CN215932442U - Mfc检测装置和mfc检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种MFC检测装置，控制器控制MFC接口选择组件选择导通指定的MFC接口，控制器通过该MFC接口向与该MFC接口连接的待检测MFC发送温补开始信号或接收待检测MFC的温补状态信号以及流量信号，并根据温补状态信号和流量信号进行运行状态判断和精度测算，最后向结果输出组件输出待检测MFC的温度补偿是否合格的信息。MFC检测组件包括至少一个MFC接口，可连接一个或多个待检测MFC，控制器可控制MFC接口选择组件逐个选择导通多个MFC接口，可自动对每个待检测MFC依次进行检测，解决了现有技术中接线复杂，以及需要人工观测并记录数据导致的时间耗费较大的问题。本实用新型提供的MFC检测系统，由于具备如上所述的MFC检测装置，因此同样具备如上所述的优势。

Description

MFC检测装置和MFC检测系统

技术领域

本实用新型涉及MFC检测技术领域，尤其涉及一种MFC检测装置和MFC检测系统。

背景技术

质量流量控制器(Mass Flow Controller缩写为MFC)用于对气体或者液体的质量流量进行精密测量和控制，具有精度高，重复性好等优势，被广泛用于石油化工、冶金、制药等领域。

质量流量控制器种类众多，其中一种为热式质量流量控制器，工作温度的变化会引起热式质量流量控制器的零点漂移，当漂移量较大时，便会影响控制和测量精度。目前有一种具有零点温度补偿功能的模拟型热式质量流量控制器，可自动实时修正温度变化引起的零点漂移。

为了判断上述模拟型热式质量流量控制器的补偿过程是否正常，结果是否合格，需要对其进行检测。由于每台模拟型热式质量流量控制器的温度特性各不相同，因此每台模拟型热式质量流量控制器均需要进行检测。现有的检测方法必须接入多种设备，且接线复杂，还需要人工在每个阶段观测并记录多个数据，十分耗费工时。

实用新型内容

本实用新型提供一种MFC检测装置和MFC检测系统，用以解决现有技术中对模拟型热式质量流量控制器进行合格检测时，需要接入多种设备、接线复杂以及需要人工不断记录数据的缺陷，实现对多个待检测MFC进行自动检测并输出待检测MFC的温补过程是否合格的信息的效果。

本实用新型提供一种MFC检测装置，包括：MFC接口组件，包括至少一个MFC接口，每个所述MFC接口均用于与一个待检测MFC 对应连接；MFC接口选择组件，所述MFC接口选择组件的输出端与所述MFC接口对应相连，所述MFC接口选择组件用于选择导通其中一个所述MFC接口；控制器，所述控制器与所述MFC接口选择组件的输入端相连，所述控制器用于控制所述MFC接口选择组件选择导通指定的一个所述MFC接口，所述控制器能够通过被选择的所述MFC接口向对应的所述待检测MFC发送温补开始信号或检测所述待检测MFC的温补状态信号和流量信号，并根据所述温补状态信号和所述流量信号进行运行状态判断和精度测算；结果输出组件，与所述控制器相连，用于接收并输出所述控制器根据所述运行状态判断的结果和所述精度测算的结果发出的被检测MFC的温补过程是否合格的信息。

根据本实用新型提供的一种MFC检测装置，还包括通信组件，所述控制器能够通过所述通信组件与监视控制装置连接。

根据本实用新型提供的一种MFC检测装置，还包括设定信号输入组件，所述设定信号输入组件包括用于与控制器连接的参数输入组件和设置在所述控制器与所述MFC接口组件之间的设定信号转换组件。

根据本实用新型提供的一种MFC检测装置，所述参数输入组件包括用于与所述控制器相连的按键组件。

根据本实用新型提供的一种MFC检测装置，设定信号转换组件包括设定信号转换模块、设定信号类型切换开关和D/A转换器，所述D/A转换器和所述设定信号转换模块依次连接在所述控制器与所述MFC接口组件之间，所述设定信号类型切换开关与所述设定信号转换模块相连。

根据本实用新型提供的一种MFC检测装置，所述MFC接口选择组件包括移位寄存器、电子开关和至少一个继电器，所述移位寄存器的输入端与所述控制器相连，所述移位寄存器的输出端通过所述电子开关与所述继电器相连，所述继电器分别与所述MFC接口一一对应连接。

