本申請涉及流量計，特別涉及一種質(zhì)量流量計及質(zhì)量流量控制器。

背景技術(shù)：

1、質(zhì)量流量控制器(mass?flow?controller，簡稱mfc)作為一種測量和控制流體流量的儀器，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、生物制藥、環(huán)保監(jiān)測及其他需要精確控制流體流量的領(lǐng)域。其工作原理基于流體通過傳感器時所引起的熱量變化，流體流量的大小直接影響傳感器溫度，通過監(jiān)測這種溫度變化，可以計算出流體的實時流量。

2、流量傳感器是質(zhì)量流量控制器的關(guān)鍵組成部分，其一般由上游熱敏電阻、下游熱敏電阻、毛細管以及控制電路等組成。其原理是通過加載電流對上游熱敏電阻和下游熱敏電阻加熱，當毛細管內(nèi)無流體流動時，兩個熱敏電阻的加熱功率保持平衡；當毛細管內(nèi)有流體流動時，流體與熱敏電阻之間的熱交換會引起兩個熱敏電阻加熱功率發(fā)生變化，這種變化隨著流體質(zhì)量流量的增加而增大。通過測量熱敏電阻上的電壓，并經(jīng)過控制電路的換算，可以將流體流量轉(zhuǎn)換為電信號，從而實現(xiàn)對質(zhì)量流量的精確測量。

3、如圖1所示，當流量傳感器20的測量管段21與重力方向垂直時，流量傳感器20的測量管段21中的流體被熱敏電阻22加熱到高于主管路30的主流道31中的流體溫度，由于溫度差的存在，流量傳感器20的測量管段21中的流體密度小于主管路30的主流道31中的流體密度。因此，當主管路30的主閥門32處于關(guān)閉位置時，密度梯度將形成并通過重力維持，其中溫度較低且密度較大的流體在主流道31中，而溫度較高且密度較小的流體在流量傳感器20中，無偏差產(chǎn)生。

4、如圖2所示，當流量傳感器20的測量管段21與重力方向平行時，流量傳感器20的測量管段21中的流體將被熱敏電阻22加熱到高于主流道31中的流體溫度。流量傳感器20的測量管段21中的溫度較高且密度較低的流體上升并從流量傳感器20的出口進入到主流道31，該流體被冷卻形成下降氣流；當主管路30的主閥門32處于關(guān)閉位置時，下降氣流經(jīng)流量傳感器20的入口進入流量傳感器20并由熱敏電阻22加熱，因此形成了一個循環(huán)回路。上述由于重力和溫度差異導(dǎo)致的液體或氣體自發(fā)循環(huán)運動的現(xiàn)象稱為熱虹吸現(xiàn)象。

5、由于熱虹吸現(xiàn)象的存在，流量傳感器的電信號通過采集電路，會被檢測并計算處理判定有流動產(chǎn)生，造成流量測量誤差，影響質(zhì)量流量控制器的流量測量精度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請實施例提供了一種質(zhì)量流量計及質(zhì)量流量控制器，以解決流量測量精度較差的問題。

2、本申請的第一方面提出了一種質(zhì)量流量計，包括主管路和流量傳感器，所述主管路具有主流道，所述流量傳感器安裝在所述主管路上；所述流量傳感器包括第一管路、第一上游熱敏電阻、第一下游熱敏電阻、第二管路、第二上游熱敏電阻和第二下游熱敏電阻，所述第一管路的兩端分別連接所述主流道的上游和下游，所述第一管路包括第一測量管段，所述第一上游熱敏電阻和所述第一下游熱敏電阻設(shè)于所述第一測量管段上；所述第二管路的兩端分別連接所述主流道的上游和下游，所述第二管路包括第二測量管段，所述第二上游熱敏電阻和所述第二下游熱敏電阻設(shè)于所述第二測量管段上；其中，所述第一測量管段和所述第二測量管段平行設(shè)置且二者的橫截面積相同，所述第一上游熱敏電阻和所述第一下游熱敏電阻的布置方向與所述第二上游熱敏電阻和所述第二下游熱敏電阻的布置方向相反。

