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质量流量控制器技术说明书
质量流量控制器和质量流量计
使用说明书
1、特点及应用领域
质量流量控制器（MassFlowController缩写为MFC）用于对气体的质量流量进行精密丈量和控制。
质量流量计（MassFlowMeter缩写为MFM），用于对气体的质量流量进行精密丈量。
S49系列质量流量控制器和质量流量计特点：
*采取主体不锈钢（316L）结构，与气体打仗部分采取铁素体高耐腐化软磁不锈钢、VITON、聚四氟乙烯等
*适用于种种腐化性气体
*气体流量不因温度、压力的变革而失准
*高精度*重复性好
*响应速度快、软启动、稳定可靠
*低压降
*事情压力范畴宽（可以在高压或真空条件下事情）。
*操纵使用方便，可任意位置安装
*便于与盘算机连接实现自动控制。
S49系列质量流量控制器和质量流量计主要应用领域：
*半导体制造行业的气体流量控制
*阐发仪器设备的气体计量与控制
*种种形式的真空镀膜设备
*情况检测与阐发设备
*化工、石化、食品行业气体流量监测和控制
*特种质料外貌处理惩罚装置与燃烧控制
*混气配气系统和泄漏探测系统等
2．S49系列质量流量控制器和质量流量计型号
本产物采取中华人民共和国电子行业标准SJ/T10583-94以及SJ37所规定的通用技能条件及命名要领。
其中：
S49-33/MT型为高精度质量流量控制器
S49-33A/MT型高精度质量流量计。
S49-33M/MT型为普通型质量流量控制器
S49-33BM/MT型普通型质量流量计。
质量流量计主要精确丈量气体流量，质量流量控制器不但具有质量流量计的成果还具备自动控制气体流量的成果。
执行Q/XCHBY001-2003企业标准
3．主要技能指标
质量流量计和质量流量控制器出厂通常用氮气（N2）标定。
质量流量的单位规定为:
SCCM（标准毫升/分）;
SLM（标准升/分）
标准状态规定为:
温度---273.15K（0℃）;
气压—101325Pa（760mmHg）
F.S（FullScale）:
体现满量程值
表1S49-33/MT型﹑S49-33M/MT型质量流量控制器技能指标
编号
项目
S49-33/MT
S49-33M/MT
1
流量规格
（0~5,10,20,30,50,100,200,300,500）SCCM
（0~1,2,3,5,10,15,20,30）SLM
2
调治阀类型
电磁调治阀
3
调治阀静止位置
常闭
4
准确度
±1%F.S（5sccm~10slm）
±2%F.S
5
线性
±（0.5~1.5）%F.S
6
重复精度
±0.2%F.S
7
响应时间
（1~10）sec
8
事情压差范畴
（0.05~0.4）Mpa10~30L（0.1~0.4）Mpa
9
耐压
3Mpa﹑10Mpa
10
事情情况温度
5℃~45℃
11
质料
不锈钢316L
12
标准密封质料
Viton﹑EPDM,或其他
13
漏率
﹤2×10-9mbar.1/sHe
14
讨论
Ф6mm,1/4″Swagelok,1/4″VCR,或其他
15
输入输出信号
0V~+5.00V
（输入阻抗大于100K,输出电流不大于3mA）
16
电源
+15V50mA
-15V200mA
17
外形尺寸mm
134×134×38
18
重量kg
1.2
表2.S49-33A/MT﹑S49-33BM/MT型质量流量计技能指标
编号
项目
S49-33A/MT
S49-33BM/MT
1
流量规格
（0~5,10,20,30,50,100,200,300,500）SCCM
（0~1,2,3,5,10,15,20,30）SLM
2
准确度
±1%F.S
±2%F.S
3
线性
±（0.5~1.5）%F.S
4
重复精度
±0.2%F.S
5
响应时间
1~4sec
6
气压降
<0.01MPa
7
耐压
3MPa﹑10MPa
8
事情情况温度
5℃~45℃
11
质料
不锈钢316L
12
标准密封质料
