(57)【要約】【課題】【解決手段】流体システム内に組み込まれるフィルタをモニタするための方法。本ステップは流体システム内に基準領域を設け、該領域は既知の容積を有するチャンバを含み、チャンバから、基準領域を通って流れるように構成される流体を放出することを含む。さらに本方法は所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定し、測定された圧力及び温度値に応答してフィルタ透過率値を求めることを含む。さらに本方法はフィルタ透過率値と所定のフィルタ透過率値とを比較することを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体システム内に組み込まれるフィルタをモニタするための方法であって、
前記流体システム内に基準領域を設けるステップであって、該領域は既知の容積を有するチャンバを含む、該ステップと、
前記チャンバから、前記基準領域を通って流れるように構成される流体を放出するステップと、
所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定するステップと、
測定された圧力及び温度値に応答してフィルタ透過率値を求めるステップと、
前記フィルタ透過率値と所定のフィルタ透過率値とを比較するステップとを含む、流体システム内に組み込まれるフィルタをモニタするための方法。
【請求項２】
前記比較するステップの後に、前記フィルタ透過率値を格納する付加的なステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記比較するステップの後に、前記フィルタ透過率値を以前に格納されたフィルタ透過率値に置き換える付加的なステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記チャンバは前記フィルタの上流にある、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記チャンバは前記フィルタの下流にある、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記チャンバは前記フィルタに直に隣接する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記比較するステップの後に、前記フィルタ透過率値が所定のフィルタ透過率値未満であるのに応答して、前記フィルタを取り替える付加的なステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記取り替えるステップは、前記流体システムの動作の中断を必要とすることなく実行することができる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記取り替えるステップは、前記流体システムと並行して行なわれる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記格納するステップは、前記フィルタ透過率値が格納された日付又は時刻を格納することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記格納するステップの後に、以前に格納されたフィルタ透過率値に基づいてフィルタ取替えに対応する推定された持続時間を指示する付加的なステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記格納するステップの後に、以前に格納されたフィルタ透過率値に基づいてフィルタの次のモニタのための推定された持続時間を指示する付加的なステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
流体システム内の流体のための粘度値を得るための方法であって、
前記流体システム内に基準領域を設けるステップであって、該領域は既知の容積を有するチャンバを含む、該ステップと、
前記チャンバから、前記基準領域を通って流れるように構成される流体を放出するステップと、
所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定するステップと、
所定の時間間隔で、前記チャンバ及び前記基準領域のそれぞれにおいて、圧力値の差を求めるステップと、
前記測定された圧力及び温度値、並びに前記計算された圧力値の差から、フィルタ透過率値を求めるステップと、
