Tecnologia di misura della portata massica termica rispetto a quella a pressione differenziale laminare

Nella scelta di una tecnologia di misura della portata massica, ci sono molti fattori importanti da considerare, tra cui:

Nella scelta di una tecnologia di misura della portata massica, ci sono molti fattori importanti da considerare, tra cui:

- Accuratezza

- Limiti di pressione e di portata

- Ripetibilità

- Velocità di risposta

- Rangeability

- Compatibilità con gas o liquidi

- Costo

Due tipi comuni di tecnologia di misura della portata massica sono quella a pressione differenziale laminare e quella termica. Sebbene la tecnologia termica esista da più tempo e sia più conosciuta, la tecnologia a pressione differenziale laminare è vantaggiosa sotto molti aspetti. Qui illustriamo tali vantaggi e proponiamo un approfondimento sui loro benefici, usando i diamanti sintetici come esempio di applicazione.

Maggiore accuratezza per più gas, anche con condizioni di processo fluttuanti

Per gli strumenti di portata massica termici, l’accuratezza è limitata da errori nelle ipotesi sulla capacità termica specifica e da restrizioni di calcolo come le conversioni con fattore K nel passaggio da un gas all’altro. Al contrario, gli strumenti di portata massica a pressione differenziale laminare di Alicat sono precaricati con tabelle dei gas ricche di dati di temperatura e di pressione. Di conseguenza, forniscono misure di portata massica estremamente accurate anche quando le condizioni di processo sono fluttuanti o quando si passa da un gas all’altro tra oltre 98 gas diversi. Grazie alla loro elevata accuratezza e ripetibilità, gli strumenti di portata massica a pressione differenziale laminare sono spesso considerati affidabili come campioni di calibrazione, ad esempio i molbloc laminari.

Tempi di riscaldamento più rapidi, quasi istantanei

I dispositivi di portata massica termici possono impiegare oltre 30 minuti per riscaldarsi, mentre i dispositivi di portata massica a pressione differenziale laminare di Alicat sono pronti in meno di 1 secondo. Questo tempo risparmiato si traduce in una maggiore produzione e redditività.

Meno restrittivo, senza bisogno di tubazioni rettilinee

A causa della natura del riscaldamento per convezione, gli strumenti di portata massica termici devono essere installati con tubazioni rettilinee e un’integrazione perfettamente orizzontale. Per contro, gli strumenti di portata massica a pressione differenziale laminare possono essere installati in qualsiasi configurazione, poiché le misure non sono influenzate dalla regolazione dell’orientamento del loro corpo di portata. La tecnologia di portata massica a pressione differenziale laminare, meno restrittiva, può essere aggiunta in qualsiasi orientamento, ampliando enormemente le possibilità di ingegneria nella progettazione dei sistemi.

Campo di funzionamento più ampio (rangeability)

I rapporti di rangeability o i campi di controllo dei dispositivi di portata massica a pressione differenziale laminare sono generalmente maggiori rispetto a quelli dei dispositivi di portata massica termici, a causa dei loro limiti meccanici. La maggior parte degli strumenti di portata massica a pressione differenziale laminare di Alicat opera su un campo controllabile da 0,01 a 100% del fondo scala (rangeability di 10.000:1), mentre la maggior parte degli strumenti di portata massica termici offre rapporti di rangeability di appena 100:1 o 50:1. La tecnologia di portata massica a pressione differenziale laminare riduce il numero di dispositivi singoli da acquistare per controllare diversi campi di portata. Pertanto, le applicazioni che richiedono un ampio campo di controllo della portata traggono enorme beneficio dalla tecnologia a pressione differenziale laminare.

Applicazione in evidenza: CVD del diamante

Gli strumenti di portata massica a pressione differenziale laminare offrono diversi vantaggi rispetto ai dispositivi termici nei sistemi CVD per diamanti:

-

- Ripetibilità migliorata (±0,1% della lettura + 0,02% del fondo scala)

- Campo di controllo più ampio (da 0,01 a 100% del fondo scala)

- Ampia compatibilità con i gas (oltre 98 calibrazioni di gas precaricate)

- Maggiori ritmi di produzione dei diamanti

- Miscelazione dei gas ad alta accuratezza

- Maggiori opzioni di realizzazione dei sistemi

- Costi dei dispositivi inferiori

| Termico | Pressione differenziale

Accuratezza | 1-2% | Meno di 1%

Campo di controllo | Rangeability di 50:1 o 100:1 | Rangeability di 10.000:1

Composizioni di gas sconosciute | No | No

Tempi di avviamento | Più di 30 minuti | Meno di 1 secondo

Costo dei dispositivi | Variabile | Variabile

Compatibilità con i gas corrosivi | Limitata | Ampia

Opzioni di orientamento | Restrittive | Illimitate

Controllo del campo di basse portate | Eccellente | Eccellente

Controllo del campo di alte portate | Scarso | Scarso