[实用新型]质量流量控制器及流量控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及流量控制技术领域，具体地，涉及一种质量流量控制器及流量控制系统。

背景技术

质量流量控制器(Mass Flow Controller，MFC)用于对流体的质量流量进行精密测量及控制。它们在半导体和集成电路工艺、特种材料学科、化学工业、石油工业、医药、环保和真空等多种领域的科研和生产中有着重要的应用。

现有的质量流量控制器主要由分流器、热式传感器、流量调节阀、CPU以及控制电路板组成。其中，分流器和热式传感器组成流量测量模块，由该流量测量模块检测获得的流量模拟信号经过电路板上的信号放大调理、A/D转换，转换成CPU可处理的数字信号，并且CPU根据用户设定的目标质量流量，控制流量调节阀的开度，以使流体的质量流量与目标质量流量一致。

但是，上述质量流量控制器采用热式传感器检测流体的质量流量，该热式传感器是通过检测流经的流体的热量变化检测流量。由于温度变化缓慢，热式传感器的检测信号变化也比较缓慢，导致质量流量控制器的响应时间较长。此外，采用热式传感器的质量流量控制器还会存在温度漂移大、流量输出受到压力波动影响以及流体的进出口不能互换的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种质量流量控制器及流量控制系统，其具有温度漂移小、响应时间快及流量输出不受压力波动影响的优点。

为实现本实用新型的目的而提供一种质量流量控制器，包括流量检测单元、流量调节单元和控制单元，其中，所述流量检测单元用于检测流体的瞬时质量流量，并将其发送至所述控制单元；所述控制单元根据所述瞬时质量流量和预设的目标质量流量向所述流量调节单元发送控制信号；所述流量调节单元根据所述控制信号调节所述流体的质量流量，所述流量检测单元包括层流元件和压差检测单元，其中，

所述层流元件用于使流经的流体处在层流状态；

所述压差检测单元用于检测所述层流元件中的气体压力信号，并将其发送至所述控制单元；所述控制单元根据所述气体压力信号计算获得所述流体的瞬时质量流量。

优选的，所述压差检测单元包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器设置在所述层流元件的两端，用以分别检测所述层流元件的入口端压力和出口端压力，并发送至所述控制单元；所述控制单元计算所述层流元件的入口端压力和出口端压力的差值，并根据所述差值和所述入口端压力计算获得所述流体的瞬时质量流量。

优选的，所述压差检测单元包括压力传感器和压差传感器，其中，

所述压力传感器设置在所述层流元件的入口端，用以检测所述层流元件的入口端压力，并发送至所述控制单元；

所述压差传感器用于检测所述层流元件两端的压差，并发送至所述控制单元；

所述控制单元根据所述压差和所述入口端压力计算获得所述流体的瞬时质量流量。

优选的，所述层流元件包括管状安装座和设置在所述管状安装座中的多根分流直管，所述多根分流直管均沿所述管状安装座的轴向设置，并紧密排布形成管束。

优选的，所述多根分流直管围绕所述管状安装座的轴线紧密排布至少一周。

优选的，所述层流元件包括管状安装座和设置在所述管状安装座中的螺旋形微径管；

所述螺旋形微径管以所述管状安装座的轴线为中心，沿所述管状安装座的轴向螺旋缠绕而成。

优选的，所述流量调节单元设置在所述层流元件的入口端或者出口端。

优选的，所述质量流量控制器还包括通讯单元，所述通讯单元用于实现所述控制单元与上位机之间的信息交互。

优选的，所述控制单元包括微处理器、模数转换器和放大电路，其中，

所述放大电路用于放大来自所述压差检测单元的所述气体压力信号，并发送至所述模数转换器；

所述模数转换器用于将所述气体压力信号转换为数字信号并发送至所述微处理器；

所述微处理器对所述数字信号进行处理和计算，以获得所述流体的瞬时质量流量。

作为另一个技术方案，本实用新型还提供一种流量控制系统，其包括本实用新型提供的上述质量流量控制器。

本实用新型具有以下有益效果：