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2014年3月 5日 (水)

真・MFC千夜一夜物語 第152話 MFCと質量流量計の関係 その1

 

先週告知いたしましたが、この度、日本工業出版さんの「計測技術」誌に連載を始めさせて頂けることになりました。これも本ブログに多数のアクセスを頂いている皆様のおかげと思っております。

 さて、今回から連載連動企画としてMFC(マスフローコントローラー)の質量流量計としての側面をお話ししていこうと思います
このお話はMFCの根本に関わるお話として、本連載の第3話で一度取り上げています。
「では、質量流量計とは?」というお話はさらっと流してしまいましたので、改めて質量流量計というジャンルの中でのMFCの立ち位置に関するお話をさせて頂きます。

 

 既に何度か書きましたが、質量流量計が体積流量計よりも有利なのは、あらゆる計測コンディションで不変の単位である質量を用いる点です。(故に“重量”ではなく“質量”でしたね?)
それに対して「ボイル・シャルルの法則」=「ある質量の気体の体積[V]は、絶対圧力[P]に反比例し、絶対温度[T]に比例する」に従って、温度・圧力というファクターで標準状態を定義しなくてはいけない体積流量計は、その運用を間違えると値を大きく読み誤ってしまいます。 

 例えば0℃、1013hPa(1気圧)条件での1Lという体積は、20℃、1013hPa条件下では、絶対温度293K÷273K=1.073倍となります。
7.3%の誤差ですよ!
流量計のカタログに記載されている精度保証値が±1%か?それとも±2%か?等と論じているレベルを大きく超えてしまいってますよね?

 また、大気圧という曖昧な基点をベースにするのも難しいところです。
大気圧という基準は、大変曖昧になりがちです。
気圧は測定場所の高度だけではなく、天候によっても左右されますね?
よく晴れた高気圧に覆われた日の1020hPaと、台風直下の920hPaの差を思い浮かべて見て下さい。
(ち なみに日本で上陸した台風の中心気圧で、最低記録は1961年に高知県室戸岬西に上陸した第二室戸台風の925hPaだそうです。統計開始前の1934年 の室戸台風 は911.6hPaという記録が!どちらにせよメニエール病を持病に持つDecoにとっては真っ青です!) 

 それに対して質量流量計の利点は、温度・圧力条件の換算が不要なので、大変使いやすいという点なのです。そして、この「使いやすい」という言葉がMFCの性格をよく表しています。

 質量流量計の代表は熱線式流量計(MFC)とコリオリ式流量計です。
その心臓部である流量センサー部の構造は大まかにはこうなっています。

140305_01

140305_02

 熱とコリオリ力 測定に利用する原理が異なると、構造も全く異なりそうですね?
原理の詳細等は「計測技術」誌の連載をお読みくださいね。(宣伝しています。)
来月からは熱式vsコリオリ 果たしてどちらがどう優れているのか?をお話ししていきましょう。

【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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