DSN氣體質(zhì)量流量控制器

技術(shù)說明書

廣州儀控自動化儀表有限公司

目 錄

1. 用途和特點························································2

2. 氣體質(zhì)量流量控制器的命名方法······································2

3. 主要技術(shù)指標(biāo)······················································3

4. 結(jié)構(gòu)工作原理······················································4

5. 安裝和接線························································7

6. 使用方法和操作步驟···············································13

7. 注意事項·························································17

8. 故障判斷和處理···················································22

9. 氣體質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)·············································23

10.保證、保修與服務(wù)·················································28

DSN氣體質(zhì)量流量控制器/流量計

技術(shù)說明書

1、用途和特點

DSN氣體質(zhì)量流量控制器（Mass Flow Controller ）用于對氣體的質(zhì)量流量進(jìn)行精密測量和控制。它在多個領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)中有著重要而廣泛的應(yīng)用。

質(zhì)量流量控制器具有精度高、重復(fù)性好、響應(yīng)速度快、軟啟動、穩(wěn)定可靠、工作壓力范圍寬等（可以使用在高壓及真空系統(tǒng)）特點。操作使用方便，可任意位置安裝，配合DSN2000流量顯示儀或其他流量控制器顯示儀使用，也可直接同計算機實現(xiàn)RS-232 連接，非常方便的實現(xiàn)自動控制。它也可以作為氣體質(zhì)量流量計使用。配合DSN2000流量顯示儀對氣體的瞬時流量和累積流量進(jìn)行精確測量和控制。

2、DSN氣體質(zhì)量流量控制器的命名方法

本公司產(chǎn)品采用中華人民共和國電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10583-94 、SJ37以及中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范JJF 1246-2010 所規(guī)定的通用技術(shù)條件和命名方法。本技術(shù)說明書為DSN氣體質(zhì)量流量控制器的使用說明書。

3、主要技術(shù)指標(biāo):

注意:

質(zhì)量流量控制器出廠通常用氮氣（N2）標(biāo)定。

質(zhì)量流量的單位規(guī)定為: SCCM (標(biāo)準(zhǔn)毫升/分);

SLM (標(biāo)準(zhǔn)升/分)

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)規(guī)定為: 溫度 ---273.15K ( 0℃ );

氣壓 —- 101325 Pa (760mm Hg)

F.S (Full Scale): 滿量程值

4. 結(jié)構(gòu)工作原理

DSN氣體質(zhì)量流量控制器由質(zhì)量流量傳感器，分流器通道，流量控制調(diào)節(jié)閥和放大控制電路等部件組成。

本流量控制器利用流動流體傳遞熱量改變測量毛細(xì)管壁溫度分布的熱傳導(dǎo)分布效應(yīng)而制成。

采用毛細(xì)管傳熱溫差熱法原理測量氣體的質(zhì)量流量，可以不受溫度壓力的影響。將傳感器測得的流量信號進(jìn)行放大，然后與設(shè)定的電壓進(jìn)行比較，用所得的差值信號去驅(qū)動控制調(diào)節(jié)閥門，閉環(huán)控制流過通道的流量使之與設(shè)定的流量相等。

分流器在主通道和毛細(xì)管間產(chǎn)生層流，用以擴大通過流量控制器的流量。

控制器輸出的流量以電壓形式輸出，滿量程為5.00V。

控制器一般可以與計算機或與之相兼容的流量顯示儀連接。

DSN氣體質(zhì)量流量控制器直接與計算機連接,則需要用戶另行提供電源和A/D,D/A轉(zhuǎn)換卡。

控制操作一般在流量顯示儀上進(jìn)行。在流量顯示儀內(nèi)設(shè)置有三位閥門控制開關(guān)，當(dāng)置“關(guān)閉"位時，閥門關(guān)閉；當(dāng)置“清洗"位時，閥門開到，以便氣路清洗，或作為流量計使用；當(dāng)置于“閥控"時，則按設(shè)定電壓的數(shù)值自動控制氣體流量。（參考流量顯示儀的使用說明書）

