流体控制阀用诊断装置、流体控制装置以及流体控制阀用诊断程序的制作方法

本发明涉及一种流体控制阀用诊断装置、流体控制装置以及流体控制阀用诊断程序。

背景技术：

作为流体控制阀，存在有如下的流体控制阀，该流体控制阀如专利文献1所示，通过使阀体相对于阀座位移来控制例如流体的流量。对于包括这样的流体控制阀的流体控制装置，例如决定并管理使用寿命，对超过该使用寿命的流体控制装置进行维护(maintenance)或更换。

然而，有时即使定期进行了维护，或即使未超过使用寿命，流体控制装置仍会产生故障。本发明的发明人着眼于可以列举伴随流体控制阀的动作的劣化作为其原因，并且研究了能够在流体控制装置因该原因产生故障之前，更换流体控制装置。

然而，以往，无法从流体控制装置获得与流体控制阀的动作相关的信息，无法对伴随流体控制阀的动作的劣化的影响进行评价。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2015-121898号

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题

因此，本发明是用于解决所述的问题点而做出的发明，本发明的主要目的在于能够从流体控制装置获得与流体控制阀的动作相关的信息。解决技术问题的技术方案

即，本发明的流体控制阀用诊断装置，其中，所述流体控制阀使阀体位移来控制流体，所述流体控制阀用诊断装置包括：阀体关联值接收部，接收与所述阀体的位移相关联地输入输出的阀体关联值；位移检测部，基于所述阀体关联值，检测所述阀体的位移；以及位移次数存储部，存储由所述位移检测部检测出的位移的次数。

如果是这样的流体控制阀用诊断装置，则由于对阀体的位移次数进行检测，并且存储该位移次数，所以能够从流体控制装置获得与流体控制阀的动作相关的信息。由此，能够对伴随流体控制阀的动作的劣化的影响进行评价，进而能够在流体控制装置因伴随流体控制阀的动作的劣化的影响而产生故障之前，催促使用者进行维护。

作为所述位移检测部的具体实施方式，可以列举如下的构成：在所述阀体关联值的变动量超过了规定的阈值的情况下，将该情况检测为所述阀体的位移；或者在所述流体控制阀移动到全开位置或全闭位置的情况下，将该情况检测为所述阀体的位移。

如果是这样的构成，则例如在阀体因噪声等影响而移动了的情况下等，如果阀体的移动是微小的，则能够不将该移动检测为位移，因此，能够更正确地对伴随流体控制阀的动作的劣化的影响进行评价。

为了通知使用者因伴随流体控制阀的动作的劣化而需要对流体控制装置进行更换或维护，优选的是，所述流体控制阀用诊断装置还包括通知部，所述通知部对由所述位移次数存储部存储的位移次数与规定次数进行比较，在所述位移次数超过了所述规定次数的情况下，输出表示该情况的通知信号。

作为所述阀体关联值，可以列举所述流体的计算流量、所述流体的设定流量、使所述阀体位移的驱动电压、或者根据所述阀体的位置而输出的电流或电压等。

此外，本发明的流体控制装置包括：流体控制阀用诊断装置；以及所述流体控制阀。

此外，本发明的流体控制装置用诊断程序，其中，所述流体控制阀用诊断程序用于流体控制阀的诊断，所述流体控制阀使阀体位移来控制流体，所述流体控制阀用诊断程序使计算机发挥作为阀体关联值接收部、位移检测部以及位移次数存储部的功能，所述阀体关联值接收部接收与所述阀体的位移相关联地输入输出的阀体关联值，所述位移检测部基于所述阀体关联值，检测所述阀体的位移，所述位移次数存储部存储由所述位移检测部检测出的位移的次数。

按照这样的流体控制装置和流体控制装置用诊断程序，能够发挥与所述流体控制阀用诊断装置相同的作用效果。

发明效果

按照以所述方式构成的本发明，能够获得与流体控制装置的流体控制阀的动作相关的信息，通过对伴随流体控制阀的动作的劣化的影响进行评价，能够在流体控制装置产生故障之前，催促使用者进行维护。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式的流体控制装置的回路构成的图。

