MFC原理结构说明
质量流量计（MFC）原理
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。
mfc消息机制原理
MFC（Microsoft Foundation Classes）是一种用于开发Windows应用程序的C++类库，它建立在Win32 API之上，并提供了更高层次的抽象和封装。
在MFC中，消息机制是实现应用程序与用户交互和事件处理的基础。
MFC消息机制的原理如下：1.消息映射表：在MFC应用程序中，每个窗口类（如对话框类、视图类等）通常都有一个消息映射表（message map），用于将消息与相应的处理函数关联起来。
消息映射表是一个静态数据结构，通过DECLARE_MESSAGE_MAP宏进行声明，并在类的实现文件中使用BEGIN_MESSAGE_MAP和END_MESSAGE_MAP宏定义映射表的内容。
2.消息处理函数：每个消息映射表项将消息的ID（或者命令ID）与相应的消息处理函数绑定在一起。
消息处理函数是成员函数，由开发人员根据需要自行定义。
当相应的消息被触发时，系统会自动调用与该消息对应的处理函数。
3.消息循环：MFC应用程序在运行时通过消息循环（message loop）不断接收和分发消息。
消息循环负责从操作系统获取消息，并将消息派发给目标窗口的消息处理函数进行处理。
消息循环可以使用Run函数或AfxGetApp()->Run函数启动。
4.分发消息：当系统从消息队列中获取到一个消息后，会根据消息的目标窗口通过HWND来查找对应的CWnd对象，并调用该窗口的响应函数（如PreTranslateMessage、OnCmdMsg等）进行消息处理。
如果消息在目标窗口的消息映射表中找到了对应的处理函数，则将该消息转发给对应的处理函数进行处理。
5.消息处理：消息处理函数执行相应的逻辑，可以进行界面更新、控件操作、数据处理等操作。
处理函数的返回值通常是布尔型，表示是否终止消息的传递。
通过这种消息机制，MFC应用程序可以实现用户交互和事件处理的功能，使开发人员可以方便地处理窗口消息，响应用户操作，以及完成界面和数据之间的交互。
MFC原理结构说明
MFC原理结构说明MFC（Microbial Fuel Cell）是一种新型的生物能源转化技术，利用微生物进行有机废物的降解，并将降解产生的电子转化为电能。
MFC具有很高的环境友好性和可持续性，广泛应用于废水处理、生物电化学传感器、微电子器件等领域。
本文将从MFC的原理结构、工作机制、优缺点和应用前景等方面进行详细说明。
MFC的原理结构主要包括阳极、阴极、电解质和中间介质。
阳极是微生物的生长基底，通常采用碳材料（如石墨）或金属材料（如不锈钢）制成，以提供电子传导通路和充分接触微生物。
阴极通常采用氧化还原催化剂（如铂、碳纳米管）制成，用于接受来自阳极的电子并与氧气发生还原反应。
电解质用于阻止阳极和阴极之间的直接电子传导，同时提供离子传输通道。
中间介质则用于传递微生物产生的电子至阳极。
MFC的工作机制主要包括微生物降解有机废物产生电子、电子通过阳极传递至阴极、阴极上发生氧还原反应产生电力。
首先，微生物在阳极上将有机废物氧化为二氧化碳和水，并释放出电子。
这些电子通过阳极的导电介质传递至阴极，同时，阳极上形成的阳极泥为微生物提供了良好的生长环境。
在阴极上，氧气与电子发生还原反应，产生水和释放出电能。
整个过程中，电子的流动产生了电势差，从而产生了电能。
MFC的优点包括具有很高的环境友好性和可持续性、适用于多种有机废物的降解、可同时实现废水处理和能源生产、对温度和pH值的适应性强。
同时，MFC还具有一些缺点，如发电效率低、运行成本高、电极寿命短、对氧气和有机废物浓度敏感等。
MFC的应用前景十分广阔，主要体现在以下几个方面。
首先，在废水处理方面，MFC可以将有机废物在不耗能的情况下进行降解，减少污染物对环境的影响。
其次，在生物电化学传感器方面，MFC可以利用微生物对底物的敏感性实现底物的检测和监测。
最后，在微电子器件领域，MFC可以作为微型发电机提供电力，驱动微电子器件的运行。
总之，MFC作为一种新型的生物能源转化技术，具有很高的环境友好性和可持续性，已经成为研究热点。
MFC组成
一、MFC组成质量流量控制器（Mass Flow Controller）是一种流量计与控制阀组的精密机电组合，与一般流量计最大的差别在于它是利用热感温差、非接触的方式测量气体的质量流速，不同于一般测量体积流速的方法，所以能够避免环境压力与气体体积的影响，非常适合用在动态的气体流量控制上。
