JP5931668B2 - Diagnosis mechanism, diagnosis method, diagnosis mechanism program for flow sensor, and mass flow controller - Google Patents
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Description
本発明は例えば流量センサや圧力センサ等の流体センサが出力する測定値について検定又は校正するための診断機構及び診断方法に関するものである。 The present invention relates to a diagnostic mechanism and a diagnostic method for verifying or calibrating a measurement value output from a fluid sensor such as a flow sensor or a pressure sensor.
半導体製造プロセスにおいては、材料ガス等を真空チャンバー内に一定流量で導入するためのマスフローコントローラ等の流量制御装置や材料ガス等を真空チャンバー内に一定圧力で導入するための圧力制御装置が用いられている。 In semiconductor manufacturing processes, a flow control device such as a mass flow controller for introducing a material gas or the like into a vacuum chamber at a constant flow rate or a pressure control device for introducing a material gas or the like into the vacuum chamber at a constant pressure is used. ing.
例えば流量制御装置は、流体の流れる流路に設けられた流量センサから出力される測定値が予め定められている設定流量値となるように流量制御バルブの開度を制御することで、所望の流量で材料ガス等が真空チャンバー内に導入されるように流量制御を行うものである。 For example, the flow rate control device controls the opening degree of the flow rate control valve so that the measured value output from the flow rate sensor provided in the flow path through which the fluid flows becomes a predetermined set flow rate value. The flow rate is controlled so that a material gas or the like is introduced into the vacuum chamber at a flow rate.
ところで、このような流量制御装置により材料ガスの流量制御を継続して行っていると、材料ガスに含まれる成分の影響等により流量制御装置内の流路や流量センサの測定部分に汚れが付着する等して流量センサの測定値と実際に流れている流体の流量との流量誤差が徐々に大きくなることがある。 By the way, if the flow control of the material gas is continuously performed by such a flow control device, dirt adheres to the flow path in the flow control device and the measurement part of the flow sensor due to the influence of the component contained in the material gas. For example, the flow rate error between the measured value of the flow rate sensor and the actual flow rate of the fluid may gradually increase.
そこで、流量制御に大きな誤差が発生しないようにするために、特許文献１に記載の流量制御装置には、流量センサが出力する測定値と実際の流量との誤差が精度的に許容できる程度のものであるかどうかを検定するための診断機構が設けられている。 Therefore, in order to prevent a large error from occurring in the flow rate control, the flow rate control device described in Patent Document 1 has an accuracy that allows an error between the measured value output from the flow rate sensor and the actual flow rate to be accurately allowed. A diagnostic mechanism is provided to test whether it is.
より具体的には、前記診断機構は流路に設けられたバルブを全閉とした状態で、そのバルブから流量センサまでの流路の空間の体積である基準体積から流出してくる流体の流量変化に基づいて流量センサの検定を行うものである。すなわち、ます、前記診断機構は図１４のグラフに示すようにバルブを全閉として、流体の圧力が予め定められた高圧Ｐｈから低圧Ｐｈとなるまで（測定される流量が９０％から１０％となるまで）流量が変化している流体パラメータ変化区間の全領域における質量流量積分値と、気体の状態方程式により、流体が流出したと考えられる診断用体積を算出する。その後前記診断機構は、算出された診断用体積が、予め定められている前記基準体積との差が許容値以内かどうかを判定し、許容値以上の差が出ている場合には流量センサから出力される測定値には異常があると判定するように構成されている。 More specifically, the flow rate of the fluid flowing out from the reference volume, which is the volume of the space of the flow path from the valve to the flow sensor, with the diagnosis mechanism in a state where the valve provided in the flow path is fully closed The flow sensor is verified based on the change. That is, the diagnostic mechanism fully closes the valve as shown in the graph of FIG. 14 until the fluid pressure changes from a predetermined high pressure Ph to a low pressure Ph (the measured flow rate is 90% to 10%). From the integrated mass flow rate in the entire region of the fluid parameter changing section where the flow rate is changing and the gas equation of state, the diagnostic volume that is considered to have flowed out of the fluid is calculated. Thereafter, the diagnostic mechanism determines whether the calculated diagnostic volume is within an allowable value with a difference from the predetermined reference volume. It is configured to determine that the output measurement value is abnormal.
しかしながら、従来の診断機構では図１４に示されるようにバルブが全閉されてからの流体パラメータ変化区間の略全域について一括して流量積分値を求めて診断用体積を算出しているので、流量センサの測定レンジにおいて全域にわたった評価はできるものの、どの測定区間のレンジにおいて測定値に許容できない測定誤差が発生しているのかまでは検定することができない。また、流量センサのどの測定区間においてどの程度の流量誤差が発生しているかを定量的に知ることができないので、例えば測定レンジ全体に亘ってオフセット補正をかけることしかできず、よりきめ細やかな校正により測定精度をより向上させるのは難しい。 However, in the conventional diagnostic mechanism, as shown in FIG. 14, since the integral of the flow rate is obtained for the substantially entire region of the fluid parameter change section after the valve is fully closed, the diagnostic volume is calculated. Although the evaluation can be performed over the entire measurement range of the sensor, it cannot be verified until in which measurement section an unacceptable measurement error occurs in the measurement value. In addition, since it is impossible to quantitatively know how much flow error has occurred in which measurement section of the flow sensor, for example, it is only possible to apply offset correction over the entire measurement range, so finer calibration is possible. Therefore, it is difficult to improve the measurement accuracy.
本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、流体センサの測定レンジの各区間にどの程度の流量誤差や圧力誤差が発生しているかについて定量的に検定することができ、ひいてはその検定結果等に基づいて測定レンジの各区間における流量誤差や圧力誤差に応じた校正を行い、測定レンジの全域に亘って高精度な流体センサにすることができる診断機構及び診断方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can quantitatively verify how much flow error and pressure error are generated in each section of the measurement range of the fluid sensor. Provided is a diagnostic mechanism and a diagnostic method that can be calibrated according to a flow rate error and a pressure error in each section of the measurement range based on the test result, etc., and can be a highly accurate fluid sensor over the entire measurement range. .
すなわち、本発明の診断機構は、流路を流れる流体の流量又は圧力を測定する流体センサの測定値について検定又は校正する診断機構であって、前記流路上に設けられたバルブを全閉させる全閉信号を出力するバルブ全閉部と、前記バルブが全閉状態で維持されている状態、又は、全閉状態から開放状態へと変化した状態であり、時間経過に対して前記流路を流れる流体の流量又は圧力が変化している流体パラメータ変化区間を複数の診断区間に分割するとともに、各診断区間において前記流体センサから出力される流量又は圧力の測定値に基づいて各診断区間の診断用パラメータをそれぞれ算出する診断用パラメータ算出部と、各診断区間においてそれぞれ算出された診断用パラメータと、予め定められた基準パラメータとに基づいて、前記流体センサが各診断区間において出力する流量又は圧力の測定値を検定又は校正する診断部とを備えていることを特徴とする。 That is, the diagnostic mechanism of the present invention is a diagnostic mechanism for verifying or calibrating the measured value of the fluid sensor that measures the flow rate or pressure of the fluid flowing in the flow path, and fully closing a valve provided on the flow path. A valve fully closed portion that outputs a close signal and a state in which the valve is maintained in a fully closed state, or a state in which the valve has changed from a fully closed state to an open state, and flows through the flow path over time. The fluid parameter change section in which the flow rate or pressure of the fluid is changed is divided into a plurality of diagnosis sections, and each diagnosis section is used for diagnosis based on the flow rate or pressure measurement value output from the fluid sensor in each diagnosis section. Based on the diagnostic parameter calculation unit for calculating each parameter, the diagnostic parameter calculated in each diagnostic section, and the predetermined reference parameter, Wherein the fluid sensor is a diagnostic unit for test or calibration measurements of the output flow rate or pressure in each diagnosis period.
また、本発明の診断方法は、流路を流れる流体の流量又は圧力を測定する流体センサの測定値について検定又は校正する診断方法であって、前記流路上に設けられたバルブを全閉させる全閉信号を出力するバルブ全閉ステップと、前記バルブが全閉状態で維持されている状態、又は、全閉状態から開放状態へと変化した状態であり、時間経過に対して前記流路を流れる流体の流量又は圧力が変化している流体パラメータ変化区間を複数の診断区間に分割するとともに、各診断区間において前記流体センサから出力される流量又は圧力の測定値に基づいて各診断区間の診断用パラメータをそれぞれ算出する診断用パラメータ算出ステップと、各診断区間においてそれぞれ算出された診断用パラメータと、予め定められた基準パラメータとに基づいて、前記流体センサが各診断区間において出力する流量又は圧力の測定値を検定又は校正する診断ステップとを備えていることを特徴とする。 Further, the diagnostic method of the present invention is a diagnostic method for verifying or calibrating a measured value of a fluid sensor that measures a flow rate or pressure of a fluid flowing in a flow path, and fully closing a valve provided on the flow path. A valve fully closing step for outputting a closing signal and a state in which the valve is maintained in a fully closed state, or a state in which the valve has changed from a fully closed state to an open state, and flows through the flow path over time. The fluid parameter change section in which the flow rate or pressure of the fluid is changed is divided into a plurality of diagnosis sections, and each diagnosis section is used for diagnosis based on the flow rate or pressure measurement value output from the fluid sensor in each diagnosis section. Based on a diagnostic parameter calculation step for calculating each parameter, a diagnostic parameter calculated in each diagnostic section, and a predetermined reference parameter Te, wherein the fluid sensor is a diagnostic step to test or calibrate the measurements of the output flow rate or pressure in each diagnosis period.
