傳統(tǒng)質(zhì)量流量計在實(shí)際應(yīng)用中存在幾項(xiàng)明顯弊端。

通常需要較長的預(yù)熱時間以達(dá)到熱平衡狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)開機(jī)即用，工作效率較低。

其次，傳統(tǒng)質(zhì)量流量計采用熱擴(kuò)散原理，其核心傳感元件易受環(huán)境溫度變化及氣體特性影響，導(dǎo)致顯著的零點(diǎn)漂移和量程漂移現(xiàn)象，需要頻繁進(jìn)行校準(zhǔn)維護(hù)，售后維護(hù)成本高。更突出的是，其測量穩(wěn)定性相對較差，長期使用過程中容易出現(xiàn)測量值波動，特別是應(yīng)對壓力、溫度變化時表現(xiàn)更為敏感，這些因素共同制約了其在要求高精度、高穩(wěn)定性的工業(yè)應(yīng)用和科學(xué)研究中的可靠性。

易度經(jīng)過潛心十余年的自主研發(fā)和技術(shù)積淀，憑借S系列質(zhì)量流量計和SC系列質(zhì)量流量控制器的性能和創(chuàng)新設(shè)計，在國內(nèi)外各大高校的實(shí)驗(yàn)室里獨(dú)得恩寵，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)質(zhì)量流量計和控制器從“技術(shù)可用”到“技術(shù)好用”的關(guān)鍵跨越。

極速響應(yīng)，觸控未來：重新定義科研體驗(yàn)

傳統(tǒng)熱式質(zhì)量流量計需要提前長時間預(yù)熱，易度層流壓差式質(zhì)量流量控制器真正實(shí)現(xiàn)了開機(jī)即測，研究人員無需等待溫度穩(wěn)定，按下電源即刻投入工作，大大提升了實(shí)驗(yàn)效率。

響應(yīng)速度方面更是可以達(dá)到1毫秒級快速響應(yīng)。無論是瞬間的流量切換還是動態(tài)的過程調(diào)控，都能實(shí)時跟蹤并快速調(diào)整，確保流體控制的高度精準(zhǔn)。這種極速響應(yīng)特性為實(shí)驗(yàn)室、科研、半導(dǎo)體工藝、化學(xué)反應(yīng)等對時間精度要求高的領(lǐng)域提供了可靠保障。

最令人稱道的是其直觀的觸摸屏測控體驗(yàn)。研究人員無需連接電腦或通訊PLC設(shè)備，直接通過高清晰度觸摸屏即可完成所有操作：設(shè)定流量、切換氣體介質(zhì)、實(shí)時查看溫度、壓力、體積流量、質(zhì)量流量、累積流量等多項(xiàng)參數(shù)變化。這種人性化的交互設(shè)計讓復(fù)雜的流量控制變得簡單直觀，研究人員可以更專注于實(shí)驗(yàn)本身而非設(shè)備操作，顯著提升了科研工作的效率、流暢性和愉悅感。

化繁為簡，一屏洞察：客戶真實(shí)客觀評價

在國內(nèi)某高校化工學(xué)院實(shí)驗(yàn)室中，劉老師和他的研究生以及博士生團(tuán)隊對易度SC100質(zhì)量流量控制器贊不絕口，

“你們這個產(chǎn)品體驗(yàn)太棒了，之前課題組上用的是熱式流量計，每次實(shí)驗(yàn)前需要通氣預(yù)熱等待半小時，而且氬氣太貴了，這半小時白白浪費(fèi)了不少的時間和科研基金，現(xiàn)在好了，開機(jī)就直接可以做實(shí)驗(yàn)了，精度也很高，后續(xù)我們學(xué)院有其他場景優(yōu)先考慮你們，也會把你們推薦給其他的老師”

在北京某科研院所的燃料電池測試臺旁，工程師正在用S系列質(zhì)量流量計進(jìn)行燃料電池電堆氣密性測試，之前測量泄漏量時需要連接電腦或依賴外部PLC編程，對于實(shí)時調(diào)整設(shè)備以及觀測數(shù)據(jù)極為不便，現(xiàn)在無需借助其他儀表，便能一目了然地觀察到流量值的微小變化，從而快速、直觀地判斷電堆是否存在泄漏以及泄漏的程度，大大提升了判定的準(zhǔn)確性和效率。

