流量检验仪

概述
   福禄克DHI的流量校验仪molbloc/ molbox是专门针对气体微小流量应用的流量校准系统。molbloc/molbox 流量校准系统基于一项拥有的新型气体层流测量系统设计，采用了现代化的测量、数学模型，数据处理和制造工艺。molbloc/molbox为气体流量标准的性能和便利性建立了新的标准。molbloc/molbox已经被各个领域广泛接受和认可——半导体、光纤、医药、环境监测、发电、参考气体配方、研究和标准实验室，被作为参考来保证气体流量测量的完整性。 
   molbloc/molbox覆盖了从小到1 sccm到100 slm以上的流量范围，对各种气体的准确度可达到读数的± 0.2 %。其1秒的刷新率使得根据真正的流量标准对测量和测试仪器进行实时调整次成为了可能。molbloc/molbox结构紧凑，易于搬运，可利用全功能前面板本地操作，或者通过其RS232和IEEE-488接口进行远程操作。 
   molbloc/molbox的配置和附件可支持各种气体流量的测试和测量。molbloc/molbox可被集成到系统中对过程仪器进行在线检查，其便于搬运的特性使其可作为现场审计或检查标准，以及配以附件来建立完整的自动气体流量校准台。molbloc/molbox系统可测试和校准各种各样的流量装置，包括MFC质量流量控制器、转子流量计、气体涡轮流量计，等等。
严格符合证明的气体定律
   molbloc/molbox流量测量原理遵循已经建立的层流理论。按照的气流规律，已知气体在层流态下的流量可由流径的几何形状、气体压力和温度计算获得。


层流状态下的可知气体速率分布

   molbloc/molbox的层流测量设计采用了现代化的传感器、数学模型和数据处理技术，其稳定度和精度达到了自气体层流理论以来的水平，并且已经获得美国和国际保护。 
   这种组合提高了对气压和温度的认识，对流量通道做出了更好的解释，从而能够利用气体在实际流动条件下的热力学特性对流量进行全面、实时地计算。 
的压力和温度测量技术
   基于层流原理的流量测量不确定度高度依赖于差压、气体密度和粘度，进而依赖于流动气体的压力和温度的不确定度。molbloc/molbox开创了压力和温度测量的新纪元。 
   molbloc层流元件上游气体（P1）和下游气体（P2）的压力通过压力稳定仓采样，并由位于molbox流量终端内的绝压传感器测得。在molbox1中，传感器采用较新成果的晶振技术，分辨率达到了1 ppm，稳定度达到了± 0.01 %/年。上游和下游传感器读数经过平均来确定气压。两个压力读数之差则为molbloc两侧的差压。内部molbox阀门和一种自动“配衡”功能可使两个传感器的测量差可随时自动调零，从而不受当前流动条件的影响。 
   设计大大改善了通过molbloc层流元件的气体温度的测量过程。该技术并不测量进入或流出层流元件的气体的温度，而是将气体强制为molbloc的温度，并测量molbloc的温度。molbloc较大的热损耗，以及molbloc环形流径所产生的非常大的“金属－气体”接触面积，导致气体与molbloc的温度相同。在气体流过molbloc时，就会发生等温气体膨胀。等温点的温度是通过测量molbloc的温度确定的。molbloc的温度是利用两个对称嵌入到molbloc中的铂电阻温度计（PRT）精密测得的。PRT是由molbox中的欧姆测量系统读取的，该系统可利用板载参考电阻器进行自校准。这样的组合能够以优于± 0.1 ℃的准确度测得流过molbloc的气体温度。
出众的长期稳定性
   传递标准的作用是可靠地将参考值从基准级标准传递到其它设备。作为这一角色，传递标准较为重要的特性就是长期的稳定性。molbloc/molbox的稳定性取决于三个参数：a) molbloc的层流路径几何形状；b)气体压力测量值；c)气体温度测量值。基于molbox1的molbloc/molbox系统的稳定性指标为（± 0.1%读数/年）。


molbloc气体和温度测量

    molbloc的层流路径是molbloc中心孔与molbloc活塞之间的间隙，该流径是由两块实心的不锈钢部件确定的。在大量程molbloc中，活塞由基于中心支架的对称弹性变形的固定系统牢固地固定在气缸内；在小量程molbloc中，气隙比较小，即使活塞的微小移动都会引起流径的明显变化，活塞是通过与气缸的过盈配合固定的。流径的几何形状被设计为使气体能够直通过简单的形状，使污染物聚集的机会降至较小。所有接触面均被电解抛光为0.15 mRa，从而避免气体中堆积微粒污染。 
   每个molbox都有相同的上游和下游压力传感器。在molbox1中，这些传感器的稳定度可达± 0.01 %年。当压力传感器每次差分调零时，会彼此进行对比，并提醒用户可能存在的过度漂移。 
   用以测量molbloc温度的铂电阻温度计（PRT）是由molbox的欧姆测量系统读取的。在每个molbox上电时，一个自动程序会根据板载的参考电阻器校准欧姆测量系统，参考电阻的三年期稳定度为± 0.005 %。这一组合提供的温度读数稳定度优于± 0.01 %/年。为防止损坏或失效，两个PRT的温度读数也会定期进行彼此对比，从而判断是否差异太大。
出众的量程范围比
   molbloc/molbox具有非常高的量程范围比，使其在配置用来覆盖非常宽范围的被校准设备的系统时非常有效。 molbloc/molbox的流量测量不确定度是流量读数而非molbloc的满量程。 
   优于典型被校准设备的不确定度的满量程，所以molbloc的一个量程即可用来校准各种量程的设备。例如，一个采用molbox1的5 slm molbloc来校准± 1 %FS的设备，对于量程介于500 sccm和5 slm之间的任何设备，测量准确度比率可达5:1或更好。利用molbox RFM，仅使用两个molbloc，从1 sccm到10 slm，测量不确定度可达到± 0.5 % 读数。molbloc/molbox的量程比降低了系统的复杂性和购置成本，以及随后的校准费用。 