前記測定された圧力及び温度値、並びに前記計算された圧力値の差のうちの少なくとも１つから、且つ別のデバイスから、前記流体の質量流量割合及び体積流量割合のうちの少なくとも一方を求めるステップと、
流体粘度値を求めるステップとを含み、前記フィルタ透過率値は前記所定の時間間隔の間で概ね変化しない、流体システム内の流体のための粘度値を得るための方法。
【請求項１４】
前記フィルタは、前記所定の時間間隔の間でほとんど詰まらない、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記別のデバイスはクロマトグラフである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記放出するステップは、前記流体システムの動作の中断を必要とすることなく実行することができる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記放出するステップは、前記流体システムと並行して行なわれる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
流体システムであって、
既知の容積を有するチャンバ及びフィルタを含む基準領域と、
前記基準領域に沿って所定の場所に配置される圧力及び温度センサとを備え、
前記チャンバから、前記基準領域を通って流れるように構成される流体を選択的に放出し、前記所定の時間間隔において前記圧力及び温度センサによって圧力及び温度値を測定する際に、フィルタ透過率値を計算することができる、流体システム。
【請求項１９】
前記フィルタ透過率値は、前記流体システムの動作の中断を必要とすることなく計算することができる、請求項１８に記載の流体システム。
【請求項２０】
多数の基準領域が並列構成で配置される、請求項１９に記載の流体システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的には流体流動システムに関し、より詳細には、流体流動システムの構成要素の性能をモニタすることに関する。
［関連出願の相互参照］
本出願は、本発明の譲受人に譲渡され、参照によりその全体が本明細書に援用される、「NON-CLOGGING FLOW RESTRICTION FOR PRESSURE BASED FLOW CONTROL DEVICES」と題する、２００７年９月２８日に本出願と同時に出願された特許出願第    ／      ，      号、代理人整理番号第２２０２６−００１６号に関連する。
【背景技術】
【０００２】
数多くの産業上の用途において、流体流動をモニタすることが要求される。さらに、流体流動の流れには粒状物質のような汚染物質が含まれる場合があり、それは濾過によって流動の流れから除去することができる。時間の経過とともに、フィルタが詰まる可能性があり、フィルタを取り替えるために、多くの場合に、工場設備にとって重要な解析装置を停止する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、フィルタを取り替える必要がある時点を判断することが必要とされており、さらに、フィルタを取り替えることができることを判断するための試験が行なわれるべきである時点を予測するための枠組みが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
フィルタのような透過性膜又は多孔性素子を通って流れる層流又は浸透流の場合、その流動は、式１の場合に示されるようなダーシーの法則によって支配される。
【０００５】
【数１】
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【０００６】
式２は、ダーシーの法則の式において第１の圧力計（Ｐ１）及び差圧センサ（ΔＰ）が用いられるときの状況を示し、一方、式３は、ダーシーの法則の式において第１及び第２の圧力計（Ｐ１、Ｐ２）又は絶対圧センサが用いられるときの状況を示す。
【０００７】
【数２】
2010540938.tif 000004
【０００８】
非理想圧縮性を有する理想気体の法則の式から、式４において示されるような流体密度（ρ）を代入することによって、式５及び式６（液体流動の場合）が得られる。
【０００９】
【数３】
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【００１０】
