利用热原理测量气体流量

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如果物质处于气态,则单个粒子处于运动状态。通过压缩体积,这些粒子更靠近彼此,碰撞更频繁,压力增加。

温度也是如此:如果温度变化,粒子的速度也会发生变化,在体积不变的情况下,压强会增加。就像这样,体积、压强和温度始终相互依赖。另一方面,体积中存在的粒子保持不变,进而质量也保持不变。因此,若气流由其体积决定,则为了计算气体的质流,必须确定压强和温度。另一方面,若气流由其质量决定,则此过程与压强和温度无关。这不需要进行对话,而且可以更轻松地直接测量质流。在基于 Coriolis 原理的质流测量之后,使用基于热原理的质流传感器最受欢迎。

质流测量的热原理基于以下事实:气流中的受热体会加热周围的气体。将对这项温差进行测量。热质流传感器包含两个温度传感器和位于中间的加热体。第一个传感器测量参考温度,第二个传感器测量可能的温差。这也可以确定气体的流动方向。若没有气流,两个传感器的温度将完全相同。若有气流,第二个传感器的温度会更高(如果流动方向为正),因为受热气体会沿流动方向移动。因此,两个温度传感器之间的温差会变得更大,它是气体质流大小的直接指标。

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Axetris 质流设备基于热流技术的原理。我们开发了基于铂的 MEMS 芯片技术,它能测量非侵蚀性或非腐蚀性气体,例如空气、氮气 (N2)、氩气 (Ar) 或氦气 (He)。运用多种气体选择,可以在不更改设备的情况下灵活切换气体。与其他技术相比,这项技术的测量准确度高,对流动变化的响应快,因此特别具有说服力。凭借很高(超过 1000:1)的动态范围,可以根据需要灵活实现流速。