ここで、前記バルブ全閉部により全閉されるバルブは、流路上に設けられたバルブであればどのようなものであってもよく、例えば開閉バルブや、その開度を自由に調節できる流量制御バルブ、圧力制御バルブ等であっても構わない。また、流量とは質量流量、体積流量のいずれも含む概念である。 Here, the valve that is fully closed by the valve fully closed portion may be any valve provided on the flow path, for example, an open / close valve or a flow rate that can freely adjust its opening degree. It may be a control valve, a pressure control valve or the like. The flow rate is a concept including both mass flow rate and volume flow rate.
このようなものであれば、前記診断用パラメータ算出部が前記流体パラメータ変化区間を複数の診断区間に分割したうえで、各診断区間において前記流体センサから出力される流量又は圧力の測定値に基づいて各診断区間の診断用パラメータを算出するように構成されているので、流量センサについて各診断区間における測定値が許容範囲内にあるかどうかを検定したり、各診断区間においてそれぞれことなる態様で測定値を校正したりすることが可能となる。 In such a case, the diagnostic parameter calculation unit divides the fluid parameter change section into a plurality of diagnosis sections, and based on the flow rate or pressure measurement value output from the fluid sensor in each diagnosis section. Therefore, the flow rate sensor is used to test whether the measured value in each diagnostic section is within an allowable range, or in a different manner in each diagnostic section. It is possible to calibrate the measured value.
つまり、流体センサの測定レンジの略全域について一律に判断するのではなく、区間ごとに測定値の検定又は校正が可能となるので、よりきめ細やかな測定値の補正が可能となり、測定レンジ全域において流量誤差又は圧力誤差を許容精度範囲内に入れた上で非常に小さな値とすることができる。 In other words, it is not possible to make a uniform judgment for the entire measurement range of the fluid sensor, but it is possible to verify or calibrate the measurement value for each section, so that more precise correction of the measurement value is possible, A very small value can be obtained after the flow rate error or pressure error is within the allowable accuracy range.
各診断区間において測定値の検定又は校正を高精度で行えるように流体パラメータ変化区間を複数の診断区間で分割するには、前記各診断区間の開始点と終了点が前記流体センサから出力される流量又は圧力の測定値に基づいて設定されていればよい。 In order to divide the fluid parameter change section into a plurality of diagnosis sections so that the measurement values can be verified or calibrated with high accuracy in each diagnosis section, the start point and end point of each diagnosis section are output from the fluid sensor. What is necessary is just to set based on the measured value of flow volume or pressure.
各診断区間において前記流体センサから出力される測定値に重畳するノイズ等の影響を低減するとともに、診断用パラメータの比較対象である基準パラメータを全診断区間において共通化させることができるようにするには、前記診断用パラメータが、各診断区間に対して前記流路を流れる流体の流量の積分値に基づいて算出される診断用体積であり、前記基準パラメータが、予め定められた基準体積であり、当該基準体積は、前記流体センサが正常時において前記診断用パラメータ算出部により算出された診断用体積であればよい。このようなものであれば、各校正区間において算出される校正用体積は正常の場合全て同じ値となるので、基準体積を１つだけ予め用意しておけばよくなる。 To reduce the influence of noise and the like superimposed on the measurement value output from the fluid sensor in each diagnosis section, and to make the reference parameter to be compared with the diagnostic parameter common to all diagnosis sections Is a diagnostic volume calculated based on an integral value of the flow rate of the fluid flowing through the flow path for each diagnostic section, and the reference parameter is a predetermined reference volume The reference volume may be a diagnostic volume calculated by the diagnostic parameter calculation unit when the fluid sensor is normal. In such a case, the calibration volumes calculated in each calibration section all have the same value when normal, so it is only necessary to prepare one reference volume in advance.
検定又は校正の対象である流体センサからの測定値の出力のみで当該流体センサの検定又は校正を可能とするには、前記診断用パラメータが、各診断区間の開始点及び終了点に基づいて算出される各診断区間の期間長である診断用期間長であり、前記基準パラメータが、各診断区間について予め定められた基準期間長であり、当該基準期間長は、前記流体センサが正常時において前記診断用パラメータ算出部により各診断区間のそれぞれについて算出された診断用期間長であればよい。 In order to enable the calibration or calibration of the fluid sensor only by outputting the measurement value from the fluid sensor that is the subject of the calibration or calibration, the diagnostic parameters are calculated based on the start point and end point of each diagnostic section. Is a period length for diagnosis that is a period length of each diagnosis section, and the reference parameter is a reference period length that is predetermined for each diagnosis section, and the reference period length is determined when the fluid sensor is normal. Any diagnostic period length calculated for each diagnostic section by the diagnostic parameter calculator may be used.
診断区間のいずれにおいて測定値に問題が生じているかが分かるようにするための具体的な構成としては、前記診断部が、各診断区間のそれぞれについて診断用パラメータ及び基準パラメータを比較して、いずれの診断区間において前記流体センサから出力される測定値に異常があるかを検定するように構成されたものが挙げられる。 As a specific configuration for making it possible to know in which of the diagnostic sections the measurement value has a problem, the diagnostic unit compares the diagnostic parameters and the reference parameters for each of the diagnostic sections, In the diagnostic section, there is one configured to test whether there is an abnormality in the measurement value output from the fluid sensor.
また、前記流体センサの測定レンジの全域において流量誤差や圧力誤差が許容精度範囲内に入るように各診断区間において誤差量に応じた校正を行うためには、前記診断部が、各診断区間のそれぞれに対して診断用パラメータ及び基準パラメータに基づいて校正係数を算出するように構成されたものであればよい。 In addition, in order to perform calibration according to the error amount in each diagnosis section so that the flow rate error and the pressure error are within the allowable accuracy range in the entire measurement range of the fluid sensor, the diagnosis unit includes What is necessary is just to be comprised so that a calibration coefficient may be calculated based on the parameter for a diagnosis and a reference | standard parameter with respect to each.
本発明の診断機構を備えたマスフローコントローラであれば、搭載されている流体センサについて別途検定又は校正用の流体センサを用意することなく、自己検定、自己校正が可能となる。従って、半導体プロセスに設けられたマスフローコントローラを取り外すことなく、プロセスの合間に自己校正を行い、長期間に亘って流量の制御精度を高精度に保つことができるようになる。 With the mass flow controller provided with the diagnosis mechanism of the present invention, self-verification and self-calibration are possible without preparing a fluid sensor for verification or calibration separately for the mounted fluid sensor. Therefore, self-calibration can be performed between processes without removing the mass flow controller provided in the semiconductor process, and the flow rate control accuracy can be maintained with high accuracy over a long period of time.
このように本発明の診断機構及び診断方法によれば、バルブが全閉されてから流量又は圧力が変化している流体パラメータ変化区間について複数の診断区間に分割したうえで、各診断区間のそれぞれに診断用パラメータを算出するように診断用パラメータ算出部が構成されているので、どの診断区間において流体センサのどのような測定誤差が生じているのかをそれぞれ知ることができる。従って、各診断区間のそれぞれに対して独立に流体センサの測定値についての検定や校正を行うことができ、その結果、流体センサの測定レンジ全体において許容精度範囲内でしか流量誤差や圧力誤差が発生しないように校正することが可能となる。 As described above, according to the diagnosis mechanism and diagnosis method of the present invention, the fluid parameter change section in which the flow rate or pressure changes after the valve is fully closed is divided into a plurality of diagnosis sections, and each diagnosis section Since the diagnostic parameter calculation unit is configured to calculate the diagnostic parameters, it is possible to know what measurement error of the fluid sensor occurs in which diagnostic section. Therefore, it is possible to independently verify and calibrate the measured value of the fluid sensor for each diagnostic section, and as a result, the flow rate error and pressure error are only within the allowable accuracy range in the entire measurement range of the fluid sensor. It becomes possible to calibrate so that it does not occur.
本発明の第１実施形態に係る診断機構１００及びこの診断機構１００を備えた流量制御装置２００について図１乃至５を参照しながら説明する。 A diagnosis mechanism 100 according to a first embodiment of the present invention and a flow control device 200 including the diagnosis mechanism 100 will be described with reference to FIGS.
第１実施形態の流量制御装置２００は、例えば半導体プロセスにおいて真空チャンバー内に基板に蒸着される物質を含んだ材料ガスを所定の流量で供給するために用いられるマスフローコントローラである。 The flow control device 200 according to the first embodiment is a mass flow controller used for supplying a material gas containing a substance deposited on a substrate in a vacuum chamber in a semiconductor process at a predetermined flow rate, for example.
この流量制御装置２００は、前述した真空チャンバーへと連なるガスパネルシステム内に取り付けられるものであり、流量制御用の流体機器と各種制御を司る情報処理回路１０とが１つのパッケージ内に有するものである。すなわち、この流量制御ユニットを配管や接続ブロック等に接続するだけで流量制御機能が実現されるようにモジュール化されたものである。 This flow control device 200 is installed in the gas panel system connected to the above-described vacuum chamber, and has a fluid device for flow control and an information processing circuit 10 that controls various controls in one package. is there. That is, the flow rate control unit is modularized so that the flow rate control function can be realized simply by connecting the flow rate control unit to a pipe or a connection block.
この流量制御装置２００は、図１に示すように流路１を流れる流体を所望の流量で流すための流量制御機構と、その流量制御ユニットにおいて測定されている流量の測定値Ｑが実際に流路１を流れている流量値との誤差が許容範囲内であるかを検定及び校正するための診断機構１００としての機能を発揮するように各部が設けてある。 As shown in FIG. 1, the flow rate control device 200 is configured to flow a flow rate control mechanism for flowing a fluid flowing through a flow path 1 at a desired flow rate, and a flow rate measurement value Q measured by the flow rate control unit. Each part is provided so as to exhibit a function as a diagnostic mechanism 100 for verifying and calibrating whether an error from the flow rate value flowing through the path 1 is within an allowable range.
