流體(例如，氮氣)及/或位於一液態中之一流體(例如，鹽酸)至，舉例來說，一半導體設施中之一器具。在許多實施例中之MFC 100 係用於傳遞位於高壓、低溫下之一流體，或至不同型式之容器或器皿。

如所述，在本實施例之中，MFC 100之一底座105包括有一氣體流經之一旁通管110。旁通管110係透過主路徑115及感測器管120導引一固定比例之氣體。做為一結果，透過感測器管120之流體(例如，氣體或液體)之流量速率係代表流經MFC 100之主路徑115之流體之流量速率。

在本實施例之中，感測器管120是一小型孔管，其係為MFC 100之一熱質流感測器123之部分。如所示，感測元件125及130係連接於(例如，捲繞)感測器管120之外側。在一說明的實施例之中，感測元件125及130係為電阻溫度計(例如，導線之線圈)，但其他型式之感測器(例如，電阻溫度偵測器(RTD及熱電偶))亦可以被使用。此外，其他的實施例當然可以使用不同數目之感測器以及不同之結構用於處理來自於感測器之訊號，而不脫離本發明之範圍。

如所述，感測元件125及130係電性連接於一感測元件電路135。一般來說，感測元件電路135係用於(回應於來自於感測元件125及130之訊號146、148)提供一流量感測器訊號150，其係表示通過感測器管120之流量速率，以及因此表示通過MFC 100之主路徑115流量速率。

如第1圖所示，流量感測器訊號150可以被一處理部160處理去產生一被量測流量訊號161，其係為流量感測器訊號150之一被處理代表。舉例來說，被量測流量訊號161可以是流量感測器訊號150之一數位代表。更具體而言，處理部160可 以放大及轉換，使用一類比至數位轉換器，流量感測器訊號150至流量感測器訊號150之一數位代表。

熟習本技術領域之人士將可理解，處理部160亦可以根據MFC 100之物理特性及/或流經MFC 100之流體(例如，氣體)之特性調整流量感測器訊號150(例如，藉由以預定校準係數調整訊號150)。

如所示，被量測流量訊號161是被進給至一指示流量元件165及一控制元件170。在本實施例中之控制元件170係為包括感測元件125及130、感測元件電路135及處理部160之一控制系統之部分。控制元件170一般係用於產生一控制訊號180去控制控制閥140之一位置，以為了提供根據一設定點訊號186之一流量速率。控制閥140可以被一壓電閥或電磁閥所實現，以及控制訊號180可以是一電壓(在一壓電閥之案例之中)或電流(在一電磁閥之案例之中)。

如所示，在本實施例中之指示流量元件165亦接收設定點186以及提供指示流量經由一指示流量輸出166至一報導介面168。一般來說，指示流量元件165係接收被量測流量訊號161以及提供指示流量(經由指示流量訊號166及報導介面168)，其係為比未加工的、被量測流量訊號161更為有用的對於MFC 100之一操作者。舉例來說，指示流量係提供實際流量之一更精確的表示，在對於流量速率之快速改變過程之中以及在穩定態運作過程之中。相較於習知之方法，指示流量包括較少之干擾、較少之尖刺(其不是實際流量之代表)以及較少之不是表示實際流量之無關資訊。

對比於習知之方法，所述之指示流量元件165不使用流量偏移於設定點(或其他指定門檻)去控制一過濾元件之一時間常數。反而，如在此進一步所討論，指示流量元件165係追蹤被量測流體之改變之一速率(如被量測流量訊號161所表示)，以及相應地調整過濾時間常數去提供指示流量，其緊密地依循具有一精確性之實際流量，其係實質上被改善於習知之方法之上。因此，過濾時間常數不會突然地改變以及不會產生”震盪”及尖刺於指示流量之中；因此提供一指示流量輸出166於MFC 100之一操作者，其係較少使人誤解的以及比習知之方法更為有用的。

