02/27のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @hello_pantech: 新商品のガーリックトーストです!ガーリックバターは、ハワイから厳選して買い付けたものです*\(^o^)/*ガーリックとハーブが香る、食欲そそるガーリックトーストに仕上がりました(´∀`) http://t.co/3l3kapMe1r
02-27 11:44

02/25のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

気分転換でもないのですが、真・MFC千夜一夜物語http://t.co/jSYxjaZBwWブログのデザインを変えてみました^^なんとなく海外サイト的な感じ? http://t.co/P7mYEkSrmC
02-25 15:02

真・MFC千夜一夜物語 第180話 MFCに液体を流してはいけないの?その3

日本工業出版さんの「計測技術」で 「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載も2015年2月号で11回目を迎えさせて頂きました。
これも一重に、本ブログや連載をお読み頂いている皆様のおかげと思っております。
改めてお礼申し上げます

さて、熱式センサーに液体を流すことはなぜ難しいのでしょうか?というお話です。
前回、気泡が混入することで起きるトラブルをご説明させて頂きました。
流量出力が液体と気体により熱を奪われる量が大きく異なることから生じるハンチングは、液体MFC(マスフローコントローラ)での流量制御が破綻を招きます。
まさに「制御バルブは急には止まらない!」です。
例えば積算流量管理である目標値の充填をボトルに行う場合はフローオーバーしてしまいますし、液体MFCの下流に気化器を付けて、常温では液体の材料を気化して用いるような半導体製造装置プロセスでは、ハンチングの影響だけではなく、一気に流れ込んだ液体が気化器内で気化できずにそのまま下流へ行ってしまい、最悪はチャンバー内のウエハーに到達してしまう問題を引き起こします。
液体MFCを使用される場合は、気泡対策が肝心なのです。

対策としては主に3つです。
1つは、液体MFC直前に気泡を生じにくい配管を組むことです。
流路が急に狭くなり、流速が上がるポイントを無くせばいいのです。
ところが、ほとんどの場合、液体MFCの前後にはシャットオフバルブが存在していると思います。
これは危険な液種になればなるほど、液体MFCを安全に取り外すためにも必要になります。
バルブの中では当然急速に流路は狭まるわけでして、気泡にとっては宜しくありません。
矛盾する問題なのですね。

その2はできるだけ液体に溶け込みにくい気体で圧送することです。
液体供給は気体と異なり、上流の液タンクから気体で圧力をかけて押し出す圧送が主です。
その気体は当然液体材料に接触しているわけですから、溶け込みの主犯になることが多いのです。
例えば液体が水とした場合、溶解度(1 cm3 の水に溶け込む気体の体積が占める割合)は、二酸化炭素1.05350>アルゴン0.03130>酸素0.02850>窒素0.01470といった関係になります。
空気は窒素、酸素の混合気体と考えれば酸素>空気>窒素という関係ですね?
(詳しくは理科年表等の記載をご確認ください。)
つまり空気で圧送するよりも、窒素の方が溶け込みにくいと言うことです。
更に圧送する気体圧力が倍になれば、溶け込む量も倍になりますので、その意味では気体の圧力を圧送できる最小限度に落としておくのも手です。
この方法は現実的ですが、「液体材料に全く溶け込まない気体は無いので、気泡が出ないわけではない」という点を考慮しなくてはいけません。

その3は、溶け込んだ気体を液体MFCの前で脱気することです。
これは特別な仕組みが必要になります。
例えば下図のようなものです。
150225_01.jpg

デガッサーと呼ばれる事もある脱気装置です。
これに用いるスパイラル状の配管材質は色々ありますが、要は金属管のような分子間距離が近くて、気体がすり抜けていかない配管ではなく、気体がある程度すり抜けていくフッ素樹脂製の管で流路を作り、それを気密性の高い箱に入れ、中を真空にポンプで引きます。
そうすることでフッ素樹脂配管の内外圧力差を作り、液体に溶け込んだ気泡を引っ張り出してしまおうというシステムです。
圧送に使うガスで水素やヘリウムのようなすり抜けやすい小さなガスを用いると効果が大きいはずです。
しかしながら、安全面で水素は問題がありますし、ヘリウムは近年価格が高騰しており、コスト対効果でやや?がつくのが難点です。

液体MFCセンサー部の気泡トラブルで困っておられる方は、ご紹介した方法で再度チャレンジしてみてはいかがでしょうか?

