TWI766961B - 診斷系統、診斷方法、存儲介質和流量控制裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供診斷系統、診斷方法、存儲介質和流量控制裝置，儘管測定周邊條件變動，也能夠更準確地診斷流量感測器的功能。診斷系統包括流量感測器，測定流體的流量；修正部，測定流量感測器的輸出值或與流量感測器的輸出值相關的值（以下將它們統稱為「輸出關聯值」），並使測定的輸出關聯值與測定周邊條件相關聯，根據所述輸出關聯值的測定周邊條件，對所述輸出關聯值或者為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的基準值進行修正；診斷部，根據所述修正部的修正結果對所述輸出關聯值和所述基準值進行比較，來診斷所述流量感測器的功能。

Description

診斷系統、診斷方法、存儲介質和流量控制裝置
本發明涉及診斷系統、診斷方法、存儲介質和流量控制裝置。
以往公開的流量控制裝置（質量流量控制器）所使用的診斷機構如專利文獻1公開的那樣，包括流量感測器和閥，所述流量感測器具備在流體流動的流路中產生壓差的阻力體以及分別設置於該阻力體的上游側和下游側的壓力感測器，所述閥對流量感測器的上游側的流路進行開閉。在利用閥關閉流路的狀態下對流路進行減壓，根據此時從流量感測器得到的輸出值或與所述輸出值相關的值、即輸出關聯值（診斷用參數）是否與預先設定的基準值不同，來診斷流量感測器的功能。
在此，更具體地說明輸出關聯值，輸出關聯值是在由閥關閉流路的狀態下使流路減壓之後，根據由兩個壓力感測器測定的壓力P1、P2的壓差並使用式（1）計算出的質量流量Q。
Figure 02_image001
另外，P1是上游側壓力感測器的壓力值，P2是下游側壓力感測器的壓力值，X是根據氣體種類而變化的係數。
接下來，使用在由上游側壓力感測器測定的壓力隨時間變化的指定時間內對質量流量Q進行時間積分的式（2），計算出質量流量積分值n。另外，在圖5中，a－b之間的斜線所示的部分的質量流量Q的總和表示質量流量積分值n。
Figure 02_image003
此外，質量流量積分值n也可以利用氣體的狀態方程式表示成如式（3）所示的那樣。
Figure 02_image004
另外，V是診斷用的體積值，P1START 是由上游側壓力感測器在指定時間的起始點測定的壓力，P1END 是由上游側壓力感測器在指定時間的結束點測定的壓力。
而且，從式（2）和式（3）匯出的式（4）所表示的體積值V成為輸出關聯值。
Figure 02_image006
另外，n是莫耳數（對使用式（1）算出的每單位時間的質量（質量流量Q）以時間進行積分得到的值，即質量流量積分值n），R是根據氣體種類確定的氣體常數，T是由溫度感測器測定的溫度，在此視為恆定，ΔP1是由上游側壓力感測器在指定時間的起始點和結束點測定的壓力的壓力差。
在此，雖然在式（3）～式（4）中包含了指定時間的起始點和結束點之間的壓力差和溫度，但是上述值也可以是考慮了指定時間之間的壓力和溫度的變化的壓力變化量和溫度變化量。
然而，式（4）表示的輸出關聯值包含了溫度和壓力，這些值成為體積值V產生誤差的原因。即，如果利用壓力感測器在指定時間連續地測定隨時間變化的壓力，則因與流量感測器的下游側連接的配管、各種設備等要素而產生的二次壓力隨著時間推移而發生變化，該二次壓力變化對壓力感測器的壓力測定造成影響，不能在相同的測定周邊條件下進行測定，該二次壓力變化導致體積值V產生誤差。此外，同樣地溫度也隨著時間推移而發生變化，該溫度的變化也對壓力感測器的壓力測定造成影響，不能在相同的測定周邊條件下進行測定，該溫度變化導致體積值V產生誤差。
因此，如果根據式（4）表示的輸出關聯值進行流量感測器的診斷，則存在其輸出關聯值產生誤差而不能準確診斷的問題。
專利文獻1：日本專利公報第4881391號
因此，本發明所要解決的主要技術問題是儘管測定周邊條件變動，也能夠更準確地診斷流量感測器的功能，減少誤診。
也就是說，本發明的診斷系統包括：流體感測器，測定流體；輸出關聯值測定部，測定輸出關聯值，所述輸出關聯值為所述流體感測器的輸出值或與所述流體感測器的輸出值相關的值；基準值存儲部，存儲為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的基準值；修正部，根據所述輸出關聯值的測定周邊條件，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行修正；以及診斷部，根據基於所述修正部的修正結果的所述輸出關聯值和所述基準值來診斷所述流體感測器。
如果採用這種結構，則根據成為輸出關聯值的誤差原因的流體壓力和溫度等測定周邊條件來修正輸出關聯值或基準值，並根據該修正結果，且基於輸出關聯值和基準值，來診斷流體感測器的功能，由此，能夠更準確地診斷流體感測器的功能，提高診斷精度，隨之能夠減少誤診。另外，輸出關聯值包括流體感測器的輸出值或與流體感測器的輸出值相關的值。在流體感測器為流量感測器的情況下，輸出關聯值是作為流量感測器的輸出值的流量值、作為與該流量值相關的值的體積值等。此外，具體而言，所述診斷部執行如下診斷：在由所述修正部僅修正所述輸出關聯值的情況下，基於修正後的輸出關聯值和未修正的基準值來診斷所述流體感測器，在由所述修正部僅修正所述基準值的情況下，基於未修正的輸出關聯值和修正後的基準值來診斷所述流量感測器，在由所述修正部修正了所述輸出關聯值和所述基準值的情況下，基於修正後的輸出關聯值和修正後的基準值來診斷所述流體感測器。
