气体质量流量控制器和流量计工作原理 _质量

关于MFM和MFC
1、质量流量计，质量流量控制器的概念
质量流量计，即Mass Flow Meter (MFM)，是一种精确测量气体流量的仪表，其测量值不因温度或压力的波动而失准，不需要温度压力补偿。

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质量流量控制器，即Mass Flow Controller (MFC)，不但具有质量流量计的功能，更重要的是，它能自动控制气体流量，即用户可根据需要进行流量设定，MFC自动地将流量恒定在设定值上，即使系统压力有波动或环境温度有变化，也不会使其偏离设定值。质量流量控制器就是一个稳流装置，是一个可以手动设定或与计算机连接自动控制的气体稳流装置。

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简单来说，质量流量计只测量不控制。而质量流量控制器，则带有控制阀门，既可以测量也可以控制气体流量大小。
2、质量流量计，质量流量控制器的流量单位
气体质量流量单位一般以SCCM（Standard Cubic Centimeter per Minute）和SLM (Standard Liter per Minute) 来表示，亦即每分钟标准毫升、每分钟标准升。这意味着，这种仪表在不同的使用条件下，指示的流量均是标准状态下的流量。这是这种仪表和其它流量计的重要区别，也是SCCM、SLM不同于Ml/min、L/min之处。
如果需要单位时间内流过的质量（如g/min），可以查阅标准状态下的气体密度，然后作乘法就可以了。
3、质量流量计／质量流量控制器的主要的优点
（1）直接测量气体的质量流量
热式质量流量计直接测量流体质量流量，输出质量流量信号，无需其他设备，如温度测试仪和压力表，也无需进行换算。
（2）无可移动部分
本身无类似转轴等的移动部件，增加了本身的可靠性，无需机械维护。
（3）可以精确的测量微小流量，采用分流装置，又可以测量大流量，而且温度，压力范围很大。
（4）测量控制的自动化
质量流量计／质量流量控制器可以将流量测量值以输出标准电信号输出。这样很容易实现对流量的数字显示，流量自动计量，数据自动记录，计算机管理等。对质量流量控制器而言，还可以实现流量的自动控制。通常,?模拟的MFC/MFM输入输出信号为0～+5V或4～20mA,?数字式MFC/MFM还配有RS232或RS485数字串行通讯口,?能非常方便地与计算机连接,?进行自动控制。
（5）精确地定量控制流量
质量流量控制器可以精确地控制气体的给定量，这对很多工艺过程的流量控制，是用于对于不同气体的比例控制等。
（6）准确度高，重复性好
准确度可达+-1%F.S（full scale）重复性为＋-0.25%F.S（full scale）
（7）体积小巧，安装方便，操作简单
（8）技术先进，符合发展潮流
4、使用质量流量计／质量流量控制器应注意的问题
（1）被测气体需要清洁。
注意不要造成气路堵塞，当质量流量控制器出现某些故障，或气源不洁导致传感器或分流器堵塞，或因操作失误，均有可能造成堵塞。对于的用户而言，应当特别给以注意，既要选择合适的型号，又要正确进行系统设计和正确使用。
（2）一般以氮气（N2）来标定,如用其他气体时需要进行换算。
5、区分使用质量流量计和质量流量控制器的场合
一般而言，仅对流量进行计量或监测时，用质量流量计；需要对流量进行控制时，用质量流量控制器。某些测量场合，用二者皆可，但质量流量控制器更好用。
6、不同气体的质量流量的换算
产品出厂一般是按氮气标定、按氮气流量确定流量规格。用同一规格的MFM/MFC测量不同的气体，当流量检测值相同时，实际的流量值可能不同。我们在说明书中可见给出了不同气体相对于标定气体（氮气）的质量流量转换系数。如果您使用的产品是标准出厂产品（按氮气标定显示），而需要知道实际使用气体的质量流量时，先在产品说明书中找到实际使用气体的转换系数。在测量过程中，在此系数乘以流量显示值即是实际使用气体的质量流量；反之，在确定所购产品的量程时，以实际使用气体的最大期望流量值除以转换系数，即是相应的氮气标定产品的流量值。空气、O2﹑H2﹑CO﹑HCL、HF等气体，其转换系数约为1.0，一般可直接用按氮气标定显示的产品，不必换算。如七星华创产品说明书提供的气体质量流量转换系数表：

