JPH0363763B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0363763B2 JPH0363763B2 JP57235050A JP23505082A JPH0363763B2 JP H0363763 B2 JPH0363763 B2 JP H0363763B2 JP 57235050 A JP57235050 A JP 57235050A JP 23505082 A JP23505082 A JP 23505082A JP H0363763 B2 JPH0363763 B2 JP H0363763B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- valve
- flow rate
- pressure
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/26—Conditioning of the fluid carrier; Flow patterns
- G01N30/28—Control of physical parameters of the fluid carrier
- G01N30/32—Control of physical parameters of the fluid carrier of pressure or speed
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
- Y10T137/0324—With control of flow by a condition or characteristic of a fluid
- Y10T137/0357—For producing uniform flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/0318—Processes
- Y10T137/0324—With control of flow by a condition or characteristic of a fluid
- Y10T137/0379—By fluid pressure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/7722—Line condition change responsive valves
- Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
- Y10T137/7761—Electrically actuated valve
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8158—With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
- Y10T137/8326—Fluid pressure responsive indicator, recorder or alarm
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Flow Control (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガスクロマトグラフイーのキヤリアガ
ス等の流量を正確に制御するためのガス流量制御
装置に関する。
ス等の流量を正確に制御するためのガス流量制御
装置に関する。
本発明は、特開昭55−107955号に述べられた定
気圧源と負荷間に流れるガスの流量を制御する装
置の改良である。
気圧源と負荷間に流れるガスの流量を制御する装
置の改良である。
上述の特許出願に述べられたガス流制御システ
ムの１つの実施例において定気圧源からのガスは
周期的に第１チヤンバに印加され、そしてそこか
ら第２チヤンバを通つて負荷へ流れる。第１チヤ
ンバで各サイクルごとに生じる最大圧力PAおよ
び最小圧力PBを表わす信号を得るために第１チ
ヤンバには変換器を含む手段が接続される。この
システムにおける実際の単位時間当たりの流量〓ｍ
は次の式で決定される。
ムの１つの実施例において定気圧源からのガスは
周期的に第１チヤンバに印加され、そしてそこか
ら第２チヤンバを通つて負荷へ流れる。第１チヤ
ンバで各サイクルごとに生じる最大圧力PAおよ
び最小圧力PBを表わす信号を得るために第１チ
ヤンバには変換器を含む手段が接続される。この
システムにおける実際の単位時間当たりの流量〓ｍ
は次の式で決定される。
(1) （PA−PB）Ｖ／ΔtRT
ここでＶは第１チヤンバの容積、Δtは１つの
サイクルの持続時間（即ち、周期）、Ｒはガス定
数（universal gas constant）、Ｔはガスの絶対
