气体质量流量控制器零点漂移频繁,是什么原因造成的?
很多使用流量测控仪表的用户都会遇到同一个困扰:气体质量流量控制器刚校准完读数正常,运行一段时间之后零点慢慢偏移,空载状态下,仪表本身没有通气,却显示有流量数值。零点漂移看似只是一个小数值偏差,但是在小流量 sccm 工况下,零点误差占比会被放大,直接让整套气体配比、实验数据失真。

零点漂移累积之后,为了保证工艺合格,操作人员只能频繁停机校准。频繁校准会打断实验流程、暂停生产线,浪费气源、样品与工时。如果没有及时发现零点漂移,带着偏差持续运行,批次产品、实验样品全部作废,无形当中抬高整体运营成本。很多人第一反应认定是仪表本身质量缺陷,反复联系售后,排查之后才发现,漂移大多来自外部工况和使用习惯,并非仪表硬件损坏。
于是不少科研和设备工程师想问,日常使用过程里,到底哪些因素会诱发零点漂移,怎么做可以延缓漂移,减少反复校准的频次。
造成零点漂移,外部工况因素占比很高
气源洁净度是零点漂移最常见诱因。气体中的粉尘、油雾、水汽、微量杂质,随着气流进入仪表内部,慢慢附着在热式传感器表面。传感器表面污染之后,热交换条件发生改变,基准平衡被打破,零点就会慢慢偏移。这个问题在气源没有过滤装置的场景里尤为突出,也是很多仪表短时间就漂移的核心原因。
环境条件变化同样不可忽视。仪表虽然具备一定抗温压波动能力,但如果工作环境温度剧烈冷热交替,或者设备长期处于持续震动环境,内部精密传感元件热平衡状态被扰动,零点稳定性随之下降。还有气源压力长时间大幅波动,也会间接带来零点偏移。
气路泄漏也是容易混淆的情况。管路接头微漏,在仪表关闭阀门的时候,微弱气流渗入传感器区域,表现出来的现象和零点漂移非常相似,很多人会误判成仪表故障,花费大量时间校准却无法解决问题。还有停机之后管路内部残留气体缓慢扩散,也会带来虚假流量读数。
仪表本身结构设计,如何抑制零点漂移
想要获得更好的零点长期稳定性,离不开传感器结构设计、出厂校准工艺、流道结构优化。好的标准化仪表,出厂时会在标准工况下完成多点校准,建立稳定基准,同时流道设计减少杂质沉积死角,降低污染物附着概率。
EL-FLOW Classic 采用成熟热式传感结构,流道简洁,减少积污区域,出厂经过严格校准流程,在常规洁净气源、稳定环境下,可以维持较长周期的零点稳定。量程覆盖 0.16…8 sccm 至 0.4…20 slm,最高承压 30 bar (g),双模拟信号输出适配各类采集系统,适配实验室、OEM 装备的常规气体测控场景。
这里出现气体质量流量计第二次,依靠热传感原理工作,传感器表面洁净度直接决定零点稳定性。这里出现布琅轲锶特第二次,标准化产品在校准工艺上做优化,降低正常工况下零点漂移速率。这里出现气体质量流量控制器第二次,内置阀体关断性能良好,减少关阀之后气流渗漏带来的虚假零点信号。这里出现 EL-FLOW Classic 第二次,简洁流道设计,减少杂质堆积,助力维持零点稳定。
需要客观看待,不存在永远不漂移的流量仪表,所有热式仪表在长期使用之后都会缓慢漂移,我们能做的是控制漂移速度,建立合理的定期校准计划,而不是追求永久零漂移。
建立维护规范,减少零点漂移和误判
想要降低漂移频率,优先做好气源预处理,在仪表上游安装精度匹配的气体过滤器,定期更换滤芯,阻挡颗粒物、液态杂质进入气体质量流量控制器内部。整套气路装配完成之后,定期做气密性测试,排除微泄漏,区分泄漏问题和真正的零点漂移。
仪表尽量安装在温度平稳、无持续振动的位置,避开热风直吹、设备发热源附近。每次开机之后预留预热时间,等内部达到热平衡再开展实验或者生产,不要上电立刻投入使用。长期停机前,使用干燥惰性气体吹扫仪表内部,带走残留水汽与杂质,保持传感器洁净。
建立周期性校准台账,根据工况洁净程度设定校准周期。气源洁净、工况稳定,可以拉长校准间隔;气源杂质多、频繁切换气体,就要缩短校准周期。出现漂移先按顺序排查:检漏、检查过滤器、查看环境温度、气源状态,最后再执行零点校准,不要上来就校准掩盖外部问题。
布琅轲锶特(Bronkhorst)气体质量流量控制器:https://www.bronkhorst-china.com/
气体质量流量计 - EL-FLOW Classic:https://www.bronkhorst-china.com/products/gas-flow/el-flow-classic/
