真・ＭＦＣ千夜一夜物語　第468話　MGMRを正しく理解する　その5

本ブログでは質量流量計（熱式流量計、コリオリ式流量計）であり流量をアナログ信号やデジタル信号で出力するマスフローメーター（以下MFM）や、流量信号を基に流量制御を行うマスフローコントローラー（以下MFC）及びその応用技術での流体制御を紹介しています。
この章では"マルチガス・マルチレンジ（以下MGMR）MFC"の解説を再び行っています。

初期のデジタルMFCでも1ガス＝1つのコンバージョンファクター（以下CF）ではないガス種には対応できないという問題が鮮明になっても、それでもマスフローメーカーの技術者達は諦めませんでした。この問題を考察した結果、やはりMFCの更なる進化が必要だという結論に達したのです。
CFデータを1つしか運用できない初期デジタルMFCのハード性能の改善でした。
乱暴に言えば、「複数のCFで対応しなくてはいけないのなら、全部MFCに憶えさせてしまえ！」ということです。
実はこれ自体はそんなに難しいことではありません。
既にデジタル制御に進化したMFCであり、低流量設定での応答性能向上のために、設定流量に応じてマルチPID制御化するという技術は開発済みでしたし、そもそもデジタル化したことで、EEPROM等に各種調整データを書き込めるエリアがありましたから、アナログ時代のトリマー（可変抵抗ボリューム）を調整して一点決めの調整をしていたMFCとは比較にならない拡張性能を持っていたのです。
むしろ問題はそれ以外の部分、ハードよりもCFデータの蓄積にあり、MFCはMGMRタイプへの進化を促されることになったのです。

MGMRと言っても、基本構造は従来のMFCと同じフォーマットを踏襲しており、その構造上の限界から、1台で全てのガス・流量に対応できるスーパーマン（スーパーMFC？）は存在しません。
単純に流量レンジによりバルブ、オリフィス、層流素子が異なるというだけではありません。
CFという観念は一般的にMFCの熱式センサーの感度比に着目していますが、ガス種による流量制御バルブの制御特性の変化というファクターも存在するからです。

メーカーの社内調整で用いるバルブ設定を決定するファクターがあり、例えば窒素用に調整されたMFCに、水素（H2）を流すと、CFは近似値だが、バルブのオリフィス径は全く異なるので、思いっきりハンチングして制御不良状態を引き起こしたりします。
その為、現実には窒素換算したF.S.流量レンジ（メーカーにより異なるが、だいたい5SCCM～50SLMというMFCにとっての一般的なレンジ）に対して十数種のMGMRタイプMFCを予めラインアップすることで対応しています。
従って個々のタイプには流量レンジの守備範囲が存在し、これを超えてのガス種/F.S.流量レンジの変更は出来ないのでした。

【あなたにＭＦＣの夜が来る～真・ＭＦＣ千夜一夜物語】by Deco　EZ-Japan