Viton﹑EPDM,或其他
13
漏率
﹤2×10-9mbar.1/sHe
14
讨论
Ф6mm,1/4″Swagelok,1/4″VCR,或其他
电源
+15V50mA-15V50mA
11
外形尺寸mm
134×134×38
134×134×38
12
重量kg
1
1
注意：
S49系列质量流量控制器，质量流量计分差别的流量范畴，供用户选择，也可凭据用户提出流量定制。
4.事情原理
图一热式质量流量计的事情原理图
质量流量计由流量传感器,分流器通道和流量放大电路等部件组成；在质量流量计的底子上，再加上调治阀门和PID控制电路就组成了质量流量控制器。
流量控制器利用流动流体通报热量改变丈量毛细管壁温度漫衍的热传导漫衍效应而制成，即热漫衍式流量计（ThermalProfileFlowmeter）。
采取毛细管传热温差量热法原理丈量气体的质量流量，可以不受温度和压力的影响。
将传感器测得的流量信号进行放大，然后与设定的电压进行比力，用所得的差值信号去驱动控制调治阀门，闭环控制流过通道的流量使之与设定的流量相等。
分流器在主通道和毛细管间产生层流，控制器输出的流量检测电压与流过通道的质量流量成正比, 满量程（F.S）流量检测输出电压为+5V。
质量流量控制器的流量控制范畴是（5～100）%F.S（量程比为50:
1）,流量辨别率是0.1%F.S。
控制操纵一般在MT-50系列流量显示仪上进行。
当设定与“内”设相连时，由流量显示仪上的设定电位器控制流量。
当与“外”设相连时，由用户提供的外部0~+5V电压控制流量。
在流量显示仪的显示面板上设置有三位阀门控制开关，当置于“阀控”时，则按设定电位器的数值自动控制流量，当置“封闭”位时，阀门封闭；当置“清洗”位时，阀门开到最大，以便气路清洗，或作为流量计使用。
在做流量计使用时，流量检测电压的输出值最大可能到达+10V以上，不外要注意，当流量凌驾满量程（+5V）后，流量检测电压与通过的实际流量不成线性对应干系。
清洗时，流量显示禁绝确，还可能出现流量增大显示反而减小的异常现象，但不会对流量计自己造成损伤。
（参考流量显示仪的使用说明书）
5.安装和接线
5.1S49系列质量流量控制器外形及安装尺寸如图二所示
图二S49系列质量流量控制器外形及安装尺寸
5.2入口和出口气路讨论形式
可以凭据用户的差别需求，选用两种类型：
1.双卡套（Swagelok）；
a.Φ6mm；b.Φ3；c.Φ1/4″；d.或其他
2.VCR
a.Φ1/4″；b.Φ3/8″
连接要领如图三，图四所示
图三双卡套讨论的连接要领
注意：
按上图所示安装担当时，在装上前卡套、后卡套、螺母后，先用手将螺母与讨论拧紧，再用板手拧紧，以包管不漏气。
注意应使用双扳手操纵，用一只扳手卡住讨论不动，用另一只扳手旋转螺母。
特别是在拆卸时必须使用双扳手操纵，不然会引起讨论松动，影响密封。
图四VCR讨论的连接要领
5.3质量流量控制器连接电缆接口
S49系列质量流量控制器的电缆接线插头，主要采取DB-15-pin针型接口和DB-15-hole孔型接口两种。
其接线要领见图所示。
8
15
7
14
6
13
5
12
4
11
3
10
2
9
1
图五DB-15-pin针型接口配线图
1
9
2
10
3
11
4
12
5
13
6
14
7
15
8
图六DB-15-hole孔型接口配线图
注意：
S49系列质量流量计接线与上述接线只是少了“阀控”和“设定”两根线
其它完全相同。
5.4与盘算机的连接要领
a.通过流量显示仪与盘算机（或其它外部信号）的连接要领,见图7。
若要检测流量输出信号（0V～+5V）时,将线引至显示仪外控信号插座的“流量检测”和“0电平”线上即可，也可直接与盘算机的模数（A/D）转换器连接，+5.00V输出电压对应MFC满量程额定流量值。
流量检测输出电流≤3mA。
b.流量计直接与盘算机连接的接线要领，见图8。
MFC/MFM直接与盘算机连接，需要用户自己提供±15V电源（如用于庞大电气情况，要求电源抗滋扰能力要强）；
