[특허]Mass flow measuring assembly having low pressure drop and fast response time

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IPC분류정보
국가/구분	United States(US) Patent 등록
국제특허분류(IPC7판)	G01F-001/68 G01F-001/44 F16K-031/42
출원번호	US-0241883 (1999-02-01)
발명자 / 주소	Drexel Charles F. Saghatchi Hamid
출원인 / 주소	DXL USA Inc.
대리인 / 주소	Gray
인용정보	피인용 횟수 : 13 인용 특허 : 18

초록 ▼

An assembly for measuring the mass flow and flow rate of gases such as are used in semiconductor fabrication processes. The assembly includes an axial flow passage, viz., a capillary tube with a bore of about 0.050 inch diameter and a wall thickness of about 0.002 inch, having a downstream end connected to a diffuser section having an axially symmetric, diverging passage. Gas exiting the diffuser section has a low pressure drop because the gas has expanded at a low, controlled rate, converting velocity head into pressure head, and because the tube and diffuser section passage are in-line, eliminating right-angle turns. The assembly also includes two resistance thermometers, coils of iron-nickel alloy wire about 0.0004 inch in diameter, providing a differential temperature measurement with a time constant of less than 4 seconds. When incorporated into a mass flow controller admitting arsine gas from a storage container into a vacuum chamber, the assembly can maintain a flow rate of 5 sccm when the residual gas pressure in the container is as low as 5 Torr. The assembly can also be incorporated into a mass flowmeter.

대표청구항 ▼

[ What is claimed is:] [1.]1. A mass flow measuring assembly for performing a multiplicity of measurements of mass flow of a gas entering the assembly at a flow rate less than a predetermined maximum flow rate from a gas storage container at a pressure less than one atmosphere and exiting the assembly into a vacuum chamber, each measurement performed within not more than a predetermined maximum response time, the assembly comprising:a capillary tube having opposed first and second ends and a central portion equidistant between said first and second ends, the tube having a circumferential outer surface and a generally cylindrical bore of a preselected diameter determining a preselected wall thickness, the tube second end in fluid communication with the gas storage container;a diffuser section having first and second apertures, the first aperture attached to and in fluid communication with the tube first end, and further having a conical, distally diverging passage therethrough symmetric about an axis of symmetry substantially in-line with the tube bore, said passage terminating proximally in said first aperture and distally in said second aperture, said second aperture in fluid communication with the vacuum chamber, said passage minimizing pressure drop of the gas exiting said second aperture; andfirst and second temperature-measuring elements, said elements in thermal contact with the outer surface of the capillary tube at about the central portion, said elements separated by a gap of a preselected width, said maximum flow rate being 10 sccm and said maximum response time being 4 seconds.

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