质量流量控制装置和压差式流量计的诊断方法制造方法及图纸

本发明专利技术能够提供质量流量控制装置和压差式流量计的诊断方法，其中，利用记录部件记录从流量控制阀打开从而开始对流量的控制时或从流量控制阀关闭从而停止对流量的控制时起直到测量流量稳定为止的期间内的、压差发生部件的下游侧的流体的压力的值，利用诊断部件使基于记录部件所记录的下游侧的流体的压力的值而获取的管理值与流量计未发生异常时的管理值相对比，在两者之差的绝对值超过阈值时诊断为所述流量计发生了异常。优选地在流量计的上游侧与流量计相邻地进一步配置机械式调压阀。由此，能够在没有专门设置用于实施诊断的时间的情况下简便地诊断压差式的流量计的异常的发生。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】质量流量控制装置和压差式流量计的诊断方法
本专利技术是涉及一种质量流量控制装置的专利技术，涉及一种基于流体的压力或压差的测量值来控制流体的质量流量的质量流量控制装置。并且，本专利技术是涉及一种诊断压差式流量计发生异常的方法的专利技术，也涉及一种构成质量流量控制装置的压差式流量计的诊断方法。
技术介绍
质量流量控制装置(质量流量控制器)是由用于测量流体的流量的流量计、用于控制流体的流量的流量控制阀、用于控制该流量计和该流量控制阀的控制电路以及其他零件构成的控制设备。质量流量控制装置例如以在半导体的制造工艺中控制向室内供给的气体的质量流量等为目的而被广泛地使用。质量流量控制装置所采用的流量计有各种各样的形式。以在半导体的制造工艺中控制气体的质量流量为目的而被使用的质量流量控制装置主要使用热式流量计或压力式流量计。其中，作为压力式流量计，例如能够列举：利用在流经被称作节流孔或流路收缩喷嘴等构件的气体的流速为音速时，气体的流量只依赖于上游侧的气体压力的性质的压力式流量计(以下称作“节流式流量计”)；以及基于压差发生部件的上游侧的气体压力的值与下游侧的气体压力的值之差来测量流量的压力式流量计(以下称作“压差式流量计”)等。在节流式流量计中，气体经过狭窄的流路。在由于异物附着于该狭窄的流路等原因导致该流路的截面积发生变化的情况下，流量计无法测量出正确的流量。在压差式流量计中，在由于异物附着于压差发生部件等原因导致对流体的阻力发生了变化的情况下，也会产生同样的问题。因此，提出了在使用了压力式流量计的质量流量控制装置中诊断是否发生了这种异常的方法。例如，在专利文献1中公开了在使用了节流式流量计的质量流量控制装置中，通过如下方式来检测节流孔的堵塞的方法的专利技术，即：使关闭了设于节流孔的上游侧的控制阀时的、上游侧的气体的压力衰减数据与在同一条件下节流孔没有堵塞时测量出的基准压力衰减数据相对比。此外，例如，在专利文献2中公开了在使用了节流式流量计的质量流量控制装置中，通过如下方式来进行对流路收缩喷嘴的诊断的喷嘴诊断机构的专利技术，即：使瞬间关闭了设于流路收缩喷嘴的上游侧的流量调整阀时的、上游侧的气体压力值的随时间的变化与在组装质量流量控制装置时测量出的基准值相比较。并且，此外，例如在专利文献3中公开了在使用了压差式流量计的质量流量控制装置中，通过如下方式来高精度地诊断压差发生部件的堵塞的诊断机构的专利技术，即：使在关闭了设于压差发生部件的上游侧的阀时的、上游侧的流体压力的值或下游侧的流体压力的值从第1压力成为第2压力为止的期间内的该压力的时间积分值与预先规定的规定值相比较。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-137528号公报专利文献2：日本特开2000-214916号公报专利文献3：日本特开2004-157719号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题若实施上述专利文献1～3中公开的专利技术，则能够检测在压力式流量计的节流孔和压差发生部件等处发生了堵塞的状态。因而，具有将因这样的异常导致压力式流量计的测量值产生误差和供给的气体的流量的异常防患于未然这样的效果，在具有该效果这一点上，这些专利技术有助于提高质量流量的可靠性。此外，这些专利技术都利用由压力传感器测量的压力的值，因此具有这样的可能性：通过这些专利技术的实施，也能够同时检测压力传感器的故障和误动作等异常。但是，在实施这些专利技术时，除了进行作为质量流量控制装置的本来目的的、气体的流量控制动作的时间之外，需要与该时间分开地设置主要用于进行对发生异常的诊断的时间。