温度である。この実際のガス流量は所望質量ガス
流量と比較され、その差は第１チヤンバへのガス
流を制御するのに用いられる。別法として最大圧
力PAか最大圧力PBのどちらかをそれぞれの所望
値と比較し、その差を第１チヤンバへのガス流を
制御するのに用いても良い。
サイクルの持続時間（即ち、周期）、Ｒはガス定
数（universal gas constant）、Ｔはガスの絶対
温度である。この実際のガス流量は所望質量ガス
流量と比較され、その差は第１チヤンバへのガス
流を制御するのに用いられる。別法として最大圧
力PAか最大圧力PBのどちらかをそれぞれの所望
値と比較し、その差を第１チヤンバへのガス流を
制御するのに用いても良い。
圧力PAおよびPBを表わす信号の精度を高める
ため、上述の実施例においては該信号を得るため
の測定期間圧力を一定に保つような手段を備えて
いる。上述のガス供給のサイクルのくり返し周波
数が低い場合にはこの圧力の保持は以下の様にし
てなされる。すなわち最大圧力PAの測定期間に
おいて第１チヤンバをガス供給器および第２チヤ
ンバから切り離す。また最小圧力PBの測定期間
においては直列に接続された第１および第２チヤ
ンバをガス供給器と負荷から切り離す。圧力PA
およびPBは遅いくり返し周波数に対しては一定
である。ところが制御の分解能を向上させるため
に必要なより高いくり返し周波数では最小圧力
PBは各サイクルの期間中に変化していることが
発見された。最小圧力PBのそのような変化は誤
差であり、そして質量流量あるいは圧力制御へ誤
差を引き起こす。これは変換器に連結されている
両チヤンバの容積は一定であるという事実からは
想像ができないことである。
ため、上述の実施例においては該信号を得るため
の測定期間圧力を一定に保つような手段を備えて
いる。上述のガス供給のサイクルのくり返し周波
数が低い場合にはこの圧力の保持は以下の様にし
てなされる。すなわち最大圧力PAの測定期間に
おいて第１チヤンバをガス供給器および第２チヤ
ンバから切り離す。また最小圧力PBの測定期間
においては直列に接続された第１および第２チヤ
ンバをガス供給器と負荷から切り離す。圧力PA
およびPBは遅いくり返し周波数に対しては一定
である。ところが制御の分解能を向上させるため
に必要なより高いくり返し周波数では最小圧力
PBは各サイクルの期間中に変化していることが
発見された。最小圧力PBのそのような変化は誤
差であり、そして質量流量あるいは圧力制御へ誤
差を引き起こす。これは変換器に連結されている
両チヤンバの容積は一定であるという事実からは
想像ができないことである。
本願発明者は上述の圧力誤差の原因を追求し、
その結果チヤンバに入るガスの温度は変化するが
チヤンバの壁を通して熱が移動するので徐々に一
定の温度にまで回復するため、一定温度に到達す
る前に測定された圧力値は間違つているというこ
とを発見した。第１チヤンバにおいてはその形、
および小さい容積のため温度は最大圧力PAを表
わす信号が得られる以前に一定値に到達し、その
結果最大圧力PAは測定されている間は一定であ
る。しかし、第２チヤンバはガスをその壁から遠
くに分散させる形をしており、またその容積は大
きい。したがつてその中の温度は最小圧力PBを
表わす信号が得られるより以前に一定値に到達す
ることはない。最小圧力PBの測定期間では両チ
ヤンバ間の出力バルブは開き両チヤンバが変換器
に連結されている。そのためその温度が不安定で
ある。この事実のため第２チヤンバ内温度の不安
定性による圧力誤差は変換器から見た圧力に影響
を及ぼし、そして最小圧力PBを表わす信号に誤
差をもたらす。
その結果チヤンバに入るガスの温度は変化するが
チヤンバの壁を通して熱が移動するので徐々に一
定の温度にまで回復するため、一定温度に到達す
る前に測定された圧力値は間違つているというこ
とを発見した。第１チヤンバにおいてはその形、
および小さい容積のため温度は最大圧力PAを表
わす信号が得られる以前に一定値に到達し、その
結果最大圧力PAは測定されている間は一定であ
る。しかし、第２チヤンバはガスをその壁から遠
くに分散させる形をしており、またその容積は大
きい。したがつてその中の温度は最小圧力PBを
表わす信号が得られるより以前に一定値に到達す
ることはない。最小圧力PBの測定期間では両チ
ヤンバ間の出力バルブは開き両チヤンバが変換器
に連結されている。そのためその温度が不安定で
ある。この事実のため第２チヤンバ内温度の不安
定性による圧力誤差は変換器から見た圧力に影響
を及ぼし、そして最小圧力PBを表わす信号に誤
差をもたらす。
本発明に従えば最小圧力PBを測定している間
両チヤンバ間の出力バルブを閉じることにより、
分解能の低下なしに誤差を除去する。すなわち本
発明の構成では第１チヤンバは変換器に連結され
ているが、第２チヤンバの方は切離されている。