根据本实用新型提供的一种MFC检测装置，所述继电器与所述控制器之间还设置有流量信号转换组件。

根据本实用新型提供的一种MFC检测装置，所述流量信号转换组件包括流量信号转换模块、流量信号类型切换开关和A/D转换器，所述A/D转换器和所述流量信号转换模块依次连接在所述控制器与所述继电器间，所述流量信号类型切换开关与所述流量信号转换模块相连。

根据本实用新型提供的一种MFC检测装置，所述结果输出组件包括与所述控制器连接的显示器。

本实用新型还提供一种MFC检测系统，包括以上任一项所述的 MFC检测装置和温控箱，所述待检测MFC放置在所述温控箱内且与所述MFC接口连接。

本实用新型提供的MFC检测装置，通过MFC接口选择组件将控制器与MFC接口组件进行连接，控制器可以控制MFC接口选择组件选择导通其中一个MFC接口，控制器可通过被选择的MFC接口向与该MFC接口对应连接的待检测MFC发送温补开始信号或接收待检测MFC的温补状态信号和流量信号，并根据温补状态信号和流量信号进行运行状态判断和精度测算，最后根据运行状态判断的结果和精度测算的结果，控制器向结果输出组件输出待检测MFC的温补过程是否合格的信息。MFC检测组件包括至少一个MFC接口，可同时连接一个或多个待检测MFC，控制器可控制MFC接口选择组件逐个选择导通上述的连接有待检测MFC的MFC接口，可自动对每个待检测MFC依次进行检测，解决了现有技术中接线复杂，以及需要人工观测并记录数据导致的时间耗费较大的问题。

进一步，在本实用新型提供的MFC检测系统中，由于具备如上所述的MFC检测装置，因此同样具备如上所述的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的MFC检测装置的电路原理图；

图2是本实用新型提供的MFC检测系统连接图；

图3是本实用新型提供的MFC检测装置外部结构三维示意图；

图4是本实用新型提供的MFC检测装置外部结构主视图；

图5是本实用新型提供的MFC检测装置外部结构后视图；

图6是本实用新型提供的MFC检测装置外部结构左视图；

图7是本实用新型提供的MFC检测装置温补过程时间线图；

附图标记：

1：MFC接口组件； 2：控制器； 3：结果输出组件；

4：待检测MFC； 5：通信组件； 6：监视控制装置；

7：按键组件； 8：设定信号转换模块； 9：D/A转换器；

10：设定信号类型切换开关； 11：移位寄存器； 12：电子开关；

13：继电器； 14：流量信号转换模块； 15：流量信号类型切换开关；

16：A/D转换器； 17：温控箱； 18：电缆线；

19：MFC接口。 20：壳体； 21：主板；

22：面板； 23：AC电源输入组件； 24：MFC电源输入组件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1至图6描述本实用新型的MFC检测装置和MFC 检测系统。

本实用新型提供的一种MFC检测装置，包括MFC接口组件1、 MFC接口选择组件、控制器2和结果输出组件3，MFC接口组件1 和控制器2通过MFC接口选择组件进行连接，结果输出组件3与控制器2相连接。

MFC接口组件1用于与待检测MFC4进行连接，MFC接口组件 1上可以包括有至少一个MFC接口19。当MFC接口19为一个时，可以将一个待检测MFC4与该MFC接口19连接。当MFC接口19 为多个时，可以将一个或多个待检测MFC4与一个或多个MFC接口 19一一对应连接，可实现对一个或多个待检测MFC4进行检测的效果。

MFC接口选择组件的输入端与控制器2进行连接，输出端与一个或多个MFC接口19对应连接，MFC接口选择组件可根据接收到的控制器2的控制信息选择导通指定的MFC接口19，与被选择导通的MFC接口19对应连接的待检测MFC4可与控制器2进行数据交换。

控制器2可以为CPU，可向MFC接口选择组件发送控制信号，控制MFC接口选择组件选择导通指定的一个MFC接口19，控制器 2可通过被导通的MFC接口19向与该MFC接口19连接的待检测 MFC4发送温补开始信号或者接收温补状态信号和流量信号。控制器 2可根据温补状态信号和流量信号进行精度测算，判断待检测MFC4 的温补过程是否正常，精度是否符合要求。