3、本申請實施例提供的質(zhì)量流量計有益效果是：在使用時，主流道內(nèi)的流體分別進入第一管路和第二管路，由于第一管路的第一測量管段和第二管路的第二測量管段平行設(shè)置且二者的橫截面積相同，且第一上游熱敏電阻和第一下游熱敏電阻在第一測量管段上的布置方向與第二上游熱敏電阻和第二下游熱敏電阻在第二測量管段上的布置方向相反，因此，第一管路反饋的測量信號和第二管路反饋的測量信號相加后，兩個測量信號中因熱虹吸效應(yīng)產(chǎn)生的誤差信號正好可以抵消。如果主管路的流量與兩個管路的流量之和的比值為設(shè)定的分流比，則第一管路和第二管路測得的流量值之和即為真實的流量值；如果主管路的流量與其中一個管路的流量的比值為設(shè)定的分流比，則第一管路和第二管路測得的流量值之和的二分之一即為真實的流量值。通過上述設(shè)計，使得質(zhì)量流量計在任意安裝姿態(tài)下均可得到真實的流量值，解決了流量測量精度較差的問題。

4、在一些實施例中，所述第一測量管段和所述第二測量管段均垂直于所述主流道的軸線方向；或者，所述第一測量管段和所述第二測量管段均平行于所述主流道的軸線方向。

5、在一些實施例中，所述主管路上設(shè)有第一上游通道、第一下游通道、第二上游通道和第二下游通道，所述第一管路通過所述第一上游通道和所述第一下游通道連接所述主流道的上游和下游，所述第二管路通過所述第二上游通道和所述第二下游通道連接所述主流道的上游和下游；所述第一上游通道的進口和第二上游通道的進口靠近布置，所述第一下游通道的出口和第二下游通道的出口靠近布置。

6、在一些實施例中，所述第一管路還包括第一上游管段和第一下游管段，所述第一測量管段連接在所述第一上游管段和所述第一下游管段之間，所述第一上游管段連接所述第一上游通道，所述第一下游管段連接所述第一下游通道。

7、在一些實施例中，所述第二管路還包括第二上游管段和第二下游管段，所述第二測量管段連接在所述第二上游管段和所述第二下游管段之間，所述第二上游管段連接所述第二上游通道，所述第二下游管段連接所述第二下游通道。

8、在一些實施例中，所述第一管路和所述第二管路的結(jié)構(gòu)相同。

9、在一些實施例中，所述質(zhì)量流量計還包括設(shè)于所述主流道內(nèi)的層流元件。

10、在一些實施例中，所述第一上游熱敏電阻、所述第一下游熱敏電阻、所述第二上游熱敏電阻以及所述第二下游熱敏電阻中的至少一者為繞組結(jié)構(gòu)。

11、在一些實施例中，所述第一管路和/或所述第二管路為毛細管。

12、本申請的第二方面提出了一種質(zhì)量流量控制器，該質(zhì)量流量控制器包括主閥門和如第一方面所述的質(zhì)量流量計，所述主閥門安裝于所述質(zhì)量流量計的流體出口處。

13、該質(zhì)量流量控制器采用了上述質(zhì)量流量計的任意一個或多個實施例，因而具有上述實施例的有益效果，在此不再一一贅述。

14、上述說明僅是本申請技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本申請的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本申請的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本申請的具體實施方式。

