并且使用电导线159提供至阀组件150以修改流量。为此目的，所述控制器160比较来自质量流量传感器140的信号与预定值，并且相应地调节控制阀170来实现期望的流量。
[0024]虽然图1描绘了所述质量流量控制器100包括热质量流量传感器，但根据所公开的实施例，所述质量流量控制器100还可利用其他类型的质量流量传感器，包括科里奥利式(Cor1lis type)传感器或者差压式传感器。使用科里奥利式传感器的优点是所述科里奥利式传感器能够不依赖温度、流量剖面、密度、粘性和均一性来确定质量流量。此外，差压式传感器在气体控制方面变得流行。
[0025]此外，虽然上述对质量流量控制器100的描述公开了使用电压信号，但是在某些实施例中，所述质量流量控制器100可包括分布式电子设备，其中信号将是来自传感器和阀的以及发送至阀和传感器的数字指令。
[0026]图2描绘了示出初始调谐和应力循环的曲线图的示例。如在图2中所示的，调谐装置以使得出厂响应(实线)穿过水平黑线而在其之内，所述水平黑线表示容许的限度。随着时间推移，装置的响应发生变化，从而新的响应(虚线)不再落入所述限度内。目前，此情形是由消费者监测的，而消费者随后会把机组返厂或者请求派遣现场检修技师来维修所述MFC。以上任一行动皆为耗费时间的、高成本的，并且导致消费者不满。
[0027]此外，所述响应特性是特定于气体的，但是调谐一般仅在工厂中按照一种气体完成，随后如果不同的气体需要进行极大地改变调谐则在消费者处再次进行调谐。一种围绕这种随时间推移的变化而进行的当前工作是使阀在调谐后在工厂处进行大量的循环，随后验证，随后根据需要重新调谐并且再次循环。然而，这是费时的并且是非增值过程。
[0028]相应地，如上所述，所公开的发明提供一种执行算法以监测开启响应特性并且自动自调节调谐参数的MFC。
[0029]例如，图3A描绘用于自动自调节调谐参数(例如，但不限于，阀基准值)，以校正由于随着时间推移发生的变化或者替代地由于入口压力的变化而产生的MFC的阀响应的过程300A。所述阀基准值是在接收非零设定点后阀首次移动的位移量。这类似于为了避免阀开启的长时延迟而进行的第一步移动。所述阀基准值一般在调谐时被设置至最高可能值，所述最高可能值可在不发生过冲的情况下提供迅速响应。将该值设置过高将会导致阀“抢跑”并且当阀移动地太远太迅速时形成过冲。此外，所述基准参数对于入口压力和气体特性很灵敏。因此，随着时间推移，由于操作条件的变化和控制阀的物理特性的细微变化，所述调谐参数可能需要调节。
[0030]根据一个实施例，如上文所述的MFC被初始调谐，以使得出厂MFC的响应根据下式在可容许限度内:
[0031]基准=Prr(式 I)
[0032]其中P工「是在工厂确定的常数。
[0033]在步骤300处，所述过程300A通过在上电期间或者在气体变化期间初始化MFC，以从存储器重新加载相关属性。所述过程300A随后在每一设定点从零变化至非零的初始响应期间监测流量(框302)，并且测量/判定所述响应是否匹配在容许的限度内(框304)。例如，在一个实施例中，一种测量值是达到最终设定点的X%的时间(X —般是10%?20%，t2。)，并且另一测量值是达到最终设定点的￥%的时间(Y—般是75%-95%，t95)。在某些实施例中，所公开的实施例可监测整个曲线以与标定曲线拟合，而不是仅考虑t2。和t95。
[0034]此外，在一些实施例中，第三测量值是流量第一次超过所需设定点(ovs)时的过冲值。所述值可为最终设定点的100%至125%，但是当调谐是非常不力时，所述值可超过最终设定点的200%。
[0035]如果所述响应匹配在容许的限度内，则所述过程返回至步骤302。然而，如果所述响应不匹配在容许的限度内，那么所述过程自动地实施自调节以校正所述响应(框306)。例如，在一个实施例中，所述过程可配置用于执行指令以通过调整控制回路的P、I和D参数来校正所述响应。
