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一、质量流量控制器(MFC)核心概述

更新时间:2025-03-26点击次数:353

一、质量流量控制器(MFC)核心概述

定义与优势

功能:直接控制气体质量流量(单位:sccm/slm),区别于受温压影响的体积流量计(mL/min)。

关键优势:

高精度(±0.5%~±1%满量程)、稳定性强(低漂移);

适用于变温/变压环境及多气体混合场景;

微量控制能力(低至μL/min级)。

核心功能

流量控制:闭环调节阀实现设定值与实际流量匹配。

监测与通信:实时显示流量数据,支持模拟信号(4-20mA/0-5V)或数字接口(RS485/EtherCAT)。

气体混合:多通道MFC精确配比(如半导体工艺气体)。

单位与标定

标准状态:0℃、101.325kPa下体积流量(sccm/slm)等效于质量流量。

转换公式:质量流量(g/min)= 标准密度(g/L) × slm值。

二、MFC工作原理与技术分类

类型原理特点适用场景

热式MFC基于热传导(加热元件+热敏电阻),流量↑→热损失↑→温降↑→电信号调整。响应快(毫秒级)、小流量优势半导体、生物医药

压差式MFC测量体积流量,通过克拉伯龙方程换算为标准状态流量,需温压补偿。大流量范围、耐高压化工、能源

科氏力MFC利用科里奥利效应直接测质量流量,无温压依赖。超高精度(±0.1%)、可测液体/气体食品、制药

三、MFC关键结构与工作流程

核心组件

传感器单元:热丝/热膜(热式)、压差传感器(压差式)。

控制模块:PID算法、阀驱动电路(压电阀/比例电磁阀)。

机械部件:密封材料(Viton/EPDM)、流量阀体(不锈钢/铝合金)。

工作流程

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A[设定目标流量] --> B[传感器检测流量]

B --> C[控制电路计算偏差]

C --> D[调节阀开度]

D --> E[闭环反馈至目标值]


四 、选型关键参数

流量范围:如0-500 sccm(需覆盖工艺需求)。

精度等级:±1% FS(满量程)或更高。

响应时间:通常<1秒(热式更优)。

兼容气体:腐蚀性气体(如Cl₂)需特殊材质(哈氏合金)。

通信协议:支持Modbus、PROFIBUS等工业标准。五

五、典型应用场景

半导体:刻蚀/沉积工艺气体控制(如SiH₄/CF₄)。

生物反应器:O₂/CO₂混合比例控制(±2%误差)。

光伏:MOCVD中前驱体流量管理。

六、技术趋势

智能化:AI算法优化动态响应(如神经网络PID)。

集成化:多通道MFC模块减少管路复杂度。

国产化加速:突破0.1%精度瓶颈,替代进口型号。


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