氣體質(zhì)量流量計(jì)MFM和氣體質(zhì)量流量控制器MFC
1、什么是氣體質(zhì)量流量計(jì)？
質(zhì)量流量計(jì)，即Mass Flow Meter（縮寫為MFM）, 是一種精確測(cè)量氣體流量的儀表，其測(cè)量值不因溫度或壓力的波動(dòng)而失準(zhǔn)，不需要溫度壓力補(bǔ)償。
2、什么是氣體質(zhì)量流量控制器？
質(zhì)量流量控制器, 即Mass Flow Controller（縮寫為MFC）, 不但具有質(zhì)量流量計(jì)的功能，更重要的是，它能自動(dòng)控制氣體流量，即用戶可根據(jù)需要進(jìn)行流量設(shè)定，MFC自動(dòng)地將流量恒定在設(shè)定值上，即使系統(tǒng)壓力有波動(dòng)或環(huán)境溫度有變化，也不會(huì)使其偏離設(shè)定值。簡(jiǎn)單地說,質(zhì)量流量控制器就是一個(gè)穩(wěn)流裝置, 是一個(gè)可以手動(dòng)設(shè)定或與計(jì)算機(jī)聯(lián)接自動(dòng)控制的氣體穩(wěn)流裝置。
3、氣體質(zhì)量流量計(jì)/質(zhì)量流量控制器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么？
(1)流量的測(cè)量和控制不因溫度或壓力的波動(dòng)而失準(zhǔn)。
對(duì)于多數(shù)流量測(cè)控系統(tǒng)而言，很難避免系統(tǒng)的壓力波動(dòng)及環(huán)境和介質(zhì)的溫度變化。
對(duì)于普通的流量計(jì)，壓力及溫度的波動(dòng)將導(dǎo)致較大的誤差；對(duì)于質(zhì)量流量計(jì)/質(zhì)量流量控制器，則一般可以忽略不計(jì)。
(2)測(cè)量控制的自動(dòng)化
質(zhì)量流量計(jì)/質(zhì)量流量控制器可以將流量測(cè)量值以輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。這樣很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的數(shù)字顯示﹑累積流量自動(dòng)計(jì)量﹑數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄﹑計(jì)算機(jī)管理等。對(duì)質(zhì)量流量控制器而言，還可以實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)控制。通常, 模擬的MFC/MFM輸入輸出信號(hào)為0～+5V或4～20mA, 數(shù)字式MFC/MFM還配有RS232或RS485數(shù)字串行通訊口, 能非常方便地與計(jì)算機(jī)連接, 進(jìn)行自動(dòng)控制。
(3)精確地定量控制
流量質(zhì)量流量控制器可精確地控制氣體的給定量，這對(duì)很多工藝過程的流量控制﹑對(duì)于不同氣體的比例控制等特別有用。
(4)適用范圍寬
有很寬的工作壓力范圍，產(chǎn)品可以從真空直到10MPa; 可以適用于多種氣體介質(zhì)（包括一些腐蝕性氣體，如HCL）；有很寬的流量范圍，產(chǎn)品最小流量范圍可達(dá)0～5 sccm，最大流量范圍可達(dá)0～1500 slm。流量顯示的分辨率可達(dá)滿量程的0.1%, 流量控制范圍是滿量程的2～100% (量程比為-- 50:1), 因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
4、質(zhì)量流量控制器的工作壓差范圍是個(gè)什么概念?
質(zhì)量流量控制器(MFC)中設(shè)置有一個(gè)氣體流量調(diào)節(jié)閥門，閥門能使通過控制器的流量從零調(diào)節(jié)到測(cè)量的滿量程，在工作的過程當(dāng)中，控制器的入口和出口之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氣壓降，即壓差。MFC的工作壓差范圍通常為0.1～0.3MPa，若壓差低于最低值(0.1 MPa)，有可能控制達(dá)不到滿量程值;若高于最高值(0.3MPa)，有可能關(guān)閉時(shí)流量不能小于2%F.S。用戶使用MFC時(shí)，無論用戶工作的反應(yīng)室是真空還是高壓，應(yīng)做到使MFC進(jìn)出氣兩端的壓差保持在所要求壓差范圍之內(nèi)，并且要求氣壓要相對(duì)穩(wěn)定。
5、使用揮發(fā)性液體蒸發(fā)汽，氣壓很低，如何定制質(zhì)量流量控制器的低壓降產(chǎn)品?
部分用戶使用揮發(fā)性液體蒸發(fā)汽做氣源(如用丙酮等)，氣壓很低，用普通MFC，不能正
常工作。這時(shí)用戶需要向供貨商特別聲明，定制低壓降的質(zhì)量流量控制器。 通常可定制工作壓差低于0.01MPa的MFC，這時(shí)MFC的工作壓差范圍，也會(huì)變小。注意
使用揮發(fā)性液體蒸發(fā)汽時(shí)，不能讓汽化物在MFC中結(jié)露，結(jié)露會(huì)影響MFC的正常工作。為防
結(jié)露，可以對(duì)管路和MFC適當(dāng)加溫，但MFC的工作環(huán)境溫度通常不得超過50℃。
如果用戶要MFC的工作環(huán)境溫度超過65℃以上，需要特殊購(gòu)買高溫產(chǎn)品。
6、質(zhì)量流量控制器能用于控制腐蝕性氣體和特殊氣體嗎?如何選擇密封材料?
