SevenStar CS200-F MFC User manual

REV.2.4
CS 系列 200-F 型气体质量流量控制器/质量流量计
使 用 手 册
2015.12

目录
第一部分 产品说明 3.2 控制方式 .............................................. 18
1.1 声明................................................... 13.3 调零 ...................................................... 18
1.2 安全注意事项 ................................... 23.4 软启动 .................................................. 18
1.3 使用须知........................................... 23.5 延迟 ...................................................... 19
1.4 概述................................................... 33.6 阀控制 .................................................. 19
1.5 技术指标........................................... 43.7 阀类型 .................................................. 19
1.6 标定................................................... 53.8 多气体多量程 ...................................... 19
1.6.1 标准状况 ........................................ 53.9 累积流量 .............................................. 19
1.6.2 制造环境 ........................................ 53.10 报警 .................................................... 20
1.6.3 精度调节 ........................................ 53.11 LED 指示灯 ........................................ 20
第二部分 安装 第四部分 维护
2.1 概述................................................... 64.1 概述 ...................................................... 20
2.2 打开包装........................................... 64.2 注意事项 .............................................. 21
2.3 机械安装........................................... 64.2.1 介质使用要求 .................................... 21
2.3.1 概述 ................................................ 64.2.2 阀口密封问题 ................................... 21
2.3.2 安装 ................................................ 11 第五部分 故障诊断
2.3.2.1 1/4″VCR 接头安装方法............ 11 5.1 初步检查 .............................................. 21
2.3.2.2 双卡套接头的安装方法 ............. 12 5.2 故障检查 .............................................. 21
2.4 电气安装........................................... 12 第六部分 保证和服务
2.4.1 概述 ................................................ 12 6.1 七星电子有限保证 .............................. 23
2.4.2 连接 ................................................ 13 6.2 产品保证 .............................................. 23
2.4.3 电缆线选型表以及连接示例 ........ 15 6.3 服务 ...................................................... 24
2.5 工作检查........................................... 18 6.4 免责声明 .............................................. 24
第三部分 功能介绍 附录Ⅰ......................................................... 25
3.1 概述................................................... 18 附录Ⅱ......................................................... 28
MASS FLOW CONTROLLER & MASS FLOW METER

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气体质量流量控制器和质量流量计
使 用 手 册
第一部分 产品说明
1.1 声明
《气体质量流量控制器和质量流量计使用手册》版权属于北京七星华创电子股份有限公
司(以下简称“七星电子”)专有。如无七星电子的书面许可，不得部分或全部影印本使用手
册。本手册已经严格审校，但不保证手册中不含错误与遗漏，出版商不承担任何由于错误或
遗漏的责任，亦不承担由于使用本手册中的信息所导致的损失的任何责任。
北京七星华创电子股份有限公司

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1.2 使用须知
尊敬的用户，感谢您购买本公司生产的 CS 系列气体质量流量控制器/质量流量计产品。
本手册详细叙述了正确、安全使用该系列产品的必要事项。
产品使用者，请务必认真参阅本手册并理解后使用，在使用过程中，请注意带有 标
志的文字及注意事项中包含的所有内容。
对于未按照使用手册使用造成的财产损失或人身伤害，本公司有权不承担责任。
本手册对您安装、维护及故障维修时，必不可少，请妥善留存保管。
1.3 安全注意事项
下列注意事项请结合使用手册查看。未按照注意事项进行操作所产生的一切后果本公司
不予承担。
a）请勿替换产品零部件或者改动产品
不要替换产品的任何零部件或者对仪器进行任何未授权的改动。在返厂进行重新标定或
维修的时候必须保证安全标签完好无损。
b）请联络专业工作人员为您服务
使用时勿擅自更换零部件，任何技术支持都必须由本公司授权的专业技术人员来为您服
务。 c）使用危险气体时请特别注意
如果使用危险气体，请做好预防措施，条件允许请完全吹洗仪器。如果危险气体潮湿，
须确保潮湿的危险气体不会和仪器以及密封材料产生化学反应。
d）吹洗仪器时特别注意
在从气路上拆卸仪器之前和安装仪器后都要对整个系统进行吹洗，用干燥气体吹洗通道
内剩余气体的残渣。
e）请遵照合适的步骤吹洗
产品必须在通风保护罩下进行吹洗，并且操作人员必须带上手套进行保护。
f）请勿在爆炸性环境下使用本产品
为了避免产生爆炸，不要在爆炸性环境下使用本产品，除非本产品获得有效认证 。
g）请使用合适的接头并按照相关的紧固规程来操作
所有仪器的接头都必须和产品说明书上的型号相符，且与仪器所使用的接头相一致且与
仪器所使用的接头相配套。拧紧接头的时候请按照产品操作指导说明书来操作。
h）请检查产品接头处是否漏气
请仔细的检查所有的零部件接口以确保在安装过后没有漏气。