此外，如在此進一步所揭露，在一些實施例中之指示流量元件165亦係使用額外之方法於面罩尖刺，以防止錯誤的尖刺及由內部MFC流量所造成之其他偏移報導(在快速閥開啟或關閉過程之中)，其應該不被報導至MFC 100之操作者/使用者。此外，指示流量元件165亦可以實施新穎之方法去產生一較平順的與低干擾的指示流量輸出166於快速流量速率改變之過程之中，其可能由於例如設定點改變及/或壓力改變而發生。

舉例來說，在運作之許多模式之中，當有一快速改變於流量速率中時(例如，當一新設定點係被給予至MFC 100時)，指示流量濾波器之時間常數係被設定至一最小值，因此提供接近代表實際流量之一快速的指示流量輸出166，但此快速的指示流量係易於是非常干擾的。在此所揭露之改善之平順演算法之實施係提供一指示流量，其係為以實質上較少之干擾 接近實際流量讀數。

請參閱第2圖，其係為一方塊圖顯示指示流量元件165之功能性元件。如所示，在本實施例之中，指示流量元件165包括一穩定流量元件200、一快速改變元件202、一時間常數元件204、一濾波器206及一尖刺面罩/平順元件208。如所示，穩定流量元件200及快速改變元件202係連接於時間常數元件204，其係提供一時間常數至濾波器206。在本實施例之中，感測器輸出150之被量測流量訊號161係提供被量測流量之一表示至穩定流量元件200、快速改變元件202、濾波器206及尖刺面罩/平順元件208。應該被理解的是，所述元件之一或多個可以被結合、進一步分離、移除及/或補充於一實際實施之中，以及這些元件可以被實施於硬體或硬體結合韌體及/或軟體之中。

熟習本技術領域之人士將可理解，濾波器206可以包括一低通濾波器去減弱，根據來自於時間常數元件204之一時間常數訊號，誤表示實際質流速率之被量測流量訊號之較高的頻率。如上所述，穩定流量元件200及快速改變元件202係運作去提供輸入至時間常數元件204，其係依次改變被提供至濾波器206之時間常數。

在本實施例中之穩定流量元件200一般係運作關於時間常數元件204以追蹤被量測流量之改變之一速率於運作之相對穩定模式過程中以及相應地調整過濾時間常數去以改善之精確度提供緊密依循實際流量之一指示流量。因此，過濾時間常數不會突然地改變以及不會產生”震盪”及尖刺於指示 流量之中。

如在此被進一步討論，快速改變元件202係被進行於有一突然改變至質流速率時，其可以被一改變至設定點186、一改變於運作壓力中或影響流量速率之任何其他因素所造成。當被進行時，快速改變元件202係運作關於時間常數元件204以允許時間常數(其係被濾波器206所使用)去快速地改變，以提供一更為精確之指示流量，而無延遲或無效時間。

在本實施例中之尖刺面罩/平順元件208不會影響被濾波器206所使用之時間常數，但它的確降低錯誤尖刺之報導及由內接於MFC 100之流量動力所造成之偏移(例如，由閥140開啟與關閉所造成)。此外，尖刺面罩/平順元件208亦係運作去產生具有較少干擾之一較平順指示流量，當有一快速改變對於通過MFC 100之一流體之質流速率時。

請參閱第3圖，其係一流程圖顯示一方法，其可以被穩定流量元件200所執行。如所示，被量測流量訊號161之樣本是被獲得於一時間間隔之內，以使流量之改變之一速率被決定(方塊300、302)。舉例來說，被量測流量之改變之速率可以藉由減去在一固定時間間隔內所採行之兩個流量讀數而被計算，以及對於一更為精確之計算，平均讀數係被使用(舉例來說，一10點移動平均值可以被使用)。在數個實施例之中，快速改變元件202係連續地追蹤實際流量之改變之速率。

