UFC-8100 UNIT Instruments Controlador de flujo másico analógico serie 8100

UFC-8100 | Controlador analógico de flujo másico de alto caudal UNIT Instruments

El UNIT Instruments UFC-8100 es un controlador analógico de flujo másico con sellos de elastómero diseñado para aplicaciones de gases de proceso de alto caudal. Pertenece a la serie 8100 y admite rangos de flujo equivalentes a nitrógeno de 3 sccm a 30 slm.

El controlador combina una válvula de control electromagnética proporcional, medición de flujo de precisión e interfaz analógica de 0–5 VCC. Su diseño admite gases semiconductores no corrosivos y sistemas generales de suministro de gas industrial.

Con una presión máxima de funcionamiento de 3.500 kPa (500 psi), el UFC-8100 satisface aplicaciones que requieren una capacidad de presión superior a la de muchas configuraciones convencionales de MFC analógico. Su respuesta de arranque rápido, su rango de control de bajo caudal y su construcción con sellos de elastómero también lo convierten en un candidato para proyectos de sustitución de MFC analógicos seleccionados.

PERFIL DE INGENIERÍA | Especificaciones clave

Especificación	Valor
Fabricante	UNIT Instruments
Modelo	UFC-8100
Serie de producto	Serie 8100
Tipo de producto	Controlador analógico de flujo másico de alto caudal
Diseño de sellado	Sello de elastómero
Rango de flujo a escala completa	3 sccm a 30 slm, equivalente a N2
Precisión analógica	±1% FS; ±0,35% FS por debajo del 35% FS
Repetibilidad	±0,15% FS, según SEMI E56-96
Linealidad	±0,5% FS, según SEMI E27-92
Rango de control	2–100% FS
Respuesta de arranque rápido	≤1,0 segundo, según SEMI E17-91
Función de arranque suave	Rampa lineal al 20% por segundo; 0–100% en 5 segundos
Estabilidad del cero	≤0,6% FS al año sin auto-cero
Temperatura de funcionamiento	0–50°C (32–122°F)
Configuración de calefacción	Versión estándar sin calefacción
MTBF	536.000 horas, según se especifica
Certificación	Certificado CE; cumplimiento SEMI especificado

01 / RENDIMIENTO DEL CONTROL DE FLUJO

El UFC-8100 proporciona un rango de control del 2 al 100% FS. Esto permite al controlador regular el flujo desde puntos de funcionamiento bajos hasta su rango nominal de escala completa.

• Respuesta rápida: La respuesta de arranque rápido especificada es de no más de 1,0 segundo según el método de prueba SEMI de referencia.
• Rampa controlada: El arranque suave aumenta el punto de consigna al 20% FS por segundo, alcanzando el 100% en cinco segundos.
• Consistencia de la medición: La repetibilidad se especifica en ±0,15% FS.
• Precisión del flujo: El modelo analógico especifica ±1% FS en general y ±0,35% FS por debajo del 35% FS.
• Estabilidad a largo plazo: La estabilidad del cero se especifica en ≤0,6% FS al año sin auto-cero.

Interpretación de ingeniería: La precisión, la repetibilidad y la linealidad describen diferentes características de rendimiento. No deben tratarse como valores intercambiables al evaluar la tolerancia del proceso.

02 / DISEÑO DE PRESIÓN Y CAMINO DE GAS

Parámetro	Especificación
Presión máxima de funcionamiento	3.500 kPa (500 psi)
Presión de prueba	10.500 kPa (1.500 psi)
Presión diferencial	6,65–350 kPa (50 torr–50 psid)
Materiales en contacto	Acero inoxidable 316L, K-M45, acero inoxidable 304 y 7Mo+
Acabado superficial	32 micro-pulgadas Ra
Sellos de elastómero	Juntas tóricas de Viton o Neopreno
Opciones de asiento de válvula	Asiento de Kel-F o metálico
Integridad de fuga de helio	1 × 10⁻⁹ atm·cc/seg, según SEMI E16-90

La construcción en contacto con el gas combina componentes de acero inoxidable con elementos de sellado de elastómero. El acabado superficial especificado admite los requisitos del camino de gas de proceso, mientras que el sello y el asiento de válvula seleccionados determinan la compatibilidad de la aplicación.

La clasificación de presión de prueba es un valor de calificación de presión, no un objetivo de funcionamiento normal. No opere el controlador continuamente a presión de prueba.

03 / INTERFAZ ANALÓGICA Y OPERACIÓN DE VÁLVULA

La configuración estándar del UFC-8100 utiliza una interfaz eléctrica analógica. Se conecta al equipo host a través de un conector de borde de tarjeta de 20 pines.

Elemento eléctrico	Especificación
Señal de punto de consigna	0–5 VCC
Señal de monitoreo	0–5 VCC
Conector	Conector de borde de tarjeta de 20 pines
Alimentación positiva	+15 VCC, 100 mA máximo
Alimentación negativa	−15 VCC, 200 mA máximo
Consumo máximo de energía	4,5 W
Válvula de control	Válvula electromagnética proporcional UNIT 132
Configuración de la válvula	Normalmente cerrada o normalmente abierta, según la configuración

La válvula electromagnética proporcional regula el flujo de gas en respuesta a la señal de control analógica. La configuración de válvula seleccionada determina su comportamiento cuando se retira la alimentación eléctrica.

