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质量流量控制器

阅读：592发布：2021-02-26

IPRDB可以提供质量流量控制器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种质量流量控制器，包括：阀体；传感器，与所述阀体相连，用于检测流经所述阀体的流体的流量；主控制器，与所述传感器连接，用于控制流经所述阀体的流体的流量；微处理器，与所述主控制器和传感器连接，用于对所述质量流量控制器进行零点补偿。在本实用新型提供的质量流量控制器中，增设了微处理器，通过所述微处理器检测零流量状态下的零点漂移电压，并根据所述零点漂移电压计算零点漂移的补偿值，从而实现自动补偿。，下面是质量流量控制器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种质量流量控制器，其特征在于，包括：

阀体；

传感器，与所述阀体相连，用于检测流经所述阀体的流体的流量；

主控制器，与所述传感器连接，用于控制流经所述阀体的流体的流量；

微处理器，与所述主控制器和传感器连接，用于对所述质量流量控制器进行零点补偿。

2.如权利要求1所述的质量流量控制器，其特征在于，所述阀体包括主阀和分流器，所述分流器具有分流入口和分流出口，所述分流器通过所述分流入口和分流出口与所述阀体贯通。

3.如权利要求2所述的质量流量控制器，其特征在于，还包括：计时器、第一阀门和第二阀门；所述第一阀门和第二阀门分别设置于所述传感器的两端，用于控制流经所述传感器的流量；所述微处理器通过计时器控制所述第一阀门和第二阀门，所述计时器用于设定零点漂移电压的采集频率。

4.如权利要求3所述的质量流量控制器，其特征在于，所述第一阀门和第二阀门分别位于所述分流入口和分流出口。

5.如权利要求1所述的质量流量控制器，其特征在于，还包括零点漂移自动补偿超限报警装置，所述零点漂移自动补偿超限报警装置与所述微处理器连接，所述零点漂移自动补偿超限报警装置根据所述主控制器发出的控制指令进行报警。

6.如权利要求1所述的质量流量控制器，其特征在于，还包括手动零点校正电路，所述手动零点校正电路与所述微处理器连接，用于实现零点漂移的手动补偿。

7.如权利要求1所述的质量流量控制器，其特征在于，还包括一调节阀，所述调节阀与所述阀体相连，用于调节流出所述阀体的流量。

说明书全文

质量流量控制器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及气体流量监控技术领域，特别涉及一种质量流量控制器。

背景技术

[0002] 质量流量控制器(Mass Flow Controller，简称MFC)是一种能够直接对气体或液体的质量流量进行精确测量和控制的器件，具有精度高、重复性好等优点。因此，广泛用于半导体、石油化工、冶金、制药等领域。

[0003] 在半导体工业中，许多制造工序都需要使用反应气体，例如离子蚀刻﹑气相淀积等制造工艺。将各种反应气体供给到半导体机台时需要控制反应气体的流量，因此在各种反应气体的供给流路中都分别设置有质量流量控制器。

[0004] 在实际使用过程中发现，现有的质量流量控制器存在零点漂移(Zero Point shift)问题，零点漂移会影响重复性，导致测量值不准确，进而影响质量流量控制器的精度。具体地说，在半导体制造工艺中，质量流量控制器出现零点漂移会造成气体流量偏差，进而导致薄膜(Film)的成分和结构的改变，影响半导体器件的性能，甚至造成产品良率下降。

[0005] 引起质量流量控制器零点漂移的原因很多，例如工作温度过高、器件线路老化、反应气体中含有固体异物或传感器(Sensor)本身的热漂移等，都会使所述质量流量控制器的零点产生漂移。

[0006] 由于现有的质量流量控制器无法自动反馈零点漂移的数据信号，因此目前只能通过设备点检以收集零点漂移的数据或确认所述质量流量控制器的使用时间，根据设备点检情况确定是否需要进行手动调整对零点漂移进行补偿。采用这种人工监控方式比较费时，而且零点漂移无法得到及时补偿。因此，无法有效地防止零点漂移的发生。实用新型内容