その結果第２チヤンバ内の温度の不安定性の圧力
への影響は全て除去される。
両チヤンバ間の出力バルブを閉じることにより、
分解能の低下なしに誤差を除去する。すなわち本
発明の構成では第１チヤンバは変換器に連結され
ているが、第２チヤンバの方は切離されている。
その結果第２チヤンバ内の温度の不安定性の圧力
への影響は全て除去される。
以下図面に基いて本発明を詳細に説明する。第
１図は本発明を適用したガス流量制御装置の概略
図である。また第２図は本装置内の圧力及び諸信
号の時間変化を示すグラフである。
１図は本発明を適用したガス流量制御装置の概略
図である。また第２図は本装置内の圧力及び諸信
号の時間変化を示すグラフである。
第１図において加圧ガス供給源２は入力弁VI、
管４を通して出力弁VOに接続されている。この
管４の途中には管６を介して圧力変換器８が接続
されている。弁VIおよびVOの間の管４の部分、
管６および管６と連結している変換器８の内部空
間が第１チヤンバを形成する。第２チヤンバ１０
は出力弁VOにつながれ、そして負荷弁VLは第２
チヤンバ１０を管１２を介して負荷に接続する。
負荷はたとえば試料注入器１６および検出器１８
を持つたガスクロマトグラフのカラム１４であつ
て良い。図示したように弁VOおよびVLは管４及
び１２の互いに対向する端部および棒２２に据え
付けられた板２０から成る。弁駆動部２４で棒２
２を上に移動することにより板２０は管１２の端
部をふさぎ、管４の端部を開放する。その結果負
荷弁VLが閉じ出力弁VOが開く。また逆に弁駆動
部２４で棒２２を下へ移動させて板２０が管４の
端部をふさぎ管１２の端部を開放する様にする
と、出力弁VOが閉じて負荷弁VLが開く。なお、
本実施例では出力弁VOと負荷弁VLは一体構造、
即ち１つの板２０によつて両者の開閉がなされる
構造であるが、出力弁VOと負荷弁VLとを完全に
分離することも容易である。また入力弁VIは弁
駆動部２６によつて制御される。
管４を通して出力弁VOに接続されている。この
管４の途中には管６を介して圧力変換器８が接続
されている。弁VIおよびVOの間の管４の部分、
管６および管６と連結している変換器８の内部空
間が第１チヤンバを形成する。第２チヤンバ１０
は出力弁VOにつながれ、そして負荷弁VLは第２
チヤンバ１０を管１２を介して負荷に接続する。
負荷はたとえば試料注入器１６および検出器１８
を持つたガスクロマトグラフのカラム１４であつ
て良い。図示したように弁VOおよびVLは管４及
び１２の互いに対向する端部および棒２２に据え
付けられた板２０から成る。弁駆動部２４で棒２
２を上に移動することにより板２０は管１２の端
部をふさぎ、管４の端部を開放する。その結果負
荷弁VLが閉じ出力弁VOが開く。また逆に弁駆動
部２４で棒２２を下へ移動させて板２０が管４の
端部をふさぎ管１２の端部を開放する様にする
と、出力弁VOが閉じて負荷弁VLが開く。なお、
本実施例では出力弁VOと負荷弁VLは一体構造、
即ち１つの板２０によつて両者の開閉がなされる
構造であるが、出力弁VOと負荷弁VLとを完全に
分離することも容易である。また入力弁VIは弁
駆動部２６によつて制御される。
変換器８を含む手段が第１チヤンバの圧力を表
わす電気信号を発生するために設けられている。
変換器８には多くの種類があるが本実施例におい
ては円筒形の金属タンク２８から成る変換器が使
用されている。そしてこの金属タンク２８は中の
ガスの圧力に応じて上下に撓む可撓性の底３０を
持つ。また金属タンク２８の内壁の底部には絶縁
体の円板３２が固着され、更に円板３２の底には
金属の円板３４が付着されている。可撓性の底３
０、絶縁体の円板３２及び金属の円板３４は可変
容量コンデンサを形成している。その容量はタン
ク２８の可撓性の底３０と円板３２との間の距離
によつて変化する。タンク２８と円板３４を発振
器３６の同調回路（図示せず）に電気的に接続す
ることにより、第１チヤンバのガス圧力によつて
生じるキヤパシタンスの変動が発振器の周波数の
変動として検出される。発振器３６の出力は一般
的には波３８に示すように正弦波であるが、以後
の処理のため波形整形回路４０へ与えられる。波
形整形回路４０は発振器３６の出力を増幅し、ク
リツプして波４２に示したような方形波を生成す
る。
わす電気信号を発生するために設けられている。
変換器８には多くの種類があるが本実施例におい
ては円筒形の金属タンク２８から成る変換器が使
用されている。そしてこの金属タンク２８は中の
ガスの圧力に応じて上下に撓む可撓性の底３０を
持つ。また金属タンク２８の内壁の底部には絶縁
体の円板３２が固着され、更に円板３２の底には
金属の円板３４が付着されている。可撓性の底３
０、絶縁体の円板３２及び金属の円板３４は可変
容量コンデンサを形成している。その容量はタン
