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質量流量計(MFC)原理及如何來選擇使用

時間:2013/12/19閱讀:14284
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      在真空鍍膜應用中要用來一些氣體來輔助實現我們要的工藝,但流量的大小和如何來控制呢?這就是我們要告訴大家的。

      首先什么是質量流量計(MFC)?質量流量計,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,不需要溫度壓力補償。

      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。

      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)地定量控制流量質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,我們的產品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), 因此在很多領域得到廣泛應用。

      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。

      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??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。

      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。

      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zui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。

      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。

      我公司專業代理品牌的性價比好的質量流量計及控制器,歡迎廣大客戶來咨詢!

      

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