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解除迷惑!關於質量流量控製器的9個技術問題的解答
  • 發布日期:2020-11-06      瀏覽次數:22

    •     越來越多的朋友對質量流量控製器產生了濃厚的興趣。為了幫助朋友們更好地選購和使用此類產品,丝瓜app色版无限播放對曾經遇到過的有關技術和工藝方麵的疑問統一整理回答,供朋友們參考。

          1.什麽是質量流量控製器

          質量流量控製器,即MassFlowController(縮寫為MFC),不但具有質量流量計的功能,更重要的是,它能自動控製氣體流量,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,即使係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,質量流量控製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製的氣體穩流裝置。

          2.質量流量控製器的原理是什麽?

          質量流量控製器由流量傳感器、分流器通道、流量調節閥門和放大控製器等部分組成。質量流量控製器的剖麵結構圖見圖1。氣體流量傳感器采用毛細管傳熱溫差量熱法原理測量氣體的質量流量(無需溫度壓力補償)。將傳感器加熱電橋測得的流量信號送入放大器放大,放大後的流量檢測電壓與設定電壓進行比較,再將差值信號放大後去控製調節閥門,閉環控製流過通道的流量使之與設定的流量相等。分流器決定主通道的流量。與質量流量控製器配套的流量顯示儀上設置有穩壓電源,數字電壓表,設定電位器,外設、內設轉換和三位閥控開關等。氣體質量流量控製器與流量顯示儀連接後的工作原理如圖2所示。

          3.怎麽理解質量流量計/質量流量控製器的流量單位?

          氣體質量流量單位一般以sccm(StandardCubicCentimeterperMinute,每分鍾標準毫升)和slm(StandardLiterperMinute,每分鍾標準升)來表示。這意味著,這種儀表在不同的使用條件下,指示的流量均是標準狀態下的流量。標準狀態規定為:氣壓—101325Pa(760mmHg);溫度—0℃(273.15K)。這是這種儀表和其它流量計的重要區別,也是sccm﹑slm不同於mL/min﹑L/min之處。

          對多數用戶而言,體積流量的表示方法很符合習慣﹑便於使用,但也有用戶需要知道單位時間內流過介質的質量(如g/min),這個要求是很容易實現的。因為標準狀態下的氣體密度是一個常數,可以方便地查到,因而簡單地做一個乘法(以密度乘以若幹slm)即可實現。所以說,在標準狀態下的體積流量就等同於質量流量。

          需要注意的是,被全世界質量流量控製器廠商共同采用的sccm/slm這種質量流量單位,不符合國內計量標準的常用的質量流量的國際單位(Kg/min),但是它符合國際半導體協會製定的SEMI國際標準。有關標準的詳細情況見:“SEMIE12-96”,標準文件的局部如圖3所示。

          4.什麽情況下用質量流量計,什麽情況下用質量流量控製器?

          一般而言,僅對流量進行計量或監測時,用質量流量計;需要對流量進行控製時,用質量流量控製器。某些測量場合,用二者皆可,如對毛細管流通能力的測量,當定壓測流的時候,用質量流量計;當定流測壓時,需要用質量流量控製器。注意,當質量流量控製器處於清洗狀態時,也可以當質量流量計使用,隻不過氣壓降要比普通質量流量計大一些。

          5.質量流量計/質量流量控製器的主要優點是什麽?

          (1)流量的測量和控製不因溫度或壓力的波動而失準。

          對於多數流量測控係統而言,很難避免係統的壓力波動及環境和介質的溫度變化。對於普通的流量計,壓力及溫度的波動將導致較大的誤差;對於質量流量計/質量流量控製器,則一般可以忽略不計。

          (2)測量控製的自動化

          質量流量計/質量流量控製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。對質量流量控製器而言,還可以實現流量的自動控製。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,進行自動控製。

          (3)精確地定量控製流量

          質量流量控製器可以精確地控製氣體的給定量,這對很多工藝過程的流量控製﹑對於不同氣體的比例控製等特別有用。

          (4)適用範圍寬

          有很寬的工作壓力範圍,丝瓜app色版下载安卓的產品可以從真空直到10MPa;可以適用於多種氣體介質(包括一些腐蝕性氣體,如HCL);有很寬的流量範圍,丝瓜app色版无限播放的產品最小流量範圍可達0~5sccm,最大流量範圍可達0~200slm。流量顯示的分辨率可達滿量程的0.1%,流量控製範圍是滿量程的2~100%(量程比為--50:1),因此在很多領域得到廣泛應用。

          6.質量流量計的缺點是什麽?使用質量流量控製器最害怕什麽?

          相對廉價的轉子流量計來說,質量流量計的主要缺點就是價格比較昂貴。

          使用質量流量控製器有四怕:

          第一怕粉塵,若粉塵進入流量計會堵塞傳感器和分流器,造成測量誤差,要求在進氣口前加裝過濾器;

          第二怕液體和油汙進入MFC,會造成失控,如果MFC的出口接有液體罐,需要在MFC出口加上單向閥,防止液體回流;

          第三怕使用潮濕的腐蝕性氣體,潮濕的腐蝕性氣體會使不鏽鋼生鏽,造成MFC通道損壞,因此要求在使用腐蝕性氣體前,要對氣體和MFC管路係統進行幹燥處理;

          第四怕在使用強腐蝕性、易燃易爆、有毒等危害性氣體時不按安全規則操作,有可能造成產品損壞和其它更嚴重的損失。正確使用,安全操作,對每個用戶都是最重要的。

          7.質量流量控製器的工作壓差範圍是個什麽概念?

          質量流量控製器(MFC)中設置有一個氣體流量調節閥門,閥門能使通過控製器的流量從零調節到測量的滿量程,在工作的過程當中,控製器的入口和出口之間會產生一個氣壓降,即壓差。MFC的工作壓差範圍通常為0.1~0.3MPa,若壓差低於最低值(0.1MPa),有可能控製達不到滿量程值;若高於最高值(0.3MPa),有可能關閉時流量不能小於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範圍之內,並且要求氣壓要相對穩定。

          8.質量流量控製器在高壓條件下如何使用?

          質量流量控製器的工作壓差範圍通常比較小,要在高壓條件下正常使用需要特別注意三點:第一,是要選擇耐壓符合要求的MFC;第二,是要挑選工作壓差範圍大的產品型號;第三,要在MFC氣路前麵加減壓閥,穩定入口氣壓,在MFC下遊加背壓閥,穩定反應室和MFC出口的氣壓,適當調節減壓閥和背壓閥,要保證MFC的工作壓差不會超過規定的範圍(見圖4的高壓工作示意圖)。隻要做到以上三點,MFC就能夠在高壓條件下穩定工作。

          9.使用揮發性液體蒸發汽,氣壓很低,如何定製質量流量控製器的低壓降產品?

          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,定製低壓降的質量流量控製器。通常可以定製工作壓差低於0.01MPa的MFC,這時MFC的工作壓差範圍,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。為了防止結露,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MFC產品。
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