质量流量控制器及其流量控制方法技术

本发明专利技术提供一种质量流量控制器及其流量控制方法，包括流体通道和设置在流体通道上的流量传感器和流量调节阀，还包括压力测量模块和控制模块，其中，压力测量模块设置于流体通道的入口处，用于检测流体通道的入口压力值；控制模块用于在当前的入口压力值相对于上一入口压力值的变化量超出预设阈值时，根据变化量和预设关系式，计算获得阀电压补偿量，并计算阀电压输出值，阀电压输出值等于流量调节阀的当前的阀电压值与阀电压补偿量之和；控制模块还用于向流量调节阀输出阀电压输出值。本发明专利技术提供的质量流量控制器及其流量控制方法，可以在入口压力波动时，实现出口处流量波动满足控制要求。控制要求。控制要求。

【技术实现步骤摘要】
质量流量控制器及其流量控制方法


[0001]本专利技术涉及半导体工艺设备领域，具体地，涉及一种质量流量控制器和一种质量流量控制器的流量控制方法。

技术介绍

[0002]质量流量控制器是半导体工艺设备中的核心部件，广泛应用在半导体、光伏、燃料电池、真空技术等领域。质量流量控制器通常包括一个流量调节阀和一个流量检测装置，在通过调节流量调节阀的开度来控制质量流量控制器中流过的流体流量的同时，通过流量检测装置对流体的质量流量进行检测，可以确保控制流速的精确性。
[0003]为实现高精度、高稳定性的流量控制，质量流量控制器中的流量检测装置常采用热式流量计，即，利用热式流量计测量流体的质量流量，再通过闭环控制系统采用PID(Proportional Integral Differential，比例积分微分)算法调节流量调节阀的开度，进而达到稳定的流量。
[0004]然而，质量流量控制器的入口压力波动(例如从0.3Mpa波动至0.25Mpa)时，流量传感器会感知到一个瞬间较大的冲击信号，导致流量传感器反馈的流量与实际流量有较大的偏差，质量流量控制器根据错误反馈的流量进行控制，会引起出口处的实际流量出现较大波动，瞬间实际流量波动可能会达到F.S.(Full Scale，满量程)的50％
[0005]以上，远远超过控制要求(例如瞬间实际流量波动在1％F.S.以内)。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种质量流量控制器及其流量控制方法，其可以在入口压力波动时，实现出口处流量波动满足控制要求。
[0007]为实现本专利技术的目的而提供一种质量流量控制器，包括流体通道和设置在所述流体通道上的流量传感器和流量调节阀，还包括压力测量模块和控制模块，其中，所述压力测量模块设置于所述流体通道的入口处，用于检测所述流体通道的入口压力值；
[0008]所述控制模块用于在当前的所述入口压力值相对于上一入口压力值的变化量超出预设阈值时，根据所述变化量和预设关系式，计算获得阀电压补偿量，并计算阀电压输出值，所述阀电压输出值等于所述流量调节阀的当前的阀电压值与所述阀电压补偿量之和；所述控制模块还用于向所述流量调节阀输出所述阀电压输出值。
[0009]可选的，所述预设关系式为：
[0010][0011]其中，U
add
为所述阀电压补偿量；P
current
为当前的所述入口压力值；P
pre
为所述上一入口压力值；P
base
为预先存储的入口压力标定值；U
base
为预先存储的阀电压标定值；S
current
为当前的流量设定值；S
base
为预设的流量标定值。
[0012]可选的，所述流量标定值为所述质量流量控制器的满量程的45％～55％。
[0013]可选的，所述入口压力标定值为预设的压力使用范围的上限值与下限值的差值的0.4倍～0.6倍。
[0014]可选的，所述控制模块还用于在当前的流量设定值设定为所述流量标定值，当前的入口压力设定为所述入口压力标定值的条件下，将当前的入口压力自所述入口压力标定值减少预设调整量之后，调节所述流量调节阀的阀电压，直至所述流体通道输出的流体流量变化量小于所述质量流量控制器的满量程的1％，并将所述流量调节阀在此时的阀电压值与调节所述流量调节阀之前的阀电压值之间的差值用作所述阀电压标定值，并进行存储。
[0015]可选的，所述控制模块还用于根据所述流量传感器检测的当前的流体流量，控制所述流量调节阀的阀电压；
[0016]在所述控制模块根据所述流量传感器检测的当前的流体流量，控制所述流量调节阀的阀电压的模式下，在当前的流量设定值设定为所述流量标定值，当前的入口压力设定为所述入口压力标定值的条件下，减小当前的入口压力，直至所述流体通道输出的流体流量满足预设稳定条件，此时所述入口压力的减小量用作所述预设阈值，并进行存储。
[0017]可选的，所述预设稳定条件为：所述流体通道输出的流体流量的变化量为所述质量流量控制器的满量程的0.3％。
[0018]可选的，所述控制模块还用于在当前的所述入口压力值相对于上一入口压力值的变化量未超出所述预设阈值时，根据所述流量传感器检测的当前的流体流量和当前的流量设定值，计算获得阀电压调整量，并根据所述阀电压调整量向调节所述流量调节阀的开度。
[0019]作为另一个技术方案，本专利技术还提供一种质量流量控制器的流量控制方法，所述流量控制方法应用于本专利技术提供的上述质量流量控制器，所述流量控制方法包括：