[0007] 本实用新型的目的在于提供一种质量流量控制器，以解决现有技术中质量流量控制器发生零点漂移无法及时得到补偿而影响其重复性的问题。

[0008] 为解决上述问题，本实用新型提供一种质量流量控制器，所述质量流量控制器包括：

[0009] 阀体；

[0010] 传感器，与所述阀体相连，用于检测流经所述阀体的流体的流量；

[0011] 主控制器，与所述传感器连接，用于控制流经所述阀体的流体的流量；

[0012] 微处理器，与所述主控制器和传感器连接，用于对所述质量流量控制器进行零点补偿。

[0013] 可选的，在所述的质量流量控制器中，所述阀体包括主阀和分流器，所述分流器具有分流入口和分流出口，所述分流器通过所述分流入口和分流出口与所述阀体贯通。

[0014] 可选的，在所述的质量流量控制器中，还包括：计时器、第一阀门和第二阀门；所述第一阀门和第二阀门分别设置于所述传感器的两端，用于控制流经所述传感器的流量；所述微处理器通过计时器控制所述第一阀门和第二阀门，所述计时器用于设定零点漂移电压的采集频率。

[0015] 可选的，在所述的质量流量控制器中，所述第一阀门和第二阀门分别位于所述分流入口和分流出口。

[0016] 可选的，在所述的质量流量控制器中，还包括零点漂移自动补偿超限报警装置，所述零点漂移自动补偿超限报警装置与所述微处理器连接，所述零点漂移自动补偿超限报警装置根据所述主控制器发出的控制指令进行报警。

[0017] 可选的，在所述的质量流量控制器中，还包括手动零点校正电路，所述手动零点校正电路与所述微处理器连接，用于实现零点漂移的手动补偿。

[0018] 可选的，在所述的质量流量控制器中，还包括一调节阀，所述调节阀与所述阀体相连，用于调节流出所述阀体的流量。

[0019] 综上所述，在本实用新型提供的质量流量控制器中，增设了微处理器，通过所述微处理器检测零流量状态下的零点漂移电压，并根据所述零点漂移电压计算零点漂移的补偿值，从而实现自动补偿。

附图说明

[0020] 图1是本实用新型实施例的质量流量控制器的结构示意图。

具体实施方式

[0021] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的质量流量控制器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

[0022] 请参考图1，其为本实用新型实施例的质量流量控制器的结构示意图。如图1所示，所述质量流量控制器200包括：阀体210；传感器220，与所述阀体210相连，用于检测流经所述阀体210的流体的流量；主控制器230，与所述传感器220连接，用于控制流经所述阀体的流体的流量；微处理器260，分别与所述主控制器230和传感器220连接，用于对所述质量流量控制器200进行零点补偿。

[0023] 具体的，所述阀体210的两端分别设置有流体进口P1和流体出口P2，所述阀体210包括主阀211及分流器212，所述分流器212具有分流进口Q1和分流出口Q2，所述分流器212通过所述分流进口Q1和分流出口Q2与所述主阀211连通，所述传感器220设置于所述阀体210的分流器212上，用于检测流经所述阀体210的流体的流量。所述主控制器
230与所述传感器220连接，用于控制流经所述阀体210的流体的流量。所述微处理器260分别与所述传感器220和主控制器230连接，用于对所述质量流量控制器200进行零点补偿

[0024] 流体从所述流体进口P1进入所述阀体210，并通过所述分流器212进行分流，流体的一部分经过所述传感器220，所述传感器220对流经所述传感器220的流体进行流量检测，并将测得的流量检测信号传送给所述主控制器230，所述主控制器230将所述流量检测信号与预先设定的流量设定信号进行比较，然后根据比较结果发出使流量增大、减小或保持不变的控制指令。

[0025] 其中，所述主控制器230由具有未经图示的中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或内存、A/D转换器、D/A转换器等数字或模拟电路组成，也可以不使用中央处理器(CPU)而以模拟电路实现所述主控制器230的各部功能。主控制器230为本领域技术人员熟知的结构，此处不再详述。

