無需溫壓補償?shù)膴W秘:氣體質(zhì)量流量計(MFM)工作原理深度解析
更新時間:2025-12-16 點擊次數(shù):157
氣體質(zhì)量流量計(MFM)之所以無需溫壓補償,核心在于其基于熱傳導(dǎo)定律的直接測量原理,通過感知氣體分子帶走的熱量來精確計算質(zhì)量流量,從根本上規(guī)避了溫度和壓力對測量結(jié)果的干擾。
以熱式原理的MFM為例,其核心組件為加熱絲與溫度傳感器。當(dāng)氣體流經(jīng)加熱絲時,會帶走部分熱量,導(dǎo)致加熱絲溫度下降。根據(jù)熱傳導(dǎo)定律,氣體帶走的熱量與質(zhì)量流量成正比。溫度傳感器實時監(jiān)測加熱絲的溫度變化,并將信號傳輸至內(nèi)置電路。電路通過計算溫度變化率,結(jié)合氣體定壓比熱容(Cp值),直接得出氣體的質(zhì)量流量,無需額外測量溫度或壓力參數(shù)。例如,在半導(dǎo)體制造中,MFM可精準(zhǔn)控制硅烷氣體的流量,即使環(huán)境溫度波動±10℃,測量誤差仍控制在±0.5%以內(nèi)。
部分MFM采用恒溫差或恒功率技術(shù)進一步優(yōu)化性能。恒溫差型通過維持加熱絲與氣體間的固定溫差,實時調(diào)整加熱功率以補償流量變化;恒功率型則固定加熱功率,通過測量溫差變化反推流量。這兩種技術(shù)均內(nèi)置數(shù)字化信號處理算法,可自動修正氣體導(dǎo)熱系數(shù)差異,確保不同氣體(如氮氣、氬氣)的測量精度。
MFM的無需溫壓補償特性使其在工業(yè)場景中優(yōu)勢顯著。例如,在真空鍍膜設(shè)備中,氣體壓力可能從真空至10MPa大幅波動,傳統(tǒng)體積流量計需頻繁校準(zhǔn),而MFM可直接輸出標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的質(zhì)量流量(如sccm/slm),無需壓力換算。此外,其寬量程比(50:1)和快速響應(yīng)(<100ms)特性,使其成為燃燒控制、氣體混合等動態(tài)過程的理想選擇。