In molti processi di ricerca e produzione, la variabile importante è la massa e non il volume. Le misurazioni del flusso volumetrico non sono affidabili quando la misurazione del flusso di massa a causa degli effetti che hanno il cambiamento di temperatura o pressione sulla densità di un volume fisso di gas.

A differenza dei dispositivi di misurazione del flusso volumetrico come i flussimetri ad area variabile o i misuratori a turbina, i misuratori di portata a massici termici (MFM) e i regolatori del flusso di massa (MFC) sono relativamente immuni alle fluttuazioni di temperatura e pressione del flusso in ingresso. Il MFM/MFC è in grado di fornire la misurazione diretta del flusso di massa, rispetto alla maggior parte dei metodi che misurano il flusso volumetrico e che richiedono misurazioni separate per la temperatura e la pressione per calcolare la densità e, per ultimo, il flusso di massa.

Il MFM/MFC misura effettivamente e controlla il flusso su livello molecolare, quindi è in grado di fornire un’erogazione di gas nel processo estremamente accurata, ripetibile e affidabile.

Originariamente sviluppato per l’industria dei semiconduttori, i MFM/MFC sono ora ampiamente utilizzati per applicazioni nei laboratori di ricerca, impianti pilota e processo continui. I misuratori/regolatori di portata permettono di ottenere numerosi vantaggi in termini di accuratezza e ripetibilità specialmente a basse portate. Questi vantaggi sono garantiti dall’indipendenza della misura dalle fluttuazioni di pressione e temperatura. Un ulteriore vantaggio è rappresentato dalla possibilità di associare il misuratore con una valvola di regolazione che mediante ad un PID integrato permette di regolare mediante un unico segnale un flusso di gas in maniera estremamente precisa e ripetibile. Questi sono solo alcuni dei vantaggi che hanno permesso all’offerta di Bronkhorst e Precision Fluid Controls di migliorare i processi di produzione in termine di efficienza e qualità, permettendo inoltre una notevole riduzione di costi rispetto ai metodi tradizionali.

Come funziona un misuratore di portata massico termico?

Principio di bypass per i gas

Come illustrato nella figura A una parte del flusso di gas passa attraverso il sensore e viene riscaldato dalle resistenze R_HT1 e R_HT2. Di conseguenza, le temperature misurate T1 e T2 si separano, come illustrato nella figura B. La differenza di temperatura è direttamente proporzionale al flusso di massa. Elettricamente, le temperature T1 e T2 sono di fatto resistori dipendenti dalla temperatura R_HT1 e R_HT2.

figura B

Nella figura A è illustrato come i segnali misurati nel sensore sono amplificati in segnali elettrici. Il sensore è montato come by-pass sul canale principale, dove un separatore di resistenza al flusso brevettato si occupa della divisione del flusso proporzionale, anche in condizioni di processo variabili. Questo elemento a flusso laminare è costituito da dischi di acciaio inox assemblati con canali di flusso trattati di alta precisione, che hanno caratteristiche simili al sensore di flusso.

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