结果输出组件3与控制器2相连，用于接收并输出控制器2根据精度测算信息发出的温补过程是否合格的信息。

本实用新型提供的MFC检测装置，通过控制器2控制MFC接口选择组件选择导通指定的一个MFC接口19，控制器2可通过被选择的MFC接口19向与该MFC接口19对应连接的待检测MFC4发送温补开始信号或接收温补状态信号和流量信号，并根据温补状态信号和流量信号进行精度测算，最后根据精度测算信息，控制器2向结果输出组件3输出待检测MFC4的温补过程是否合格的信息。MFC 检测组件可一次连接一个或多个待检测MFC4，控制器2可控制MFC 接口选择组件逐个选择导通上述的连接有待检测MFC4的多个MFC 接口19，可自动对每个待检测MFC4依次进行检测，解决了现有技术中接线复杂，以及需要人工观测并记录数据导致的时间耗费较大的问题。

在本实用新型的一个实施例中，该MFC检测装置还包括通信组件5，该通信组件5可以实现数字通信功能，可将控制器2通过该通信组件5与计算机、PLC、HMI或组态软件等监视控制装置6进行通信连接，实现数据记录的长期保存，便于批量复制，可大规模运用于生产线，满足更高的生产效率。

在可选的实施例中，上述的通信组件5具有常用工业协议 Modbus-RTU的数字通信功能，可以包括RS485接口或RS232接口，使用RS485或RS232的通信方式与监视控制装置6进行通信连接。

在本实用新型的一个实施例中，该MFC检测装置还包括设定信号输入组件，包括参数输入组件和设定信号转换组件。参数输入组件与控制器2连接，用于向控制器2输入待检测MFC4的数量以及MFC 的信号类型等信息，控制器2将设定信号通过MFC接口19输送给待检测MFC4。设定信号转换组件设置在控制器2与MFC接口19之间，用于设置设定信号类型，使其与MFC的信号类型一致，并将控制器 2向待检测MFC4发出的信号由数字信号转换成模拟信号。

在可选的实施例中，上述的参数输入组件包括与控制器2连接的按键组件7，按键组件7可以包括用于输入待检测MFC4的数量的按键，还包括用于设置待检测MFC4的信号类型的开关。

在可选的实施例中，上述的信号转换组件包括设定信号转换模块 8、设定信号类型切换开关10和D/A转换器9，D/A转换器9和设定信号转换模块8依次设置在控制器2和MFC接口组件1之间，设定信号类型切换开关10与设定信号转换模块8连接。设定信号类型切换开关10用于对设定信号转换模块8进行设置，使经过设定信号转换模块8的信号转换成与待检测MFC4的信号类型一致的信号，D/A 转换器9将控制器2的数字信号转换成模拟信号输送给设定信号转换模块8，再由设定信号转换模块8将信号类型转换后通过MFC接口 19传输给待检测MFC4。

在本实用新型的一个实施例中，上述的MFC接口选择组件包括移位寄存器11、电子开关12和至少一个继电器13，继电器13的数量与MFC接口19数量一致。移位寄存器11的输入端与控制器2相连，移位寄存器11的输出端通过电子开关12与继电器13相连接，每个继电器13均对应与一个MFC接口19相连接。

控制器2向移位寄存器11发送脉冲信号，移位寄存器11接收到高电平的通道导通，通过电子开关12使与该通道对应连接的继电器 13导通，控制器2可通过该通道获取对应的待检测MFC4的温补状态信号以及流量信号。当一次对多个待检测MFC4进行检测时，控制器2依次向各个通道发送高电平信号，使移位寄存器11连接有待检测MFC4的通道依次导通，依次获取各个待检测MFC4的温补状态信号和流量信号。如此便实现了检测自动化，无需人工接线，也无需人工观测记录数据。

在可选的实施例中，上述的继电器13与控制器2之间还设置有流量信号转换组件，流量信号转换组件用于设置流量信号类型，使其与待检测MFC4的信号类型一致，并将继电器13向控制器2发出的信号由模拟信号转换成数字信号。