まず、ハードウェアの構成について主に図２を参照しながら説明する。 First, the hardware configuration will be described with reference mainly to FIG.
前記流量制御装置２００は、図２の断面図に示すように、導入ポートＢ１と導出ポートＢ２との間に形成された流体が流れる流路１を内部に有する概略直方体形状の基板ブロックＢと、前記基板ブロックＢの上面である主取付面ＢＰ１において長手方向に並んで取り付けられた流体機器たる流量制御バルブ２及び圧力センサ３１と、前記基板ブロックＢの下面であり副取付面ＢＰ２に取り付けられた流体抵抗３２と、流量制御機構及び診断機構１００としての機能を発揮するための各主演算が行われる情報処理回路１０と、これの部材の外側を覆うようにも付けられるケーシングＣと、を備えたものである。 As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the flow rate control device 200 includes a substantially rectangular parallelepiped substrate block B having a flow path 1 through which a fluid formed between the introduction port B1 and the outlet port B2 flows. The flow control valve 2 and the pressure sensor 31 which are fluid devices mounted side by side in the longitudinal direction on the main mounting surface BP1 which is the upper surface of the substrate block B, and the lower surface of the substrate block B which is mounted on the sub mounting surface BP2. The fluid resistance 32, the information processing circuit 10 in which each main calculation for exhibiting the function as the flow rate control mechanism and the diagnosis mechanism 100 is performed, and the casing C attached so as to cover the outside of the members are also provided. It is a thing.
前記基板ブロックＢは、その一端面に導入ポートＢ１が形成され、その他端面にお導出ポートＢ２が形成されており、その内部には前記流路１が主取付面ＢＰ１と副取付面ＢＰ２との間を上下に移動しながら長手方向に進行するように形成してある。図２の断面図から明らかなように、この内部に形成された流路１には上流から順番に、流量制御バルブ２、圧力センサ３１、流体抵抗３２の順番で設けてある。 The substrate block B has an introduction port B1 formed at one end surface thereof and a lead-out port B2 formed at the other end surface thereof, and the flow path 1 is formed between the main attachment surface BP1 and the sub attachment surface BP2. It is formed so as to advance in the longitudinal direction while moving up and down. As is clear from the cross-sectional view of FIG. 2, the flow path 1 formed inside is provided with the flow rate control valve 2, the pressure sensor 31, and the fluid resistance 32 in order from the upstream.
前記流量制御バルブ２は、印加される電圧に応じてピエゾ素子により弁座と弁体との開度を適宜変更できるものである。この流量制御バルブ２に印加される電圧は後述するバルブ制御部４１により適宜変更される。 The flow rate control valve 2 can appropriately change the opening between the valve seat and the valve body by a piezo element according to the applied voltage. The voltage applied to the flow control valve 2 is appropriately changed by a valve control unit 41 described later.
前記圧力センサ３１は、前記流体抵抗３２の上流側の圧力を測定するためのものであり、この測定圧力は前記流路１を流れる流体の流量を算出するために用いられる。加えて、この圧力センサ３１で測定される圧力の測定値Ｐは、後述する診断機構１００においても流量の測定値Ｑの検定及び校正のためにも用いられる。 The pressure sensor 31 is for measuring the pressure on the upstream side of the fluid resistance 32, and this measurement pressure is used for calculating the flow rate of the fluid flowing through the flow path 1. In addition, the pressure measurement value P measured by the pressure sensor 31 is also used for verification and calibration of the flow rate measurement value Q in the diagnostic mechanism 100 described later.
前記流体抵抗３２は、例えば微小流路が対向する面板部を貫通するように形成された矩形状薄板を積層して形成した層流素子であって、副取付面ＢＰ２にある凹部に嵌めこまれて押さえ板により基板ブロックＢへと押しつけて固定してある。なお、この流体抵抗３２としては層流素子以外にも音速ノズル等の上流側と下流側において圧力差が生じるものであればよい。 The fluid resistance 32 is, for example, a laminar flow element formed by laminating rectangular thin plates formed so as to pass through face plate portions opposed to each other by a minute flow path, and is fitted into a recess in the sub-mounting surface BP2. And pressed against the substrate block B by the holding plate. In addition to the laminar flow element, the fluid resistance 32 only needs to have a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the sonic nozzle.
次にソフトウェアの構成について図１を参照しながら説明する。 Next, the software configuration will be described with reference to FIG.
前記情報処理回路１０は、ケーシングＣの上部空間に収容されているものであり、物理的には、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からなり、メモリに格納し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、この情報処理回路１０が、少なくとも流量算出部３４、バルブ制御部４１、バルブ全閉部７、診断用パラメータ算出部５、診断部６としての機能を担うように構成してある。 The information processing circuit 10 is accommodated in an upper space of the casing C, and physically includes a CPU, a memory, an I / O channel, an A / D converter, a D / A converter, and other analog or digital. The information processing circuit 10 includes at least a flow rate calculation unit 34, a valve control unit 41, a valve fully closed unit 7, and a diagnosis unit. The CPU 10 and other peripheral devices cooperate with each other according to a program stored in a memory. It is configured to function as the parameter calculation unit 5 and the diagnosis unit 6.
まず、流量制御機構としての演算に関連するものについて説明する。 First, what is related to the calculation as the flow rate control mechanism will be described.
前記流量算出部３４は、前記圧力センサ３１により測定される圧力と、前記流体抵抗３２の下流側の圧力に基づいて前記流路１を流れる流体の質量流量乃至体積流量を算出するものである。ここで、第１実施形態の流量制御装置２００には前記流体抵抗３２の下流側には圧力を検知するための手段が設けられていないが、第１実施形態では下流側に真空チャンバーが接続されるため、流体抵抗３２の下流側の圧力は略ゼロ、もしくは、前記流体抵抗３２の上流側で測定される圧力と比較して非常に小さい値として扱うことができる。このため前記流量算出部３４は、例えばベルヌーイの式やハーゲン・ポワズイユの式等において下流側の圧力を無視した形で前記流路１を流れる流体の流量を算出するように構成してある。なお、前記圧力センサ３１、前記流体抵抗３２、前記流量算出部３４はこれが協業することにより流量センサ３としての機能を発揮することになる。また、本明細書において流体センサとは流量を測定するための流量センサ、圧力を測定するための圧力センサのそれぞれを総称する用語である。従って、第１実施形態では流量センサ３とは流体センサのうち流量を測定するものを指す。 The flow rate calculation unit 34 calculates a mass flow rate or a volume flow rate of the fluid flowing through the flow path 1 based on the pressure measured by the pressure sensor 31 and the pressure downstream of the fluid resistance 32. Here, the flow control device 200 of the first embodiment is not provided with a means for detecting pressure downstream of the fluid resistance 32. However, in the first embodiment, a vacuum chamber is connected downstream. Therefore, the pressure on the downstream side of the fluid resistance 32 can be treated as substantially zero or a very small value compared to the pressure measured on the upstream side of the fluid resistance 32. For this reason, the flow rate calculation unit 34 is configured to calculate the flow rate of the fluid flowing through the flow path 1 in a form ignoring the downstream pressure in, for example, the Bernoulli equation or the Hagen-Poiseuille equation. The pressure sensor 31, the fluid resistance 32, and the flow rate calculation unit 34 exhibit the function as the flow rate sensor 3 through cooperation. In the present specification, the fluid sensor is a generic term for a flow rate sensor for measuring a flow rate and a pressure sensor for measuring pressure. Accordingly, in the first embodiment, the flow sensor 3 refers to a fluid sensor that measures the flow rate.
前記バルブ制御部４１は、前記流量算出部３４が出力した流路１を流れる流体の流量の測定値Ｑと、ユーザにより設定される設定流量値Ｑｒとの偏差が小さくなるように前記流量制御バルブ２の開度をフィードバック制御するものである。例えば前記バルブ制御部４１は、ＰＩＤ制御等によって流路１を流れる流体の流量を設定流量値Ｑｒで一定に保たれるように流量制御を行うようにしてある。また、このバルブ制御部４１は、後述するバルブ全閉部７からの指令を受け付けた場合には他の設定流量値Ｑｒ等の指令よりも優先して強制的に前記流量制御バルブ２を全閉させるようにも構成してある。 The valve control unit 41 is configured to reduce the deviation between the measured value Q of the flow rate of the fluid flowing through the flow path 1 output from the flow rate calculation unit 34 and the set flow rate value Qr set by the user. 2 is feedback-controlled. For example, the valve control unit 41 controls the flow rate so that the flow rate of the fluid flowing through the flow path 1 is kept constant at the set flow rate value Qr by PID control or the like. Further, when receiving a command from a valve fully closing unit 7 described later, the valve control unit 41 forcibly fully closes the flow control valve 2 in preference to other commands such as the set flow rate value Qr. It is also configured to make it.
次に診断機構１００として機能に関連するものについて説明する。 Next, what is related to the function as the diagnostic mechanism 100 will be described.
前記バルブ全閉部７は、流量制御装置２００の自己校正を開始するに当たって、前記流路１上に設けられている前記流量制御バルブ２を全閉させる全閉指令を前記バルブ制御部４１に対して出力するものである。第１実施形態では校正に必要な測定値を得ている間は基準体積Ｖｓに対して上流側から新たな流体が流入しないように流量制御バルブ２を全閉状態で維持するように前記バルブ全閉部７は動作するようにしてある。ここで、全閉指令とは前記バルブ制御部４１に対して設定流量値Ｑｒとして０％の値を入力する、あるいは、別途設定されている全閉用の命令のことを指す。また、全閉状態とは流体がバルブを実質的に通過しない状態であり、ごく少量の流体が漏れ出している状態等も含む概念である。 When the self-calibration of the flow control device 200 is started, the valve full-close unit 7 issues a full-close command to the valve control unit 41 to fully close the flow control valve 2 provided on the flow path 1. Output. In the first embodiment, while the measurement value necessary for calibration is obtained, the flow rate control valve 2 is fully closed so that no new fluid flows from the upstream side with respect to the reference volume Vs. The closing part 7 is configured to operate. Here, the full-close command refers to a command for full-close that is set to 0% as the set flow rate value Qr to the valve control unit 41 or is set separately. Further, the fully closed state is a state in which the fluid does not substantially pass through the valve, and includes a state in which a very small amount of fluid is leaking.
