质量流量控制器/质量流量计是如何实现对各种气体进行测量标定的

发布日期:
2020-07-17
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质量流量控制器/质量流量计是如何实现对各种气体进行测量标定的

随着科学技术的不断进步,在生产生活中需要用到各种气体辅助生产生活的场景越来越多,质量流量控制器/质量流量计所能遇到的气体种类也越来越多,不同场景所用气体需求不同,并且半导体行业中很多气体为有毒或易燃易爆气体,在对流量控制器进行标定时,为简化生产和保证可实施性、安全性,不可能全部使用实际气体进行标定。

因此,质量流量控制器/质量流量计根据气体的压缩特性建立一个可以提供多种基本气体(N2,H2,He,SF6等)的气体标定平台是非常必要的。其他气体可以在这些基本的气体的测量基础上,采用转换系数的方式得到实际流量。最多采用的是N2作为代替气体并乘以转换系数(标定的目标气体和氮气之间的转换系数可通过试验的方法测得)的方法进行标定。

而气体的流量转换系数理论上取决于该气体在标准状态下的密度和比热, 以及气体的分子构成系数。常用的单组份气体,其转换系数可查得;或知道某种气体的密度和比热,也可以用气体质量流量转换系数C的基本公式计算出来。

气体质量流量转换系数C的基本公式:


  C=0.3106 N /ρ(Cp)


  其中:ρ——为气体的密度


  CP——为气体的定压比热


  N ——为气体分子构成系数(与该气体分子构成的组份有关


而如果是多组份混合气体,则计算相对要复杂些(假定由n种气体组成),按下列公式计算其转换系数C:


  0.3106 [N1 (ω1/ωT )+N2 (ω2/ωT ) + ··· + Nn (ωn/ωT )]


  C = ———————————————————————————


  ρ1Cp1 (ω1/ωT )+ ρ2Cp2 (ω2/ωT )+ ··· + ρnCpn (ωn/ωT)


  其中:ω1 …ωn ——为相应气体的流量


     ωT    ——为混合气体的流量


     ρ1…ρn  ——为相应气体的密度 (数值见产品技术说明书)


     CP1…CPn  ——为相应气体的定压比热 (数值见产品技术说明书)


     N1 … Nn  ——为相应气体的分子构成系数


质量流量控制器/质量流量计采用气体系数的方法计算标定,可以大幅度降低多气体产品的标定使用难度,同时结合数字产品技术,可以使一台产品同时具备多种不同气体的使用能力,解决了气体辅助生产制造比如半导体行业气体使用种类繁多的问题,同时也大大降低行业使用成本。


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