WO2018079173A1 - 流体制御弁用診断装置、流体制御装置、及び流体制御弁用診断プログラム - Google Patents

流体制御弁用診断装置、流体制御装置、及び流体制御弁用診断プログラム Download PDF

Info

Publication number
WO2018079173A1
WO2018079173A1 PCT/JP2017/035040 JP2017035040W WO2018079173A1 WO 2018079173 A1 WO2018079173 A1 WO 2018079173A1 JP 2017035040 W JP2017035040 W JP 2017035040W WO 2018079173 A1 WO2018079173 A1 WO 2018079173A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid control
valve body
displacement
control valve
fluid
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/035040
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正巳 西川
Original Assignee
株式会社堀場エステック
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社堀場エステック filed Critical 株式会社堀場エステック
Priority to US16/343,476 priority Critical patent/US20190242493A1/en
Priority to JP2018547217A priority patent/JP7457455B2/ja
Priority to CN201780065304.8A priority patent/CN109844675A/zh
Priority to KR1020197011154A priority patent/KR102389565B1/ko
Publication of WO2018079173A1 publication Critical patent/WO2018079173A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/0041—Electrical or magnetic means for measuring valve parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/004—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by piezoelectric means
    • F16K31/007—Piezoelectric stacks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0025—Electrical or magnetic means
    • F16K37/005—Electrical or magnetic means for measuring fluid parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0083—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring valve parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K37/00—Special means in or on valves or other cut-off apparatus for indicating or recording operation thereof, or for enabling an alarm to be given
    • F16K37/0075—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment
    • F16K37/0091—For recording or indicating the functioning of a valve in combination with test equipment by measuring fluid parameters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means

