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質(zhì)量流量計(jì),即Mass Flow Meter(MFM), 是一種..測(cè)量氣體流量的儀表,其測(cè)量值不因溫度或壓力的波動(dòng)而失準(zhǔn),不需要溫度壓力補(bǔ)償。
質(zhì)量流量控制器, 即Mass Flow Controller(MFC), 不但具有質(zhì)量流量計(jì)的功能,更重要的是,它能自動(dòng)控制氣體流量,即用戶可根據(jù)需要進(jìn)行流量設(shè)定,MFC自動(dòng)地將流量恒定在設(shè)定值上,即使系統(tǒng)壓力有波動(dòng)或環(huán)境溫度有變化,也不會(huì)使其偏離設(shè)定值。
怎么理解質(zhì)量流量計(jì) / 質(zhì)量流量控制器的流量單位?
氣體質(zhì)量流量單位一般以SCCM(Standard Cubic Centimeter per Minute,每分鐘標(biāo)準(zhǔn)毫升)和SLM(Standard Liter per Minute,每分鐘標(biāo)準(zhǔn)升)來表示。這意味著,這種儀表在不同的使用條件下,指示的流量均是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量。這是這種儀表和其它流量計(jì)的重要區(qū)別,也是SCCM﹑SLM不同于mL/min﹑L/min 之處。
對(duì)多數(shù)用戶而言,體積流量的表示方法很符合習(xí)慣﹑便于使用,但也有用戶需要知道單位時(shí)間內(nèi)流過介質(zhì)的質(zhì)量(如g/min),這個(gè)要求是很容易實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氣體密度可以方便地查到,因而簡單地作一個(gè)乘法(以密度乘以SLM)即可實(shí)現(xiàn)。
什么情況下用質(zhì)量流量計(jì), 什么情況下用質(zhì)量流量控制器 ?
一般而言,僅對(duì)流量進(jìn)行計(jì)量或監(jiān)測(cè)時(shí),用質(zhì)量流量計(jì);需要對(duì)流量進(jìn)行控制時(shí),用質(zhì)量流量控制器。某些測(cè)量場(chǎng)合,用二者皆可,但質(zhì)量流量控制器更好用。例如,后面講到的測(cè)量小孔直徑﹑閥門泄漏量﹑工件(如毛細(xì)管)流通量等。
質(zhì)量流量計(jì) / 質(zhì)量流量控制器的主要優(yōu)點(diǎn)是什么?
(1)流量的測(cè)量和控制不因溫度或壓力的波動(dòng)而失準(zhǔn)?! ?duì)于多數(shù)流量測(cè)控系統(tǒng)而言,很難避免系統(tǒng)的壓力波動(dòng)及環(huán)境和介質(zhì)的溫度變化。對(duì)于普通的流量計(jì),壓力及溫度的波動(dòng)將導(dǎo)致較大的誤差;對(duì)于質(zhì)量流量計(jì) / 質(zhì)量流量控制器,則一般可以忽略不計(jì)。(2)測(cè)量控制的自動(dòng)化 質(zhì)量流量計(jì) / 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。這樣很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的數(shù)字顯示﹑累積流量自動(dòng)計(jì)量﹑數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄﹑計(jì)算機(jī)管理等。對(duì)質(zhì)量流量控制器而言,還可以實(shí)現(xiàn)流量的自動(dòng)控制。(3)..地定量控制流量 質(zhì)量流量控制器可以..地控制氣體的給定量,這對(duì)很多工藝過程的流量控制﹑對(duì)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(chǎn)品可以從真空直到10MPa; 可以適用于多種氣體介質(zhì)(包括一些腐蝕性氣體,如HCL);有很寬的流量范圍,我們的產(chǎn)品.小流量范圍可達(dá)0~5 SCCM,.大流量范圍可達(dá)0~250SLM。流量顯示的分辨率可達(dá)滿量程的0.1%,因此在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。(5)準(zhǔn)確度高﹑重復(fù)性好 我們的產(chǎn)品準(zhǔn)確度可達(dá)±2%F.S.或±1%F.S.,重復(fù)性為±0.2%F.S.。(6)體積小巧﹑安裝方便﹑操作簡單(7)技術(shù)先進(jìn),符合發(fā)展潮流
質(zhì)量流量計(jì) / 質(zhì)量流量控制器的主要缺點(diǎn)有哪些?
