氣體質量流量計MFM和氣體質量流量控制器MFC
●發布時間：2011-2-28 ●
●信息來源：上海皇龍自動化工程有限公司 ●作者：本站編輯
1、什么是氣體質量流量計？
質量流量計，即Mass Flow Meter（縮寫為MFM）, 是一種精確測量氣體流量的儀表，其測量值不因溫度或壓力的波動而失準，不需要溫度壓力補償。
2、什么是氣體質量流量控制器？
質量流量控制器, 即Mass Flow Controller（縮寫為MFC）, 不但具有質量流量計的功能，更重要的是，它能自動控制氣體流量，即用戶可根據需要進行流量設定，MFC自動地將流量恒定在設定值上，即使系統壓力有波動或環境溫度有變化，也不會使其偏離設定值。簡單地說,質量流量控制器就是一個穩流裝置, 是一個可以手動設定或與計算機聯接自動控制的氣體穩流裝置。
3、氣體質量流量計/質量流量控制器的主要優點是什么？
(1)流量的測量和控制不因溫度或壓力的波動而失準。
對于多數流量測控系統而言，很難避免系統的壓力波動及環境和介質的溫度變化。
對于普通的流量計，壓力及溫度的波動將導致較大的誤差；對于質量流量計/質量流量控制器，則一般可以忽略不計。
(2)測量控制的自動化
質量流量計/質量流量控制器可以將流量測量值以輸出標準電信號輸出。這樣很容易實現對流量的數字顯示﹑累積流量自動計量﹑數據自動記錄﹑計算機管理等。對質量流量控制器而言，還可以實現流量的自動控制。通常, 模擬的MFC/MFM輸入輸出信號為0～+5V或4～20mA, 數字式MFC/MFM還配有RS232或RS485數字串行通訊口, 能非常方便地與計算機連接, 進行自動控制。
(3)精確地定量控制
流量質量流量控制器可精確地控制氣體的給定量，這對很多工藝過程的流量控制﹑對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，產品可以從真空直到10MPa; 可以適用于多種氣體介質（包括一些腐蝕性氣體，如HCL）；有很寬的流量范圍，產品最小流量范圍可達0～5 sccm，最大流量范圍可達0～1500 slm。流量顯示的分辨率可達滿量程的0.1%, 流量控制范圍是滿量程的2～100% (量程比為-- 50:1), 因此在很多領域得到廣泛應用。
4、質量流量控制器的工作壓差范圍是個什么概念?
質量流量控制器(MFC)中設置有一個氣體流量調節閥門，閥門能使通過控制器的流量從零調節到測量的滿量程，在工作的過程當中，控制器的入口和出口之間會產生一個氣壓降，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)，有可能控制達不到滿量程值;若高于最高值(0.3MPa)，有可能關閉時流量不能小于2%F.S。用戶使用MFC時，無論用戶工作的反應室是真空還是高壓，應做到使MFC進出氣兩端的壓差保持在所要求壓差范圍之內，并且要求氣壓要相對穩定。
5、使用揮發性液體蒸發汽，氣壓很低，如何定制質量流量控制器的低壓降產品?
部分用戶使用揮發性液體蒸發汽做氣源(如用丙酮等)，氣壓很低，用普通MFC，不能正
常工作。這時用戶需要向供貨商特別聲明，定制低壓降的質量流量控制器。 通常可定制工作壓差低于0.01MPa的MFC，這時MFC的工作壓差范圍，也會變小。注意
使用揮發性液體蒸發汽時，不能讓汽化物在MFC中結露，結露會影響MFC的正常工作。為防
結露，可以對管路和MFC適當加溫，但MFC的工作環境溫度通常不得超過50℃。
如果用戶要MFC的工作環境溫度超過65℃以上，需要特殊購買高溫產品。
6、質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，對于使用腐蝕性氣體和特殊氣體，需要恰當選擇型號和密封材料。用戶在訂貨時，需要向供貨廠商特殊聲明使用氣體，以免因為選型或選擇密封材料錯誤，造成嚴重損失。
通常氣體質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。對于三溴化硼、三氯化硼、氟化氫等強腐蝕性氣體和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價格較高，通常要求不高的場合，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、怎樣進行不同氣體的質量流量換算？
產品出廠一般是按氮氣標定﹑按氮氣流量確定流量規格。用同一規格的MFM/MFC測量不同的氣體，當流量檢測值相同時，實際的流量值可能不同。我們在說明書中給出了不同氣體相對于標定氣體（氮氣）的質量流量轉換系數。如果您使用的產品是標準出廠產品（按氮氣標定顯示），而需要知道實際使用氣體的質量流量時，先在產品說明書中找到實際使用氣體的轉換系數。在測量過程中，以此系數乘以流量顯示值即是實際使用氣體的質量流量；反之，在確定所購產品的量程時，以實際使用氣體的最大期望流量值除以轉換系數，即是相應的氮氣標定產品的流量值。空氣、O2﹑H2﹑CO﹑HCL、HF等氣體，其轉換系數約為1.0，一般可直接用按氮氣標定顯示的產品，不必換算。
8、模擬輸出的MFC怎樣和計算機相連接？
計算機可以直接和MFC相連，也可以通過流量顯示儀和MFC相連。對于模擬的MFC，一般需要在計算機上配A/D﹑D/A轉換板，模擬/數字轉換用于接收流量測量值，數字/模擬轉換用于給出0-5VDC流量設定信號，這種轉換板在工業控制產品市場上很容易買到；如果是MFC直接與計算機連接，需要用戶自己提供±15V電源（要求電源抗干擾能力要強）；將“設定”線接計算機D/A輸出；將“流量檢測”線接計算機A/D輸入端；MFC信號地與計算機信號線連結即可。如果MFC通過流量顯示儀與計算機連接，將流量顯示儀的“外設”線接計算機D/A輸出；將“流量檢測”線接計算機A/D輸入端；顯示儀的信號地與計算機信號線連結即可。當然，另外還需要配相應的軟件。
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