Definitions

  • the present invention relates to a fluid control valve diagnostic device, a fluid control device, and a fluid control valve diagnostic program.
  • a fluid control valve As a fluid control valve, as shown in Patent Document 1, for example, there is a valve that controls a flow rate of a fluid by displacing a valve body with respect to a valve seat.
  • a fluid control apparatus including such a fluid control valve is managed by determining, for example, a durable life, and maintenance and replacement are performed for those that have exceeded the durable life.
  • the fluid control device may fail.
  • the inventor of the present application pays attention to the deterioration caused by the operation of the fluid control valve as the cause, and considers that the fluid control device can be replaced before this causes a malfunction in the fluid control device. did.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and its main object is to be able to obtain information on the operation of the fluid control valve from the fluid control device.
  • the diagnostic device for a fluid control valve is a diagnostic device for a fluid control valve that controls a fluid by displacing a valve body, and calculates a valve body related value that is input / output in relation to the displacement of the valve body.
  • a valve body related value receiving unit that receives the displacement
  • a displacement detection unit that detects the displacement of the valve body based on the valve body related value
  • a displacement number storage unit that stores the number of displacements obtained by the displacement detection unit
  • the displacement detection unit when the variation amount of the valve body related value exceeds a predetermined threshold, a configuration for detecting this as a displacement of the valve body, or the fluid control valve
  • a configuration for detecting this as a displacement of the valve body, or the fluid control valve The structure which detects that when it moves to a fully open position or a fully closed position as a displacement of the said valve body is mentioned.
  • the valve body moves due to the influence of noise or the like, if the movement of the valve body is slight, the movement can be prevented from being detected as displacement. It becomes possible to more accurately evaluate the influence of deterioration accompanying the operation of the valve.
  • the number of displacements stored in the displacement number storage unit is compared with a predetermined number of times, When the number of times of displacement exceeds the predetermined number of times, it is preferable to further include a notification unit that outputs a notification signal indicating that.
  • valve body related value examples include a calculated flow rate of the fluid, a set flow rate of the fluid, a driving voltage for displacing the valve body, or a current or a voltage output according to the position of the valve body. it can.
  • the fluid control apparatus includes the fluid control valve and the fluid control valve diagnostic device described above.
  • the fluid control device diagnosis program is a program used for diagnosis of a fluid control valve that controls a fluid by displacing a valve body, and is a valve that is input and output in relation to the displacement of the valve body.
  • a valve body related value receiving unit that receives a body related value
  • a displacement detection unit that detects a displacement of the valve body based on the valve body related value
  • a displacement that stores the number of displacements obtained by the displacement detection unit
  • a program that causes a computer to exhibit a function as a number storage unit. According to such a fluid control device or a fluid control device diagnostic program, the same operational effects as the fluid control valve diagnostic device described above can be exhibited.
  • the present invention configured as described above, it is possible to obtain information on the operation of the fluid control valve of the fluid control device, and a problem occurs in the fluid control device by evaluating the influence of deterioration accompanying the operation of the fluid control valve. It is possible to prompt the user to perform maintenance before the problem occurs.
  • the fluid control valve diagnostic device 40 of this embodiment is for diagnosing the fluid control valve 20 constituting the fluid control device 100. First, the fluid control device 100 will be briefly described.
  • FIG. 1 is a fluid circuit diagram, and FIG. As shown, a body unit 1 having an internal flow path 1a through which a fluid flows, a flow measurement mechanism 10 that is provided on the internal flow path 1a and that measures the mass flow rate of the fluid flowing through the internal flow path 1a, and the flow measurement mechanism 10 and a control circuit 30 (not shown in FIG. 2) for controlling the fluid control valve 20 so that the flow rate measured by the flow rate measurement mechanism 10 becomes a predetermined target flow rate. ).
  • the flow rate measuring mechanism 10 is of a so-called differential pressure type, and in terms of fluid circuit, as shown in FIG. 1, a resistance channel 3 provided on the internal channel 1a and an upstream side of the resistance channel 3 And a pair of pressure sensors 2A and 2B for measuring the fluid pressure in the internal flow path 1a on the downstream side. And based on the pressure measurement value by pressure sensor 2A, 2B and the resistance value of the resistance flow path 3, it is comprised so that the flow volume of the fluid which flows through the internal flow path 1a can be measured.
  • the fluid control valve 20 includes a valve seat 21, a valve body 22, and a laminated piezoelectric element 23, and applies a driving voltage to the laminated piezoelectric element 23 to expand and contract the laminated piezoelectric element 23.
  • the valve body 22 is displaced with respect to the valve seat 21, and the flow rate of the fluid is controlled.
  • the valve body 22 is displaced as the laminated piezoelectric element 23 expands and contracts, and here has at least a diaphragm.
  • the fluid control valve 20 may be a normally closed type or a normally open type.
  • the control circuit 30 shown in FIG. 1 includes a circuit board on which a CPU, a memory, an I / O channel, an A / D converter, a D / A converter, and other analog or digital electric circuits are mounted, and is stored in the memory.
  • the CPU and other peripheral devices cooperate with each other in accordance with the programmed program to control the fluid control valve 20 so that the fluid flow rate in the internal flow path 1a becomes a set flow rate instructed from the outside.
  • the control circuit 30 has at least functions as a flow rate calculation unit 31 and a valve control unit 32.
  • the control circuit 30 is externally provided to forcibly fully open or close the fluid control valve 20.
  • a function as a full-open / full-close signal receiving unit 33 that receives an input full-open signal and full-close signal is further provided.
  • the flow rate calculation unit 31 receives the output signal values from the pressure sensors 2A and 2B, on the basis of a predetermined conversion formula that considers an offset, a coefficient, and the like based on the output signal values, The pressure of the fluid on the downstream side is calculated, and the flow rate of the fluid flowing through the resistance flow path 3 is calculated based on the pressure, the fluid resistance value (resistance coefficient) in the resistance flow path 3 and the fluid viscosity measured in advance. To do.
  • valve control unit 32 calculates a deviation between the set flow rate and the calculated flow rate, and the calculated flow rate approaches the set flow rate based on the deviation.
