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2013年4月 3日 (水)

真・MFC千夜一夜物語 第28夜 層流素子が不要なマスフロー

MFC(マスフローコントローラー)に関しての四方山話をさせて頂いている真・MFC千夜一夜物語です。

本来、このブログでは、過去の連載「MFC千夜一夜物語」及び「新・MFC千夜一夜物語」の再編集・修正加筆を施した「リマスター版」と位置づけておりますが、大人の事情で今回の28夜は完全新作です。

 次回から大流量用MFCに関してのお話をさせて頂くのですが、今までご説明していなかった「層流素子(バイパス)」という流量センサーの補器ともいえる部分の構造に触れる連載になることは前回お話ししました。下の図を見て頂くと、熱式流量センサーの下部にバイパス(層流素子)という部分が存在しているがわかるかと思います。

130403_02

                       

 

この部分の詳細は次々回からご説明させて頂くので、ここでは簡単に。

熱式流量センサーにバイパス(層流素子)が必要な理由は、センサーが入ってきたガス全てを計測することができないからです。

第9夜でご説明した巻線を用いた熱式流量センサーの原理で計測できる最大流量は、だいたい10cc/min程しかないのです。それ以上の流量が流れ込んでもセンサー出力は飽和してしまいます。

そこで、大きな流量を担当するMFC/MFMではバイパス(層流素子)を使って、センサーに流れる流量との分流比率を一定にしながら流してやる必要があるのです。

 でも、世の中には必ずしもこのバイパスを必要としないMFCもあります。

 その1は、先ほどの説明をお読み頂ければおわかりかと思いますが、センサー管に流してもいい流量以下のフルスケールレンジで構わない微少流量タイプです。この流量レンジはメーカー、センサー方式、MFCの構造により異なりますので一概には言えませんが、いわゆる微少流量と言われるレンジの事ですので、あまり一般的に多用される事はありませんが・・・

その2は最近10年で普及したチップセンサータイプのMFCです。このタイプは、MEM技術で製作した小型ヒーター、熱センサーをチップ上に構築したものです。

巻線型との構造の比較を図にしてみました。

130403_01

ガスに直接センサーを接触させることで、巻線のようにセンサー管の外から熱を伝えるタイプよりはるかに感度のいい流量センサーを形成していますので、流入するガスの全量計測が一応可能です。

オーブンで暖まった食器を取り出す際に、素手で触れるか?それともオーブンミットを装着して触れるか?の差と考えて頂ければわかりやすいかもしれませんね。

ただし、このタイプはチップセンサーが腐食するような気体や、チップセンサーに付着堆積するような材料には使えないという弱点もあります。

 こういった例外はあるのですが、世の中にあるMFCの大半は、バイパス(層流素子)をも持っています。そしてそれが一番活躍する大流量MFCです。

次回からは、そのご説明に入ります。

 【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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