氣體質(zhì)量流量控制器的設計結構原理

氣體質(zhì)量流量控制器是一種專(zhuān)門(mén)用于測量和控制氣體質(zhì)量流量的設備。與傳統的體積流量控制器不同，氣體質(zhì)量流量控制器通過(guò)測量氣體的質(zhì)量流量來(lái)實(shí)現更準確的流量控制。

氣體質(zhì)量流量控制器的工作原理基于熱傳導或熱浮力原理。它通常由傳感器、控制電路和執行機構組成。

一、設計原理

傳感器部分包括熱傳導傳感器或熱浮力傳感器。熱傳導傳感器通過(guò)加熱元件和溫度傳感器來(lái)測量氣體流過(guò)傳感器時(shí)的溫度差異，根據溫差來(lái)計算氣體質(zhì)量流量。熱浮力傳感器則利用熱浮力效應測量氣體的質(zhì)量流量，其中加熱元件產(chǎn)生熱浮力，其大小與氣體質(zhì)量流量成正比。

控制電路部分負責接收傳感器的信號，并根據設定值和反饋信號來(lái)控制執行機構。執行機構可以是電磁閥或比例閥等，通過(guò)調節閥門(mén)開(kāi)度來(lái)控制氣體流量。

氣體質(zhì)量流量控制器具有精確度高、響應速度快、穩定性好和重復性高等特點(diǎn)。它廣泛應用于需要精確控制氣體質(zhì)量流量的工業(yè)和實(shí)驗室領(lǐng)域，如半導體制造、化學(xué)工藝、燃氣分析、環(huán)境監測等。氣體質(zhì)量流量控制器常見(jiàn)的氣體種類(lèi)包括氫氣、氮氣、氧氣、氬氣、甲烷等。

二、控制器原理

氣體質(zhì)量流量控制器的工作原理基于熱傳導或熱浮力原理，具體取決于所采用的傳感器類(lèi)型。

熱傳導傳感器原理：

1.傳感器中包含一個(gè)加熱元件和兩個(gè)溫度傳感器，通常稱(chēng)為熱絲或熱膜。

2.加熱元件加熱氣體流過(guò)傳感器的路徑。

3.當氣體流過(guò)傳感器時(shí)，加熱元件和溫度傳感器之間形成一個(gè)溫差。

4.溫度傳感器測量該溫差，根據熱傳導原理計算出氣體的質(zhì)量流量。

5.控制電路根據傳感器測量的溫差和設定值來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)度，以達到所需的質(zhì)量流量控制。

熱浮力傳感器原理：

1.傳感器中包含一個(gè)加熱元件和一個(gè)溫度傳感器。

2.加熱元件在傳感器內產(chǎn)生熱浮力。

3.熱浮力的大小與氣體質(zhì)量流量成正比。

4.溫度傳感器測量熱浮力產(chǎn)生的溫度變化。

5.控制電路根據傳感器測量的溫度變化和設定值來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)度，以實(shí)現所需的質(zhì)量流量控制。

三、控制閥原理

在氣體質(zhì)量流量控制器中，控制電路會(huì )不斷檢測傳感器的輸出信號，并與設定值進(jìn)行比較。根據反饋信號和控制算法，控制電路調節閥門(mén)的開(kāi)度，使氣體的質(zhì)量流量達到設定值。

電磁閥在氣體質(zhì)量流量控制器中起關(guān)鍵作用氣體質(zhì)量流量控制器通常包含電磁閥作為執行機構，用于調節氣體的流量。

電磁閥是一種基于電磁原理工作的裝置，可以通過(guò)控制電流來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉閥門(mén)，從而控制氣體的流動(dòng)。在氣體質(zhì)量流量控制器中，電磁閥的作用是根據控制電路的指令，調節閥門(mén)的開(kāi)度，從而控制氣體的質(zhì)量流量。

當控制電路檢測到與設定值不符的質(zhì)量流量時(shí)，它會(huì )發(fā)送信號給電磁閥，導致閥門(mén)打開(kāi)或關(guān)閉，以調整氣體流量。電磁閥的快速響應能力使得氣體質(zhì)量流量控制器能夠實(shí)時(shí)調節和穩定氣體流量，以滿(mǎn)足特定應用的需求。

需要注意的是，具體的氣體質(zhì)量流量控制器型號和設計可能會(huì )有所不同，其中的執行機構也可能不僅限于電磁閥。有些型號可能采用比例閥、脈沖寬度調制（PWM）閥等不同類(lèi)型的閥門(mén)或控制機構來(lái)實(shí)現氣體流量的調節和控制。選擇適合特定應用需求的氣體質(zhì)量流量控制器時(shí)，應注意其所使用的執行機構和其它關(guān)鍵組件的規格和性能。