MKS Mass-Flo 1179A User manual

116527-P1
Rev E, 3/99
Instruction Manual
MKS Type 1179A and 2179A
Mass-Flo®Controller
and
Type 179A Mass-Flo Meter
Six Shattuck Road
Andover, MA 01810-2449
[phone] or [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web site: http://www.mksinst.com

WARRANTY
T
y
pe 1179A/2179A/179A E
q
uipment
MKS Instruments, Inc. (MKS) warrants that for three years from the date of shipment the
equipment described above (the “equipment”) manufactured by MKS shall be free from
defects in materials and workmanship and will correctly perform all date-related
operations, including without limitation accepting data entry, sequencing, sorting,
comparing, and reporting, regardless of the date the operation is performed or the date
involved in the operation, provided that, if the equipment exchanges data or is otherwise
used with equipment, software, or other products of others, such products of others
themselves correctly perform all date-related operations and store and transmit dates and
date-related data in a format compatible with MKS equipment. THIS WARRANTY IS
MKS’SOLE WARRANTY CONCERNING DATE-RELATED OPERATIONS.
For the period commencing with the date of shipment of this equipment and ending three
years later, MKS will, at its option, either repair or replace any part which is defective in
materials or workmanship or with respect to the date-related operations warranty without
charge to the purchaser. The foregoing shall constitute the exclusive and sole remedy of
the purchaser for any breach by MKS of this warranty.
The purchaser, before returning any equipment covered by this warranty, which is
asserted to be defective by the purchaser, shall make specific written arrangements with
respect to the responsibility for shipping the equipment and handling any other incidental
charges with the MKS sales representative or distributor from which the equipment was
purchased or, in the case of a direct purchase from MKS, with the MKS home office in
Andover, Massachusetts, USA.
This warranty does not apply to any equipment which has not been installed and used in
accordance with the specifications recommended by MKS for the proper and normal use
of the equipment. MKS shall not be liable under any circumstances for indirect, special,
consequential, or incidental damages in connection with, or arising out of, the sale,
performance, or use of the equipment covered by this warranty.
MKS recommends that all MKS pressure and flow products be calibrated periodically
(typically every 6 to 12 months) to ensure accurate readings. When a product is returned
to MKS for this periodic re-calibration it is considered normal preventative maintenance
not covered by any warranty.
THIS WARRANTY IS IN LIEU OF ALL OTHER RELEVANT WARRANTIES,
EXPRESSED OR IMPLIED, INCLUDING THE IMPLIED WARRANTY OF
MERCHANTABILITY AND THE IMPLIED WARRANTY OF FITNESS FOR A
PARTICULAR PURPOSE, AND ANY WARRANTY AGAINST INFRINGEMENT OF ANY
PATENT.
11-98 116527-P1

116527-P1
Rev E, 3/99
MKS Type 1179A and 2179A
Mass-Flo®Controller
and
Type 179A Mass-Flo Meter

Copyright © 1999 by MKS Instruments, Inc.
All rights reserved. No part of this work may be reproduced or transmitted in any form or by
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Instruments, Inc.
Printed in the United States of America
Mass-Flo®is a registered trademark of MKS Instruments, Inc., Andover, MA
Swagelok®, VCR®, and VCO®are registered trademarks of Swagelok Marketing Company,
Solon, OH
Kalrez®and Viton®are registered trademarks of DuPont Dow Elastomers Inc., Wilmington,
DE
NUPRO®is a registered trademark of Crawford Fitting Company, Solon, OH
Kel-F®is a registered trademark of 3M, Minneapolis, MN
DeviceNetis a trademark of Open DeviceNet Vendor Association, Inc., Coral Springs, FL
Protected by U.S. Patent 5,461,913; foreign patents pending

