气体质量流量计MFM和气体质量流量控制器MFC小知识
质量流量控制器原理及选型教程 (1)
1. 什么是质量流量计？什么是质量流量控制器？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。
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。
2. 质量流量控制器的原理是什么？质量流量控制器由流量传感器、分流器通道、流量调节阀门和放大控制器等部分组成。
质量流量控制器的剖面结构图见图1。
气体流量传感器采用毛细管传热温差量热法原理测量气体的质量流量(无需温度压力补偿)。
将传感器加热电桥测得的流量信号送入放大器放大, 放大后的流量检测电压与设定电压进行比较, 再将差值信号放大后去控制调节阀门，闭环控制流过通道的流量使之与设定的流量相等。
分流器决定主通道的流量。
与质量流量控制器配套的流量显示仪上设置有稳压电源,数字电压表, 设定电位器, 外设、内设转换和三位阀控开关等。
气体质量流量控制器与流量显示仪连接后的工作原理如图2所示。
流量显示仪质量流量计分流器通道传感器入口I 调节阀驱动阀控-15V +15V 0V ~220V 电源流量显示100.0(0 ~ +5.00V)setout 放大器比较器COM 设定+5.00V内(0 ~ +5.00V)外+15V出口-15V清洗关闭0 电 平流量检测设 定质量流量 控制器图1. 质量流量控制器结构图 图2. 质量流量控制器原理图3. 怎么理解质量流量计/质量流量控制器的流量单位？气体质量流量单位一般以sccm （Standard Cubic Centimeter per Minute,每分钟标准毫升）和slm （Standard Liter per Minute,每分钟标准升）来表示。
0131.气体质量流量控制器(MFC)与气体质量流量计(MFM)
气体质量流量控制器（MFC）与气体质量流量计（MFM）MFC是带有控制气体质量流量的装置，而MFM是不具有控制气体质量流量功能的装置。
MFC为Mass Flow Controller的缩写，即质量流量控制。
流体在旋转的管内流动时会对管壁产生一个力，它是科里奥利在1832年研究水轮机时发现的，简称科氏力。
质量流量计以科氏力为基础，在传感器内部有两根平行的T型振管，中部装有驱动线圈，两端装有拾振线圈，变送器提供的激励电压加到驱动线圈上时，振动管作往复周期振动，工业过程的流体介质流经传感器的振动管，就会在振管上产生科氏力效应，使两根振管扭转振动，安装在振管两端的拾振线圈将产生相位不同的两组信号，这两个信号差与流经传感器的流体质量流量成比例关系。
计算机解算出流经振管的质量流量。
不同的介质流经传感器时，振管的主振频率不同，据此解算出介质密度。
安装在传感器器振管上的铂电阻可间接测量介质的温度。
质量流量计直接测量通过流量计的介质的质量流量,还可测量介质的密度及间接测量介质的温度。
由于变送器是以单片机为核心的智能仪表，因此可根据上述三个基本量而导出十几种参数供用户使用。
质量流量计组态灵活，功能强大,性能价格比高，是新一代流量仪表。
测量管道内质量流量的流量测量仪表。
在被测流体处于压力、温度等参数变化很大的条件下，若仅测量体积流量，则会因为流体密度的变化带来很大的测量误差。
在容积式和差压式流量计中，被测流体的密度可能变化30％，这会使流量产生30～40％的误差。
随着自动化水平的提高，许多生产过程都对流量测量提出了新的要求。
化学反应过程是受原料的质量(而不是体积)控制的。
蒸气、空气流的加热、冷却效应也是与质量流量成比例的。
产品质量的严格控制、精确的成本核算、飞机和导弹的燃料量控制，也都需要精确的质量流量测量。
因此质量流量计是一种重要的流量测量仪表。
质量流量计可分为两类：一类是直接式，即直接输出质量流量；另一类为间接式或推导式，如应用超声流量计和密度计组合，对它们的输出再进行乘法运算以得出质量流量。
质量流量计介绍MFC Principle
A basic course
By Phil Tan IPQE AESZ
What’s MFC? MFC是什么？ 是什么？ 是什么
Mass Flow Controllers (MFCs) are used wherever accurate measurement and control of a mass flow of gas is required independent of flow pressure change and temperature change in a given range. 质量流量控制器可以在指定范围内准确的 测量和控制气体的质量流量，其性能不受气体 压力和温度变化的影响。