[0026] 请继续参考图1，所述第一阀门270a和第二阀门270b分别设置于所述传感器220的两端，关闭所述第一阀门270a和第二阀门270b时，可以使得所述传感器220的检测结果为零流量，即流经所述传感器220的流量为0。如图1所示，由于所述第一阀门270a和第二阀门270b分别位于分流进口Q1和分流出口Q2，因此无需关闭阀体210，可以快速达到零流量的状态。

[0027] 所述微处理器260分别与所述传感器220和所述主控制器230连接，用于检测零流量状态的零点漂移电压值，并根据所述零点漂移电压值对所述质量流量控制器200进行零点漂移的自动补偿。

[0028] 如图1所示，所述质量流量控制器200还包括一计时器280，所述微处理器260通过所述计时器280分别与所述第一阀门270a和第二阀门270b连接，并通过所述计时器280分别控制所述第一阀门270a和第二阀门270b打开或关闭，所述计时器280用于设定零点电压的采集频率。

[0029] 在所述质量流量控制器200中，所述分流器212的两端安装有由所述计时器280控制的第一阀门270a和第二阀门270b，所述微处理器260通过所述计时器280控制所述第一阀门270a和第二阀门270b能够实现零流量的状态，因此能够实现对零点漂移的实时检测并及时做出补偿，从而有效地减少了零点漂移的发生。

[0030] 如图1所示，所述质量流量控制器200还包括零点漂移自动补偿超限报警装置240和手动零点校正电路250，所述零点漂移自动补偿超限报警装置240和手动零点校正电路250分别与所述微处理器260连接，所述手动零点校正电路250用于实现零点漂移的手动补偿，所述零点漂移自动补偿超限报警装置240根据所述主控制器230发出的控制指令进行操作，一旦所述主控制器230判定所述零点漂移电压值超出其最大允许值，所述零点漂移自动补偿超限报警装置240会自动报警。所述零点漂移电压值超出其最大允许值意味着所述微处理器260的自动补偿功能已经失效了，需要通过手动零点校正电路250进行手动补偿。

[0031] 在本实用新型优选实施例中，所述质量流量控制器200还包括一调节阀290，所述调节阀290与所述阀体210的流体出口相连，用于调节流出所述阀体210的流量。所述调节阀290的控制电路与所述主控制器230的输出端连接，按照所述主控制器230发出的控制指令进行操作，使得流经所述流体出口的流体的流量尽可能与预先设定的流量保持一致。

[0032] 请继续参考图1，所述质量流量控制器200实现零点漂移自动补偿的具体过程如下：

[0033] 首先，所述微处理器260通过计时器280关闭所述第一阀门270a和第二阀门270b，使得所述传感器220的检测结果为零流量；

[0034] 接着，通过所述传感器220检测流经所述传感器220的流体的流量，并通过所述主控制器230确认所述传感器220的检测结果是否为零流量；若所述传感器220的检测结果为零流量，则通过所述微处理器260检测零流量状态下的零点漂移的电压值；

[0035] 之后，通过所述微处理器260判断所述零点漂移电压值是否超过其最大允许值；若所述零点漂移电压值超过其最大允许值则运行零点漂移自动补偿超限报警装置240，因此操作人员能够及时关闭所述调节阀290，在关闭所述调节阀290之后通过所述手动零点校正电路250实现零点漂移的手动补偿；若所述零点漂移电压值没有超过其最大允许值则所述微处理器260根据所述零点漂移电压值进行数据处理，计算出零点漂移的补偿值并根据所述补偿值进行自动补偿。

[0036] 综上可见，在本实用新型实施例提供的质量流量控制器中，增设了微处理器(Micro Processor Unit，简称MPU)，并在分流单元的两端设置了阀门，所述微处理器通过计时器控制所述阀门实现零流量的状态，通过检测该状态下的零点漂移电压得到零点漂移电压的补偿值，从而实现自动补偿。进一步的，所述质量流量控制器还设置有零点漂移自动补偿超限报警装置，在自动补偿功能失效时能够及时报警，采用手动零点校正电路实现手动补偿。

[0037] 上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

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