气体质量流量计MFM和气体质量流量控制器MFC小知识

气体质量流量计MFM和气体质量流量控制器MFC小知识

1、什么是气体质量流量计？

质量流量计，即Mass Flow Meter（缩写为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。

2、什么是气体质量流量控制器？

质量流量控制器, 即Mass Flow Controller（缩写为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。简单地说,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联接自动控制的气体稳流装置。

3、气体质量流量计/质量流量控制器的主要优点是什么？

(1)流量的测量和控制不因温度或压力的波动而失准。

对于多数流量测控系统而言，很难避免系统的压力波动及环境和介质的温度变化。

对于普通的流量计，压力及温度的波动将导致较大的误差；对于质量流量计/质量流量控制器，则一般可以忽略不计。

(2)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﹑累积流量自动计量﹑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。

(3)精确地定量控制

流量质量流量控制器可精确地控制气体的给定量，这对很多工艺过程的流量控制﹑对于不同气体的比例控制等特别有用。

(4)适用范围宽

有很宽的工作压力范围，产品可以从真空直到10MPa; 可以适用于多种气体介质（包括一些腐蚀性气体，如HCL）；有很宽的流量范围，产品最小流量范围可达0～5 sccm，最大流量范围可达0～1500 slm。流量显示的分辨率可达满量程的0.1%, 流量控制范围是满量程的2～100% (量程比为-- 50:1), 因此在很多领域得到广泛应用。

4、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。

5、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。

6、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。

7、怎样进行不同气体的质量流量换算？

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，以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。

8、模拟输出的MFC怎样和计算机相连接？

计算机可以直接和MFC相连，也可以通过流量显示仪和MFC相连。对于模拟的MFC，一般需要在计算机上配A/D﹑D/A转换板，模拟/数字转换用于接收流量测量值，数字/模拟转换用于给出0-5VDC流量设定信号，这种转换板在工业控制产品市场上很容易买到；如果是MFC直接与计算机连接，需要用户自己提供±15V电源（要求电源抗干扰能力要强）；将“设定”线接计算机D/A输出；将“流量检测”线接计算机A/D输入端；MFC 信号地与计算机信号线连结即可。如果MFC通过流量显示仪与计算机连接，将流量显示仪的“外设”线接计算机D/A输出；将“流量检测”线接计算机A/D输入端；显示仪的信号