Antes de conectar el controlador, verifique la asignación del conector de 20 pines, el común de la señal, la polaridad de la alimentación y la escala de entrada/salida del equipo host. No asuma compatibilidad de pines con el MFC analógico de otro fabricante.

04 / SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA Y LA PRESIÓN

Característica	Valor especificado
Coeficiente de temperatura del cero	0,05% FS/°C
Coeficiente de temperatura del rango	0,1% FS/°C
Coeficiente de presión	0,007% de la lectura por psi, N2
Temperatura de funcionamiento	0–50°C

Los cambios de temperatura pueden afectar el rendimiento del cero y del rango. Los cambios de presión también pueden influir en el flujo indicado. Para procesos críticos, mantenga condiciones de funcionamiento estables y evalúe el rendimiento de calibración bajo presión y temperatura de proceso representativas.

05 / CONFIGURACIÓN MECÁNICA

Parámetro mecánico	Valor
Dimensiones aproximadas (Al. × An. × Pr.)	137 × 127 × 38 mm
Espacio ocupado	Aproximadamente 1,5 pulgadas
Longitud total 1/4 VCR	124 mm
Peso	1,2 kg (2,65 lb)
Calefacción estándar	Sin calefacción

Verifique el dibujo dimensional real antes de la instalación. Las dimensiones totales indicadas y la longitud 1/4 VCR se refieren a referencias dimensionales diferentes y no deben sustituirse por un dibujo de puerto a puerto.

06 / APLICACIONES DE PROCESO

La serie 8100 está diseñada para el control de gases de proceso no corrosivos. Las aplicaciones típicas incluyen:

• Suministro de gas para semiconductores: Nitrógeno, argón, helio, oxígeno, hidrógeno y otros gases de proceso compatibles.
• Equipos de deposición: Control de suministro de gas para procesos CVD y PVD seleccionados.
• Sistemas de grabado: Regulación de flujo para gases de proceso no corrosivos compatibles.
• Control general de gases de proceso: Regulación de flujo analógica en sistemas de gas industrial.
• Actualizaciones de equipos: Sustitución de controladores analógicos de flujo másico con sellos de elastómero seleccionados.

La compatibilidad del gas debe verificarse con los materiales en contacto reales, el compuesto del sello, el asiento de válvula y los requisitos de pureza del gas. La lista general de gases no establece una compatibilidad universal con cada configuración.

07 / PUNTOS DE COMPROBACIÓN DE INGENIERÍA DE SUSTITUCIÓN

El fabricante describe el UFC-8100 como un candidato de sustitución directa para MFC de elastómero. Sin embargo, una sustitución confiable requiere más que igualar el rango de flujo.

1. Calibración de flujo: Confirme el rango completo equivalente a nitrógeno y el gas de calibración utilizado por el controlador existente.
2. Interfaz mecánica: Compare el tipo de conexión, la orientación del puerto, el espacio ocupado y la longitud total.
3. Conexión eléctrica: Verifique el conector de borde de tarjeta de 20 pines y cada asignación de pin relevante.
4. Escala de señal: Confirme la compatibilidad del punto de consigna de 0–5 VCC y el monitoreo con el controlador del equipo.
5. Condiciones de presión: Verifique la presión de funcionamiento y la presión diferencial disponible al flujo de proceso real.
6. Materiales del camino de gas: Confirme que el elastómero, el asiento de válvula y los materiales metálicos sean adecuados para el gas de proceso.
7. Posición de falla de la válvula: Seleccione la configuración normalmente abierta o normalmente cerrada correcta para la estrategia de parada del proceso.

Para proyectos de sustitución, obtenga el número de modelo del MFC existente, el tipo de gas, el rango de escala completa, la información del conector y los detalles de la conexión. Estos detalles ayudan a determinar si la sustitución propuesta es eléctricamente y mecánicamente compatible.

08 / GUÍA DE INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO

• Instale el controlador en una línea de gas limpia con filtración aguas arriba adecuada.
• Utilice conexiones compatibles y siga el procedimiento de ensamblaje del fabricante de conexión especificado.
• Evite aplicar tensión mecánica al cuerpo o a las conexiones de gas durante la instalación.
• Confirme que la presión de proceso se mantenga dentro de los límites de funcionamiento.
• Verifique ambos rieles de alimentación de CC antes de aplicar el comando analógico.
• Permita que el equipo se estabilice antes de comprobar el rendimiento del cero y del flujo.
• Investigue la deriva del cero, la salida inestable y la respuesta lenta antes de reemplazar la unidad.

Las comprobaciones de diagnóstico comunes incluyen la presión de suministro de gas, las restricciones de línea, la integridad del conector, la estabilidad de la alimentación, la escala de señal analógica y la calibración del gas. Para una desviación persistente, compare el flujo medido con un instrumento de referencia calibrado bajo condiciones controladas.