MFC结构如下图所示：图2-1 MFC组成原理MFC由本体、等流器（Bypass）、传感器（Sensor）、控制电路板（Electronics）以及控制阀（Control Valve）等组成。
当气体进入MFC后，由传感器测出实际的流量，再与先前输入的设定值（Setpoint）比较，假若低于设定值，MFC内部的控制阀将适当的开启以增加流量；反之，控制阀则略为关闭减少流量。
这样，MFC 便可以自动调节制程所需气体流量。
1．本体由于制程中有许多工艺气体都具有腐蚀性，因此MFC中凡是与气体接触的部位都以抗腐蚀性强的SS316L，Hasteloy C-22等为材质，作为MFC的本体。
由于半导体工艺对反应气体的纯度，洁净度都有很高的要求，因此Semi对MFC内表面的光洁度有很高的要求（小于10uin Ra）。
所以一般的MFC内表面都作电解抛光等处理。
2．等流器分流器位于本体主要流道内，当气体进入MFC内，大约90％以上的气体将流经等流器后汇集进入控制阀入口，而其余小部分气体则将进入流量计的感测器管路内。
等流器的设计要满足三个要求：一是，必须使感测管路的进出口所产生的压力差、与气体的流量成正比，二是为了确保在不同温度、不同压力、流量以及不同气体使用下，必须能使感测管路内的气体流量与总流量的比值呈稳定状态；三是进入MFC的气体由0到全流量都要保持在层流状态。
3．传感器由于MFC本身的准确度要求很高，所以传感器元件的准确性相对非常重要，传感器感测原理后面详细介绍。
4．控制电路板由于MFC是根据感测管内流动气体的热移量，侦检流量质量，然后传回信号，以精密控制气体流量。
MFC原理结构说明
MFC原理结构说明MFC（Microsoft Foundation Classes）是一种在Windows平台上开发图形用户界面（GUI）的框架。
MFC提供了一组类、函数和宏，用于简化Windows应用程序开发过程。
本文将对MFC的原理和结构进行详细说明。
一、MFC的原理1. 类与对象：MFC使用面向对象的编程模型，所有的窗口、控件、消息处理程序等都是通过类来定义和创建的。
每个MFC应用程序都包含一个CWinApp类的对象，这个对象是整个应用程序的入口点。
2. 消息映射机制：在MFC中，消息是Windows事件的一种表示。
MFC使用消息映射机制来处理这些消息。
消息映射机制是程序员在类中定义的一种技术，它将特定消息与对应的消息处理函数关联起来。
当收到消息时，MFC会自动调用相应的消息处理函数进行处理。
3. 消息与事件：在MFC中，消息是Windows事件的抽象表示，而事件是用户界面中的交互行为。
MFC提供了一系列预定义的消息类型，如鼠标点击、按键、窗口关闭等，程序员只需要在类中覆盖对应的消息处理函数，就可以处理这些消息。
4. 窗口类和控件类：在MFC中，窗口类和控件类是界面元素的基础。
MFC提供了一组窗口类（如CWnd、CFrameWnd）和控件类（如CButton、CEdit），程序员可以通过继承这些类来创建自定义的窗口和控件。
5. 文档视图模型：MFC中引入了文档视图模型（Document-View Model）的概念，用于实现应用程序的数据和界面的分离。
文档类（CDocument）管理应用程序的数据，视图类（CView）用于显示数据，而框架窗口类（CFrameWnd）则用于协调文档和视图之间的交互。
二、MFC的结构1. 应用程序类（CWinApp）：应用程序类是MFC应用程序的入口点，它派生自CWinApp类。
应用程序类负责初始化应用程序的环境，包括注册窗口类、创建主窗口、加载并运行消息循环等。
MFC原理结构说明
MFC原理结构说明MFC（Microsoft Foundation Class）是 Microsoft（微软）为Windows 系统提供的一套程序库，用于开发基于 Windows 操作系统的图形用户界面（GUI）应用程序。
本文将从原理和结构两个方面对 MFC 进行详细说明，以帮助读者更好地理解和应用 MFC 框架。
##一、MFC原理MFC 基于面向对象的思想，将应用程序开发过程中常用的功能封装成类，开发人员可以通过继承这些类并重写相应的函数来实现自定义的功能。
