[发明专利]材料气体浓度控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种在将载气导入到贮槽内所收纳的材料中并使材料气 化的材料气化系统中，对所述气化后的材料气体浓度进行控制的装置。

背景技术

作为此种材料气化系统中的材料气体的浓度控制系统可以列举以下 系统，此种系统包括：质量流量控制器(massflow controller)，设置在 导入载气(carriergas)的导入管；恒温槽(constant temperature bath)， 用来将蓄积材料液体的贮槽(tank)保持为恒温；以及压力计(pressure meter)，设置在将材料气体和载气的混合气体导出的导出管上，用来测量 混合气体的压力、即总压(total pressure)。

所述系统是通过将材料液体保持为固定温度，而可始终以饱和蒸气压 (saturation vapor pressure)使材料液体气化(gasification)，并使 材料气体的分压(partial pressure)达到固定，再利用质量流量控制器 来控制载气的流量，以使由压力计所测量的总压达到固定。据此，气体的 浓度通过分压/总压来表示，分压及总压固定，故认为气体的浓度即材料 气体的浓度也必然达到固定。

但是，即便利用恒温槽将贮槽保持为恒温，但因材料液体气化时的气 化热会使温度降低，导致饱和蒸气压产生变化，所以材料气体的分压会产 生变化而偏离预期浓度。而且，因材料液体量的变化等，鼓泡(bubbling) 下的载气和材料液体接触的时间或状态也会产生变化，使得材料气体不会 气化达到饱和蒸气压为止，最终材料气体的分压产生变化而偏离预期的浓 度。

另外，即便可始终以饱和蒸气压使材料液体进行气化，但需要从某一 浓度变化成其他浓度时，则必须改变贮槽内的温度后，改变饱和蒸气压。 为了改变贮槽内的温度，通常需要消耗较长的时间，所以导致材料气体的 浓度控制的响应性(responsibility)变差。

而且，为了进行材料气体的浓度控制，如上所述必须在导入管和导出 管两者上预先设置设备，使得装置的安装工序数量增多或者极其费事。

[专利文献1]美国公开专利公报2007/0254093号

[专利文献2]日本专利特开2003-257871号公报

发明内容

本发明是鉴于如上所述的问题研究而成，其目的在于提供一种材料气 体浓度控制装置，此材料气体浓度控制装置最初并非以通过将贮槽保持为 恒温等而可将材料气体的分压保持固定为前提开发研制，而是即便材料气 体的分压产生变动，也可以将混合气体中的材料气体的浓度保持固定，且 响应性优异，可易于安装在材料气化系统中进行浓度控制。

即，本发明的材料气体浓度控制装置用于材料气化系统，所述材料气 化系统包括：贮槽，收纳材料；导入管，将使被收纳的材料气化的载气导 入所述贮槽；以及导出管，从所述贮槽中导出材料气化而成的材料气体及 所述载气的混合气体；其特征在于所述材料气体浓度控制装置包括：基体， 具有连接于所述导出管，用来使所述混合气体流动的内部流路；浓度测量 部，对在所述内部流路中流动的混合气体中的材料气体的浓度进行测量； 以及第1阀，在所述浓度测量部的下游，将由所述浓度测量部测量的测量 浓度调节为预定的设定浓度；且，所述浓度测量部及所述第1阀安装在所 述基体上。

根据此种装置，可以利用浓度测量部来测量混合气体中材料气体的浓 度，且可以利用第1阀来调节测量浓度，使其达到预定的设定浓度，所以 当贮槽内材料液体并未以饱和蒸气压进行气化时、或者鼓泡状态产生变化 时等，材料气体的产生量发生变动后，也可以将浓度保持固定而不受此变 动的影响。

换句话说，即便不通过控制贮槽内的温度等来将材料液体的气化量保 持固定，也可以将混合气体的浓度保持固定。

此外，和通过控制贮槽内的温度来控制材料气体量的方法相比，由于 利用第1阀来调节混合气体中材料气体的浓度，所以并不存在等待温度变 化的时间，故时间延迟小，可响应性优异地进行材料气体浓度的控制。

另外，由于所述第1阀设置在所述浓度测量部的下游，因此所述浓度 测量部可以准确地测量受到第1阀调节影响之前的浓度、即贮槽内的浓度。 所以，能够准确地掌握应该如何操作第1阀以调节成预定的设定浓度，因 而，也可以高精度地进行材料气体浓度的控制。