Table of Contents
iii
Table of Contents
Mass Flow Controller Safety Information............................................................................... 1
Symbols Used in This Instruction Manual.................................................................. 1
Symbols Found on the Unit ....................................................................................... 2
Safety Procedures and Precautions............................................................................. 3
Sicherheitshinweise für den Massenflußregler ........................................................................ 5
In dieser Betriebsanleitung vorkommende Symbole................................................... 5
Erklärung der am Gerät angebrachten Symbole.......................................................... 6
Sicherheitsvorschriften und Vorsichtsmaßnahmen...................................................... 7
Informations relatives àla sécuritépour le contrôleur de débit de masse................................. 9
Symboles utilisés dans ce manuel d'utilisation ........................................................... 9
Symboles apparaissant sur l'unité............................................................................... 10
Mesures de sécuritéet précautions ............................................................................. 11
Medidas de seguridad del controlador de flujo de masa ..........................................................13
Símbolos usados en este manual de instrucciones....................................................... 13
Símbolos hallados en la unidad..................................................................................14
Procedimientos y precauciones de seguridad.............................................................. 15
Chapter One: General Information......................................................................................... 17
Introduction............................................................................................................... 17
Design Features............................................................................................. 17
Reliability ..................................................................................................... 18
Cleanliness Features...................................................................................... 18
How This Manual is Organized.................................................................................. 19
Customer Support...................................................................................................... 20
Chapter Two: Installation......................................................................................................21
How To Unpack the Type 1179 Series Unit............................................................... 21
Opening the Package..................................................................................... 21
Unpacking Checklist.................................................................................................. 22
Environmental Requirements..................................................................................... 23

Table of Contents
iv
Interface Cables..........................................................................................................24
Generic Shielded Cable Description...............................................................25
Setup..........................................................................................................................26
Dimensions....................................................................................................27
Gas Line Connections ................................................................................................29
Standard Fittings............................................................................................29
Optional Fittings............................................................................................29
Mounting a Type 1179 MFC......................................................................................29
Mounting a Type 2179 MFC......................................................................................30
Chapter Three: Overview.......................................................................................................31
Type 2179 MFC with a Positive Shutoff Valve ..........................................................31
Electrical Connections................................................................................................31
9-Pin Type “D”Connector.............................................................................32
P.C. Edge Card Connector.............................................................................33
15-Pin Type “D”Connector...........................................................................34
The Gas Correction Factor (GCF)...............................................................................35
How To Calculate the GCF for Pure Gases....................................................35
How To Calculate the GCF for Gas Mixtures.................................................36
How To Read Mass Flow at a Different Reference Temperature ....................37
Labels ........................................................................................................................38
Control Valve (MFC only).........................................................................................38
Chapter Four: Operation ........................................................................................................39
How To Start Up the MFC/MFM...............................................................................39
How To Zero the Flow Controller..............................................................................40
How To Adjust the Controller Gain (MFC only)........................................................41
How To Override the Valve (MFC only)....................................................................42
Priority of the Commands..............................................................................42
How To Use the Optional Input (MFC only) ..............................................................43
Chapter Five: Theory of Operation.........................................................................................45
General Information ...................................................................................................45
Flow Path...................................................................................................................45
Measurement Technique.............................................................................................45

Table of Contents
v
Control Circuitry ....................................................................................................... 46
Chapter Six: Maintenance...................................................................................................... 47
General...................................................................................................................... 47
Zero Adjustment........................................................................................................ 47
Repair........................................................................................................................ 48
Chapter Seven: Troubleshooting............................................................................................ 49
Troubleshooting Chart ............................................................................................... 49
How To Adjust the Valve Preload (MFC only).......................................................... 50
Appendix A: Product Specifications...................................................................................... 57
Performance Specifications........................................................................................ 57
Environmental Specifications..................................................................................... 58
Electrical Specifications............................................................................................. 58
Physical Specifications .............................................................................................. 59
Appendix B: Model Code Explanation.................................................................................. 61
Model Code............................................................................................................... 61
Appendix C: Gas Correction Factors..................................................................................... 65
Common Gases.......................................................................................................... 65
Appendix D: MFC Sizing Guidelines.................................................................................... 69
General Information................................................................................................... 69
How To Determine the Flow Controller Range.......................................................... 70
How To Determine the Valve Configuration.............................................................. 71
Example........................................................................................................ 73
Appendix E: Positive Shutoff Valve Information................................................................... 75
How To Operate the Positive Shutoff Valve............................................................... 75
Index...................................................................................................................................... 77