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i）请使产品在安全入口压力下工作
请勿使仪器的入口压力超出最大工作压力（请参阅产品说明书中的最大工作压力）
j）请使整个系统远离污染
系统在运行过程中，请勿使用含有污染物的气体。如气体中含有灰尘、污垢、纤维、玻
璃碎片或者铁屑等。
k）请预热仪器后再使用
请预热后再使用，尤其是危险气体，更加应该注意。请使用绝对关闭的阀以确保在预热
过程中不会有错误的流量通过。
1.4 概述
质量流量控制器（MFC）和质量流量计（MFM）用于对气体的质量流量进行精密控制
和测量。它们在半导体集成电路工艺、特种材料学科、化学工业、石油工业、医药、环保和
真空等多种领域的科研和生产中有着重要的应用。其典型的应用场合包括: 集成电路工艺设
备, 如外延炉、扩散、CVD、等离子刻蚀机、溅射台、离子注入机; 以及镀膜设备、光纤熔
炼、微反应装置、混气配气系统、气体取样、毛细管测量、气相色谱仪及其它分析仪器。
CS200-F 型MFC/ MFM 是北京七星华创电子股份有限公司（七星电子）生产的数字型产
品，为气体质量流量的控制、测量提供了高准确度及高可靠性。该型产品可同时支持数字信
号，0～5V 模拟信号，4～20mA 模拟信号，可以使用双电源（±8～±16 VDC）或单电源（+14～
+28 VDC）,并加入了电磁截止阀。支持自动故障报警，多气体多量程等功能。标准开放的通
讯协议为客户自行开发控制、采集软件提供便利。提供功能强大的免费客户端上位机软件
Digital MFC。CS200-F MFC 默认配置为：
MAC 地址：32；
RS485 通信波特率:19200；
控制方式：0～5V 电压控制。
更多细节请参考产品附带光盘中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。

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1.5 技术指标
CS200
型号 F
阀类型 常闭阀 或 常开阀(流量规格≤30SLM)
流量规格(N2)
(0～5,10,20,30,50,100,200,300,500) SCCM
(0～1,2,3,5,10,20,30,50) SLM
准确度
±1.0% S.P. (≥35% F.S.)
±0.35% F.S. (＜35% F.S.)
线性 ±0.5% F.S.
重复精度 ±0.2% F.S.
响应时间 ≤1 sec
工作压差范围
0.05～0.35MPa 流量规格≤10SLM
0.1～0.35MPa 10SLM＜流量规格≤30SLM
0.2～0.45MPa 30SLM＜流量规格≤50SLM
温度系数
零点： ≤±0.05% F.S/℃；
调节时：≤±0.1% F.S/℃流量规格≤30SLM；
调节时：≤±0.2% F.S/℃流量规格＞30SLM
耐压 1MPa
漏率 1×10-10 Pa·m3/ sec He
密封材料 氟橡胶
工作环境温度 （5～45）℃
输入信号 数字：RS485 或DeviceNet 或ProfiBus
模拟：(0～5)VDC 或(4~20) mA
输出信号 数字：RS485 或DeviceNet 或ProfiBus
模拟：(0～5)VDC 或(4~20) mA
零漂 在没有零点校正时＜0.6%F.S./年
电源 ±8～±16 VDC (双极)或+14～+28 VDC (单极)，+24VDC
表面化学成分 常态
表面粗糙度 25 Ra
标准接头形式
双卡套Φ6mm；双卡套 1/4〞；双卡套 3/8〞；
双卡套Φ10mm；双卡套Φ3mm；双卡套 1/8”
VCR1/4〞阳接头；VCO1/4〞阳接头；
电源接头形式 9针D型阳接头；15 针D型阳接头；DeviceNet 接头；ProfiBus 接头
重量 1.2 Kg

