流量控制器的原理是什么？

質(zhì)量流量控制器由流量傳感器、分流器通道、流量調(diào)節(jié)閥門(mén)和放大控制器等部分組成。質(zhì)量流量控制器的剖面結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。氣體流量傳感器采用毛細(xì)管傳熱溫差量熱法原理測(cè)量氣體的質(zhì)量流量(無(wú)需溫度壓力補(bǔ)償)。流量控制器熱式質(zhì)量流量器的基本原理是利用外部熱源對(duì)管道內(nèi)的被測(cè)流體加熱，熱能隨流體一起流動(dòng)，通過(guò)測(cè)量因流體流動(dòng)而造成的熱量（溫度）變化來(lái)反映出流體的質(zhì)量流量。將傳感器加熱電橋測(cè)得的流量信號(hào)送入放大器放大, 放大后的流量檢測(cè)電壓與設(shè)定電壓進(jìn)行比較, 再將差值信號(hào)放大后去控制調(diào)節(jié)閥門(mén)，閉環(huán)控制流過(guò)通道的流量使之與設(shè)定的流量相等。分流器決定主通道的流量。與質(zhì)量流量控制器配套的流量顯示儀上設(shè)置有穩(wěn)壓電源,數(shù)字電壓表, 設(shè)定電位器, 外設(shè)、內(nèi)設(shè)轉(zhuǎn)換和三位閥控開(kāi)關(guān)等。氣體質(zhì)量流量控制器與流量顯示儀連接后的工作原理。

流量控制器的工作壓差范圍是個(gè)什么概念?

質(zhì)量流量控制器(MFC)中設(shè)置有一個(gè)氣體流量調(diào)節(jié)閥門(mén), 閥門(mén)能使通過(guò)控制器的流量從零調(diào)節(jié)到測(cè)量的滿量程, 在工作的過(guò)程當(dāng)中, 控制器的入口和出口之間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)氣壓降, 即壓差。MFC的工作壓差范圍通常為0.1~0.3MPa, 若壓差低于值(0.1 MPa), 有可能控制達(dá)不到滿量程值; 若高于值(0.3MPa), 有可能關(guān)閉時(shí)流量不能小于2%F.S。質(zhì)量流量控制器的工作壓差范圍通常比較小,要在高壓條件下正常使用需要特別注意三點(diǎn):一,是要選擇耐壓符合要求的MFC。用戶使用MFC時(shí), 無(wú)論用戶工作的反應(yīng)室是真空還是高壓, 應(yīng)做到使MFC進(jìn)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(duì)穩(wěn)定。

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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(duì)于使用腐蝕性氣體和特殊氣體, 需要恰當(dāng)選擇型號(hào)和密封材料。用戶在訂貨時(shí), 需要向供貨廠商特殊聲明使用氣體, 以免因?yàn)檫x型或選擇密封材料錯(cuò)誤, 造成嚴(yán)重?fù)p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。1，此時(shí)自然對(duì)流換熱與由于流體運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的受迫對(duì)流換熱相比十分微弱。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(duì)于三氯化硼等強(qiáng)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(jià)格較高, 通常要求不高的場(chǎng)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, 例如可以用于鹵族干燥氣體。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(duì)于使用腐蝕性氣體和特殊氣體,需要恰當(dāng)選擇型號(hào)和密封材料。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;  三氯化硼等——需要采用全氟橡膠。

流量控制器的控制響應(yīng)速度

物理時(shí)間常數(shù)

物理時(shí)間常數(shù)用希臘字母Tau來(lái)表示，是現(xiàn)今為數(shù)不多的用來(lái)描述響應(yīng)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)之一，即：控制器到達(dá)設(shè)定值某個(gè)百分比所需要的時(shí)間，被定義為1-1/e， 其中e是作為自然對(duì)數(shù)底數(shù)的無(wú)理數(shù)，其值為2.72，所以1-1/e即為設(shè)定值的63.2%。雖然該定義是一個(gè)物理標(biāo)準(zhǔn)，可能說(shuō)明不了什么問(wèn)題，因?yàn)橛嘞碌脑O(shè)定值的36.8%所花費(fèi)的時(shí)間可能多于或少于之前的63.2%。2．非接觸式熱式質(zhì)量流量器這種流量計(jì)的加熱及測(cè)溫元件都置于流體管道外，與被測(cè)流體不直接接觸，克服了接觸式的缺點(diǎn)。從下面示波器截圖中可以看到：ALICAT?質(zhì)量流量控制器僅用了7.4毫秒便到達(dá)了設(shè)定值的63.2%。

任意設(shè)定值百分比變化區(qū)域

不少質(zhì)量流量控制器的技術(shù)參數(shù)采用設(shè)定值某一百分比區(qū)間內(nèi)的變化來(lái)定義設(shè)備響應(yīng)速度，比如：從設(shè)定值的10%到達(dá)90%所需要的時(shí)間。由于和后的 10%控制響應(yīng)曲線變化，由此而得出的控制響應(yīng)速度可能無(wú)法與實(shí)際的控制性能等同。(2)測(cè)量控制的自動(dòng)化質(zhì)量流量控制器可以將流量測(cè)量值以輸出標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出。如下圖所示，ALICAT?質(zhì)量流量控制器用了11.4毫秒到達(dá)設(shè)定值， 從示波器波形圖中可以清晰地觀察到：50%那段跨度，低于10%和高于90%那兩段的跨度則小了很多。就該圖而言，如果按照從設(shè)定值10%到達(dá)90%所用的時(shí)間來(lái)定義設(shè)備響應(yīng)速度的話，那么結(jié)論是6~7毫秒。

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