Table of Contents
vi

List of Fi
g
ures and Tables
vii
List of Figures and Tables
Figures
Figure 1: Outline Dimensions of the Type 1179 MFC and Type 179 MFM........................... 27
Figure 2: Side View of the Type 1179 MFC and Type 179 MFM.......................................... 28
Figure 3: Outline Dimensions of the Type 2179 MFC (with optional mounting plate)........... 28
Figure 4: Mounting Dimensions of the 1179 Flow Controller................................................ 29
Figure 5: Mounting Dimensions of the Base Aluminum Plate ............................................... 30
Figure 6: Mounting Dimensions of the Type 2179 Flow Controller....................................... 30
Figure 7: Serial Number Label .............................................................................................. 38
Figure 8: Location of the Retaining Screws........................................................................... 51
Figure 9: Location of the Lock Nut and Centershaft .............................................................. 52
Figure 10: Location of the R85 Potentiometer on the PC Board............................................. 55
Figure 11: Connecting the Type 2179 MFC to a Solenoid Valve........................................... 76
Tables
Table 1: Definition of Symbols Found on the Unit .....................................................................2
Tabelle 2: Bedeutung der am Gerät angebrachten Symbole.........................................................6
Tableau 3: Définition des symboles apparaissant sur l'unité......................................................10
Tabla 4: Definición de los símbolos hallados en la unidad........................................................14
Table 5: MKS Cables...............................................................................................................24
Table 6: 9-Pin Type “D”Connector Pinout...............................................................................32
Table 7: 20-Pin Edge Card Connector Pinout ...........................................................................33
Table 8: 15-Pin Type “D”Connector Pinout.............................................................................34
Table 9: Troubleshooting Chart................................................................................................49
Table 10: Maximum Valve Currents.........................................................................................54
Table 11: Valve Current Headroom..........................................................................................54
Table 12: CvPressure Factors ..................................................................................................71
Table 13: Valve Configuration Selection Guide........................................................................72
Table 14: Suitable Two-Way Solenoid Valves..........................................................................75

List of Figures and Tables
viii

Mass Flow Controller Safety Information S
y
mbols Used in This Instruction Manual
1
Mass Flow Controller Safety Information
Symbols Used in This Instruction Manual
Definitions of WARNING, CAUTION, and NOTE messages used throughout the manual.
Warning The WARNING sign denotes a hazard to personnel. It calls
attention to a procedure, practice, condition, or the like,
which, if not correctly performed or adhered to, could result
in injury to personnel.
Caution The CAUTION sign denotes a hazard to equipment. It calls
attention to an operating procedure, practice, or the like, which, if
not correctly performed or adhered to, could result in damage to or
destruction of all or part of the product.
Note The NOTE sign denotes important information. It calls attention to a
procedure, practice, condition, or the like, which is essential to highlight.

Symbols Found on the Unit Mass Flow Controller Safet
y
Information
2
Symbols Found on the Unit
The following table describes symbols that may be found on the unit.
Definition of Symbols Found on the Unit
|
On (Supply)
IEC 417, No.5007 Off (Supply)
IEC 417, No.5008 Earth (
g
round)
IEC 417, No.5017
Protective earth
(
g
round)
IEC 417, No.5019
Frame or chassis
IEC 417, No.5020 Equipotentiality IEC 417, No.5021 Direct current IEC 417, No.5031 Alternatin
g
current
IEC 417, No.5032
Both direct and
alternatin
g
current
IEC 417, No.5033-a Class ll equipment
IEC 417, No.5172-a
Three phase
alternatin
g
current
IEC 617-2 No.020206
Caution, refer to
accompanyin
g
documents
ISO 3864, No.B.3.1
Caution, risk of
electric shock
ISO 3864, No.B.3.6 Caution, hot surface
IEC 417, No.5041
Table 1: Definition of Symbols Found on the Unit

