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一、質(zhì)量流量控制器(MFC)核心概述

更新時間:2025-03-26點擊次數(shù):63

一、質(zhì)量流量控制器(MFC)核心概述

定義與優(yōu)勢

功能:直接控制氣體質(zhì)量流量(單位:sccm/slm),區(qū)別于受溫壓影響的體積流量計(mL/min)。

關(guān)鍵優(yōu)勢:

高精度(±0.5%~±1%滿量程)、穩(wěn)定性強(低漂移);

適用于變溫/變壓環(huán)境及多氣體混合場景;

微量控制能力(低至μL/min級)。

核心功能

流量控制:閉環(huán)調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)設(shè)定值與實際流量匹配。

監(jiān)測與通信:實時顯示流量數(shù)據(jù),支持模擬信號(4-20mA/0-5V)或數(shù)字接口(RS485/EtherCAT)。

氣體混合:多通道MFC精確配比(如半導體工藝氣體)。

單位與標定

標準狀態(tài):0℃、101.325kPa下體積流量(sccm/slm)等效于質(zhì)量流量。

轉(zhuǎn)換公式:質(zhì)量流量(g/min)= 標準密度(g/L) × slm值。

二、MFC工作原理與技術(shù)分類

類型原理特點適用場景

熱式MFC基于熱傳導(加熱元件+熱敏電阻),流量↑→熱損失↑→溫降↑→電信號調(diào)整。響應(yīng)快(毫秒級)、小流量優(yōu)勢半導體、生物醫(yī)藥

壓差式MFC測量體積流量,通過克拉伯龍方程換算為標準狀態(tài)流量,需溫壓補償。大流量范圍、耐高壓化工、能源

科氏力MFC利用科里奧利效應(yīng)直接測質(zhì)量流量,無溫壓依賴。超高精度(±0.1%)、可測液體/氣體食品、制藥

三、MFC關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與工作流程

核心組件

傳感器單元:熱絲/熱膜(熱式)、壓差傳感器(壓差式)。

控制模塊:PID算法、閥驅(qū)動電路(壓電閥/比例電磁閥)。

機械部件:密封材料(Viton/EPDM)、流量閥體(不銹鋼/鋁合金)。

工作流程

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復(fù)制

graph LR

A[設(shè)定目標流量] --> B[傳感器檢測流量]

B --> C[控制電路計算偏差]

C --> D[調(diào)節(jié)閥開度]

D --> E[閉環(huán)反饋至目標值]


四 、選型關(guān)鍵參數(shù)

流量范圍:如0-500 sccm(需覆蓋工藝需求)。

精度等級:±1% FS(滿量程)或更高。

響應(yīng)時間:通常<1秒(熱式更優(yōu))。

兼容氣體:腐蝕性氣體(如Cl?)需特殊材質(zhì)(哈氏合金)。

通信協(xié)議:支持Modbus、PROFIBUS等工業(yè)標準。五

五、典型應(yīng)用場景

半導體:刻蝕/沉積工藝氣體控制(如SiH?/CF?)。

生物反應(yīng)器:O?/CO?混合比例控制(±2%誤差)。

光伏:MOCVD中前驅(qū)體流量管理。

六、技術(shù)趨勢

智能化:AI算法優(yōu)化動態(tài)響應(yīng)(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID)。

集成化:多通道MFC模塊減少管路復(fù)雜度。

國產(chǎn)化加速:突破0.1%精度瓶頸,替代進口型號。


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