MFC分类及测量原理

一般地MFC因其控制原理不同分为热式MFC和压差式MFC，两种MFC各有其优缺点，因而应用的领域也有区别。

热式MFC结构简单，功耗低，适用于各种管道条件；预热时间短，零漂小，可靠性高。且价格相对较低，使用方便，适用于广泛的应用场景，如光伏和面板行业。

但是热式MFC也有其缺点，因其工作模式需要长期加热，长期使用会产生热漂移，影响测量精度；响应时间较长，通常需要几秒钟才能达到稳定状态；对湿度和污染比较敏感，湿度较大的气体或颗粒物对传感器输出结果产生影响；除此之外，测量不同种类的气体时，由于不同气体的导热系数、粘度、比热容有差别，测量时可能会产生较大的误差。

压差式MFC的价格较高，精度也相对较高，响应速度快，适用于环境，温度和压力稳定性好，常用于对精度要求较高的半导体行业。它们的缺点是可能产生较大的压降，且对环境振动敏感；除此之外，量程相对较小，适用范围较窄。

气体通过热式MFC时，大部分气体通过分流器少量气体流过流量传感器。流量传感器采用毛细管传热温差量热法原理，电桥将检测的流量信号转换为电信号。电信号经AD转换器转换为数字信号，数字信号经过转换处理后与设定数字信号进行比较，比较后的差值信号经过数字PID算法计算后驱动控制阀门，PID闭环控制，使流过通道的流量与设定的流量相等。

传感器通常是在一根不锈钢毛细管上绕制两组热敏电阻丝构成，热敏电阻丝与另外两个精密电阻构成测量电桥，工作时给热敏电阻通电加热。当毛细管中没有气体流动时，两组热敏电阻温度相同，电桥平衡无信号输出，对应流量为零：当毛细管中有气体流过时，处于上游的绕组和处于下游的绕组会发生不同的温度变化，从而使热敏电阻阻值发生不同改变，测量电桥输出一个差值信号，此信号的大小与流过传感器的质量流量成正比，从而可以计算出流量。

气体由入口处进入，经过层流元件将不规则的湍流状态规整为规则的层流状态。此时内置的压差传感器测得层流元件两端的压力差并转化为电信号，以计算气体流量。温度传感器实时采集气体温度并修正补偿因温度造成的误差。压电流量阀根据控制信号调整阀门的开度，从而实现对气体流量的控制。