在该时间流动的气体的流量未受到控制，因此，例如在半导体的制造工艺中无法作为向室内供给的气体被利用，不得不浪费性地废弃。此外，压差式流量计的压差发生部件处的气体流路的截面积大于节流式流量计的节流孔处的气体流路的截面积，因此，在压差发生部件发生堵塞的概率不太高。因而认为，在使用了压差式流量计的质量流量控制装置中，比起高精度地诊断压差发生部件的堵塞，始终诊断或监视由压力传感器测量的压力的值是否正确(即压力传感器和/或压差发生部件是否发生了异常)这样的手段在提高质量流量控制装置的可靠性上是有效的。但是不知道简便地诊断压差式流量计发生异常的方法。本专利技术是鉴于在使用了以往的压力式流量计的质量流量控制装置中存在的上述诸课题而完成的，目的在于提供一种质量流量控制装置，该质量流量控制装置不必设置仅用于实施对异常发生的诊断的时间，并能够简便地诊断压差式流量计发生的异常。并且，本专利技术的目的也在于提供一种构成质量流量控制装置的压差式流量计的诊断方法，该诊断方法不必设置仅用于实施对异常发生的诊断的时间，并能够简便地诊断压差式流量计发生的异常。用于解决问题的方案本专利技术的质量流量控制装置具有：流量计，其构成为基于装设于流体的流路上的压差发生部件的上游侧的流体的压力即第1压力的值和压差发生部件的下游侧的流体的压力即第2压力的值，来测量流体的流量；流量控制阀，其构成为能够控制流体的流量；以及控制部件，其构成为能够向流量控制阀输出控制信号，以使利用流量计测量到的流体的流量即测量流量与流体的流量的目标值即设定流量一致，该质量流量控制装置的特征在于，还具有：记录部件，其构成为记录开阀时压力值和闭阀时压力值这两者或其中任一者，该开阀时压力值为自流量控制阀从关闭的状态变化为打开的状态从而开始对流量的控制时起直到测量流量稳定为止的期间内的第2压力的值，该闭阀时压力值为自流量控制阀从打开的状态变化为关闭的状态从而停止对流量的控制时起直到测量流量成为零为止的期间内的第2压力的值；以及诊断部件，其构成为，在基于开阀时压力值和闭阀时压力值这两者或其中任一者获取的管理值即测量管理值与流量计未发生异常时的该管理值即初期管理值之差的绝对值超过预定阈值的情况下，诊断为流量计发生了异常。此外，本专利技术的压差式流量计的诊断方法是用于诊断像上述那样构成质量流量控制装置的压差式流量计发生异常的方法。在上述结构中，用于诊断流量计是否发生了异常的动作，是在为了开始对流量的控制而打开了流量控制阀时和为了停止对流量的控制而关闭了流量控制阀时这两个情况下或其中任一情况下执行的。因而，不必像以往技术那样与用于对流量的控制的时间分开地设置用于诊断的时间，也不必为了实施诊断而浪费性地废弃气体。此外，与在节流式流量计中气体经过节流孔或流路收缩喷嘴等时的压力的衰减所需的期间相比，在压差式流量计中从进行流量控制阀的开闭动作起直到经过压差发生部件的气体的流量稳定为止的期间较短，因此能够在短时间内完成对诊断的执行。因而，本专利技术的质量流量控制装置在像专利文献3所公开的以往技术那样高精度地诊断压差发生部件的堵塞上不太适用，相反地，在简便地诊断压差式流量计发生异常上是优选的。本专利技术优选的实施方式的质量流量控制装置还具有在流量计的上游侧于流量计相邻地配置的机械式调压阀。在该结构中，在机械式调压阀的作用下，流量计的上游侧的流体的压力的值保持为一定值。因此，下游侧的流体的压力(第2压力)的值不会受到上游侧的流体的压力(第1压力)的值的变动的影响，能够基于管理值来高精度地进行对异常的发生的诊断，所述管理值是基于下游侧的流体的压力的值获取的，因此优选。专利技术的效果根据本专利技术的质量流量控制装置和本专利技术的压差式流量计的诊断方法，不必与用于控制流量的时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质量流量控制装置，该质量流量控制装置具有：流量计，其构成为基于装设于流体的流路上的压差发生部件的上游侧的所述流体的压力即第1压力的值和所述压差发生部件的下游侧的所述流体的压力即第2压力的值，来测量所述流体的流量；流量控制阀，其构成为能够控制所述流体的流量；以及控制部件，其构成为能够向所述流量控制阀输出控制信号，以使利用所述流量计测量到的所述流体的流量即测量流量与所述流体的流量的目标值即设定流量一致，该质量流量控制装置的特征在于，还具有：记录部件，其构成为记录开阀时压力值和闭阀时压力值这两者或其中任一者，该开阀时压力值为自所述流量控制阀从关闭的状态变化为打开的状态从而开始对流量的控制时起直到所述测量流量稳定为止的期间内的所述第2压力的值，该闭阀时压力值为自所述流量控制阀从打开的状态变化为关闭的状态从而停止对流量的控制时起直到所述测量流量成为零为止的期间内的所述第2压力的值；以及诊断部件，其构成为，在基于所述开阀时压力值和所述闭阀时压力值这两者或其中任一者获取的管理值即测量管理值与所述流量计未发生异常时的所述管理值即初期管理值之差的绝对值超过预定阈值的情况下，诊断为所述流量计发生了异常。