前記診断用パラメータ算出部５は、前記バルブが全閉状態であり、時間経過に対して前記流路１を流れる流体の流量又は圧力が変化している流体パラメータ変化区間を複数の診断区間に分割するとともに、各診断区間において前記流体センサから出力される流量又は圧力の測定値Ｐに基づいて各診断区間の診断用パラメータをそれぞれ算出するように構成してある。 The diagnostic parameter calculation unit 5 divides a fluid parameter change section in which the valve is fully closed and the flow rate or pressure of the fluid flowing through the flow path 1 changes with time, into a plurality of diagnosis sections. In addition, the diagnosis parameters for each diagnosis section are calculated based on the flow rate or pressure measurement value P output from the fluid sensor in each diagnosis section.
図３に示すようにこの診断用パラメータ算出部５は、自己校正が開始されてからの経過時間ではなく、前記各診断区間の開始点と終了点について前記流量センサ３から出力される流量の測定値Ｑに基づいて設定するように構成してある。すなわち、第１実施形態では、前記流量センサ３の測定レンジを１０％の区間ごとに等間隔で分割し、該当する測定流量値となった時点で診断区間を開始、終了させるように診断用パラメータ算出部５は構成してある。より具体的には、前記診断用パラメータは測定流量値が９０〜８０％、８０〜７０％、７０〜６０％、６０〜５０％、５０〜４０％、４０〜３０％、３０〜２０％、２０〜１０％の８区間に分割し、各区間の端点における対応する時刻ｔｉを、診断区間の開始点及び終了点の時刻ｔｉとして決定する。 As shown in FIG. 3, the diagnostic parameter calculation unit 5 measures the flow rate output from the flow sensor 3 at the start and end points of each diagnostic section, not the elapsed time from the start of self-calibration. It is configured to set based on the value Q. That is, in the first embodiment, the measurement parameter of the flow rate sensor 3 is divided at equal intervals for every 10% interval, and the diagnosis parameter is set so that the diagnosis interval starts and ends when the corresponding measured flow rate value is reached. The calculation unit 5 is configured. More specifically, the diagnostic parameter has a measured flow value of 90 to 80%, 80 to 70%, 70 to 60%, 60 to 50%, 50 to 40%, 40 to 30%, 30 to 20%, divided into 20 to 10% of the 8 sections, the corresponding time t i at the end points of each section is determined as the time t i of the start point and end point of the diagnosis period.
さらに、この診断用パラメータ算出部５は、流体パラメータ変化区間を複数に分割したそれぞれの診断区間において診断用パラメータとして、前記流路１を流れる流体の流量の積分値に基づいて算出される診断用体積Ｖｃを算出する。 Further, the diagnostic parameter calculation unit 5 is a diagnostic parameter that is calculated based on an integral value of the flow rate of the fluid flowing through the flow path 1 as a diagnostic parameter in each diagnostic section obtained by dividing the fluid parameter change section into a plurality of sections. The volume Vc is calculated.
この診断用体積Ｖｃは、図１において示すように全閉されている流量制御バルブ２と流量センサ３の流体抵抗３２との間の流路１の基準体積Ｖｓから流出する流体の流量変化及び圧力変化に基づいて算出される。 The diagnostic volume Vc is a flow rate change and pressure of fluid flowing out from the reference volume Vs of the flow path 1 between the flow control valve 2 which is fully closed and the fluid resistance 32 of the flow sensor 3 as shown in FIG. Calculated based on change.
より具体的には、前記診断用パラメータ算出部５は診断用体積Ｖｃを気体の状態方程式を用いて、各診断区間内において流出した流体の全流量である流量積分値と、各診断区間の開始点及び終了点における圧力値と、各診断区間の開始点及び終了点における流体の温度とから、前後の状態において流出した流体が存在していた密閉空間の容積は変化していないことを利用してその容積を逆算するように構成してある。 More specifically, the diagnostic parameter calculation unit 5 uses the gas state equation for the diagnostic volume Vc, and the flow rate integral value that is the total flow rate of the fluid that has flowed out in each diagnostic section, and the start of each diagnostic section. Based on the pressure value at the point and end point and the temperature of the fluid at the start point and end point of each diagnostic section, it is used that the volume of the sealed space where the fluid that flowed out in the previous and subsequent states existed has not changed. The volume is calculated backward.
すなわち、理想気体の状態方程式は以下の式（１）のように記述される。 That is, the equation of state of the ideal gas is described as the following equation (1).
さらに基準体積Ｖｓについて各診断区間の開始点と終了点の状態における気体の状態方程式を立てると式（１）に基づいて式（２）が導出される。 Further, when a gas state equation is established for the reference volume Vs in the state of the start point and end point of each diagnosis section, the equation (2) is derived based on the equation (1).
さらにモル数の差分は開始点から終了点までの間において基準体積Ｖｓから流出した気体の全質量流量から換算できる。従って、気体定数を気体の分子量等の気体固有の特性を含めた値として適宜設定することにより式２は式３のように変形できる。 Furthermore, the difference in the number of moles can be converted from the total mass flow rate of the gas flowing out from the reference volume Vs between the start point and the end point. Therefore, Formula 2 can be transformed into Formula 3 by appropriately setting the gas constant as a value including gas-specific characteristics such as the molecular weight of the gas.
前記診断部６は、前記診断用パラメータ算出部５により算出された各診断区間においてそれぞれ算出された診断用パラメータと、予め定められた基準パラメータとに基づいて、前記流体センサが各診断区間において出力する流量又は圧力の測定値Ｐを校正するように構成してある。 The diagnosis unit 6 outputs the fluid sensor in each diagnosis section based on the diagnosis parameter calculated in each diagnosis section calculated by the diagnosis parameter calculation unit 5 and a predetermined reference parameter. The measurement value P of the flow rate or pressure is calibrated.
第１実施形態では、診断用パラメータとして前記診断用パラメータ算出部５から出力される診断用体積Ｖｃを用いているので、基準パラメータとしては図１において示す基準体積Ｖｓを用いている。第１実施形態では校正用体積と基準体積は前述した式１乃至３に基づいて同様の手法で算出している。より具体的には、基準体積Ｖｓは、前記流量センサ３が正常時において前記診断用パラメータ算出部５が算出した各診断区間においてそれぞれ算出した診断用体積Ｖｃのいずれか、又は、平均値を用いて算出している。ここで、正常時とは実際の流量値と測定値との誤差が実質的に存在しない場合や、工場出荷時における値のことを指す。第１実施形態では、診断用体積Ｖｃは各診断区間においてそれぞれ別々に算出されるが、基準体積Ｖｓについて前記診断部６は１つの値を各診断区間に対して共通して使用している。変形例としては、正常時において各診断区間において算出された診断用体積Ｖｃをそれぞれ別々の基準体積Ｖｓとして用いても構わない。また、この基準体積Ｖｓの値は、流量制御装置２００を設計した際の流路１の管径、長さ、流量制御バルブ２、流体抵抗３２の配置等の設計値に基づいて算出してもよい。 In the first embodiment, the diagnostic volume Vc output from the diagnostic parameter calculation unit 5 is used as a diagnostic parameter, so the reference volume Vs shown in FIG. 1 is used as a reference parameter. In the first embodiment, the calibration volume and the reference volume are calculated by the same method based on the above-described equations 1 to 3. More specifically, the reference volume Vs uses any one of the diagnostic volumes Vc calculated in each diagnostic section calculated by the diagnostic parameter calculation unit 5 when the flow rate sensor 3 is normal, or an average value. Is calculated. Here, the normal time refers to a value when there is substantially no error between the actual flow rate value and the measured value, or a value at the time of factory shipment. In the first embodiment, the diagnostic volume Vc is calculated separately in each diagnosis section, but the diagnosis unit 6 uses one value in common for each diagnosis section for the reference volume Vs. As a modification, the diagnostic volume Vc calculated in each diagnostic section in the normal state may be used as separate reference volumes Vs. The value of the reference volume Vs may be calculated based on design values such as the pipe diameter and length of the flow path 1 when the flow control device 200 is designed, the arrangement of the flow control valve 2 and the fluid resistance 32, and the like. Good.
前記診断部６が前記流量センサ３の検定を行う場合について説明する。 A case where the diagnosis unit 6 performs the verification of the flow sensor 3 will be described.
前記診断部６は、各診断区間のそれぞれについて診断用パラメータ及び基準パラメータを比較して、いずれの診断区間において前記流体センサから出力される測定値に異常があるかを検定するように構成してある。より具体的には、各診断区間の診断用体積Ｖｃと、基準体積Ｖｓの差分を取得して、その差分の絶対値が所定値以上となっている診断区間の測定値には異常があると判定するように診断部６は構成してある。なお、診断用体積Ｖｃと基準体積Ｖｓの比較は、差分だけでなく比の値が所定値以上かどうかにより各診断区間のそれぞれについて測定値の検定を行うようにしてもよい。 The diagnosis unit 6 is configured to compare the diagnosis parameter and the reference parameter for each diagnosis section, and to verify in which diagnosis section the measurement value output from the fluid sensor is abnormal. is there. More specifically, when the difference between the diagnostic volume Vc and the reference volume Vs in each diagnostic section is acquired, and the measured value in the diagnostic section in which the absolute value of the difference is a predetermined value or more is abnormal. The diagnosis unit 6 is configured to make a determination. Note that the comparison between the diagnostic volume Vc and the reference volume Vs may be performed by verifying the measured value for each diagnostic section depending on whether the ratio value is equal to or greater than a predetermined value as well as the difference.
