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公開番号2025093734
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2023209559
出願日2023-12-12
発明の名称流量測定装置
出願人株式会社フジキン
代理人個人,個人
主分類G01F 1/34 20060101AFI20250617BHJP(測定;試験)
要約【課題】流量制御装置によって制御されたガスの流量をビルドアップ法によって精度よく測定することができる流量測定装置を提供する。
【解決手段】流量測定装置20は、流量制御装置10および下流バルブV1を有するガス供給システム100において、下流バルブV1とガス使用装置との間の流路に接続され、流量制御装置10によって制御されたガスの流量を測定するように構成されており、排気側開閉弁V2が設けられた排気用流路L2と、排気側開閉弁V2の上流側で排気用流路から分岐し、圧力センサ22および温度センサ24が設けられた測定用流路L3と、測定用流路L3に接続され、外部からのガスの流量を制御して測定用流路L3に流すための内蔵流量制御装置30とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
流量制御装置と、前記流量制御装置の下流側に設けられた下流バルブと、前記下流バルブの下流側の流路に接続されたガス使用装置とを有するガス供給システムにおいて、前記下流バルブと前記ガス使用装置との間の流路に接続され、前記流量制御装置によって制御されたガスの流量を測定するように構成された流量測定装置であって、
排気側開閉弁が設けられた排気用流路と、
排気側開閉弁の上流側で前記排気用流路から分岐し、圧力センサおよび温度センサが設けられた測定用流路と、
前記測定用流路に接続され、外部からのガスの流量を制御して前記測定用流路に流すための内蔵流量制御装置と
を備える、流量測定装置。
続きを表示（約 330 文字）【請求項２】
前記内蔵流量制御装置によって制御された流量で、閉じた前記測定用流路に外部からのガスを流したときの前記圧力センサの出力を監視することによって、前記測定用流路が構成するビルドアップ容量の容積を算出することができるように構成されている、請求項１に記載の流量測定装置。
【請求項３】
前記内蔵流量制御装置によって制御された流量で、前記下流バルブを閉じた状態で外部からのガスを前記測定用流路および前記下流バルブから流量測定装置までの流路に流したときの前記圧力センサの出力を監視することによって、前記下流バルブから流量測定装置までの流路の容積を算出することができるように構成されている、請求項１または２に記載の流量測定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造設備、薬品製造装置又は化学プラント等で使用される流量制御装置が制御したガスの流量を測定するための流量測定装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造設備又は化学プラント等において、プロセスチャンバなどのガス使用装置にガスを適切な流量で供給することが要求される。ガス流量の制御装置としては、マスフローコントローラ（熱式質量流量制御装置）や圧力式流量制御装置が知られている。
【０００３】
流量制御装置において、流量は高精度で管理する必要があり、随時、流量精度の確認や流量制御装置の校正を行うことが好ましい。流量制御装置が制御したガスの流量を測定するための流量測定方法として、例えばビルドアップ法が知られている。ビルドアップ法は、既知容量（ビルドアップ容量）の内部に流れ込むガスの圧力の変化を検出することによって流量を測定する方法である。
【０００４】
より詳細には、ビルドアップ法は、流量制御装置の下流に設けられた既知容積（Ｖ）の配管内又はタンク内にガスを流し、そのときのガス圧力上昇率（ΔＰ／Δｔ）とガス温度（Ｔ）とを測定することによって、流量を求める方法である。ビルドアップ法では、気体定数をＲとしたとき、例えば、Ｑ＝２２．４×（ΔＰ／Δｔ）×Ｖ／ＲＴに従って流量Ｑを求めることができる。
【０００５】
特許文献１には、ガス供給システムに組み込まれた流量制御装置の下流側に流量基準器としての流量測定装置を接続し、これを用いてビルドアップ法による流量測定を行う方法が開示されている。この方法では、流量測定装置が有するタンク内に流量制御装置からのガスを流入させ、タンク内での圧力上昇率を測定することによって流量を測定する。このようにして流量測定を行うことによって、流量制御装置の流量精度をいつでも確認することができるので、精度が低下しているときには流量制御装置を校正し、長期間にわたって信頼性の高い流量制御装置を提供することが可能である。
【０００６】
また、特許文献２には、ビルドアップ法による流量測定装置として、２つのバルブとそれら間の圧力を測定する圧力センサとを備え、流量制御装置の下流側に接続されるガス流量検定ユニットが開示されている。特許文献２に記載のガス流量検定ユニットでは、流量制御装置の下流側の流路と２つのバルブ間の流路とを合わせたものがビルドアップ容量として用いられている。
【０００７】
このようにビルドアップ法によって流量を測定する場合、既知容積の容量にガスを流し込む必要がある。そして、特許文献２に記載の流体システムのように、流量制御装置の下流側の流路もビルドアップ容量として用いる場合、ガス流量検定ユニット内の流路の容積だけでなく、流量制御装置とガス流量検定ユニットとの間の流路の容積も予め判っていなければならない。この流路容積は、既知の場合もあるが、ガス流量検定ユニットは種々の流体システムに接続されるため、接続時には不明の場合も多い。そこで、ガス流量検定ユニットを接続した流体システムごとに、ビルドアップ容量の容積を測定によって求める場合がある。
【０００８】
特許文献２では、ガス流量検定ユニットは、複数のガス供給ラインのそれぞれに設けられた流量制御装置の下流側の共通流路に接続されており、ガス流量検定ユニットを接続した後に、ビルドアップ容量を測定によって求めている。具体的には、１つのガス供給ラインの流量制御装置の上流側に高精度流量計を接続し、これによって判定できる正確な既知流量でガスを流すとともに、その時のビルドアップ容量における圧力上昇率を測定することによって、ビルドアップ容量の実際の容積Ｖを求めている。また、ボイル・シャルルの法則を利用して、システム側の流路体積およびビルドアップ容量の実際の容積Ｖを求める方法も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
国際公開第２０１２／０１４３７５号
特許第４８０１７２６号公報
特開２０２３－１６３３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ただし、特許文献２に記載の測定方式では、システム側流路体積を測定によって求める一方で、ガス流量検定ユニットを構成する２つの遮断弁の間の体積は、既知体積として記憶手段に予め格納されている必要がある。そして、流量測定時には、２つの遮断弁の間の既知体積を規定値として記憶手段から読み出した上で、システム側流路体積を測定および演算によって求めている。
（【００１１】以降は省略されています）

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