ク２８の可撓性の底３０と円板３２との間の距離
によつて変化する。タンク２８と円板３４を発振
器３６の同調回路（図示せず）に電気的に接続す
ることにより、第１チヤンバのガス圧力によつて
生じるキヤパシタンスの変動が発振器の周波数の
変動として検出される。発振器３６の出力は一般
的には波３８に示すように正弦波であるが、以後
の処理のため波形整形回路４０へ与えられる。波
形整形回路４０は発振器３６の出力を増幅し、ク
リツプして波４２に示したような方形波を生成す
る。
方形波４２はカウンタ４４に印加される。カウ
ンタ４２はその活性化（enable）入力ENに印加
されるパルスf2が高レベルであるとき活性化され
る。活性化されている間カウンタ４４は方形波４
２のサイクル数を数え、そして対応するデジタル
数をラツチ４６に供給する。カウンタ４４が活性
化されている間に数えられたサイクルの数はその
間の第１チヤンバ内の平均圧力を示す。ラツチ４
６はラツチ端子LTCHに印加されたパルスf3に応
答してカウンタ４４の出力のデジタル数をラツチ
する。この後、カウンタ４４のクリア端子CLR
にパルスf4を印加することにより計数値をクリア
しても良い。コンピユータ４８がラツチ４６の活
性化端子ENにパルスf5を供給すればラツチ４６
のデジタル出力はコンピユータ４８に送られる。
ンタ４２はその活性化（enable）入力ENに印加
されるパルスf2が高レベルであるとき活性化され
る。活性化されている間カウンタ４４は方形波４
２のサイクル数を数え、そして対応するデジタル
数をラツチ４６に供給する。カウンタ４４が活性
化されている間に数えられたサイクルの数はその
間の第１チヤンバ内の平均圧力を示す。ラツチ４
６はラツチ端子LTCHに印加されたパルスf3に応
答してカウンタ４４の出力のデジタル数をラツチ
する。この後、カウンタ４４のクリア端子CLR
にパルスf4を印加することにより計数値をクリア
しても良い。コンピユータ４８がラツチ４６の活
性化端子ENにパルスf5を供給すればラツチ４６
のデジタル出力はコンピユータ４８に送られる。
所望圧力あるいは質量流量はセツト入力SET
を通してコンピユータ４８に設定される。以下に
説明する方法でコンピユータ４８は入力弁VIが
開けられている時間に応じた数Ｎを計算する。ダ
ウンカウンタ５０の入力はロードパルスｌがコン
ピユータ４８からロード端子LDに印加されると
き数Ｎを受信するように接続されている。ダウン
カウンタ５０内のカウント数がゼロでなければそ
の出力DCは高レベルとなり、この出力に接続さ
れている弁駆動部２６は入力弁VIを開放状態に
保持する。ダウンカウンタ５０の出力DCはAND
ゲート５２の一方の入力に接続される。また
ANDゲートの他方の入力にはパルスf8が印加さ
れ、出力はダウンカウンタ５０のクロツク入力
CKに接続される。したがつて、ダウンカウンタ
５０内のカウント数がまだ０になつていない場合
ANDゲート５２の出力はパルスf8が高レベルに
なる毎に同じく高レベルとなりダウンカウンタ５
０内のカウント数を１ずつ減少させる。ダウンカ
ウンタ５０の出力は既に述べた様に弁駆動部２６
にも接続されており、この出力が高レベルの間入
力弁VIが完全に開いている。なお、様々なパル
スf1，f1′，f1，f2，f3，f4およびf8は当業者に周知
の方法により論理回路５３によつて生成される。
を通してコンピユータ４８に設定される。以下に
説明する方法でコンピユータ４８は入力弁VIが
開けられている時間に応じた数Ｎを計算する。ダ
ウンカウンタ５０の入力はロードパルスｌがコン
ピユータ４８からロード端子LDに印加されると
き数Ｎを受信するように接続されている。ダウン
カウンタ５０内のカウント数がゼロでなければそ
の出力DCは高レベルとなり、この出力に接続さ
れている弁駆動部２６は入力弁VIを開放状態に
保持する。ダウンカウンタ５０の出力DCはAND
ゲート５２の一方の入力に接続される。また
ANDゲートの他方の入力にはパルスf8が印加さ
れ、出力はダウンカウンタ５０のクロツク入力
CKに接続される。したがつて、ダウンカウンタ
５０内のカウント数がまだ０になつていない場合
ANDゲート５２の出力はパルスf8が高レベルに
なる毎に同じく高レベルとなりダウンカウンタ５
０内のカウント数を１ずつ減少させる。ダウンカ
ウンタ５０の出力は既に述べた様に弁駆動部２６
にも接続されており、この出力が高レベルの間入
力弁VIが完全に開いている。なお、様々なパル
スf1，f1′，f1，f2，f3，f4およびf8は当業者に周知
の方法により論理回路５３によつて生成される。
以下では第２図を参照しながら第１図に示され
たガス流量制御装置の動作を説明する。
たガス流量制御装置の動作を説明する。
第２図において、入力弁VI、出力弁VOおよび
負荷弁VLの開閉位置のタイミングがパルスDC，
f1，f1によつてそれぞれ示されている。第２図中
