マスフローコントローラ(以下MFC)の歴史に関して振り返っています。
DecoがMFCメーカーから離れ、一介のコンサルタント、エヴァンジェリストとして過ごして10年になります。
これを期にMFCという不思議な工業製品の技術動向をその歴史を俯瞰しながらまとめて行きたいと思います。
今回もMFCの熱式流量センサーの巻線型のお話です。
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巻線型の三線式流量センサーは定電流回路を組むことで、流体が流れた際に上流側温度(T1)と下流側温度(T2)の変化が起き、ΔTが生じ、それをブリッジ回路で取り出すという基本に忠実な回路で構成です。
二線式の多くは対になる測温抵抗体のT1,T2を常に一定にする定温度方式です。
この流れは熱線式風速計が定電流制御方式から定温度制御方式に移行したのと全く同じでフィードバック制御で応答性能が向上する事を期待しての回路構成ですね。
つまり二線式、三線式という見かけの構成だけで性能の優劣を論じることは意味がないという事なのです。
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出典:ブロンコスト・ジャパン(株) *EZ-Japan黒田 加筆

定温度方式は、現行の巻線型センサーが多く採用しています。
その理由は、熱式、特に巻線型の弱点である応答性能を少しでも改善するためです。
そもそも熱の移動を捉える熱式センサーの応答は決して速くはありません。
圧力センサーベースの流量測定モジュールが応答性を売りにする際に、熱より圧力の検知は10倍以上速いという宣伝をしている事からもわかりますね?(でも、圧力を検知するのは10倍速くても、流量をその速度で測定している訳ではないのですが・・・)

さらに巻線型は流体に直接触れていないという、応答性と感度の点で非常に不利な構造をしています。
よく筆者は、「厚いゴム手袋をした手を風呂の湯船に突っ込んで湯温を測っているようなものだ」という喩えを用いて説明することがあります。
この問題は、巻線型の致命的な弱点なのですが、逆に「直接触れないことで、半導体プロセスで使用される腐食性流体に対応できたと」いう怪我の功名的な成功を収めることができたことを見逃してはいけません。

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