控制器輸出的流量檢測電壓與流過通道的質(zhì)量流量成正比, 滿量程(F.S) 流量檢測輸出電壓為+5.00V。質(zhì)量流量控制器的流量控制范圍是(2~100)%F.S （量程比為50:1）, 流量分辨率是0.1%F.S 。

注意:

當(dāng)質(zhì)量流量控制器的“閥控"線置于“清洗"位時，也可以當(dāng)質(zhì)量流量計使用。在做

流量計使用時，流量檢測電壓的輸出值可能達(dá)+10V以上，不過要注意，當(dāng)流量超過滿

量程值（+5.00V）后，流量檢測電壓與通過的實際流量不成線性對應(yīng)關(guān)系。清洗時，流量顯示不準(zhǔn)確，還可能出現(xiàn)流量增大顯示反而減小的異常現(xiàn)象，但并不會對流量計本身造成損傷。在氣路中氣源未開啟的情況下，禁止使用清洗功能。用于“清洗"狀態(tài)的時間不宜過長，否則將對流量控制器的性能產(chǎn)生影響.

5.安裝和接線

5.1DSN氣體質(zhì)量流量控制器外形及安裝尺寸如圖二所示

5.2 入口和出口氣路接頭，可以根據(jù)用戶的不同需求，選用兩種類型：

1. 雙卡套（Swagelok）；

2. VCR；

連接方法如圖三，圖四所示

圖三 雙卡套接頭的連接方法

圖四 VCR 接頭的連接方法

注意:

按圖3 所示安裝接管時,在裝上前卡套、后卡套、螺母后,先用手將螺母與接頭擰緊,

再用扳手?jǐn)Q緊(國外進(jìn)口的Swagelok 接頭要求用扳手旋轉(zhuǎn)1.25 圈擰緊),以保證不漏氣。注意應(yīng)該使用雙扳手操作,用一只扳手卡住接頭不動,用另一只扳手旋轉(zhuǎn)螺母。特別是在拆卸接管時必須使用雙扳手操作,否則會引起接頭松動,影響密封。

質(zhì)量流量控制器與氣路的連接，可以根據(jù)不同的要求，選用不同的管件，如金屬管，硬質(zhì)塑料管等等。氣體質(zhì)量流量計和流量控制器的缺省接管尺寸為Φ6。

也可以根據(jù)用戶的要求，配置下列尺寸的接頭：

雙卡套（Swagelog）：Φ6, Φ10, Φ1/4″, Φ3/8″..

VCR 接頭：Φ1/4″，Φ3/8″..

5.3 質(zhì)量流量控制器的接線

DSN氣體質(zhì)量流量控制器頂部安裝有連接顯示儀用的15針插頭便于連接安裝。其接線方法及接線定義如圖五所示。

圖五 DSN氣體質(zhì)量流量控制器的端子定義圖

5.4 質(zhì)量流量控制器直接與計算機的連接方法

需用設(shè)備：

. 計算機

. A/D,D/A（模數(shù)，數(shù)模）轉(zhuǎn)換卡，每臺流量控制器各配置一個通道

. 常開繼電器式DO 兩通道，用于控制調(diào)節(jié)閥的開閉

. 高穩(wěn)定性，高抗干擾能力的±15V 電源

. 抗干擾能力強的電纜線

連接方法：

. 將“設(shè)定流量"線與D/A 端子相連

. 將“流量輸出"線與A/D 端子相連

. 將“信號零線"與A/D，D/A 卡中的信號地相連

. 地（GND），0V(E0)分別引線，與±15V 電源的地相連

. ±15V 線分別連接到電源的+15V，-15V 端子上

. 閥開關(guān)接到控制閥門開繼電器的一端，控制閥門開的繼電器另一端接到電源的+15上；

. 閥開關(guān)接到控制閥門關(guān)繼電器的一端，控制閥門關(guān)的繼電器另一端接到電源的-15V 上；

注意：兩個繼電器同時動作時，將導(dǎo)致電源短路，損壞設(shè)備，因此，不能兩個繼電器同時動作。

5.5 零點的調(diào)節(jié)