此外，在上述診斷系統中，優選的是，還包括基準輸出關聯值存儲部，所述基準輸出關聯值存儲部將預先作為基準的測定周邊條件下測定的基準輸出關聯值與所述測定周邊條件相關聯地存儲，所述修正部根據同所述輸出關聯值相關聯的測定周邊條件與同所述基準輸出關聯值相關聯的測定周邊條件之間的偏差，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行修正。
如果採用這種結構，則能夠將作為基準值的基準的基準輸出關聯值與輸出關聯值同樣地測定，在確定基準值時不需要增加新的感測器等，能夠簡化系統並低成本化。
此外，在上述任意一個診斷系統中，優選的是，所述測定周邊條件包含所述流體的壓力和/或溫度。另外，所述流體的壓力可以列舉因與所述流體感測器連接的配管或外部設備的影響而產生的一次壓力或二次壓力。此外，所述流體的溫度可以列舉對壓力感測器等各感測器的測定造成影響的溫度。
此外，優選的是，所述輸出關聯值是基於所述流體隨時間變化的壓力的時間積分值的值。具體而言，優選的是，所述輸出關聯值是基於質量流量積分值的值，其中，對基於所述流體流動的上游與下游之間產生的壓差計算出的質量流量以指定時間積分而得到所述質量流量積分值。更具體而言，優選的是，所述輸出關聯值是根據所述流體流動的上游或下游中的所述指定時間之間的壓力變化量和溫度變化量、以及所述質量流量積分值而計算出的流體的體積值。
如果是這種輸出關聯值，則在連續地測定隨時間變化的壓力的情況下，即使在該壓力值的一部分存在局部的峰谷雜訊，由於該雜訊的時間積分值微小，因此能夠降低雜訊對輸出關聯值的影響，由此，能夠提高診斷精度。此外，如果為壓差式質量流量控制器，則由於能夠利用原本具備的各感測器來測定用於計算輸出關聯值的值，因此不需要另行追加感測器等，能夠高精度地診斷流量感測器。
此外，在上述任意一個診斷系統中，優選的是，還包括截斷所述流體的流動的流量調整機構，所述流量調整機構通過截斷所述流體的流動而使上游側或下游側的流體壓力隨時間變化。進而優選的是，所述流體感測器包括使所述流體的上游與下游之間產生壓差的阻力體。
在此，「流量調整機構」不僅包含構成壓差式質量流量控制器、熱式質量流量控制器等流量控制裝置的流量控制機構，而且例如包含開閉閥之類的構件，所述開閉閥與質量流量控制器獨立地設置在從該質量流量控制器的導入埠或匯出埠延伸的配管上。也就是說，只要是能夠開閉流體流路的構件即可。
如果採用這種結構，利用壓力相對於流量調整機構與阻力體之間的非常小的流路體積的隨時間變化，來診斷流體感測器的功能，因此減壓時間變短，能夠縮短診斷所需要的時間。此外，如果為壓差式質量流量控制器，則能夠利用原本具備的機構來診斷流量感測器。
此外，在本發明的流體感測器的診斷方法中，測定輸出關聯值，所述輸出關聯值為所述流體感測器的輸出值或與所述流體感測器的輸出值相關的值；根據所述輸出關聯值的測定周邊條件，對所述輸出關聯值和為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的基準值中的至少一方進行修正；以及根據基於所述修正的結果的所述輸出關聯值和所述基準值來診斷所述流體感測器。
此外，本發明的存儲介質存儲有對測定流體的流體感測器的功能進行診斷的診斷系統所使用的程式，其中，所述程式使電腦發揮如下功能：測定輸出關聯值，所述輸出關聯值為所述流體感測器的輸出值或與所述流體感測器的輸出值相關的值；根據所述輸出關聯值的測定周邊條件，對所述輸出關聯值和為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的基準值中的至少一方進行修正；以及根據基於所述修正的結果的所述輸出關聯值和所述基準值來診斷所述流體感測器。
此外，本發明的流量控制裝置包括：流量感測器，測定流體的流量；流量控制機構，設置於所述流量感測器的上游側，根據所述流量感測器的輸出值來控制所述流體的流量；輸出關聯值測定部，測定輸出關聯值，所述輸出關聯值為所述流量感測器的輸出值或與所述流量感測器的輸出值相關的值；基準值存儲部，存儲為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的基準值；修正部，根據所述輸出關聯值的測定周邊條件，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行修正；以及診斷部，根據基於所述修正部的修正結果的所述輸出關聯值和所述基準值來診斷所述流量感測器。
根據如此構成的本發明，在考慮了成為輸出關聯值的誤差原因的測定周邊條件的基礎上對該輸出關聯值進行診斷，因此能夠更準確地診斷流體感測器的功能，能夠減少誤診。
