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2014年3月13日 (木)

真・MFC千夜一夜物語 第153話 MFCと質量流量計の関係 その2

 日本工業出版さんの「計測技術」誌3月号より 「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という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。

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。

 体積流量計が条件に応じて種々の換算作業が必要なの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をお話ししました。
でも、MFCが使っている単位はSCCMのようなある温度・体積での体積を表す流量単位なので、注意が必要です。(おかしな話ですよね?) 
そもそもMFCは質量流量計としての用途より、その繰り返し性能を評価されてのAutomatic Flow Controller としての性格が強く、「使いやすいこと」がキーワードとなっておるからなのです。

 

 さて、質量流量計と呼べる流量計は「熱式」「コリオリ式」の2方式です。

熱式流量計=流路の外、または内に二対のヒーターを設置し、通過する流体によって奪われる熱量の差が、その流量に比例することを利用して測定する流量計。

140305_01


コリオリ式流量計=二本のU字チューブを配置し、そのチューブを逆方向へ振動させ、流体が通過した際に発生するコリオリ力による捻れの位相差が流量に比例する事を利用して測定する流量計。

140305_02


 実はそれぞれに苦手とする流体状態があります。
コリオリ流量計は、そのセンサー感度の問題から、比較的密度が高い状態(=液体、もしくは高圧状態の気体)に対して大変有効ですが、低圧の気体には不向きです。

現状は、低圧・少流量の気体に対する質量流量計は、熱式流量計で対応するしかありません。
でも、その熱式流量計もその性質上万能ではありません。
以下の流量式を見て頂くとわかります。

140313_01

 この式に流体の比熱を含むと言うことは、流体の固有の物性が明確でない、もしくは物性が明確でも複数のガスの混合比率がわからないような流体に対しては正確な計測ができないという事です。

これはコリオリ流量計が、以下の式でわかるように流体固有の物性を利用しないのと対照的です。

130413_02_2

MFCに代表される熱式流量計を利用する場合は、実際に使用する流体の物性を正確に把握すること、もしくは実流体でのダイレクトな校正が必要条件なのですね。

【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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