卡洛斯莫布琅轲锶特（Bronkhorst）EL-FLOW系列气体流量计工作原理

EL-FLOW金属密封系列是布琅轲锶特专为高纯度气体应用设计的质量流量计和控制器，其工作原理基于热式质量流量传感与闭环控制。气体流经传感器毛细管时，加热元件产生的热量被流动气体带走，上下游温差与质量流量成正比，测量电路将温差转换为电信号。微处理器将测量值与设定值比较，通过PID算法驱动金属密封控制阀调节开度。该系列采用全金属外部密封结构，无弹性体密封圈，过流部件电抛光，无尘组装，具有无零飘、高精度、高重复性特点。支持多气体多范围功能，可通过软件现场配置，适配多种数字通信协议，适用于半导体产业及高纯度气体场合。

EL-FLOW金属密封系列质量流量计和控制器的工作原理可以分解为热式质量流量传感机制、全金属密封与高纯结构、闭环控制与金属密封阀、多气体多范围与数字通信，以及无零飘与高稳定性五个核心环节。

**，热式质量流量传感机制。EL-FLOW金属密封系列采用热式质量流量测量原理。气体从入口进入仪表后，一部分气体流经传感器内部的毛细管，另一部分流经主通道。毛细管上绕有加**圈和两个温度传感器，分别位于加热点的上下游。加**圈对毛细管中部进行加热，当气体流动时，流动气体将热量从上游带向下游，导致上下游之间产生温差。该温差与气体的质量流量成正比，且不受气体压力和温度变化的影响，因为热式原理直接测量质量流量。测量电路将温差转换为电信号，经放大和模数转换后由微处理器处理，得出标准状态下的体积流量或质量流量。该系列*小流量范围为零点一二至六毫升每分钟，*大流量范围为一至五十升每分钟，覆盖微小流量到中等流量。

**，全金属密封与高纯结构。EL-FLOW金属密封系列的核心特征在于其全金属外部密封结构。传统质量流量计通常使用弹性体密封圈，如橡胶或氟橡胶，这些材料在高纯度气体环境中可能释放出微量有机物或颗粒，污染工艺气体。EL-FLOW金属密封系列取消了所有弹性体密封圈，采用金属对金属的密封方式，可进行重复密封。过流部件采用电抛光处理，表面粗糙度极低，减少了气体吸附和颗粒附着。仪表在洁净室环境中组装，避免外界污染。表体使用四分之一英寸VCR连接，这是半导体行业标准的高纯气体连接方式，确保连接处无泄漏和污染。这些设计使EL-FLOW金属密封系列适合半导体制造中的刻蚀、薄膜沉积、离子注入等对气体纯度要求的工艺。

第三，闭环控制与金属密封阀。EL-FLOW金属密封系列质量流量控制器同样采用全金属密封结构。控制阀为金属密封阀，无弹性体部件，确保与高纯气体兼容。当控制器工作时，微处理器将流量传感器测得的实际值与用户设定值进行比较，计算出偏差。根据偏差大小和变化趋势，微处理器通过PID算法输出控制信号，驱动控制阀的执行机构，调节阀芯开度，从而改变通过阀门的流量。该系列控制阀响应快速，调节**，能够稳定地维持设定流量。压力等级方面，F-111CM质量流量计为一百巴，F-201CM质量流量控制器为六十四巴。这种闭环控制确保实际流量快速、稳定地跟踪设定值，实现**的流量控制。

第四，多气体多范围与数字通信。EL-FLOW金属密封系列具有多气体多范围功能，为原始设备制造商提供可选的灵活性以及高效率工艺。用户可通过布琅轲锶特提供的免费且便于操作的配置软件，在现场重新调整和设置测量仪表，改变流量范围或气体类型，无需将仪表返回工厂重新校准。这节省了安装或卸装的时间以及费用。仪表配有数字I/O，支持模拟通讯和数字通信，可与多种集成接口连接，包括DeviceNet、PROFIBUS DP、Modbus、EtherCAT或FLOW-BUS等。这种多总线设计使仪表能够方便地接入不同品牌的PLC、DCS或SCADA系统，实现远程设定、数据采集和集中监控。

第五，无零飘与高稳定性。EL-FLOW金属密封系列具有无零飘特性，不需要零点自动调整电路。传统热式质量流量传感器在使用过程中可能因环境温度变化、弹性体老化或气体吸附等原因产生零点漂移，需要定期进行零点校准。EL-FLOW金属密封系列由于采用全金属密封结构和电抛光过流部件，传感器不受弹性体放气或吸附影响，零点极其稳定。该系列标准精度为百分之零点五读数加百分之零点一满量程，重复性高。高精度和高重复性使其适合需要长期稳定运行的半导体工艺和**分析仪器。该系列适用于高纯度气体应用，包括半导体产业、高纯度气体运用场合、气体分析、燃料电池技术等。

型号列表：EL-FLOW金属密封系列包括质量流量计F-111CM，*小流量范围零点一二至六毫升每分钟，*大流量范围一至五十升每分钟，压力等级一百巴，金属外部密封，洁净室组装。质量流量控制器F-201CM，*小流量范围零点一二至六毫升每分钟，*大流量范围一至五十升每分钟，压力等级六十四巴，金属外部密封，洁净室组装。该系列具有多气体多范围功能，模拟通讯和数字I/O，支持DeviceNet、PROFIBUS DP、Modbus、EtherCAT或FLOW-BUS等接口，无零飘，高精度，高重复性。