热式质量流量计又称量热式质量流量计,是用于各种气体的质量流量测量的仪表。热式质量流量计的基本原理是利用外热源对被测流体加热、景因流体流动造成的温度差变化来反应气体质量流量。随着科学技术的不断发展,热式质量流量计热式质量控制器(简称 MFM/MFC),在科研和生产的者多场合得到了广泛应用。在使用中,由于用户选用不当或使用不规范。经常使较髙价格购进的质量流仪表,不能发挥应有的计量、测控效果。这样一来。不仅影响了正常的科研和生产,而且给企业造成了较大的损失,为此,我们将多年来对气体质量流量计的选择、使用和维修工作的经验进行总结和介绍,供同行参考。关于热式质量流计(控制器),国内外产品较多,型号规格也各不相同,但结构原理基本相同,使用维修大体相似,因此,本文以北京建中机器厂生产的热式质量流量计(控制器)为例,介绍如下
1.热式质量流量计(控制器)的选择
1.1选择合适的流计类型
热式质量流量计/热式质量流量控制器,国内已开发应用几十年,现已标准化,系列化。就北京建中机器厂生产的品种而言,很有代表性,有普通型、高精度型、高压力型、大流量型、微小流量型、快响应型和国际标准式等多种规格,使用中选用那种规格为宜,用户可根据生产工艺和科研条件的实际需求,灵活选用。
1.2选择质量流量计还是质量流量控制器
热式质量流量计是一种精确量气体质量流量的似表,具有无活动部件,压力损失小,无需温度枓偿,易与累积式仪表、数据自动记录仪及计算机相连,实现自动累积、记录和计算机控制等特点。使用中,如果只儒对流量进行控制时,可选用热式质量流量控制器,它可以自动控制气体流量,并使其保持在用户设定的流量值上。
1.3选择正确的流程。
由于工艺系统和科研过程中要的介质流量单位各不相同而热式质量流量计的提供的量程,都是指标准状态下,
即温度为0℃,气压为101325Pa(760mmHg)下每分钟标准毫升或每分钟标准升的氨气流量,所以如何选择正确的流量量程是至关重要的,另外,仪表量程选择不当,也保证不了应有的测量精度。流量量程选择的一般步如下
第一步:将工艺过程中要求的流量换算成标准状态下的质量流量。
第二步:参照厂家提供的质量流量转换系数,将你所要求的气体质量流量换算成与氯气(标定气体)等价的质量流量。
第三步:参照厂家提供的各种产品规格标准量程,选标権量程产品,使得要求的实际流量值低于或等于选用仪表量程的三分之二,而大于选用仪表量程的三分之一为宜。
1.4选择正确的工作压力指标
热式质量流量计工作压力一般在1-10Mpa范围内,选用时,系统工作压力不得高于仪表的额定工作压力。另外为了保证仪表应有的控精度,仪表进气端和出气端之间的压差须保持在仪表允许的范围内。对于北京某机器厂生产的热式质量流量计,一般为0.05-0.3Mpa
1.5选择适当的内部分流量形式
目前国内外应用的热式质量流量计分流器形式有三种,分别是管状式、锥体式和粉末治金式。这三种形式各有其特点,第一种不易堵塞,使用寿命长,第二,三种结构、分流效果好.但容易发生堵塞。所以,选用时,应根据被测介质的物理特性,合理选择质量流量计的分流器形式。
1.6选择合适的精度指标
就质量流量计而言,仪表的精度指标,主要是指显示梢庋、线性度和重复精度,其中重复橢度在很多应用场合尤为重要,因此,精度指标选用要和实际使用要求相一致不能过高要求。另外,仪表的精度越高,价格也越费,选用时也应当酌情考虑。
1.7选怿合适的响应时间
由热式质量流量计原理可知,其核心部件,流量传感器是采用毛细管传热温差量热法测量气体质量流量的,具有温度、压力自动补陰特性、但系统滞后较大,因此,产品系列中的响应时间一般较大,有1~-10秒不同的规格产品,选用时,可根据工艺系统对质量流量计的实际需求来选用。必要时也可选用快响应型质量流量计,响应时间可做到1秒钟左右。
1.8选合适的流量显示单位
热式质量流量计的流量显示单位有三种形式,分别是百分比显示、每分钟标准毫升( SCCM)和每分钟标准升(SLM)。选用时根据工要求和使用习惯选。选择百分比显示时,即将 MFM/MFC的流量质量值按其占满量程的百分比来显示,这种方法通用性好,可配用不同量程的MFM/MFC,但不直观,选择SCCM和SLM显示方式时,显示值即为实际的质量流量,显示直观,符合习惯,但选择的仪表量程应进行严格的计算和换算。
