什么是毛細(xì)管熱質(zhì)量流量計或控制器？

毛細(xì)管熱質(zhì)量流量計直接測量較低流量范圍內(nèi)的清潔氣體和混合氣體的質(zhì)量流量。毛細(xì)管熱質(zhì)量流量控制器將一個整體安裝的流量控制閥添加到質(zhì)量流量計的流量體中，并同時監(jiān)控質(zhì)量流量并將其控制為等于用戶選擇的設(shè)定值。

毛細(xì)管熱質(zhì)量流量計和控制器的歷史

毛細(xì)管熱質(zhì)量流量計和控制器于1960年代初首次商業(yè)化。航天工業(yè)是最早的用戶之一，但是不久之后，制造固態(tài)半導(dǎo)體器件的工業(yè)就意識到了它們的用處。當(dāng)集成電路半導(dǎo)體器件開始其漫長而持續(xù)的非凡增長時期時，毛細(xì)管熱質(zhì)量流量控制器的市場也隨之增長。在1970年代和1980年代，一般行業(yè)認(rèn)識到在許多應(yīng)用中使用毛細(xì)管質(zhì)量流量計和控制器的優(yōu)勢，以及一些新公司為服務(wù)這個不斷增長的市場而成立。準(zhǔn)確性，緊湊性，可靠性和成本效益的優(yōu)勢繼續(xù)使毛細(xì)管熱儀成為監(jiān)測和控制一般工業(yè)和半導(dǎo)體器件制造中較小的清潔氣體質(zhì)量流量的選擇。

其主要優(yōu)點及其突出的原因是，毛細(xì)管熱儀直接測量質(zhì)量流量，而不是例如體積流量。這很重要，因為大多數(shù)行業(yè)都需要測量和控制進(jìn)入其工藝的氣體的分子流量（即質(zhì)量）。

直接質(zhì)量流量計的類型和應(yīng)用

圖1：質(zhì)量流量計的分類

可直接測量流體質(zhì)量流量的流量計有兩種：科里奧利質(zhì)量流量計和熱質(zhì)量流量計。科里奧利質(zhì)量流量計直接測量大多數(shù)液體（包括液體和氣體）的質(zhì)量流量，并且不需要了解液體的特性或組成。熱質(zhì)量流量計直接測量氣體的質(zhì)量流量，并且確實需要了解其成分。科里奧利質(zhì)量流量計具有高精度，高壓降，最適合液體使用且相對昂貴的特點。熱質(zhì)量流量計具有中等到高精度，低壓降，與氣體配合使用的最佳性能，并且相對便宜。

就本博客系列而言，我們將重點介紹熱質(zhì)量流量計。特別是毛細(xì)管流量計和控制器。毛細(xì)管熱質(zhì)量流量計和控制器具有兩個廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域：通用工業(yè)和實驗室應(yīng)用以及半導(dǎo)體制造和其他高純度真空工藝。與大多數(shù)MFM相比，制造出的MFC數(shù)量更多，因為大多數(shù)用戶希望在其過程中控制氣體的質(zhì)量流量，而不是僅僅監(jiān)視它。毛細(xì)管熱式MFC提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，可控制氣體的流動，因為它們結(jié)構(gòu)緊湊，僅需穿透生產(chǎn)線一條，并具有內(nèi)置的優(yōu)化控制系統(tǒng)。

工作原理：毛細(xì)管質(zhì)量流量計和控制器如何工作

圖2：典型的通用質(zhì)量流量控制器

對于本博客中介紹的毛細(xì)管型熱質(zhì)量流量計（MFM），流進(jìn)入流體并分成兩個內(nèi)部流路。一個路徑流經(jīng)加熱的毛細(xì)管傳感器管，該管的直徑較小且長度較長。流動體內(nèi)的第二條平行路徑通過分流旁路，該分流旁路由層流元件組成，該層流元件將傳感器管周圍的大部分流體分流。通過旁路和傳感器管的流量之比是恒定的。毛細(xì)管傳感器管通過氣體的熱容量來測量其內(nèi)部質(zhì)量流量，氣體的熱量將熱量從上游電阻溫度檢測器繞組帶到下游繞組，二者都在傳感器管的外部。

毛細(xì)管熱質(zhì)量流量控制器（MFC）在MFM的流量體上增加了一個整體安裝的流量控制閥，并且可以監(jiān)視質(zhì)量流量并將其控制為等于用戶遠(yuǎn)程或遠(yuǎn)程選擇的設(shè)定值在MFC本身上。要了解有關(guān)毛細(xì)管熱質(zhì)量流量控制器和儀表技術(shù)的更多信息，請觀看此視頻，該視頻通過典型的毛細(xì)管熱流量控制器跟蹤氣體分子。