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

テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス

02/24のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

原子力、太陽光、燃料電池…なんでもかんでも「夢のエネルギー」なんてフレーズを付けるのはもう止めましよう。と、言うか、聞いて盲信過信、妄想暴走しない為には、知識を貪るだけではなく、どんな考え方を身につけるべきなのかを、僕達は学ばないといけないと思います。
02-24 12:45

RT @internet_watch: iOS向けATOKの新バージョン公開、PCのATOKと登録単語を同期できる「ATOK Sync アドバンス」に対応  http://t.co/NfpVJCh7kP
02-24 12:37

02/22のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

低視聴率という話の”花燃ゆ”だけど、案外面白いことに気がついた^^
02-22 22:41

02/18のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

【真・MFC千夜一夜物語mini 】マスフローは熱式流量センサーを使っているので、流体の物性(定圧モル比熱)がわかならいと、校正ガスに対する実ガスの流量換算ができません。と、言うことは、比率がわからない混合ガスでも同じという事です。
02-18 13:40

RT 一部列車に遅れが出ていましたが、11:30現在、ほぼ平常通り運転しています…同時刻、そのほぼに入らない川越線では、大宮駅で直通運転を打ち切られ、乗り継ぎの快速は無く、普通は15分後、止む無く京浜東北までダッシュした人がここに…(−_−;)
02-18 13:04

RT @train_saikyo: 池袋駅で荷物挟まり対応を行った影響などで、一部列車に遅れが出ていましたが、11:30現在、ほぼ平常通り運転しています[15/02/18 11:32]
02-18 13:01

02/17のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @hello_pantech: 飴色に炒めた玉ねぎと、ビーフコンソメで仕立てた熱々のオニオングラタンスープはいかがですか(○´3`)ノパリジャンには隠し味のガーリックバターが塗ってあります☆限定5食、単品420円・ドリンクセット480円(ともに税別)でのご提供です! ht…
02-17 23:47

02/13のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @nikkei_bizdaily: 豊田通商、岩谷産業、大陽日酸の3社は13日、日本初の商業用移動式水素ステーションの運営を始めると発表しました。新会社を通じて水素ステーションの設置・運営と、水素の補給などを手掛けます。まず3月末に東京都千代田区で事業を始める予定。htt…
02-13 21:21

02/12のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

御協力のお陰で、今日はいい取材ができました。成果は少し先になりますが、お楽しみに。
02-12 15:52

RT @ichiyanakamura: デジタル、まだまだ努力が必要です。「デジタル教材を好む小学生は7割、中学生は5割」http://t.co/RUHrATyiGb
02-12 12:00

RT @ichiyanakamura: これで逃げ切り、なのかなぁ。勉強になるなぁ。真似できないけど。「STAP論文:主要著者、誰も実質処分受けず」http://t.co/9YvZePElRh
02-12 11:59

真・MFC千夜一夜物語 第179話 MFCに液体を流してはいけないの?その2

日本工業出版さんの「計測技術」誌上の「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」という連載も2015年2月号で11回目を迎えさせて頂きました。
これも一重に、本ブログや連載をお読み頂いている皆様のおかげと思っております。
改めてお礼申し上げます

さて、熱式センサーに液体を流すことはなぜ難しいのでしょうか?
この原因は、気体と液体での密度にあります。
ご存じの通り、同じ流体で液体と気体での密度は大きな開きがあります。
例えば水(H2Oの液体状態) 0.999972 g/cm3@4℃でほぼ1g/cm3です。
それに対して水蒸気(H2Oの気体状態)では、0.598kg/m3つまり=0.000598g/cm3@大気圧、100℃になります。
H2Oは密度の大きさでいうと液体>固体>気体という珍しい順番になる異常液体ですが、液体>気体の関係は他の物質と同じです。

ここでおなじみの熱式流量計の基本式を見てみましょう。
150211_01.jpg

質量流量を決める要素でΔT:熱移動量に対して、分母側のCp:定圧比熱が大きな影響を果たすことになります。
定圧比熱とは一定圧条件で物質のある単位量を単位温度上昇されるのに必要な熱量ですから、気体であろうと液体であろうと関係はないはずなのですが、これは質量当たりを考えた場合で、体積で考えると話は大きく異なります。
H2Oを例に取れば、先ほどの密度で計算すれば、必要な体積は大きく異なることがわかります。
つまり液体は少ない体積で多くの熱を奪えるので、ヒーターから与える熱量もその分大きくしないと大きな体積流量レンジを測定できないということになるのです。

これは熱いものを醒ますことを考えてもらえばわかります。
空冷より水冷の方がどう考えても少ない体積で熱を奪えるでしょう?
液体用熱式センサーは、その原理上微少流量に限られてしまうという特長があるのでした。