MFC 的核心是由一组 C++ 类组成的库，这些类封装了 Windows API 的复杂性，并提供了大量的应用程序开发工具和框架，简化了 Windows 应用程序的开发过程。
MFC 架构的核心是 CWinApp 类，它是整个应用程序的主类。
CWinApp 类集成了应用程序的生命周期管理、消息处理机制等功能，是 MFC 框架的入口点。
当应用程序启动时，会初始化 CWinApp 类的实例，然后调用它的 InitInstance 函数进行初始化操作，接着进入应用程序的消息循环过程。
消息循环过程中，CWinApp 类会接收并处理系统发送的各种消息，并根据消息的类型调用相应的函数进行处理。
在应用程序退出时，CWinApp 类会调用 ExitInstance 函数进行资源清理操作。
除了 CWinApp 类，MFC 还提供了一系列的窗口类（如 CFrameWnd、CDialog、CWnd等）用于创建和管理窗口。
这些类封装了窗口的创建、显示、响应用户输入等功能，开发人员只需通过继承这些类并重写相应的函数，就可以快速创建和管理窗口。
MFC 还提供了一些扩展类库，如 Doc/View 架构、多文件支持、打印和预览等功能。
Doc/View 架构是 MFC 应用程序中常用的一种架构，它将应用程序的逻辑数据（文档）和用户界面（视图）分离开来，开发人员可以将不同的文档类型和视图类型相互组合，实现复杂的应用程序。
MFC组成
一、MFC组成质量流量控制器（Mass Flow Controller）是一种流量计与控制阀组的精密机电组合，与一般流量计最大的差别在于它是利用热感温差、非接触的方式测量气体的质量流速，不同于一般测量体积流速的方法，所以能够避免环境压力与气体体积的影响，非常适合用在动态的气体流量控制上。
MFC结构如下图所示：图2-1 MFC组成原理MFC由本体、等流器（Bypass）、传感器（Sensor）、控制电路板（Electronics）以及控制阀（Control Valve）等组成。
当气体进入MFC后，由传感器测出实际的流量，再与先前输入的设定值（Setpoint）比较，假若低于设定值，MFC内部的控制阀将适当的开启以增加流量；反之，控制阀则略为关闭减少流量。
这样，MFC 便可以自动调节制程所需气体流量。
1．本体由于制程中有许多工艺气体都具有腐蚀性，因此MFC中凡是与气体接触的部位都以抗腐蚀性强的SS316L，Hasteloy C-22等为材质，作为MFC的本体。
由于半导体工艺对反应气体的纯度，洁净度都有很高的要求，因此Semi对MFC内表面的光洁度有很高的要求（小于10uin Ra）。
所以一般的MFC内表面都作电解抛光等处理。
2．等流器分流器位于本体主要流道内，当气体进入MFC内，大约90％以上的气体将流经等流器后汇集进入控制阀入口，而其余小部分气体则将进入流量计的感测器管路内。
等流器的设计要满足三个要求：一是，必须使感测管路的进出口所产生的压力差、与气体的流量成正比，二是为了确保在不同温度、不同压力、流量以及不同气体使用下，必须能使感测管路内的气体流量与总流量的比值呈稳定状态；三是进入MFC的气体由0到全流量都要保持在层流状态。
3．传感器由于MFC本身的准确度要求很高，所以传感器元件的准确性相对非常重要，传感器感测原理后面详细介绍。
4．控制电路板由于MFC是根据感测管内流动气体的热移量，侦检流量质量，然后传回信号，以精密控制气体流量。
微生物燃料电池MFC
6应用
(1)在废水处理
(2)新能源开发领域具有 广阔的应用前景
7优势
首先，它将底物直接转化为电能，具有高的能 量转化效率； 其次，MFC反应的常温性 第三，MFC环保性，不需要进行废气处理， 废气的主要组分是二氧化碳； 第四，MFC不需要输入较大能量，如单室微生 物燃料电池仅需通风就行 第五，在缺乏电力基础设施的局部地区，微生 物燃料电池具有广泛应用的潜力，同时也扩大 了用来满足我们对能源需求的燃料的多样性。
4条件
(1)离子浓度
加入适当的NaCl、Na2HPO4、 NaH2PO4等盐溶液，增加产电性
(2)电子介体和电子受体
电子介体： ①微生物：普通变形菌、枯草芽孢杆菌
和大肠埃希氏杆菌等,但是传递效率低
②化学介体 电子受体：氧气或高价金属化合物 如Fe3+和MnO2
5分类
(1)根据电池中是否需要添加 电子传递介体可分为有介体和 无介体MFC。
微生物 燃料电池 MFC
(Microbial fuel cell)
1定义：