（５）
（６）
その後、式７（体積流量を用いる）及び式８（気体のための質量流量を用いる）に示されるように、フィルタ透過率（κ）を計算することができる。
【００１１】
【数４】
2010540938.tif 000006
【００１２】
質量流量又は体積流量の初期状態計算からフィルタ透過率がわかると（一定の体積において経時的な圧力降下を測定することによる）、式９（体積流量を用いる）及び式１０（気体のための質量流量を用いる）に示されるように、流体粘性（η）を計算することができる。
【００１３】
【数５】
2010540938.tif 000007
【００１４】
ただし、
ｄ＝多孔性制限又は層状素子の水力直径又は流路直径
Ａ＝水力面積又は流路面積
ΔＰ＝制限にかかる差圧（Ｐｕｐｓｔｒｅａｍ−Ｐｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）
Ｌ＝圧力降下が生じる長さ
η＝流体絶対粘度
ρ＝流体密度（気体又は液体）
ＭＷ＝気体の分子量
κ＝物質透過率（多孔性媒質の場合）
Ｖ＝体積
ｔ＝時間
Ｑドット＝体積流量割合（単位時間当たりの体積）
ｄｔ＝時間微分
ｄＶ＝体積変化率
Ｚ（Ｐ，Ｔ）＝非理想気体圧縮率（圧力及び時間の関数）
本発明は、流体システム内に組み込まれるフィルタをモニタするための方法に関する。本ステップは流体システム内に基準領域を設け、該領域は既知の容積を有するチャンバを含み、チャンバから、基準領域を通って流れるように構成される流体を放出することを含む。更に、本方法は所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定することと、測定された圧力及び温度値に応答してフィルタ透過率値を求めることとを含む。更に、フィルタ透過率値と所定のフィルタ透過率値とを比較することを含む。本発明は更に、流体システム内の流体のための粘度値を得るための方法を含む。本方法は流体システム内に基準領域を設け、該領域は既知の容積を有するチャンバを含み、チャンバから、基準領域を通って流れるように構成される流体を放出することを含む。本方法はさらに所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定することと、所定の時間間隔で、チャンバ及び基準領域のそれぞれにおいて、圧力値の差を求めることとを含む。本方法はさらに測定された圧力及び温度値、並びに計算された圧力値の差から、フィルタ透過率値を求めることと、測定された圧力及び温度値、並びに計算された圧力値の差のうちの少なくとも１つから、且つ別のデバイスから、流体の質量流量割合及び体積流量割合のうちの少なくとも一方を求めることとを含む。本発明はさらに、流体粘度値を求めることを含み、フィルタ透過率値は所定の時間間隔の間で概ね変化しない。
【００１５】
本発明は更に、流体システム内の流体のための粘度値を得るための方法に関する。本方法は流体システム内に基準領域を設け、該領域は既知の容積を有するチャンバを含み、チャンバから、基準領域を通って流れるように構成される流体を放出することを含む。本方法はさらに所定の時間間隔で所定の場所において圧力及び温度値を測定することと、所定の時間間隔で、チャンバ及び基準領域のそれぞれにおいて、圧力値の差を求めることとを含む。本方法はさらに測定された圧力及び温度値、並びに計算された圧力値の差から、フィルタ透過率値を求めることを含む。本方法はさらに測定された圧力及び温度値、並びに計算された圧力値の差のうちの少なくとも１つから、且つ別のデバイスから、流体の質量流量割合及び体積流量割合のうちの少なくとも一方を求めることを含む。本方法はさらに流体粘度値を求めることを含み、フィルタ透過率値は所定の時間間隔の間で概ね変化しない。
【００１６】
本発明は更に、流体システムに関する。流体システムは、既知の容積を有するチャンバ及びフィルタを含む基準領域を備える。本流体システムは基準領域に沿って所定の場所に配置される圧力及び温度センサとを備える。チャンバから、基準領域を通って流れるように構成される流体を選択的に放出し、所定の時間間隔において圧力及び温度センサによって圧力及び温度値を測定する際に、フィルタ透過率値を計算することができる。
【００１７】
本発明の他の特徴及び利点は、一例として本発明の原理を例示する添付の図面とともに取り上げられる、好ましい実施形態の以下のさらに詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の流体システムの一部の一実施形態の概略図である。
