Tecnología de medición multigas

1. Antecedentes. Los controladores de flujo másico de gas utilizan una amplia variedad de gases, y los requisitos de cada cliente varían. Muchos gases en la industria de semiconductores son tóxicos, inflamables y explosivos. Al calibrar el controlador de flujo, para simplificar la producción y garantizar la implementabilidad y la seguridad, es imposible utilizar gases reales para la calibración. Por lo tanto, es fundamental establecer una plataforma de calibración de gases que proporcione una variedad de gases básicos (N₂, H₂, He, SF₂, etc.) según las características de compresión del gas. Para otros gases, a partir de la medición de estos gases básicos, se puede obtener el caudal real mediante coeficientes de conversión. El N₂ se utiliza principalmente como gas sustituto y se multiplica por el coeficiente de conversión (el coeficiente de conversión entre el gas objetivo calibrado y el nitrógeno se puede medir experimentalmente) para la calibración. 2. Principio básico de la conversión de gases. El coeficiente de conversión de flujo de un gas depende teóricamente de la densidad y el calor específico del gas en el estado estándar, así como del coeficiente de composición molecular del gas. El coeficiente de conversión del gas monocomponente comúnmente utilizado se puede encontrar en el manual técnico del producto del fabricante; si se conocen la densidad y el calor específico del gas, también se puede calcular con la siguiente fórmula básica. La fórmula básica del coeficiente de conversión de flujo másico de gas C: C=0.3106 N /ρ(Cp) de los cuales:ρ——es la densidad del gas CP——es el calor específico a presión constante del gas N——Es el coeficiente de composición de las moléculas de gas (relacionado con la composición de las moléculas de gas, consulte la tabla a continuación) Tabla 1 Tabla de coeficientes de composición de moléculas de gas Ejemplo de composición de moléculas de gas Valor N molécula monoatómica ArHe 1.01 molécula diatómica CON2 1.00 molécula triatómica CO2NO2 0.94 más Molécula atómica NH3C4H8 0.88 Si es un gas mixto multicomponente (se supone que está compuesto de n tipos de gases), su coeficiente de conversión C se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula: 0.3106 [N1 (ω1/ωT )+N2 (ω2/ωT ) +··· + Nn (ωn/ωT )] C =———————————————————————————elρ1Cp1 (ω1/ωT )+ρ2Cp2 (ω2/ωT )+··· +ρnCpn (ωn/ωT) donde: ω1…ωn——es el caudal del gas correspondiente ωT——es el caudal del gas mezcladoρ1…ρn——es la densidad del gas correspondiente (consulte la especificación del producto para conocer el valor) CP1…CPn——es el calor específico a presión constante del gas correspondiente (consulte la especificación técnica del producto para conocer el valor) N1… Nn——es el coeficiente de composición molecular del gas correspondiente. Nota: Si la relación de mezcla del gas mezclado no es fija, no se puede calcular el coeficiente de conversión. 3. Aplicación del coeficiente de gas El método del coeficiente de gas puede reducir en gran medida la dificultad de calibración y uso de productos multigas. Al mismo tiempo, la combinación de tecnología digital permite equipar un producto con la capacidad de utilizar diversos gases, lo que soluciona el problema de la amplia variedad de gases utilizados en la industria de semiconductores. Además, reduce considerablemente la complejidad de gestión e inventario del cliente.