是一种利用微生物将有机物中 单室的MFC 的化学能直接转化成电能的装 置。
微生物燃料电池 （Microbial Fuel Cell，MFC）
双室的MFC
2原理：
阴极得到电子被还原与质子结合成水。 在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作 用下分解并释放出电子和质子，电子依 靠合适的电子传递介体在生物组分和阳 极之间进行有效传递，并通过外电路传 递到阴极形成电流，而质子通过质子交 换膜传递到阴极，氧化剂(一般为氧气在) 在阴极得到电子被还原与质子结合成水。
谢谢
1)向MFC中添加的介体主要 有两种：
①第一类是人工合成的介体(间接 吩嗪 MFC)主要是一些染料类的物质，
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MFC 原理結構說明捷胤工業有限公司總合研究所(JISC)捷胤工業有限公司NEW JEIN Corp .J E I N .C O .L T
D
MFC 簡介
•質流控制器（Mass Flow Controller ）簡稱MFC 。
簡易的詮釋MFC 是一種流量與控制閥組的精密組機電組合，其測量方式與一般流量計最大的差別，是在於它是利用熱感溫差非接觸方式測量氣體是在於它是利用熱感溫差、非接觸方式測量氣體之質量流速。
•MFC 應用於I C 工業、真空工業、食品工業、化學工業以及醫療儀器等行業，需要求高精確度、高穩定度及高品質等氣體流量控制，如：蝕刻、物理化學氣相沉積高穩定度來達成其應用物理、化學氣相沉積、高穩定度來達成，其應用之層面乃遍佈高科技產業。
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D
MFC 主要結構Connector Zero switch PCB Control valve Mass flow sensor Control valve Intel Outlet
Bypass Block 捷胤工業有限公司NEW JEIN Corp .J E I N .C O
.L T D
MFC 本體(Block)•製程氣體中許多是有腐蝕性或容易液化的氣體，其與氣體接觸的部份均是化的氣體其與氣體接觸的部份均是以抗腐蝕性強的SUS ‐316L 做為材質，整顆鑄造而成。
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MFC ‐分流器(Bypass)•分流器位於本體主要流道中間，當氣體進入MFC 內，大約有96%以上氣體流經分流器後匯集到控制閥入口，而其餘小部分則流入流量計的感測器管路內。
Disk bypass Linear flow bypass Mesh bypass Disk bypass Linear flow bypass Mesh bypass
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MFC ‐感測器(Sensor)•MFC 準確度要求頗高，所以感測器元件的準確性非常重要，的心臟可說是MFC 的心臟。
Voltage output p Ru Rd
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MFC ‐感測器(Sensor)‐惠斯登電橋I 1V 1=V 3R 1=R1R2V 1V R 1+R 2V 1R 3A B R3R4G V 3R 3+R 4V 3=V R 1R 3+R 1R 4=R 1R 3+R 2R 3I2R 1R 4=R 2R 3V R 1/R 2=R 3/R 4捷胤工業有限公司NEW JEIN Corp .J E I N .C O .L T D
MFC ‐感測器(Sensor)‐Zero switch R1R2Rp R3R4
(R1+Rp)/R2=R3/R4捷胤工業有限公司NEW JEIN Corp .J E I N .C O .L T D
利用熱脹冷縮原理驅動，反應速度慢，但穩定。
R ti Response time =6~10 sec 捷胤工業有限公司NEW JEIN Corp ..C O .L T D
利用電磁線圈驅動valve 控制流量, 反應速度快，但耐壓程度較差。
Response time =1~3sec 捷胤工業有限公司NEW JEIN Corp ..C O .L T D
JEI
N.
