一、質(zhì)量流量控制器（MFC）核心概述

定義與優(yōu)勢

功能：直接控制氣體質(zhì)量流量（單位：sccm/slm），區(qū)別于受溫壓影響的體積流量計（mL/min）。

關(guān)鍵優(yōu)勢：

高精度（±0.5%~±1%滿量程）、穩(wěn)定性強(qiáng)（低漂移）；

適用于變溫/變壓環(huán)境及多氣體混合場景；

微量控制能力（低至μL/min級）。

核心功能

流量控制：閉環(huán)調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)設(shè)定值與實際流量匹配。

監(jiān)測與通信：實時顯示流量數(shù)據(jù)，支持模擬信號（4-20mA/0-5V）或數(shù)字接口（RS485/EtherCAT）。

氣體混合：多通道MFC精確配比（如半導(dǎo)體工藝氣體）。

單位與標(biāo)定

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：0℃、101.325kPa下體積流量（sccm/slm）等效于質(zhì)量流量。

轉(zhuǎn)換公式：質(zhì)量流量（g/min）= 標(biāo)準(zhǔn)密度（g/L） × slm值。

二、MFC工作原理與技術(shù)分類

類型原理特點適用場景

熱式MFC基于熱傳導(dǎo)（加熱元件+熱敏電阻），流量↑→熱損失↑→溫降↑→電信號調(diào)整。響應(yīng)快（毫秒級）、小流量優(yōu)勢半導(dǎo)體、生物醫(yī)藥

壓差式MFC測量體積流量，通過克拉伯龍方程換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)流量，需溫壓補(bǔ)償。大流量范圍、耐高壓化工、能源

科氏力MFC利用科里奧利效應(yīng)直接測質(zhì)量流量，無溫壓依賴。超高精度（±0.1%）、可測液體/氣體食品、制藥

三、MFC關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與工作流程

核心組件

傳感器單元：熱絲/熱膜（熱式）、壓差傳感器（壓差式）。

控制模塊：PID算法、閥驅(qū)動電路（壓電閥/比例電磁閥）。

機(jī)械部件：密封材料（Viton/EPDM）、流量閥體（不銹鋼/鋁合金）。

工作流程

mermaid

復(fù)制

graph LR

A[設(shè)定目標(biāo)流量] --> B[傳感器檢測流量]

B --> C[控制電路計算偏差]

C --> D[調(diào)節(jié)閥開度]

D --> E[閉環(huán)反饋至目標(biāo)值]

四 、選型關(guān)鍵參數(shù)

流量范圍：如0-500 sccm（需覆蓋工藝需求）。

精度等級：±1% FS（滿量程）或更高。

響應(yīng)時間：通常<1秒（熱式更優(yōu)）。

兼容氣體：腐蝕性氣體（如Cl?）需特殊材質(zhì)（哈氏合金）。

通信協(xié)議：支持Modbus、PROFIBUS等工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。五

五、典型應(yīng)用場景

半導(dǎo)體：刻蝕/沉積工藝氣體控制（如SiH?/CF?）。

生物反應(yīng)器：O?/CO?混合比例控制（±2%誤差）。

光伏：MOCVD中前驅(qū)體流量管理。

六、技術(shù)趨勢

智能化：AI算法優(yōu)化動態(tài)響應(yīng)（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID）。

集成化：多通道MFC模塊減少管路復(fù)雜度。

國產(chǎn)化加速：突破0.1%精度瓶頸，替代進(jìn)口型號。