【図２】本開示の流体システムの一部の別の実施形態の概略図である。
【図３】本開示の流体システムの一部の別の実施形態の概略図である。
【図４】本開示のフィルタライフサイクルのグラフである。
【図５】本開示の流体システムが直面する異なる動作シナリオのグラフである。
【図６】本開示の流体システムが直面する異なる動作シナリオのグラフである。
【図７】本開示の流体システムが直面する異なる動作シナリオのグラフである。
【図８】本開示の流体システムが直面する異なる動作シナリオのグラフである。
【図９】本開示の流体システムが直面する異なる動作シナリオのグラフである。
【図１０】本開示の流体システムが直面する異なる動作シナリオのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
可能な限り、図面全体を通して、同じ、又は類似の部品を指すために同じ参照番号が用いられる。
ここで図面を参照すると、図１は、たとえば、流体流量計又は流量制御デバイス１１において用いるための流体システム１０の一部の概略図である。流量制御デバイス１１はハウジング１４を備えており、ハウジングは種々の測定構成要素及びコントロールパネル１２を収容するが、測定構成要素はハウジング１４の外部に存在する場合もある。測定構成要素は、限定はしないが、温度センサ１９、２１及び圧力センサ１８、２０を含み、質量センサ（図示せず）、又は他の流体パラメータを測定するセンサを備える場合もある。一実施形態では、流量制御デバイス１１はマニホールド１６に固定され、マニホールド１６には、流量制御デバイス１１の中を流れる加圧流体を濾過するためのフィルタハウジング４４及びマニホールド４２も固定される。
【００２０】
一実施形態では、圧力及び／又は温度センサを一体にして単一のデバイスにすることもできる。
本明細書において用いられるときに、２つの場所においてそれぞれ圧力を測定する文脈の中では、用語「圧力を測定する」は、第１の場所における圧力測定と、第１の場所と第２の場所との間の差圧測定とを含むことを意図している。
【００２１】
図１にさらに示されるように、バルブ６７が開くと、既知の容積のチャンバ７６のような、加圧流体源からの加圧流体３２が、マニホールド１６内に形成される通路３４を通って誘導される。圧力センサ１８は、通路３４とセンサ１８とを橋絡する通路３６に直に隣接し、且つその通路３６を介して加圧流体３２と連通している。同様に、差圧センサ２０の一方の枝部が、通路３４と圧力センサ２０とを橋絡する通路３８を介して加圧流体３２と連通する。一実施形態では、バイパス出口５４が通路３４と連通し、所望により、加圧流体３２をさらに誘導する。加圧流体３２は通路３４を通り、その後、通路４０を通ってさらに誘導され、その後、フィルタハウジング４４に流れ込み、その後、フィルタ素子又はフィルタ４６を通って、加圧流体３２に混入する微粒子が除去される。
【００２２】
フィルタ４６を通り抜けた後に、加圧流体３２は、濾過済み流体５８になる。フィルタ４６を通り抜けると、その後、濾過済み流体５８は通路４８を通って誘導される。差圧センサ２０の他方の枝部は、通路４８と差圧センサ２０とを橋絡する通路５０を介して、濾過済み流体５８と連通しており、それにより、差圧センサ２０は加圧流体３２と濾過済み流体５８との間の差圧を測定する。一実施形態では、バイパス出口５６が通路４８と連通し、所望により、濾過済み流体５８をさらに誘導する。濾過済み流体５８は、通路４８と連通している通路５２を通ってさらに誘導され、その流体は加圧流体６０と呼ばれる。説明を容易にし、且つ便宜を図るために、圧力センサ１８によって検知されるような圧力値又は大きさはＰ１と呼ばれ、通路５０と連通している圧力センサ２０の一方の枝部によって検知されるような圧力値又は大きさは、加圧流体６０にかかり、Ｐ２である。圧力値Ｐ２は、流体システム１０内の下流の背圧を指している。図１では、フィルタ４６及び加圧流体６０（Ｐ２）の上流に加圧流体３２（Ｐ１）が示されており、加圧流体３２（Ｐ１）の圧力値又は大きさは加圧流体６０（Ｐ２）の圧力値又は大きさよりも大きいが、圧力の大きさ、それゆえ加圧流体の進行方向は逆であってもよいことは理解されたい。
【００２３】