如所示，一最大時間常數然後是根據改變之被決定速率所決定(方塊304)。在許多實施之中，最大時間常數係反比於改變之速率之振幅以及係正比於一指定誤差。此方法係使 得在實際流量與被報導流量間之差異小於在流量改變之任何速率處之一指定誤差。在一些實施之中，最大時間常數可以被計算為：TCmax=A * 誤差/改變之速率

其中，A係為取決於系統之一取樣速率以及”TCmax”、”誤差”及”改變之速率”數值之單位之一比例係數。

如所示，倘若有一設定點改變或其他事件(例如，一實質壓力改變)，其係導致一快速改變於流量速率之中(方塊306)，則快速改變元件202係被進行去掌握時間常數元件204之控制，如參考第6A圖及第6B圖被詳細討論(方塊308)。倘若沒有設定點改變(或突然影響流量速率之其他事件)(方塊306)，則時間常數係被增加(方塊310)。時間常數可以被1(或其他常數值)所增加於每一個控制迴圈循環處，直到它達到一最大允許時間常數為止(方塊312)。

如所示，倘若目前之時間常數超過一最大允許時間常數(方塊312)，則時間常數係被設定成一最大數值(方塊314)，被量測流量之改變之速率係繼續被追蹤，以及最大時間常數係被相應地調整，當第3圖中所示之迴圈係被重複時。在一些實施之中，時間常數之一使用者定義範圍能夠被應用(例如，一最小及最大時間常數)，以為了提供干擾降低之一所需保證程度。

請參閱第4圖及第5圖，其係分別為圖形顯示在一習知技術方法中之一過濾時間常數之數值以及與第3圖之本發明方法一致之一時間常數之數值。如第4圖所示，在一些習知 技術方法之中，一過濾時間常數是根據離開一基線(設定點)之一允許流量偏移範圍400而被調整。如第4圖所示，當被量測流量係位於100%流量之設定點之流量偏移範圍400之內時，過濾時間常數是高的，如此一來，干擾降低是高的。對於任何原因，倘若讀數移出於指定範圍400(例如，如被顯示於時間t₁及t₂)，則過濾時間常數會突然地減少，因而會立刻產生一干擾的指示流量。由於流量係返回至設定點，故過濾時間常數會緩慢地增加；因此，干擾係緩慢地減少。從使用者之觀點，如此之指示流量行為係使得它出現如同有瞬間的”流量震盪”或一不穩定性，但這些畸變正好是不適當過濾之一結果以及不代表實際流量。

對比於第4圖中所示之運作之習知技術模式，第3圖中之方法係產生一過濾時間常數，其係不突然改變及降低”震盪”及尖刺於第5圖所示之指示流量之中。如所示，過濾時間常數係變化-無突然階梯狀改變-為流量速率之改變之速率，以及做為一結果，指示流量係為較少干擾的。當由使用者/操作者觀看時，指示流量係不出現，好像有流量震盪或不穩定性。

請參閱第6A圖及第6B圖，其係顯示替代之方法，其可以被快速改變元件202橫過回應於流量速率中之一快速改變(例如，由於一設定點改變)。為了敘述容易，假設在設定點中之改變係為一增加於設定點之中，但第6A圖及第6B圖中所示之方法亦係應用回應於一設定點減少，如以下被進一步討論。

第6B圖中所述之方法可以是比第6A圖中所述之方 法更為有利的，倘若超出及輕微之震盪是被預期。如下所述，第6B圖中所述之方法係允許被量測訊號超過設定點，以及然後下降至設定點之下。或者，在一設定點減少之事件之中，被量測流量係被允許去下降於設定點之下以及然後超過該設定點，在第3圖中所示之穩定流量方法係被再次使用之前。

如所示，在第6A圖及第6B圖中所示之方法之中，目前時間常數係被設定成應用相對小過濾之一數值(方塊600)。舉例來說，時間常數可以被設定去應用一最小數值、無過濾或其他低程度數值回應於一設定點改變。舉例來說，第7圖係一圖形顯示一增加於設定點之中以及對應之下降於時間常數之中。