次に前記診断部６が前記流量センサ３の校正を行う場合について説明する。 Next, the case where the diagnostic unit 6 calibrates the flow sensor 3 will be described.
前記診断部６は、各診断区間のそれぞれに対して診断用パラメータ及び基準パラメータに基づいて校正係数ｋを算出するように構成してある。すなわち、前記診断部６は、基準体積Ｖｓを診断用体積Ｖｃで割った値を校正係数ｋとして各診断区間に対してそれぞれ算出し、前記流量算出部３４に対して出力するように構成してある。 The diagnosis unit 6 is configured to calculate the calibration coefficient k based on the diagnosis parameter and the reference parameter for each diagnosis section. That is, the diagnosis unit 6 is configured to calculate a value obtained by dividing the reference volume Vs by the diagnosis volume Vc as a calibration coefficient k for each diagnosis section, and to output to the flow rate calculation unit 34. is there.
前記流量算出部３４は、自己校正が終了してから前記診断部６から入力された校正係数ｋを測定値に対して乗じて校正後測定値として出力することになる。すなわち、流量算出部３４は、算出された測定値がいずれの診断区間内の値であるかを判断し、式４に示すように該当する診断区間の校正係数ｋ＝Ｖｓ／Ｖｃｉを測定値に乗じて校正後測定値とする。 The flow rate calculation unit 34 multiplies the measured value by the calibration coefficient k input from the diagnostic unit 6 after the self-calibration is completed, and outputs the result as a measured value after calibration. That is, the flow rate calculating unit 34, the calculated measured values and determines whether the value in any of the diagnosis period, measurements calibration coefficient k = Vs / Vc i diagnostic section corresponding as shown in equation 4 Multiply by to make the measured value after calibration.
校正結果の一例について説明すると、図４のグラフに示すように、校正前流量精度は、設定流量値Ｑｒが小さい場合には大きな流量誤差が発生し、流量精度の低い状態となっており、４番目の診断区間を境としてその誤差の発生方向が逆側になっているが、各診断区間においてそれぞれ算出された校正係数ｋを用いた校正後測定値を用いた場合、校正後流量精度のグラフに示されるように略全ての測定レンジにおいて流量精度を均一にすることができている。図４のグラフに示されているように各診断区間においてそれぞれ校正係数ｋが異なっており、校正量を各診断区間においてそれぞれ異ならせることができているためである。言い換えると、従来であればオフセット補正しかできていなかったところを第１実施形態の診断機構１００によれば４番目の診断区間を中心としたスパン補正を実現できているので、測定レンジ全体の流量精度を均一に高めることができている。 An example of the calibration result will be described. As shown in the graph of FIG. 4, when the set flow rate value Qr is small, the flow rate accuracy before calibration causes a large flow rate error, and the flow rate accuracy is low. The error generation direction is on the opposite side of the second diagnostic interval, but when the post-calibration measured value using the calibration coefficient k calculated in each diagnostic interval is used, the flow accuracy accuracy graph after calibration As shown in FIG. 4, the flow rate accuracy can be made uniform in almost all measurement ranges. This is because the calibration coefficient k is different in each diagnosis section as shown in the graph of FIG. 4 and the calibration amount can be made different in each diagnosis section. In other words, since the conventional diagnostic mechanism 100 according to the first embodiment can only perform the offset correction, the span correction centered on the fourth diagnostic section can be realized. The accuracy can be increased uniformly.
最後に前記診断機構１００による自己校正のタイミングについて説明する。 Finally, the timing of self-calibration by the diagnostic mechanism 100 will be described.
第１実施形態の流量制御装置２００についてはガスパネルシステムに組み込まれたままの状態で、別途検定又は校正用の流量センサ３を用意することなく、自己校正を行うように構成してある。図５のグラフに示すように半導体製造プロセスにおいて実際の製品を製造するために流量制御を行うプロセス期間の間には休止期間が存在する。この休止期間において前記診断機構１００は自己校正を行うようにしており、それ以降のプロセス期間においては自己校正により算出された校正係数ｋを用いて測定値は出力されるとともに、校正後測定値に基づいた流量制御が行われるようにしてある。 The flow control device 200 of the first embodiment is configured to perform self-calibration without being separately prepared for the flow sensor 3 for verification or calibration while being incorporated in the gas panel system. As shown in the graph of FIG. 5, there is a pause period between the process periods in which the flow rate control is performed to manufacture an actual product in the semiconductor manufacturing process. During the rest period, the diagnostic mechanism 100 performs self-calibration, and during the subsequent process period, the measurement value is output using the calibration coefficient k calculated by self-calibration, and the measurement value after calibration is output. Based on this, flow control is performed.
このように第１実施形態の流量制御装置２００及び診断機構１００によれば、自己校正時において流量制御バルブ２が全閉されてから流体の圧力及び流量が変化している流体パラメータ変化区間を複数に分割して複数の診断区間とし、各診断区間のそれぞれに診断用体積Ｖｃを求めて、それぞれの診断区間用の校正係数ｋを算出するように構成してあるので、各診断区間のそれぞれの流量誤差に応じた校正ができる。 As described above, according to the flow control device 200 and the diagnosis mechanism 100 of the first embodiment, a plurality of fluid parameter change sections in which the pressure and flow rate of the fluid change after the flow control valve 2 is fully closed during self-calibration are provided. Are divided into a plurality of diagnosis sections, and a diagnosis volume Vc is obtained for each diagnosis section, and a calibration coefficient k for each diagnosis section is calculated. Calibration according to flow rate error is possible.
従って、単一の校正係数ｋで測定レンジ全体をオフセットするような校正ではなく、図４のグラフに示されるように流量センサ３の測定レンジ全体に亘ってそれぞれ校正量を異ならせることで、測定レンジ全体において均一な流量精度を得ることができる。 Therefore, the calibration is not performed by offsetting the entire measurement range with a single calibration coefficient k, but by making the calibration amounts different over the entire measurement range of the flow sensor 3 as shown in the graph of FIG. A uniform flow rate accuracy can be obtained over the entire range.
また、検定対象である流量センサ３から出力される流量の測定値Ｑに基づいて自己校正を行うように構成してあるので、半導体製造プロセスから流量制御装置２００を取り外すことなく適宜自己校正を行うことができ、長期間に亘って流量制御装置２００の流量精度を許容流量精度範囲内に収めることができ、製品寿命をのばすことができる。さらに、自己校正が適宜行われることになるので、流量制御装置２００から出力される流量についても信頼性を高めることができる。 Further, since the self-calibration is performed based on the flow rate measurement value Q output from the flow sensor 3 to be verified, the self-calibration is appropriately performed without removing the flow control device 200 from the semiconductor manufacturing process. The flow rate accuracy of the flow rate control device 200 can be kept within the allowable flow rate accuracy range over a long period of time, and the product life can be extended. Furthermore, since self-calibration is appropriately performed, the reliability of the flow rate output from the flow rate control device 200 can be improved.
さらに、診断用パラメータとして前記流量センサ３から出力される流量の積分値を用いて算出される診断用体積Ｖｃを用いているので、流量センサ３から出力される測定値にノイズがあったとしても平均化効果によりノイズ影響を低減することができる。従って検定や校正における精度を高めることができる。加えて、診断用体積Ｖｃを用いる場合、比較対象となる基準体積Ｖｓは１つだけ用意すればよいので、基準作成を行う手間を少なくできる。 Furthermore, since the diagnostic volume Vc calculated using the integral value of the flow rate output from the flow sensor 3 is used as the diagnostic parameter, even if there is noise in the measured value output from the flow sensor 3 Noise effect can be reduced by the averaging effect. Therefore, accuracy in calibration and calibration can be increased. In addition, when the diagnostic volume Vc is used, only one reference volume Vs to be compared needs to be prepared.
次に第１実施形態の変形例について説明する。 Next, a modification of the first embodiment will be described.
前記診断区間は、流量センサ３において測定される測定値から決まる値であったが、診断区間の開始点及び終了点について流量制御バルブ２が全閉されてからの経過時間により予め定められているものであっても構わない。より具体的に図６に示すように診断区間の各期間長を固定して、逆に各診断区間の開始点と終了点における流量が時間から定められるようにしてもよい。 The diagnosis section is a value determined from the measurement value measured by the flow sensor 3, but is determined in advance by the elapsed time after the flow control valve 2 is fully closed at the start point and end point of the diagnosis section. It doesn't matter. More specifically, as shown in FIG. 6, each period length of the diagnosis section may be fixed, and conversely, the flow rate at the start point and end point of each diagnosis section may be determined from the time.
