[實用新型]質量流量控制器及流量控制系統

有效

• 申請號: 201720440458.8
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN206757417U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 杜井慶;蘇乾益
• 申請（專利權）人: 北京七星華創流量計有限公司
• 主分類號: G05D7/06
• 分類號: G05D7/06
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 彭瑞欣,張天舒

技術領域

本實用新型涉及流量控制技術領域，具體地，涉及一種質量流量控制器及流量控制系統。

背景技術

質量流量控制器(Mass Flow Controller，MFC)用于對流體的質量流量進行精密測量及控制。它們在半導體和集成電路工藝、特種材料學科、化學工業、石油工業、醫藥、環保和真空等多種領域的科研和生產中有著重要的應用。

現有的質量流量控制器主要由分流器、熱式傳感器、流量調節閥、CPU以及控制電路板組成。其中，分流器和熱式傳感器組成流量測量模塊，由該流量測量模塊檢測獲得的流量模擬信號經過電路板上的信號放大調理、A/D轉換，轉換成CPU可處理的數字信號，并且CPU根據用戶設定的目標質量流量，控制流量調節閥的開度，以使流體的質量流量與目標質量流量一致。

但是，上述質量流量控制器采用熱式傳感器檢測流體的質量流量，該熱式傳感器是通過檢測流經的流體的熱量變化檢測流量。由于溫度變化緩慢，熱式傳感器的檢測信號變化也比較緩慢，導致質量流量控制器的響應時間較長。此外，采用熱式傳感器的質量流量控制器還會存在溫度漂移大、流量輸出受到壓力波動影響以及流體的進出口不能互換的問題。

實用新型內容

本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了一種質量流量控制器及流量控制系統，其具有溫度漂移小、響應時間快及流量輸出不受壓力波動影響的優點。

為實現本實用新型的目的而提供一種質量流量控制器，包括流量檢測單元、流量調節單元和控制單元，其中，所述流量檢測單元用于檢測流體的瞬時質量流量，并將其發送至所述控制單元；所述控制單元根據所述瞬時質量流量和預設的目標質量流量向所述流量調節單元發送控制信號；所述流量調節單元根據所述控制信號調節所述流體的質量流量，所述流量檢測單元包括層流元件和壓差檢測單元，其中，

所述層流元件用于使流經的流體處在層流狀態；

所述壓差檢測單元用于檢測所述層流元件中的氣體壓力信號，并將其發送至所述控制單元；所述控制單元根據所述氣體壓力信號計算獲得所述流體的瞬時質量流量。

優選的，所述壓差檢測單元包括第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器設置在所述層流元件的兩端，用以分別檢測所述層流元件的入口端壓力和出口端壓力，并發送至所述控制單元；所述控制單元計算所述層流元件的入口端壓力和出口端壓力的差值，并根據所述差值和所述入口端壓力計算獲得所述流體的瞬時質量流量。

優選的，所述壓差檢測單元包括壓力傳感器和壓差傳感器，其中，

所述壓力傳感器設置在所述層流元件的入口端，用以檢測所述層流元件的入口端壓力，并發送至所述控制單元；

所述壓差傳感器用于檢測所述層流元件兩端的壓差，并發送至所述控制單元；

所述控制單元根據所述壓差和所述入口端壓力計算獲得所述流體的瞬時質量流量。

優選的，所述層流元件包括管狀安裝座和設置在所述管狀安裝座中的多根分流直管，所述多根分流直管均沿所述管狀安裝座的軸向設置，并緊密排布形成管束。

優選的，所述多根分流直管圍繞所述管狀安裝座的軸線緊密排布至少一周。

優選的，所述層流元件包括管狀安裝座和設置在所述管狀安裝座中的螺旋形微徑管；

所述螺旋形微徑管以所述管狀安裝座的軸線為中心，沿所述管狀安裝座的軸向螺旋纏繞而成。

優選的，所述流量調節單元設置在所述層流元件的入口端或者出口端。

優選的，所述質量流量控制器還包括通訊單元，所述通訊單元用于實現所述控制單元與上位機之間的信息交互。

優選的，所述控制單元包括微處理器、模數轉換器和放大電路，其中，

所述放大電路用于放大來自所述壓差檢測單元的所述氣體壓力信號，并發送至所述模數轉換器；

所述模數轉換器用于將所述氣體壓力信號轉換為數字信號并發送至所述微處理器；

所述微處理器對所述數字信號進行處理和計算，以獲得所述流體的瞬時質量流量。

作為另一個技術方案，本實用新型還提供一種流量控制系統，其包括本實用新型提供的上述質量流量控制器。

本實用新型具有以下有益效果：