  • the drive voltage applied to the laminated piezoelectric element 23 is controlled to displace the valve body 22 to control the flow rate of the fluid flowing through the internal flow path 1a.
  • the fluid control device 100 of the present embodiment further includes a fluid control valve diagnostic device 40 (hereinafter referred to as a diagnostic device 40).
  • the diagnostic device 40 may include a circuit board on which a CPU, a memory, and other analog or digital electric circuits are mounted in addition to the control circuit 30 described above.
  • the circuit board constituting the control circuit 30 is used. A part of this is also used as the diagnostic device 40.
  • the diagnostic device 40 functionally cooperates with the CPU and other peripheral devices in accordance with the program stored in the memory, and as shown in FIG.
  • the displacement number storage unit 43 and the notification unit 44 are provided.
  • the valve body related value receiving unit 41 receives a valve body related value input / output in relation to the displacement of the valve body 22.
  • the valve body related value is a value that the valve body 22 is displaced when the value varies, or a value that varies when the valve body 22 is displaced, and a value that varies when the control content of the fluid changes.
  • Examples of the former include a set flow rate input from the outside, a drive voltage input to the laminated piezoelectric element 23 for displacing the valve body 22, and the like.
  • examples of the latter include a current or voltage output from a position sensor that detects the position of the valve body 22, a calculated flow rate calculated by the control circuit 30, and the like.
  • the valve body related value receiving unit 41 of the present embodiment is configured to receive at least the above-described calculated flow rate from the flow rate calculating unit 31.
  • the displacement detection unit 42 detects the displacement of the valve body based on the valve body related value received by the valve body related value receiving unit 41. Specifically, the displacement detection unit 42 counts the displacement as one displacement when the valve body 22 is displaced to such a degree as to cause deterioration. For example, the valve body 22 is slightly affected by noise or the like. In the case of displacement, it is configured not to count this as the number of displacements. As shown in FIG. 4, the displacement detection unit 42 detects a displacement based on a change over time of the calculated flow rate received by the valve body related value reception unit 41 and counts the number of displacements. More specifically, when the fluctuation amount of the calculated flow rate exceeds the threshold value, this is counted as one number of displacements.
  • the calculated flow rate varies from Q1 to Q2 along with the change. Then, when a state in which the fluctuation amount of the calculated flow rate from Q1 exceeds a fixed flow rate (for example, a flow rate of 10% of full scale) set as a threshold continues for a fixed time (for example, 10 msec), that is 1 It is counted as the number of displacements.
  • a fixed flow rate for example, a flow rate of 10% of full scale
  • a fixed time for example, 10 msec
  • the set values for the constant flow rate and the constant time may be changed as appropriate.
  • the displacement detection unit 42 is provided with the fully open / fully closed signal receiving unit 33.
  • the number of receptions of the fully-open signal and the fully-closed signal received by the user in other words, the number of times of input of the fully-open signal and the fully-closed signal from the outside is counted as one displacement number.
  • the displacement count storage unit 43 is formed in a predetermined area of the memory, and stores the number of displacements counted by the displacement detection unit 42.
  • the displacement count storage unit 43 is displaced whenever a predetermined time (for example, 1 hour) elapses. The number of times is accumulated in the displacement number storage unit 43 and stored.
  • the displacement number storage unit 43 may be formed in an external memory such as an SD card.
  • the notification unit 44 When the number of displacements accumulated and stored in the displacement count storage unit 43 exceeds a predetermined number of warnings, the notification unit 44 outputs a notification signal indicating that.
  • a specific mode of the notification unit 44 when the number of displacements exceeds a predetermined number of warnings, a sound or light is emitted, or a warning display is output to a display attached to or connected to the diagnostic device 40.
  • the number of warnings is a preset number, but may be set to a certain number, or may be set to a plurality of times step by step. In the latter case, for example, the first warning number may indicate that the maintenance time due to deterioration of the fluid control valve is near, and the second warning number may indicate that maintenance due to deterioration of the fluid control valve is necessary. .
  • the diagnostic device 40 detects the displacement of the valve body 22 and counts the number of displacements, and stores the number of displacements. Information about the operation of the fluid control valve 20 can be obtained, and it can be evaluated how the deterioration accompanying the operation of the fluid control valve 20 affects the operation of the fluid control device.
  • the notification unit 44 notifies that fact, so that the fluid control device 100 is deteriorated due to deterioration caused by the operation of the fluid control valve 20. Before the trouble occurs, the user can be prompted to perform maintenance or replacement of the fluid control device 100.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the displacement detection unit of the above-described embodiment detects the displacement of the valve body when the fluctuation amount of the calculated flow rate exceeds a threshold.
  • the displacement amount of the driving voltage input to the laminated piezoelectric element or the valve body When the fluctuation amount of the current or voltage output according to the position of the valve or the fluctuation amount of the set flow rate exceeds the threshold value, this may be detected as the displacement of the valve body.
  • the displacement count storage unit may accumulate and store all the displacement counts described above, or may accumulate and store the displacement counts for each case.
  • the diagnostic apparatus of the said embodiment was provided with the function as an alerting
  • the diagnostic device is provided in the fluid control device, but the diagnostic device may be separate from the fluid control device.
  • a vapor phase growth apparatus such as MOCVD includes a plurality of fluid control apparatuses that control material gas, carrier gas, and the like, and a diagnostic apparatus according to the present invention provided separately from these fluid control apparatuses.
  • the diagnostic device is configured to obtain information regarding the operation of the fluid control valve of each fluid control device.
  • the flow rate measuring mechanism of the above embodiment is of a differential pressure type, but may be of a thermal type, a Coriolis type, or an ultrasonic type.
  • the fluid control device As described above, according to the present invention, it is possible to obtain information related to the operation of the fluid control valve of the fluid control device, and the fluid control device has a problem by evaluating the influence of deterioration accompanying the operation of the fluid control valve. It is possible to prompt the user for maintenance before.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