流量控制器在長時間使用的過程當(dāng)中，有可能發(fā)生零點偏移，可進(jìn)行零點偏移的調(diào)節(jié)。零點的調(diào)節(jié)可以兩種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。

. 在流量顯示儀上調(diào)零（清零）叫做外調(diào)零。

. 一種可以從流量控制器上的調(diào)零孔進(jìn)行調(diào)節(jié)，叫做內(nèi)調(diào)零。調(diào)零電位器的位置如圖六所示

圖六 調(diào)零電位器位置示意圖

注意：

. 調(diào)零時流量控制器中不得通氣。

. 調(diào)零必須在開機預(yù)熱15 分鐘以后進(jìn)行，以待控制器零點的穩(wěn)定。

. 除調(diào)零電位器外，不得輕易調(diào)整其它電位器。

6.使用方法和操作步驟

DSN氣體質(zhì)量流量控制器可以直接與計算機連接使用，也可以連接可編程控制器，其連接方法如前所述，配合流量顯示儀，可以更方便的與計算機，可編程控制器連接，傳統(tǒng)的連接方法是與流量顯示儀相聯(lián)接。

圖七 通過顯示儀與計算機連接

圖八 直接與計算機連接

6.1 開機前的準(zhǔn)備工作

6.1.1 用我公司提供的電纜線將DSN氣體質(zhì)量流量控制器和流量顯示儀連接

6.1.2 選擇設(shè)定信號的來源，信號的來源可選擇內(nèi)部和外部，與流量顯示儀連接時從顯示儀上獲得設(shè)定信號。如果從其他設(shè)備上得到設(shè)定信號，則需要將信號源與設(shè)定相連接。并將顯示儀內(nèi)部流量設(shè)定線斷開。

6.2 開機操作

接通電源后，先預(yù)熱15 分鐘，再通氣工作，以保證測量的準(zhǔn)確度。

開閉氣的操作，可以由總閥門或流量顯示儀上的閥開關(guān)來實現(xiàn)

6.3 清洗與關(guān)閉功能

欲用氣體吹洗管路，可將閥開關(guān)置為“清洗"位，清洗時的流量可達(dá)該控制器額定滿量程流量的幾倍至幾十倍。如果不通氣，則根據(jù)需要可以抽真空以排除MFC 內(nèi)部及其上游殘存氣體。然后將閥關(guān)閉，再開氣，并轉(zhuǎn)到“閥控"位工作。

6.4 外部控制和與計算機A/D 轉(zhuǎn)換器連接

若流量設(shè)定使用外部信號，應(yīng)將外部設(shè)定信號連接0～+5.00V 和“0 電平"（信號地）上即可。也可直接與計算機的D/A 轉(zhuǎn)換器連接，實現(xiàn)自動控制。注意，流量設(shè)定的輸入阻抗大于10KΩ。

6.5 流量檢測和與計算機A/D 轉(zhuǎn)換器的連接

若用戶檢測流量輸出信號（0～+5.00V）時，將線引至外控信號插座的“流量檢測"和“0 電平"（信號零）線上即可，也可直接與計算機的模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，+5.00V 輸出電壓對應(yīng)MFC 滿量程額定流量值。注意，流量檢測輸出電流不大于3mA 。

6.6 閥控功能

當(dāng)閥開關(guān)置于閥控位時，用戶也可通過外控信號插座上的“閥控制"線控制閥門,當(dāng)閥控線接+15V 時，閥門關(guān)閉；當(dāng)閥控線接-15V 時，處于清洗狀態(tài)；當(dāng)閥控線懸空時，閥門處于自動控制狀態(tài)。