易度研發(fā)的數(shù)顯氣體流量控制器，不僅體現(xiàn)了中國在精密儀器領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，更為科學(xué)研究和工業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的工具。它簡化了復(fù)雜操作，提高了工作效率，保證了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，正在成為流體測控領(lǐng)域得力助手，推動著科技創(chuàng)新向更高水平邁進(jìn)。

隨著我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和科技創(chuàng)新力度不斷加大，像這樣集創(chuàng)新性、實(shí)用性和可靠性于一體的儀器設(shè)備，必將為高質(zhì)量發(fā)展注入新的動力，在科技競爭舞臺上展現(xiàn)中國儀器的風(fēng)采。

01 流量控制系統(tǒng)的核心組成

在實(shí)際的流量控制系統(tǒng)，MFC(質(zhì)量流量控制器)很少單獨(dú)工作，它通常與MFM(質(zhì)量流量計) 和GPC(壓力控制器)等設(shè)備協(xié)同工作，共同構(gòu)成一個完整、穩(wěn)定、精確的氣體輸送系統(tǒng)。

這些組成部分是什么?我們可以逐步分析

MFC(Mass Flow Controller)， 全稱是質(zhì)量流量控制器。它是一種能夠精確測量并同時自動控制氣體流動速率(流量)的精密電子設(shè)備。

MFM(Mass Flow Meter)，全稱是質(zhì)量流量計?？梢园阉斫鉃?ldquo;只有測量功能，沒有控制功能的MFC”。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與MFC幾乎全相同，擁有相同的毛細(xì)管旁路系統(tǒng)和熱式傳感單元，用于精確測量流過的氣體質(zhì)量流量。區(qū)別是沒有可調(diào)節(jié)開度的電磁比例閥。

GPC(Gas Pressure Controller)，我們通常稱之為電子背壓閥或壓力控制器。它的核心任務(wù)是控制壓力而非流量。

02 MFC、MFM與GPC的關(guān)系:靈活組合而非固定配套

智慧工業(yè)

它們不一定是“一整套”固定組合，但它們是構(gòu)建一套高精度、高穩(wěn)定性氣體輸送系統(tǒng)時，最核心、最常協(xié)同工作的“工具包”或“組件套件”。它們之間的關(guān)系更像是“樂高積木”而不是“一套固定家具”。工程師根據(jù)不同的系統(tǒng)需求和目標(biāo)(精度、壓力環(huán)境、成本等)，來選擇搭配使用哪些“積木”。

如圖

核心分工，各司其職

MFC (質(zhì)量流量控制器)：“既測又控”。它的目標(biāo)是控制流量，并確保流量穩(wěn)定在設(shè)定值。它是系統(tǒng)的“執(zhí)行者”。

MFM (質(zhì)量流量計)：“只測不控”。它的目標(biāo)是監(jiān)測和顯示流量。它是系統(tǒng)的“監(jiān)視者”或“眼睛”。

GPC (氣體壓力控制器，常指背壓閥/穩(wěn)壓閥)：“控壓不控流”。它的目標(biāo)是控制壓力，為MFC創(chuàng)造一個穩(wěn)定的工作環(huán)境。它是系統(tǒng)的“保障者”或“穩(wěn)定器”。

03 流量控制系統(tǒng)的重要性

智慧工業(yè)

MFC的核心價值在于精確、重復(fù)和自動化的氣體配比與控制，這對于現(xiàn)代工業(yè)和研究至關(guān)重要：

1.精確的工藝重復(fù)性：在半導(dǎo)體芯片制造中，需要將幾十種氣體以及其精確的比例混合。MFC能確保每一片晶圓經(jīng)歷全相同的工藝，這是良率的保證。

2.提高效率與節(jié)約成本：許多工藝氣體(如硅烷、氦氣)非常昂貴或有毒。MFC可以精確控制投入量，避免任何浪費(fèi)，直接節(jié)約成本并保障安全。

3.安全保障：對于易燃易爆(如氫氣、甲烷)或有毒氣體，精確控制流量是防止?jié)舛冗_(dá)到危險水平的關(guān)鍵。

4.實(shí)現(xiàn)自動化：MFC接收標(biāo)準(zhǔn)電信號，可以輕松接入計算機(jī)、PLC(可編程邏輯控制器)等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全自動生產(chǎn)流程和數(shù)據(jù)記錄。

