本申請屬于流量測量，具體涉及一種流量測量裝置及質(zhì)量流量控制器。

背景技術(shù)：

1、質(zhì)量流量控制器(mass?flow?controller,mfc)是一種用于精確控制和測量氣體流量的裝置，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、化工、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域。在這些應(yīng)用中，流量的精確控制和測量至關(guān)重要，因為氣體流量的微小變化可能會影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、質(zhì)量流量控制器通常采用固定分流比的方式，質(zhì)量流量控制器的量程固定；在測量系統(tǒng)中，部分氣體直接通過主管道，另一部分氣體經(jīng)過流量傳感器，這兩部分氣體流量的比值即為分流比。固定分流比在設(shè)計時是基于預(yù)期的流量范圍和流量傳感器的最佳工作范圍來設(shè)定的，因此，當(dāng)實際流量需求發(fā)生顯著變化時，例如從低流量到高流量，固定分流比無法適應(yīng)新的流量條件，導(dǎo)致流量傳感器接收到的氣體流量要么過大要么過小，超出其最佳工作范圍；流量傳感器的測量精度和響應(yīng)速度都會受到影響，進而影響質(zhì)量流量控制器的性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例的目的在于提供一種流量測量裝置及質(zhì)量流量控制器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的采用固定分流比導(dǎo)致流量傳感器的測量精度和響應(yīng)速度受到影響以及質(zhì)量流量控制器的量程固定的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，第一方面，本申請實施例提供一種流量測量裝置，包括：主管道，用于輸送流體；流量傳感器，用于測量流體的流量，流量傳感器包括與主管道連接的入口管段與出口管段，入口管段與出口管段沿流體的流動方向在主管道上依次設(shè)置；層流元件，設(shè)于主管道內(nèi)，層流元件設(shè)于入口管段與出口管段之間；流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)，設(shè)于主管道內(nèi)并位于入口管段與層流元件之間；控制模塊，用于控制流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)主管道在入口管段與層流元件之間的流阻。

3、本實施例的有益效果為：設(shè)置控制模塊與流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)能夠調(diào)節(jié)主管道在入口管段與層流元件之間的流阻，能夠調(diào)節(jié)此段主管道中所能流經(jīng)氣體的最大流量，進而能夠改變流量測量裝置中所能流經(jīng)氣體的最大流量，調(diào)節(jié)流量測量裝置的量程。

4、在一些實施例中，流量傳感器用于將測量的流量信息傳輸至控制模塊，控制模塊內(nèi)預(yù)設(shè)有流量下限和流量上限，控制模塊用于在流體流量低于流量下限時控制流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)增大主管道的流阻，在流體流量高于流量上限時控制流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)減小主管道的流阻。

5、本實施例的有益效果為：通過流量傳感器感測測量的流量信息，在流量較小時增大主管道的流阻能夠減小流入流量傳感器和層流元件的流體總流量，減小流量測量裝置的量程；在流量較大時減小主管道的流阻能夠增大流入流量傳感器和層流元件的流體總流量，增大流量測量裝置的量程，因此，控制模塊根據(jù)流量信息控制流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)主管道的流阻，能夠使流量測量裝置的量程自動適用于不同流量的流體，提高測量的準確度。

6、在一些實施例中，流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)包括壓電陶瓷組件，壓電陶瓷組件包括至少兩個層疊設(shè)置的壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的層疊方向與主管道內(nèi)的流體流動方向呈夾角設(shè)置，控制模塊用于控制壓電陶瓷片的體積增大或減小，以控制主管道的流阻增大或減小。

7、本實施例的有益效果為：通過控制模塊能夠控制壓電陶瓷組件的體積，能夠改變主管道在壓電陶瓷組件處的通流面積和流阻；而且壓電陶瓷組件的體積變化能夠精準控制，進而能夠精準控制主管道流阻的變化，精準控制流量測量裝置的量程，以提高氣體流量測量的精準度。

8、在一些實施例中，流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)還包括支撐件，支撐件連接于主管道內(nèi)，支撐件中設(shè)有通孔，壓電陶瓷組件設(shè)于通孔內(nèi)，壓電陶瓷組件沿層疊方向的一端連接于通孔的孔壁。

9、本實施例的有益效果為：將壓電陶瓷組件設(shè)于支撐件的通孔中，通過支撐件方便將壓電陶瓷組件固定在主管道中。

10、在一些實施例中，通孔為沿主管道內(nèi)的流體流動方向延伸的矩形孔，壓電陶瓷組件連接于通孔的任意內(nèi)表面。

11、本實施例的有益效果為：將壓電陶瓷組件連接在矩形通孔的平面上，在沿壓電陶瓷組件的堆疊方向上，壓電陶瓷組件與通孔的表面之間的間隙更加均勻，使氣體在流經(jīng)壓電陶瓷組件的位置時分布更加均勻。

12、在一些實施例中，層流元件與支撐件間隔設(shè)置。

13、本實施例的有益效果為：間隔設(shè)置支撐件與層流元件，能夠使流經(jīng)壓電陶瓷組件的氣體在流出通孔后先在主管道內(nèi)分散，然后進入層流元件，使氣體在層流元件中分布的更加均勻，氣體流動狀態(tài)更加穩(wěn)定。

14、在一些實施例中，流量測量裝置還包括設(shè)于主管道內(nèi)的第一套筒，第一套筒沿所主管道內(nèi)的流體流動方向延伸，第一套筒設(shè)于支撐件與層流元件之間，以將支撐件與層流元件隔開。