流体制御装置の正常時における流体制御弁の動作に関する情報を得ることができるようにすべく、弁体２２を変位させて流体を制御する流体制御弁２０の診断装置４０であり、弁体２２の変位に関連して入出力される弁体関連値を受け付ける弁体関連値受付部４１と、弁体関連値に基づいて、弁体２２の変位を検知する変位検知部４２と、変位検知部４１により検知された変位の回数を記憶する変位回数記憶部４３とを備えるようにした。

Description

流体制御弁用診断装置、流体制御装置、及び流体制御弁用診断プログラム
　本発明は、流体制御弁用診断装置、流体制御装置、及び流体制御弁用診断プログラムに関するものである。
　流体制御弁としては、特許文献１に示すよう、弁座に対して弁体を変位させることで例えば流体の流量を制御するものがある。このような流体制御弁を備える流体制御装置は、例えば耐久年数を決めて管理されており、その耐久年数を超えたものについてはメンテナンスや交換が行われる。
　ところで、定期的にメンテナンスを行っていたとしても、或いは耐久年数を超えていなかったとしても流体制御装置に不具合が生じることがある。本願発明者は、この原因として、流体制御弁の動作に伴う劣化が挙げられることに着目し、これが原因で流体制御装置に不具合が生じる前に、流体制御装置を交換できるようにすることを検討した。
　しかしながら、従来、流体制御装置から流体制御弁の動作に関する情報を得ることはできておらず、流体制御弁の動作に伴う劣化の影響を評価することはできなかった。
特開２０１５－１２１８９８号公報
　そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであって、流体制御装置から流体制御弁の動作に関する情報を得ることができるようにすることをその主たる課題とするものである。
　すなわち、本発明の流体制御弁用診断装置は、弁体を変位させて流体を制御する流体制御弁の診断装置であり、前記弁体の変位に関連して入出力される弁体関連値を受け付ける弁体関連値受付部と、前記弁体関連値に基づいて、前記弁体の変位を検知する変位検知部と、前記変位検知部により得られた変位の回数を記憶する変位回数記憶部とを備えることを特徴とするものである。
　このような流体制御弁用診断装置であれば、弁体の変位回数を検知するとともにその変位回数を記憶しているので、流体制御装置から流体制御弁の動作に関する情報を得ることができる。これにより、流体制御弁の動作に伴う劣化の影響を評価することができ、ひいては流体制御弁の動作に伴う劣化による影響で流体制御装置に不具合が生じてしまう前にユーザにメンテナンスを促すことが可能となる。
　前記変位検知部の具体的な実施態様としては、前記弁体関連値の変動量が所定の閾値を超えた場合に、そのことを前記弁体の変位として検知する構成や、前記流体制御弁が全開位置又は全閉位置に移動した場合に、そのことを前記弁体の変位として検知する構成が挙げられる。
　このような構成であれば、例えばノイズなどの影響で弁体が動いた場合など、弁体の動きが僅かであれば、その動きは変位といて検知されないようにすることができるので、流体制御弁の動作に伴う劣化の影響をより正しく評価することが可能となる。
　流体制御弁の動作に伴う劣化によって流体制御装置の交換やメンテナンスが必要であることをユーザに報知するためには、前記変位回数記憶部により記憶された変位回数と所定回数とを比較して、前記変位回数が前記所定回数を超えた場合に、そのことを示す報知信号を出力する報知部をさらに備えていることが好ましい。
　前記弁体関連値としては、前記流体の算出流量、前記流体の設定流量、前記弁体を変位させる駆動電圧、又は、前記弁体の位置に応じて出力される電流或いは電圧などを挙げることができる。
　また、本発明に係る流体制御装置は、上述した流体制御弁及び流体制御弁用診断装置を備えることを特徴とするものである。
　さらに、本発明に係る流体制御装置用診断プログラムは、弁体を変位させて流体を制御する流体制御弁の診断に用いられるプログラムであり、前記弁体の変位に関連して入出力される弁体関連値を受け付ける弁体関連値受付部と、前記弁体関連値に基づいて、前記弁体の変位を検知する変位検知部と、前記変位検知部により得られた変位の回数を記憶する変位回数記憶部としての機能をコンピュータに発揮させることを特徴とするプログラムである。
　このような流体制御装置や流体制御装置用診断プログラムによれば、上述した流体制御弁用診断装置と同様の作用効果を発揮させることができる。
　このように構成した本発明によれば、流体制御装置の流体制御弁の動作に関する情報を得ることができ、流体制御弁の動作に伴う劣化の影響を評価することで流体制御装置に不具合が生じてしまう前にユーザにメンテナンスを促すことが可能となる。
本実施形態の流体制御装置の回路構成を模式的に示す図。 同実施形態の流体制御装置の全体構成を模式的に示す図。 同実施形態の診断装置の機能を示す機能ブロック図。 同実施形態の診断装置の動作を説明するための図。
２００・・・診断装置
１００・・・流体制御装置
２０　・・・流体制御弁
２２　・・・弁体
４０　・・・診断装置
４１　・・・弁体関連値受付部
４２　・・・変位検知部
４３　・・・変位回数記憶部
