SevenStar D07-7C / ZM User manual

D07 – 7C 型质量流量控制器
D07-7CM 型质量流量计
使 用 手 册
版本 2015.12

目录
1. 使用须知…………………………….. 16.2.1 开机预热 …………………..…… 15
2. 用途和特点………………………… 1 6.2.2 检查和调整零点 ………………… 15
3. 主要技术指标……………………… 3 6.2.3 通气工作 ………………………… 15
4. 结构和工作原理…………………… 4 6.2.4 关机 ……………………………… 15
4.1 结构………………………………… 4 7. 注意事项 …………………………… 15
4.2 工作原理…………………………… 5 7.1 禁用流量介质 ……………………… 15
5. 安装和接线 ……………………… 77.2 使用腐蚀性气体问题 ……………… 15
5.1 外形及安装尺寸…………………… 7 7.3 阀口密封问题 ……………………… 16
5.2 气路接头形式……………………… 8 7.4 阀控操作注意 ……………………… 16
5.3 连接电缆插头……………………… 9 7.5 安装位置问题 ……………………… 16
5.4 与计算机或外部信号的连接……… 11 7.6 注意工作压差 ……………………… 16
5.5 调零和外调零……………………… 12 7.7 标定和不同气体的换算 …………… 17
6. 使用方法和操作步骤 ……………… 13 7.8 D07-7C,7CM 标准订单填写格式…… 18
6.1 质量流量控制器的操作…………… 13 8. 故障判断和处理 …………………… 21
6.1.1 开机操作………………………… 13 9. 保证、保修与服务…………………… 23
6.1.2 清洗功能………………………… 14 9.1 产品保证和保修..…………………… 23
6.1.3 显示仪与计算机连接的操作…… 14 9.2 保修对使用的要求..………………… 23
6.1.4 直接与计算机连接的操作……… 14 9.3 服务..………………………………… 23
6.1.5 阀控功能………………………… 15 10. 附录 ………………………………… 24
6.1.6 关机操作………………………… 15 10.1 气体质量流量转换系数 …………… 24
6.2 质量流量计的操作 ………………. 15 10.2 转换系数使用说明 ………………… 26
MASS FLOW CONTROLLER & MASS FLOW METER

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质量流量控制器和质量流量计
使 用 手 册
1. 使用须知
尊敬的用户，感谢您购买本公司生产的 D07 系列质量流量控制器/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。
2. 用途和特点
质量流量计(Mass Flow Meter 缩写为 MFM) 用于对气体的质量流量进行精密测量；质
量流量控制器 (Mass Flow Controller 缩写为 MFC) 用于对气体的质量流量进行精密测量
和控制。它们在半导体和集成电路工业、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: 电子工艺
设备, 如扩散、氧化、外延、CVD、等离子刻蚀、溅射、离子注入; 以及镀膜设备、光纤
熔炼、微反应装置、混气配气系统、毛细管测量、气相色谱仪及其它分析仪器。
D07 系列质量流量控制器和质量流量计具有精度高、重复性好、响应速度快、软启
动、稳定可靠、工作压力范围宽等特点(可以在高压或真空条件下工作), 其操作使用方便,
可任意位置安装, 并便于与计算机连接实现自动控制。
D07 系列质量流量控制器和质量流量计一般与 D08 系列流量显示仪等产品配套使用,
控制器与显示仪之间用专用电缆连接(如图 1所示)。

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图1.质量流量控制器与流量显示仪配套使用

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3. 主要技术指标
表1. D07-7C 型MFC 性能指标
编号 项目D07-7C 型
1 流量规格 ( 0~5,10,20,30,50,100,200,300,500) SCCM
(0~1,2,3,5,10) SLM
2 准确度 ±1.5 % F.S
3 线性 ±1%F.S
4 重复精度 ±0.2 %F.S
5 响应时间 电特性: 10 sec; 气特性: ≤4 sec
6 工作压差范围 (0.1 ~ 0.5) MPa
7 耐压 3 MPa
8 工作环境温度 5 ℃~ 45 ℃
9 输入输出信号 0 V ~ +5.00 V
(输入阻抗大于 100K, 输出电流不大于 3mA)
10 电源 +15 V 50 mA; -15V 200 mA
11 外形尺寸 见图 4
12 重量 1.1 kg
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)
在七星电子 MFC/MFM 产品中心，单位 SCCM 和“mL/min, 0℃,1atm”等同，单位 SLM 和
“L/min, 0℃,1atm”等同。
F.S (Full Scale): 满量程值