如第6A圖及第6B圖所示，一計時器是被開始(方塊602)，以及倘若不是一建立時間期間已透露(在時間常數係被設定成相對低之數值)(方塊604)以及不是被量測流量超過設定點(方塊606)，則時間常數係被維持於相對低程度處。但倘若計時器已期滿(方塊604)，則第6A圖及第6B圖所示之演算法係為完成的，以及穩定流量元件200係再進行來自於快速改變元件202之時間常數元件之控制。

在第6A圖中所示之方法之中，倘若時間沒有期滿(方塊604)，但流量係超過設定點(方塊606)，則第6A圖中所示之演算法係為完成的，以及穩定流量元件200係再進行來自於快速改變元件202之時間常數元件204之控制。倘若設定點改變係為一減少於流量設定點之中，則第6A圖中所示之演算法係解除的，當流量下降至減少之設定點之下時。

對比於第6A圖中所示之方法，在第6B圖中所示之方法之中，倘若流量超過設定點(方塊606)，但流量沒有下降回至設定點之下(方塊608)，則時間常數係被維持於相對低程度處。倘若流量下降回至設定點之下(方塊608)，則穩定流量元件200係再進行來自於快速改變元件202之時間常數元件204之控制以及引起一增加至時間常數。舉例來說，第7圖係一圖形顯示指示流量及相對於設定點之過濾時間常數。如所示，穩定流量元件200係被再進行去增加時間常數於流量速率已下降至設定點之下之後(在超過設定點之後)。

請參閱第8圖，其係為一流程圖顯示一方法，關聯於尖刺面罩/平順元件208，用於使指示流量輸出166平順化以及降低尖刺。在許多實施例之中，尖刺面罩/平順元件208係與快速改變元件202平行運作去執行第8圖中所示之演算法關於第6A圖或第6B圖中所示之演算法。如上所述關於第6A圖及第6B圖，當有一設定點改變時，快速改變元件202係設定被應用於濾波器206之時間常數至一相對低數值(例如，最小數值)，以提供接近於實際流量之一快速指示流量輸出166，但濾波器206不會移除干擾，因為它是時間常數基礎的。做為一結果，尖刺面罩/平順元件208係移除未被過濾之干擾，當時間常數係被設定至一低的(例如，潛在最小的)數值。

為了說明容易，關於第8圖，假設閥係為快速開啟的(例如，回應於被設定為較高之設定點)，但一類似之演算法(使用相反比較)係被利用，當閥係快速關閉時(例如，回應於一設定點減少)。如第8圖所示，倘若有引起閥140快速開啟或關 閉之一事件(例如，一改變於設定點之中)，指示流量之最後數值，在位置改變之前，係被保持於記憶體之中做為一參考點(方塊800)。

如第8圖所示，流量係被量測(方塊802)，以及倘若被量測流量速率不是小於參考點(方塊804)，參考點係被設定成被量測流量(方塊806)以及然後被報導為指示流量(方塊808)。但倘若被量測流量速率是小於參考點(方塊804)，則參考點是被報導(方塊808)，直到被量測流量達到參考點(方塊810)。舉例來說，請參閱第9圖，其係顯示一例子，當有一改變於設定點中於時間t1處時。如所示，在改變於設定點中之前，指示流量係報導零流量，以及做為一結果，參考點係初始地被設定成零流量。如第9圖所示，在設定點增加於時間t1處時，有一實質數量之干擾於被量測流量訊號之中，但參考點係被報導為指示流量數值，直到被量測流量上升至參考點於時間t2處為止；因此，在時間t1與時間t2間之被量測流量中之干擾不是被報導至MFC 100之使用者/操作者。

除了干擾之外，尖刺面罩/平順元件208亦係移除可能發生於被量測流量訊號中之尖刺。如第10圖所示，舉例來說，在設定點增加於時間t1之後，被量測流量係下降至參考點之下，但參考點(零流量)係繼續被報導為指示流量數值，直到被量測流量上升至參考點於時間t2處為止；因此，在時間t1與時間t2間之被量測流量中之尖刺不是被報導至MFC 100之使用者/操作者。