15、本實施例的有益效果為：設(shè)置第一套筒分隔支撐件與層流元件，使第一套筒沿長度方向的兩端能夠分別對支撐件和層流元件定位，方便安裝。

16、在一些實施例中，流量測量裝置還包括設(shè)于主管道內(nèi)的第二套筒，第二套筒設(shè)于支撐件背離層流元件的一側(cè)，以限制支撐件沿主管道內(nèi)的流體流動方向的位置。

17、本實施例的有益效果為：設(shè)置第二套筒能夠?qū)χ渭畴x第一套筒的一端進行定位，方便將支撐件固定在主管道內(nèi)的預(yù)設(shè)位置。

18、在一些實施例中，流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)還包括伸縮管，壓電陶瓷組件設(shè)于伸縮管內(nèi)，伸縮管沿壓電陶瓷組件的層疊方向延伸，伸縮管沿長度方向的一端與通孔的孔壁密封連接，伸縮管的另一端與壓電陶瓷組件遠離通孔的孔壁的一端密封連接。

19、本實施例的有益效果為：將壓電陶瓷組件設(shè)于伸縮管內(nèi)，能夠使氣體與壓電陶瓷組件隔離，減少被測氣體對壓電陶瓷組件的腐蝕，減少壓電陶瓷組件揮發(fā)的氣體對被測氣體的影響，保證主管道的潔凈度；伸縮管沿壓電陶瓷組件的長度方向延伸，使伸縮管能夠與壓電陶瓷組件的伸縮方向一致，使壓電陶瓷組件能夠帶動伸縮管伸縮，進而改變主管道在伸縮管位置的流阻。

20、第二方面，本申請實施例還提供一種質(zhì)量流量控制器，包括第一方面實施例中任一項的流量測量裝置；質(zhì)量流量控制器還包括閥門和控制裝置，閥門連接于主管道，控制裝置用于根據(jù)流量傳感器測量的流量信息調(diào)節(jié)閥門的開度，以調(diào)節(jié)主管道內(nèi)流體的流量。

21、本實施例的有益效果為：質(zhì)量流量控制器包括上述流量測量裝置，能夠調(diào)整質(zhì)量流量控制器的量程，使質(zhì)量流量控制器對于不同流量的氣體均能保持較高的控制精度。

技術(shù)特征：

1.一種流量測量裝置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于，所述流量傳感器用于將測量的流量信息傳輸至所述控制模塊；

3.如權(quán)利要求1所述的流量測量裝置，其特征在于，所述流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)包括壓電陶瓷組件，所述壓電陶瓷組件包括至少兩個層疊設(shè)置的壓電陶瓷片，所述壓電陶瓷片的層疊方向與所述主管道內(nèi)的流體流動方向呈夾角設(shè)置，所述控制模塊用于控制所述壓電陶瓷片的體積增大或減小，以控制所述主管道的流阻增大或減小。

4.如權(quán)利要求3所述的流量測量裝置，其特征在于，所述流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)還包括支撐件，所述支撐件連接于所述主管道內(nèi)，所述支撐件中設(shè)有通孔，所述壓電陶瓷組件設(shè)于所述通孔內(nèi)，所述壓電陶瓷組件沿層疊方向的一端連接于所述通孔的孔壁。

5.如權(quán)利要求4所述的流量測量裝置，其特征在于，所述通孔為沿所述主管道內(nèi)的流體流動方向延伸的矩形孔，所述壓電陶瓷組件連接于所述通孔的任意內(nèi)表面。

6.如權(quán)利要求4所述的流量測量裝置，其特征在于，所述層流元件與所述支撐件間隔設(shè)置。

7.如權(quán)利要求6所述的流量測量裝置，其特征在于，所述流量測量裝置還包括設(shè)于所述主管道內(nèi)的第一套筒，所述第一套筒沿所主管道內(nèi)的流體流動方向延伸，所述第一套筒設(shè)于所述支撐件與所述層流元件之間，以將所述支撐件與所述層流元件隔開。

8.如權(quán)利要求7所述的流量測量裝置，其特征在于，所述流量測量裝置還包括設(shè)于所述主管道內(nèi)的第二套筒，所述第二套筒設(shè)于所述支撐件背離所述層流元件的一側(cè)，以限制所述支撐件沿所述主管道內(nèi)的流體流動方向的位置。

9.如權(quán)利要求4所述的流量測量裝置，其特征在于，所述流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)還包括伸縮管，所述壓電陶瓷組件設(shè)于所述伸縮管內(nèi)，所述伸縮管沿所述壓電陶瓷組件的層疊方向延伸，所述伸縮管沿長度方向的一端與所述通孔的孔壁密封連接，所述伸縮管的另一端與所述壓電陶瓷組件遠離所述通孔的孔壁的一端密封連接。

10.一種質(zhì)量流量控制器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9中任一項所述的流量測量裝置；

技術(shù)總結(jié)
本申請屬于流量測量技術(shù)領(lǐng)域，公開一種流量測量裝置及質(zhì)量流量控制器；其中，流量測量裝置包括：主管道，用于輸送流體；流量傳感器，用于測量流體的流量，流量傳感器包括與主管道連接的入口管段與出口管段，入口管段與出口管段沿流體的流動方向在主管道上依次設(shè)置；層流元件，設(shè)于主管道內(nèi)，層流元件設(shè)于入口管段與出口管段之間；流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)，設(shè)于主管道內(nèi)并位于入口管段與層流元件之間；控制模塊，用于控制流阻調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)主管道在入口管段與層流元件之間的流阻；本申請能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的采用固定分流比導(dǎo)致流量傳感器的測量精度和響應(yīng)速度受到影響以及質(zhì)量流量控制器的量程固定的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：楊志成,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：20240806
技術(shù)公布日：2025/5/19