技術(shù)特征：

1.一種質(zhì)量流量計，其特征在于：包括主管路和流量傳感器，所述主管路具有主流道，所述流量傳感器安裝在所述主管路上；所述流量傳感器包括第一管路、第一上游熱敏電阻、第一下游熱敏電阻、第二管路、第二上游熱敏電阻和第二下游熱敏電阻，所述第一管路的兩端分別連接所述主流道的上游和下游，所述第一管路包括第一測量管段，所述第一上游熱敏電阻和所述第一下游熱敏電阻設(shè)于所述第一測量管段上；所述第二管路的兩端分別連接所述主流道的上游和下游，所述第二管路包括第二測量管段，所述第二上游熱敏電阻和所述第二下游熱敏電阻設(shè)于所述第二測量管段上；其中，所述第一測量管段和所述第二測量管段平行設(shè)置且二者的橫截面積相同，所述第一上游熱敏電阻和所述第一下游熱敏電阻的布置方向與所述第二上游熱敏電阻和所述第二下游熱敏電阻的布置方向相反。

2.如權(quán)利要求1所述的質(zhì)量流量計，其特征在于：所述第一測量管段和所述第二測量管段均垂直于所述主流道的軸線方向；或者，所述第一測量管段和所述第二測量管段均平行于所述主流道的軸線方向。

3.如權(quán)利要求1所述的質(zhì)量流量計，其特征在于：所述主管路上設(shè)有第一上游通道、第一下游通道、第二上游通道和第二下游通道，所述第一管路通過所述第一上游通道和所述第一下游通道連接所述主流道的上游和下游，所述第二管路通過所述第二上游通道和所述第二下游通道連接所述主流道的上游和下游；所述第一上游通道的進口和第二上游通道的進口靠近布置，所述第一下游通道的出口和第二下游通道的出口靠近布置。

4.如權(quán)利要求3所述的質(zhì)量流量計，其特征在于：所述第一管路還包括第一上游管段和第一下游管段，所述第一測量管段連接在所述第一上游管段和所述第一下游管段之間，所述第一上游管段連接所述第一上游通道，所述第一下游管段連接所述第一下游通道。

5.如權(quán)利要求3所述的質(zhì)量流量計，其特征在于：所述第二管路還包括第二上游管段和第二下游管段，所述第二測量管段連接在所述第二上游管段和所述第二下游管段之間，所述第二上游管段連接所述第二上游通道，所述第二下游管段連接所述第二下游通道。

6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的質(zhì)量流量計，其特征在于：所述第一管路和所述第二管路的結(jié)構(gòu)相同。

7.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的質(zhì)量流量計，其特征在于：所述質(zhì)量流量計還包括設(shè)于所述主流道內(nèi)的層流元件。

8.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的質(zhì)量流量計，其特征在于：所述第一上游熱敏電阻、所述第一下游熱敏電阻、所述第二上游熱敏電阻以及所述第二下游熱敏電阻中的至少一者為繞組結(jié)構(gòu)。

9.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的質(zhì)量流量計，其特征在于：所述第一管路和/或所述第二管路為毛細管。

10.質(zhì)量流量控制器，其特征在于：包括主閥門和如權(quán)利要求1-9中任一項所述的質(zhì)量流量計，所述主閥門安裝于所述質(zhì)量流量計的流體出口處。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及流量計技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種質(zhì)量流量計及質(zhì)量流量控制器，質(zhì)量流量計包括具有主流道的主管路和流量傳感器，流量傳感器包括第一管路、第一上游熱敏電阻、第一下游熱敏電阻、第二管路、第二上游熱敏電阻和第二下游熱敏電阻，第一管路包括第一測量管段，第一上游熱敏電阻和第一下游熱敏電阻設(shè)于第一測量管段上；第二管路包括第二測量管段，第二上游熱敏電阻和第二下游熱敏電阻設(shè)于第二測量管段上；第一測量管段和第二測量管段平行設(shè)置，第一上游熱敏電阻和第一下游熱敏電阻的布置方向與第二上游熱敏電阻和第二下游熱敏電阻的布置方向相反。這樣設(shè)計，使得質(zhì)量流量計在任意安裝姿態(tài)下均可得到真實的流量值，解決了流量測量精度差的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：孫彬軒,劉華,陳嘉輝,程威
受保護的技術(shù)使用者：深圳藍動精密有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240719
技術(shù)公布日：2025/5/19