一、质量流量控制器（MFC）核心概述

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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复制

graph LR

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。