如第9圖及第10圖所示，由於被量測流量係增加回 應於一設定點改變，故參考點係被設定成被量測流量(方塊806)於第8圖中所示之演算法之每一個重複過程之中，直到被量測流量達到設定點(方塊810)為止--除非被量測流量係下降至目前之參考點(方塊804)之下。如第9圖及第10圖所示，當被量測流量係位於目前之參考點之下時(方塊804)，目前之參考點係被報導(方塊808)做為取代被量測流量之指示流量。在此方式之中，將會通常存在於指示流量輸出166中之干擾及任何尖刺(由於被快速改變元件設定之低時間常數)係被移除。

請參閱第11圖，其係一方塊圖1100顯示可以被使用去實現以第1圖所述之MFC 100之物理元件。如所述，一顯示部1112以及非短暫記憶體1120是連接於一匯流排1122，匯流排1122亦是連接於隨機存取記憶體(RAM)1124、一處理部(其包括N個處理元件)1126、連通於一電磁閥或一壓電型式閥1130之一閥驅動器元件1128、一介面元件1132、一通訊元件1134及一質流感測器1136。雖然第11圖中所示之元件代表物理元件，但第11圖並非想要去成為一硬體圖；因此，第11圖中所示之元件之許多個可以藉由一般結構被實現或被分佈於額外之物理元件之間。此外，需被理解的是，其他存在及尚未被發展之物理元件及結構可以被利用去施行參考第11圖所述之功能性元件。

顯示部1112一般係運作去提供內容之表示於一使用者，以及在數個施行之中，顯示器係被一LCD或OLED顯示器所實現。舉例來說，顯示部1112可以提供指示流量做為指示流量之一圖形的或數值的表示。一般來說，非短暫記憶體1120 係運作去儲存(例如，持續地儲存)資料及可執行編碼，其包括關聯於第2圖中所示之功能性元件之編碼。在一些實施例之中，舉例來說，非短暫記憶體1120可以包括引導加載程序代碼、軟體、作業系統代碼、檔案系統代碼以及代碼去促進關第2圖所述之元件之一或多個部分之實施。在替代的實施例之中，專用硬體可以被使用去施行第2圖中所示之一或多個元件。舉例來說，一數位訊號處理器可以被使用去實現第2圖中所示之濾波器。

在許多實施之中，非短暫記憶體1120係被快閃記憶體(例如，NAND或ONENAND記憶體)所實現，但需被理解的是，其他的記憶體型式可以被使用。雖然執行來自於非短暫記憶體1120之代碼可以是可能的，但在非短暫記憶體1120中之可執行代碼是典型地被載入RAM 1124之中以及被處理部1126中之N個處理元件之一或多個執行。如所示，處理元件1126可以接收類比溫度及壓力輸入，此類比溫度及壓力輸入係被由控制元件170所實施之功能所利用。

關於RAM 1124之N個處理元件一般係運作去執行儲存於非短暫記憶體1120中之指令，以實行第2圖中所示之功能性元件。

介面元件1132一般係代表一或多個元件，其能使一使用者去與MFC 100互動。舉例來說，介面元件1132可以包括有一鍵盤、觸控螢幕及一或多個類比或數位控制，以及介面元件1132可以被使用去轉移來自於一使用者之一輸入至設定點訊號186之中。通訊元件1134一般係能使MFC 100去與外部網 路及包括外部處理器具之裝置溝通。舉例來說，指示流量可以經由通訊元件1134連通於外部裝置。熟習本技術領域之人士將可理解，通訊元件1134可以包括元件(例如，係被整合或分佈的)去致能多種無線(例如，WiFi)及有線(例如，乙太網路)通訊。