下面參照附圖，對本發明的診斷系統進行說明。
本發明的診斷系統用於診斷流體感測器的功能，例如組裝於具有流量感測器的流量測定裝置或流量控制裝置（質量流量控制器）。作為流量控制裝置的具體示例，例如可以列舉壓差式質量流量控制器、熱式質量流量控制器等。
＜第一實施方式＞
如圖1所示，本實施方式的診斷系統DS包括流量控制裝置MF1以及設置於流量控制裝置MF1的上游側和下游側的開閉閥UV、DV，診斷系統DS例如應用於氣體控制系統，所述氣體控制系統用於向半導體成膜裝置的成膜室（腔室）供給材料氣體或冷卻氣體。
流量控制裝置MF1為壓差式質量流量控制器。具體而言，流量控制裝置MF1包括：流路10，供流體流動；流量感測器20，對流路10中流動的流體的流量進行測定；流量控制機構30，設置於流量感測器20的上游側；以及壓力感測器40，設置於流量控制機構30的上游側，用於測定供給壓力。
雖然未圖示，但是流路10在上游端設有導入埠，在下游端設有匯出埠。而且，例如導入埠借助配管連接於氣體供給機構，該氣體供給機構提供用於導入流量控制裝置MF1的氣體，匯出埠借助配管連接於成膜室，該成膜室為由流量控制裝置控制了流量的氣體的供給目的地。
流量感測器20包括：阻力體50，使流路10產生壓差；上游側壓力感測器60，對阻力體50的上游側壓力進行測定；下游側壓力感測器70，對阻力體50的下游側壓力進行測定；以及溫度感測器80，對流量控制機構30與阻力體50之間的溫度進行測定。另外，兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)為絕對壓力型壓力感測器。
如圖3所示，阻力體50用於在上游側的導入口50a與下游側的匯出口50b之間產生壓差。另外，作為具體的結構，主要由兩種環體(第一環體51、第二環體52)構成，第一環體51與第二環體52相比外徑小且內徑大，第二環體52與第一環體51相比外徑大且內徑小。而且，將兩種環體(第一環體51、第二環體52)構成為從第一環體51開始交替層疊，最後層疊圓盤體53，由此，在各環體(第一環體51、第二環體52)層疊而成的層疊體的中央形成有空間，該空間的一端被封閉，由此形成導入口50a。此外，在第一環體51之間層疊的第二環體52設有以局部殘留內壁和外壁的方式貫通的流路空間54。由此，在第一環體51的內表面與第二環體52的內壁之間形成的間隙構成通向流路空間54的導入通道54a，在第一環體51的外表面與第二環體52的外壁之間形成的間隙構成通向外部的匯出通道54b。而且，利用該匯出通道54b形成匯出口50b。利用這種結構，通過調整環體(第一環體51、第二環體52)的層疊片數、流路空間54的範圍，從而能夠自由地設定導入口50a側與匯出口50b側之間產生的壓差量。
流量控制機構30構成為能夠利用壓電元件等致動器來調節閥開度。
此外，流量控制裝置MF1包括用於發揮流量控制功能、流量感測器診斷功能、壓力感測器診斷功能、流量控制機構診斷功能等的控制部90。控制部90具有所謂的電腦，所述電腦包括CPU、記憶體、A/D轉換器或D/A轉換器、輸入輸出機構等，控制部90通過執行所述記憶體中儲存的程式，從而使各設備協同工作而發揮各功能。另外，控制部90與未圖示的輸入輸出機構連接。
具體而言，如圖2所示，控制部90包括：流量測定部90a、控制值算出部90b、閥控制部90c、輸出關聯值測定部90d、基準輸出關聯值存儲部90e、基準值存儲部90f、修正部90g、偏差算出部90h、流量感測器診斷部90i、壓力感測器診斷部90j、壓力感測器校正部90k、流量控制機構診斷部90l、初始化執行部90m和診斷結果輸出部90n。
流量測定部90a根據設置於流量感測器20的兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)檢測出的檢測值（壓力值），計算出流體的流量值。另外，流量測定部90a構成為在指定時機接收兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)檢測出的檢測值。
控制值算出部90b根據由流量測定部90a計算出的流量值與預先設定的基準流量值之間的偏差，計算出用於對流量控制機構30進行回饋控制的控制值。
閥控制部90c用於控制流量控制機構30的閥和開閉閥UV、DV的開度。具體而言，在通常運轉時，實施根據控制值算出部90b計算出的控制值來改變流量控制機構30的閥的開度的回饋控制。此外，閥控制部90c根據從輸入輸出機構輸入的流量感測器診斷指示，將流量控制機構30的閥完全關閉，並且將開閉閥UV、DV打開。此外，閥控制部90c根據從輸入輸出機構輸入的壓力感測器診斷指示，將開閉閥UV完全關閉，並且將流量控制機構30的閥和開閉閥DV打開。此外，閥控制部90c根據從輸入輸出機構輸入的流量控制機構診斷指示，將流量控制機構30的閥完全關閉，並且將開閉閥UV、DV打開。