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注意 :
质量流量计和质量流量控制器出厂通常用氮气（N2）标定。
质量流量的单位规定为: SCCM (标准毫升/分);
SLM (标准升/分)
标准状态规定为: 温度 —— 273.15K ( 0℃ );
气压 —— 101325 Pa (760mm Hg)
F.S. (Full Scale): 满量程值 ； S.P.(Set Piont)： 设定点值
1.6 标定
CS200-F MFC/MFM 可以按照用户的要求来标定。如果用户没有说明工作情况等信息，则按
照标准状况标定。
1.6.1 标准状况
出口压力：大气压
气体质量流量通常用标准状态下的体积流量来表示，质量流量单位为：
SCCM：标准毫升/分钟
SLM：标准升/分钟
标准状态：温度 0ºC (273.15K)
气压：101325Pa (760mm Hg)
因为在标准状态下，气体的密度是一个常数，该密度乘以标准状态下的体积就是质量数，所
以标准状态下的体积流量就等同于质量流量。
MFC/MFM 的标准安装位置为水平安装，同时为客户提供垂直（进气口向上或向下）、平躺
及其它位置的安装，为保证最高的测量精度，用户购买时应该说明设备的安装方式。
1.6.2 制造环境
CS200-F 型MFC/ MFM 是在温度为 22±2℃的 100 级的净化间内组装，1000 级净化环境下标
定及包装。
1.6.3 精度调节
CS200-F 型MFC/MFM 在制造完成后都要在相应的标定台上烤机 24 小时，然后进行精确标
定。精度、动态响应、压力变化的稳定性等指标须经过两次检查，合格后方可出厂。

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第二部分 安装
2.1 概述
警告：必须要非常小心地处理有毒的、腐蚀性的或易燃易爆的气体。在质量流量控制器/
流量计安装之后，应该彻底的检查整个气路以保证没有气体泄漏。通入腐蚀性气体之前应先通一
个小时的干燥惰性气体以清洗质量流量控制器/流量计。
重要提示：当安装质量流量控制器/流量计时，确保产品通道所示的箭头方向与流经产品的
气体流动方向相同。
2.2 打开包装
CS200-F 型MFC/MFM 产品在净化间的环境下组装、标定和真空包装。产品由两层独立的密封
袋包装，外层为普通塑料袋，内层为洁净真空袋。在进入净化间之前应该先拆掉外面的塑料袋，
为了减少污染，内层的洁净袋应该在洁净环境下拆开。
2.3 机械安装
2.3.1 概述
在大多数应用场合下，需要在气路中安装一个截止阀。用户应根据工况来决定截止阀的安装
位置(上游或下游)。为了防止污染，建议您在产品的上游管路中安装过滤器。
CS200-F 型产品的安装位置应同您在订货时要求的安装位置一致，空气应该干燥和洁净，安
装时应避免外力冲击或震动。产品外形图如图 2-1 所示，图 2-2、图 2-3 和图 2-4 为不同的接头
（Compression Fittingφ3；Compression Fittingφ6；Compression Fitting1/8 ″；Compression
Fitting1/4″；Compression Fitting3/8″；VCR1/4″阳接头；1.5″C型密封接头；1.5″W型密封
接头）的外型尺寸，不同接头产品的总长度 L见表 2-1。在安装前，请勿取下两端接头上的保护
帽，直到您真正安装 MFC/MFM 时再取下保护帽。

