【手続補正書】
【提出日】平成19年3月8日(2007.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口（１０６）、出口（１０８）および、前記入口から前記出口に流体の流量を接続する流量制限器（１１０）を含む流体搬送体（１０４）、
圧力および温度を感知する第１の感知表面（１２２）を有する第１のマルチセンサ（１２０）、
圧力および温度を感知する第２の感知表面（１２６）を有する第２のマルチセンサ（１２４）、および
前記第１および第２のマルチセンサの出力に基づいて、温度補正を含む流体流量出力（１５５）を生成する、前記第１および第２のマルチセンサに結合される回路（１３０）からなり、
前記第１の感知表面は前記流体搬送体の入口に配置されて、入口温度および入口圧力を感知し、前記第２の感知表面は前記流体搬送体の出口に配置されて、出口温度および出口圧力を感知し、前記温度補正が少なくとも前記入口および出口で感知された温度の関数であることを特徴とする流体（１０２）の流量の検知に使用される装置（１００）。
【請求項２】
前記流量制限器が、前記入口から前記出口に流体を接続する多孔性材料からなる請求項１の装置。
【請求項３】
前記多孔性材料内の流体の速度が、前記流体の流量出力が前記入口圧力の関数であって、実質的に前記出口圧力とは無関係であるような速度範囲である請求項２の装置。
【請求項４】
前記流体の流量出力が、実質的に前記入口圧力の一次関数である請求項３の装置。
【請求項５】
前記多孔性材料内の流体が層流である請求項３の装置。
【請求項６】
前記流体の流量出力が、前記入口圧力および前記出口圧力の関数である請求項１の装置。
【請求項７】
前記流体の流量出力が、前記入口圧力と前記出口圧力との間の差の関数である請求項６の装置。
【請求項８】
前記回路が、圧力、温度および流量変数のグループから選択された複数の出力を生成する請求項１の装置。
【請求項９】
前記回路が、温度出力を生成する請求項１の装置。
【請求項１０】
前記第１および第２のマルチセンサが、それぞれ前記第１および第２の感知表面（１７６）から第１および第２の電気的接続端部（１８０）に延びる第１および第２の中央センサシャフト（１７８）を有し、さらに前記流体と前記第１および第２の電気的接続端部との間を分離する、それぞれ前記第１および第２の中央センサシャフトに封止される第１および第２の貫通穴を有するマルチセンサキャリア板（１３２）を含む請求項１の装置。
【請求項１１】
前記第１の感知表面がサファイアからなる請求項１の装置。
【請求項１２】
前記第２の感知表面がサファイアからなる請求項１の装置。
【請求項１３】
前記第１および第２の感知表面が、前記流体と直接的に接触している請求項１の装置。
【請求項１４】
前記第１および第２のマルチセンサのそれぞれが、内部にサファイアマルチセンサシェルを形成された圧力センサおよび温度センサを備えたサファイアマルチセンサシェルからなる請求項１の装置。
【請求項１５】
前記サファイアマルチセンサシェルが、前記流体から前記圧力センサおよび前記温度センサを流体隔離する請求項１４の装置。
【請求項１６】
前記温度センサが、前記流体の温度および前記圧力センサの温度の両方を感知する請求項１４の装置。
【請求項１７】
前記第１および第２のマルチセンサが、絶対圧を感知する請求項１の装置。
【請求項１８】
前記流量制限器が、多数の気孔を備えた多孔性金属からなる請求項１の装置。
【請求項１９】
チューブが、多数の気孔を備えた多孔性シリコンからなる請求項１７の装置。
【請求項２０】
前記流体搬送体に接続されたバルブ（３０２）、および
前記バルブに結合され、前記出口の流体の流量および流量設定点の関数として前記流体の流量を制御する制御回路（３０４）をさらに含む請求項１の装置。
【請求項２１】
前記制御回路が、比例制御アルゴリズムによって前記バルブを制御する請求項２０の装置。
【請求項２２】
前記制御回路が、比例積分制御アルゴリズムによって前記バルブを制御する請求項２０の装置。
【請求項２３】
前記制御回路が、比例積分微分制御アルゴリズムによって前記バルブを制御する請求項２０の装置。
【請求項２４】
前記制御回路が、比例微分制御アルゴリズムによって前記バルブを制御する請求項２０の装置。
【請求項２５】
前記流体搬送体が、約１０６ｍｍの入口接続部間の横の長さを有する請求項２０の装置。
【請求項２６】
前記流体搬送体の前記横の長さに対する縦幅が、約２８ｍｍである請求項２０の装置。
【請求項２７】
流量制限器（１１０）を介して流体本体の入口（１０６）から出口（１０８）に流体の流量を接続すること、