6.7 關(guān)機斷電源后，流量自動載止。推薦先關(guān)氣，后斷電源。

7． 注意事項

7.1 使用氣體必須凈化，切忌粉塵、液體和油污。必要時，須在氣路中加裝過濾器等。如果流量控制器出口接有液體源瓶，應(yīng)在流量控制器出口安裝單向閥，防止液體回流損壞流量控制器。

7.2 使用腐蝕性氣體和有機溶劑氣體問題

控制器通道采用的材料為：SUS316L不銹鋼, 聚四氟乙烯，氟橡膠等耐蝕材料。在用戶系統(tǒng)無水汽、低泄漏、勤清洗、使用得當(dāng)?shù)臈l件下，可以用于控制一般的腐蝕性氣體。使用強腐蝕性氣體和有機溶劑氣體時，應(yīng)在定貨時聲明。使用特殊腐蝕性氣體，所有密封材料都要作相應(yīng)改變。

7.3 安裝位置問題

本控制器安裝時保持安裝面水平，但對位置并不特別敏感，可以任意位置安裝，非水平位安裝時若發(fā)現(xiàn)零點偏移，可調(diào)整零點后再工作。如果用戶訂貨時注明安裝位置，我廠也可根據(jù)用戶的安裝位置進(jìn)行標(biāo)定后出廠。

7.4 注意工作壓差

要特別注意工作介質(zhì)的氣壓，應(yīng)注意使控制器進(jìn)出氣口兩端的工作壓差保持在指標(biāo)范圍之內(nèi)。工作壓差不在規(guī)定的范圍內(nèi)，流量將無法關(guān)閉或調(diào)小。在使用大流量的質(zhì)量流量控制器時，要注意適當(dāng)加粗管道和減小氣源內(nèi)阻，若工作壓差小于要求值，有可能流量達(dá)不到滿量程值。控制器電磁調(diào)節(jié)閥并不能當(dāng)做氣路截止閥使用，一般情況下用戶應(yīng)在控制器進(jìn)氣口前安裝電磁（手動）截止閥。（有必要時在控制器前后都應(yīng)加裝）

7.5 閥控操作注意：

在閥控操作為“清洗"后不能直接轉(zhuǎn)為“閥控"狀態(tài)，應(yīng)先切換至“關(guān)閉"狀態(tài)。

7.6 標(biāo)定和不同氣體的換算

本控制器出廠用氮氣(N2)標(biāo)定。

用戶使用其它氣體時，可以通過氣體質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)進(jìn)行換算，將質(zhì)量控制器顯示出的流量讀數(shù)，與某使用氣體的轉(zhuǎn)換系數(shù)相乘，即得該被測氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的質(zhì)量流量。如果用戶使用混合氣體，可以通過附錄介紹的方法，計算出混合氣體的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

8. 故障判斷和處理

注意：標(biāo)*號的項目必須由專業(yè)維修人員進(jìn)行修理。

9.氣體質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)

附錄： 氣體質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)使用說明

質(zhì)量流量控制器/質(zhì)量流量計出廠時一般用N2 標(biāo)定，實際使用中如果是其它氣體，必要時可進(jìn)行讀數(shù)修正。方法是以流量顯示儀的流量乘以流量轉(zhuǎn)換系數(shù)。如是單組份氣體，其轉(zhuǎn)換系數(shù)可在我廠產(chǎn)品技術(shù)說明書查得；

例如：一個出廠標(biāo)定為100 SCCM(N2) 的 MFC，通甲烷氣體時顯示的流量為86 SCCM，

從附錄9.1 查得甲烷的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.719 ，則甲烷的實際流量為86×0.719 即61.8 SCCM 。

如果用戶使用混合氣體，可以通過附錄介紹的方法, 計算出混合氣體的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

如果多組份氣體（假定由n 種氣體組成），請按下列公式計算其轉(zhuǎn)換系數(shù)C：..