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表2. D07-7CM 型MFM 性能指标
编号 项目D07-7CM 型
1 流量规格 ( 0~5,10,20,30,50,100,200,300,500) SCCM
(0~1,2,3,5,10) SLM
2 准确度 ±1.5 % F.S
3 线性 ±1%F.S
4 重复精度 ±0.2 %F.S
5 响应时间 10 sec
6 气压降 <0.01 MPa
7 耐压 3 MPa
8 工作环境温度 5 ℃~ 45 ℃
9 输出信号 0 V ~ +5.00 V
(输入阻抗大于 100K, 输出电流不大于 3mA)
10 电源 +15 V 50 mA
-15 V 50 mA
11 外形尺寸 见图 5
12 重量 0.92 kg
各型号产品的主要技术指标见表 1和表 2。其中 7CM 型是 7C 型的流量测量部分，流
量计量部分的技术指标相同。
4. 结构和工作原理
4.1 结构
质量流量计由流量传感器, 分流器通道和流量放大电路等部件组成；在质量流量计的
基础上，再加上调节阀门和 PID 控制电路就构成了质量流量控制器。7C 型质量流量控制
器, 打开外罩后的结构如图 2所示。

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图2. 7C 型质量流量控制器结构图
7CM 型流量计与 7C 型控制器相比，在结构上的不同点，就是少了电磁调节阀，其它
部分基本相同。
4.2 工作原理
流量传感器采用毛细管传热温差量热法原理测量气体的质量流量(无需温度压力补偿)。
将传感器加热电桥测得的流量信号送入放大器放大, 放大后的流量检测电压与设定电压进
行比较, 再将差值信号放大后去控制调节阀门，闭环控制流过通道的流量使之与设定的流量
相等。分流器决定主通道的流量。与之配套的 D08 系列流量显示仪上设置有稳压电源, 3 位
半数字电压表, 设定电位器, 外设、内设转换和三位阀控开关等。本控制器与流量显示仪连
接后的工作原理如图 3所示。
电路印制板
流量通道
电路印制板电路印制板
支架
调零电位器
传
感器
进气接头
流量通道
电路印制板 D型插座
锁紧螺母
流量通道
电路印制板 D型插座
锁紧螺母
电磁调节阀
出气接头
进气接头
传
感器
调零电位器
支架
D型插座
锁紧螺母
电路印制板
流量通道
电路印制板
流量通道
电路印制板
流量通道
电路印制板
流量通道
流量通道

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图3. 质量流量控制器原理
控制器输出的流量检测电压与流过通道的质量流量成正比, 满量程(F.S)流量检测输出
电压为+5V。质量流量控制器的流量控制范围是(2~100)%F.S, 流量分辨率是 0.1%F.S。
注意 :
当质量流量控制器的“阀控”线置于“清洗”位时，也可以当质量流量计使用。在做
流量计使用时，流量检测电压的输出值最大可能达+10V 以上，不过要注意，当流量超过满
量程值（+5V）后，流量检测电压与通过的实际流量不成线性对应关系。清洗时，流量显示
不准确，还可能出现流量增大显示反而减小的异常现象，但并不会对流量计本身造成损伤。
流量显示仪
质量流量计
分流器通道
传感器
入口
I
调节阀
驱动 阀控
-15V
+15V
0V
~220V 电源
流量显示
100.0
(0 ~ +5.00V)
set
out
放大器 比较器
COM
设定
+5.00V
内
(0 ~ +5.00V)
外
+15V
出口
-15V
清洗
关闭
0 电 平
流量检测
设 定
质量流量
控制器

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控制操作一般在流量显示仪上进行。当设定开关打到“内”设时, 由设定电位器控制流
量; 当打到“外”设时, 由用户提供的(0～+5)V 电压控制流量。
在显示面板上还设置有三位阀门控制开关, 当置“关闭”位时, 阀门关闭; 当置“清洗”
位时,阀门开到最大,以便气路清洗，或作为流量计使用；当置于“阀控”时，自动控制流量。
5. 安装和接线
5.1 外形及安装尺寸:
7C、7CM 各型号产品的外形和安装尺寸如图 4、图 5所示。
图4. D07-7C 型MFC 外形图

