A razão pela qual o fluxômetro de massa de gás (MFM) não precisa de compensação de temperatura e pressão é o seu princípio de medição direta baseado na lei da condução térmica, que calcula com precisão o fluxo de massa ao perceber o calor levado pelas moléculas de gás, evitando fundamentalmente a interferência de temperatura e pressão nos resultados da medição.
Tomemos, por exemplo, o MFM de princípio térmico, cujos componentes principais são o fio de aquecimento e o sensor de temperatura. Quando o gás flui através do fio de aquecimento, parte do calor é retirado, causando uma queda na temperatura do fio de aquecimento. De acordo com a lei da condução térmica, o calor retirado pelo gás é proporcional ao fluxo de massa. Os sensores de temperatura monitoram as mudanças de temperatura do fio de aquecimento em tempo real e transmitem o sinal para o circuito incorporado. O circuito calcula a taxa de variação de temperatura em combinação com a capacidade térmica relativa à pressão fixa do gás (valor Cp) para obter diretamente o fluxo de massa do gás sem medir parâmetros adicionais de temperatura ou pressão. Por exemplo, na fabricação de semicondutores, o MFM pode controlar com precisão o fluxo de gás de silão, mesmo que a temperatura ambiente flutuasse em ± 10 ° C, e o erro de medição permanecesse dentro de ± 0,5%.
Alguns MFMs usam tecnologia de diferença de temperatura ou potência constante para otimizar ainda mais o desempenho. A diferença de termostato ajusta a potência de aquecimento em tempo real para compensar as mudanças de fluxo mantendo a diferença de temperatura fixa entre o fio de aquecimento e o gás; Os modelos de potência constante têm potência de aquecimento fixa e variam o fluxo de contraempurramento através da medição da diferença de temperatura. Ambas as tecnologias incorporam algoritmos de processamento de sinal digital que corrigem automaticamente as diferenças de condutividade térmica do gás para garantir a precisão da medição de diferentes gases, como nitrogênio e argão.
A propriedade de compensação de temperatura sem necessidade do MFM torna-o uma vantagem significativa em cenários industriais. Por exemplo, em equipamentos de revestimento a vácuo, a pressão do gás pode flutuar significativamente de vácuo a 10MPa, os medidores de fluxo volumétricos tradicionais precisam de calibração frequente, enquanto o MFM pode emitir fluxo de massa diretamente em um estado padrão (por exemplo, sccm / slm) sem conversão de pressão. Além disso, sua ampla proporção de alcance (50:1) e suas características de resposta rápida (<100ms) tornam-no ideal para processos dinâmicos como controle de combustão e mistura de gases.