基本公式： C=0.3106N/p（Cp）

其中：p 為氣體的密度

Cp 為氣體的定壓比熱

N 為一固定系數(shù)（與該氣體的組份有關(guān)）

對于混合氣體：

N=N1(ω1/ωT)+N2(ω2/ωT)+.+Nn(ωn/ωT)

其中：ω1..ωn 為相應(yīng)氣體的流量

ωT...... 為混合氣體的流量

ρ1..ρn為相應(yīng)氣體的密度（數(shù)值見產(chǎn)品技術(shù)說明書）

Cρ1..Cρn 為相應(yīng)氣體的定壓比熱（數(shù)值見產(chǎn)品技術(shù)說明書）

N1....Nn為相應(yīng)氣體的分子構(gòu)成系數(shù),取值見下表.

說明：

1) 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)為：壓力101325Pa（760mmHg）溫度0℃。

2) 氣體質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換系數(shù)表中未列出的氣體，有關(guān)參數(shù)請向我們索取。

10. 保證、保修與服務(wù)

10.1 產(chǎn)品保證和保修

10.1.1 本公司生產(chǎn)的MFC/MFM 產(chǎn)品在出貨兩年以內(nèi)，如果用戶按照說明書要求使用，并且產(chǎn)品沒有遭受物理損害、污染、改裝或翻新，我們保證產(chǎn)品的材料、加工和性能的質(zhì)量，若有問題，免費維修。

10.1.2 用戶收到貨物后，有責(zé)任檢查及核對貨物，并通過傳真、電話或電子郵件的方式及時通知本公司銷售部有關(guān)收貨情況。

10.1.3 保修期內(nèi)，產(chǎn)品必須由本公司或的服務(wù)中心修理，否則，產(chǎn)品的保修是無效的。

10.1.4 在兩年保修期以內(nèi)，維修是免費的。如果保修期過了，在維修前將會通知用戶需要更換的部件及維修費用。維修后，在90天以內(nèi)對修理的部分進(jìn)行保修，保修件包括易損件 (聚四氟乙烯或密封圈等)。

10.1.5 用戶使用過有毒、有污染或腐蝕性氣體的產(chǎn)品, 如果沒有出示清除污染及凈化處理的證明，本公司將不負(fù)責(zé)修理或保修。

10.2 保修對使用的要求

a．氣體必須潔凈且沒有顆粒物, 沒有液體, 這就要求在MFC/MFM 的上游氣路中安裝<30μm 的過濾器。

b．輸入的氣體壓力必須符合產(chǎn)品的耐壓標(biāo)準(zhǔn),不能超過該產(chǎn)品要求的壓力。

c．產(chǎn)品的使用氣體必須與用戶訂貨選擇的密封材料相適應(yīng), 用戶有責(zé)任按照可用的安全規(guī)章使用每種氣體。不正確的使用產(chǎn)品會使保修無效，由于不正確的使用所導(dǎo)致的損害不能歸咎于本公司。

d．對電子線路的要求：必須小心按規(guī)定連接系統(tǒng)的接線, 不正確的接線會導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部電路板的損壞。若自備流量控制器電源, 需要電壓波動小于5mV 的高抗干擾穩(wěn)壓電源。

e．氣路的連接：必須仔細(xì)的安裝密封管件, 保證所有的密封管件經(jīng)過單獨檢查并且沒有劃痕。

f．禁止自行拆開MFC/MFM 。如果自行拆卸造成損壞，則本公司承諾的保修無效。

10.3 服務(wù)

本公司的產(chǎn)品工程師將會幫助您解決關(guān)于操作、標(biāo)定、機電連接、工作條件

要求、氣體轉(zhuǎn)換等方面的問題。我們提供技術(shù)支持與維護, 提供產(chǎn)品的使用培訓(xùn)。