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图5. D07-7CM 型MFM 外形图
注意 :
图中的高度 108mm 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。
5.2 气路接头形式
采用标准双卡套接头和 VCR 接头, 可提供 8种尺寸接管外径的接头类型:
a. Compression Fittingφ3 mm ; b. Compression Fittingφ6 mm ; c. Compression
Fittingφ8 mm; d. Compression Fitting 1/8" (英制); e. Compression Fitting 1/4" (英制);
f. VCR 1/4"(英制); g.φ6（内）×1软管; h .φ4（内）×1软管。
一般用金属管将质量流量控制器与气路相连接，在要求不高的情况下也可以用尼龙管
或其它较硬的弹性塑料管。双卡套接头的连接方法, 如图 6所示。注意流量计通道上的箭
头指示的方向是气流方向, 进出气方向不能接反。

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图6. 双卡套接头安装示意图
注意 :
按图 6 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。
5.3 连接电缆插头
螺母 后卡套 前卡套 接头
接管
8
9
15
1
图7. 7C 型控制器 D型插座和接线图
󱌒󳞠󰺑󱌜

󱬆󱑡
1
2
3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
15
9
8
󳯑󰥸
󳆏󰅫(0~+5V)
󳇔󳳇


-15V
+15V
-15V
+15V
+15V
-15V
-15V
关闭
清洗

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质量流量控制器通过专用电缆与配套流量显示仪连接后, 即可通电通气工作。
注意 :
D07-7C 型是 D07-7A 型产品的的升级换代型,7C 型采用了贴片元件,和国际标准的 D 型
插头。与 7A 型对照,插头引线功能的位置相同,但起始编号的方向相反。7C 型可以直接替
换 7A 型产品,7A 型原有的电缆可以直接插在 7C 型插座上工作,只是锁紧装置不一样,当然,
在替换时,通常应该连插头(或电缆)一起更换。
7CM 型质量流量计插座的接线见图 8, 7CM 型与 7C 的插座型号完全相同，只是在流
量计插件的接线中与控制器插件相比，少了“阀控”和“设定”两根线。
+15V
-15V
图8. 7CM 型流量计 D型插座接线图
6
5
4
3
2
1
15
14
13
12
11
10
9
8
7
-15V
+15V
󳇔󳳇
󱌒󳞠󰺑󱌜



󱬆󱑡
-15V

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5.4 与计算机或外部信号的连接
a. 通过流量显示仪与计算机(或其它外部信号)的连接方法, 见图 9。
若用户要检测流量输出信号(0V～+5V)时, 将线引至显示仪外控信号插座的“流量检测”
和“信号地”(0 电平)线上即可，也可直接与计算机的模数(A/D)转换器连接，+5.00V 输出
电压对应 MFC 满量程额定流量值。注意，流量检测输出电流不大于 3mA。
若流量设定使用外部信号，应将设定选择开关打至“外”，并从显示仪上的外控信号插
座送入 0V～+5.00V 外设电压。若用户外接电位器设定,可以用一个 3.3K 左右的多圈电位
器, 将两端连接到外控信号插座“+5.00V”和“信号地”上即可。也可直接与计算机的数模
(D/A)转换器连接，实现自动控制。注意流量设定的输入阻抗大于 100KΩ。
如果还需要计算机实现“阀控”线的关闭和清洗功能，可以用两个继电器的（两组）
转换触点来实现。一个继电器控制“关闭”，一个继电器控制“清洗”，两个继电器都不动
作则为自动控制。注意不能因两个继电器同时动作时引起电源短路, 推荐使用图 10 的继电
器触点接线方式。
图9. 通过流量显示仪与计算机的连接
质量流量
控制器
或
质量流量计
流量显示仪
连接电缆
流量检测
外设
信号地
阀控
A/D 转换输入
信号地
D/A 转换输出
信号地
+15V
关闭
-15V
清洗
计算机
或PLC
( 注意:质量流量计
无阀控线和设定线 )
内设
设定

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b. 流量计直接与计算机连接的接线方法，见图 10。
如果是 MFC/MFM 直接与计算机连接，需要用户自己提供±15V 电源（要求电源抗干
扰能力要强）；将“设定”线接计算机 D/A 输出；将“流量检测”线接计算机 A/D 输入端；
“信号地”线接外部信号参考地；小电流地线“公共地”和大电流地线“电源地”，分别引
线，一起接在±15V 电源的公共端。
如果需要计算机实现“阀控”、“关闭”和“清洗”功能，推荐使用图 10 的阀控线与继
电器触点之间的接线方式。
5.5 调零和外调零
首次使用或工作一段时间后，若发现零点偏移, 可以调整。能通过外罩上进气口侧面的
调零孔调整,也可揭开外罩调整。调整电位器位置示意如图 11 所示。注意：调零时流量管路
不能通气（或将阀门关闭）；必须在开机预热 15 分钟以上，待流量计零点稳定以后进行。
通常除调零电位器外，其它电位器不得轻易调整。
图10. 直接与计算机连接的接线方法
质量流量
控制器
或
质量流量计
流量检测
设定
信号地
阀控
A/D 转换输入
信号地
D/A 转换输出
信号地
+15V 关闭
-15V 清洗
计算机
或PLC
( 注意:质量流量计无阀控线和设定线 )
阀控
+15V
-15V
公共地
电源地
+15V
-15V
电源
COM
0~+5.00V
0~+5V