具体连接要领：
*将“设定流量”线与D/A端子相连
* 将“流量输出”线与A/D端子相连
*将“信号零线”与A/D，D/A卡中的信号地相连
*地（GND），0V（E0）分别引线，与±15V电源的地相连
*±15V线分别连接到电源的+15V，-15V端子上
*阀开关接到控制阀门开继电器的一端，控制阀门开的继电器另一端接到电源的+15V上；
*阀开关接到控制阀门关继电器的一端，控制阀门关的继电器另一端接到电源的-15V上
注意：
如采取特殊接线，两个继电器同时行动时，可能导致电源短路，损坏设备，因此，要注意不能两个继电器同时行动。
5.5零点的调治
用户在使用的历程当中，有可能产生零点偏移，可进行零点偏移的调治。
零点的调治可以两种方法进行调治。
**。
当与我公司生产的显示仪配套使用时，可通过显示仪面板上的调零电位器调零,叫做外调零。
但要注意外调零的调治范畴比力小。
**一种可以从流量控制器上的调零孔进行调治，叫做内调零。
调零孔、调零电位器的位置如图九所示
图九调零电位器位置示意图
注意：
**调零时流量控制器中不得通气。
**调零必须在开机预热15分钟以后进行，以待流量计零点的稳定，方可进行。
**除调零电位器外，不得轻易调解其它电位器。
**若遇到较大的零点偏移，必须用内调零，才华解决。
6.使用要领和操纵步调
S49-33/MT质量流量控制器的使用要领和操纵步调（结合MT-50系列流量显示仪）
6.1开机前的准备事情
用我公司提供的电缆线将质量流量控制器（计）和流量显示仪连接。
选择设定信号的来源，信号的来源可选择内部和外部，选择设定信号来源的接口设在流量显示仪的背面板上，如果将设定端子与内设相连时，从流量显示仪上得到设定信号。
如果从其他设备上得到设定信号，则由外部信号设定流量。
6.2开机操纵
接通电源后，先预热15分钟，待零点稳定后再通气事情。
最佳操纵要领：
通电后，将阀开关置“封闭”位并将设定电位器调到零，再开气。
待零点稳定后，将阀开关转置“阀控”位，然后再将设定流量调到您需要的值，实际流量跟踪设定值而改变。
6.3清洗与封闭成果
欲用气体吹洗管路，可将阀开关置为“清洗”位，清洗时的流量可达该控制器额定满量程流量的几倍至几十倍。
如果不通气，也可凭据需要抽真空以排除MFC内部及其上游残存气体。
然后将阀封闭，再开气，并转到“阀控”位事情。
注意“清洗”后，不得直接转置“阀控”位。
6.4流量检测和与盘算机A/D转换器的连接
若用户检测流量输出信号（0～+5V）时，将线引至外控信号插座的“流量检测”和“0电平”线上即可，也可直接与盘算机的模数转换器连接，+5.00V输出电压对应MFC满量程额定流量值。
参考图8，9。
注意，流量检测输出电流不大于3mA。
6.5阀控成果
当阀开关置于阀控位时，用户也可通过外控信号插座上的“阀控制”线控制阀门，，当阀控线接+15V时，阀门封闭；当阀控线接-15V时，处于清洗状态；当阀控线悬空时，阀门处于自动控制状态。
拜见MT-50流量显示仪的使用说明书。
6.6关机断电源后，流量自动载止。
推荐先关气，后断电源。
7注意事项
7.1使用气体必须净化，无尘液体和油污。
须要时须在气路中加装过滤器、干燥器等。
7.2使用腐化性气体问题
控制器通道采取的质料为：
SUS316L（00Cr17Ni14Mo2）,Viton,氟橡胶等耐蚀质料。
在用户系统无水汽、无尘、勤清洗、使用恰当的条件下，可以用于控制一般的腐化性气体。
使用强腐化性气体和有机溶剂气体时（如NH3，BBr3）等，应在定货时声明，所有密封质料都要作相应改变。
7.3安装位置问题
本控制器安装时最好保持安装面水平，但对位置并不特别敏感，可以任意位置安装，非水平位安装时若发明零点偏移，可调解零点后再事情。
如果用户订货时注明安装位置，我厂也可凭据用户的安装位置进行标定后出厂。
7.4注意事情压差
要特别注意事情介质的气压，应注意使控制器进出气口两端的事情压差保持在指标范畴之内。
特别是在高压下事情时，气压差过大，流量将无法封闭或调小。