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对于多组分气体，其流量转换系数问题请根据产品使用手册中提供的计算公式计算，或向厂家进行技术咨询。
7、质量流量控制器的工作压差范围是个什么概念?
质量流量控制器(MFC)中设置有一个气体流量调节阀门，阀门能使通过控制器的流量从零调节到测量的满量程，在工作的过程当中，控制器的入口和出口之间会产生一个气压降，即压差。MFC的工作压差范围通常为0.1～0.3MPa，若压差低于最低值(0.1?MPa)，有可能控制达不到满量程值;若高于最高值(0.3MPa)，有可能关闭时流量不能小于2%F.S 。用户使用MFC时，无论用户工作的反应室是真空还是高压，应做到使MFC进出气两端的压差保持在所要求压差范围之内，并且要求气压要相对稳定。
8、使用挥发性液体蒸发汽，气压很低，如何定制质量流量控制器的低压降产品?
部分用户使用挥发性液体蒸发汽做气源(如用丙酮等)，气压很低，用普通MFC，不能正常工作。这时用户需要向供货商特别声明，定制低压降的质量流量控制器。通常可定制工作压差低于0.01MPa的MFC，这时MFC的工作压差范围，也会变小。注意使用挥发性液体蒸发汽时，不能让汽化物在MFC中结露，结露会影响MFC的正常工作。为防结露，可以对管路和MFC适当加温，但MFC的工作环境温度通常不得超过50℃ 。如果用户要MFC的工作环境温度超过65℃以上，需要特殊购买高温产品。
9、质量流量控制器能用于控制腐蚀性气体和特殊气体吗？如何选择密封材料？
质量流量控制器可以用于控制各种气体，包括腐蚀性气体和特殊气体，但是要注意，对于使用腐蚀性气体和特殊气体，需要恰当选择型号和密封材料。用户在订货时，需要向供货厂商特殊声明使用气体，以免因为选型或选择密封材料错误，造成严重损失。
通常气体质量流量控制器接触工作气体的湿材料为316L不锈钢、聚四氟乙烯和密封材料等，密封材料又分为金属密封和橡胶密封两大类。金属密封的材料一般为不锈钢、金或镍等耐腐蚀材料。
采用金属密封的MFC原则上可以用于任何气体，包括各种腐蚀性气体和特种气体。对于三溴化硼、三氯化硼、氟化氢等强腐蚀性气体和MOCVD使用的金属氧化物气体建议最好采用金属密封的MFC 。由于金属密封的MFC价格较高，通常要求不高的场合，均采用橡胶密封的MFC 。如果不特殊声明，MFC都采用氟橡胶密封，可以用于大多数酸性和碱性腐蚀性气体，例如可以用于氯化氢等卤族干燥气体。其它一些特殊腐蚀性气体，需要采用特种橡胶。氨气—需要采用耐氨橡胶，如乙丙橡胶、氯丁橡胶或丁晴橡胶;有机溶剂汽氛(丙酮、甲苯等)—需要采用硅橡胶;三溴化硼、三氯化硼、氟化氢等—需要采用全氟橡胶。
1) 选一个适合的品牌
同等条件下，知名的品牌带来的技术支持及售后保证相对完善。
2)选择正确的量程
A. 将您需要的流量换算成标准状态下的流量（质量流量）。
B. 根据厂家提供的质量流量转换系数表，将您所用气体的质量流量值换算成与氮气（标定气体）等价的质量流量值。
C. 确定所需标准量程。质量流量的误差指标是按满量程值的百分比规定的，如果实际流量较小而量程值选取过大，则测量值的相对误差较大。
3) 注意选择正确的工作压力指标
最大工作压力及工作压差
4）选择合适的精度指标
准确度﹑线性﹑重复精度是比较重要的几项指标，其中重复精度在很多应用场合尤为重要。
5）选择合适的响应时间指标
在考虑响应时间指标的同时，还应注意其响应过程及动态特性。
6）安装位置有无要求
水平位置安装还是垂直安装。
7）气体对于密封材料的要求
如使用的气体具有腐蚀性，这些腐蚀性气体对于密封材料有着更高的要求。
8）零点的稳定性
不同的产品零点稳定性可能是不一样的。
9）适用范围
MFM/MFC对使用的环境及介质温度﹑气源压力﹑介质情况等均有一定适用范围，请注意阅读说明书或向厂家咨询。
10）订购明细
【气体质量流量控制器和流量计工作原理】 产品名称、型号、流量规格、标定气体、使用气体（如腐蚀性气体）、接头形式和数量等。