熱式vs.壓差式氣體質(zhì)量流量計(jì):核心原理與適用場(chǎng)景分析
熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)基于熱擴(kuò)散原理,通過(guò)測(cè)量氣體流經(jīng)加熱傳感器時(shí)帶走的熱量變化直接計(jì)算質(zhì)量流量,無(wú)需溫壓補(bǔ)償。其核心優(yōu)勢(shì)在于對(duì)低流量(如mL/min級(jí))和微小流量變化的高靈敏度,量程比可達(dá)1000:1,且壓損可忽略,適合小管徑、低流速場(chǎng)景。典型應(yīng)用包括半導(dǎo)體制造中工藝氣體(如氬氣、氦氣)的精準(zhǔn)控制、醫(yī)療設(shè)備(如麻醉機(jī)、制氧機(jī))的氣體流量監(jiān)測(cè),以及環(huán)保領(lǐng)域煙道氣排放的CEMS系統(tǒng)(避免差壓式易堵塞問(wèn)題)。此外,其直管段要求低(1-2D)、安裝簡(jiǎn)便(可插入式安裝),且支持?jǐn)?shù)字通信,兼容工業(yè)4.0需求。
壓差式氣體質(zhì)量流量計(jì)基于伯努利方程和哈根-泊肅葉定律,通過(guò)節(jié)流裝置(如孔板、V錐)產(chǎn)生壓差,結(jié)合溫度、壓力補(bǔ)償間接推算質(zhì)量流量。其核心優(yōu)勢(shì)在于高精度(±0.5%~1%Rd/S.P.)和寬動(dòng)態(tài)范圍(量程比200:1),適合全量程覆蓋0.5sccm~5000slpm的場(chǎng)景。典型應(yīng)用包括生物反應(yīng)器供氣、滅菌工藝蒸汽流量監(jiān)控等對(duì)精度和重復(fù)性要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域,以及燃料電池氫氣流量控制、工業(yè)廢氣排放監(jiān)測(cè)等高溫、腐蝕性氣體場(chǎng)景。此外,其內(nèi)置多種氣體數(shù)據(jù)庫(kù),支持混合氣體一鍵切換,且校準(zhǔn)周期長(zhǎng)達(dá)2-3年,維護(hù)成本低。
對(duì)比與選型建議:
精度與量程:壓差式在低流量(0.5sccm以下)精度更高,全量程覆蓋能力更強(qiáng);熱式在低流速時(shí)靈敏度占優(yōu),但量程范圍較窄。
介質(zhì)適應(yīng)性:壓差式耐高溫、耐腐蝕,可耐受液體滲入;熱式傳感器接觸液體易損壞,不適用于臟污或高濕度介質(zhì)。
響應(yīng)速度與成本:熱式響應(yīng)更快(最快100ms),但長(zhǎng)期穩(wěn)定性受傳感器老化影響;壓差式響應(yīng)時(shí)間≤700ms,但校準(zhǔn)周期長(zhǎng),長(zhǎng)期成本更低。
推薦場(chǎng)景:
半導(dǎo)體、醫(yī)療等對(duì)低流量精度要求高的場(chǎng)景,優(yōu)先選熱式;
生物制藥、環(huán)保監(jiān)測(cè)等需耐高溫、耐腐蝕或混合氣體測(cè)量的場(chǎng)景,優(yōu)先選壓差式。
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