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什么是質(zhì)量流量計(jì)(MFC)?質(zhì)量流量計(jì),即Mass Flow Meter(縮寫為MFM), 是一種測(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。
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(shuō),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。
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)地定量控制流量
質(zhì)量流量控制器可以地控制氣體的給定量,這對(duì)很多工藝過(guò)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,我們的產(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,我們的產(chǎn)品zui小流量范圍可達(dá)0~5 sccm,zui大流量范圍可達(dá)0~200 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~ (量程比為-- 50:1), 因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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(guò)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(guò)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zui低值(0.1 MPa),有可能控制達(dá)不到滿量程值;若高于zui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(wú)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。
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??梢远ㄖ乒ぷ鲏翰畹陀?.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。為了防止結(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(guò)50℃。如果用戶要MFC的工作環(huán)境溫度超過(guò)65℃以上,需要特殊購(gòu)買高溫MFC產(chǎn)品。
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。
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(shuō)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(shuō)明書中找到實(shí)際使用氣體的轉(zhuǎn)換系數(shù)。在測(cè)量過(guò)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zui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。
空氣、O2﹑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。
模擬式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(guò)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(guò)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。