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2013年9月 2日 (月)

真・MFC千夜一夜物語 第119夜 マスフローの流量は、誰が保証してくれるの?その6

MFC(マスフローコントローラー)流量は、誰が保証してくれるの?と言うお話です。

この話題に関しては、MFCに詳しい方でもあまり認識されていなかったり、MFCを販売する側もあまり強く気にしていない「実ガス流量のトレーサビリティ」という問題が絡んでいるからで、そこをお話ししていくと軽く2030話と費やしてしまいそうなお話です。さすがにそこまではブログで書く内容でもないので、今回の連載では要所要所をお話ししていきます。興味をお持ちになった方は、()平井 システム事業部のHPにアクセスしていただくのもいいかもしれませんね。

 

さて、「なぜAPCを使って音速ノズルの上流圧力を精密制御する必要があるの? 」という御質問に対する回答になります。音速ノズルは1次圧≧2次圧×2の関係が成り立つとき、流速(流量)は固定されるという原理なのですから、この公式を見る限り、「二次側真空引きしておいて、一次側はその倍の圧力をかけたらいいのでしょ?」と考えがちですですが、それでは困ることもあります。

主な理由は以下の2点です。

 音速ノズルを基準器として、流量校正を行う際には音速ノズルの2次側に被校正対象の流量計なりMFCを置く事になります。下流側に置くという事は、即ちその機器の圧力損失が音速ノズルの下流に発生するという事で、音速ノズル二次側に圧損が生じれば、その分音速ノズル1次側も圧力を上げなくてはならなくなってきます。この圧力制御は、被校正対象個々の圧力損失に応じて常に可変する必要があります。

 

 現実に音速ノズルを基準器として使用する場合、一つのノズルでカバーできる流量範囲にある程度の幅が無いと運用上大変苦しい事になります。たとえ依頼された被校正対象が1つでも測定レンジは2箇所以上あるわけですし、複数の種々な対象を想定するとノズルをそれにあわせて都度用意するのは現実的ではありません。その為、1種類の音速ノズルにある程度の流量レンジアビリティを持たせようとした場合、1次側圧力を大気圧以上のある範囲で精密に制御できないといけないのです。

 

  この2点から音速ノズルを校正で使用する圧力・流量条件を可変させるために、APCにより1次側を大気圧以上の値に高い精度で圧力制御する必要があるのでした。音速ノズルを多種にわたる流量計に対する現実的な校正原器として運用するためなのです。

APCを用いて制御をする理由は、他にもプラスしてPID制御による繰り返し性能に優れること、制御データを校正データの一部としてリアルタイムロギングできることも挙げられます。このAPCは平井さんの製品で、まさに「流量校正作業への必要性」から作り出されたと言えるのです。(ちなみにAPCのみでの外販もされているそうです。)

 

【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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