の圧力Ｐのグラフにおいて、実線５４は、入力弁
VIが各周期Δtの第１四半期間Q1全体に渡つて開
いていた場合の第１チヤンバ内の圧力変化を表わ
す。またこの場合の第２チヤンバ内の圧力変化は
実線５６によつて示される。もし入力弁VIがダ
ウンカウンタ５０の出力DCの破線５８および６
０によつて示すように各周期Δtの第１四半期間
Q1のほんの一部の間だけ開けられると、第１チ
ヤンバの圧力変化は圧力Ｐのグラフの破線６２に
よつて示すようになる。またこの場合の第２チヤ
ンバ１０の圧力変化は破線６４によつて示すよう
になる。パルスf2に示すようにカウンタ４４は各
周期Δtの第２四半期間Q2および第４四半期間Q4
の間活性化される。これらの四半期間の終りにお
ける計数値をそれぞれカウントCt＃ １およびカウ
ントCt＃ ２とする。入力弁VIが各周期の第１四
半期間Q4全体に亘つて開けられればカウントCt
＃ １は最大圧力PAに対応した値となり、またカ
ウントCt＃ ２は最小圧力ＰＢに対応する。もし入
力弁VIが破線５８および６０によつて示された
時間に閉じるとカウントCt＃ １およびCt＃ ２はそ
れぞれより小さな圧力PA′およびPB′に対応した
値となる。
負荷弁VLの開閉位置のタイミングがパルスDC，
f1，f1によつてそれぞれ示されている。第２図中
の圧力Ｐのグラフにおいて、実線５４は、入力弁
VIが各周期Δtの第１四半期間Q1全体に渡つて開
いていた場合の第１チヤンバ内の圧力変化を表わ
す。またこの場合の第２チヤンバ内の圧力変化は
実線５６によつて示される。もし入力弁VIがダ
ウンカウンタ５０の出力DCの破線５８および６
０によつて示すように各周期Δtの第１四半期間
Q1のほんの一部の間だけ開けられると、第１チ
ヤンバの圧力変化は圧力Ｐのグラフの破線６２に
よつて示すようになる。またこの場合の第２チヤ
ンバ１０の圧力変化は破線６４によつて示すよう
になる。パルスf2に示すようにカウンタ４４は各
周期Δtの第２四半期間Q2および第４四半期間Q4
の間活性化される。これらの四半期間の終りにお
ける計数値をそれぞれカウントCt＃ １およびカウ
ントCt＃ ２とする。入力弁VIが各周期の第１四
半期間Q4全体に亘つて開けられればカウントCt
＃ １は最大圧力PAに対応した値となり、またカ
ウントCt＃ ２は最小圧力ＰＢに対応する。もし入
力弁VIが破線５８および６０によつて示された
時間に閉じるとカウントCt＃ １およびCt＃ ２はそ
れぞれより小さな圧力PA′およびPB′に対応した
値となる。
以上で説明したうちで特に重要なことは、本発
明に従えばカウンタ４４がカウントCt＃ １を計数
して、最大圧力PAを測定するとき、あるいはカ
ウンタ４４がカウントCt＃ ２を計数して最小圧力
PBを測定するとき、両弁VIおよびVOは閉じてい
るということである。
明に従えばカウンタ４４がカウントCt＃ １を計数
して、最大圧力PAを測定するとき、あるいはカ
ウンタ４４がカウントCt＃ ２を計数して最小圧力
PBを測定するとき、両弁VIおよびVOは閉じてい
るということである。
以上説明した本発明に係るガス流量制御装置の
動作状態を第３図に示す。ここでは、弁VI，VL
の開閉は相反的に動作するので弁VLの動作につ
いては省略する。より正確な制御を行うために、
この動作は繰り返し行われる。次に詳述するよう
に、これよりコンピユータ４８でカウンタ４４か
らデータCT＃１ CT＃２を読み込み、圧力PA，
PBを求め、更にガス流量を計算し、弁VO開閉の
フイードバツク制御を行う。
動作状態を第３図に示す。ここでは、弁VI，VL
の開閉は相反的に動作するので弁VLの動作につ
いては省略する。より正確な制御を行うために、
この動作は繰り返し行われる。次に詳述するよう
に、これよりコンピユータ４８でカウンタ４４か
らデータCT＃１ CT＃２を読み込み、圧力PA，
PBを求め、更にガス流量を計算し、弁VO開閉の
フイードバツク制御を行う。
コンピユータ４８は以下で説明する読込みプロ
グラム７１、流量計算プログラム７２、フイード
バツクプログラム７３を実行することによつて流
量を設定値に保つことができる。
グラム７１、流量計算プログラム７２、フイード
バツクプログラム７３を実行することによつて流
量を設定値に保つことができる。
先ず読込みプログラム７１が実行されると、パ
ルスf1′の立下がり時にカウントCt＃ １がコンピユ
ータ４８に読み込まれ、パルスf1′の立上がり時
にカウントCt＃ １がコンピユータ４８に読み込ま
れる。
ルスf1′の立下がり時にカウントCt＃ １がコンピユ
ータ４８に読み込まれ、パルスf1′の立上がり時
にカウントCt＃ １がコンピユータ４８に読み込ま
れる。
次いで流量計算プログラム７２によつて、圧力
PAおよびPBが以下の式(2)及び(3)に従つて計算さ
