[发明专利]具备流量自身诊断功能的压力式流量控制装置的压力控制阀用驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体、化学品、药品、精密机械部件等的制造中使用的气体等的压力式流量控制装置的改良，即涉及压力控制阀用驱动电路，该压力控制阀用驱动电路以使用压力式流量控制装置所具备的流量自身诊断功能来检测节流孔的堵塞、裂缝、腐蚀等引起的形状的变化时，能够经常以高精度进行稳定的检测的方式形成。

背景技术

压力式流量控制装置能够以将压电元件驱动型压力控制阀和节流孔组合后的简单的机构，高精度地控制气体等各种流体的流量，在半导体制造装置等领域中压力式流量控制装置被大量实用。

另外，由于该压力式流量控制装置以利用节流孔，通过压力控制阀的开闭控制调节其上游侧的气体压力而进行流量控制的方式形成，所以，需要经常监视所谓节流孔的筛眼堵塞等。因此，具有对被称为所谓流量自身诊断(或者筛眼堵塞检测)的节流孔的堵塞、裂缝、腐蚀等引起的形状的变化程度进行自身诊断的功能。

图5是表示现有的具备流量自身诊断功能的压力式流量控制装置的一个例子。即，向运算处理装置CPU输入由压力检测器P₁及温度检测器T₁检测出的压力控制阀1和节流孔2之间的管路3内的气体压力及气体温度，在此，运算流通节流孔2的气体流量Q_c的同时，运算设定流量Q_s和运算流量Q_c之间的差流量ΔQ，向压电元件驱动部1a输入与该差流量ΔQ对应的控制信号S，在所述差流量ΔQ成为零的方向，压力控制阀1被开·闭控制。

而且，当在压力式流量控制装置的使用中由于节流孔2的堵塞等导致节流孔孔径发生变化时，则招致图5中的配管路3内的压力下降特性发生变化，因此，在将压力式流量控制装置供实际使用之前(即，工厂出货前)，测量其压力下降特性并作为初始值存储于存储装置M，通过将该初始值与使用中的诊断时的压力下降特性的测定值进行对比，能够判断流量控制的异常的有无。即，可以说，流量自身诊断是对节流孔2的堵塞、裂缝、腐蚀等引起的形状变化所导致的控制流量异常的有无，进行自身诊断。

更具体地说，参照图5，首先，在压力式流量控制装置FCS的上市之前，向压力式流量控制装置FCS的压电元件驱动型压力控制阀1供给流量自身诊断用的气体(通常为N₂气体)，另外，将压力式流量控制装置FCS的设定流量Q_s设定为100％流量，并且将存储装置M设定为工作状态(初始值存储信号的设定)。另外，此时，在控制流量(设定流量Q_s)为某阈值以下的情况下，当然气体供给压力不足的报警器A_L会发出信号。

接着，将压电元件驱动型压力控制阀1迅速地完全关闭，并且按每一规定时间测量压力检测器P₁的检测压力和时间的数据，将其存储在存储装置M(初始值数据的存储)。

在使用中的压力式流量控制装置FCS进行流量自身诊断时，首先，向压电元件驱动型压力控制阀1供给与初始值数据存储时所使用的气体相同的气体，同时，将其设定流量Q_s设定为100％流量。另外，此时，在控制流量(设定流量Q_s)为某阈值以下的情况下，当然气体供给压力不足的报警器A_L会发出信号。

接着，将压电元件驱动型压力控制阀1迅速地完全关闭，并按每一规定时间测量此时的配管路3内的检测压力-时间的数据，并且在运算处理装置CPU中，和预先存储在存储装置M的初始值数据相比较，当两者间的差异比设定值大时，作为诊断结果异常，向报警器发出信号。另外，在图5中，E为电源电压。

但是，在压力式流量控制装置FCS的压电元件驱动型压力控制阀1中，多利用具备压电元件驱动部的常闭型金属膜片阀，对压电元件驱动部1a的压电元件施加驱动电压，其全长伸长，由此，对抗弹性体的弹力而使阀棒提升，进而使阀开启。另外，当除去施加于压电元件的电压时，压电元件的长度复原为初始的长度尺寸，基于弹性体的弹力而使阀棒下降，由此使阀关闭(日本特开2005-149075)。