輸出關聯值測定部90d根據設置於流量感測器20的兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)和溫度感測器80檢測出的檢測值（壓力值、溫度值），計算出流體的體積值（輸出關聯值）。另外，輸出關聯值測定部90d根據從輸入輸出機構輸入了流量感測器診斷指示的情況，開始輸出關聯值的測定。具體而言，當從輸入輸出機構輸入流量感測器診斷指示時，利用閥控制部90c將流量控制機構30的閥完全關閉，並且將開閉閥UV、DV打開。於是，流量控制機構30的下游側利用設置於該下游側的未圖示的排出機構而開始減壓，該排出機構例如為連接於成膜室的排氣泵。而且，對採用各壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)測定的壓力值P1、P2並使用上述式（1）計算出的流體的質量流量Q在指定時間內進行積分，由此計算出質量流量積分值n。接著，採用在指定時間的開始時和結束時由上游側壓力感測器60測定的壓力的壓力差ΔP和溫度感測器80測定的溫度值T，並使用式（4）計算出測定體積值V。另外，測定體積值V表示從流量控制機構30至阻力體50的導入口50a為止的流路容積。另外，輸出關聯值測定部90d構成為在指定時機接收由兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)和溫度感測器80檢測出的檢測值。
諸如在將流量控制裝置MF1從製造工廠出貨之前或將流量控制裝置MF1實際連接於半導體製造裝置等之後，基準輸出關聯值存儲部90e存儲預先指定的測定周邊條件下測定的基準體積值VS與該測定周邊條件相關聯的基準資料。
基準值存儲部90f存儲用於判斷測定體積值V是否正常的基準值。另外，根據基準體積值VS確定基準值。在本實施方式中，針對測定體積值V相對於基準體積值VS偏差的比例設定閾值，並通過判斷偏差比例是否超過該閾值來判斷測定體積值V是否正常。因此，偏差比例的閾值成為基準值。
修正部90g使測定體積值V與測定該測定體積值V時的測定周邊條件相關聯並生成測定資料，根據該測定資料中包含的測定周邊條件與基準資料中包含的測定周邊條件之間的偏差，對測定體積值V或基準值進行修正。在本實施方式中，對閾值進行修正，該閾值為測定體積值V相對於基準體積值VS的偏差比例的上限值。
偏差算出部90h計算出測定體積值V相對於基準體積值VS的偏差比例。
流量感測器診斷部90i根據基於修正部90g的修正結果的測定體積值V和基準值，判斷該測定體積值V是否正常，來診斷流量感測器20的功能。
壓力感測器診斷部90j對設置於流量感測器20的兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)檢測出的壓力值是否處在預先設定的規定壓力範圍內進行診斷。具體而言，當從輸入輸出機構輸入壓力感測器診斷指示時，利用閥控制部90c將開閉閥UV完全關閉，並且將流量控制機構30的閥和開閉閥DV打開。於是，流量控制機構30的下游側利用設置於該下游側的排出機構而開始減壓。在該壓力感測器診斷狀態下，診斷兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)是否處於規定壓力範圍內。
壓力感測器校正部90k對設置於流量感測器20的兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)實施零點修正。具體而言，在上述壓力感測器診斷狀態下，當從輸入輸出機構輸入壓力感測器校正指示時，對兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)的零點進行修正。
流量控制機構診斷部90l對流量控制機構30進行診斷。具體而言，當從輸入輸出機構輸入流量控制機構診斷指示時，利用閥控制部90c將流量控制機構30的閥完全關閉，並且將開閉閥UV、DV打開。於是，流量控制機構30的上游側利用設置於該上游側的供給機構而開始升壓，並且流量控制機構30的下游側利用設置於該下游側的排出機構而開始減壓。而且，對由流量測定部90a測定的流量值的增加率是否處在規定增加率範圍內進行診斷。
初始化執行部90m對基準輸出關聯值存儲部90e中存儲的基準資料進行重新設定。具體而言，當從輸入輸出機構輸入初始化指示時，初始化執行部90m利用在另一測定周邊條件下再次重新測定的基準體積值VS´與該測定周邊條件相關聯的新的基準資料，覆蓋基準輸出關聯值存儲部90e中存儲的基準資料，進而根據該新的基準資料重新設定基準值存儲部90f中存儲的基準值。
診斷結果輸出部90n通過圖像、聲音等，將各診斷部的診斷結果從輸入輸出機構輸出。
接下來，根據圖6對本實施方式的流量控制裝置中的流量感測器20的診斷工序進行說明。
首先，當從輸入輸出機構輸入流量感測器診斷指示時，在開始診斷之前，在上游側壓力感測器60測定的壓力低於開始壓力（P1START ）的情況下，提升壓力以使其高於開始壓力。
接下來，閥控制部90c根據流量感測器診斷指示，將發揮流量控制功能的流量控制機構30的閥完全關閉，並且將開閉閥UV、DV打開（步驟S101）。
而且，當流量控制機構30的閥變為完全關閉的狀態時，流量控制裝置MF1的下游側由排氣泵吸引而減壓，流路內的壓力隨時間變化。