在可选的实施例中，流量信号转换组件包括流量信号转换模块 14、流量信号类型切换开关15和A/D转换器16，A/D转换器16和流量信号转换模块14依次设置在控制器2与继电器13之间，流量信号类型切换开关15与流量信号转换模块14连接。流量信号类型切换开关15对流量信号转换模块14进行设置，使待检测MFC4的流量信号经过流量信号转换模块14的转换后变成满足A/D转换器16输入要求的信号，然后经过A/D转换器16，将模拟信号转换成数字信号输送到控制器2。

在本实用新型的一个实施例中，上述的结果输出组件3可以包括显示器，显示器与控制器2通信连接，用于显示MFC的设定信息、温补状态信息以及待检测MFC4温补过程是否合格的信息等。

此外，本实用新型提供的MFC检测装置还包括壳体20，在壳体 20内设置有主板21和面板22，主板21设置在壳体20内，面板22 设置在壳体20的侧壁上贯穿所述壳体20。上述的MFC接口组件1、继电器13、电子开关12、移位寄存器11、流量信号转换模块14、设定信号转换模块8、通信组件5均设置在主板21上，主板21上还设置有AC电源输入组件23和MFC电源输入组件24。上述的控制器2、结果输出组件3、参数输入组件、A/D转换器16、D/A转换器9、均设置在面板22上，设定信号类型切换开关10和流量信号类型切换开关15设置在壳体20上。

另一方面，本实用新型还提供一种MFC检测系统，包括上述的 MFC检测装置和温控箱17，待检测MFC4放置在温控箱17内，并且与MFC检测装置进行连接。温控箱17用于为待检测MFC4提供环境温度，在设定温度下MFC检测装置对待检测MFC4的补偿效果进行检测，最终输出检测结果，判定待检测MFC4的补偿效果是否合格。

以下结合图1和图7对MFC检测装置和MFC检测系统的工作流程和工作原理进行叙述。

(1)根据待检测MFC4的设定信号和流量信号类型，正确设置 MFC检测装置上的设定信号类型切换开关10和流量信号类型切换开关15，使待检测MFC4的信号、设定信号和流量信号的类型保持一致。

(2)将待检测MFC4放入温控箱17，并通过电缆线18连接至 MFC检测装置的MFC接口19，电缆线18需符合MFC检测装置的 MFC接口19与待检测MFC4的接口定义。

(3)将满足待检测MFC4供电要求的MFC电源接入MFC检测装置的MFC电源输入组件24的直流电源输入接口处，对待检测 MFC4进行供电，该MFC电源的电流参数需满足该MFC检测装置的所有MFC接口19均连接有待检测MFC4时使用。

(4)接通MFC检测装置的电源、MFC电源和温控箱17的电源。

(5)将本装置的设定信号值设置成最大值，该设置取决于待检测MFC4的要求。

(6)通过按键组件7输入此次待检测MFC4的数量，并按下“开始”键，此时MFC检测装置的控制器2向温控箱17内的待检测MFC4 发出温补开始信号，并以此时的时间点作为时间零点，也就是t＝0。

(7)设置温控箱17的温度为Tmin(Tmin为待检测MFC4的精度保证范围的最低温度)，此时为第一采集点。从时间tc-5min开始， MFC检测装置的控制器2开始逐一采集各个待检测MFC4的温补状态信号和流量信号，tc+5min时采集结束。

该过程中，时间tc时，待检测MFC4内部会自动开始修正温度补偿值，同时会向控制器2返回温补状态信号，表明该待检测MFC4 正在温补修正中。

在tc-5min～tc时间段内，采集到的流量信号为修正前的PV11。

在tc～tc+5min时间段内，采集到的流量信号为修正后的PV12。

(8)设置温控箱17的温度为Tmax(Tmax为待检测MFC4的精度保证范围的最高温度)，此时为第二采集点。从时间2tc-5min开始，MFC检测装置的控制器2开始采集温补状态信号和流量信号； 2tc+5min时采集结束。