Mass Flow Controller Safety Information Safet
y
Procedures and Precautions
3
Safety Procedures and Precautions
The following general safety precautions must be observed during all phases of operation of this
instrument. Failure to comply with these precautions or with specific warnings elsewhere in
this manual violates safety standards of intended use of the instrument and may impair the
protection provided by the equipment. MKS Instruments, Inc. assumes no liability for the
customer’s failure to comply with these requirements.
DO NOT SUBSTITUTE PARTS OR MODIFY INSTRUMENT
Do not install substitute parts or perform any unauthorized modification to the instrument.
Return the instrument to an MKS Calibration and Service Center for service and repair to ensure
that all safety features are maintained.
SERVICE BY QUALIFIED PERSONNEL ONLY
Operating personnel must not attempt component replacement and internal adjustments. Any
service must be made by qualified service personnel only.
USE CAUTION WHEN OPERATING WITH HAZARDOUS MATERIALS
If hazardous materials are used, observe the proper safety precautions, completely purge the
instrument when necessary, and ensure that the material used is compatible with the wetted
materials in this product, including any sealing materials.
PURGE THE INSTRUMENT
After installing the unit, or before removing it from a system, purge the unit completely with a
clean, dry gas to eliminate all traces of the previously used flow material.
USE PROPER PROCEDURES WHEN PURGING
This instrument must be purged under a ventilation hood, and gloves must be worn for
protection.
DO NOT OPERATE IN AN EXPLOSIVE ENVIRONMENT
To avoid explosion, do not operate this product in an explosive environment unless it has been
specifically certified for such operation.
USE PROPER FITTINGS AND TIGHTENING PROCEDURES
All instrument fittings must be consistent with instrument specifications, and compatible with the
intended use of the instrument. Assemble and tighten fittings according to manufacturer’s
directions.

Safety Procedures and Precautions Mass Flow Controller Safet
y
Information
4
CHECK FOR LEAK-TIGHT FITTINGS
Carefully check all vacuum component connections to ensure leak-tight installation.
OPERATE AT SAFE INLET PRESSURES
Never operate at pressures higher than the rated maximum pressure (refer to the product
specifications for the maximum allowable pressure).
INSTALL A SUITABLE BURST DISC
When operating from a pressurized gas source, install a suitable burst disc in the vacuum system
to prevent system explosion should the system pressure rise.
KEEP THE UNIT FREE OF CONTAMINANTS
Do not allow contaminants to enter the unit before or during use. Contamination such as dust,
dirt, lint, glass chips, and metal chips may permanently damage the unit or contaminate the
process.
ALLOW THE UNIT TO WARM UP
If the unit is used to control dangerous gases, they should not be applied before the unit has
completely warmed up. Use a positive shutoff valve to ensure that no erroneous flow can occur
during warm up.

Sicherheitshinweise für den Massenflußregler In dieser Betriebsanleitun
g
vorkommende S
y
mbole
5
Sicherheitshinweise für den Massenflußregler
In dieser Betriebsanleitung vorkommende Symbole
Bedeutung der mit WARNUNG!, VORSICHT! und HINWEIS gekennzeichneten Absätze in
dieser Betriebsanleitung.
Warnung! Das Symbol WARNUNG! weist auf eine Gefahr für das
Bedienpersonal hin. Es macht auf einen Arbeitsablauf, eine
Arbeitsweise, einen Zustand oder eine sonstige Gegebenheit
aufmerksam, deren unsachgemäße Ausführung bzw.
ungenügende Berücksichtigung zu Verletzungen führen kann.
Vorsicht! Das Symbol VORSICHT! weist auf eine Gefahr für das Gerät hin. Es
macht auf einen Bedienungsablauf, eine Arbeitsweise oder eine
sonstige Gegebenheit aufmerksam, deren unsachgemäße Ausführung
bzw. ungenügende Berücksichtigung zu einer Beschädigung oder
Zerstörung des Gerätes oder von Teilen des Gerätes führen kann.
Hinweis Das S
y
mbol HINWEIS macht auf wichti
g
e Informationen bezü
g
lich eines
Arbeitsablaufs, einer Arbeitsweise, eines Zustands oder einer sonstige
Gegebenheit aufmerksam.

