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更新時間:2026-05-11
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一般地MFC因其控制原理不同分為熱式MFC和壓差式MFC,兩種MFC各有其優(yōu)缺點,因而應(yīng)用的領(lǐng)域也有區(qū)別。
熱式MFC結(jié)構(gòu)簡單,功耗低,適用于各種管道條件;預(yù)熱時間短,零漂小,可靠性高。且價格相對較低,使用方便,適用于廣泛的應(yīng)用場景,如光伏和面板行業(yè)。
但是熱式MFC也有其缺點,因其工作模式需要長期加熱,長期使用會產(chǎn)生熱漂移,影響測量精度;響應(yīng)時間較長,通常需要幾秒鐘才能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);對濕度和污染比較敏感,濕度較大的氣體或顆粒物對傳感器輸出結(jié)果產(chǎn)生影響;除此之外,測量不同種類的氣體時,由于不同氣體的導(dǎo)熱系數(shù)、粘度、比熱容有差別,測量時可能會產(chǎn)生較大的誤差。
壓差式MFC的價格較高,精度也相對較高,響應(yīng)速度快,適用于環(huán)境,溫度和壓力穩(wěn)定性好,常用于對精度要求較高的半導(dǎo)體行業(yè)。它們的缺點是可能產(chǎn)生較大的壓降,且對環(huán)境振動敏感;除此之外,量程相對較小,適用范圍較窄。
氣體通過熱式MFC時,大部分氣體通過分流器少量氣體流過流量傳感器。流量傳感器采用毛細(xì)管傳熱溫差量熱法原理,電橋?qū)z測的流量信號轉(zhuǎn)換為電信號。電信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,數(shù)字信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換處理后與設(shè)定數(shù)字信號進(jìn)行比較,比較后的差值信號經(jīng)過數(shù)字PID算法計算后驅(qū)動控制閥門,PID閉環(huán)控制,使流過通道的流量與設(shè)定的流量相等。
傳感器通常是在一根不銹鋼毛細(xì)管上繞制兩組熱敏電阻絲構(gòu)成,熱敏電阻絲與另外兩個精密電阻構(gòu)成測量電橋,工作時給熱敏電阻通電加熱。當(dāng)毛細(xì)管中沒有氣體流動時,兩組熱敏電阻溫度相同,電橋平衡無信號輸出,對應(yīng)流量為零:當(dāng)毛細(xì)管中有氣體流過時,處于上游的繞組和處于下游的繞組會發(fā)生不同的溫度變化,從而使熱敏電阻阻值發(fā)生不同改變,測量電橋輸出一個差值信號,此信號的大小與流過傳感器的質(zhì)量流量成正比,從而可以計算出流量。
氣體由入口處進(jìn)入,經(jīng)過層流元件將不規(guī)則的湍流狀態(tài)規(guī)整為規(guī)則的層流狀態(tài)。此時內(nèi)置的壓差傳感器測得層流元件兩端的壓力差并轉(zhuǎn)化為電信號,以計算氣體流量。溫度傳感器實時采集氣體溫度并修正補償因溫度造成的誤差。壓電流量閥根據(jù)控制信號調(diào)整閥門的開度,從而實現(xiàn)對氣體流量的控制。
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