气体质量流量控制器是一种用于精确测量和控制气体质量流量的高精度自动化仪表,广泛应用于半导体制造、化工、生物医药、燃料电池、实验室分析及真空镀膜等对气体流量稳定性与准确性要求高的领域。
与体积流量计不同,MFC直接以标准状态下的质量单位(如sccm或slm)进行计量,不受温度、压力波动影响,确保流量控制的可靠性。其核心结构通常包括流量传感器、控制阀和反馈控制电路三部分。工作时,传感器实时检测实际气体流量,并将信号传送给控制单元;控制单元将其与设定值比较后,通过调节比例电磁阀开度,使输出流量快速、稳定地达到目标值,实现闭环控制。
1、质量流量测量
原理:基于热式或压差式传感器,直接测量单位时间内通过管道的气体质量(单位:sccm、slm等),而非体积流量(受温度、压力影响)。
优势:
不受环境变化影响:即使温度或压力波动,质量流量仍保持稳定(如霉菌培养箱中CO₂浓度控制需精确到0.1%)。
高精度:典型精度为±1%满量程(FS),部分型号可达±0.5%FS。
2、闭环控制
反馈调节:通过比较设定流量与实际流量,自动调整阀门开度(如比例电磁阀或压电阀),实现流量恒定。
响应速度:毫秒级响应(如<100ms),快速适应流量突变(如突然开启/关闭气源)。
3、多气体兼容性
支持多种气体:通过校准可适用于N₂、O₂、CO₂、Ar、He等常见气体,部分型号支持混合气体(如霉菌培养箱中5%CO₂+95%空气)。
全量程覆盖:单台设备可覆盖多个量程(如0-100 sccm至0-100 slm),减少设备更换需求。