Erklärung der am Gerät angebrachten Symbole Sicherheitshinweise für den Massenflußre
g
le
r
6
Erklärung der am Gerät angebrachten Symbole
Nachstehender Tabelle sind die Bedeutungen der Symbole zu entnehmen, die am Gerät
angebracht sein können.
Bedeutung der am Gerät angebrachten Symbole
|
Ein (Energie)
IEC 417, No.5007 Aus (Energie) IEC 417, No.5008 Erdanschluß IEC 417, No.5017 Schutzleiteranschluß IEC 417, No.5019
Masseanschluß
IEC 417, No.5020
Aquipotential-
anschluß
IEC 417, No.5021 Gleichstrom IEC 417, No.5031 Wechselstrom IEC 417, No.5032
Gleich- oder
Wechselstrom
IEC 417, No.5033-a
Durchgängige
doppelte oder
verstärkte Isolierung
IEC 417, No.5172-a
Dreileiter-
Wechselstrom
(Drehstrom)
IEC 617-2, No.020206
Warnung vor einer
Gefahrenstelle
(Achtung, Dokumen-
tation beachten)
ISO 3864, No.B.3.1
Warnung vor
gefährlicher
elektrischer Spannun
g
ISO 3864, No.B.3.6
Höhere Temperatur
an leicht
zu
g
än
g
lichen Teilen
IEC 417, No.5041
Tabelle 2: Bedeutung der am Gerät angebrachten Symbole

Sicherheitshinweise für den Massenflußregler Sicherheitsvorschriften und Vorsichtsmaßnahmen
7
Sicherheitsvorschriften und Vorsichtsmaßnahmen
Folgende allgemeine Sicherheitsvorschriften sind während allen Betriebsphasen dieses Gerätes
zu befolgen. Eine Mißachtung der Sicherheitsvorschriften und sonstiger Warnhinweise in
dieser Betriebsanleitung verletzt die für dieses Gerät und seine Bedienung geltenden
Sicherheitsstandards, und kann die Schutzvorrichtungen an diesem Gerät wirkungslos machen.
MKS Instruments, Inc. haftet nicht für Mißachtung dieser Sicherheitsvorschriften seitens des
Kunden.
Niemals Teile austauschen oder Änderungen am Gerät vornehmen!
Ersetzen Sie keine Teile mit baugleichen oder ähnlichen Teilen, und nehmen Sie keine
eigenmächtigen Änderungen am Gerät vor. Schicken Sie das Gerät zwecks Wartung und
Reparatur an den MKS-Kalibrierungs- und -Kundendienst ein. Nur so wird sichergestellt, daß
alle Schutzvorrichtungen voll funktionsfähig bleiben.
Wartung nur durch qualifizierte Fachleute!
Das Auswechseln von Komponenten und das Vornehmen von internen Einstellungen darf nur
von qualifizierten Fachleuten durchgeführt werden, niemals vom Bedienpersonal.
Vorsicht beim Arbeiten mit gefährlichen Stoffen!
Wenn gefährliche Stoffe verwendet werden, mußder Bediener die entsprechenden
Sicherheitsvorschriften genauestens einhalten, das Gerät, falls erforderlich, vollständig spülen,
sowie sicherstellen, daßder Gefahrstoff die von ihm benetzten, am Gerät verwendeten
Materialien, insbesondere Dichtungen, nicht angreift.
Spülen des Gerätes mit Gas!
Nach dem Installieren oder vor dem Ausbau aus einem System mußdas Gerät unter Einsatz eines
reinen Trockengases vollständig gespült werden, um alle Rückstände des Vorgängermediums zu
entfernen.
Anweisungen zum Spülen des Gerätes
Das Gerät darf nur unter einer Ablufthaube gespült werden. Schutzhandschuhe sind zu tragen.
Gerät nicht zusammen mit explosiven Stoffen, Gasen oder Dämpfen benutzen!
Um der Gefahr einer Explosion vorzubeugen, darf dieses Gerät niemals zusammen mit (oder in
der Nähe von) explosiven Stoffen aller Art eingesetzt werden, sofern es nicht ausdrücklich für
diesen Zweck zugelassen ist.

