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什么是質(zhì)量流量計(MFC)?質(zhì)量流量計,即Mass Flow Meter(縮寫為MFM), 是一種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(zhǔn),不需要溫度壓力補償。
質(zhì)量流量控制器, 即Mass Flow Controller(縮寫為MFC), 不但具有質(zhì)量流量計的功能,更重要的是,它能自動控制氣體流量,即用戶可根據(jù)需要進行流量設(shè)定,MFC自動地將流量恒定在設(shè)定值上,即使系統(tǒng)壓力有波動或環(huán)境溫度有變化,也不會使其偏離設(shè)定值。簡單地說,質(zhì)量流量控制器就是一個穩(wěn)流裝置, 是一個可以手動設(shè)定或與計算機聯(lián)接自動控制的氣體穩(wěn)流裝置。
質(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器的主要優(yōu)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(zhǔn)。
對于多數(shù)流量測控系統(tǒng)而言,很難避免系統(tǒng)的壓力波動及環(huán)境和介質(zhì)的溫度變化。對于普通的流量計,壓力及溫度的波動將導(dǎo)致較大的誤差;對于質(zhì)量流量計/質(zhì)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(zhì)量流量計/質(zhì)量流量控制器可以將流量測量值以輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出。這樣很容易實現(xiàn)對流量的數(shù)字顯示﹑累積流量自動計量﹑數(shù)據(jù)自動記錄﹑計算機管理等。對質(zhì)量流量控制器而言,還可以實現(xiàn)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(shù)字式MFC/MFM還配有RS232或RS485數(shù)字串行通訊口, 能非常方便地與計算機連接, 進行自動控制。
(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,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0~5 sccm,zui大流量范圍可達0~200 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~ (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什么概念?
質(zhì)量流量控制器(MFC)中設(shè)置有一個氣體流量調(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產(chǎn)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zui低值(0.1 MPa),有可能控制達不到滿量程值;若高于zui高值(0.3MPa),有可能關(guān)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(yīng)室是真空還是高壓,應(yīng)做到使MFC進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MFC的工作壓差范圍,也會變小。
注意使用揮發(fā)性液體蒸發(fā)汽時,不能讓汽化物在MFC中結(jié)露,結(jié)露會影響MFC的正常工作。為了防止結(jié)露,可以對管路和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,對于使用腐蝕性氣體和特殊氣體,需要恰當(dāng)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(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(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。
怎樣進行不同氣體的質(zhì)量流量換算?
產(chǎn)品出廠一般是按氮氣標(biāo)定﹑按氮氣流量確定流量規(guī)格。用同一規(guī)格的MFM/MFC測量不同的氣體,當(dāng)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(biāo)定氣體(氮氣)的質(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(按氮氣標(biāo)定顯示),而需要知道實際使用氣體的質(zhì)量流量時,先在產(chǎn)品說明書中找到實際使用氣體的轉(zhuǎn)換系數(shù)。在測量過程中,以此系數(shù)乘以流量顯示值即是實際使用氣體的質(zhì)量流量;反之,在確定所購產(chǎn)品的量程時,以實際使用氣體的zui大期望流量值除以轉(zhuǎn)換系數(shù),即是相應(yīng)的氮氣標(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氣標(biāo)定顯示的產(chǎn)品,不必換算。
模擬式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(zhuǎn)換板,模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換用于接收流量測量值,數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換用于給出0-5VDC流量設(shè)定信號,這種轉(zhuǎn)換板在工業(yè)控制產(chǎn)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(shè)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(jié)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(shè)”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(jié)即可。
當(dāng)然,另外還需要配相應(yīng)的軟件。