先ほどの基本原理から来る問題は、これだけではありません。
液体を測定している熱式センサーに、気泡が混ざった液体が入り込んだらどうなるでしょう?
150211_02.jpg

気泡といっても立派な気体です。
つまり、液体と気体が混合した状態の流体なのです。
液体と気体では単位体積当たりでの熱容量に大きな違いがあるのですから、流量センサーは液体が通過した時と気体が通過した時でその熱の奪われ方が大きく異なる為に、異常な値を出力してしまうことになります。
これでは、気泡が入ると正確な流量測定はできませんし、この流量出力を基にMFC(マスフローコントローラ)として流量制御をしようものなら、ハンチングして使い物になりません。

「気泡が入った液体なんて希でしょう?」とおっしゃる方がおられるかもしれませんが、
「気体が溶け込んでいない液体なんて希でしょう?」と返させて頂きます。

確かに液体を充填する際のボトルなどではわかりにくくても、配管で運ばれる際に液体にかかる圧力を低下させたり、温度を上昇させたりするポイントがあった場合、気泡は発生します。
温度を上げた場合は、沸騰する前のヤカンを考えてもらえばよいと思います。
また、キャビテーションという圧力低下による現象もあります。
例え常温であっても、流路が急に狭くなり、流速が上がって、液体の圧力が飽和蒸気圧以下に低下すれば液体は沸騰します。(ベルヌーイの定理)

こういった難関が熱式センサーを液体で使用する際には存在しているのでした。
とはいえ特に1番目の特性は、こと微少流量に限って考えれば、むしろあまり温度を上げずに流量を計ることが出来るという利点にもなりますので、液体用MFM(マスフローメータ)&MFC(マスフローコントローラ)という分野が成立するわけです。

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

テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス

02/11のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

日本工業出版 「計測技術」2015年2月号です!マスフロー千夜一夜物語~質量流量計の基礎 第11回 お陰様で連載させて頂いてます^^ http://t.co/yCJT2jYxIM
02-11 18:21

RT パラゴン 懐かしいな~ 怪獣の名前じゃないよ^^;http://t.co/WhF1DAJ90T
02-11 18:16

RT @asciijpeditors: パラゴン!、一度、某中古オーディオ店で見たことがあります。 #asciijp http://t.co/bqGR527Dp5 @asciijpeditorsさんから http://t.co/y3FY4OJjzD
02-11 18:16

02/10のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @pc_watch: 【100Tweets】160億年に1秒の誤差。秒を再定義する世界最高精度の光格子時計を東大らが開発~高低差1cmの重力の影響も計測可能 http://t.co/455FNTzFkA http://t.co/d8hXWU4cAs
02-10 15:25

02/09のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @kohyu1952: トルコ政府の日本メディアへの要請が報道されないのは明らかに異常。そもそも日本政府が「イスラム国と呼ばないで」と要望したのに、NHKの大越氏が「イスラム国と呼びます」と見得を切って反権力でメディアの立場を示したつもりなら幼稚過ぎます。 http://…
02-09 15:55

同感です。マスコミがどう表記しようと、我々がどう表現するかだと思います。http://t.co/MGw7FSo0ML
02-09 06:51

02/07のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @itoi_shigesato: いやだ!いやだ!認めたくない!RT @daijapan: うそだ、、【驚愕】最新の研究にティラノサウルスよりは羽毛モフモフの大きな鳥だったことが判明 | netgeek http://t.co/Fsjqo5x43j
02-07 22:53

02/05のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT 空気と異なる酸素の混合比率ガスを吸うのは有害なのはもちろんですが、たとえヘリウムと空気と同じ比率の酸素を混合したガスであっても吸引には危険があります。お薦めしませんね。
02-05 09:03

RT @nilab: 「厚生労働省の資料では、平成13~24年度、ヘリウムガスの吸い過ぎで意識を失ったり嘔吐したりする事故が、風船を膨らませるためのガスを含めて32件報告された。大半は子どもだった」ヘリウムの恐怖 過去にも事故 業界団体注意呼び掛け http://t.co/
02-05 08:57

RT @ichiyanakamura: 竹芝にデジタル・コンテンツの集積特区を建設。母体となる法人を設立します。今日と明日に分けて解説します。「CiP協議会、会員を募集します。(上)」http://t.co/U0n3A6CeNL
02-05 08:55

Total System Factory 新製品 流量制御ユニットDDUシリーズ

京都府京田辺市/八幡市にある Total System Factory(代表 奥西泰男さん 以下T.S.F.と略記)が、2月4日(水)に発表する新製品 流量制御ユニットDDUシリーズをご紹介します。