４４　・・・報知部
　以下に、本発明に係る流体制御弁用診断装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。
　本実施形態の流体制御弁用診断装置４０は、流体制御装置１００を構成する流体制御弁２０を診断するためのものである。まず始めに流体制御装置１００について簡単に説明する。
　本実施形態に係る流体制御装置１００は、例えばガスパネルに搭載されて半導体製造装置の材料供給ラインの一部を構成するもので、図１に流体回路図、図２に全体構成の断面図を示すように、流体が流れる内部流路１ａを有するボディユニット１と、内部流路１ａ上に設けられて内部流路１ａを流れる流体の質量流量を測定する流量測定機構１０と、この流量測定機構１０よりも上流側に設けられた流体制御弁２０と、流量測定機構１０による測定流量が予め定めた目標流量になるように流体制御弁２０を制御する制御回路３０（図２には示していない）とから構成されたマスフローコントローラである。
　流量測定機構１０は、いわゆる差圧式のものであり、流体回路的にいえば、図１に示すように、内部流路１ａ上に設けた抵抗流路３と、該抵抗流路３の上流側及び下流側における内部流路１ａ内の流体圧力を計測する一対の圧力センサ２Ａ、２Ｂとからなるものである。そして、圧力センサ２Ａ、２Ｂによる圧力計測値と抵抗流路３の抵抗値とに基づいて、内部流路１ａを流れる流体の流量を測定可能に構成してある。
　流体制御弁２０は、図２に示すように、弁座２１及び弁体２２と、積層圧電素子２３とを備え、積層圧電素子２３に駆動電圧を印加して積層圧電素子２３を伸縮させることで、弁座２１に対して弁体２２が変位して、流体の流量などが制御されるように構成されたものである。弁体２２は、積層圧電素子２３の伸縮に伴って変位するものであり、ここでは少なくともダイアフラムを有したものである。
　なお、流体制御弁２０は、ノーマルクローズタイプのものであっても良いし、ノーマルオープンタイプのものであっても良い。
　図１に示す制御回路３０は、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏチャネル、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、その他のアナログ乃至デジタル電気回路を搭載した回路基板により構成されており、前記メモリに格納されたプログラムにしたがってＣＰＵやその他周辺機器が協働することによって、流体制御弁２０を制御し、内部流路１ａの流体流量を、外部から指示した設定流量となるように制御する。
　より具体的に説明すると、この制御回路３０は、少なくとも流量算出部３１及び弁制御部３２としての機能を備えており、ここでは流体制御弁２０を強制的に全開または全閉するために外部から入力される全開信号及び全閉信号を受け付ける全開／全閉信号受付部３３としての機能をさらに備えている。
　流量算出部３１は、各圧力センサ２Ａ、２Ｂからの出力信号値を受信すると、それら出力信号値から、オフセットや係数などを考慮した所定の変換式に基づいて、抵抗流路３の上流側及び下流側における流体の圧力を算出し、それら圧力と予め測定してある抵抗流路３での流体抵抗値（抵抗係数）や流体粘性等に基づいて、抵抗流路３を流れる流体の流量を算出する。
　そして、オペレータや外部の他の機器から設定流量が与えられると、弁制御部３２がその設定流量と前記算出流量との偏差を算出し、その偏差に基づいて、前記算出流量が設定流量に近づくように、積層圧電素子２３に印加される駆動電圧を制御して弁体２２を変位させ、内部流路１ａを流れる流体の流量を制御する。
　しかして、本実施形態の流体制御装置１００は、流体制御弁用診断装置４０（以下、診断装置４０という）をさらに備えている。
　診断装置４０は、上述した制御回路３０とは別にＣＰＵ、メモリ、その他のアナログ乃至デジタル電気回路を搭載した回路基板を備えたものであっても良いが、ここでは制御回路３０を構成する回路基板の一部を診断装置４０に兼用している。この診断装置４０は、機能的には前記メモリに格納されたプログラムにしたがってＣＰＵやその他周辺機器が協働することによって、図３に示すように、弁体関連値受付部４１、変位検知部４２、変位回数記憶部４３、及び報知部４４を備えたものである。
　弁体関連値受付部４１は、弁体２２の変位に関連して入出力される弁体関連値を受け付ける。
　弁体関連値は、その値が変動することで弁体２２が変位する値や、弁体２２が変位することで変動する値であり、流体の制御内容が変わることで変動する値である。前者の例としては、外部から入力される設定流量や、弁体２２を変位させるために積層圧電素子２３に入力される駆動電圧などが挙げられる。一方、後者の例としては、弁体２２の位置を検出する位置センサから出力される電流又は電圧や、制御回路３０により算出される算出流量などが挙げられる。
　本実施形態の弁体関連値受付部４１は、少なくとも上述した算出流量を流量算出部３１から受け付けるように構成されている。
　変位検知部４２は、弁体関連値受付部４１により受け付けられた弁体関連値に基づいて、弁体の変位を検知する。
