气体质量流量计(MFM)之所以无需温压补偿,核心在于其基于热传导定律的直接测量原理,通过感知气体分子带走的热量来精确计算质量流量,从根本上规避了温度和压力对测量结果的干扰。
以热式原理的MFM为例,其核心组件为加热丝与温度传感器。当气体流经加热丝时,会带走部分热量,导致加热丝温度下降。根据热传导定律,气体带走的热量与质量流量成正比。温度传感器实时监测加热丝的温度变化,并将信号传输至内置电路。电路通过计算温度变化率,结合气体定压比热容(Cp值),直接得出气体的质量流量,无需额外测量温度或压力参数。例如,在半导体制造中,MFM可精准控制硅烷气体的流量,即使环境温度波动±10℃,测量误差仍控制在±0.5%以内。
部分MFM采用恒温差或恒功率技术进一步优化性能。恒温差型通过维持加热丝与气体间的固定温差,实时调整加热功率以补偿流量变化;恒功率型则固定加热功率,通过测量温差变化反推流量。这两种技术均内置数字化信号处理算法,可自动修正气体导热系数差异,确保不同气体(如氮气、氩气)的测量精度。
MFM的无需温压补偿特性使其在工业场景中优势显著。例如,在真空镀膜设备中,气体压力可能从真空至10MPa大幅波动,传统体积流量计需频繁校准,而MFM可直接输出标准状态下的质量流量(如sccm/slm),无需压力换算。此外,其宽量程比(50:1)和快速响应(<100ms)特性,使其成为燃烧控制、气体混合等动态过程的理想选择。