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熱式vs.壓差式氣體質(zhì)量流量計:核心原理與適用場景分析

來源:格里機電(無錫)有限公司   2025年07月23日 13:40  
  熱式氣體質(zhì)量流量計基于熱擴散原理,通過測量氣體流經(jīng)加熱傳感器時帶走的熱量變化直接計算質(zhì)量流量,無需溫壓補償。其核心優(yōu)勢在于對低流量(如mL/min級)和微小流量變化的高靈敏度,量程比可達1000:1,且壓損可忽略,適合小管徑、低流速場景。典型應(yīng)用包括半導體制造中工藝氣體(如氬氣、氦氣)的精準控制、醫(yī)療設(shè)備(如麻醉機、制氧機)的氣體流量監(jiān)測,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題)。此外,其直管段要求低(1-2D)、安裝簡便(可插入式安裝),且支持數(shù)字通信,兼容工業(yè)4.0需求。
  壓差式氣體質(zhì)量流量計基于伯努利方程和哈根-泊肅葉定律,通過節(jié)流裝置(如孔板、V錐)產(chǎn)生壓差,結(jié)合溫度、壓力補償間接推算質(zhì)量流量。其核心優(yōu)勢在于高精度(±0.5%~1%Rd/S.P.)和寬動態(tài)范圍(量程比200:1),適合全量程覆蓋0.5sccm~5000slpm的場景。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)控等對精度和重復性要求嚴苛的領(lǐng)域,以及燃料電池氫氣流量控制、工業(yè)廢氣排放監(jiān)測等高溫、腐蝕性氣體場景。此外,其內(nèi)置多種氣體數(shù)據(jù)庫,支持混合氣體一鍵切換,且校準周期長達2-3年,維護成本低。
  對比與選型建議:
  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;熱式在低流速時靈敏度占優(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),但長期穩(wěn)定性受傳感器老化影響;壓差式響應(yīng)時間≤700ms,但校準周期長,長期成本更低。
  推薦場景:
  半導體、醫(yī)療等對低流量精度要求高的場景,優(yōu)先選熱式;
  生物制藥、環(huán)保監(jiān)測等需耐高溫、耐腐蝕或混合氣體測量的場景,優(yōu)先選壓差式。

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