Причина, по которой расходомер массы газа (MFM) не требует компенсации температуры и давления, заключается в том, что его принцип прямого измерения, основанный на законе теплопроводности, точно вычисляет поток массы, воспринимая тепло, которое забирают молекулы газа, и принципиально избегает вмешательства температуры и давления в результаты измерений.
Возьмем, к примеру, MFM теплового принципа, основным компонентом которого является нагревательная проволока и датчик температуры. Когда газ течет через нагревательную проволоку, он забирает часть тепла, что приводит к снижению температуры нагревательной проволоки. Согласно закону теплопроводности, тепло, уносимое газом, пропорционально потоку массы. Датчик температуры в режиме реального времени контролирует изменение температуры нагревательной проволоки и передает сигнал во встроенную схему. Путем расчета скорости изменения температуры, в сочетании с удельной теплоемкостью газа при постоянном давлении (значение Cp), схема непосредственно получает массовый расход газа без дополнительных измерений температуры или параметров давления. Например, при производстве полупроводников MFM может точно управлять потоком силиконового газа, даже если температура окружающей среды колеблется ±10°C, погрешность измерения остается в пределах ±0,5%.
Некоторые MFM используют технологию постоянной разности температур или постоянной мощности для дальнейшей оптимизации производительности. Постоянная разность температур, поддерживая постоянную разность температур между нагревательной проволокой и газом, корректирует мощность нагрева в реальном времени, чтобы компенсировать изменения потока; Тип с постоянной мощностью фиксирует мощность нагрева, инвертируя расход путем измерения перепада температур. Обе технологии имеют встроенные цифровые алгоритмы обработки сигналов, которые автоматически исправляют различия в коэффициентах теплопроводности газов и обеспечивают точность измерений различных газов, таких как азот и аргон.
Свойства MFM, не требующие компенсации температуры и давления, делают его значительным преимуществом в промышленных сценариях. Например, в устройствах с вакуумным покрытием давление газа может сильно колебаться от вакуума до 10 МПа, традиционный расходомер объема требует частой калибровки, в то время как MFM может напрямую выводить поток массы в стандартном состоянии (например, sccm / slm) без преобразования давления. Кроме того, его широкомерное отношение (50: 1) и характеристики быстрого реагирования (< 100 мс) делают его идеальным выбором для динамических процессов, таких как управление сжиганием, газовая смесь.