れる。ここで定数Ａ，ＢおよびＣは変換器の特性
によつて定まる較正定数である。それらは変換器
ごとに変化するが、変換器を１つに定めると圧力
変化に対して一定である。
PAおよびPBが以下の式(2)及び(3)に従つて計算さ
れる。ここで定数Ａ，ＢおよびＣは変換器の特性
によつて定まる較正定数である。それらは変換器
ごとに変化するが、変換器を１つに定めると圧力
変化に対して一定である。
(2) PA＝Ａ＋Ｂ（Ct＃
１）2＋Ｃ（Ct＃
１）4
(3) PB＝Ａ＋BCt＃
２）2＋Ｃ（Ct＃
２）4
次いで流量計算プログラム７２は流量（モル／
秒）を下式によつて計算する。
秒）を下式によつて計算する。
(4) m〓＝Ｖ／RTΔt（PA−PB）
ここでＶは第１チヤンバの容積であり、Ｒはガ
ス定数、Ｔはチユーブ４内に取り付けられたデジ
タル温度計５２によつて測定された絶対温度であ
り、Δtは秒単位の周期の長さである。
ス定数、Ｔはチユーブ４内に取り付けられたデジ
タル温度計５２によつて測定された絶対温度であ
り、Δtは秒単位の周期の長さである。
次いでフイードバツクプログラム７３が起動さ
れ、以下の周知の比例積分制御アルゴリズムに従
つて入力弁VIが開けられる時間ｔを計算する。
れ、以下の周知の比例積分制御アルゴリズムに従
つて入力弁VIが開けられる時間ｔを計算する。
(5) ｔ＝K1（設定流量−実際の流量）
＋K2Σ（設定流量−実際の流量）
＋K3
ここで定数K1，K2およびK3は制御対象の機械
構成要素を最適に制御する様、その具体的構成に
おける諸特性に従つて定められる。
構成要素を最適に制御する様、その具体的構成に
おける諸特性に従つて定められる。
次いでフイードバツクプログラム７３の動作に
より、コンピユータ４８は入力弁VIが開けられ
るべき時間ｔを表わすデジタル数Ｎを出力してダ
ウンカウンタ５０のロード端子LDにロードパル
スｌを供給する。これによつて数Ｎはダウンカウ
ンタ５０にセツトされる。入力弁VIの開いてい
る時間を制御する方法はすでに説明した。入力弁
VIが開けられている最大時間は１周期の４分の
１であり、この時間に対応した数Ｎは４分の１サ
イクルの間に生じるf8のサイクル数に等しい。
より、コンピユータ４８は入力弁VIが開けられ
るべき時間ｔを表わすデジタル数Ｎを出力してダ
ウンカウンタ５０のロード端子LDにロードパル
スｌを供給する。これによつて数Ｎはダウンカウ
ンタ５０にセツトされる。入力弁VIの開いてい
る時間を制御する方法はすでに説明した。入力弁
VIが開けられている最大時間は１周期の４分の
１であり、この時間に対応した数Ｎは４分の１サ
イクルの間に生じるf8のサイクル数に等しい。
もしより少ない流量、あるいは圧力が要求され
れば数Ｎは小さくなり、その結果ダウンカウンタ
５０の出力パルスDCのグラフの破線５８および
６０によつて示された時刻には落ちる。従つて入
力弁VIはこの時刻に閉じ、その結果第１チヤン
バの圧力はグラフＰの破線６２に示される様に変
化する。従つてこの場合の第１チヤンバの圧力は
第１四半期間Q1の残りの部分と第２四半期間Q2
の全体とにわたつて一定となる。
れば数Ｎは小さくなり、その結果ダウンカウンタ
５０の出力パルスDCのグラフの破線５８および
６０によつて示された時刻には落ちる。従つて入
力弁VIはこの時刻に閉じ、その結果第１チヤン
バの圧力はグラフＰの破線６２に示される様に変
化する。従つてこの場合の第１チヤンバの圧力は
第１四半期間Q1の残りの部分と第２四半期間Q2
の全体とにわたつて一定となる。
以上説明した様に本願発明によれば、前述の特
許出願に述べられた流量制御の問題点は解消さ
れ、一層精密な制御が可能となる。
許出願に述べられた流量制御の問題点は解消さ
れ、一層精密な制御が可能となる。
なお、上述の実施例においては第１乃至第４の
期間は夫々第１乃至第４四半期間と呼ばれている
様に互いにその時間は等しくなつているが、各周
期を不等間隔に分割して第１乃至第４の期間とし
ても良いことは当然である。
期間は夫々第１乃至第４四半期間と呼ばれている
様に互いにその時間は等しくなつているが、各周
期を不等間隔に分割して第１乃至第４の期間とし
ても良いことは当然である。
第１図は本発明の一実施例であるガス流量制御
装置の概略図、第２図は本装置内の圧力及び諸信
号の時間変化を示すグラフである。第３図は本発
明の一実施例であるガス流量制御装置の動作説明
図である。 ２……加圧ガス供給源、４，６，１２……管、
８……変換器、１０……第２チヤンバ、１４……
カラム、２４，２６……弁駆動部、４８……コン
ピユータ、Δt……周期、Q1……第１四半期間、
Q2……第２四半期間、Q3……第３四半期間、Q4
……第４四半期、VI……入力弁、VO……出力弁、
VL……負荷弁。
装置の概略図、第２図は本装置内の圧力及び諸信
号の時間変化を示すグラフである。第３図は本発