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图2-1 CS200-F 型产品外形图

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图2-2 产品尺寸外形图

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图2-3 产品尺寸外形图

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图 2-4 产品尺寸外形图

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接头类型
产品长度
双卡套 3/8〞；双卡套φ6；双卡套φ10
双卡套 1/4〞；双卡套φ3；双卡套 1/8〞
VCR1/4〞阳接头
VCO1/4〞阳接头
L 157.8
169
表2-1 不同接头产品长度表
注意 :
图2-2 和2-4 中的高度 132mm 是不加电缆插头的高度,加上插头后的高度要再增加 50mm
左右。
2.3.2 安装
按进出气的方向，把质量流量控制器/流量计正确地接入管路中。
2.3.2.1 1/4″VCR 接头安装方法
VCR 垫圈有两种：无定位 VCR 垫圈和有定位 VCR 垫圈。1/4″VCR 接头的安装，如图 2-5、
图2-6 所示。当使用无定位 VCR 垫圈时，将垫圈放入阴螺母内；当使用有定位 VCR 垫圈时，将
垫圈固定在凸起的结合处。先用手将螺母和接头拧紧，再用双扳手操作，用一只扳手卡住接头不
动，用另一只扳手旋转螺母，要求用扳手旋转 1/8 至1/4 圈。
图2-5 无定位 VCR 垫圈的 VCR 接头安装示意图
图2-6 定位 VCR 垫圈的 VCR 接头安装示意图

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2.3.2.2 双卡套接头的安装方法
双卡套接头的安装方法见图 2-7，在装上前卡套、后卡套、螺母后,先用手将螺母与接头拧紧，
再用扳手拧紧(国外进口的双卡套接头要求用扳手旋转 1.25 圈拧紧)，以保证不漏气。注意应该使
用双扳手操作，用一只扳手卡住接头不动，用另一只扳手旋转螺母，特别是在拆卸接管时必须使
用双扳手操作，否则会引起接头松动,影响密封。
图2-7 双卡套接头安装示意图
注意 :
按图 2-7 所示安装接管时，在装上前卡套、后卡套、螺母后，先用手将螺母与接头拧紧，
再用扳手拧紧（国外进口的双卡套接头要求用扳手旋转 1.25 圈拧紧），以保证不漏气。注意
应该使用双扳手操作，用一只扳手卡住接头不动，用另一只扳手旋转螺母。特别是在拆卸接
管时必须使用双扳手操作，否则会引起接头松动，影响密封。
2.4 电气安装
2.4.1 概述
CS200-F 型产品采用开关电源方式，可支持双电源（±8～±16V DC）或单电源（+14～+28V
DC），客户可以根据需要自行选择。电磁截止阀为单独 24VDC 电源。
CS200-F 型产品的电气接头采用 D型阳接头、DeviceNet 接头以及 ProfiBus 接头，D型接头
分9针和 15 针，其中 9针接头属于 SEMI 标准型，仅支持 0-5V 模拟电压控制和流量输出，15 针
接头同时支持 0～5V 模拟电压、4～20mA 模拟电流控制和流量输出。客户在选购产品的时候根
据需要选择。
接管 螺母 后卡套 前卡套 接头

