选择质量流量测量技术时,需要考虑许多重要因素,包括:
- 准确性
- 压力和流量限制
- 重复性
- 响应速度
- 调节比
- 气体或液体兼容性
- 成本
两种常见的质量流量测量技术类型包括层压差压和热式。虽然热式技术出现更早、知名度更高,但层流压差技术在许多方面具有优势。在这里,我们讨论了这些优势,并以实验室培育钻石为例,深入探讨其应用效益。
即使工艺条件波动,也能对多种气体提供更高的精度
对于热质量流量仪表,精度受到比热容误差和计算限制的限制,例如在气体之间切换时的 K 因子转换。
相比之下,Alicat 的层流压差质量流量仪表预置了不同温度和压力下的气体数据库。因此,即使在工艺条件波动或在超过 98 种不同气体之间切换时,它们也能提供极其精确的质量流量测量。由于其高精度和可重复性,层流压差压质量流量仪通常被信赖为校准标准,例如molbloc层流标准器。
更快、近乎瞬时的预热时间
热式质量流量设备可能需要 30 多分钟才能预热,而 Alicat 层流压差质量流量设备可在不到 1 秒的时间内准备就绪。节省时间意味着更高的产量和盈利能力。
限制更少,无需直管
由于对流加热的特性,热式质量流量仪表必须安装在直管段上,且需完全水平布置。相反,层流差压式质量流量仪表可采用任意安装方式- 其测量结果不受流量体安装方位调整的影响。这种安装限制更少的层流差压式质量流量技术,可在任意方向上加装,极大拓展了系统设计阶段的工程实现空间。
更宽的工作范围(调节比)
由于其机械限制,层流压差式质量流量仪表的调节比或控制范围通常大于热式质量流量仪表。Alicat大多数层流压差质量流量仪表的可控范围为满量程的0.01%至100%(调节比10,000:1),而大多数热式质量流量仪表的调节比仅为100:1或50:1。
层压差压质量流量技术减少了为控制不同流量范围而需要购买设备的数量。因此,需要大范围流量控制的应用可以从层流压差技术中受益匪浅。
应用亮点:金刚石CVD
层压差压质量流量仪与金刚石 CVD 系统中的热设备相比具有多种优势:
-
- 提高可重复性(读数的 ±0.1% + 满量程的 0.02%)
- 更宽的控制范围(满量程的 0.01% 至 100%)
- 广泛的气体兼容性(超过 98 种预载气体校准)
- 提高钻石生产率
- 高精度气体混合
- 扩展的系统构建选项
- 降低设备成本
快速对比表
| 热式 | 差压 | |
|---|---|---|
| 精度 | 1-2% | 优于 1% |
| 控制范围 | 50:1 或 100:1 调节比 | 10,000:1 调节比 |
| 可切换气体数据 | 不支持 | 支持 |
| 预热时间 | 30分钟 | 小于 1 s |
| 多参数测量 | 质量流量、温度 | 质量流量、体积流量、温度、压力 |
| 响应时间 | >1s | 约0.1s |
| 安装方向 | 限制多 | 无限制无需直管段 |
| 微小流量控制 | 较差 | 优秀 |
| 超大流量控制 | 较差 | 优秀 |