(1)價(jià)格較高。
對(duì)于用慣了轉(zhuǎn)子流量計(jì)的用戶來說,質(zhì)量流量計(jì)的確顯得貴一些。
(2)維護(hù)費(fèi)用較高
原則上講,對(duì)于計(jì)量產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)定期標(biāo)定;產(chǎn)品的故障率盡管不同品牌不盡相同,但出現(xiàn)故障的可能都存在,因而一般是需要一些標(biāo)定﹑維修費(fèi)用的。由于各生產(chǎn)廠家收費(fèi)政策不同﹑用戶使用情況不同﹑產(chǎn)品故障率也不一樣,因而用戶的維護(hù)費(fèi)支出可能有差別。
(3)生產(chǎn)難度較大
質(zhì)量流量計(jì) / 質(zhì)量流量控制器是高技術(shù)產(chǎn)品,其生產(chǎn)難度是相當(dāng)大的,這也是多年來我國嘗試開發(fā)者很多﹑真正成功者極少的原因之一。由于其生產(chǎn)難度大,品質(zhì)保證難度也大,因而用戶在選購時(shí)要小心謹(jǐn)慎,避免帶來無盡的煩惱。
(4)某些情況下可能造成氣路堵塞
當(dāng)質(zhì)量流量控制器出現(xiàn)某些故障,或氣源不潔導(dǎo)致傳感器或分流器堵塞,或因操作失誤,均有可能造成氣路堵塞。對(duì)有的用戶而言,應(yīng)當(dāng)特別給以注意,既要選擇合適的型號(hào),又要正確進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和正確使用。
選擇產(chǎn)品和訂貨時(shí)應(yīng)當(dāng)注意什么?
這一點(diǎn)關(guān)系到用戶的切身利益,涉及的問題也比較多,因而我們盡可能地給以祥盡﹑客觀的回答。(1) 注意選擇正確的量程 將您需要的流量換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量(質(zhì)量流量)?! 「鶕?jù)廠家提供的質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)表,將您所用氣體的質(zhì)量流量值換算成與氮?dú)猓?biāo)定氣體)等價(jià)的質(zhì)量流量值。如果您希望按您實(shí)際使用的氣體標(biāo)定,請(qǐng)向廠家說明。有關(guān)質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)的問題,以下還有進(jìn)一步解答?! 〈_定所需標(biāo)準(zhǔn)量程。廠家一般有自己的各種規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)量程,您實(shí)際使用的流量.大值應(yīng)接低于某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量程值。標(biāo)準(zhǔn)量程的選取要避免過大或過小。質(zhì)量流量的誤差指標(biāo)是按滿量程值的百分比規(guī)定的,如果實(shí)際流量較小而量程值選取過大,則測(cè)量值的相對(duì)誤差較大。(2)注意選擇正確的工作壓力指標(biāo) D07系列產(chǎn)品可以在真空或高壓條件下工作,但不同的產(chǎn)品工作壓力指標(biāo)可能不同,注意選擇適合自己的產(chǎn)品。 質(zhì)量流量控制器(MFC)除.大工作壓力之外,還有另一項(xiàng)工作壓力指標(biāo):工作壓差,即MFC進(jìn)氣端和出氣端之間的壓差,選型時(shí)要注意,使用時(shí)也要注意。(3)注意選擇合適的精度指標(biāo) 準(zhǔn)確度﹑線性﹑重復(fù)精度是比較重要的幾項(xiàng)指標(biāo),其中重復(fù)精度在很多應(yīng)用場(chǎng)合尤為重要。指標(biāo)不一定追求.高,應(yīng)考慮自己的實(shí)際需要。(4)注意選擇合適的響應(yīng)時(shí)間指標(biāo) 有的應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)MFC的響應(yīng)時(shí)間有較高的要求,用戶應(yīng)根據(jù)自己的情況加以考慮。在考慮響應(yīng)時(shí)間指標(biāo)的同時(shí),還應(yīng)注意其響應(yīng)過程及動(dòng)態(tài)特性。(5)注意對(duì)安裝位置有無要求 有的廠家的產(chǎn)品要求必須水平位置安裝。(6)注意產(chǎn)品的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 某些系統(tǒng)對(duì)流量的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性有較高的要求,在這種情況下,用戶應(yīng)當(dāng)深入了解具體產(chǎn)品的響應(yīng)特性。(7)注意零點(diǎn)的穩(wěn)定性 對(duì)于計(jì)量產(chǎn)品而言,零點(diǎn)的穩(wěn)定性是非常重要的,也是較難保證的。不同的產(chǎn)品零點(diǎn)穩(wěn)定性可能是不一樣的。(8)注意適用范圍 MFM/MFC 對(duì)使用的環(huán)境及介質(zhì)溫度﹑氣源壓力﹑介質(zhì)(特別是使用對(duì)腐蝕性氣體)情況等均有一定適用范圍,請(qǐng)注意閱讀說明書或向廠家咨詢。(9)訂貨應(yīng)注明:產(chǎn)品名稱、型號(hào)、流量規(guī)格、標(biāo)定氣體、使用氣體(特別是腐蝕性氣體)、接頭形式和數(shù)量。
買質(zhì)量流量計(jì) / 質(zhì)量流量控制器時(shí),還需要買其它配套產(chǎn)品嗎? 一般需要流量顯示儀與之配套使用。流量顯示儀為MFM/MFC提供工作電源,進(jìn)行流量顯示,對(duì)MFC進(jìn)行流量設(shè)定操作。如果將MFM/MFC直接和計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)相連,視情況也可以不配流量顯示儀。
另外根據(jù)系統(tǒng)的需要可以選購截止閥﹑過濾器﹑干燥器﹑單向閥﹑管接頭﹑減壓器﹑背壓閥等。
一定要按實(shí)際使用氣體標(biāo)定顯示嗎?