図１にさらに示されるように、流量制御デバイス１１は以下のように動作する。バルブ６７が開けられた後に、チャンバ７６からの加圧流体３２（Ｐ１）の圧力値又は大きさが、所定の時間間隔において圧力センサ１８によって検知又は測定され、一方、加圧流体３２（Ｐ１）と加圧流体６０（Ｐ２）との間の差圧値又は大きさが概ね同時に検知又は測定される。便宜上、フィルタ４６の両側に配置される加圧流体３２、６０の場所に対応するこの差圧は、図５〜図９においてΔＰと呼ばれる。同様に、加圧流体３２（Ｐ１）、６０（Ｐ２）の極めて近接した位置に対応する温度値も、必要に応じて、加圧流体測定と概ね同時に、所定の時間間隔において温度センサ１９、２１（Ｔ１、Ｔ２）によって検知又は測定される。
【００２４】
温度／圧力測定が実行されると、圧力センサ１８、２０及び温度センサ１９、２１は、その測定結果に対応する信号を増幅器／変換器２２に送信し、必要に応じて、その信号を増幅し、且つ／又はアナログ形式からデジタル形式に変換する。一実施形態では、高精度質量測定デバイス又は質量分析計のような、質量流量を測定できるようにする他のデバイス（図示せず）からの信号２５も増幅器／変換器２２に送信され、必要に応じて、その信号も増幅され、且つ／又はアナログ形式からデジタル形式に変換される場合がある。
【００２５】
種々の信号、たとえば、Ｐ１、ΔＰ、Ｔ１、Ｔ２が増幅器／変換器２２からマイクロプロセッサ２４に送信され、ＥＥＰＲＯＭのような記憶デバイス２６に保存された後に、経時的なチャンバ７６からの体積流量対差圧のような、種々の計算が、当該技術分野において知られているように実行され、たとえば、式７を適用して、フィルタ透過率定数（たとえば、図４のＫｉを参照されたい）が得られる。フィルタ透過率定数値Ｋが計算されると、それは、記憶デバイス２６に格納され、且つ／又は記憶デバイス２６に以前に格納されたフィルタ透過率定数値と比較され得る。一実施形態では、履歴データに基づいて、後続のフィルタ透過率計算が実行されるべき時点を判断するために、それぞれ計算されたフィルタ透過率定数値Ｋに対応する時間基準が保存され、且つ比較される。すなわち、時間の経過とともに、フィルタ透過率値Ｋ、すなわち図４に示される曲線の勾配が小さくなる。フィルタのライフサイクルをグラフで表す図４は、動作領域７２、及び「取替え推奨」領域７４をさらに示す。たとえば、フィルタ透過率曲線Ｋｉは、フィルタが新しく、ほとんど詰まっていないか、又は微粒子で汚されていないときのような、初期フィルタ透過率曲線に対応する。フィルタ透過率曲線Ｋｉのかなりの部分が、図４の動作領域７２に含まれる。しかしながら、フィルタ透過率曲線Ｋ３、すなわちフィルタの第３の較正のかなりの部分は、取替え推奨領域７４内に含まれ、その動作寿命の終わりに近づいている。記憶デバイス２６内にデータを蓄積することによって、フィルタ寿命に関連する傾向が特定され、結果として流体システム１０の複数の部分を停止することもあり得るフィルタモニタリングサイクルの数を最小限に抑えることと、取替え推奨領域７４内でフィルタが動作する確率、又はフィルタ故障の確率との間のバランスが求められる。
【００２６】
流量制御デバイスの構成要素を動作させるために必要とされる電力は電源３０によって供給される場合があり、電源は、限定はしないが、配電網、電池又は他の電源を含む。さらに、一実施形態では、トランシーバ２８が、たとえば、デジタルバスから情報を受信し、交換することができ、その情報は、電力線、或いは他の有線又は無線デバイス及び／又は技法を介して送信される場合がある。
【００２７】
フィルタ４６が取り替えられている間に流体システム１０の一部を停止するのを最小限に抑えるか、又は停止せずに済むようにするために、流量制御デバイス１１は複数のモジュール７８（図１には１つしか示されない）を含む場合がある。一実施形態では、複数のモジュール７８が並流配列において配置され、１つのモジュール７８は流体システム１０と連通した状態にしておくことができ、他方のモジュール７８は、流体システムの動作を妨げることなく、フィルタ４６を取り替えるために、又はフィルタモニタリングサイクルを実行するために、たとえばバルブ配列（図示せず）を用いることによって選択的に分離される。一実施形態では、モジュール７８は、フィルタハウジング４４（及びフィルタ４６）、マニホールド１６、４２及び対応するセンサ１８、１９、２０、２１を含むが、センサは複数のリードを有する場合があり、オンライン状態になっている動作中モジュールに対応するリードがアクティブになる。それゆえ、モジュール７８の別の実施形態では、構成要素は、フィルタハウジング４４（及びフィルタ４６）、関連するマニホールド１６、４２及びセンサリードだけを含む。
