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2016年9月29日 (木)

真・MFC千夜一夜物語 第223話 MFCの制御不良とは? その5

もう一つのMFC千夜一夜物語である日本工業出版さんの「計測技術」誌「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載も2016年9月号(8/25発売)で連載27回を迎えさせて頂きました。
10月号は誌面の関係で休載となっていますので、11月号をお楽しみに。
本ブログと併せて、宜しくお願い致します。

さて、MFCの制御不良のパターンの解説です。
MFCが流量制御できておらず実流量異常が生じた場合は、MFCのからの流量信号(PV値)を見ていても判断できません。プロセスで不具合が生じていても、実際に製品でエラーが出て、初めて気が付くパターンが圧倒的です。
流量制御が仕事のはずのMFCが、その仕事をこなせていないのですから、これはMFCという製品でも最も深刻なトラブルと言ってよいでしょう。
こういった不具合を、どうすれば早期に確認できるのでしょうか?

その昔、一部の半導体装置で採用されていた手法は、MFCの流量制御バルブ電圧(つまりMV値)をモニターするというものでした。

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確かにMFCは設定値(SV値)=PV値になるようMV値を可変させる仕組みですから、ある条件で一定の流量制御している時のMV値はある範囲内に入るはずです。
この信号をMFCから取り出し、ある閾値を設定して管理すれば、MFCの実流量異常の兆候を捉えられるように思えます。
実際、アナログMFC時代には VALVE TEST POINTバルブ電圧モニター と呼称される出力端子をピンアサインに持っていましたし、デジタルMFCにはバルブ電圧の変動幅を管理してLEDの点灯モードや通信で知らせるアラームを装備していた機種が多かったのです。

では、このバルブ電圧モニターが、MFCの実流量異常発生を確認する決定打になったかというと・・・実はそうでもなかったのでした。
なぜならMFCは常に条件変動にさらされており、特にラインの切り替えによる圧力条件の変動に対して、絶えずMV値を変更して対応しています。
その為、たとえSV値が一定の条件下でも、MV値は細かく変動している場合があります。
こういった性格の信号の変動幅をどういった基準で管理するのかという問題が一つです。

さらにソレノイドアクチュエーター搭載流量制御バルブの場合、本ブログで何回か取り上げたソレノイドの発熱の問題があります。
経時的にソレノイドはコイル部の発熱にパワー奪われるので、同じ開度でもバルブ電圧が上昇していく傾向があります。
これと実流量異常によるバルブ電圧変化を切り分けないといけません。

こういった事情から、より正確に手軽にMFCの実流量を検量できないかとの要望が強くなっていったのです。

【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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