　具体的にこの変位検知部４２は、弁体２２が劣化につながる程度に変位した場合に、その変位を１回の変位回数としてカウントするものであり、例えばノイズなどの影響で弁体２２が僅かに変位する場合には、そのことを変位回数としてカウントしないように構成されている。
　ここでの変位検知部４２は、図４に示すように、弁体関連値受付部４１が受け付けた算出流量の経時変化に基づき変位を検知してその変位回数をカウントする。より詳細には、算出流量の変動量が閾値を超えた場合に、そのことを１回の変位回数としてカウントする。
　より具体的に説明すると、例えば設定流量がＱ１からＱ２に変更された場合、その変更に伴って算出流量はＱ１からＱ２に向かって変動する。そして、この算出流量のＱ１からの変動量が、閾値として設定された一定流量（例えばフルスケールの１０％の流量）を超えた状態が一定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）続いた場合に、そのことが１回の変位回数としてカウントされる。なお、前記一定流量や前記一定時間の設定値は、適宜変更して構わない。
　さらに本実施形態では、流体制御弁２０を強制的に全開または全閉にした場合に弁体２２が大きく変位する可能性が高いことから、変位検知部４２は、全開／全閉信号受付部３３が受け付けた全開信号及び全閉信号の受付回数、言い換えれば外部から全開信号及び全閉信号が入力された入力回数を、それぞれ１回の変位回数としてカウントする。
　変位回数記憶部４３は、前記メモリの所定領域に形成されており、前記変位検知部４２によりカウントされた変位回数を記憶するものであり、ここでは所定時間（例えば１時間）経過するたびに変位回数が変位回数記憶部４３に積算して記憶されるようにしてある。なお、変位回数記憶部４３は、ＳＤカード等の外部メモリに形成されていても良い。
　報知部４４は、変位回数記憶部４３に積算して記憶された変位回数が所定の警告回数を超えた場合に、そのことを示す報知信号を出力する。
　この報知部４４の具体的な態様としては、変位回数が所定の警告回数を超えた場合に、音や光などを発したり、診断装置４０に付帯させた或いは接続させたディスプレイに警告表示を出力したり、種々考えられる。
　なお、警告回数は予め設定された回数であるが、ある１つの回数に設定されていても良いし、段階的に複数の回数に設定されていても良い。後者の場合、例えば第１の警告回数によって流体制御弁の劣化によるメンテナンス時期が近いことを示し、第２の警告回数によって流体制御弁の劣化によるメンテナンスが必要であることを示すようにしても良い。
　このように構成された本実施形態に係る流体制御装置１００によれば、診断装置４０が弁体２２の変位を検知してその変位回数をカウントするとともに、その変位回数を記憶しているので、流体制御弁２０の動作に関する情報を得ることができ、流体制御弁２０の動作に伴う劣化が流体制御装置の動作にどのような影響を及ぼすかを評価することができる。
　また、変位回数記憶部４３に記憶されている変位回数が所定の警告回数を超えた場合に、報知部４４がそのことを報知するので、流体制御弁２０の動作に伴う劣化によって流体制御装置１００に不具合が生じてしまう前に、ユーザに流体制御装置１００のメンテナンスや交換を促すことができる。
　なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
　例えば、前記実施形態の変位検知部は、算出流量の変動量が閾値を超えた場合に弁体の変位を検知していたが、積層圧電素子に入力される駆動電圧の変動量や、弁体の位置に応じて出力される電流又は電圧の変動量や、設定流量の変動量が閾値を超えた場合に、そのことを弁体の変位として検知しても良い。
　この場合、変位回数記憶部は、上述した変位回数を全て積算して記憶しても良いし、変位回数を場合毎に積算して記憶しても良い。
　また、前記実施形態の診断装置は報知部としての機能を備えていたが、報知部は必ずしも備えさせていなくても良い。
　このような場合であっても、変位回数記憶部に記憶されている変位回数を確認することで、流体制御弁の動作に伴う劣化の影響を評価することができる。
　そのうえ、前記実施形態では診断装置を流体制御装置に備えさせていたが、診断装置は流体制御装置と別体であっても良い。具体的には、例えばＭＯＣＶＤ等の気相成長装置が、材料ガスやキャリアガス等を制御する複数の流体制御装置と、これらの流体制御装置とは別に設けられた本発明に係る診断装置とを備え、この診断装置が各流体制御装置の流体制御弁の動作に関する情報を得るように構成されたものが挙げられる。
　このような構成であれば、診断装置が複数の流体制御装置の流体制御弁の動作に関する情報を得るので、気相成長装置において、複数の流体制御装置を一元管理することができる。
　さらに、前記実施形態の流量測定機構は、差圧式のものであったが、熱式やコリオリ式や超音波式のものであっても良い。
　その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
　このように本発明によれば、流体制御装置の流体制御弁の動作に関する情報を得ることができ、流体制御弁の動作に伴う劣化の影響を評価することで流体制御装置に不具合が生じてしまう前にユーザにメンテナンスを促すことが可能となる。
 
