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マスフローとは

マスフローの構造・原理に関して
マスフローコントローラ MFC (Mass Flow Controller)とは、流体固有の物理特性を利用して、熱式センサ等を用いて流量を測定するマスフローメータ MFM(Mass Flow Meter )で得られた流量信号を元に比例制御バルブを制御し、一定の流量に自動制御する機器のことです。

マスフローコントローラの構造

マスフローコントローラの構造

なぜマスフローと呼ばれるの?

Mass Flow=質量流量 MFCはある条件下では、温度圧力変化に影響を受けない流量制御(疑似質量流量制御)が可能です。

その為、通称マスフローコントローラと呼ばれています。

配管機器として果たす役割をわかりやすく表現すると Automatic Flow Controllerと呼ぶ方がわかりやすいかもしれません。

どんな用途で使えるの?

温度圧力の影響をある程度受けず、繰り返し性能が良く、遠隔自動制御するシステムを簡単に構築できるので便利です。
その為、半導体(CVD、エッティング、拡散)、液晶、真空装置(蒸着、スパッタ)、エネルギー(太陽光発電、燃料電池、原子力)、分析、燃焼制御・・・等に広く使用されます。

どんな流体に使用できるの?

気体が主ですが、液体材料対応に特化した製品もございます。
特ガス、高温、高圧、大流量等の用途に応じた製品がございますので御紹介いたします。

熱式センサーの原理

径の細いセンサー管に2対のヒーターが設置され、同じ温度に制御されている。そのセンサー管に気体を流すと、上流側のヒーターの温度は奪われて下降し、逆に下流側は上流側のヒーターから奪われた熱が加温され上昇する。この時上流側ヒーターと下流側のそれとの間に生じた温度差は、流れる気体の質量流量に比例することを利用して流量を測定する。

バルブアクチュエーターの構造

マスフリーコントローラーの流量制御は、センサーからの流量信号と、外部からの流量設定信号を比較して同値になるよう、バルブの開度をPID制御で調整することで行われます。

アクチュエーターは第1世代では熱膨張を利用したサーマルアクチュエーターを使用していましたが、応答性能や推力の問題から、その後ソレノイド、ピエゾといった素材が採用されるようになり、今に至っています。

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