[发明专利]流量测量装置和流量控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及根据压力测量例如半导体加工中使用的材料气体等的流量的流量测量装置以及使用了该流量测量装置的流量控制装置。

背景技术

所述种类的流量测量装置和流量控制装置，通过设置流体阻力部件，根据该流体阻力部件前后的压力来计算出流量（在半导体加工等中，当如在下游连接有真空室时等那样下游压力低的情况下，仅使用上游的压力就可以高精度计算出流量）。

公知的有下述的装置：形成作为集成块的一个共通的主体单元，并在该主体单元上安装所述流体阻力部件和压力传感器，从而形成一体，在所述集成块的内部例如形成有流路。

为了更准确地计算出流量，还需要流体的温度。例如，如果是使用电阻元件类型的压力传感器，由于电阻元件的电阻值因温度发生变化，所以测量值会出现误差，因此通过测量压力传感器的温度，可以测量到误差得到补偿的准确的压力。此外，因为流体温度会对粘性等造成影响，所以如果知道流体阻力部件中的流体温度，则可以更准确地计算出流量。

因此，例如如图13所示，以往将温度传感器安装在主体单元上，将温度传感器表示的温度看作所述流体阻力部件和压力传感器的温度来计算出所述流量。

另一方面，近年来在追求设备紧凑化和简单化的情况下，安装在流量测量装置或流量控制装置的前后的开关阀等，从气动式改变为电磁式，且配置得更加接近。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实用新型公开公报实开平2-55123号

可是，根据本发明人专心研究的结果发现，由于从电磁式开关阀等通电时发出的热量，如果将所述开关阀配置在流量测量装置或流量控制装置附近，则压力传感器和流体阻力部件的温度随时间变动，而且在各处会产生温度不同的现象。

这时，如果还按照以往那样在一处测量温度，则该温度就不一定表示实际的压力传感器中的温度或流体阻力部件中的温度，从而存在会导致产生测量误差的问题。然而如果单纯地增加温度传感器，又会导致不能满足紧凑化等的要求。

发明内容

鉴于本发明人首次发现的所述问题，本发明的主要目的在于提供一种流量测量装置和流量控制装置，能够提高流量测量精度而不会损害紧凑性。

即，本发明提供一种流量测量装置，其包括：流体阻力部件，流过测量的对象流体；上游压力传感器，包括感压面，所述流体阻力部件的上游的对象流体导向该感压面，所述上游压力传感器能分别或同时在压力测量模式和温度测量模式下进行动作，在所述压力测量模式下，所述上游压力传感器能根据以与该感压面的变形联动而变形的方式设置的电阻元件的电阻值的变化测量所述对象流体的压力，在所述温度测量模式下，所述上游压力传感器能根据所述电阻元件因温度产生的电阻值的变化测量该压力传感器的温度；温度检测部件，配置于能测量流过所述流体阻力部件的对象流体的温度的位置；以及流量计算部，至少根据在所述压力测量模式下测量到的上游流路的压力、所述流体阻力部件的压力—流量特性、在所述温度测量模式下测量到的上游压力传感器的温度和由所述温度检测部件测量到的所述流体阻力部件中的对象流体的温度，计算出所述对象流体的流量。

还可以在流量计算部的计算参数中使用所述流体阻力部件所具有的压力—流量特性。

本发明的流量测量装置包括：流体阻力部件，流过测量的对象流体；上游压力传感器，包括感压面，所述流体阻力部件的上游的对象流体导向该感压面，所述上游压力传感器能根据以与该感压面的变形联动而变形的方式设置的电阻元件的电阻值的变化测量所述对象流体的压力，并且能根据所述电阻元件因温度产生的电阻值的变化测量该压力传感器的温度；温度检测部件，配置于能测量流过所述流体阻力部件的对象流体的温度的位置；以及流量计算部，至少根据由所述上游压力传感器测量到的上游流路的压力、所述流体阻力部件的压力—流量特性、由所述上游压力传感器测量到的上游压力传感器的温度及由所述温度检测部件测量到的所述流体阻力部件中的对象流体的温度，计算出所述对象流体的流量。

按照所述的流量测量装置，即使假设因从电磁式开关阀等通电时发出的热量，压力传感器和流体阻力部件的温度随时间变动且各处的温度不同，也由于单独地测量压力传感器的温度和流过流体阻力部件的对象流体的温度，并将各测量温度作为计算对象流体的流量时的计算参数，因此能计算出极高精度的流量。

此外，由于将用于测量压力的电阻元件作为测量压力传感器的温度的部件共用，所以不会损害紧凑性。

优选的是，测量对象流体的温度的所述温度检测部件设置在流体阻力部件的附近。