第１のマルチセンサ（１２０）を用いて前記流体の圧力および温度を感知すること、
第２のマルチセンサ（１２４）を用いて前記流体の圧力および温度を感知すること、
流体の流量出力（１５５）を生成する回路（１３０）に前記第１および第２のマルチセンサを結合すること、および
前記入口圧力および前記出口圧力のグループから選択された圧力基づいて、温度補正を含む前記流体の流量出力を生成することを含み、
入口の温度および圧力を感知するために、前記流体搬送体の入口に前記第１のマルチセンサの第１の感知表面（１２２）を配置すること、および出口の温度および圧力を感知するために、前記流体搬送体の出口に前記第２のマルチセンサの第２の感知表面（１２６）を配置することによって特徴付けられ、温度補正が、前記入口および前記出口で感知された温度の少なくとも１つの関数である装置（１００）を通る流体流量（１０２）の制御方法。
【請求項２８】
前記流量制限器を多孔性材料から形成することを含む請求項２７の方法。
【請求項２９】
気孔を備えた前記多孔性材料のサイズを、前記多孔性材料内の流体の出口速度が、前記入口圧力の関数であって、実質的に前記出口圧力とは無関係であるような速度範囲となるように選択する請求項２８の方法。
【請求項３０】
前記流体の流量出力が、実質的に前記入口圧力の一次関数である請求項２９の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】マルチセンサを備えた流量測定装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
流体の流量を制御する装置および方法が開示される。装置は、入口、出口、および入口から出口に流体の流量を接続する流量制限器を含む流体搬送体（flow body）からなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図１は、流体の流量１０２を測定または感知するのに用いられる流体の流量測定装置１００の第１の実施例を示す。装置１００は、入口１０６、出口１０８、および入口１０６から出口１０８に流体の流量１０２を接続する流量制限器１１０を含む流体搬送体（flow body）１０４からなる。流量制限器１１０は、図示されるような多数の気孔を備えた円筒状に形成された多孔性材料の塊であるのが望ましい。入口１０６および出口１０８は、流体管への接続に適切なＳｗａｇｅｌｏｋ（登録商標）ＶＣＯ（登録商標）取付器具などのねじ切り取付部１１２、１１４を含む。装置１００は、半導体装置を製造するのに用いられる非常に少量の清潔な流体の測定流量を正確に伝えるために製造工場内で使用される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図１に示されるように、マルチセンサ１２０、１２４は、１３６、１４６の２つのセンサ封止のみで４つの流体特性、すなわち圧力Ｐ１、Ｐ２および温度Ｔ１、Ｔ２を測定する。装置１００は、これら４つの流体特性の測定を行なうために、１つの入口接続部１１２と１つの出口接続部１１４のみを使用する。マルチセンサ１２０、１２４を使用することによって、装置１００内の流体搬送体１０４用の「設置面積（footprint）」が非常にコンパクトなものとなる。好ましい構成では、流体搬送体１０４の、入口接続部間の横の長さ「Ａ」は約１０６ｍｍ、縦の長さは約３８ｍｍにすぎない。（ねじ切り取付部のない）流量測定装置の全「設置面積」は、約３８×１０６ｍｍであるのが望ましい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
回路１３０は、出力ＦＬＯＷ、Ｔ、ＡＰ１、ＡＰ２を計算し、モデム１５４にそれらの出力を提供する計算回路１５２を含むのが望ましい。当該モデム１５４は、ＨＡＲＴ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ  ＦＩＥＬＤＢＵＳ、ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ  ＡＲＥＡ  ＮＥＴＷＯＲＫ（ＣＡＮ）あるいは別の標準シリアル通信プロトコルなどの標準産業通信プロトコルで、単一のシリアルバスライン１５５の上に前記出力のすべてを提供する。１つの好ましい構成では、シリアルバスライン１５５は、流体の流量測定装置用の電気エネルギまたは電力の全てを供給する２線式４−２０ｍＡ工業規格ループを含み、４−２０ｍＡループ電流上に重畳された双方向ＨＡＲＴシリアル通信信号を有する。