【００２８】
図２に示されるように、フィルタハウジング４４が圧力センサ１８、２０と隣接し、且つ連通している。他の点では、図２は図１に類似である。結果として、図１からのマニホールドが不要である。取外し可能なキャップ６６がフィルタハウジング４４及びフィルタ４６に隣接し、Ｔ字形通路６４によって、フィルタ４６及び差圧センサ２０の一方の枝部の両方と連通する。キャップ６６を取り外すと、フィルタ４６を取り替えることができる。加圧流体３２（Ｐ１）はフィルタハウジング４４内に直に供給され、一実施形態では、チャンバ１７６を画定するフィルタ４６とフィルタハウジング４４の内側表面との間の容積は既知の容積である。オプションのバイパス６２を用いて、流体ハウジング４４内の加圧流体３２を吸い出すことができる。
【００２９】
徐々に詰まりが酷くなるのに応じて、フィルタ透過率Ｋが時間とともに減少すること、及び正確な情報を与えるために、それらの式はフィルタ透過率の変化を明らかにしなければならないので、フィルタ透過率がモニタされなければならないことは理解されたい。
【００３０】
図３は、開口部４５の上流にバルブ６８が配置され、キャップ６６の下流にバルブ７０が配置され、フィルタ４６と、フィルタハウジング４４の内側表面との間に既知の容積（チャンバ７６）が存在する場合の図２の構成を示す。
【００３１】
以下のようにフィルタ透過率Ｋをモニタ又は再較正するために、以下のステップが行われる。
１）バルブ間で最大の安定した圧力値が達成されるまで、バルブ６８が開けられ、バルブ７０が閉じられる。
【００３２】
２）差圧センサ２０によって測定される差圧が概ね０になるまで、バルブ６８が閉じられ、バルブ７０が開けられて、チャンバ１７６内の加圧流体がフィルタ４６の中を流れて濾過済み流体５８になることができるようにする。所定の時間間隔において、圧力センサ１８及び差圧センサ２０によって測定されるような圧力値が、記憶デバイス２６に格納される。
【００３３】
３）チャンバ１７６の容積が減圧される割合は、所定の時間間隔において取り込まれる複数の圧力センサ１８の測定値によって測定することができる。チャンバ１７６の容積を減圧時間で割ることによって、平均体積流量割合が得られ、式２を計算することができる。
【００３４】
４）平均体積流量割合を経時的な平均圧力変化で割ると、新たなフィルタ透過率値（Ｋ）が得られ、それが記憶デバイス２６に格納される。
５）バルブ６８、７０が再び開けられ、流量制御デバイスが流量を測定することに戻り、所定の時間間隔において、フィルタにかかる圧力の複数の測定値が取り込まれ、図５〜図９とともに後に論じられることになるように、異常がないかを調べ、且つデータの傾向を調べる。
【００３５】
フィルタ４６がほとんど汚れていないか、又は詰まっていないことに加えて、流体粘度が十分に低く、たとえば、約１００センチポアズ未満であり、ニュートン粘性を示し、すなわち、ずり減粘又はずり増粘が概ねないような、流量制御デバイス１１の一実施形態において、流量制御デバイス１１は、流体の粘度の推定値を得ることができる。
【００３６】
図３は、開口部４５の上流にバルブ６８が配置され、キャップ６６の下流にバルブ７０が配置され、フィルタ４６と、フィルタハウジング４４の内側表面との間に既知の容積（チャンバ７６）が存在する場合の図２の構成を示す。以下のようにフィルタ透過率Ｋをモニタ又は再較正するために、以下のステップが行われる。
【００３７】
１）バルブ間で最大の安定した圧力値が達成されるまで、バルブ６８が開けられ、バルブ７０が閉じられる。
２）差圧センサ２０によって測定される差圧が概ね０になるまで、バルブ６８が閉じられ、バルブ７０が開けられて、チャンバ１７６内の加圧流体がフィルタ４６の中を流れて濾過済み流体５８になることができるようにする。所定の時間間隔において、圧力センサ１８及び差圧センサ２０によって測定されるような圧力値が、記憶デバイス２６に格納される。
【００３８】
３）チャンバ１７６の容積が減圧される割合は、所定の時間間隔において取り込まれる複数の圧力センサ１８の測定値によって測定することができる。チャンバ１７６の容積を減圧時間で割ることによって、平均体積流量割合Ｑドットが得られ、式２を計算することができる。
【００３９】
４）平均体積流量割合を経時的な平均圧力変化で割ると、新たなフィルタ透過率値（Ｋ）が得られ、それが記憶デバイス２６に格納される。