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本机还设计有外调零功能，当控制器与我厂新生产的（带外调零功能的）D08 系列流量
显示仪配套工作时，也可以通过显示仪面板上的调零电位器调零。但要注意，外调零的调
节范围比较小，若遇到较大的零点偏移，还需要调节控制器上的调零电位器，才能解决。
6. 使用方法和操作步骤(结合 D08 系列流量显示仪)
6.1 质量流量控制器的操作
6.1.1 开机操作
使用时主要操作在流量显示仪上进行(参见图 12)。阀门控制开关及流量设定电位器在前
面板上，流量设定的内部或外部信号选择开关一般在后面板上。当设定选择开关打到“内”
时，用设定电位器设定流量，打到“外”时，由外部信号设定流量（参见流量显示仪的使
用说明书）。
a. 阀开关处于“阀控”位时，先开气后开电源，则气体流量软启动经过约 20 秒钟达到原设定
值的 5%以内。一般应先将阀关闭，不通气，通电预热 15 分钟，待零点稳定以后再正式工
作。如果零点偏差较大，参见 5.5 条, 在不通气的情况下,可以通过调零电位器调零。
b. 阀开关处于“关闭”位, 在开电源预热并开气后,再将阀开关置至“阀控”位, 则流量经过几
秒钟后达到设定流量的 2%以内。这是推荐操作方法。
c. 阀开关处于“清洗”位，在开电源、开气后，则管路流量达到最大值，起到吹洗气路的作
用。
图11. 7C 和7CM 型调节电位器位置图
调零孔
调零
增益
线性

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d. 阀开关处于“阀控”位,并且设定不为零时，如果先开电源，后开气，则流量将会有一个大
过冲，然后迅速稳定至设定值。这种操作方法应当避免。
e. 先开电源、将阀开关置到“关闭”位，将设定值调到零，再开气，待预热至零点稳定后，
再转“阀控”位，然后将设定流量调至需要值, 则实际流量跟踪设定值而改变，无过冲。这
是最佳操作方法。
图12. 流量显示仪操作面板
6.1.2 清洗功能
欲用气体吹洗管路，可将阀开关置为“清洗”位, 清洗时的流量可达该控制器额定满量
程流量的几倍至几十倍。如果不通气，则根据需要可以抽真空以排除 MFC 内部及其上游残
存气体。然后将阀关闭，再开气，并转到“阀控”位工作。
6.1.3 显示仪与计算机连接的操作
参照图 1和图 9，先将显示仪上的设定开关打到“外设”位，将阀控开关置于“阀
控”位，再启动计算机程序进行工作。
6.1.4 直接与计算机连接的操作。
参照图 1和图 10，在流量计预热稳定以后，即可启动程序进行工作。
流量显示窗
阀控开关
外调零电位器
流量单位指示
设定电位器

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6.1.5 阀控功能
当阀开关置于阀“控位”时, 用户也可通过外控信号插座上的“阀控”线控制阀门, (参
照图 3和图 9)，当阀控线接+15V 时，阀门关闭；当阀控线接-15V 时，阀门开到最大，处
于清洗状态；当阀控线悬空时，阀门处于自动控制状态。
6.1.6 关机操作
切断电源后，流量自动截止。最好先关气（将阀控开关置于“关闭”位和关闭气路中
的截止阀）, 后断电源。
6.2 质量流量计的操作
6.2.1 开机预热: 使用前，先接通电源预热 15 分钟。
6.2.2 检查和调整零点
预热后, 检查流量计的零点（特别是在首次使用时）, 参见 5.5 条, 在不通气的情况下,
可以通过调零电位器调零。
6.2.3 通气工作: 待零点稳定后, 即可通气工作。注意观察气体流量, 最好不要超过满量程使用。
6.2.4 关机: 切断电源, 即停止流量计的测量工作, 不影响通道流过的气体流量。
7. 注意事项
7.1 禁用流量介质
使用气体必须净化，切忌粉尘、液体和油污。必要时，须在气路中加装过滤器等。如果
流量计出口接有液体源瓶, 应在流量计出口加装单向阀, 防止液体回流损坏流量计。
7.2 使用腐蚀性气体问题
流量计通道采用的材料为: 00Cr17Ni14Mo2(相当于 316L 不锈钢) ,氟橡胶等耐蚀材料。
在用户系统无水汽、低泄漏、勤清洗、使用得当的条件下, 可以用于控制一般的腐蚀性气体。
使用氨气的用户应在定货时声明。7C、7CM 型流量计产品不能用于有机溶剂蒸汽（如丙酮
等）和 BCl3、BBr3等强腐蚀性气体。阀口的密封材料通常为氟橡胶或耐氨橡胶，对于 7C

