质量流量控制器MFC工作原理

1.MFC/MFM是什么

质量流量计，即Mass Flow Meter（缩写为MFM）,是一种精确测量气体流量的仪表，其测量值不因温度或压力的波动而失准，不需要温度压力补偿。

质量流量控制器,即Mass Flow Controller（缩写为MFC）,不但具有质量流量计的功能，更重要的是，它能自动控制气体流量，即用户可根据需要进行流量设定，MFC自动地将流量恒定在设定值上，即使系统压力有波动或环境温度有变化，也不会使其偏离设定值。简单地说,质量流量控制器就是一个稳流装置, 是一个可以手动设定或与计算机联接自动控制的气体稳流装置。

2.MFC/MFM的单位

气体质量流量单位一般以sccm（Standard Cubic Centimeter per Minute,每分钟标准毫升）和slm（Standard Liter per Minute,每分钟标准升）来表示。这意味着，这种仪表在不同的使用条件下，指示的流量均是标准状态下的流量。标准状态规定为:气压—101325Pa(760mm Hg);温度—0℃(273.15K)。这是这种仪表和其它流量计的重要区别，也是sccm﹑slm不同于mL/min﹑L/min之处。

对多数用户而言，体积流量的表示方法很符合习惯﹑便于使用，但也有用户需要知道单位时间内流过介质的质量（如g/min）,这个要求是很容易实现的。因为标准状态下的气体密度是一个常数,可以方便地查到，因而简单地做一个乘法（以密度乘以若干slm）即可实现。所以说,在标准状态下的体积流量就等同于质量流量。

需要注意的是,被质量流量控制器厂商共同采用的sccm/slm这种质量流量单位,不符合国内计量标准的常用的质量流量的国际单位（Kg/min）,但是它符合国际半导体协会制定的SEMI国际标准。

3.MFC和MFM的区别

MFM监测和测量流量大小，MFC则不仅可以测量流量大小，还能对流量进行精确控制。一般而言，仅对流量进行计量或监测时，用质量流量计；需要对流量进行控制时，用质量流量控制器。某些测量场合，用二者皆可，如对毛细管流通能力的测量,当定压测流的时候,用质量流量计;当定流测压时, 需要用质量流量控制器。注意,当质量流量控制器处于清洗状态时,也可以当质量流量计使用,只不过气压降要比普通质量流量计大一些。

4.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。