MFC ‐ 控制閥組 (Control valve)
CO .
Piezo Valve
利用金屬薄膜擴張效應來做為控制 Response time < = 1 sec
LT D
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JEI
Temp. Sensor Gas
Signal amplification circuit
N.
Sensor Ci it Circuit
MFC ‐ 閉迴路控制電路板 (PCB)
Digital controller t ll
CO .
Flow command input
Rs-232 CPU D/A
Piezo actuator Valve
A/D
Sensor Circuit Sensor
Gas
Sensor
Bypass
Gas
LT D
Valve Driver Piezo Gas
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JEI
加熱
氣體因加熱位置與地心引力的相對應關係而產生熱對流現象
Gas flow
N.
Lower density high density
MFC ‐ 熱虹吸效應 (Thermal siphoning)
Gas flow
CO .
上表面加熱使氣體呈現下重上輕現象
因地心引力影響下,熱空氣往上跑,造成自由 對流,產生零點飄移,稱為熱虹吸效應
LT D
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JEI
為防止安裝時(水平/垂直)所造成之熱虹吸 效應之對應解決方式-
N.
MFC‐熱虹吸效應(Thermal siphoning)
CO .
LT D
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JEI
製 程 氣 體 入 口
N.
MFC ‐ 配置
控制製程氣體流量的基本配置。
CO .
F MFC
N2 Inlet
LT D
至 氣 體 使 用 點
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JEI
Gas connection : 為有效預防Gas leakage一般使用以下之 連接方式
N.
MFC ‐ 連接頭 (Connection)
CO .
Swegelok fittings適 用於惰性氣體
LT D
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JEI
N.
MFC ‐ 連接頭 (Connection)
CO .
VCR fittings g 適用於腐蝕性氣体
VCO fittings 適用於惰性氣體
LT D
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JEI
定義： 氣體相較於氮氣帶走熱量能力的比值。
校正 MFC 之氣體一般使用 N2, 但不同之氣體其 濃度及其他特性並不相同,所以會有等比例的轉 換因素。
N.
MFC ‐ 氣体 CF 值 (Conversion factor)
Cl2 的 CF 值為 0.86，則 Cl2 100 sccm 之 MFC，用 N2 去校正需調整至 100/0.86=116.28 sccm。
(N2 CF=1)
CO .
LT D
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JEI
N2
N.
讀值
MFC ‐ 校正 (Calibration)
比較讀值 讀值 調整0%,50%,100%之流量
STD MFM
200 sccm
199 8 sccm 199.8
CO .
100%
TEST MFC
LT D
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Model Number
N.
MFC – 編號說明
FC‐980 C ‐ 4V – N2 200SCCM
N/O、N/C Gas
Fitting ‐ 4V=1/4” / ” VCR 4S=1/4” / ” SWAGELOG 6V=3/8” VCR 6S=3/8” SWAGELOG 2V=1/8” / VCR
CO .
Fitting
LT D
Full Scale Range
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Thank Yo !!Thank You !!捷胤工業有限公司
CO LTD NEW JEIN INDUSTRIAL CO., LTD.台南市興南街295號TEL:(886)6‐2962008 FAX (886)6FAX:(886)6‐2625200E ‐mail : nixon_shen@ 捷胤工業有限公司NEW JEIN Corp .J E I N .C O .L T D。