Sicherheitsvorschriften und Vorsichtsmaßnahmen Sicherheitshinweise für den Massenflußre
g
le
r
8
Anweisungen zum Installieren der Armaturen!
Alle Anschlußstücke und Armaturenteile müssen mit der Gerätespezifikation übereinstimmen,
und mit dem geplanten Einsatz des Gerätes kompatibel sein. Der Einbau, insbesondere das
Anziehen und Abdichten, mußgemäß den Anweisungen des Herstellers vorgenommen werden.
Verbindungen auf Undichtigkeiten prüfen!
Überprüfen Sie sorgfältig alle Verbindungen der Vakuumkomponenten auf undichte Stellen.
Gerät nur unter zulässigen Anschlußdrücken betreiben!
Betreiben Sie das Gerät niemals unter Drücken, die den maximal zulässigen Druck (siehe
Produktspezifikationen) übersteigen.
Geeignete Berstscheibe installieren!
Wenn mit einer unter Druck stehenden Gasquelle gearbeitet wird, sollte eine geeignete
Berstscheibe in das Vakuumsystem installiert werden, um eine Explosionsgefahr aufgrund von
steigendem Systemdruck zu vermeiden.
Verunreinigungen im Gerät vermeiden!
Stellen Sie sicher, daßVerunreinigungen jeglicher Art weder vor dem Einsatz noch während des
Betriebs in das Instrumenteninnere gelangen können. Staub- und Schmutzpartikel, Glassplitter
oder Metallspäne können das Gerät dauerhaft beschädigen oder Prozeßund Meßwerte
verfälschen.
Geräteeinheit auf Arbeitstemperatur bringen!
Wird das Gerät zur Flußregelung gefährlicher Gase verwendet, so dürfen diese nur nach
Abschlußdes Anwärmvorgangs zugeführt werden. Um das versehentliche Fließen von Gas
während der Aufheizperiode zu verhindern, sollte ein Absperrventil (normal geschlossen)
eingebaut werden.

Informations relatives àla sécuritépour le
contrôleur de débit de masse S
y
mboles utilisés dans ce manuel d'utilisation
9
Informations relatives àla sécuritépour le contrôleur de
débit de masse
Symboles utilisés dans ce manuel d'utilisation
Définitions des indications AVERTISSEMENT, ATTENTION, et REMARQUE utilisées dans
ce manuel.
Avertissement L'indication AVERTISSEMENT signale un danger pour le
personnel. Elle attire l'attention sur une procédure, une
pratique, une condition, ou toute autre situation
présentant un risque d'accident pour le personnel, en
cas d'exécution incorrecte ou de non respect des
consignes.
Attention L'indication ATTENTION signale un danger pour l'appareil.
Elle attire l'attention sur une procédure d'exploitation, une
pratique, ou toute autre situation, présentant un risque
d'endommagement ou de destruction d'une partie ou de la
totalitéde l'appareil, en cas d'exécution incorrecte ou de non
respect des consignes.
Remarque L'indication REMARQUE si
g
nale une information im
p
ortante. Elle
attire l'attention sur une procédure, une pratique, une condition, ou
toute autre situation, présentant un intérêt particulier.

Symboles apparaissant sur l'unitéInformations relatives àla sécurité
p
our le
contrôleur de débit de masse
10
Symboles apparaissant sur l'unité
Le tableau suivant décrit les symboles pouvant apparaître sur l'unité.
Définition des symboles apparaissant sur l'unité
|
Marche
(sous tension)
IEC 417, No.5007 Arrêt (hors tension) IEC 417, No.5008 Terre (masse) IEC 417, No.5017
Terre de protection
(masse)
IEC 417, No.5019
Masse
IEC 417, No.5020 Equipotentialité IEC 417, No.5021 Courant continu IEC 417, No.5031 Courant alternatif IEC 417, No.5032
Courant continu et
alternatif
IEC 417, No.5033-a Matériel de classe II IEC 417, No.5172-a
Courant alternatif
triphasé
IEC 617-2, No.020206
Attention : se reporter
àla documentation
ISO 3864, No.B.3.1
Attention : risque de
choc électrique
ISO 3864, No.B.3.6
Attention : surface
brûlante
IEC 417, No.5041
Tableau 3: Définition des symboles apparaissant sur l'unité