要するに、流体パラメータ変化区間の分割方法については第１実施形態に示したものに限られず、適した分割方法を採用すればよい。例えば、測定値に基づいて診断区間を決める場合であっても、１０〜２０％、２０〜３０％等のように等間隔の測定値で診断区間を決定するのではなく、１０〜２０％、２０〜４０％のように各診断区間の対応する測定値の範囲が異なっていても構わない。すなわち診断パラメータ変化区間を２つ以上の診断区間に分割して、検定、校正を行うものであれば第１実施形態と略同様の効果を得ることができる。 In short, the dividing method of the fluid parameter change section is not limited to that shown in the first embodiment, and a suitable dividing method may be adopted. For example, even in the case where the diagnosis interval is determined based on the measurement value, the diagnosis interval is not determined by the measurement value at equal intervals, such as 10-20%, 20-30%, etc. The range of the corresponding measurement value in each diagnosis section may be different, such as 20 to 40%. That is, if the diagnostic parameter change section is divided into two or more diagnostic sections to perform verification and calibration, substantially the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
また、第１実施形態の流量制御装置２００においては、前記流体抵抗３２の下流側には圧力センサを省略したものであったが、下流側の圧力変化が無視できないような場合には、図７に示すように流体抵抗３２の下流側にも圧力センサ３３を設けてもよい。この場合、流量算出部３４は２つの圧力センサ３１、３３からの出力に基づいて流量を算出することになり、前記診断機構１００においては、基準体積Ｖｓの圧力を測定することができる圧力センサ３１の圧力を用いて検定、校正を行うことになる。 Further, in the flow control device 200 of the first embodiment, the pressure sensor is omitted on the downstream side of the fluid resistance 32. However, when the downstream pressure change cannot be ignored, FIG. The pressure sensor 33 may be provided on the downstream side of the fluid resistance 32 as shown in FIG. In this case, the flow rate calculation unit 34 calculates the flow rate based on the outputs from the two pressure sensors 31 and 33, and in the diagnostic mechanism 100, the pressure sensor 31 that can measure the pressure of the reference volume Vs. The calibration and calibration will be performed using the pressure of.
次に第２実施形態の診断機構１００について図８を参照しながら説明する。なお、第２実施形態における圧力センサＳ１及び流量センサＳ２以外の部材については第１実施形態に対応するものは同じ符号を付すこととする。なお、Ｓ１、Ｓ２の符号を付したセンサは流量制御には関係しないセンサを指している。 Next, the diagnosis mechanism 100 of the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the members other than the pressure sensor S1 and the flow rate sensor S2 in the second embodiment, those corresponding to the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In addition, the sensor which attached | subjected the code | symbol of S1 and S2 has pointed out the sensor which is not related to flow control.
第２実施形態の診断機構１００は、第１実施形態のように流量制御装置２００の一部として構成されるものではなく、診断機構１００単体として例えばガスパネルシステム内に構成されたものである。 The diagnosis mechanism 100 of the second embodiment is not configured as a part of the flow control device 200 as in the first embodiment, but is configured as, for example, a gas panel system as the diagnosis mechanism 100 alone.
より具体的には、第２実施形態においては流路１上に設けられた流量制御バルブ２とは別の開閉バルブ２１を全閉して自己校正が行われる点と、基準体積Ｖｓが流路１だけでなく基準タンクＢＴも含むように構成してある点が第１実施形態とは異なっている。 More specifically, in the second embodiment, the self-calibration is performed by fully closing the open / close valve 21 different from the flow rate control valve 2 provided on the flow path 1, and the reference volume Vs is the flow path. This is different from the first embodiment in that it is configured to include not only 1 but also the reference tank BT.
すなわち、第２実施形態においては図８に示すように流路１上に上流側から、開閉バルブ２１、基準タンクＢＴ、圧力センサＳ１、検定対象である流量センサＳ２、流量制御バルブ２がこの順で設けてあり、前記診断機構１００は、前記開閉バルブ２１から流量センサＳ２までの空間になる流体が流出することにより生じる流体パラメータの変化に基づいて検定又は校正を行うものである。なお、この検定又は校正が行われている間は、前記流量制御バルブ２は全開もしくは所定開度で一定に保つようにしてある。 That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 8, the opening / closing valve 21, the reference tank BT, the pressure sensor S1, the flow sensor S2 to be verified, and the flow control valve 2 are arranged in this order from the upstream side on the flow path 1. The diagnostic mechanism 100 performs verification or calibration based on a change in fluid parameters caused by the flow of fluid in the space from the on-off valve 21 to the flow rate sensor S2. While the verification or calibration is being performed, the flow control valve 2 is kept fully open or constant at a predetermined opening.
このようなものであっても、第１実施形態の診断機構１００と同様に流量センサＳ２の測定値について検定又は校正することができる。より具体的には、図９のグラフに示すように第２実施形態の診断機構１００も前記圧力センサＳ１と前記流量センサＳ２の値に基づいて基準体積Ｖｓの値を各診断区間のそれぞれについて算出し、前記診断部６による検定又は校正を行うことができる。全閉されるバルブが検定対象である流量センサＳ２よりも上流側にある場合には、流量が低下するとともに、圧力も低下することになる。 Even in such a case, the measurement value of the flow sensor S2 can be verified or calibrated as in the diagnosis mechanism 100 of the first embodiment. More specifically, as shown in the graph of FIG. 9, the diagnosis mechanism 100 of the second embodiment also calculates the value of the reference volume Vs for each diagnosis section based on the values of the pressure sensor S1 and the flow rate sensor S2. Then, the examination or calibration by the diagnosis unit 6 can be performed. When the valve that is fully closed is on the upstream side of the flow rate sensor S2 to be verified, the flow rate is reduced and the pressure is also reduced.
第２実施形態の変形例について説明する。例えば前記基準タンクＢＴの上流だけなく下流側において流量センサＳ２との間にさらにもう一つの下流側開閉バルブが設けてあり、前記バルブ全閉部７が、最初は上流側の開閉バルブ２１を開放状態にしておくとともに下流側開閉バルブを最初は全閉状態にしておき、基準タンクＢＴに十分な量の流体を貯め込んだ後に、基準タンクＢＴの上流側の開閉バルブ２１を全閉して、下流側開閉バルブを開放状態にして、流量センサＳ２による流体パラメータ変化区間における測定が行えるようにしても構わない。このようなものであっても下流側開閉バルブを全閉状態から開放状態へと変化させて図９のグラフに示されるような流量、圧力の変化が生じる流体パラメータ変化区間を作ることができ、同様に流量センサＳ２の校正を行うことができる。さらに、基準タンクＢＴの上流側にある開閉バルブ２１について省略し、前述した基準タンクＢＴの下流側にある開閉バルブを全閉状態から開放状態へと変化させることにより流体パラメータ変化区間を生じさせるようにしてもよい。 A modification of the second embodiment will be described. For example, another downstream opening / closing valve is provided between the flow rate sensor S2 on the downstream side as well as the upstream side of the reference tank BT, and the valve fully closing portion 7 initially opens the upstream opening / closing valve 21. The downstream open / close valve is initially fully closed, and after storing a sufficient amount of fluid in the reference tank BT, the open / close valve 21 upstream of the reference tank BT is fully closed, The downstream opening / closing valve may be opened so that measurement can be performed in the fluid parameter changing section by the flow rate sensor S2. Even in such a case, by changing the downstream on-off valve from the fully closed state to the open state, it is possible to create a fluid parameter change section in which a change in flow rate and pressure occurs as shown in the graph of FIG. Similarly, the flow sensor S2 can be calibrated. Further, the on-off valve 21 on the upstream side of the reference tank BT is omitted, and the fluid parameter changing section is generated by changing the above-described on-off valve on the downstream side of the reference tank BT from the fully closed state to the open state. It may be.
次に第３実施形態の診断機構１００について図１０を参照しながら説明する。第３実施形態の診断機構１００は流路１上に、上流側から流量センサＳ２、圧力センサＳ１、基準タンクＢＴ、流量制御バルブ２が設けられている点と、検定対象である流量センサＳ２の下流側にある流量制御バルブ２が全閉される点において第２実施形態の診断機構１００と異なっている。 Next, the diagnosis mechanism 100 of the third embodiment will be described with reference to FIG. The diagnosis mechanism 100 according to the third embodiment is provided with a flow rate sensor S2, a pressure sensor S1, a reference tank BT, and a flow rate control valve 2 from the upstream side on the flow path 1, and the flow rate sensor S2 to be verified. This is different from the diagnostic mechanism 100 of the second embodiment in that the flow rate control valve 2 on the downstream side is fully closed.
このような構成の場合、図１１のグラフに示すように前記流量制御バルブ２が全閉されてから流量が低下していくに従って、前記圧力センサＳ１で測定される圧力は上昇していくことになる。このような流体パラメータの変化が生じる場合でも第１実施形態及び第２実施形態と同様の手法で診断用パラメータを算出して、基準パラメータとの比較により測定値の検定又は校正を行うことができる。 In the case of such a configuration, as shown in the graph of FIG. 11, the pressure measured by the pressure sensor S1 increases as the flow rate decreases after the flow rate control valve 2 is fully closed. Become. Even when such fluid parameter changes occur, diagnostic parameters can be calculated by the same method as in the first and second embodiments, and the measured values can be verified or calibrated by comparison with reference parameters. .
次に第４実施形態の診断機構１００について図１２を参照しながら説明する。第４実施形態の診断機構１００は、流量制御装置２００の一部を構成するものではなく、圧力制御装置３００の一部を構成するものである。さらに、第４実施形態の診断機構１００は、流量の測定値Ｑの検定又は校正を行うのではなく、圧力の測定値Ｐの検定又は校正を各診断区間のそれぞれについて行うものである。 Next, a diagnosis mechanism 100 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The diagnosis mechanism 100 according to the fourth embodiment does not constitute a part of the flow control device 200 but constitutes a part of the pressure control device 300. Furthermore, the diagnostic mechanism 100 of the fourth embodiment does not perform verification or calibration of the flow rate measurement value Q, but performs verification or calibration of the pressure measurement value P for each diagnostic section.