09 / CUMPLIMIENTO Y CALIBRACIÓN

• CE: Certificado CE, según la información de producto suministrada.
• SEMI E12: Cumplimiento especificado.
• SEMI E16-90: Referenciado para la integridad de fuga de helio.
• SEMI E17-91: Referenciado para la respuesta de arranque rápido.
• SEMI E27-92: Referenciado para la linealidad.
• SEMI E56-96: Referenciado para la repetibilidad.
• Calibración: Calibración con trazabilidad NIST.

Las referencias SEMI identifican la base de rendimiento o cumplimiento indicada. Confirme la revisión aplicable, el informe de prueba y los documentos de certificación cuando las especificaciones del proyecto requieran evidencia formal.

10 / INFORMACIÓN DE SUMINISTRO Y COMERCIAL

Artículo de suministro	Detalles
Producto	UNIT Instruments UFC-8100
Estado del producto	Nuevo y original en empaque de fábrica
Garantía	Garantía de fábrica: 12 meses
Envío	FedEx, UPS, DHL
Confirmación técnica	Verificación de modelo y configuración disponible bajo consulta

Contacte a Global PLC Spare HUB para precios, disponibilidad de stock y confirmación de configuración. Proporcione el rango de flujo requerido, el gas de proceso, el tipo de conexión y la acción de válvula al solicitar una cotización.

GLOBAL PLC SPARE HUB | NOTAS DE INGENIERÍA DE APLICACIÓN

Un problema de selección importante es la diferencia entre la precisión a escala completa y la precisión en el rango bajo. La precisión analógica indicada es ±1% FS, mientras que la especificación también enumera ±0,35% FS por debajo del 35% FS. Los ingenieros deben confirmar la base de medición exacta del fabricante y las condiciones de funcionamiento antes de usar la cifra más estricta en un cálculo de tolerancia de proceso.

Para un modelo de escala completa de 30 slm, ±1% FS corresponde a ±0,3 slm. El límite inferior de control del 2% FS corresponde a 0,6 slm. Estos valores ayudan a determinar si el rango seleccionado puede satisfacer tanto los requisitos mínimos como máximos de flujo del proceso.

La clasificación de alta presión también requiere una interpretación cuidadosa. La presión máxima de funcionamiento de 500 psi no elimina la necesidad de una presión diferencial adecuada a través del controlador. Un sistema puede tener una presión de entrada alta y aun así no proporcionar la presión diferencial requerida para el flujo solicitado.

Finalmente, la cifra de MTBF de 536.000 horas debe tratarse como un valor de confiabilidad especificado, no como una vida útil garantizada. La vida útil real depende de la limpieza del gas, los ciclos de presión, el ciclo de trabajo de la válvula, la temperatura y las condiciones de mantenimiento.

PREGUNTAS FRECUENTES

P1. ¿Cuál es la diferencia práctica entre arranque rápido y arranque suave?

El arranque rápido prioriza alcanzar un nuevo objetivo de flujo rápidamente. El arranque suave limita deliberadamente la tasa de aumento para reducir los cambios bruscos en el suministro de gas. Seleccione el modo según los requisitos del proceso de la cámara, la sensibilidad de presión aguas abajo y la secuencia del equipo.

P2. ¿Significa la clasificación de presión de 500 psi que el controlador puede suministrar su flujo nominal completo a 500 psi?

No. La presión máxima de funcionamiento y la presión diferencial disponible son condiciones separadas. La capacidad de flujo real depende de la caída de presión a través del controlador, las propiedades del gas y la configuración de escala completa seleccionada. Verifique la curva de presión de funcionamiento para el gas y el flujo previstos.

P3. ¿Cómo debo evaluar la especificación de repetibilidad de 0,15% FS?

La repetibilidad describe con qué consistencia la unidad regresa al mismo flujo bajo condiciones comparables. No significa que la lectura absoluta de flujo sea precisa al 0,15%. Para la validación del proceso, evalúe la repetibilidad junto con la precisión, la linealidad y la incertidumbre de calibración.

P4. ¿Qué información se necesita para confirmar una sustitución analógica de un MFC existente?

Proporcione el modelo existente, el tipo de gas, el flujo a escala completa, el rango de señal analógica, el diagrama de pines del conector, la configuración de la conexión, el voltaje de alimentación y la posición de falla de la válvula. Un dibujo dimensional y un diagrama de cableado del equipo son especialmente útiles cuando la sustitución debe encajar en un panel de gas existente.

P5. ¿Cuándo debo solicitar una nueva calibración o comprobación de rendimiento?

Considere la verificación después de un almacenamiento prolongado, contaminación de la línea de gas, cambios importantes de presión, deriva del cero inexplicable o desviaciones repetidas del flujo del proceso. Para procesos semiconductores críticos, siga el programa de mantenimiento del equipo y los criterios de aceptación en lugar de depender únicamente de la especificación anual de estabilidad del cero.

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