マスフローコントローラーを使うには何が必要?
(必要な機器と基本構成を初心者向けに解説)

マスフローコントローラ(MFC)は、ガスの流量を高精度に制御できる機器です。
研究開発や各種装置で広く使われていますが、初めて導入する場合は、

  • 何を準備すればよいのか
  • どのように接続すればよいのか
  • MFC単体で使用できるかどうか
  • どのような制御方法があるのか
     

といった点で迷うケースも少なくありません。
本記事では、MFCを使うために必要な機器や基本的な接続構成を、初心者の方にもわかりやすく整理してご紹介します。
導入や選定の前に、まず全体像をつかみたい方はぜひ参考にしてください。

目次

MFCを使うには何が必要?

マスフローコントローラ(MFC)は、流量を測定しながら制御する機器ですが、本体だけで完結するわけではありません。実際には、配管や電源、制御信号などを含めた構成で使用するのが一般的です。MFCを使うために必要な主なものは、次のとおりです。

  • ガス供給源:ボンベや供給ラインなど
  • 圧力調整器(レギュレータ):供給圧力を安定させるための機器
  • MFC本体:流量を計測・制御する機器
  • 電源:MFCを動作させるための電力供給
  • 流量設定信号:どれだけ流すかを指示する信号
  • 流量出力信号:実際の流量を外部へ出力する信号
  • 接続ケーブル・配線:電源や信号をやり取りするためのケーブル
  • 表示・設定ユニット、PLC、PCなどの外部制御機器:MFCの操作や制御に使用する機器
     

つまりMFCは、単体で考えるのではなく、配管・電源・制御系を含めて考える必要があります。
なお、製品によっては電源や表示・設定機能を一体化したタイプもあります。その場合は、電源を接続し、配管をつなぐことで使用できるケースがあります。

基本的な接続構成

※ガス用MFCの基本的な接続構成
マスフローコントローラ(MFC)は、主にガスの流れと電気信号による制御を組み合わせて使用します。
基本的な流れは、次のようになります。

  1. ガス供給源からガスを取り出す
  2. 圧力調整器で供給圧力を整える
  3. MFCにガスを供給する
  4. MFCで設定された流量に制御する
  5. 装置や反応室へガスを送る
  6. 電源・制御ユニットで設定や状態確認を行う

このように、MFCは配管系と制御系の両方を接続して、はじめて流量制御ができるようになります。
図のように、一体型のコントローラを使用する構成では、ガスの流れと、制御の流れが視覚的に分かりやすく整理できます。
MFCの接続方法は用途によって異なりますが、基本的な考え方は共通しています。
たとえば、以下のような構成があります。

  • 電源・表示・設定ユニットを使用して手動で操作する方法
  • PLCやPCなどの外部制御機器から信号を入力して制御する方法
     

いずれの構成でも、MFCを使う際には、「どれだけ流すかを指示する」ことと、「実際にどれだけ流れているかを確認する」ことの両方が重要です。

流量設定と流量出力の基本

MFCを正しく使うためには、ガスを流すだけでなく、流量を設定する仕組みと流量を確認する仕組みを理解しておく必要があります。
主に使われるのは、次の3つです。

  • 設定信号
    MFCに「どれだけ流すか」を伝える信号
  • 出力信号
    実際の流量や状態を外部に伝える信号
  • 電源
    MFCを動作させるための電源供給
     

たとえば、表示・設定ユニットを使う場合は、画面やつまみ、ボタン操作で流量を設定します。
一方、外部制御機器を使う場合は、PLCやPCから信号を送って流量を指定します。
また、出力信号を使えば、設定した流量だけでなく、実際の流量の確認や記録にも役立ちます。
装置制御や実験条件の管理を行う場合には、流量監視や記録が必要かどうか、事前に確認しておくと安心です。

用途別に見るおすすめ構成

MFCの構成は、使い方によって最適な形が異なります。
ここでは、よくある用途ごとに、構成のイメージを整理します。

使用シーン推奨構成の方向性
まずは1台を試したい表示・設定ユニットで手動操作
装置に組み込みたいPLCやPCなど外部制御
複数のガスを使いたい複数台のMFCを連携して制御
流量データを記録したい出力信号を外部機器で取得

たとえば、研究や評価でまず1台試したい場合は、表示・設定ユニット付きの構成が扱いやすい場合が多いです。
一方、装置へ組み込む場合は、外部制御との接続性が重要になります。
また、複数のガスを使う場合や、工程ごとに流量を切り替えたい場合には、複数台のMFCを一括で管理できる構成が便利です。
MFC本体だけでなく、電源・制御ユニットや接続方法まで含めて考えることが、失敗しない構成選定のポイントです。

選定時に確認しておきたいポイント

MFCの構成を検討する際は、事前に以下の情報を整理しておくとスムーズです。

  • 流体の種類:ガスか液体か
  • 流量範囲:どのくらいの流量を制御したいか
  • 使用圧力:供給圧力、使用圧力の条件
  • 制御方法:手動操作か、外部制御か
  • 使用台数:1台か、複数台か
  • 出力信号の必要性:流量データを記録する必要があるか
  • 設置環境:装置組み込みか、単独使用か
     

これらの条件によって、必要な電源、制御ユニット、配線方法、接続部品が変わります。
すべての項目が決まっていなくても問題ありません。
わかる範囲の情報があれば、用途に合った構成を検討しやすくなります。
▶選定フォームはこちら

MFCの導入や構成で迷ったら

MFCは、本体だけでなく、配管、電源、制御方法、出力仕様まで含めて構成を考える必要があります。
必要な機器が分からない、手動操作と外部制御のどちらがよいか迷っている、既存装置に接続できるか確認したい、といった場合は
構成の確認をおすすめします。
使用目的、流体、流量範囲、設置環境など、わかる範囲の情報をもとにご相談いただければ、用途に応じた構成をご提案できます。
何から確認すればよいか分からない場合でも、お気軽にお問い合わせください。

 

お問い合わせ

HORIBAグループ企業情報