Control Principles 控制原理
The PCB compares the signal to the desire set point, the difference is used to drive the control valve, which will proportional open or close until the signal is equal to the set point. PCB板将会比较传感器的测量信号和用户 输入的设定信号，其差值将产生信号驱动比例 控制阀，直到传感器信号和设定信号相等为止。
Sensor Structure 传感器的构造
Resistance 电阻丝 Capillary Tube 毛细管
The resistance of upstream and downstream must be equal and well-proportioned. It’s critical to the sensor performance. 上游和下游两段电阻的阻值必须尽量相等并且呈现均 匀的分布，这是传感器性能的关键所在。
使用MFC对气体进行微流控制
使用MFC对气体进行微流控制
对于气体质量流量控制器MFC来说，在有些场景，例如半导体相关行业，分析仪器行业，科研实验场景等，需要对气体进行微流控制，使其流量很小，需要小于1SCCM，同时这种微流控制也需要较高的响应时间，因为流量很小，瞬间就会在气路中通过所需的流量，所以如果MFC的响应时间太慢的话，流量控制就很困难。
我司的高精度气体质量流量控制器MFC，最小量程可以做到2SCCM （满量程流量），可以控制到0.01SCCM，响应时间＜200ms，很适合微流控制。
对于这种微流控制，即使是用模拟信号操控，也需要选用数字款流量控制器（既带有数字信号，也带有模拟信号），其内部的处理方式是数字化芯片控制，而模拟款（只带有模拟信号）则只靠电路的线性控制，数字款MFC 控制的更稳定、更精确，尤其是对微小流量气体的流量控制，会体现的更明显。
以下是某客户定制的满量程为5ml/min的流量控制器，演示视频，客户要求流量微小流量控制到0.25ml/min。
气体质量流量控制器 MFC 流量传感器说明书
气体质量流量控制器 MFC 流量传感器产品名称气体质量流量控制器 MFC 流量传感器公司名称北京堀场汇博隆精密仪器有限公司价格8000.00/个规格参数建议零售价:¥8000.00加工定制:否品牌:HORIBAMETRON/堀场汇博隆公司地址北京市朝阳区北苑路40号23号、25号联系电话010-******** 130********产品详情提示：以下模板中任意文字及图片均可执行修改、复制、删除的操作，添加更多的图片和文字描述有助于增加产品对买家的吸引力。
产品介绍产品信息重量： 2.8kg毛重： 2.8kg 产地： 北京堀场汇博隆精密仪器有限公司流量规格流量规格： （100,150,200)l/min 调节阀类型：电磁调节阀 调节阀静止状态： 常闭 准确度： ± 1.0%f.s. 线性： ±0.5%f.s.重复性精度： ±0.2%f.s.响应时间：2s（t98）产品性能简介企业介绍北京堀场汇博隆精密仪器有限公司是一支由中方经营管理，中日双方共同协作的国际化团队，是由全球顶级热式质量流量控制器（mfc）制造商——horiba stec与中国知名热式质量流量控制器(mfc)制造商——北京汇博隆仪器有限公司共同出资成立，是以研发、生产、销售热式质量流量控制器为主业的高新技术企业。
公司经营层和整个国际化团队坚持"群策群力，持续发展，立足国内，走向世界"的企业总体发展方向。
力循"中外结合，品质为本"的经营理念，努力在人才、技术、生产、工艺、质量、市场、服务等各个方面引入和完善现代企业经营管理机制，以适应全球经济一体化的市场竞争，为加速我国相关产业的不断发展贡献一份力量。
企业证书购买须知1、货源说明厂家一手货源，公司生产周期短、产品品质有保证2、关于尺码与使用手册里尺寸一致，以收到实物为准3、关于颜色本店产品均为实物拍摄， 与实物平铺图最为接近，收到实物与图片颜色不一致的，可能与电脑显示器的色彩对比度和色温等因素有关4、关于客服如您的提问未能及时回复，可能是因为咨询量过大或系统故障5、关于售后6、关于发货合作快递 中通、德邦本产品的建议零售价是¥8000.00，加工定制是否，品牌是HORIBAMETRON/堀场汇博隆，型号是S4828，类型是质量流量计，测量范围是12（m3/h），精度等级是1.0%，适用介质是气体，工作压力是3（MPa ），工作温度是5~45（℃），产品属性是仪器仪表。