在2tc-5min～2tc时间段内，采集到的流量信号为修正前的PV21。

在2tc～2tc+5min时间段内，采集到的流量信号为修正后的PV22。

(9)设置温控箱17的温度为Tmin进行补偿后检查，此时为第三采集点。

从时间3tc-5min开始，MFC检测装置开始采集流量信号； 3tc+5min时采集结束。采集到的流量信号为PV3。

(10)设置温控箱17温度为Ta(Ta代表室温)进行补偿后检查，此时为第四采集点。

从时间4tc-5min开始，本装置开始采集流量信息；4tc+5min时采集结束。采集到的流量信号为PV4。

此时，整个过程结束，MFC检测装置内部的控制器2对整个过程中的数据进行处理判断，并将最终的结果予以显示。

如温补前最低温与最高温之间零点漂移不能超过100mV；温补后漂移不能超过50mV，各温度的零点不能超过25mV，则合格的标准如下：

在第一采集点和第二采集点，MFC检测装置的控制器2收到待检测MFC4返回的温补修正状态信号，表明温补功能正常运行。

补偿前的最高温与最低温之间的温度漂移数据|PV21-PV12|≤ 100mV，表明待检测MFC4的测量部件无故障。

补偿后的最高温与最低温之间的温度漂移数据|PV22-PV3|≤ 50mV，表明待检测MFC4温补后的漂移满足要求。

温补后各温度的零点|PV3|≤25mV(最低温度下)，|PV22|≤25mV (最高温度下)，|PV3|≤25mV(室温)，表明待检测MFC4温补后各温度的零点满足要求。

若以上要求全部满足，则显示器上与每台待检测MFC4对应的区域会显示“O”，代表“OK”。若有任意一条不满足，则会报告不同代码，如“1”，“2”等，帮助操作员快速判断不合格的原因，便于后续处理。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种MFC检测装置，其特征在于，包括：

MFC接口组件，包括至少一个MFC接口，每个所述MFC接口均用于与一个待检测MFC对应连接；

MFC接口选择组件，所述MFC接口选择组件的输出端与所述MFC接口对应相连，所述MFC接口选择组件用于选择导通其中一个所述MFC接口；

控制器，所述控制器与所述MFC接口选择组件的输入端相连，所述控制器用于控制所述MFC接口选择组件选择导通指定的一个所述MFC接口，所述控制器能够通过被选择的所述MFC接口向对应的所述待检测MFC发送温补开始信号或检测所述待检测MFC的温补状态信号和流量信号，并根据所述温补状态信号和所述流量信号进行运行状态判断和精度测算；

结果输出组件，与所述控制器相连，用于接收并输出所述控制器根据所述运行状态判断的结果和所述精度测算的结果发出的被检测MFC的温补过程是否合格的信息。

2.根据权利要求1所述的MFC检测装置，其特征在于，还包括通信组件，所述控制器能够通过所述通信组件与监视控制装置连接。

3.根据权利要求1所述的MFC检测装置，其特征在于，还包括设定信号输入组件，所述设定信号输入组件包括用于与控制器连接的参数输入组件和设置在所述控制器与所述MFC接口组件之间的设定信号转换组件。

4.根据权利要求3所述的MFC检测装置，其特征在于，所述参数输入组件包括用于与所述控制器相连的按键组件。

5.根据权利要求3所述的MFC检测装置，其特征在于，设定信号转换组件包括设定信号转换模块、设定信号类型切换开关和D/A转换器，所述D/A转换器和所述设定信号转换模块依次连接在所述控制器与所述MFC接口组件之间，所述设定信号类型切换开关与所述设定信号转换模块相连。

6.根据权利要求1所述的MFC检测装置，其特征在于，所述MFC接口选择组件包括移位寄存器、电子开关和至少一个继电器，所述移位寄存器的输入端与所述控制器相连，所述移位寄存器的输出端通过所述电子开关与所述继电器相连，所述继电器分别与所述MFC接口一一对应连接。

7.根据权利要求6所述的MFC检测装置，其特征在于，所述继电器与所述控制器之间还设置有流量信号转换组件。

8.根据权利要求7所述的MFC检测装置，其特征在于，所述流量信号转换组件包括流量信号转换模块、流量信号类型切换开关和A/D转换器，所述A/D转换器和所述流量信号转换模块依次连接在所述控制器与所述继电器之间，所述流量信号类型切换开关与所述流量信号转换模块相连。

9.根据权利要求1所述的MFC检测装置，其特征在于，所述结果输出组件包括与所述控制器连接的显示器。

10.一种MFC检测系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的MFC检测装置和温控箱，所述待检测MFC放置在所述温控箱内且与所述MFC接口连接。

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