molbloc流量测量不确定度

连续、实时的读数
   在任何瞬间通过层流元件的质量流量都与元件两端的压力差成正比，与基于体积或压力变化速率的系统不同，通过层流元件的流量测量与时间无关。这就使得molbloc/molbox能够以每秒钟1次的频率提供流量读数，并且达到系统的整体精度和较小不确定度。 
   实时读数使得它能够在无需等待完成测量周期或复位，即可收集测试或校准数据。实时读数能够马上反映出被测设备调整的效果。实时读数能力还使得 molbloc/molbox能够被用于主动测量应用，例如混合参考气的调配。 
    层流元件的连续、实时读数能力使其非常适合于检查或校准流量积算装置。 molbloc/molbox能够在不中断的情况下测量任何时间周期的总流量。
支持多种气体
   molbloc/molbox可测量各种气体的流量，包括普通惰性气体及各种工业过程和校准替代用气体。 
   Molbox的存储器中保存了各种气体所的完整热力学特性。当选择某种气体时，就会调用并应用这些特性。在任何时候均可通过molbox的前面板或远程命令直接选择气体。在采用新的气体时，一项自动清洁功能会清除molbox气压管路中的旧气体。
的随机自带功能
   为*基本的流量测量能力并使系统发挥较大的效力，molbox提供了各种各样的功能和特殊特性，包括以下的工作特性：
以28种质量和体积流量单位测量和显示，包括用户定义的单位
可选择超过18种的不同气体
实时显示molbloc压力和温度
显示分辨率可调节
依赖于稳定性的全时“就绪/未就绪” 指示
更换气体时的自动清洁程序
智能检测内部和外部的泄漏
过压监控和自保护系统 
molbox吹扫功能显示

还包括如下的高级功能：
具有可调时间周期的平均和标准差计算功能
Hi/Lo监测
可调时间周期的流量积算功能
用两种不同的流量测量单位同时显示
MFC控制和测量，流量和％FS转换 （molbox1选项）
密码保护数据安全 

流量积算功能显示

   由于molbox的嵌入软件保存在FLASH存储器内，所以就使molbox能够拥有较新特性并且免费。DHI的网站（）会提供定期的软件更新和升级，用户可免费下载和安装。 
计算机辅助自动校准
    COMPASS for molbox校准辅助软件使molbloc/molbox的自动校准提升到了新台阶。COMPASS for molbox和一台连接了molbloc/molbox的个人计算机可形成一代化全功能的流量装置校准和测试的交钥匙系统。 
   COMPASS可设置被测设备（DUT）的记录、定义并关联DUT的测试方法、运行测试、采集参考和测试数据、生成标准和自定义的校准报告。所有的参考数据、DUT和测试数据都是以标准的符号分隔文件格式采集和储存的，可方便地下载到其它应用程序。


COMPASS? for molbox的主运行屏幕显示


    COMPASS的功能远多于简单的数据采集和作为测试顺序工具，它也包括专门的数据减缩功能，可支持随流量设备而定的压力和温度，例如转子流量计、涡轮流量计和体积流量计。
从简单的参考流量计到完整的校准系统
   有两种molbox型号和各种附件可供选择，molbloc/molbox所提供的测量能力可适应从简单的参考流量计到交钥匙式自动校准系统的各种应用。 molbox RFM和一个molbloc可配置成简单、成本相对较低的参考流量计，其在 1％～100％满量程范围内的测量不确定度可达到读数的±0.5%；用molbox1、 MFC选项、Molstic安装台和COMPASS 软件可组成一套交钥匙式的全自动质量流量校准系统。
流量校验仪主要产品
型号说明
molbox1
质量流量终端：
流量测量不确定度为±0.2%读数
性能，基于石英晶振压力传感器
2路molbloc通道，可同时连接2个molbloc，并可利用A_B功能键在2路之间进行切换。还支持A+B和A/B测量功能集成模拟MFC测量和控制选件，用来切换多个通道的开关盒阀门驱动选件（8路可切换，12V输出）

molboxlFM
质量流量终端：
流量测量不确定度为±0.5%读数
微量程选件，在molbloc满量程的10%以下时，可减小测量不确定度
微机械硅压阻压力传感器
结构紧凑
成本低于molboxl

mobloc
层流元件：
Molbloc是用于molbox质量流量终端的层流元件。Molbloc的流经为纵向的环形缝隙，介于molbloc内部的一个活塞和密封圆柱装配孔之间。通过调整同一机身内的活塞的直径，从而改变环形缝的大小即可得到不同量程的molbloc。对于高流量量程（IE4及以上流量范围），采用一个具有更大圆柱孔较大molbloc机身。