質(zhì)量流量控制器可以用于控制各種氣體，包括腐蝕性氣體和特殊氣體，但是要注意，對(duì)于使用腐蝕性氣體和特殊氣體，需要恰當(dāng)選擇型號(hào)和密封材料。用戶在訂貨時(shí)，需要向供貨廠商特殊聲明使用氣體，以免因?yàn)檫x型或選擇密封材料錯(cuò)誤，造成嚴(yán)重?fù)p失。
通常氣體質(zhì)量流量控制器接觸工作氣體的濕材料為316L不銹鋼、聚四氟乙烯和密封材料等，密封材料又分為金屬密封和橡膠密封兩大類。金屬密封的材料一般為不銹鋼、金或鎳等耐腐蝕材料。
采用金屬密封的MFC原則上可以用于任何氣體，包括各種腐蝕性氣體和特種氣體。對(duì)于三溴化硼、三氯化硼、氟化氫等強(qiáng)腐蝕性氣體和MOCVD使用的金屬氧化物氣體建議最好采用金屬密封的MFC。由于金屬密封的MFC價(jià)格較高，通常要求不高的場(chǎng)合，均采用橡膠密封的MFC。如果不特殊聲明，MFC都采用氟橡膠密封，可以用于大多數(shù)酸性和堿性腐蝕性氣體，例如可以用于氯化氫等鹵族干燥氣體。其它一些特殊腐蝕性氣體，需要采用特種橡膠。氨氣—需要采用耐氨橡膠，如乙丙橡膠、氯丁橡膠或丁晴橡膠;有機(jī)溶劑汽氛(丙酮、甲苯等)—需要采用硅橡膠;三溴化硼、三氯化硼、氟化氫等—需要采用全氟橡膠。
7、怎樣進(jìn)行不同氣體的質(zhì)量流量換算？
產(chǎn)品出廠一般是按氮?dú)鈽?biāo)定﹑按氮?dú)饬髁看_定流量規(guī)格。用同一規(guī)格的MFM/MFC測(cè)量不同的氣體，當(dāng)流量檢測(cè)值相同時(shí)，實(shí)際的流量值可能不同。我們?cè)谡f明書中給出了不同氣體相對(duì)于標(biāo)定氣體（氮?dú)猓┑馁|(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)。如果您使用的產(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)出廠產(chǎn)品（按氮?dú)鈽?biāo)定顯示），而需要知道實(shí)際使用氣體的質(zhì)量流量時(shí)，先在產(chǎn)品說明書中找到實(shí)際使用氣體的轉(zhuǎn)換系數(shù)。在測(cè)量過程中，以此系數(shù)乘以流量顯示值即是實(shí)際使用氣體的質(zhì)量流量；反之，在確定所購(gòu)產(chǎn)品的量程時(shí)，以實(shí)際使用氣體的最大期望流量值除以轉(zhuǎn)換系數(shù)，即是相應(yīng)的氮?dú)鈽?biāo)定產(chǎn)品的流量值�？諝狻2﹑H2﹑CO﹑HCL、HF等氣體，其轉(zhuǎn)換系數(shù)約為1.0，一般可直接用按氮?dú)鈽?biāo)定顯示的產(chǎn)品，不必?fù)Q算。
8、模擬輸出的MFC怎樣和計(jì)算機(jī)相連接？
計(jì)算機(jī)可以直接和MFC相連，也可以通過流量顯示儀和MFC相連。對(duì)于模擬的MFC，一般需要在計(jì)算機(jī)上配A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換板，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換用于接收流量測(cè)量值，數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換用于給出0-5VDC流量設(shè)定信號(hào)，這種轉(zhuǎn)換板在工業(yè)控制產(chǎn)品市場(chǎng)上很容易買到；如果是MFC直接與計(jì)算機(jī)連接，需要用戶自己提供±15V電源（要求電源抗干擾能力要強(qiáng)）；將“設(shè)定”線接計(jì)算機(jī)D/A輸出；將“流量檢測(cè)”線接計(jì)算機(jī)A/D輸入端；MFC信號(hào)地與計(jì)算機(jī)信號(hào)線連結(jié)即可。如果MFC通過流量顯示儀與計(jì)算機(jī)連接，將流量顯示儀的“外設(shè)”線接計(jì)算機(jī)D/A輸出；將“流量檢測(cè)”線接計(jì)算機(jī)A/D輸入端；顯示儀的信號(hào)地與計(jì)算機(jī)信號(hào)線連結(jié)即可。當(dāng)然，另外還需要配相應(yīng)的軟件。
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