氣體質量流量計(MFM)之所以無需溫壓補償,核心在于其基于熱傳導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量流量,從根本上規避了溫度和壓力對測量結果的干擾。
以熱式原理的MFM為例,其核心組件為加熱絲與溫度傳感器。當氣體流經加熱絲時,會帶走部分熱量,導致加熱絲溫度下降。根據熱傳導定律,氣體帶走的熱量與質量流量成正比。溫度傳感器實時監測加熱絲的溫度變化,并將信號傳輸至內置電路。電路通過計算溫度變化率,結合氣體定壓比熱容(Cp值),直接得出氣體的質量流量,無需額外測量溫度或壓力參數。例如,在半導體制造中,MFM可精準控制硅烷氣體的流量,即使環境溫度波動±10℃,測量誤差仍控制在±0.5%以內。
部分MFM采用恒溫差或恒功率技術進一步優化性能。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。這兩種技術均內置數字化信號處理算法,可自動修正氣體導熱系數差異,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場景中優勢顯著。例如,在真空鍍膜設備中,氣體壓力可能從真空至10MPa大幅波動,傳統體積流量計需頻繁校準,而MFM可直接輸出標準狀態下的質量流量(如sccm/slm),無需壓力換算。此外,其寬量程比(50:1)和快速響應(<100ms)特性,使其成為燃燒控制、氣體混合等動態過程的理想選擇。