在使用大流量的质量流量控制器时，要注意适当加粗管道和减小气源内阻，若事情压差小于要求值，有可能流量达不到满量程值。
7.5阀口密封问题
质量流量控制器的电磁阀是调治阀，不是截止阀，不能当截止阀用，用户应另配截止阀。
特别是用户如果使用的是腐化性气体，通常应该在质量流量控制器进出气口各加装一个截止阀，以包管宁静。
7.6标定和差别气体的换算
本控制器出厂用氮气（N2）标定，用户使用其它气体时，需在订货时特别申明或也可以通过附录一的转换系数进行换算，将质量控制器显示出的流量读数，与某使用气体的转换系数相乘，即得该被测气体在标准状态下的质量流量。
如果用户使用殽杂气体，可以通过附录二介绍的要领，盘算出殽杂气体的转换系数。
8.妨碍判断和处理惩罚
表4妨碍判断和处理惩罚一览表
序号
妨碍现象
妨碍可能原因
处理惩罚要领
1
开机后，
无气流流过
1.1气源未开，气路不通
接通气源，开通气路
1.2阀控开关封闭
将阀开关置于“阀控”位或“清洗”位
1.3无设定信号
查抄设定电位器和“内外”设定开关的状态等
1.4过滤器堵塞
*调换过滤器
1.5调治阀妨碍
查抄阀线包是否断，*清洗调治阀
1.6电路妨碍
*维修电路
2
开机不通气的情况下，流量检测不正常
2.1零点偏差
调解调零电位器
2.2电源妨碍
*查抄±15V电源等
2.3传感器妨碍
*调换传感器
2.4运放或其他电路妨碍
*调换运放，维修电路
3
在阀门封闭的情况下，仍有较大的流量流过
3.1入口气压过高，进出气口之间的压差凌驾额定值
适当低落输入气压，减小气压差
3.2阀门污染
清洗阀门，调换密封件
3.3调治阀妨碍
重新调解调治阀
4
流量显示不能到达满量水平
4.1气压低落于额定值
提高入口气压
4.2通道堵塞
*清洗FMC通道
4.3设定电压低于5.00V
查抄设定电压
4.4其它电路妨碍
维修电路
续表4妨碍判断和处理惩罚一览表
5
气流控制不稳定
5.1气源压强太低或不稳
提高气源气压，稳定气源压强
5.2气源内阻过大
低落气源内阻（大流量时要注意开大阀门，加粗管道，以至并联气瓶。
提高气源供气能力）
5.3电路或调治阀妨碍
*维修调解
6
使用高频源时流量控制器受滋扰
6.1供电系统的地线和零线连接或机壳接地有问题
查抄接地系统，注意一点接地
6.2信号参考端连接问题
查抄信号连接线
6.3空间滋扰
适当屏蔽，远离滋扰源，选用屏蔽线
7
实际流量与显示流量不一致
7.1显示器量程或单位与控制器不匹配
*重调显示器
7.2控制器通道被污染，引起流量精度产生偏差
*对控制器进行清洗标定
7.3流量计零点
*调换传感器，维修电路
8
设定为零时仍有流量流过
8.1调治阀漏气
*维修调治阀
8.2流量计零点偏负
将流量计零点为零或偏正
9
通道有很大气流流过，而输出无流量显示
9.1传感器堵塞
*维修调换传感器
气源有粉尘，应在通道前加装过滤器。
若使用硅烷等特殊气体，应注意管路的密封性和睦源干燥。
9.2电路妨碍
*维修电路
10
不通气时，发明零点不稳，或零点长时间慢漂移
10.1传感器妨碍
*调换传感器
[注意]标*号的处理惩罚项目，应由专业维修人员修理，或送回本公司修理。
9、气体质量流量转换系数
附录一.气体质量流量转换系数：
气体
比热（卡/克℃）
密度（克/升0℃）
转换系数
空气Air
0.2400
1.2930
1.006
氩气Ar
0.1250
1.7837
1.415
砷烷AsH3
0.1168
3.4780
0.673
三溴化硼BBr3
0.0647
11.1800
0.378
三氯化硼BCl3
0.1217
5.2270
0.430
三氟化硼BF3
0.1779
3.0250
0.508
硼烷B2H6
0.5020
1.2350
0.441
四氯化碳CCl4
0.1297
6.8600
0.307
四氟化碳CF4
0.1659
3.9636
0.428
甲烷CH4
0.5318
0.7150
0.719
乙炔C2H2
0.4049
1.1620
0.581
乙烯C2H4
0.3658
1.2510