明の一実施例であるガス流量制御装置の動作説明
図である。 ２……加圧ガス供給源、４，６，１２……管、
８……変換器、１０……第２チヤンバ、１４……
カラム、２４，２６……弁駆動部、４８……コン
ピユータ、Δt……周期、Q1……第１四半期間、
Q2……第２四半期間、Q3……第３四半期間、Q4
……第４四半期、VI……入力弁、VO……出力弁、
VL……負荷弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１の容積を形成する第１チヤンバ４，６，
２８と、 第２の容積を形成する第２チヤンバ１０と、 加圧ガス供給源２と、 前記加圧ガス供給源２と前記第１チヤンバの入
口とを結合する第１の弁VIと、 前記第１チヤンバの出口と前記第２チヤンバの
入口とを結合する第２の弁VOと、 前記第２チヤンバの出口と前記加圧ガスが供給
されるべき対象１４とを結合し、前記第２の弁と
相反的に開閉する第３の弁VLと、 前記第１容積の内圧を電気信号に変換する手段
３０，３２，３４，３６，３８，４０，４４，４
６と、 前記第１容積の内圧値よりガス流量を誘導し、
前記第１の弁の開閉をフイードバツク制御する制
御手段４８，５０とから成り、前記加圧ガス源か
ら前記第１チヤンバ、第２チヤンバを通つて前記
対象に供給されるガスの流量を一定に維持するガ
ス流量制御装置において、 前記第１の弁は第１、第２、第３、第４の連続
する期間よりなる周期の第１期間の少なくとも一
部分において開き、前記周期の残りの部分におい
て閉じるものであり、 前記第２の弁は前記第３期間の少なくとも一部
分において開き、残りの周期の部分において閉じ
るものであり、 前記内圧を電気信号に変換する手段は前記第２
及び第４の期間において前記第１チヤンバの内圧
にそれぞれ対応する電気信号PA，PBを生成する
ものであることを特徴とするガス流量制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US334417 | 1981-12-24 | ||
| US06/334,417 US4437489A (en) | 1981-12-24 | 1981-12-24 | Gas flow controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58117010A JPS58117010A (ja) | 1983-07-12 |
| JPH0363763B2 true JPH0363763B2 (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=23307117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57235050A Granted JPS58117010A (ja) | 1981-12-24 | 1982-12-23 | ガス流量制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4437489A (ja) |
| JP (1) | JPS58117010A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6062256A (en) * | 1997-02-11 | 2000-05-16 | Engineering Measurements Company | Micro mass flow control apparatus and method |
| US7822570B2 (en) * | 2006-11-17 | 2010-10-26 | Lam Research Corporation | Methods for performing actual flow verification |
| US7881886B1 (en) * | 2006-11-17 | 2011-02-01 | Lam Research Corporation | Methods for performing transient flow prediction and verification using discharge coefficients |
| GB2521523A (en) * | 2013-11-13 | 2015-06-24 | Waters Technologies Corp | A method and an apparatus for controlling fluid flowing through a chromatographic system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4373549A (en) | 1979-02-12 | 1983-02-15 | Hewlett-Packard Company | Mass flow/pressure control system |