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型质量流量控制器也可以选用聚四氟乙烯；当选用四氟乙烯时，阀口容易出现漏气，阀口
密封的漏气率小于满量程流量的 2%；对于使用特殊腐蚀性气体，所有密封材料都要作相应
改变。
注意 :
对于使用腐蚀性或有毒、易燃气体的产品，通气使用前应严格保证并检验安装和联接
的气密性；如需从系统上卸下，应在断开气路前，使用干燥的对人体无害的常规气体（如
氮气、空气）或惰性气体对产品进行彻底的清洗。如没有清洗，可能会引起火灾、爆炸、
中毒等意外事故，将导致人员伤亡。
7.3 阀口密封问题
质量流量控制器的电磁阀是调节阀, 不是截止阀, 不能当截止阀使用, 用户应另配截
止阀。特别是用户如果使用腐蚀性气体, 通常应该在质量流量控制器进出气口各加一个截
止阀, 以保证工作安全。长期工作后, 如果控制器阀口的漏气率在 2%F.S 以内, 是属于正
常情况。如果漏气大于满量程的 2%, 则应进行维修。
7.4 阀控操作注意
在操作阀门进行“清洗”后，不得直接转至“阀控”位工作，必须先将阀门置至“关闭”
位，然后再转至“阀控”位工作。
7.5 安装位置问题
本流量计安装时最好保持安装面水平。用户订货时应注明实际安装位置，我公司根据用
户的安装位置进行标定后出厂。如果用户的实际安装位置与产品出厂时的标定位置不一致
时，产品可能出现零点偏移，此时可调整零点后再工作。
7.6 注意工作压差
对于质量流量控制器要特别注意工作介质的气压，应注意使控制器进出气口两端的工作
压差保持在指标范围之内。特别是在高压下工作时，气压差过大，流量将无法关闭或调小。
在使用大流量的质量流量控制器时，要注意适当加粗管道和减小气源内阻，若工作压差小

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于要求值，有可能流量达不到满量程值。
7.7 标定和不同气体的换算
本流量计出厂通常用氮气（N2）标定。如果要求用使用气体标定, 需要在订货时与销售
人员特别申明。
用氮气标定的流量计用户使用其它气体时, 可以通过附录 10.1 的转换系数进行换算,
算出被使用气体的流量。将质量流量控制器显示出的流量读数，与某使用气体的转换系数
相乘，即得该被测气体在标准状态下的质量流量。
例如：一个出厂标定为 100 SCCM(N2) 的MFC，通甲烷气体时显示的流量为 86 SCCM，
从附录 10.1 查得甲烷的转换系数为 0.719，则甲烷的实际流量为 86×0.719 即61.8 SCCM。
如果用户使用混合气体，可以通过附录 10.2 介绍的方法, 计算出混合气体的转换系数。

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7.8 D07-7C、7CM 标准订单的填写格式
D07-[t] [g,g,g] [r,r,r,r] [f,f] [s] [m] [d]
[t]–型号
- [7C ] 质量流量控制器
- [7CM] 质量流量计
[g,g,g]– 使用气体
依照标准SEMI52-0302
例如:
-[ 013 ] N2
-[ 007 ] H2
-[ 000 ] 混合气体详见[d]
[r,r,r,r]–满量程流量
- [ 005C] 5SCCM
- [ 010C] 10SCCM
- [ 020C] 20SCCM
- [ 030C] 30SCCM
- [ 050C] 50SCCM
- [ 100C] 100SCCM
- [ 200C] 200SCCM
- [ 300C] 300SCCM
- [ 500C] 500SCCM
- [ 001L] 1SLM
- [ 002L] 2SLM
- [ 003L] 3SLM
- [ 005L] 5SLM
- [ 010L] 10SLM
- [ 000C] 特殊量程详见[d]