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CS200-F 型产品支持 RS485 串行通讯、DeviceNet 通讯协议及 ProfiBus 通讯协议，用户可以
用RS485 电缆线和相应的适配器与电脑连接。
2.4.2 连接
图2-8，图 2-9，图 2-10，图 2-11, 图2-12，图 2-13，图 14，图 15 分别给出了 CS200-F 型质
量流量控制器的 9针D型阳接头，15 针D型阳接头，RS485 端口，DeviceNet 接头，电磁截止阀,
波士卡转换器，ProfiBus DP 接头（9 孔 D 型接头），ProfiBus 产品 15 针 D 型阳接头的连线图。
注意 :
CS200-F 型质量流量计外观与 CS200-F 型质量流量控制器外观一致，但 CS200-F 型质量流量
计的电气接头中，0～5V 流量设定，4～20mA 流量设定及阀控均不起作用，即图 2-8 中pin1、pin6
及图 2-9 中pin1、pin7、pin8、pin12 管脚不起作用。
图2-8 9 针D型接头连接图 图2-9 15 针D型接头连接图

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图2-10 RS485 连接图 图2-11 DeviceNet 接线图
图2-12 电磁截止阀接线图 图2-13 我公司提供的波士卡转换器连图
图 2-14 ProfiBus DP 接头连接图 图 2-15 ProfiBus 产品 15 针 D 型阳接头连接图

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2.4.3 电缆线选型表以及连接示例
D08-
2B/3B/4B
2E/3E/4E
D08- 1/2/4 2F/3F/4F
D08-1F/1FM/1FS/8C/8CM/1G/1GM
外接±15V
电源
外接+24V
电源
至上位
机串口
至电脑
USB 口
MFC
(DB15 针)
QCX-19/
QCX-P19
QCX-48
QCX-17/QCX-P17
QCX-46 QCX-41 QCX-43 QCX-34 QCX-50
MFC
(DB9 针)
QCX-20/
QCX-P20
QCX-49
QCX-18/QCX-P18
QCX-47 QCX-42 QCX-34 QCX-50
表 2-2 电缆线选型表
图2-16 CS 产品与 D08-1D/1F 电源连接例图

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图2-17 CS 产品与外接电源连接例图
图2-18 CS 产品与外接电源连接例图

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图2-19 CS 产品连接示意图
七星电子可以提供所有电气连接线，RS485 转换器。并可以根据客户需要定制相应的连接线，
更多详细信息请咨询当地七星电子代理商。

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2.5 工作检查
开始操作质量流量控制器/流量计前需要进行以下检查：
2.5.1 检查气路是否漏气。
2.5.2 检查工艺顺序与气路元件的完好性。
2.5.3 检查 MFC/MFM 的控制信号、电源电压大小与形式。
2.5.4 检查通入的气体类型与额定压力。
2.5.5 工作前让质量控制器/流量计预热 20 分钟，并检查零点。
2.5.6 通入干燥的惰性气体进行试运行。
2.5.7 在使用质量流量控制器/流量计控制强腐蚀性气体之前，应先通入一个小时的干燥惰性气体
以清洗质量流量控制器/流量计。
第三部分 功能介绍
3.1 概述
CS200-F 型产品是七星电子采用最先进的数字技术研发的产品。在传感器驱动，零点漂移和
阀控技术等诸多方面都采用了独特的技术，保证了产品的高性能、高品质和高可靠性。
3.2 控制方式
CS200-F 型产品兼容数字模拟控制方式，客户可以根据需要选择控制信号方式，产品支持数
字控制，0-5V 电压控制和 4-20mA 电流控制。当客户选择了其中一种控制信号，其他两种控制信
号将被系统自动屏蔽。而流量检测信号则通过数字方式，0-5V 电压和 4-20mA 电流同时送出，互
不影响。更多细节请参考产品附带光盘中的“CS 系列 MFC 通讯协议”。
3.3 调零
客户可以通过调零来修正流量计的零漂。在调零以前，客户需要首先确认产品没有气体通过，
然后通过软件命令或者调零按钮进行调零操作，如果采用调零按钮的方式，确认按下调零按钮足
够长的时间，直到 LED 绿色指示灯闪烁，即可松开。调零过程完成后，LED 绿色指示灯将停止
闪烁（ProfiBus 产品有调零功能，但无此指示灯）。
3.4 软启动