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2014年11月13日 (木)

真・MFC千夜一夜物語 第173話 MFCとニードルバルブのちょっと複雑な関係 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!

さ て、MFC(マスフローコントローラ)とニードルバルブが直列に並んだフローでMFCには流量設定信号が入力された状態で、流量をもっと増やそうとして ニードルを操作しても、同時にMFCの方でも流量を自動制御しているので思ったように流量を可変できないというお話です。
でも、ごく希に意味がある場合とは、つまりこれはMFCの自動制御が働かない状況での説明です。

 

自動制御を行えない場合、その2はMFCに必要な差圧が充分取れていない場合です。
これはMFCがポンプのように自ら流量を作り出すデバイスではなく、圧力損失を調整することで流量を制御する性格のものであることが原因です。
1 次側のガス供給圧力(P1)と2次側圧力(P2)の差=差圧が、MFCそのものの圧力損失より下回る場合、MFCの流量は流れにくくなってしまいます。こ の傾向はまずフルスケール100%の流量制御から始まり、設定信号(SV)=流量信号(PV)の関係が崩れ、SV>PVという表示になり、流量制御 が頭打ちを始めてしまいます。

141113_01


こういった状況では、ほとんどの場合、MFCの流量制御バルブは全開状態になっています。
MFCはSV=PVになるように常に制御していますから、最大限バルブを開くことで流量を流そうと努力しているわけです。
ところが圧力が足らないので、全開にしても流量が頭打ちしているのですね。
つまり、この状況は意図しているわけではないのですが、結果としては、自動制御を行えない場合 その1のバルブを全開にしている状況と同じなのですね。
ならばニードルバルブでの調整も可能になるわけで、下図でいうと緑の矢印範囲をニードルで流量調整できます。

141113_02

ただこの範囲というのは、MFCへの供給圧力や二次側圧力の変動で変化し、一定ではありません。
また、ニードルバルブの流量調節で絞りを可変すること=二次側圧力損失の変動=二次側圧力変動となります。
こういった状況でニードルバルブを使用して流量調整するというのは、非常時でやむを得ない場合以外はあまりお薦めしません。
それならば、その1のようにMFCの流量制御バルブを強制開にして使用した方がまだ良いと言うことですね。

【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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