图2是示意性地表示同实施方式的流体控制装置的整体构成的图。

图3是表示同实施方式的诊断装置的功能的功能框图。

图4是用于对同实施方式的诊断装置的动作进行说明的图。

附图标记说明

200诊断装置

100流体控制装置

20流体控制阀

22阀体

40诊断装置

41阀体关联值接收部

42位移检测部

43位移次数存储部

44通知部

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的流体控制阀用诊断装置的一个实施方式进行说明。

本实施方式的流体控制阀用诊断装置40用于对构成流体控制装置100的流体控制阀20进行诊断。首先，简单地对流体控制装置100进行说明。

本实施方式的流体控制装置100为质量流量控制器(massflowcontroller)，其例如搭载于气体面板(gaspanel)而构成半导体制造装置的材料供给管路的一部分，如图1中的流体回路图、图2中的整体构成的剖视图所示，流体控制装置100包括：主体单元(bodyunit)1，具有流体所流经的内部流路1a；流量测量机构10，设置于内部流路1a上，对在内部流路1a中流动的流体的质量流量进行测量；流体控制阀20，设置在比所述流量测量机构10更靠上游侧；以及控制电路30(图2中未表示)，以使流量测量机构10的测量流量成为预定的目标流量的方式对流体控制阀20进行控制。

流量测量机构10是所谓的差压式的流量测量机构，就流体回路而言，如图1所示，流量测量机构10包括设置于内部流路1a上的阻力流路3、以及对所述阻力流路3的上游侧及下游侧的内部流路1a内的流体压力进行测量的一对压力传感器2a、2b。此外，构成为能够基于压力传感器2a、2b的压力测量值和阻力流路3的阻力值，测量出在内部流路1a中流动的流体的流量。

如图2所示，流体控制阀20构成为包括阀座21及阀体22、以及层叠压电元件23，对层叠压电元件23施加驱动电压而使层叠压电元件23伸缩，由此，阀体22相对于阀座21位移，对流体的流量等进行控制。阀体22随着层叠压电元件23的伸缩而位移，在此，阀体22至少具有隔膜(diaphragm)。

此外，流体控制阀20可以是常闭型的流体控制阀，也可以是常开型的流体控制阀。

图1所示的控制电路30由搭载有中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、存储器、i/o信道、a/d转换器、d/a转换器、其它模拟和数字电路的电路基板构成，cpu和其它外围设备根据存储于所述存储器的程序协同动作，由此，对流体控制阀20进行控制，并且以使内部流路1a的流体流量成为从外部指示的设定流量的方式对内部流路1a的流体流量进行控制。

如果更具体地进行说明，则所述控制电路30至少包括作为流量计算部31及阀控制部32的功能，在此，还包括作为全开/全闭信号接收部33的功能，该全开/全闭信号接收部33接收从外部输入的全开信号及全闭信号，用于强制地使流体控制阀20全开或全闭。

流量计算部31如果接收到来自各压力传感器2a、2b的输出信号值，则根据这些输出信号值，并基于考虑了偏移(offset)和系数等的规定的变换公式，计算阻力流路3的上游侧及下游侧的流体的压力，基于这些压力与预先测量的阻力流路3中的流体阻力值(阻力系数)和流体粘性等，计算在阻力流路3中流动的流体的流量。

此外，如果从操作员或外部的其它设备提供了设定流量，则阀控制部32计算所述设定流量与所述计算流量之间的偏差，基于该偏差，以使所述计算流量接近设定流量的方式对施加至层叠压电元件23的驱动电压进行控制而使阀体22位移，从而对在内部流路1a中流动的流体的流量进行控制。

此外，本实施方式的流体控制装置100还包括流体控制阀用诊断装置40(以下，称为诊断装置40)。

诊断装置40可以是与所述控制电路30不同地包括搭载有cpu、存储器、其它模拟和数字电路的电路基板的装置，但是，在此将构成控制电路30的电路基板的一部分兼用作诊断装置40。就功能而言，cpu和其它外围设备根据储存于所述存储器的程序协同动作，由此，如图3所示，所述诊断装置40包括阀体关联值接收部41、位移检测部42、位移次数存储部43以及通知部44。

阀体关联值接收部41接收与阀体22的位移相关联地输入输出的阀体关联值。

阀体关联值是因其值发生变动而导致阀体22位移的值、或者是因阀体22位移而发生变动的值并且是因流体的控制内容改变而发生变动的值。作为前者的例子，可以列举从外部输入的设定流量、为了使阀体22位移而输入至层叠压电元件23的驱动电压等。另一方面，作为后者的例子，可以列举从对阀体22的位置进行检测的位置传感器输出的电流或电压、由控制电路30计算出的计算流量等。

本实施方式的阀体关联值接收部41构成为从流量计算部31接收至少所述的计算流量。

位移检测部42基于由阀体关联值接收部41接收到的阀体关联值来检测阀体的位移。

具体而言，所述位移检测部42以如下方式构成，即：在阀体22位移了导致劣化的程度的情况下，将该位移计数为一次位移次数，例如在阀体22因噪声等的影响而稍微位移的情况下，不将该情况计数为位移次数。

