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2014年9月10日 (水)

真・MFC千夜一夜物語 第168話 ゼロ点って、いつ調整すればいいの?その4

日本工業出版さんの「計測技術」で 「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載をさせて頂いています。
これも一重に、本ブログに多数アクセスを頂いている皆様のおかげと思っております。
ありがとうございます!

MFC(マスフローコントローラ)のゼロ点調整を行うタイミングに関して、「MFCを最終的に使用する姿勢固定後」、「ウォームアップ時間経過後」という2つの項目を説明して参りました。
今回は次の項目は、「MFCへのガスの流れを遮断する」です。

これは当たり前と言っては当たり前です。
流体の流れゼロとMFCの流量出力ゼロを一致させるのが、ゼロ点調整の目的なのですから。
当然、ガスを流している状態でゼロ点調整をされる方はいないと思いますが(絶対にやらないでくださいね!)、これが知らず知らずにガスが流れてしまっていることはないでしょうか?

 

よくあるパターンは、マスフローの前後バルブを閉じてゼロ点調整を行おうとして、MFCの中にガスが残留したままになっている場合です。
直前までガスを流していたラインならば、バルブを閉めただけでは当然、ガスの流れは止まっても、ガス配管のバルブとバルブの間にはガスが残留していることになります。
MFCの中にもガスがある圧力で残っているとしたら・・・MFCのバルブでの出流れ(内部リーク)現象は起きていませんでしょうか?ということです。

このお話はゼロ点ズレの説明をした過去記事に記載してあります。

130603_02


MFCのバルブは流量制御が目的で、閉止性能は二の次です。
その為、シャットオフバルブを別に内蔵したMFCがあるくらいです。
そういったすごいMFC以外の一般のMFCでは、バルブに異物が挟まった状態や、水素のような小さくて隙間を抜けやすいガスがバルブの1次側の空間に高圧充填された場合、いくらバルブ強制閉信号をいれてバルブを閉めさせても、微少の漏れが発生してしまいます。
それをゼロ点ズレと誤認してはいけないということですね。

このゼロ点ズレは、当然流れ方向=プラスの方向にしか出ないのと、二次側を開放しない限り(水素の開放はやめましょうね!)ある程度時間が経過して、一次側圧力=二次側圧力+バルブ部の圧力損失分となれば、同圧になり流れが止まります。
出流れの傾向があるMFCの場合はその収束を待つのも手ですが、バルブの出流れを一時的に解消するために、わざとMFCの流量制御バルブを全開にしてしまうという方法もあります。
ただ、この方法を使う場合、留意すべき点があります。
ノーマリクローズでソレノイドタイプのアクチュエーターを使用しているMFCの場合、全開にすることでソレノイドの消費電流は最大となり、発熱量が大きくなります。
そのことにより熱影響がMFCのセンサーの熱バランスを崩し、暖機運転を妨げる原因になることもあるということです。

本来、MFCでのゼロ調整はMFC内部をガス圧がかからない状態にすることで、バルブの一次側と二次側の圧力勾配を解消するのが早道です。
真空装置の場合は、バイパスラインを使ってMFCの上流のシャットオフバルブから下流全てを真空に引いてしまうのも手です。
システム上、大気と同圧にしかできない設備の場合でも、MFCにガスを封入したままよりは、あらゆる意味でリスクが少ないと考えて実行してみてください。

【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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