第11圖中所示之質流感測器1136係代表本技術領域之人士已知之元件之一集合，以實現第1圖中所示之質流感測器123。這些元件可以包括感測元件、放大器、類比對數位轉換元件及濾波器。

熟習本技術領域之人士將可理解，在此所討論的資訊和訊號可以使用任何多種不同的技術和方法來表示。舉例來說，可以在整個以上描述中提及的資料、指令、命令、資訊、訊號、位元、符號及晶片可以透過電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或粒子或者其任意組合來被表示。

熟習本技術領域之人士將可理解，各種說明性邏輯塊、模組、電路以及與在此所揭露之實施例所描述的運算法的步驟可以由比第11圖中描繪其他替代部件來實現。為了清楚地說明這種可互換性的硬體和硬體結合軟體，各種說明性元件、方塊、模組、電路及步驟已在其功能性方面被描述。至於如此功能是否被實現為硬體或硬體結合韌體及/或軟體取決於特定應用和強加於整個系統的設計約束。熟練的技術人員可以實現所述的功能以變化的方式針對每一特定應用，但是，這種實現決策不應被解釋為導致脫離本發明的範圍的偏離。

更具體而言，關於在此所揭露之實施例之各種說明之邏輯方塊、模組及電路可以被施行或執行以一普遍目的處 理器、一數位訊號處理器(DSP)、一應用特定積體電路(ASIC)、一場可編程閘陣列(FPGA)或其他可編程邏輯裝置、分離閘或電晶體邏輯、分離硬體元件或被設計去執行在此所述功能之其任何組合。一普遍目的處理器可以是一微處理器，但在替代方案之中，處理器可以是任何傳統處理器、控制器、微控制器或狀態機器。一處理器亦可以被施行做為計算裝置之一結合，例如，一DSP及一微處理器之一結合、複數個微處理器、與一DSP核心結合之一或多個微處理器或任何其他如此之構造。

關於在此所揭露之實施例之一方法或演算法之步驟(例如，第3、6A、6B及8圖中所示之演算法)可以被直接具體化於硬體之中、於被一處理器執行之一軟體模組之中(例如，如第11圖所示)或於兩者之一結合之中。一軟體模組可以位於非短暫處理器可讀取媒介之中，例如，RAM記憶體、快閃記憶體(例如，非短暫記憶體1120)、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、登錄機、硬碟、一可移除磁片、一CD-ROM或已知之儲存媒介之任何其他形式。一示範之儲存媒介是連接於處理器，如此處理器能夠從儲存媒介讀取資訊以及寫入資訊至儲存媒介。在替代方案之中，儲存媒介可以是整合於處理器，以及處理器及儲存媒介可以位於一ASIC之中。

雖然本發明已以較佳實施例揭露於上，然其並非用以限定本發明，此技術領域具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧質量流量控制器(MFC)

105‧‧‧底座

110‧‧‧旁通管

115‧‧‧主路徑

120‧‧‧感測器管

123‧‧‧熱質流感測器、質流感測器

125、130‧‧‧感測元件

135‧‧‧感測元件電路

140‧‧‧控制閥、閥

146、148‧‧‧訊號

150‧‧‧流量感測器訊號、感測器輸出

160‧‧‧處理部

161‧‧‧被量測流量訊號

165‧‧‧指示流量元件

166‧‧‧指示流量輸出、指示流量訊號

168‧‧‧報導介面

170‧‧‧控制元件

180‧‧‧控制訊號

186‧‧‧設定點訊號、設定點

Claims (12)

