Technologie de mesure multi-gaz

1. Contexte : Les régulateurs de débit massique de gaz utilisent une grande variété de gaz, et les besoins en gaz varient selon les clients. De plus, de nombreux gaz utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs sont toxiques, inflammables et explosifs. Pour simplifier la production et garantir la mise en œuvre et la sécurité, il est impossible d'utiliser des gaz réels lors de l'étalonnage du régulateur de débit. Il est donc indispensable de mettre en place une plateforme d'étalonnage capable de fournir une variété de gaz de base (N₂, H₂, He, SF₃, etc.) en fonction de leurs caractéristiques de compression. Pour les autres gaz, le débit réel peut être obtenu à partir de la mesure de ces gaz de base grâce aux coefficients de conversion. Le N₂ est généralement utilisé comme gaz de substitution et multiplié par le coefficient de conversion (le coefficient de conversion entre le gaz cible étalonné et l'azote peut être mesuré expérimentalement) pour l'étalonnage. 2. Principe de base de la conversion des gaz : le coefficient de conversion du débit d'un gaz dépend théoriquement de sa masse volumique et de sa chaleur massique à l'état standard, ainsi que de son coefficient de composition moléculaire. Le coefficient de conversion du gaz monocomposant couramment utilisé peut être trouvé dans le manuel technique du produit du fabricant ; si la densité et la chaleur spécifique du gaz sont connues, il peut également être calculé avec la formule de base suivante. Français La formule de base du coefficient de conversion du débit massique de gaz C : C=0,3106 N /ρ(Cp) dont :ρ——est la masse volumique du gaz CP——est la chaleur spécifique à pression constante du gaz N——est le coefficient de composition des molécules de gaz (lié à la composition des molécules de gaz, voir le tableau ci-dessous) Tableau 1 Tableau des coefficients de composition des molécules de gaz Exemple de composition de molécules de gaz Valeur N molécule monoatomique ArHe 1,01 molécule diatomique CON2 1,00 molécule triatomique CO2NO2 0,94 plus Molécule atomique NH3C4H8 0,88 S'il s'agit d'un gaz mixte multicomposant (supposé être composé de n types de gaz), son coefficient de conversion C est calculé selon la formule suivante : 0,3106 [N1 (ω1/ωT )+N2 (ω2/ωT ) +··· + Nn (ωn/ωT )] C =————————————————————————————leρ1Cp1 (ω1/ωT )+ρ2Cp2 (ω2/ωT )+··· +ρnCpn (ωn/ωT) où : ω1…ωn——est le débit du gaz correspondant ωT——est le débit du gaz mélangé ρ1…ρn——est la masse volumique du gaz correspondant (voir la spécification du produit pour la valeur) CP1…CPn——est la chaleur massique à pression constante du gaz correspondant (voir la spécification technique du produit pour la valeur) N1… Nn——est le coefficient de composition moléculaire du gaz correspondant. Remarque : Si le rapport de mélange du gaz mélangé n'est pas fixe, le coefficient de conversion ne peut pas être calculé. 3. Application du coefficient de gaz La méthode du coefficient de gaz peut réduire considérablement la difficulté de l'étalonnage et de l'utilisation de produits multigaz. Parallèlement, grâce à la technologie numérique, un produit peut être équipé de différents gaz, ce qui résout le problème de la grande variété de gaz utilisés dans l'industrie des semi-conducteurs. Parallèlement, cela réduit considérablement les stocks et les difficultés de gestion pour le client.