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先进气体质量流量控制器的工作测试报告

发布时间:2022-06-09      点击次数:401

MFC稳定的流量控制技术:MFC对气体流量进行控制是基于流量计和比例阀在PID控制算法的作用下所实现。MFC所采用的PID算法一般具有动态调整功能,根据不同的工况进行动态调整,从而实现快速的流量切换(一般响应时间<1s)以及设定的流量的稳定输出。下图为10L MFC的最大流量点多稳定性情况对比,以10SLM为例,本产品波动±13sccm, 三台竞品分别为±13sccm,±116sccm, ±19.5sccm(数据由第三方MFM记录,黄线为我司产品)

1.2  三款10L MFC在满量程点的波动对比
  温补补偿技术研究:温度补偿(Temperature compensation),大幅度温度变化会对传感器内部电阻、待测气体密度、气路结构等关键部件产生微弱影响,最终会导致3%左右到读数误差(温漂误差),如下图橙色线所示。在流量计和控制器设计中,采用全量程温度方法(不同流量,不同温度下逐一测试和温补),进行精确温度补偿,用于保证满量程范围内温漂误差控制在0.5%1%以内,如下图蓝线所示。

1.3 MFC-E 10L流量下的温度补偿效果测试数据

热式毛细管原理同类MFC产品是没有温度补偿这一道生产工序,其在流道进气口需加多层过滤网进行处理,MEMS先进气体流量测控技术在生产中加入了温度补偿工序,大大提高了产品稳定性及精度准确性。

流量计压损研究:流量计压损(Pressure loss)是流量计的关键指标之一,用于表中流量计输入和输出前后端的压力差,也是保证流量计正常工作的压力差。流量计压损一般随流量的增大而增大,同时受到解决方案的影响,基于MEMS(微机电系统)的流量计压损,远小于涡街流量计和差压式流量计。

1.4 流量计压损测试数据

工作压力对波动的影响研究:MFC使用过程中的两端压力变化虽然不会导致精度偏差(质量流量不受影响),但会对气路稳定性产生影响。当工作压力变大的时候,MFC的波动将会大幅度增加,如下图所示。当压力在0-0.3MPa时,波动值小于0.2%,绝大部分情况小于0.1%。当压力大于0.4MPa时,波动可以达到0.6%以上。因此,MFC前后端压力差建议控制在0.3MPa以内。

1.5 MFC-UT 100ml在不同工作压力下的波动

 

采用公司自主研发的工业级先进流量传感器芯片,结合低压损气路结构 以及高精度数字控制电路和算法,实现宽温范围内的高精度、高稳定性、宽量程比控制。该产品配 备现场调试屏及独立供电接口,适配半导体行业。

1.6 自主研发生产的MFC控制器产品


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