[0036]替代地，所述过程可配置用于执行指令以通过调节基准参数(诸如，但不限于，调节基准校正值)来校正所述响应。例如，如图2所示，所述响应特性可随着时间的推移慢慢进展到响应曲线不落入容许限度内的程度。在一个实施例中，所述算法(例如，基于以下公式)根据入口压力校正此退化调整:
[0037]Ped已校正=基准* (1+P校正野)(式2)
[0038]基准=Pr实际* (Ped高-Ped低)/ (Pr高-Pr低)+PrO (式 3)
[0039]或者
[0040]基准=PrO+Prl*P;r实际+Pr2*Pr实际 2+......+Prn*Pr实际 n (式 4)
[0041]其中Pr0......Prn是在调谐过程中确定的常数；
[0042]Pr实际是由压力传感器112测量的压力；
[0043]Peds、Pedift是在工厂调谐过程中分别在高压和低压处获得的基准值；以及
[0044]Perai在每次设定点变化后被迭代调节。如果响应超出而在过快侧，那么校正因子以小量递减。如果所述响应超出而在过慢侧，那么校正因子以小量递增。所述校正因子可为正数或负数。校正量可为可调节的。因为目标是在每一步骤处进行调节，所以校正量一般非常小但是随着时间推移累加，以避免引入对所述过程的任何突然改变。容许的校正总量可为可调整的。可基于一些校正阈值实施警报。
[0045]可以在框306中使用各自的校正量、限度和阈值而对P、1、D参数实施类似的校正。
[0046]在某一时间量或者某一校正水平之后，可将所有校正因子保存在快闪存储器中，以便在电力循环/重启之后所述装置从上次保存的值开始继续校正，而不是从O开始校正。另外，所有校正因子可以保存为取决于气体的值，以便如果消费者周期性地改变气体来满足他们的工艺需求，对于每一气体的校正与对于另一气体的校正是独立的。
[0047]图3B描绘用于自动自调节调谐参数的替代性实施例(过程300B)。与图3A相反，在此实施例中，在上电时或改变气体之后初始化MFC以从存储器重新加载相关属性(步骤300)之后，所述过程读取入口压力并且基于入口压力校正基准(步骤301)。所述过程随后监测MFC响应(步骤302)，并且如上文所述的如果响应不在可接受限度内(步骤304)，则进一步调节调谐参数，诸如基准(步骤306)。
[0048]图4描绘根据所公开的实施例的在MFC中执行的改进控制算法。所述实心黑线表示MFC的现有控制算法。例如，在现有控制算法中，PID控制器404接收流量设定点402，并且基于存储在存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或者电可擦可编程只读存储器(EEPROM))中的调谐参数，所述PID控制器404调节控制阀406。随后使用流量传感器408测量流体流量。所述流量测量被转发至所述PID控制器404，如果必要的话所述PID控制器404重新调节控制阀以控制流体流量。
[0049]根据所公开的实施例，图4中的虚线指示对现有控制算法的改进。基于流量测量，所述改进的控制算法在框412处执行如上文所述的调谐调节算法，其中压力、温度、气体类型或者其他参数414被用来更新调谐参数410以自动调节阀基准。在某些实施例中，可在新算法中针对以下方面设置限度:在某一时期中容许的变化量、容许的总变化量、如何报告已经进行的变化量、如何报告各种误差等等。
[0050]因此，所公开的发明提供了各种实施例以提供配置用于自动自调节调谐参数的质量流量控制器。虽然已经描述了关于上述实施例的具体细节，但是上述描述仅旨在作为示例性实施例并且并非旨在限制所公开的实施例的结构或者实施方式。