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 JP 2015-1926801.一种质量流量控制装置，该质量流量控制装置具有：流量计，其构成为基于装设于流体的流路上的压差发生部件的上游侧的所述流体的压力即第1压力的值和所述压差发生部件的下游侧的所述流体的压力即第2压力的值，来测量所述流体的流量；流量控制阀，其构成为能够控制所述流体的流量；以及控制部件，其构成为能够向所述流量控制阀输出控制信号，以使利用所述流量计测量到的所述流体的流量即测量流量与所述流体的流量的目标值即设定流量一致，该质量流量控制装置的特征在于，还具有：记录部件，其构成为记录开阀时压力值和闭阀时压力值这两者或其中任一者，该开阀时压力值为自所述流量控制阀从关闭的状态变化为打开的状态从而开始对流量的控制时起直到所述测量流量稳定为止的期间内的所述第2压力的值，该闭阀时压力值为自所述流量控制阀从打开的状态变化为关闭的状态从而停止对流量的控制时起直到所述测量流量成为零为止的期间内的所述第2压力的值；以及诊断部件，其构成为，在基于所述开阀时压力值和所述闭阀时压力值这两者或其中任一者获取的管理值即测量管理值与所述流量计未发生异常时的所述管理值即初期管理值之差的绝对值超过预定阈值的情况下，诊断为所述流量计发生了异常。2.根据权利要求1所述的质量流量控制装置，其中，所述管理值是将所述开阀时压力值对时间求微分得到的值的绝对值的最大值、和将所述闭阀时压力值对时间求微分得到的值的绝对值的最大值这两者或其中任一者。3.根据权利要求1所述的质量流量控制装置，其中，所述管理值是从由所述流量控制阀开始对流量的控制时起直到将所述开阀时压力值对时间求微分得到的值的绝对值成为最大为止的时间、和从由所述流量控制阀停止对流量的控制时起直到将所述闭阀时压力值对时间求微分得到的值的绝对值成为最大为止的时间这两者或其中任一者。4.根据权利要求1所述的质量流量控制装置，其中，所述管理值是从将所述开阀时压力值对时间求微分得到的值的绝对值成为最大时起到该绝对值成为零为止的时间、和从将所述闭阀时压力值对时间求微分得到的值的绝对值成为最大时起到该绝对值成为零为止的时间这两者或其中任一者。5.根据权利要求1所述的质量流量控制装置，其中，所述管理值是将所述开阀时压力值对时间求微分得到的值的半值宽度、和将所述闭阀时压力值对时间求微分得到的值的半值宽度这两者或其中任一者。6.根据权利要求1～5中任一项所述的质量流量控制装置，其中，所述流量计具有用于测量所述第1压力的值的压力传感器即第1传感器和用于测量所述第2压力的值的压力传感器即第2传感器。7.根据权利要求1～5中任一项所述的质量流量控制装置，其中，所述流量计具有用于测量所述第1压力的值的压力传感器即第1传感器和用于测量所述第2压力的值的压力传感器即第2传感器中的任一者、以及用于测量所述第1压力的值和所述第2压力的值之差的压差传感器即第3传感器。8.根据权利要求1～7中任一项所述的质量流量控制装置，其中，该质量流量控制装置还具有在所述流量计的上游侧与所述流量计相邻地配置的机械式调压阀。9.根据权利要求1～8中任一项所述的质量流量控制装置，其中，所述流量控制阀配置于所述流量计的下游侧。10.根据权利要求1～9中任一项所述的质量流量控制装置，其中，所述诊断部件构成为在诊断出所述流量计发生了异常时输出异常信号。11.一种压差式流量计的诊断方法，在具有流量计、流量控制阀以及控制部件的质量流量控制装置中，利用该诊断方法来判断所述流量计是否发生了异常...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤崇夫，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP