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2013年2月18日 (月)

真・MFC千夜一夜物語 第8夜 体積流量計と質量流量計って、どこがどう違うの?

最近ではiPhoneに代表されるスマートフォン、地デジ大画面液晶テレビ、ブルーレイHDDレコーダー等、いわゆるデジタル家電の普及が進んでいると思います。

ご存じですか?デジタル家電に搭載されているICやハードディスクなどの電子部品を製造する上でMFC(マスフローコントローラ)は欠かせないアイテムになっていることを?

実はMFCの8割がこういった電子部品製造に関連したガス流量制御に使用されているのです。それもMFC特有の「ある能力」を高く評価されているからなのです。

 

MFCの「ある能力」に関わる部分をお話をする前に、前回ご説明した「体積流量計」と「質量流量計」の違いを簡単な例を挙げてお話します。

既に体積流量と質量流量のお話をさせていただいていますので、もうおわかりかもしれませんが、今回は実際に各流量計の使い勝手で、その特性の一部をご紹介しましょう。

 

「体積流量計」は、①その構造の一部(主に流量計の二次側)を大気開放するような状態、すなわち流量計内部に圧力がかからない状態、②流量計二次側にある一定の背圧がかかる条件=二次圧が固定されている状態、このどちらかで用います。

これらの固定した圧力条件で製造された体積流量計を異なる条件で使用すると正しい流量を表示しなくなってしまいます。なぜなら流体に対する圧力変動による膨張・収縮があるからです。特に気体では体積に対して影響が大きいため、注意しなくてはいけません。

 

その為、そういった場合は適切な圧力条件の流量計を使用するか、もしくはその流量計の読み値に対する補正計算をする必要が生じます。一部には背圧がかかると大きく流量に影響してしまう流量計(石鹸膜流量計など)は、原則大気開放でのみ使用します。

 

これは温度に関しても同様です。

温度変化による体積の膨張・収縮が発生しますので、圧力と同様に製造された温度条件で使用するか、温度補正計算が必要になります。

 

つまり「体積流量計」は圧力が大きく変動したり、ガス温度が変わったりして、ガス密度が変化すると、正確な流量を指示できなくなる特性がある為、圧力、温度条件をあらかじめ固定条件にする必要があり、もしそれができない場合は、流量計の読み値に圧力・温度の補正計算を行う必要があるのです。

 

それに対して「質量流量計」は文字の示す通り、質量流量で検知しますので、流体が圧縮されたりして密度が変わった状態でも、不変と定義する事ができます。その為、ガスを質量流量で測定できる流量計を使う場合、「体積流量計」で必要だった圧力・温度の条件制約や、各々の補正計算を行う必要が無いので、ある程度の自由に設置し、使用することが可能になります。これは運用上、とても楽ですね。

 

この区分からすると質量流量計は体積流量計に遙かに優る流量計と言えます。確かに理論的に言えば「理想的な質量流量計」は優れた存在と言えますが、この「理想的な質量流量計」というのが「理想の結婚相手」と同じで、なかなか難しいものでして・・・(つづく)

 

【あなたにMFCの夜が来る~真・MFC千夜一夜物語】 by Deco EZ-Japan

 

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