1. 一種用於從一質量流量控制器提供指示流量之方法，該方法包括：獲得表示被該質量流量控制器控制之一流體之一質流速率之一被量測流量訊號；過濾該被量測流量訊號以產生係提供該流體之一實際質流速率之一代表之指示流量；提供該指示流量至該質量流量控制器之一操作者；抽樣該被量測流量訊號以及根據該被量測流量訊號之樣本決定該流體之該質流速率之改變之一速率；執行一調整運作用於根據該質流速率之改變之該速率調整關於過濾被使用之一時間常數；以及該調整運作包括：增加該時間常數，直到一最大時間常數係達成為止或直到該質流速率之改變之該速率超過一門檻為止。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，包括，當有一設定點改變至一新設定點時：降低該時間常數；開設一計時器去追蹤已透漏之一時間，自從該時間常數係被降低時；以及維持該時間常數於一降低程度處，直到已透漏之該時間到達一時間門檻為止，或直到該被量測流量速率超過該設定點為止，倘若該新設定點係為一增加於該設定點之中，或直到該被量測流量速率係下降於該設定點之下，倘若該新 設定點係為一減少於該設定點之中。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，包括：維持該時間常數於該降低程度處直到該被量測流量速率；超過該設定點以及然後下降於該設定點之下，倘若該新設定點係為一增加於該設定點之中；或下降於該設定點之下以及然後超過該設定點，倘若該新設定點係為一減少於該設定點之中。
4. 一種用於從一質量流量控制器提供指示流量之方法，該方法包括：獲得表示被該質量流量控制器控制之一流體之一質流速率之一被量測流量訊號；過濾該被量測流量訊號以產生係提供該流體之一實際質流速率之一代表之指示流量；提供該指示流量至該質量流量控制器之一操作者；抽樣該被量測流量訊號以及根據該被量測流量訊號之樣本決定該流體之該質流速率之改變之一速率；根據該質流速率之改變之該速率調整關於過濾被使用之一時間常數；當一設定點改變至一新設定點時：保持該指示流量之一最後數值於記憶之中做為一參考點，其中，該指示流量之該最後數值係做為該指示流量之一質流速率；執行，當一被量測流量速率未達到該新設定點時，一平順運作，包括： 提供該參考點至該操作者做為該指示流量，倘若該被量測流量速率係小於該參考點；以及倘若該被量測流量速率不是小於該參考點，設定該參考點至該被量測流量速率以及提供該參考點至該操作者做為該指示流量。
5. 一種質量流量控制器，包括：一質流感測器，係提供代表一流體之一質流速率之一被量測流量訊號；一處理器，係接收該被量測流量訊號以及提供一指示流量輸出；以及一非短暫、有形處理器可讀取儲存媒介，係連接於該處理器以及以複數個處理器可讀取指令被編碼用於過濾該被量測流量訊號去提供該指示流量輸出，該等指令包括指令用於：根據該被量測流量訊號決定該流體之該質流速率之改變之一速率；以及調整指令，用於根據該質流速率之改變之該速率調整關於過濾被使用之一時間常數；其中，該些調整指令包括複數個指令用於增加該時間常數之複數個指令，直到一最大時間常數係達成為止或直到該質流速率之改變之該速率超過一門檻為止。
6. 如申請專利範圍第5項所述之質量流量控制器，其中，該非短暫、有形處理器可讀取儲存媒介係以複數個處理器可讀取指令被編碼，其包括複數個指令用於，當有一設定點改 變至一新設定點時：降低該時間常數；開設一計時器去追蹤已透漏之一時間，自從該時間常數係被降低時；以及維持該時間常數於一降低程度處，直到已透漏之該時間到達一時間門檻為止，或直到該被量測流量速率超過該設定點為止，倘若該新設定點係為一增加於該設定點之中，或直到該被量測流量速率係下降於該設定點之下，倘若該新設定點係為一減少於該設定點之中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之質量流量控制器，其中，該非短暫、有形處理器可讀取儲存媒介係以複數個處理器可讀取指令被編碼，其包括複數個指令用於：維持該時間常數於該降低程度處直到該被量測流量速率；超過該設定點以及然後下降於該設定點之下，倘若該新設定點係為一增加於該設定點之中；或下降於該設定點之下以及然後超過該設定點，倘若該新設定點係為一減少於該設定點之中。