[0020]在当前的入口压力值相对于上一入口压力值的变化量超出预设阈值时，根据所述变化量和预设关系式，计算获得阀电压补偿量，并计算阀电压输出值，所述阀电压输出值等于所述流量调节阀的当前的阀电压值与所述阀电压补偿量之和；
[0021]向所述流量调节阀输出所述阀电压输出值。
[0022]可选的，所述预设关系式为：
[0023][0024]其中，U
add
为所述阀电压补偿量；P
current
为当前的所述入口压力值；P
pre
为所述上一入口压力值；P
base
为预先存储的入口压力标定值；U
base
为预先存储的阀电压标定值；S
current
为当前的流量设定值；S
base
为预设的流量标定值。
[0025]可选的，所述阀电压标定值的获得方法包括：
[0026]将当前的流量设定值设定为所述流量标定值，将当前的入口压力设定为所述入口压力标定值；
[0027]将当前的入口压力自所述入口压力标定值减少预设调整量之后，调节所述流量调节阀的阀电压，直至所述流体通道输出的流体流量变化量小于所述质量流量控制器的满量程的1％，并将所述流量调节阀在此时的阀电压值与调节所述流量调节阀前的阀电压值之间的差值用作所述阀电压标定值，并进行存储。
[0028]可选的，所述控制模块还用于根据所述流量传感器检测的当前的流体流量，控制
所述流量调节阀的阀电压；
[0029]所述预设阈值的获得方法包括：
[0030]在所述控制模块根据所述流量传感器检测的当前的流体流量，控制所述流量调节阀的阀电压的模式下，将当前的流量设定值设定为所述流量标定值，将当前的入口压力设定为所述入口压力标定值；
[0031]减小当前的入口压力，直至所述流体通道输出的流体流量满足预设稳定条件，此时所述入口压力的减小量用作所述预设阈值，并进行存储。
[0032]可选的，在当前的所述入口压力值相对于上一入口压力值的变化量未超出所述预设阈值时，根据所述流量传感器检测的当前的流体流量和当前的流量设定值，计算获得阀电压调整量，并根据所述阀电压调整量向调节所述流量调节阀的开度。
[0033]本专利技术具有以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种质量流量控制器，包括流体通道和设置在所述流体通道上的流量传感器和流量调节阀，其特征在于，还包括压力测量模块和控制模块，其中，所述压力测量模块设置于所述流体通道的入口处，用于检测所述流体通道的入口压力值；所述控制模块用于在当前的所述入口压力值相对于上一入口压力值的变化量超出预设阈值时，根据所述变化量和预设关系式，计算获得阀电压补偿量，并计算阀电压输出值，所述阀电压输出值等于所述流量调节阀的当前的阀电压值与所述阀电压补偿量之和；所述控制模块还用于向所述流量调节阀输出所述阀电压输出值。2.根据权利要求1所述的质量流量控制器，其特征在于，所述预设关系式为：其中，U
add
为所述阀电压补偿量；P
current
为当前的所述入口压力值；P
pre
为所述上一入口压力值；P
base
为预先存储的入口压力标定值；U
base
为预先存储的阀电压标定值；S
current
为当前的流量设定值；S
base
为预设的流量标定值。3.根据权利要求2所述的质量流量控制器，其特征在于，所述流量标定值为所述质量流量控制器的满量程的45％～55％。4.根据权利要求2所述的质量流量控制器，其特征在于，所述入口压力标定值为预设的压力使用范围的上限值与下限值的差值的0.4倍～0.6倍。5.根据权利要求2所述的质量流量控制器，其特征在于，所述控制模块还用于在当前的流量设定值设定为所述流量标定值，当前的入口压力设定为所述入口压力标定值的条件下，将当前的入口压力自所述入口压力标定值减少预设调整量之后，调节所述流量调节阀的阀电压，直至所述流体通道输出的流体流量变化量小于所述质量流量控制器的满量程的1％，并将所述流量调节阀在此时的阀电压值与调节所述流量调节阀之前的阀电压值之间的差值用作所述阀电压标定值，并进行存储。6.根据权利要求2所述的质量流量控制器，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述流量传感器检测的当前的流体流量，控制所述流量调节阀的阀电压；在所述控制模块根据所述流量传感器检测的当前的流体流量，控制所述流量调节阀的阀电压的模式下，在当前的流量设定值设定为所述流量标定值，当前的入口压力设定为所述入口压力标定值的条件下，减小当前的入口压力，直至所述流体通道输出的流体流量满足预设稳定条件，此时所述入口压力的减小量用作所述预设阈值，并进行存储。7.根据权利要求6所述的质量流量控制器，其特征在于，所述预设稳定条件为：所述流体通道输出的流体流量的变化量为所述质量流量控制器的满量程的0.3％。8.根据权利要求1
‑
7中任意一项所述的质量流量控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹义涛，赵迪，
申请(专利权)人：北京七星华创流量计有限公司，
类型：发明
国别省市：