-
1981
- 1981-12-24 US US06/334,417 patent/US4437489A/en not_active Expired - Fee Related
-
1982
- 1982-12-23 JP JP57235050A patent/JPS58117010A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58117010A (ja) | 1983-07-12 |
| US4437489A (en) | 1984-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4373549A (en) | Mass flow/pressure control system | |
| Miller et al. | Rotational relaxation of molecular nitrogen | |
| US5072416A (en) | Method and apparatus for calibrating a flowmeter using a master meter and a prover | |
| US4092863A (en) | Electronic thermometer circuit | |
| JPH0363763B2 (ja) | ||
| US3187562A (en) | Apparatus for determining osmotic pressures | |
| US4020330A (en) | Densitometer | |
| US3413595A (en) | Ultrasonic apparatus for checking processes in liquid media | |
| US4748856A (en) | Electromagnetic flowmeters and flowmetering methods | |
| US4736156A (en) | Apparatus for on-line determination of dielectric constant | |
| DE102005024079A1 (de) | Durchflussmessgerät-Zuteiltechniken | |
| JP2000230843A (ja) | 容積または質量流量計 | |
| US2560256A (en) | Recording voltmeter | |
| SU1530927A1 (ru) | Уровнемер | |
| EP0670533B1 (en) | Improved method and apparatus for characterizing and compensating for non-linear components | |
| SU1113683A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
| SU972332A2 (ru) | Устройство дл измерени поверхностного нат жени жидкостей | |
| SU1270714A1 (ru) | Способ градуировки импульсного ваттметра СВЧ | |
| RU2003985C1 (ru) | Устройство дл измерени нестабильности частоты | |
| RU2072548C1 (ru) | Устройство для регулирования давления | |
| US3702972A (en) | Atomic hydrogen maser with bulb temperature control to remove wall shift in maser output frequency | |
| SU993218A1 (ru) | Устройство дл формировани спектра случайных вибраций | |
| SU1260837A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости распространени и коэффициента затухани ультразвука в среде | |
| KR100196199B1 (ko) | 질량유량계 변환기 | |
| SU1162046A1 (ru) | Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков |