Tecnologia de sensores de fluxo

1. Sensor de fluxo Desde o desenvolvimento de controladores de fluxo de massa de gás, os sensores usados ​​incluem principalmente sensores térmicos, sensores volumétricos e sensores de pressão diferencial. Entre eles, o tipo térmico e o tipo de pressão diferencial são os mais usados. O sensor térmico é um sensor que calcula a taxa de fluxo de massa do fluido medindo a transferência de calor e a transferência de calor quando o fluido é aquecido. O sensor de massa de pressão diferencial é um sensor que calcula o fluxo de fluido medindo a diferença de pressão gerada pelo gás que flui através do resistor. Quanto maior a resistência, maior a diferença de pressão e mais sensível ele é ao fluxo. Os sensores de fluxo térmico são amplamente utilizados no desenvolvimento de controladores de fluxo porque são sensíveis ao fluxo de gás e à composição do gás e são aplicáveis ​​a uma ampla gama de tipos de gás e taxas de fluxo. 2. Aplicação do sensor de fluxo térmico no controlador de fluxo de massa de gás O controlador de fluxo de massa de gás é composto por sensores, canais divisores de fluxo, válvulas reguladoras de fluxo e circuitos de controle de amplificação e outros componentes. O princípio é que o sinal de fluxo medido pela ponte de aquecimento do sensor é enviado ao amplificador para amplificação, e a tensão de detecção de fluxo amplificada é comparada com a tensão definida, e então o sinal de diferença é amplificado para controlar e ajustar a válvula, realizando assim o controle de fluxo em malha fechada. fluxo através do canal. Entre eles, o sensor é o componente central do controlador de fluxo de massa de gás. Ele usa principalmente o princípio da calorimetria termoelétrica de transferência de calor capilar para medir o fluxo de massa de gás e tem as características de compensação automática de temperatura e pressão. Normalmente, o sensor de fluxo térmico é projetado com duas bobinas, como mostrado na Figura 1, a temperatura da bobina aumentará após a aplicação da corrente. Figura 1 Diagrama esquemático do sensor Quando há fluxo de ar passando, a temperatura do ar de admissão é geralmente em torno de 20 ° C, enquanto a temperatura da bobina é geralmente em torno de 100 ° C. O ar frio reduzirá a temperatura da bobina, e a diferença de temperatura entre a bobina a montante e o ar de admissão é grande, e o efeito de ser resfriado também é melhor. Após ser aquecido pela bobina a montante, a temperatura do gás se aproxima gradualmente da temperatura da bobina, e o efeito de resfriamento da bobina a jusante pelo gás é muito menor. Portanto, a temperatura média da bobina a jusante é geralmente maior do que a temperatura média da bobina a montante. Portanto, há uma diferença de temperatura entre os gases a montante e a jusante. Quanto maior o fluxo de gás, maior o resfriamento da bobina a montante e maior a diferença de resistência entre as duas bobinas. Se tomarmos a diferença de tensão entre as bobinas a montante e a jusante como o sinal de saída do sensor, o fluxo de gás pode ser controlado após ser amplificado pelo circuito amplificador. A figura abaixo mostra a mudança de temperatura e a diferença de temperatura entre as bobinas a montante e a jusante após o gás ser passado para o sensor. Figura 2 A temperatura média da bobina do sensor. Pode-se observar na figura acima que, quando a vazão do gás atinge um determinado nível, a diferença entre as temperaturas a montante e a jusante tende a diminuir, e a saída do sensor também diminui, e então se estabiliza. Ou seja, o estado completo. 3. Vantagens dos sensores de fluxo térmico: Atualmente, a indústria de semicondutores está se desenvolvendo em direção à tecnologia, e seus requisitos para a precisão dos controladores de fluxo estão se tornando cada vez mais rigorosos. Devido à sua sensibilidade ao fluxo de gás, os sensores de fluxo térmico podem não apenas medir e controlar gases de microfluxo, mas também medir diferentes gases ou gases mistos, garantindo alta precisão e estabilidade de controle. Portanto, os sensores de fluxo térmico sempre ocuparam uma posição dominante no campo dos controladores de fluxo de massa de gás ( medidores de fluxo ).

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