接下來，輸出關聯值測定部90d採用各壓力感測器上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)檢測出的壓力值並使用上述式（1）計算出質量流量Q（步驟S102），接著，對該質量流量Q在指定時間內進行時間積分，由此計算出質量流量積分值n（步驟S103）。進而，根據在指定時間的開始時和結束時由上游側壓力感測器60檢測出的壓力值，計算出壓力變化量ΔP1，並取得溫度感測器80檢測出的溫度值T（步驟S104）。而且，採用質量流量積分值n、壓力變化量ΔP1和溫度值T並使用式（4），計算出測定體積值V（步驟S105）。另外，根據該一系列的運算，可以說質量流量積分值n是基於壓力積分值的值。
接下來，修正部90g生成將測定體積值V與測定該測定體積值V時的測定周邊條件相關聯的測定資料（步驟S106）。而且，參照基準資料和測定資料，計算出基準資料的測定周邊條件與測定資料的測定周邊條件之間的偏差，並考慮該測定周邊條件的偏差，對閾值進行修正，所述閾值用於確定測定體積值V相對於基準體積值VS的偏差比例的上限（步驟S107）。由此修正基準值。
最後，偏差算出部90h計算出測定體積值V相對於基準體積值VS的偏差比例（步驟S108），流量感測器診斷部90i判斷該偏差比例是否超過修正後的閾值（步驟S109）。而且，在該偏差比例未超過閾值的情況下，診斷結果輸出部90n通知流量感測器20的功能正常，可以繼續使用（步驟S110），在該偏差比例超過閾值的情況下，診斷結果輸出部90n通知流量感測器20的功能存在異常（步驟S111）。
另外，作為實施了流量感測器20的診斷的結果，在判斷為流量感測器20正常的情況下，返回到流量控制功能，另一方面，在判斷為流量感測器20存在異常的情況下，接著實施壓力感測器60、70的診斷工序。
在此，在上述流量感測器的診斷工序中，向使用狀態方程式匯出的式（4）中代入各參數（具體為壓力變化量ΔP1、溫度值T、質量流量積分值n等），由此計算出體積值V（內部容積），並使用該體積值V來判斷流量感測器的功能是否存在異常，但是發明人通過不斷研究，其結果發現，未體現在上述狀態方程式中的參數也對體積值V的計算造成影響。
具體而言，在執行上述步驟S101時，如果阻力體50的下游側的壓力變高，換言之，如果流量控制裝置MF的二次壓力變高，則由此導致阻力體50的上游側與下游側之間的壓差變小。與此相伴，壓力下降時間變短，其結果，質量流量積分值n的累計時間（指定時間）變短，用於算出質量流量積分值n的質量流量Q的採樣數減少，由此，體積值V容易產生誤差。而且可知，該體積值V的誤差對流量感測器的診斷精度造成影響。
因此，通過設置修正部（診斷基準修正部），嚴控流量感測器20的診斷基準，由此能夠防止由於流量控制裝置MF的誤診導致組裝有該流量控制裝置MF的系統整體受損，所述修正部在流體的上游與下游之間產生的壓差變為指定值以下的情況下，進行使測定的輸出關聯值變大（增大）的修正，或者進行使基準值變小（減小）的修正。另外，也可以利用上述修正部90g來執行該修正，此外，也可以設置與上述修正部90g獨立的其它修正部（診斷基準修正部），並由該其它修正部執行該修正。
接下來，根據圖7對本實施方式的流量控制裝置中的壓力感測器的診斷工序進行說明。
在流量感測器20的診斷中診斷為存在異常的情況下，當從輸入輸出機構輸入壓力感測器診斷指示時，閥控制部90c根據該指示，將開閉閥UV完全關閉，並且將流量控制機構30的閥和開閉閥DV打開（步驟S201）。接下來，壓力感測器診斷部90j對由兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)測定的壓力值是否處於規定壓力範圍內進行診斷（步驟S202）。而且，在所述壓力值處於規定壓力範圍內的情況下，診斷結果輸出部90n通知上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70正常（步驟S203），在所述壓力值未處於規定壓力範圍內的情況下，診斷結果輸出部90n通知上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70異常（步驟S204）。
另外，在上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70的診斷中診斷為正常的情況下，接著實施後述的流量控制機構30的診斷工序。另一方面，在上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70的診斷中診斷為存在異常的情況下，當從輸入輸出機構輸入壓力感測器校正指示時，在兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)測定的壓力值變為指定壓力值以下的狀態下，壓力感測器校正部90k對兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)實施零點修正（步驟S205）。接著，再次實施流量感測器20的診斷（步驟S206）。而且，在診斷為流量感測器20正常的情況下，診斷結果輸出部90n通知該情況，此後，返回到流量控制功能（步驟S207）。另一方面，在診斷為流量感測器20存在異常的情況下，診斷結果輸出部90n通知上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70存在需要修理的異常（步驟S208）。