さらに好ましい構成では、回路１３０は、２線式４−２０ｍＡループのために本質的に安全なインタフェースを有するように構成され、回路１３０およびマルチセンサ１２０、１２４への接続は、耐爆発性ハウジング内に収容される。いくつかの適用では、多数のアナログ出力も提供されることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図４は、バルブ３０２を含む流体の流量測定装置３００の第２の実施例を示す。流体の流量測定装置３００は、図１に示された装置１００と多くの点で類似しているが、装置３００は、電動バルブ３０２、流量出力ＦＬＯＷの関数として流量率を調整するためにバルブ３０２を制御する修正回路３０４を含む。回路３０４は、全体が装置３００内にある閉制御ループを提供する。図４で使用された符号で図１に使用されたのと同じ符号は、同一または類似の機能を示す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
バルブ３０２は、出口１０８から流体を受け取るように流体搬送体に結合される。回路３０４は、バルブ３０２に電気的信号を接続し、流量出力および流量設定点３０８の関数として流体流量を制御する制御回路として機能する。バルブ３０２の開口部を制御するためのアルゴリズムは、一般的にはＰ、ＰＩ、ＰＤ、ＰＩＤ制御と呼ばれる、正比例、積分、および微分制御機能の任意の組み合わせであり得る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
好ましい構成では、（入力である）設定点３０８および出力Ｔ、ＡＰ１、ＡＰ２、ＦＬＯＷは全て、ＨＡＲＴ、ＰＲＯＦＩＢＵＳ、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ  ＦＩＥＬＤＢＵＳ、ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ  ＡＲＥＡ  ＮＥＴＷＯＲＫ（ＣＡＮ）あるいは他の標準シリアル通信プロトコルなどの標準産業通信プロトコル内の１つの単シリアルバスライン上にある。１つの好ましい構成では、シリアルバスラインは、流体流量測定装置用の電気的エネルギまたは電力の全てを供給する２線式４−２０ｍＡのループからなり、４−２０ｍＡループ電流上に重畳された双方向ＨＡＲＴシリアル通信信号を有する。さらに好ましい構成では、回路３０４は、２線式４−２０ｍＡループに対して本質的に安全なインタフェースを有するように配置され、回路３０４およびそのマルチセンサ１２０、１２４への接続部は、防爆性のハウジング内に収容される。いくつかの適用例では、多数のアナログ出力が提供される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本発明の様々な実施例の構造および機能の詳細に加えて、本発明の様々な実施例の多くの特性および利点が前述されたが、本開示は単に例であって、添付の特許請求の範囲に表現される用語の広範な一般的な意味によって示される全範囲に対して、本発明の理念の範囲内で、特に構造および配置について、細部における変更がなされてもよいことは理解される。例えば、特定の要素は、本発明の範囲および精神を逸脱せずに、同一の機能性を実質的に維持すると同時に、流体の流量測定装置用の特定の適用に応じて変更してもよい。本発明の内容は、本発明の範囲および精神を逸脱せずに、他の流体の流量測定装置に適用することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
【図１】流体の流量測定装置（fluid flow instrument）の第１の実施例を示す。
【図２】マルチセンサの実施例を示す。
【図３】マルチセンサキャリア板の実施例を示す。
【図４】バルブを含む流体の流量測定装置の第２の実施例を示す。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
１００……流体の流量測定装置、１０２……流体の流量、１０４……流体搬送体（flow body）、１０６……入口、１０８……出口、１１０……流量制限器、１１２、１１４……ねじ切り取付部、１２０……第１のマルチセンサ、１２２……第１の感知面、１２４……第２のマルチセンサ、１２６……第２の感知面、１３０……回路、１３２……マルチセンサキャリア板、１３４……第１の穴、１３６……中央頸部、１３８、１４８……出力導出部、１４０、１５０……多重リード線、１４４……第２の穴、１４６……中央頸部、１５２……計算回路、１５４……モデム、１５５……ライン