フィルタ透過率Ｋは元々既知の流体で計算されるので、差圧ΔＰの偏差は、流体粘度ηの変化の表れである場合がある。フィルタ透過率Ｋが概ね一定であると仮定される場合には、上記の番号を付されたステップ１）〜３）を繰返し用いて、流体粘度η対フィルタ透過率Ｋを計算することができる。
【００４０】
図５〜図９は、動作中に流量制御デバイス１１が直面する可能性がある種々のシナリオに対応する。たとえば、図５に示されるように、Ｐ１は概ね一定のままであるが、ΔＰが増加し、背圧Ｐ２が減少する。それに応じて、取り得る動作は、可能であるなら、Ｐ２をモニタしている別のセンサから背圧を入手することである。Ｐ２が所定の臨界レベル未満まで減少し続ける場合には、たとえば、低背圧メッセージによって、コントロールパネルが操作者に通知する。たとえば、このシナリオは、戻り経路上でのプロセス異常、流体システム内の漏れ、又は他の流体システム異常を指示する場合がある。
【００４１】
図６に示されるように、Ｐ１は概ね一定のままであるが、ΔＰが減少し、背圧Ｐ２が増加する。それに応じて、取り得る動作は、可能であるなら、Ｐ２をモニタしている別のセンサから背圧を入手することである。Ｐ２が所定の臨界レベルよりも高く増加し続ける場合には、たとえば、低背圧メッセージによって、コントロールパネルが操作者に通知する。たとえば、このシナリオは、バイパスフィルタのためのサンプル戻り経路が詰まっていること、又は下流のデバイス／通路が詰まっている／誤作動していることを表す場合がある。
【００４２】
図７に示されるように、Ｐ１が増加するが、Ｐ２は概ね一定のままであり、ΔＰ背圧が増加する。その際、フィルタ透過率Ｋが減少している、すなわち、フィルタが詰まっているものと仮定される。それに応じて、計算されたフィルタ透過率が所定の量を超えて減少すると、コントロールパネルは、フィルタ取替えメッセージなどで、操作者に通知する。
【００４３】
図８に示されるように、Ｐ１が減少するが、Ｐ２は概ね一定のままであり、ΔＰ背圧が減少する。その際、低流量状態であるか、又はフィルタの上流に障害物があるか、又はシステム漏れがあると仮定される。Ｐ１の減少とともに、十分なΔＰ背圧の減少があるのに応じて、コントロールパネルは、低流量状態メッセージなどで、操作者に通知する。
【００４４】
図９に示されるように、Ｐ１が増加するが、Ｐ２が減少し、ΔＰ背圧が増加する。その際、圧力調整が時間の経過とともに徐々に変化するという問題があるか、又はフィルタが詰まっており、それと同時に出口圧が減少しているものと仮定される。Ｐ１の増加及びＰ２の減少とともに十分なΔＰ背圧の増加があるのに応じて、コントロールパネルは、一般システムエラーメッセージなどで、操作者に通知する。
【００４５】
図１０に示されるように、Ｐ１が減少するが、Ｐ２が増加し、ΔＰ背圧が増加する。このシナリオは、上流のバルブ又は制限部が入口流の遮断及びシステム内の逆流状態を引き起こしたことを意味することがある。十分な量の微粒子が裏側からバルブを詰まらせ、フィルタに実質的に塞ぎ、それにより背圧が入口圧よりも高い状態のままにならない限り、Ｐ１及びＰ２は同等であり、ΔＰは平衡を保つことになるので、この状態は通常、一時的であろう。この状態に応答して、コントロールパネルは、一般システムエラーメッセージなどで、操作者に通知する。
【００４６】
本発明が好ましい実施形態を参照しながら説明されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行なうことができること、及び本明細書の構成要素の代わりに同等の構成要素を用いることができることは当業者には理解されよう。さらに、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の教示に特定の状況又は材料を合わせるように、数多くの変更を行なうことができる。それゆえ、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示される特定の実施形態には限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲内に入る全ての実施形態を含むことを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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