接下來，根據圖8對本實施方式的流量控制裝置MF1中的流量控制機構30的診斷工序進行說明。
首先，在流量感測器20的診斷中診斷為存在異常之後，在上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70的診斷中診斷為正常的情況下，當從輸入輸出機構輸入流量控制機構診斷指示時，閥控制部90c根據該指示，將流量控制機構30的閥完全關閉，並且將開閉閥UV、DV打開（步驟S301）。接下來，流量控制機構診斷部90l對由流量測定部90a測定的流量值的增加率是否在規定增加率範圍內進行診斷（步驟S302）。而且，在所述增加率處於規定增加率範圍內的情況下，診斷結果輸出部90n通知流量控制機構30正常（步驟S303），另一方面，在所述增加率未處於規定增加率範圍內的情況下，診斷結果輸出部90n通知流量控制機構30存在需要修理的異常（步驟S304）。該流量控制機構30的異常很大可能為閥座洩漏。
另外，在流量控制機構30的診斷中診斷為正常的情況下，接著實施初始化（步驟S305）。在初始化中，當從輸入輸出機構輸入初始化指示時，初始化執行部90m用在另一測定周邊條件下再次重新測定的基準體積值VS´與該測定周邊條件相關聯的新的基準資料覆蓋基準輸出關聯值存儲部90e中存儲的基準資料，進而根據該新的基準資料，重新設定基準值存儲部90f中存儲的閾值。由此，在流量控制機構30的閥發生的洩漏量為不至於對流量控制裝置MF的功能產生影響程度的洩漏量的情況下，不需更換流量控制裝置MF而能夠繼續使用。而且，之後返回到流量控制功能。
此外，在執行流量控制裝置MF1的初始化之後，再次實施流量感測器20的診斷，在診斷為流量感測器20存在異常的情況下，能夠判斷由於上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70和流量控制機構30以外的原因導致流量感測器20的功能產生異常。另外，作為該原因可以考慮阻力體50的堵塞、流路10的洩漏、流量控制裝置MF1的氣體規格與實際氣體不一致等。
另外，當實施上述初始化時，由於基準值依次替換為初始化後的基準值，所以優選具備：基準值變化量算出部，計算出初始化後的基準值相對於基準值存儲部90f中最初存儲（設定）的基準值的變化量；基準值變化量判斷部，判斷上述變化量是否超過預先設定的指定變化量；警告部，在上述變化量超過預先設定的指定變化量的情況下進行通知。另外，指定變化量為初始化後的基準值相對於最初設定的基準值的變化量的上限值，其中，採用對流量控制機構30預先保障的閥座洩漏量的最大值，計算出輸出關聯值相對於基準輸出關聯值的偏差比例，能夠根據該偏差比例匯出該上限值。此外，在執行了多次初始化的情況下，相對於最初存儲的基準值發生變化的總量為初始化後的變化量。
如果採用這種結構，則能夠依次實施僅利用流量感測器20的診斷不能判斷的流量控制裝置MF1的各要素的診斷，能夠將成為流量感測器20異常的原因的要素鎖定。由此，放過能夠通過校正、修理、更換等來應對的異常的可能性降低，可以減少誤診。
另外，在本實施方式中，由使用者從輸入輸出機構輸入各指示而手動進行各指示，但也可以將存儲有各指示時機的程式事先存儲在記憶體中，並利用該程式自動地進行各指示。
此外，本實施方式中，在校正上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70之後診斷流量感測器20，來診斷該流量感測器20的功能，但並不限定於上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70，也可以同樣地對溫度感測器80、其它感測器等進行診斷校正。也就是說，優選結構為，具備：流體感測器，測定流體；診斷部，測定輸出關聯值，並將測定的輸出關聯值與預先設定的基準值進行比較，來診斷流體感測器的功能，所述輸出關聯值為所述流體感測器的輸出值或與所述流體感測器的輸出值相關的值，其中，所述診斷部將對所述流體感測器的一部分或全部的要素進行修正後測定的輸出關聯值與基準值進行比較。另外，所述流體感測器為流量感測器，所述流量感測器的要素包含壓力感測器和/或溫度感測器。此外，在該情況下，也可以構成為，所述流體感測器為流量感測器，還包括根據所述流量感測器測定的流量值由閥來控制流體的流量的流量控制機構，在關閉流量控制機構的閥的狀態下進行減壓，並根據流量感測器測定的流量值的增加率是否在規定增加率範圍內，來診斷流量控制機構的閥的狀態。
此外，在本實施方式中，利用流量控制裝置MF所具備的閥控制部90c，根據從輸入輸出機構輸入的各指示來控制各閥，但並不限定於此，也可以由設置在流量控制裝置MF外部的控制裝置所設置的閥控制部來控制各閥。
＜其它實施方式＞