 

Claims (7)

  1. 　弁体を変位させて流体を制御する流体制御弁の診断装置であり、
    　前記弁体の変位に関連して入出力される弁体関連値を受け付ける弁体関連値受付部と、
    　前記弁体関連値に基づいて、前記弁体の変位を検知する変位検知部と、
    　前記変位検知部により検知された変位の回数を記憶する変位回数記憶部とを備える流体制御弁用診断装置。
  2. 　前記変位検知部が、前記弁体関連値の変動量が所定の閾値を超えた場合に、そのことを前記弁体の変位として検知する請求項１記載の流体制御弁用診断装置。
  3. 　前記変位検知部が、前記流体制御弁が全開位置又は全閉位置に移動した場合に、そのことを前記弁体の変位として検知する請求項１記載の流体制御弁用診断装置。
  4. 　前記変位回数記憶部により記憶された変位回数と所定回数とを比較して、前記変位回数が前記所定回数を超えた場合に、そのことを示す報知信号を出力する報知部をさらに備えている請求項１記載の流体制御弁用診断装置。
  5. 　前記弁体関連値が、前記流体の算出流量、前記流体の設定流量、前記弁体を変位させる駆動電圧、又は、前記弁体の位置に応じて出力される電流或いは電圧である請求項１記載の流体制御弁用診断装置。
  6. 　前記流体制御弁と、
    　請求項１記載の流体制御弁用診断装置とを備える流体制御装置。
  7. 　弁体を変位させて流体を制御する流体制御弁の診断に用いられるプログラムであり、
    　前記弁体の変位に関連して入出力される弁体関連値を受け付ける弁体関連値受付部と、
    　前記弁体関連値に基づいて、前記弁体の変位を検知する変位検知部と、
    　前記変位検知部により検知された変位の回数を記憶する変位回数記憶部としての機能をコンピュータに発揮させる流体制御弁用診断プログラム。
PCT/JP2017/035040 2016-10-28 2017-09-27 流体制御弁用診断装置、流体制御装置、及び流体制御弁用診断プログラム WO2018079173A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/343,476 US20190242493A1 (en) 2016-10-28 2017-09-27 Fluid control valve diagnostic device, fluid control device, and fluid control valve diagnostic program
JP2018547217A JP7457455B2 (ja) 2016-10-28 2017-09-27 流体制御弁用診断装置、流体制御装置、及び流体制御弁用診断プログラム
CN201780065304.8A CN109844675A (zh) 2016-10-28 2017-09-27 流体控制阀用诊断装置、流体控制装置以及流体控制阀用诊断程序
KR1020197011154A KR102389565B1 (ko) 2016-10-28 2017-09-27 유체 제어 밸브용 진단 장치, 유체 제어 장치, 및 유체 제어 밸브용 진단 프로그램

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016211660 2016-10-28
JP2016-211660 2016-10-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018079173A1 true WO2018079173A1 (ja) 2018-05-03

Family

ID=62023403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/035040 WO2018079173A1 (ja) 2016-10-28 2017-09-27 流体制御弁用診断装置、流体制御装置、及び流体制御弁用診断プログラム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20190242493A1 (ja)
JP (1) JP7457455B2 (ja)
KR (1) KR102389565B1 (ja)
CN (1) CN109844675A (ja)
TW (1) TWI805559B (ja)
WO (1) WO2018079173A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021199836A1 (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 株式会社フジキン バルブシステム、ダイヤフラムバルブの出力モニター方法および出力調整方法並びに半導体製造装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7437980B2 (ja) * 2019-03-12 2024-02-26 株式会社堀場エステック 流体制御装置、流体制御システム、診断方法、及び、流体制御装置用プログラム
JP7390544B2 (ja) * 2019-05-17 2023-12-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 ガス保安装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61228181A (ja) * 1985-03-31 1986-10-11 Toshiba Corp 弁の寿命監視方法および装置
JPS6446083A (en) * 1987-08-11 1989-02-20 Tlv Co Ltd Device for detecting life of valve
JPH03180724A (ja) * 1989-12-11 1991-08-06 Toshiba Corp 配管疲労監視用振動積算装置
JPH08219305A (ja) * 1995-02-09 1996-08-30 Yokogawa Electric Corp バルブポジショナ
JPH10332040A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Yamatake Honeywell Co Ltd 電動弁の全閉確認制御装置
JP2002310333A (ja) * 2001-04-17 2002-10-23 Hitachi Ltd 弁のメンテナンス時期予測方法及びその装置
JP2009137590A (ja) * 2007-12-03 2009-06-25 Kanto Chem Co Inc 液体自動供給装置における弁開閉カウント方法
JP2015121898A (ja) * 2013-12-20 2015-07-02 株式会社堀場エステック 流体制御弁

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001271962A (ja) * 2000-03-27 2001-10-05 Kawaden:Kk バルブ用アクチュエータの制御システム
JP2003065901A (ja) * 2001-08-22 2003-03-05 Sumitomo Wiring Syst Ltd 開閉体の開閉耐久試験装置
US20050137751A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-23 Cox Damon K. Auto-diagnostic method and apparatus
JP4577171B2 (ja) * 2005-09-22 2010-11-10 トヨタ自動車株式会社 スライディングモード制御装置
WO2007061424A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-31 Norgren, Inc. Valve with sensor
JP5066474B2 (ja) * 2008-03-31 2012-11-07 アズビル株式会社 流量制御システム
JP5027729B2 (ja) * 2008-04-25 2012-09-19 株式会社フジキン 流量自己診断機能を備えた圧力式流量制御装置の圧力制御弁用駆動回路
US8271141B2 (en) * 2008-06-09 2012-09-18 Ross Operating Valve Company Control valve system with cycle monitoring, diagnostics and degradation prediction
JP5365770B2 (ja) * 2008-08-13 2013-12-11 セイコーエプソン株式会社 角速度検出装置用回路、角速度検出装置及び角速度検出装置の故障診断方法
TWI435196B (zh) * 2009-10-15 2014-04-21 Pivotal Systems Corp 氣體流量控制方法及裝置
JP5921441B2 (ja) * 2010-11-25 2016-05-24 株式会社フジキン 自動弁用開度検知装置
US9835265B2 (en) * 2011-12-15 2017-12-05 Honeywell International Inc. Valve with actuator diagnostics
JP6022908B2 (ja) * 2012-01-16 2016-11-09 東京エレクトロン株式会社 処理装置及びバルブ動作確認方法
JP2016142286A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 Ｊｆｅスチール株式会社 排ガス切替弁及び加熱炉
CN204784901U (zh) * 2015-06-10 2015-11-18 天津联维乙烯工程有限公司 一种能测量阀芯位移的新型溢流阀