T.S.F.は関西を拠点に長年培ってきたガス制御装置(ガス混合装置・定流量装置・炉体用雰囲気ガス制御装置) 、ガス加湿装置(定露点発生装置・ガスバブリングユニット) 、ガス露点測定装置・水循環ユニット・実験室、研究室の専用ユニット設計・製作から、一品モノの特殊配管部品の製作までを請け負う流体制御一筋!のクラフトマンシップに溢れるユニークな存在で、本ブログの常連さんです。

そんなT.S.F.が2月4日(水)、5日(木)に けいはんなプラザ イベントホール (京都府相楽郡精華町光台1-7)で行われる「関西学研都市ビジネスマッチング2015」(主催:京都府商工会連合会)で新製品を発表されるという噂を聞きつけ、その概要を少し教えてもらってきました。

150202_01.jpg

DDUシリーズはレギュレータと圧力表示器、MFC(マスフローコントローラ)と流量表示&設定器をワンユニットにしたユニットで、TSFのDDシリーズの上位機種に当たります。
W(幅):150mm×H(高さ):300mm×D(奥行):250mmのコンパクトな外形で、構成は以下のフローです。
150202_02.jpg

DDシリーズはミニマムサイズでの流量表示&制御のみにフォーカスを当てた製品ですが、兄貴分に当たるDDUシリーズは、デスクトップサイズで、圧力表示&制御機能も追加し、よりグレードアップした製品になっています。必要な時に小脇に抱えて移設できる可搬型のDDシリーズに対して、DDUシリーズはプロジェクトや実験毎に設置して使用して頂く据置型流量圧力制御ユニットというイメージでしょうか?

そして据置型の本ユニットの最大の特長は「壁ドン!」です。
いえいえ、T.S.F.奥西代表がお客様に壁ドンするわけではわりません。
写真でおわかりいただけるように、流量・圧力表示・制御に必要な操作系が前面パネルに集中しているのは当たり前ですが、アナログ出力でのロガーとの接続、PCとの接続に使用できるマルチユースのDsubコネクタ、AC電源用の三芯コネクタ、ヒューズボックス、そしてガスの入口、出口継手までもが全て前面に設置されています。
つまり背面には何もありません。
また、冷却用のクーリングファンは天面にある作りになっていますので、側面にも何もありません。
従って壁面に密着した状態で何台かのDDUシリーズを横並びにくっつけて配置が可能になります。

従来の流量制御ユニットですと、配管や電気接続は背面や側面にあるため、本体をいくら小型化してもそういったユーティリティの接続や廃熱の為の空間を必要としてしまうため、壁から離して設置しなくてはならず、横に並べるにも一定の間隔をとらなくてはいけませんでした。
DDUシリーズはそういった煩わしさを解決し、研究室や作業場でスペースメリットを提供できます。
まさに「壁ドン!横ピタッ!!」

今後詳細内容がアップされていくと思いますのでT.S.F. のHP をご注目下さい。

流体制御一筋!T.S.F.の新製品 新製品 流量制御ユニットDDUシリーズ をご紹介させて頂きました。

【EZ-Japanここでもう一押し】 by Deco EZ-Japan


テーマ : ものづくり
ジャンル : ビジネス

02/02のツイートまとめ

Kuroda_EZJ

RT @hello_pantech: 本日のオススメは、明太フランスです(´◡͐`) 老若男女問わず大人気の商品です!日曜日の営業時間は10:00~16:00となっておりますのでお早めにお買い求めください♫皆様のご来店をお待ちしております http://t.co/FnKKh3X
02-02 08:26

RT @hello_pantech: 本日もパンテックは青空の下で皆様のご来店をお待ちしています(^ω^)当店人気No.2のチョコレートクロワッサンが焼きあがりましたo(`ω´ )oベルギーチョコがたっぷり入っていて、沢山の方に愛されています! http://t.co/43u6
02-02 08:26

プロフィール

EZ-Japan(イージージャパン)代表 黒田 誠

Author:EZ-Japan(イージージャパン)代表 黒田 誠
MFC千夜一夜物語のDeco こと 黒田 誠 です。
2014年6月より流体制御機器マスフローコントローラーを中心に”流体制御関連の万(よろず)屋”EZ-Japan(イージージャパン)として開業いたしました。

流体の流量・圧力・温度に関わる計測・制御技術の伝承と、新技術のご紹介を行うエバンジェリスト(伝道師)の仕事を生業といたしております。

日本工業出版さんの「計測技術」誌で”マスフロー千夜一夜物語”の連載を続けさせて頂いています。

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