作為其它的實施方式，圖9所示的流量控制裝置MF2是第一實施方式的流量控制裝置MF1的變形例，在流量感測器20的下游側設有開閉閥31，溫度感測器80設置在阻力體50與開閉閥31之間。在這種流量控制裝置MF2中，能夠進行ROR型的診斷。具體而言，在對流量感測器20的功能進行診斷的情況下，當以關閉開閉閥31的狀態持續供給氣體時，開閉閥31的上游側升壓。而且，在該情況下由於阻力體50的上游側與下游側也產生壓差，因此能夠根據各感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70、溫度感測器80)的測定值計算出阻力體50與開閉閥31之間的體積值V，並能夠使用該體積值V來診斷流量感測器20的功能。另外，在本實施方式中，作為測定周邊條件還需要參考連接在流量感測器20的上游側的配管或外部設備產生的一次壓力變化或溫度變化，來改變基準值。
此外，作為其它實施方式，尤其是可以考慮在第一實施方式的流量控制裝置MF1中，替代兩個壓力感測器(上游側壓力感測器60、下游側壓力感測器70)而是設置對阻力體50的上游側和下游側的壓差進行測定的壓差感測器的方式。如果採用這種方式，則能夠降低壓力感測器的噴嘴的影響並降低成本，即便對於壓力變動的流體也能夠更好地使用。另外，由於第一實施方式的流量控制裝置MF1在二次側連接有成膜室等腔室（真空），因此能夠以該二次側為基準（零），從壓差感測器的測定值求出一次側的流量。
另外，在上述實施方式中，根據算出的體積值V相對於基準體積值VS的偏差比例是否超過閾值來進行診斷，但並不限定於此，也可以根據體積值V相對於基準體積值VS的偏差來進行診斷。在該情況下，只要以基準輸出關聯值為基準來設定上限值和/或下限值，並將該上限值和/或下限值設為基準值即可。此外，在上述實施方式中，根據測定資料的測定周邊條件與基準資料的測定周邊條件之間的偏差來修正基準值，但是也可以修正測定資料的輸出關聯值。進而，在上述實施方式中，在計算體積值V的情況下，使用指定時間的開始時和結束時的壓力變化量以及溫度值，但是也可以使用流量變化量。
此外，在上述實施方式中，作為測定周邊條件例示了流體的壓力和溫度，但該條件並不限定於此，例如在上述實施方式那樣的診斷中，作為造成體積值V的誤差原因的測定周邊條件，除了上述的二次壓力和溫度以外，還可以考慮各壓力感測器的基準點的偏移、阻力體的堵塞、流量控制機構的閥座洩漏等。因此，也可以根據這些測定周邊條件來修正基準值。
此外，在上述實施方式中，流量感測器包含溫度感測器，但是流量感測器只要具備用於測定流量所需的結構即可，如溫度感測器那樣不與流量的測定直接相關的感測器並不一定包含於流量感測器。另外，溫度感測器作為用於對測定周邊條件進行測定所需的感測器，也可以與流量感測器獨立地設置。
另外，本發明的診斷系統如上述實施方式那樣，能夠適用於流量控制裝置、壓力控制裝置，而且也能夠適用於流量測定裝置。此外，本發明的流體感測器並不限於上述實施方式中使用的流量感測器，也能夠使用壓力感測器、溫度感測器等。
10‧‧‧流路20‧‧‧流量感測器30‧‧‧流量控制機構31‧‧‧開閉閥40‧‧‧壓力感測器50‧‧‧阻力體50a‧‧‧導入口50b‧‧‧匯出口51‧‧‧第一環體52‧‧‧第二環體53‧‧‧圓盤體54‧‧‧流路空間54a‧‧‧導入通道54b‧‧‧匯出通道60‧‧‧上游側壓力感測器70‧‧‧下游側壓力感測器80‧‧‧溫度感測器90‧‧‧控制部90a‧‧‧流量測定部90b‧‧‧控制值算出部90c‧‧‧閥控制部90d‧‧‧輸出關聯值測定部90e‧‧‧基準輸出關聯值存儲部90f‧‧‧基準值存儲部90g‧‧‧修正部90h‧‧‧偏差算出部90i‧‧‧流量感測器診斷部90j‧‧‧壓力感測器診斷部90k‧‧‧壓力感測器校正部90l‧‧‧流量控制機構診斷部90m‧‧‧初始化執行部90n‧‧‧診斷結果輸出部
圖1是表示第一實施方式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的控制部的功能結構圖。 圖3是表示第一實施方式的流量控制裝置的阻力體的剖面圖。 圖4是表示由第一實施方式的流量控制裝置的上游側壓力感測器測定的壓力隨時間變化的座標圖。 圖5是用於說明第一實施方式的流量控制裝置的質量流量積分值的座標圖。 圖6是表示第一實施方式的流量控制裝置的流量感測器診斷工序的流程圖。 圖7是表示第一實施方式的流量控制裝置的壓力感測器診斷工序的流程圖。 圖8是表示第一實施方式的流量控制裝置的流量控制機構診斷工序的流程圖。 圖9是表示第二實施方式的流量控制裝置的示意圖。
10‧‧‧流路
20‧‧‧流量感測器
30‧‧‧流量控制機構
40‧‧‧壓力感測器
50‧‧‧阻力體
50a‧‧‧導入口
50b‧‧‧匯出口
60‧‧‧上游側壓力感測器
70‧‧‧下游側壓力感測器
80‧‧‧溫度感測器
90‧‧‧控制部

Claims (10)