より具体的には、第４実施形態の圧力制御装置３００における圧力制御機構は、図１２に示すように基板ブロックＢ内に形成された流路１上に、上流から圧力制御バルブ２と、圧力センサＳ１とがこの順で設けられたものであり、バルブ制御部４１は、前記圧力センサＳ１から出力される測定値と予め設定される設定圧力値との偏差が小さくなるように前記圧力制御バルブ２の開度を制御するように構成してある。 More specifically, the pressure control mechanism in the pressure control device 300 according to the fourth embodiment includes a pressure control valve 2 and a pressure from above on the flow path 1 formed in the substrate block B as shown in FIG. The sensor S1 is provided in this order, and the valve control unit 41 is configured so that the deviation between the measured value output from the pressure sensor S1 and a preset pressure value is reduced. The degree of opening of 2 is controlled.
第４実施形態の圧力制御装置３００の一部を構成する診断機構１００は、前記診断用パラメータ及び前記診断部６において使用される各種パラメータ及び診断用パラメータの算出方法が第１乃至第３実施形態とは異なっている。 In the diagnosis mechanism 100 constituting a part of the pressure control device 300 of the fourth embodiment, the diagnosis parameters and various parameters used in the diagnosis unit 6 and the calculation methods of the diagnosis parameters are the first to third embodiments. Is different.
すなわち、前記診断用パラメータ算出部５は、検定対象である圧力センサＳ１から出力される測定値に基づいて、流体パラメータ変化区間を複数の診断区間に分割するとともに、圧力の測定値Ｐだけで各診断区間の診断用パラメータを算出するように構成してある。 That is, the diagnostic parameter calculation unit 5 divides the fluid parameter change section into a plurality of diagnosis sections based on the measurement value output from the pressure sensor S1 to be verified, and each of the pressure measurement values P alone. The diagnostic parameters for the diagnostic section are calculated.
より具体的には、第４実施形態では図１３のグラフに示すように圧力センサＳ１から出力される測定値が予め定められた値となる点を各診断区間の開始点及び終了点とするように構成してあり、１０〜５０ＫＰａ、５０〜９０ＫＰａ，９０〜１３０ＫＰａの３つの診断区間に分割するようにしてある。 More specifically, in the fourth embodiment, as shown in the graph of FIG. 13, the points at which the measurement values output from the pressure sensor S1 become predetermined values are set as the start point and end point of each diagnosis section. And is divided into three diagnostic sections of 10 to 50 KPa, 50 to 90 KPa, and 90 to 130 KPa.
そして、各診断区間を規定する圧力値となった開始点及び終了点の時刻から算出される区間長を診断用パラメータ算出部５は診断用パラメータとして出力するようにしてある。すなわち、第４実施形態において診断用パラメータは各診断区間の区間長である診断用区間長Δｔであり、前記診断部６において用いられる基準パラメータは圧力センサＳ１が正常であるときに算出された診断用区間長Δｔである基準区間長Δｔｓが用いられる。 Then, the diagnostic parameter calculation unit 5 outputs the section length calculated from the time of the start point and the end point at which the pressure value defining each diagnostic section is obtained as a diagnostic parameter. That is, in the fourth embodiment, the diagnosis parameter is a diagnosis section length Δt that is a section length of each diagnosis section, and the reference parameter used in the diagnosis unit 6 is a diagnosis calculated when the pressure sensor S1 is normal. A reference section length Δts, which is a section length Δt, is used.
より具体的には、前記診断部６において使用される基準区間長Δｔｓは、図１３に示されるように各診断区間においてそれぞれ異なる値が用いられる。そして、前記診断部６は、診断用区間長Δｔと基準区間長Δｔｓの差分又は比が所定値以上であるかどうかに基づいて、どの診断区間において圧力の測定値Ｐに問題があるかを検定するようにしてある。 More specifically, the reference section length Δts used in the diagnosis unit 6 is different in each diagnosis section as shown in FIG. Then, the diagnosis unit 6 verifies in which diagnosis section the pressure measurement value P has a problem based on whether the difference or ratio between the diagnosis section length Δt and the reference section length Δts is greater than or equal to a predetermined value. To do.
さらに、前記診断部６は、基準区間長Δｔｓを診断用区間長Δｔで割った値を校正係数ｋとして出力し、前記バルブ制御部４１は、前記圧力センサＳ１から得られた圧力の測定値Ｐにこの校正係数ｋを乗じた上で圧力制御に用いるように構成してある。 Further, the diagnosis unit 6 outputs a value obtained by dividing the reference section length Δts by the diagnosis section length Δt as a calibration coefficient k, and the valve control unit 41 measures the measured pressure value P obtained from the pressure sensor S1. Is multiplied by the calibration coefficient k and used for pressure control.
このように、第４実施形態において説明したように本発明の診断機構１００は流量制御装置２００に限られず、圧力制御装置３００についても適用することができる。また、診断用パラメータとしては診断用体積Ｖｃではなく、各診断区間の長さを用いても各診断区間のそれぞれに対して検定又は校正を好適に行うことができる。なお、診断用パラメータとして各診断区間の区間長を用いるのは圧力の測定値Ｐを検定対象とする場合に限られず、流量の測定値Ｑを検定対象とする場合にも同様に適用することができる。また、期間長の取り方は例えばバルブが全閉された時刻と、診断区間の終了点との差で表したものであっても構わない。 Thus, as explained in the fourth embodiment, the diagnosis mechanism 100 of the present invention is not limited to the flow control device 200 but can be applied to the pressure control device 300. Further, even if the length of each diagnostic section is used as the diagnostic parameter instead of the diagnostic volume Vc, the test or calibration can be suitably performed for each diagnostic section. The use of the section length of each diagnosis section as a diagnostic parameter is not limited to the case where the pressure measurement value P is used as a test target, and the same applies to the case where the flow rate measurement value Q is used as a test target. it can. Moreover, the method of taking the period length may be expressed by the difference between the time when the valve is fully closed and the end point of the diagnostic section, for example.
その他の実施形態について説明する。 Other embodiments will be described.
前記各実施形態については、前記診断部は検定及び構成の両方を行うものであったが、いずれか一方のみを行うように構成しても構わない。また、前記診断部は、基準パラメータを診断用パラメータで割った値を校正係数として複数の診断区間に対してそれぞれ出力するように構成していたが、例えば、検定において測定値に異常があると検定された区間についてのみ校正係数を出力するように構成しても構わない。さらに、この校正方法については、流体パラメータ変化区間が複数の診断区間に分割されている態様だけに限られず、流体パラメータ変化区間を分割せず、全体を１つの診断区間としている場合にも適用することができる。すなわち、図１４に示されるような診断区間を設定して、診断用パラメータと基準パラメータから校正係数を診断部が算出するようにしても構わない。 In each of the embodiments, the diagnosis unit performs both the test and the configuration, but may be configured to perform only one of them. In addition, the diagnosis unit is configured to output a value obtained by dividing the reference parameter by the diagnosis parameter as a calibration coefficient for each of the plurality of diagnosis sections. The calibration coefficient may be output only for the verified section. Furthermore, this calibration method is not limited to a mode in which the fluid parameter change section is divided into a plurality of diagnosis sections, and is also applied to the case where the fluid parameter change section is not divided and the whole is one diagnosis section. be able to. That is, a diagnostic section as shown in FIG. 14 may be set so that the diagnostic unit calculates the calibration coefficient from the diagnostic parameter and the reference parameter.
また、校正部が算出する校正係数の形式は各実施形態に記載したものに限られない。例えば、校正部が校正用パラメータと基準パラメータの差分の絶対値から校正係数を算出するようにしても構わない。また、校正係数は流量センサの測定値に対して乗じることにより、校正を行うようにしているが、例えば流量制御が安定しており、設定流量値と流量センサの測定値が略一致している状況等においては、設定流量値に対して校正係数を乗じることで、校正された測定値としても構わない。 The format of the calibration coefficient calculated by the calibration unit is not limited to that described in each embodiment. For example, the calibration unit may calculate the calibration coefficient from the absolute value of the difference between the calibration parameter and the reference parameter. In addition, the calibration coefficient is multiplied by the measured value of the flow sensor to calibrate. For example, the flow control is stable, and the set flow value and the measured value of the flow sensor are substantially the same. In a situation or the like, a calibrated measurement value may be obtained by multiplying the set flow rate value by a calibration coefficient.
各実施形態に示したように、流体機器の配列の順番は適宜変更することができる。要するに検定対象となるセンサが、基準体積における流体の流体パラメータを測定できるように構成してあれば、その順番については特に限定されない。 As shown in each embodiment, the order of arrangement of the fluid devices can be changed as appropriate. In short, as long as the sensor to be verified is configured to be able to measure the fluid parameter of the fluid in the reference volume, the order is not particularly limited.
流量センサの測定原理については前記各実施形態では差圧式（圧力式）のものを示しているが、本発明は熱式の測定原理に基づく流量センサであっても同様に適用することができる。 As for the measurement principle of the flow rate sensor, a differential pressure type (pressure type) is shown in each of the above embodiments, but the present invention can be similarly applied to a flow rate sensor based on a thermal type measurement principle.
また、本発明の診断用パラメータ算出部と、診断部とを構成するためのプログラムを既存の流量制御装置及び圧力制御装置等にインストールすれば、後付けで本発明の機能を付加することもできる。 Moreover, if the program for constituting the diagnostic parameter calculation part of this invention and a diagnostic part is installed in the existing flow control apparatus, a pressure control apparatus, etc., the function of this invention can also be added later.
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な変形や各実施形態の組み合わせを行っても構わない。 In addition, various modifications and combinations of the embodiments may be performed without departing from the spirit of the present invention.