质量流量计(MFC)原理
质量流量计（MFC）原理及如何来选择使用首先什么是质量流量计（MFC）?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。
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。
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以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，我们的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，我们的产品最小流量范围可达0～5 sccm，最大流量范围可达0～200 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。
MF MFI系列气体质量流量计操作详图
瞬量单位kg/h
FUN
总量单位Nm3
UP
总量单位SL
UP 总量单位SCF
UP
总量单位kg
SHIFT
UP
保存设置
SET-Save
FUN
SHIFT
Save-n
UP
Save-y
不保存 FUN 并退出设置
保存 FUN 并退出设置
MF/MFI系列气体质量流量计后按键操作
正常显示
FUN
输入密码4， 默认值为3333
FUN
注：通过 SHIFT + UP 输入密码
否 密码正确？
FUN DOWN UP SHIFT
是
量程设置
SET-d1
FUN
SHIFT
FUN
当前量程 001000Nm3
UP
SHIFT + DOWN
修改量程 002000Nm3
FUN
管径设置
SET-d2
FUN
SHIFT
FUN
当前管径 0100
UP
SHIFT + DOWN
SHIFT
协 议A :工 厂 模 式
协 议B:M o db us
FUN
F6-- 000
UP
F6-- 067
FUN
FUN
FUN
响应时间1s
响应时间2s
FUN
UP
UP
FUN
响应时间3s
FUN
响应时间4s
UP UP
FUN
FUN
FUN
FUN
单位设置 SET-F8
瞬量单位Nm3/h
瞬量单位SLPM
瞬量单位SCFM
FUN
FUN
什么是质量流量计,质量流量控制器
什么是质量流量计，质量流量控制器？1什么是质量流量计：质量流量计，英文Mass Flow Meter（简称MFM），用来快速、精确测量过程气体流量大小的精密传感器。
这里讲的质量流量计主要应用于低压、小流量的单一或混合气体，低压一般在1Mpa以下，最大可达3Mpa；流量范围一般为：0.1sccm-5000slpm；单一气体如常见的空气、氦气、氩气等，要求相对干燥、纯净；混合气体则需明确气体种类和比例。
2质量流量计可获得哪些参数：易度质量流流量计可精确获得气体的实时温度、压力、工况流量、标况流量和累计流量五大参数。
3质量流量计的单位：一般为：SLPM（标况下升/分钟）和SCCM(标况下毫升/分钟），均为标况下的体积流量单位，易度标况定义为101.325KPa和25℃。
4质量流量计的构成：易度层流质量流量计主要由层流元件、压差传感器、压力传感器、温度传感器、电路设计、软件算法六部分组成。
5层流压差式质量流量计的工作原理：层流压差原理，基于哈根泊肃叶定律设计的在温度、管径等参数一定的情况下，气体是层流状态时，通过获取层流元件两端的压差信号，计算出体积流量，然后通过温度、压力等参数的修正，获得标准体积流量。
易度质量流量计结构示意图：6质量流量计的通讯：易度质量流量计可通过RS485、profibus等数字信号，0-5V、4-20mA模拟信号或触摸式显示屏面板来进行介质切换、标况定义更改、参数显示等操作。
1什么是质量流量控制器：质量流量控制器，英文Mass Flow Controller（简称MFC），用来快速、精确、稳定控制过程气体的流量大小，是高端自动化设备中的气路控制核心部件。
质量流量控制器主要应用于控制低压、小流量的单一或混合气体，低压一般在1Mpa以下，最大可达3Mpa；流量范围一般为：0.1sccm-5000slpm；单一气体如常见的空气、氦气、氩气等，要求相对干燥、纯净；混合气体则需明确气体种类和比例。
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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
地与计算机信号线连结即可。
当然,另外还需要配相应的软件。