如图4所示，在此的位移检测部42基于阀体关联值接收部41接收到的计算流量的经时变化来检测位移，并计数该位移的位移次数。更详细而言，在计算流量的变动量超过了阈值的情况下，将该情况计数为一次位移次数。

如果更具体地进行说明，则例如在设定流量从q1变更为q2的情况下，伴随该变更，计算流量从q1向q2变动。此外，在该计算流量的从q1开始起的变动量超过被设定为阈值的规定流量(例如满刻度的10％的流量)的状态持续了规定时间(例如10毫秒)的情况下，将该情况计数为一次位移次数。此外，可以适当变更所述规定流量、所述规定时间的设定值。

此外，在本实施方式中，在强制地使流体控制阀20全开了或全闭了的情况下，阀体22大幅度位移的可能性高，因此，位移检测部42将全开/全闭信号接收部33接收到的全开信号及全闭信号的接收次数，换言之，将从外部输入全开信号及全闭信号的输入次数分别计数为一次位移次数。

位移次数存储部43形成于所述存储器的规定区域，存储由所述位移检测部42计数的位移次数，在此，每当经过规定时间(例如1小时)，将位移次数累计并存储于位移次数存储部43。此外，位移次数存储部43也可以形成于sd卡等外部存储器。

通知部44在位移次数存储部43中累计存储的位移次数超过了规定的警告次数的情况下，输出表示该情况的通知信号。

作为所述通知部44的具体方式，可以考虑如下的各种方式：在位移次数超过了规定的警告次数的情况下，发出声音、光等，或者将警告显示输出至诊断装置40所附带或连接的显示器。

此外，警告次数为预先设定的次数，可以设定为某个次数，也可以阶段性地设定为多个次数。在后者的情况下，可以采用下述的方式：例如通过第一警告次数来表示接近流体控制阀的劣化导致的维护时间，通过第二警告次数来表示需要进行流体控制阀的劣化导致的维护。

按照以所述方式构成的本实施方式的流体控制装置100，诊断装置40检测阀体22的位移并计数该位移的位移次数，并且存储该位移次数，因此能够获得与流体控制阀20的动作相关的信息，从而能够评价伴随流体控制阀20的动作的劣化对流体控制装置的动作造成了怎样的影响。

此外，在存储于位移次数存储部43的位移次数超过了规定的警告次数的情况下，通知部44会通知该情况，因此，能够在流体控制装置100因伴随流体控制阀20的动作的劣化而产生故障之前，催促使用者对流体控制装置100进行维护或更换。

此外，本发明不限于所述实施方式。

例如，所述实施方式的位移检测部在计算流量的变动量超过了阈值的情况下，检测阀体的位移，但是也可以在输入至层叠压电元件的驱动电压的变动量、或者根据阀体的位置而输出的电流或电压的变动量、或者设定流量的变动量超过了阈值的情况下，将该情况检测为阀体的位移。

在该情况下，位移次数存储部可以累计并存储全部的所述位移次数，也可以按各个情况累计并存储位移次数。

此外，所述实施方式的诊断装置具备作为通知部的功能，但是也可以不必具备通知部。

即使在该情况下，通过对存储于位移次数存储部的位移次数进行确认，也能够对伴随流体控制阀的动作的劣化的影响进行评价。

此外，在所述实施方式中，使流体控制装置包括诊断装置，但是诊断装置也可以是与流体控制装置是分开的。具体而言，例如可以列举如下的构成，即：金属有机气相沉积(metalorganicchemicalvapordeposition，mocvd)等气相生长装置包括：对材料气体和载气(carriergas)等进行控制的多个流体控制装置、以及与这些流体控制装置分开设置的本发明的诊断装置，该诊断装置获得与各流体控制装置的流体控制阀的动作相关的信息。

如果是这样的构成，则由于诊断装置获得与多个流体控制装置的流体控制阀的动作相关的信息，所以能够在气相生长装置中，对多个流体控制装置进行集中管理。

此外，所述实施方式的流量测量机构是差压式的流量测量机构，但是也可以是热式、科里奥利(coriolis)式或超声波式的流量测量机构。

此外，本发明不限于所述实施方式，当然能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形。

工业实用性

如此，按照本发明，能够获得与流体控制装置的流体控制阀的动作相关的信息，通过对伴随流体控制阀的动作的劣化的影响进行评价，能够在流体控制装置产生故障之前，催促使用者进行维护。