２００ ：流量制御装置
３００ ：圧力制御装置
１００ ：診断機構
１ ：流路
２ ：流量制御バルブ（圧力制御バルブ）
２１ ：開閉バルブ
３ ：流量センサ
３４ ：流量算出部
５ ：診断用パラメータ算出部
６ ：診断部
７ ：バルブ全閉部
１０ ：情報処理回路
４１ ：バルブ制御部
Ｂ ：基板ブロック
Ｂ１ ：導入ポート
Ｂ２ ：導出ポート
ＢＰ１ ：主取付面
ＢＰ２ ：副取付面
ＢＴ ：基準タンク
Ｃ ：ケーシング
Ｖｃ ：診断用体積
Ｖｓ ：基準体積
ｋ ：校正係数
Δｔ ：診断用区間長
Δｔｓ ：基準区間長
200: Flow control device 300: Pressure control device 100: Diagnosis mechanism 1: Flow path 2: Flow control valve (pressure control valve)
21: Open / close valve 3: Flow rate sensor 34: Flow rate calculation unit 5: Diagnosis parameter calculation unit 6: Diagnosis unit 7: Valve fully closed unit 10: Information processing circuit 41: Valve control unit B: Board block B1: Introducing port B2: Derivation port BP1: Main mounting surface BP2: Sub mounting surface BT: Reference tank C: Casing Vc: Diagnosis volume Vs: Reference volume k: Calibration coefficient Δt: Diagnosis section length Δts: Reference section length
Claims (9)
前記流路上に設けられたバルブを全閉させる全閉信号を出力するバルブ全閉部と、
前記バルブが全閉状態で維持されている状態、又は、全閉状態から開放状態へと変化した状態であり、時間経過に対して前記流路を流れる流体の流量又は圧力が変化している流体パラメータ変化区間を複数の診断区間に分割するとともに、各診断区間において前記流体センサから出力される流量又は圧力の測定値に基づいて各診断区間の診断用パラメータをそれぞれ算出する診断用パラメータ算出部と、
各診断区間においてそれぞれ算出された診断用パラメータと、予め定められた基準パラメータとに基づいて、前記流体センサが各診断区間においてそれぞれ出力する流量又は圧力の測定値をそれぞれ個別に検定又は校正する診断部とを備えていることを特徴とする診断機構。 A diagnostic mechanism for verifying or calibrating a measured value of a fluid sensor that measures a flow rate or pressure of a fluid flowing in a flow path,
A valve fully-closed portion for outputting a fully-closed signal for fully closing the valve provided on the flow path;
A fluid in which the valve is maintained in a fully closed state or a state in which the valve is changed from a fully closed state to an open state, and the flow rate or pressure of the fluid flowing through the flow path changes with time. A diagnostic parameter calculation unit that divides the parameter change section into a plurality of diagnostic sections and calculates diagnostic parameters for each diagnostic section based on measured values of flow rate or pressure output from the fluid sensor in each diagnostic section; ,
Diagnosis that individually verifies or calibrates the measured values of the flow rate or pressure that the fluid sensor outputs in each diagnostic section based on the diagnostic parameters calculated in each diagnostic section and the predetermined reference parameters, respectively. And a diagnostic mechanism.
前記基準パラメータが、予め定められた基準体積であり、当該基準体積は、前記流体センサが正常時において前記診断用パラメータ算出部により算出された診断用体積である請求項１又は２記載の診断機構。 The diagnostic parameter is a diagnostic volume calculated based on an integral value of the flow rate of the fluid flowing through the flow path for each diagnostic section,
The diagnostic mechanism according to claim 1, wherein the reference parameter is a predetermined reference volume, and the reference volume is a diagnostic volume calculated by the diagnostic parameter calculation unit when the fluid sensor is normal. .
前記基準パラメータが、各診断区間について予め定められた基準期間長であり、当該基準期間長は、前記流体センサが正常時において前記診断用パラメータ算出部により各診断区間のそれぞれについて算出された診断用期間長である請求項１乃至３いずれかに記載の診断機構。 The diagnostic parameter is a diagnostic period length that is a period length of each diagnostic section calculated based on a start point and an end point of each diagnostic section,
The reference parameter is a reference period length predetermined for each diagnosis section, and the reference period length is calculated for each diagnosis section by the diagnosis parameter calculation unit when the fluid sensor is normal. The diagnostic mechanism according to claim 1, wherein the diagnostic mechanism is a period length.
前記流路上に設けられたバルブを全閉させる全閉信号を出力するバルブ全閉ステップと、
前記バルブが全閉状態で維持されている状態、又は、全閉状態から開放状態へと変化した状態であり、時間経過に対して前記流路を流れる流体の流量又は圧力が変化している流体パラメータ変化区間を複数の診断区間に分割するとともに、各診断区間において前記流体センサから出力される流量又は圧力の測定値に基づいて各診断区間の診断用パラメータをそれぞれ算出する診断用パラメータ算出ステップと、
各診断区間においてそれぞれ算出された診断用パラメータと、予め定められた基準パラメータとに基づいて、前記流体センサが各診断区間においてそれぞれ出力する流量又は圧力の測定値をそれぞれ個別に検定又は校正する診断ステップとを備えていることを特徴とする診断方法。 A diagnostic method for verifying or calibrating a measured value of a fluid sensor that measures a flow rate or pressure of a fluid flowing in a flow path,
A valve fully-closing step for outputting a fully-closed signal for fully closing the valve provided on the flow path;
A fluid in which the valve is maintained in a fully closed state or a state in which the valve is changed from a fully closed state to an open state, and the flow rate or pressure of the fluid flowing through the flow path changes with time. A diagnostic parameter calculation step for dividing the parameter change section into a plurality of diagnostic sections and calculating diagnostic parameters for each diagnostic section based on a flow rate or pressure measurement value output from the fluid sensor in each diagnostic section; ,
Diagnosis that individually verifies or calibrates the measured values of the flow rate or pressure that the fluid sensor outputs in each diagnostic section based on the diagnostic parameters calculated in each diagnostic section and the predetermined reference parameters, respectively. And a diagnostic method.
前記流路上に設けられたバルブを全閉させる全閉信号を出力するバルブ全閉部と、A valve fully-closed portion for outputting a fully-closed signal for fully closing the valve provided on the flow path;
前記バルブが全閉状態で維持されている状態、又は、全閉状態から開放状態へと変化した状態であり、時間経過に対して前記流路を流れる流体の流量又は圧力が変化している流体パラメータ変化区間を複数の診断区間に分割するとともに、各診断区間において前記流体センサから出力される流量又は圧力の測定値に基づいて各診断区間の診断用パラメータをそれぞれ算出する診断用パラメータ算出部と、A fluid in which the valve is maintained in a fully closed state or a state in which the valve is changed from a fully closed state to an open state, and the flow rate or pressure of the fluid flowing through the flow path changes with time. A diagnostic parameter calculation unit that divides the parameter change section into a plurality of diagnostic sections and calculates diagnostic parameters for each diagnostic section based on measured values of flow rate or pressure output from the fluid sensor in each diagnostic section; ,
各診断区間においてそれぞれ算出された診断用パラメータと、予め定められた基準パラメータとに基づいて、前記流体センサが各診断区間においてそれぞれ出力する流量又は圧力の測定値をそれぞれ個別に検定又は校正する診断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診断機構用プログラム。Diagnosis that individually verifies or calibrates the measured values of the flow rate or pressure that the fluid sensor outputs in each diagnostic section based on the diagnostic parameters calculated in each diagnostic section and the predetermined reference parameters, respectively. A diagnostic mechanism program that causes a computer to perform the function as a unit.
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| US14/706,789 US9797765B2 (en) | 2012-09-21 | 2015-05-07 | Self-calibrating mechanism and self-calibrating method for flow rate sensor, and diagnostic mechanism and diagnostic method for fluid sensor |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108469803A (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-31 | 阿自倍尔株式会社 | It safeguards judge index apparatus for predicting, volume control device and safeguards judge index estimating method |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9057636B2 (en) | 2012-09-21 | 2015-06-16 | Horiba Stec, Co. Ltd. | Self-calibrating mechanism and self-calibrating method for flow rate sensor, and diagnostic mechanism and diagnostic method for fluid sensor |
| CN108027618B (en) * | 2015-09-24 | 2021-01-29 | 株式会社富士金 | Pressure type flow rate control device and abnormality detection method thereof |
| CN108139760A (en) * | 2015-10-28 | 2018-06-08 | 株式会社富士金 | Flow signal correction method and use its volume control device |
| JP6795832B2 (en) | 2016-07-05 | 2020-12-02 | 株式会社フジキン | Flow control equipment, flow calibration method for flow control equipment, flow measurement equipment and flow measurement method using flow measurement equipment |
| JP7008499B2 (en) * | 2017-12-27 | 2022-01-25 | 株式会社堀場エステック | Calibration data creation device, calibration data creation method, and flow control device |
| JP7217742B2 (en) | 2018-04-19 | 2023-02-03 | 株式会社堀場エステック | Flow control device, diagnostic method, and program for flow control device |
| JP7393143B2 (en) * | 2019-07-03 | 2023-12-06 | 東京エレクトロン株式会社 | Calibration method for liquid processing equipment and flow rate detection unit |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3890138B2 (en) * | 1998-04-10 | 2007-03-07 | シーケーディ株式会社 | Flow controller |
| JP4788920B2 (en) * | 2006-03-20 | 2011-10-05 | 日立金属株式会社 | Mass flow control device, verification method thereof, and semiconductor manufacturing device |
| KR20090075816A (en) * | 2006-11-02 | 2009-07-09 | 가부시키가이샤 호리바 에스텍 | Diagnostic mechanism in differential pressure type mass flow controller |
| JP5607566B2 (en) * | 2011-03-29 | 2014-10-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | Terahertz wave spectrometer |
-
2012
- 2012-09-21 JP JP2012207978A patent/JP5931668B2/en active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108469803A (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-31 | 阿自倍尔株式会社 | It safeguards judge index apparatus for predicting, volume control device and safeguards judge index estimating method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014063348A (en) | 2014-04-10 |
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