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61228181A (ja) * 1985-03-31 1986-10-11 Toshiba Corp 弁の寿命監視方法および装置
JPS6446083A (en) * 1987-08-11 1989-02-20 Tlv Co Ltd Device for detecting life of valve
JPH03180724A (ja) * 1989-12-11 1991-08-06 Toshiba Corp 配管疲労監視用振動積算装置
JPH08219305A (ja) * 1995-02-09 1996-08-30 Yokogawa Electric Corp バルブポジショナ
JPH10332040A (ja) * 1997-05-28 1998-12-15 Yamatake Honeywell Co Ltd 電動弁の全閉確認制御装置
JP2002310333A (ja) * 2001-04-17 2002-10-23 Hitachi Ltd 弁のメンテナンス時期予測方法及びその装置
JP2009137590A (ja) * 2007-12-03 2009-06-25 Kanto Chem Co Inc 液体自動供給装置における弁開閉カウント方法
JP2015121898A (ja) * 2013-12-20 2015-07-02 株式会社堀場エステック 流体制御弁

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021199836A1 (ja) * 2020-03-30 2021-10-07 株式会社フジキン バルブシステム、ダイヤフラムバルブの出力モニター方法および出力調整方法並びに半導体製造装置
JPWO2021199836A1 (ja) * 2020-03-30 2021-10-07

Also Published As

Publication number Publication date
TW201816532A (zh) 2018-05-01
TWI805559B (zh) 2023-06-21
JPWO2018079173A1 (ja) 2019-09-12
US20190242493A1 (en) 2019-08-08
KR20190077341A (ko) 2019-07-03
CN109844675A (zh) 2019-06-04
KR102389565B1 (ko) 2022-04-22
JP7457455B2 (ja) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5873681B2 (ja) 流量制御装置、流量制御装置に用いられる診断装置及び診断用プログラム
JP5809012B2 (ja) 流量制御装置、流量測定機構、又は、当該流量測定機構を備えた流量制御装置に用いられる診断装置及び診断用プログラム
JP6775288B2 (ja) 流体制御弁及びその制御プログラム
JP7164938B2 (ja) 流量制御装置、流量制御方法、及び、流量制御装置用プログラム
WO2018079173A1 (ja) 流体制御弁用診断装置、流体制御装置、及び流体制御弁用診断プログラム
US20130092256A1 (en) Flow rate control device, diagnostic device for use in flow rate measuring mechanism or for use in flow rate control device including the flow rate measuring mechanism and recording medium having diagnostic program recorded thereon for use in the same
WO2017057129A1 (ja) 質量流量制御装置、及び差圧式流量計の診断方法
JP2008520919A (ja) 少なくとも１つの空気弁アクチュエータ装置のための診断装置
CN109478074B (zh) 压力式流量控制装置
US11378203B2 (en) Method for determining the degree of wear of a valve, and apparatus for carrying out said method
US20160003686A1 (en) Intake air temperature sensor and flow measurement device
WO2019107216A1 (ja) 流量制御装置の自己診断方法
CN106104402B (zh) 提供压力不敏感自我验证的质量流量控制器的系统和方法
JP5752521B2 (ja) 診断装置及びその診断装置を備えた流量制御装置
JP2018096848A (ja) 流量特性関数同定方法、流量特性関数同定装置、流量特性関数同定用プログラム、及び、これらを用いた流量センサ又は流量制御装置
TW202033904A (zh) 流體控制裝置、流體控制系統、診斷方法和程序記錄介質
JP2007192775A (ja) 流量計
JP2021093182A (ja) 流量制御装置、流量制御方法、及び、流量制御装置用プログラム
JPWO2019202959A1 (ja) 流量制御装置、診断方法、及び、流量制御装置用プログラム
JP6405519B2 (ja) 流量計
JP2020153406A (ja) 電動アクチュエータおよび劣化指標計算方法
PL421324A1 (pl) Urządzenie do kontroli i sprawdzania filtra DPF oraz metodyka oceny

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17864012

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018547217

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197011154

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17864012

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1