不一定。按實(shí)際實(shí)際使用氣體標(biāo)定顯示,顯示的是實(shí)際氣體的流量, 比較直觀。但在很多的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合,只需要找到一個(gè)合適的流量參數(shù)并保證測(cè)量和控制的重復(fù)性,至于該氣體的實(shí)際質(zhì)量流量是多少,用戶并不是特別關(guān)心。在這種情況下,您直接使用廠家的標(biāo)準(zhǔn)出廠產(chǎn)品(氮?dú)鈽?biāo)定顯示)也可以。當(dāng)然,如前面所提到的,您在選定流量規(guī)格時(shí),需要換算一下,以選擇合適的量程。對(duì)于某些用戶,同一個(gè)產(chǎn)品有時(shí)可能會(huì)通不同的氣體,這種情況下,直接使用氮?dú)鈽?biāo)定出廠的產(chǎn)品更方便。
可以用于多組分氣體嗎? 對(duì)于固定比例的多組分氣體是沒有問題的,但對(duì)于比例不定的多組分氣體則不一定好用。
怎樣進(jìn)行不同氣體的質(zhì)量流量換算?
產(chǎn)品出廠一般是按氮?dú)鈽?biāo)定﹑按氮?dú)饬髁看_定流量規(guī)格。用同一規(guī)格的MFM/MFC測(cè)量不同的氣體,當(dāng)流量檢測(cè)值相同時(shí),實(shí)際的流量值可能不同。我們?cè)谡f明書中給出了不同氣體相對(duì)于標(biāo)定氣體(氮?dú)猓┑馁|(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)?! ∪绻褂玫漠a(chǎn)品是標(biāo)準(zhǔn)出廠產(chǎn)品(按氮?dú)鈽?biāo)定顯示),而需要知道實(shí)際使用氣體的質(zhì)量流量時(shí),先在產(chǎn)品說明書中找到實(shí)際使用氣體的轉(zhuǎn)換系數(shù)。在測(cè)量過程中,以此系數(shù)乘以流量顯示值即是實(shí)際使用氣體的質(zhì)量流量;反之,在確定所購產(chǎn)品的量程時(shí),以實(shí)際使用氣體的.大期望流量值除以轉(zhuǎn)換系數(shù),即是相應(yīng)的氮?dú)鈽?biāo)定產(chǎn)品的流量值?! 】諝?、O2﹑H2﹑CO﹑HCL、HF等氣體,其轉(zhuǎn)換系數(shù)約為1.0 , 一般可直接用按氮?dú)鈽?biāo)定顯示的產(chǎn)品,不必?fù)Q算?! ?duì)于多組分氣體,其流量轉(zhuǎn)換系數(shù)可以用技術(shù)說明書附錄中提供的公式進(jìn)行計(jì)算。有問題請(qǐng)向廠家咨詢。
怎樣和計(jì)算機(jī)相連接? 計(jì)算機(jī)可以直接和MFM/MFC相連,也可以和流量顯示儀相連。
一般需要在計(jì)算機(jī)上配A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換板用于接收流量測(cè)量值和給出流量設(shè)定信號(hào),這種轉(zhuǎn)換板在工業(yè)控制產(chǎn)品市場(chǎng)上很容易買到;如果您沒有買流量顯示儀,則還需要配置±15V的直流電源向MFM/MFC供電;然后按照MFM/MFC或流量顯示儀的輸入輸出信號(hào)定義,使之與A/D﹑D/A轉(zhuǎn)換板正確相連。另外還需要相應(yīng)的軟件。
MFM/MFC的使用方面有什么注意事項(xiàng)?