  1. 一種診斷系統，其特徵在於，包括：一流體感測器，測定一流體；一輸出關聯值測定部，測定一輸出關聯值，所述輸出關聯值為所述流體感測器的一輸出值或與所述流體感測器的所述輸出值相關的值；一基準值存儲部，存儲為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的一基準值；一修正部，根據所述輸出關聯值的一測定周邊條件，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行修正；一診斷部，根據基於所述修正部的一修正結果的所述輸出關聯值和所述基準值來診斷所述流體感測器；以及一基準輸出關聯值存儲部，將預先作為基準的所述測定周邊條件下測定的一基準輸出關聯值與所述測定周邊條件相關聯地存儲；所述修正部根據同所述輸出關聯值相關聯的所述測定周邊條件與同所述基準輸出關聯值相關聯的所述測定周邊條件之間的偏差，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行修正。
  2. 如請求項1所述的診斷系統，其特徵在於，所述測定周邊條件包含所述流體的一壓力和/或一溫度。
  3. 如請求項1所述的診斷系統，其特徵在於，所述輸出關聯值是基於所述流體隨時間變化的壓力的時間積分值的值。
  4. 如請求項1所述的診斷系統，其特徵在於，所述輸出關聯值是基於一質量流量積分值的值，其中，對基於所述流體流動的上游與下游之間產生的壓差計算出的一質量流量以一指定時間積分而得到所述質量流量積分值。
  5. 如請求項4所述的診斷系統，其特徵在於，所述輸出關聯值是根據所述上游或下游中的所述指定時間之間的一壓力變化量和一溫度變化量、以及所述質量流量積分值而計算出的流體的一體積值。
  6. 如請求項5所述的診斷系統，其特徵在於：還包括截斷所述流體的流動的一流量調整機構；所述流量調整機構通過截斷所述流體的流動而使上游側或下游側的一流體壓力隨時間變化。
  7. 如請求項6所述的診斷系統，其特徵在於，所述流體感測器包括使所述流體的上游與下游之間產生壓差的一阻力體。
  8. 一種流體感測器的診斷方法，對測定流體的一流體感測器的功能進行診斷，其特徵在於：一測定步驟，測定一輸出關聯值，所述輸出關聯值為所述流體感測器的一輸出值或與所述流體感測器的所述輸出值相關的值；一修正步驟，根據所述輸出關聯值的一測定周邊條件，對所述輸出關聯值和為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的一基準值中的至少一方進行一修正；一診斷步驟，根據基於所述修正的結果的所述輸出關聯值和所述基準值來診斷所述流體感測器；以及 一存儲步驟，將預先作為基準的所述測定周邊條件下測定的一基準輸出關聯值與所述測定周邊條件相關聯地存儲；在所述修正步驟中，根據同所述輸出關聯值相關聯的所述測定周邊條件與同所述基準輸出關聯值相關聯的所述測定周邊條件之間的偏差，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行修正。
  9. 一種存儲介質，存儲有對測定流體的一流體感測器的功能進行診斷的一診斷系統所使用的一程式，其特徵在於，所述程式使電腦發揮如下功能：一輸出關聯值測定部，測定一輸出關聯值，所述輸出關聯值為所述流體感測器的一輸出值或與所述流體感測器的所述輸出值相關的值；一基準值存儲部，存儲為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的一基準值；一修正部，根據所述輸出關聯值的一測定周邊條件，對所述輸出關聯值和為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的一基準值中的至少一方進行一修正；一診斷部，根據基於所述修正的結果的所述輸出關聯值和所述基準值來診斷所述流體感測器；以及一基準輸出關聯值存儲部，將預先作為基準的所述測定周邊條件下測定的一基準輸出關聯值與所述測定周邊條件相關聯地存儲； 所述修正部根據同所述輸出關聯值相關聯的所述測定周邊條件與同所述基準輸出關聯值相關聯的所述測定周邊條件之間的偏差，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行修正。
  10. 一種流量控制裝置，其特徵在於，包括：一流量感測器，測定一流體的流量；一流量控制機構，設置於所述流量感測器的一上游側，根據所述流量感測器的一輸出值來控制所述流體的流量；一輸出關聯值測定部，測定一輸出關聯值，所述輸出關聯值為所述流量感測器的所述輸出值或與所述流量感測器的所述輸出值相關的值；一基準值存儲部，存儲為了判斷所述輸出關聯值是否正常而預先設定的一基準值；一修正部，根據所述輸出關聯值的一測定周邊條件，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行一修正；一診斷部，根據基於所述修正部的所述修正結果的所述輸出關聯值和所述基準值來診斷所述流量感測器；以及一基準輸出關聯值存儲部，將預先作為基準的所述測定周邊條件下測定的一基準輸出關聯值與所述測定周邊條件相關聯地存儲；所述修正部根據同所述輸出關聯值相關聯的所述測定周邊條件與同所述基準輸出關聯值相關聯的所述測定周邊條件之間的偏差，對所述輸出關聯值和所述基準值中的至少一方進行修正。
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