8. 一種質量流量控制器，包括：一質流感測器，係提供代表一流體之一質流速率之一被量測流量訊號；一處理器，係接收該被量測流量訊號以及提供一指示流量輸出；以及一非短暫、有形處理器可讀取儲存媒介，係連接於該處理器以及以複數個處理器可讀取指令被編碼用於過濾該被量 測流量訊號去提供該指示流量輸出，該等指令包括指令用於：根據該被量測流量訊號決定該流體之該質流速率之改變之一速率；以及根據該質流速率之改變之該速率調整關於過濾被使用之一時間常數；當一設定點改變至一新設定點時：儲存一最後指示流量值於記憶之中做為一參考點，其中，該最後指示流量值係為被提供做為該指示流量輸出之一質流速率；執行，當一被量測流量速率未達到該新設定點時，一平順運作，包括：提供該參考點做為該指示流量輸出，倘若該被量測流量速率係小於該參考點；以及倘若該被量測流量速率不是小於該參考點，設定該參考點至該被量測流量速率以及提供該參考點做為該指示流量輸出。
9. 一種質量流量控制器，包括：獲得器具，係用於獲得表示被該質量流量控制器控制之一流體之一質流速率之一被量測流量訊號；過濾器具，係用於過濾該被量測流量訊號以產生係提供該流體之該實際質流速率之一代表之指示流量；提供器具，係用於提供該指示流量至該質量流量控制器之一操作者； 決定器具，係用於抽樣該被量測流量訊號以及根據該被量測流量訊號之樣本決定該流體之該質流速率之改變之一速率；以及調整器具，係用於根據該質流速率之改變之該速率調整關於過濾被使用之一時間常數；該調整器具包括：增加器具，係用於增加該時間常數，直到一最大時間常數係達成為止或直到該質流速率之改變之該速率超過一門檻為止。
10. 如申請專利範圍第9項所述之質量流量控制器，包括，當有一設定點改變至一新設定點時：降低器具，係用於降低該時間常數；開設器具，係用於開設一計時器去追蹤已透漏之一時間，自從該時間常數係被降低時；以及第一維持器具，係用於維持該時間常數於一降低程度處，直到已透漏之該時間到達一時間門檻為止，或直到該被量測流量速率超過該設定點為止，倘若該新設定點係為一增加於該設定點之中，或直到該被量測流量速率係下降於該設定點之下，倘若該新設定點係為一減少於該設定點之中。
11. 如申請專利範圍第10項所述之質量流量控制器，包括：第二維持器具，係用於維持該時間常數於該降低程度處直到該被量測流量速率；超過該設定點以及然後下降於該設定點之下，倘若該新設定點係為一增加於該設定點之中；或 下降於該設定點之下以及然後超過該設定點，倘若該新設定點係為一減少於該設定點之中。
12. 一種質量流量控制器，包括：獲得器具，係用於獲得表示被該質量流量控制器控制之一流體之一質流速率之一被量測流量訊號；過濾器具，係用於過濾該被量測流量訊號以產生係提供該流體之該實際質流速率之一代表之指示流量；第一提供器具，係用於提供該指示流量至該質量流量控制器之一操作者；決定器具，係用於抽樣該被量測流量訊號以及根據該被量測流量訊號之樣本決定該流體之該質流速率之改變之一速率；以及調整器具，係用於根據該質流速率之改變之該速率調整關於過濾被使用之一時間常數；當一設定點改變時：儲存器具，係用於儲存一最後指示流量值於記憶之中做為一參考點，其中，該最後指示流量值係做為該指示流量之一質流速率值；平滑器具，係用於執行，當一被量測流量速率未達到該新設定點時，一平順運作，包括：第二提供器具，係用於以提供該參考點做為該指示流量，倘若該被量測流量速率係小於該參考點；以及第三提供器具，係用於倘若該被量測流量速率不是小於該參考點，設定該參考點至該被量測流量速率以及提供該參 考點做為該指示流量。