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2013年6月 5日 (水)

真・MFC千夜一夜物語 第62夜 ゼロ点ズレの五人目の容疑者は温度と?

MFC(マスフローコントローラー)のゼロ点ズレ 五人目の犯人、それは設置環境の変化なのです。

MFCのセンサーが熱式である事は、この連載で既に何度もお話ししていると思います。「熱式センサーであるということ」=「熱の移動をとらえてセンシングしている」訳ですから、決して周囲温度の変化に無関係でない事は、おわかりいただけると思います。

この事を端的に表すのは、MFCのカタログや取扱説明書にある 「使用温度範囲」「精度保証温度範囲」という表記です。例えば一般的には精度保証温度範囲:25±10といった記載があります。この温度範囲って、実は結構狭いですね?夏暑ければ外気温は40近いですし、冬の朝には0を下回る事もあるのが日本列島の気象条件です。

こういった温度条件の表記がある理由は、実はこの連載の冒頭「Mass Flow Controllerなんて名称自体が間違っていると!!」(=MFCは実は完全には質量流量を測定できていない)というDecoが指摘した内容の核心部につながります。質量流量ならば温度圧力の影響を受けずに不変であり、当然質量流量計の名を持つMFCには温度制限、温度影響は無いという解釈が正しいはずですが・・・現実には温度影響はあるのです。このお話の詳細は、もう少し後でさせていただきます。

ここではゼロ点への影響に関してお話をさせて頂きます。温度条件が変わると、安定していたゼロ点のバランスが崩れる可能性が発生します。対策としては、温度条件が大きく、急激に変化した場合は、その環境条件変動が安定した段階でゼロ点の再調整をしていただくことです。

クリーンルームや恒温室でMFCを使用されている場合は簡単です。居室にMFCを含むガスシステムを搬入されて配管繋ぎ込み作業が完了したら、MFCを含む電気機器への通電をされると思います。通電開始から3040分後に一度ゼロ点を確認頂き、ずれていればゼロ調整を行っていただければ、ほとんど温度変化の無い環境なのですから、その後は「温度影響によるMFCのゼロ点ズレ」が発生する事はありません。

問題は、そういった恵まれた環境ではない場合・・・通常の居室、実験室等で使用される場合です。夏暑く、冬寒い環境にはMFCは敏感です。特に空調の吹き出し口の直下に置かれてしまうと、空調のON/OFF時の温度差が激しく、それによりゼロ点ズレを起こしかねません。

 実際、お客様のクリーンルームで使用しているMFCのゼロ点が、ある時期から急にずれるようになったとのクレームを頂き、どれだけ調査してもわからなかったのが、実はMFC直近に空調吹き出し口を変更する工事を行われた直後から発生していた・・・という事例がありした。クリーンルームですら局所的な温度変化要素があるのですから、一般環境ではなおさらです。朝昼夜のみならず、空調の作動状態でもMFCのゼロ点が変動している可能性があると考えて運用して頂く必要があります。

 またある時は、ノーマリクローズ(NC)タイプソレノイドバルブのMFCを排気系の無いボックスに入れて長時間全開待機されていた際に、ソレノイドの発熱によりボックス内の温度が上昇し、ゼロ点がずれた事例もありました。

 MFCをカタログスペック通り、再現性良く使用したい場合には、環境温度は結構シビアにコントロールしていただく必要があるとお考えください。設置場所に急激な温度変化を起こす要素(空調吹き出し、ヒーターや発熱する機器等)を排除し、極力安定した温度環境で使用いただくのが望ましいです。

 次回はこのお話の続きとして、湿度の影響に関してのお話です。

 【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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