0.598
乙烷C2H6
0.4241
1.3420
0.481
丙炔C3H4
0.3633
1.7870
0.421
丙烯C3H6
0.3659
1.8770
0.398
丙烷C3H8
0.3990
1.9670
0.348
丁炔C4H6
0.3515
2.4130
0.322
丁烯C4H8
0.3723
2.5030
0.294
丁烷C4H10
0.4130
2.5930
0.255
戊烷C5H12
0.3916
3.2190
0.217
甲醇CH3OH
0.3277
1.4300
0.584
乙醇C2H6O
0.3398
2.0550
0.392
三氯乙烷C2H3Cl3
0.1654
5.9500
0.278
一氧化碳CO
0.2488
1.2500
1.000
二氧化碳CO2
0.2017
1.9640
0.737
氰气C2N2
0.2608
2.3220
0.452
氯气Cl2
0.1145
3.1630
0.858
氘气D2
1.7325
0.1798
0.998
氟气F2
0.1970
1.6950
0.931
四氯化锗GeCl4
0.1072
9.5650
0.267
续表1.气体质量流量转换系数表
气体
比热（卡/克℃）
密度（克/升0℃）
转换系数
锗烷GeH4
0.1405
3.4180
0.569
氢气H2
3.4224
0.0899
1.010
溴化氢HBr
0.0861
3.6100
1.000
氯化氢HCl
0.1911
1.6270
1.000
氟化氢HF
0.3482
0.8930
1.000
碘化氢HI
0.0545
5.707
0.999
硫化氢H2S
0.2278
1.5200
0.844
氦气He
1.2418
0.1786
1.415
氪气Kr
0.0593
3.7390
1.415
氮气N2
0.2486
1.2500
1.000
氖气Ne
0.2464
0.9000
1.415
氨气NH3
0.5005
0.7600
0.719
一氧化氮NO
0.2378
1.3390
0.976
二氧化氮NO2
0.1923
2.0520
0.741
一氧化二氮N2O
0.2098
1.9640
0.709
氧气O2
0.2196
1.4270
0.992
三氯化磷PCl3
0.1247
6.1270
0.358
磷烷PH3
0.2610
1.5170
0.691
五氟化磷PF5
0.1611
5.6200
0.302
三氯氧磷POCl3
0.1324
6.8450
0.302
四氯化硅SiCl4
0.1270
7.5847
0.284
四氟化硅SiF4
0.1692
4.6430
0.348
硅烷SiH4
0.3189
1.4330
0.599
二氯氢硅SiH2Cl2
0.1472
4.5060
0.412
三氯氢硅SiHCl3
0.1332
6.0430
0.340
六氟化硫SF6
0.1588
6.5160
0.264
二氧化硫SO2
0.14890
2.8580
0.687
四氯化钛TiCl4
0.1572
8.4650
0.206
六氟化钨WF6
0.0956
13.2900
0.215
氙气Xe
0.0379
5.8580
1.415
附录二气体质量流量转换系数使用说明
质量流量控制器/质量流量计出厂时一般用N2标定，实际使用中如果是其它气体，须要时可进行读数修正。
要领是以流量显示仪的流量乘以流量转换系数。
如是单组份气体，其转换系数可在我厂产物技能说明书查得；如果多组份气体（假定由n种气体组成），请按下列公式盘算其转换系数C：
根本公式：
C=0.3106N/p（Cp）
其中：
p为气体的密度
Cp为气体的定压比热
N为一牢固系数（与该气体的组份有关）
对付殽杂气体：
N=N1（ω1/ωT）+N2（ω2/ωT）+…+Nn（ωn/ωT）
导出公式：
其中：
ω1……ωn为相应气体的流量
ωT…………为殽杂气体的流
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