2.热式质量流量计(控制器)的使用
热式质量流量计(控制器)测挖系统,一般要求配套安装,安装完成后,应通入氮气(或压缩风)试密和试漏,在试密、试漏合格的情况下,再启用质量流计(控制器)的测控系统。系统启用步聚一般按下列步骤进行
2.1系统启用
(1)将阅开关置于“关闭”位置,“内外”设定开关置于内”,将设定流量置零,打开电源,预热半小时。
(2)打开气源开关,将开关置于“控”位置,并将设定流量值调到的流量,则实际流量应跟琮设定值而改变,直至达到设定值稳定下来,仪器即进入正常控状态。
2.2系统停用
系统的停用步骤同启用过程相反,即先关闭气开关,然后再关闭电源。
3.热式质量流流计(控制器)使用中注意事项
(1)仪表使用时,使用环境应满足说明书中规定的环境条件和使用拢术规定,流ZUI大值应在所选仪表程的规定范围内。
(2)为了保证 MFM/MFC可缘工作和维护使用方便,仪表使用时应配套安装适当截止、过滤器,干燥器、单向、减压器和背压等。
(3)由于该仪表容易发生堵塞现象,所以使用中要经常启用“清洗”过程和定期清洗配套过滤器。
(4)使用中进行“清洗”操作时,“清洗”结東,不要直接转入“阀控”位,应先置于“关闭位覺,然后,再转至“控”位。
(5)对于反应系统,建议在 MFM/MFC入口处加装过滤器,出口端加装单向層,以防止异常情况发生时,液体反应物倒流至仪表内使其损坏。
(6)对于常压系统,一般选择减压器和过滤器与其配套,以便保证仪表可运行和控精度。
(7)对于高压系统,应在 MFM//MFC的上游加装减压阀、过滤器,下游加装背压阌(或其他节流装)及压力表,以便保证 MFM/MFC应有的工作压差。
(8)对于硅烷这样的遇空气易形成结晶的气体,应特別注意系统的密闭性(检漏时,不要忽视减压器),必要时设计上吹洗旁路,以便进行氮气吹洗或正压保待。
(9)对有高频源的系统,应注意屏慧,并做好接地,一般选择单点接地为宜。
(10)对于高真空系统,应尽量减少气略接头,对须有的接头,要严格密封或采用VCR等接头
(11)对于 MFM/MFC的安装位置,应尽景选择水平位置、并且安装面要水平、安装位置要易于装卸、检、调零。安装时要尽量避免受到撞击,安装固定要安全可靠。
(12)使用中,如果工艺系统复杂或使用特殊气体,仪表的测控系统启用应建立专用的操作规程。
(13)使用中若发现仪表零点偏移时、可通过外罩上的调零孔调整,也可揭开外罩调整,但量程调整电位器不得轻易调整。
4.热式质量流量计(控制器)常见故障
(1)故障现象:开机后无气流流过
可能原因:气源未开,气路不通阀控开关关闭;无设定信号:过滤器堵塞;调节阌故障;电路故障
处理办法:接通气源,开通气路:将阙控开关置于“阀控”或“清洗”位;检査设定电位器和“内、外”设定开关状态;更换或清洗过滤器;更换或修理调节阀;送厂家修理
(2)故障现象:开机后数显表不显示
可能原因:电源断路或电源开关损坏;仪表中保险丝烧断;数显表损坏,
处理力法:检查和修理供电回路和电源开关;更换保险丝;修理或更换数显表
(3)故障现象:在门“关闭”后仍有较大流量流过
可能原因:入口气压过高。气压差超过额定值;门损坏或污染调节阌损坏。
处理办法;适当降低総入气压、更换或清洗阌门;换密封件;修理或更换调节阙
(4)故障现象:流量显示不能达到满量程额定值
可能原因:气压降低于额定值;通道堵塞;电路故障
处理办法;提高入口气压,清洗和流通相应通道,送厂家修理。
(5)故障现象:气流控制不稳定,有较大波动
可能原因:气流压强太低,不稳定;气略系统气:电路板接插件松动;电路或调节阌故障。
处理办法:提高气源压力,稳定气源;查出泄处,予以紧固;重新接插仪表内连接头,接插件;送厂家修理。
(6)故障现象:显示流量和实际流量不相符
可能原因:显示器量程或单位与控制器不匹配;控制、测量通道被污染;流量计零点有较大漂移,不稳定。
处理办法:更换配套的显示器;清洗测量、控制通道更换传器或送厂家修理。
(7)故障现象:设定为零时仍有流量流过
可能原因:调节阌滑气:流量计零点偏负。
处理办法:修理或更换调节個;重新调整流量词零点。
(8)故障现象:通道中有流量而显示上不去或显示零
可能原因:传器故障;电路故障
处理办法:更换传感器或送厂家修理。