(1)注意閱讀產(chǎn)品說明書及有關(guān)資料
(2)注意系統(tǒng)設(shè)計(jì)
用戶購買MFM/MFC后,往往要組建一個(gè)系統(tǒng)。建議在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),不要僅僅考慮功能的實(shí)現(xiàn),還要考慮系統(tǒng)的可靠性﹑安全性﹑易操作性﹑易維護(hù)性﹑易擴(kuò)充性等因素。以下給出幾點(diǎn)具體建議:
A.對(duì)于反應(yīng)系統(tǒng),建議在MFC的出氣端加裝單向閥,以防止異常情況下反應(yīng)物倒流損壞 MFC。
B.對(duì)于高壓系統(tǒng),應(yīng)在MFC的下游加裝背壓閥(或其它節(jié)流裝置)及壓力表,以便于保證MFC的工作壓差。
C.注意加裝過濾器,以凈化氣源,延長MFM/MFC的使用壽命。
D.對(duì)于硅烷這樣的遇空氣易形成結(jié)晶的氣體,應(yīng)特別注意系統(tǒng)的密閉性(檢漏時(shí)不要忽視減 壓器),必要時(shí)設(shè)計(jì)吹洗旁路,隨時(shí)進(jìn)行氮?dú)獯迪椿蛘龎罕3帧?
E.有高頻源的系統(tǒng)應(yīng)注意屏蔽并特別注意處理好接地問題,例如采用單點(diǎn)接地。
F.對(duì)于高真空系統(tǒng),注意氣路接頭盡量減少并采用VCR等接頭。
G.MFM/MFC的安裝位置應(yīng)易于裝卸﹑檢測(cè)﹑調(diào)零,并安全可靠。
H.對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng),應(yīng)注意冗余設(shè)計(jì)。
(3)注意正確使用操作
對(duì)于比較復(fù)雜的系統(tǒng)或使用特殊氣體的系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)建立自己的操作規(guī)程。
(4)注意輕拿輕放妥善保管
MFM/MFC非常精密,應(yīng)避免受到撞擊和振動(dòng)。產(chǎn)品不用時(shí)注意放在較好的環(huán)境中妥善保管。
(5)注意定期標(biāo)定
原則上應(yīng)當(dāng)定期標(biāo)定。
(6)注意使用氣體與流量計(jì)的密封材料相適應(yīng)
我廠生產(chǎn)的流量計(jì)通常采用的密封材料是氟橡膠,能適合大多數(shù)氣體的使用,包括HCL這樣的強(qiáng)腐蝕性氣體。但對(duì)于氨氣,必須使用耐氨橡膠;對(duì)于有機(jī)溶劑類氣體,如丙酮、甲苯等,必須使用硅橡膠;對(duì)于使用三氯化硼、三溴化硼等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),必須使用四氟密封或金屬密封的流量計(jì)。用戶在訂貨和使用中必須特別注意。
(7)注意保證MFC的工作壓差
即保證MFC進(jìn)氣端和出氣端的壓力差在其指標(biāo)范圍之內(nèi)。常壓系統(tǒng)好保證,一般只要使用減壓器即可;高壓系統(tǒng)中一般要通過減壓器和背壓閥的結(jié)合使用來保證。
怎樣安裝連接?
MFM/MFC和氣路的連接,一般是用金屬管連接, 用我們隨機(jī)帶的雙卡套和螺母進(jìn)行密封鎖緊,請(qǐng)看說明書。使用軟管的用戶,可以用一段金屬管過渡,或使用我們提供的專用接頭。MFM/MFC和流量顯示儀的連接,直接用我們提供的連接線連通即可。注意多通道流量顯示儀的各通道要和相應(yīng) MFM/MFC 一一對(duì)應(yīng),不要接錯(cuò)。
我們的MFM/MFC與流量顯示儀的連接線,標(biāo)準(zhǔn)出廠長度是兩米,如果長度不夠請(qǐng)注意說明。
出現(xiàn)故障時(shí)怎么辦?(1)判斷故障是否來自MFM/MFC 本身。
在一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中,如果流量測(cè)量或控制出現(xiàn)異常狀況,應(yīng)當(dāng)先仔細(xì)判斷故障出現(xiàn)在哪一部分,不要簡單地歸咎于MFM/MFC。我們發(fā)現(xiàn)過很多這樣的情況:故障的原因并不是來自于MFM/MFC自身,而是其它方面的問題使之不能正常工作,用戶在我們判斷故障時(shí),可以參閱我們?cè)诩夹g(shù)說明書中提供的有關(guān)故障判斷和處理的內(nèi)容。(2)和生產(chǎn)廠家聯(lián)系。
一般不要自行維修,除非您確實(shí)有把握。如果不是我們的產(chǎn)品,而您和該產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家不好聯(lián)系,也可以找我們幫您看看。您可以直接把產(chǎn)品寄給我們。
零點(diǎn)變化了怎么辦? 如果零點(diǎn)的變化是一個(gè)比較固定的偏差,您可以自行調(diào)整零點(diǎn)(見說明書), 視情況也可以重新標(biāo)定或不予理會(huì); 如果零點(diǎn)總是不穩(wěn)或長時(shí)間漂移, 應(yīng)當(dāng)送廠家修理。