氣體質(zhì)量控制器（MFC，Mass Flow Controller）是一種用于精確控制氣體流量的儀器。它可以按照設(shè)定的流量值，自動調(diào)節(jié)氣體的流量，廣泛應用于半導體制造、化學化工、材料科學、生物制藥等眾多領(lǐng)域，尤其在對氣體流量精度要求較高的實驗和工業(yè)生產(chǎn)過程中起著至關(guān)重要的作用。

工作原理

流量測量原理

氣體質(zhì)量控制器主要基于熱式原理進行流量測量。在傳感器的管道內(nèi)，有一個加熱元件和兩個溫度傳感器（位于加熱元件的上下游）。當氣體流過管道時，會帶走加熱元件產(chǎn)生的熱量。根據(jù)熱量傳遞的原理，氣體流量與帶走的熱量存在一定的關(guān)系。

具體來說，在沒有氣體流動時，上下游的溫度傳感器檢測到的溫度差為零。當有氣體流動時，上游溫度傳感器檢測到的溫度會比下游的高，因為氣體在流經(jīng)加熱元件后，將熱量帶到下游，導致下游溫度升高。流量越大，帶走的熱量越多，上下游溫度差就越大。通過測量這個溫度差，并結(jié)合儀器預先校準的流量 - 溫度差曲線，就可以精確地計算出氣體的流量。

流量控制原理

氣體質(zhì)量控制器在測量出氣體流量后，會將測量值與設(shè)定值進行比較。如果測量值與設(shè)定值不一致，控制器會通過調(diào)節(jié)閥門的開度來改變氣體流量。

閥門通常是一個比例電磁閥或電動閥。例如，當測量到的流量低于設(shè)定值時，控制器會發(fā)出信號使閥門開度增大，讓更多的氣體通過；反之，當測量到的流量高于設(shè)定值時，控制器會使閥門開度減小，從而減少氣體流量。這個調(diào)節(jié)過程是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，會不斷地進行測量、比較和調(diào)節(jié)，直到氣體流量達到設(shè)定值并保持穩(wěn)定。

通過這種方式，氣體質(zhì)量控制器能夠精確地控制氣體的質(zhì)量流量，滿足各種實驗和生產(chǎn)過程對氣體流量控制的要求。