04 適用行業(yè)與典型場景

流量控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域

1.實(shí)驗(yàn)與檢測設(shè)備：氣相色譜儀、質(zhì)譜儀氣體控制;傳感器校準(zhǔn);氣體配比與透過率測試。

2. 新能源：燃料電池測試、氫能技術(shù)研發(fā)、氣密性檢測、發(fā)動機(jī)測試。

3. 生物工程 ：微生物培養(yǎng)與發(fā)酵過程中的氣體定量供給(如啤酒釀造充氧)。

4. 真空工藝：真空鍍膜、等離子清洗、熱處理中的氣體流量控制與校準(zhǔn)。

5. 新材料研發(fā) ：石墨烯、金剛石制備(PECVD設(shè)備)，光纖預(yù)制棒生產(chǎn)(MCVD設(shè)備)。

6. 環(huán)境監(jiān)測：空氣質(zhì)量監(jiān)測、大氣采樣、氣體分析儀流量校準(zhǔn)。

7. 氣密性檢測：質(zhì)量流量檢漏、差壓檢漏、真空檢漏及流通性測試。

8. 半導(dǎo)體與光電：光伏薄膜沉積、LED制造、原子層沉積、光刻與刻蝕氣體控制。

9. 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用：配氣、混氣、動態(tài)校準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)過程氣體流量測控。

氣體質(zhì)量流量控制器屬于一種精密的工業(yè)自動化控制器件，它可對多種氣體質(zhì)量流量進(jìn)行精確測量和控制(常用氣體包括N2、H2、CH4、NH3等)，其測量值不因環(huán)境壓力或溫度的變化而失準(zhǔn)，并且能夠根據(jù)用戶需求設(shè)定流量控制值，因而大量應(yīng)用于集成電路生產(chǎn)線上的擴(kuò)散、氧化、外延、CVD、等離子刻蝕等工序設(shè)備中，以便對各種工藝氣體進(jìn)行精密控制與輸送，同時在太陽能光伏產(chǎn)品制造、光纖預(yù)制棒熔煉、類金剛石鍍膜、人工晶體制造、超導(dǎo)材料研制、核燃料處理、石油、化工、燃料電池、制藥等領(lǐng)域也有非常廣泛的應(yīng)用。

根據(jù)工作原理的不同，氣體質(zhì)量流量控制器主要分為熱式、差壓式和科里奧利(Coriolis)式等。其中，熱式質(zhì)量流量控制器具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、精度高以及無須補(bǔ)償?shù)忍攸c(diǎn)，因而得到更為廣泛的應(yīng)用。

按照控制信號的不同，氣體質(zhì)量流量控制器分為模擬式和數(shù)字式兩種。數(shù)字式氣體質(zhì)量流量控制器采用數(shù)字補(bǔ)償技術(shù)，使得傳感器精度更高，性能更穩(wěn)定，響應(yīng)速度更快，RS-485、DeviceNet和PROFIBUS等多種通信接口可供選擇。在接口方面，采用表面潔凈度高、密封性好的VCR街頭和IGS W型/C型街頭。數(shù)字式氣體質(zhì)量流量控制器在對精度、響應(yīng)速度和表面潔凈度要求很高的大規(guī)模集成電路領(lǐng)域具備廣闊的市場空間。

氣體質(zhì)量流量控制器主要由流量傳感器、流量控制閥和控制電路組成，如圖8-244所示。其中，流量傳感器基于熱式原理或壓力原理;流量控制閥一般采用電磁調(diào)節(jié)閥或壓電閥。當(dāng)氣體通過氣體質(zhì)量流量控制器通道時，由熱式或壓力式流量傳感器測得其流量信號，流量信號經(jīng)控制電路方法后，與流量設(shè)定信號進(jìn)行比較，比較后的差值信號經(jīng)控制算法處理后傳遞給流量控制閥，流量控制閥根據(jù)控制信號改變其閥口開度，從而改變氣體流量的大小，實(shí)現(xiàn)對氣體流量的閉環(huán)控制。

表8-59列出了氣體質(zhì)量流量控制器的主要技術(shù)參數(shù)。

產(chǎn)品標(biāo)定：由于不同的客戶所用的氣體不同，氣體質(zhì)量流量控制器所測量的氣體種類繁多，并且很多氣體屬于有毒或易燃易爆氣體。因此，為簡化生產(chǎn)，保證可實(shí)施性和安全性，多采用氮?dú)?N2)作為代氣并乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)(標(biāo)定的目的氣體與氮?dú)庵g的轉(zhuǎn)換系數(shù)，可通過實(shí)驗(yàn)的方法測得)的方法對產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)定。