Le cœur du débitmètre massique de gaz (MFM) réside dans son principe de mesure directe basé sur la loi de conduction thermique, qui calcule avec précision le débit massique en percevant la chaleur emportée par les molécules de gaz, évitant ainsi fondamentalement les interférences de température et de pression sur les résultats de mesure.
Prenons l'exemple du MFM à principe thermique, dont les composants principaux sont le fil chauffant et le capteur de température. Lorsque le gaz circule à travers le fil chauffant, il enlève une partie de la chaleur, ce qui entraîne une baisse de la température du fil chauffant. Selon la loi de conduction thermique, la chaleur emportée par le gaz est proportionnelle au débit massique. Le capteur de température surveille les variations de température du fil chauffant en temps réel et transmet le signal au circuit intégré. Le circuit calcule directement le débit massique du gaz en calculant le taux de variation de température, en combinaison avec la capacité calorifique spécifique à pression constante du gaz (valeur CP), sans mesure supplémentaire de paramètres de température ou de pression. Par exemple, dans la fabrication de semi - conducteurs, le MFM permet un contrôle précis du débit de gaz Silane, avec des erreurs de mesure toujours contrôlées à ± 0,5% près, même lorsque la température ambiante fluctue de ± 10 °C.
Certains MFM utilisent la technologie de différence de température constante ou de puissance constante pour optimiser davantage les performances. Le type différentiel thermostatique ajuste la puissance de chauffage en temps réel pour compenser les variations de débit en maintenant une différence de température fixe entre le fil chauffant et le gaz; Le type de puissance constante fixe alors la puissance de chauffage et inverse le débit en mesurant la variation de la différence de température. Les deux technologies intègrent un algorithme de traitement du signal numérisé qui corrige automatiquement les différences de conductivité thermique des gaz, assurant ainsi la précision de la mesure de différents gaz tels que l'azote, l'argon.
Les caractéristiques de compensation de pression sans température du MFM lui confèrent un avantage significatif dans les scénarios industriels. Par exemple, dans les équipements de revêtement sous vide, où la pression du gaz peut varier considérablement du vide à 10 MPa, les débitmètres volumétriques traditionnels nécessitent des étalonnages fréquents, tandis que le MFM peut produire directement le débit massique à l'état standard (par exemple SCCM / SLM) sans conversion de pression. De plus, son rapport d'échelle large (50: 1) et ses caractéristiques de réponse rapide (< 100 MS) le rendent idéal pour les processus dynamiques tels que le contrôle de la combustion, le mélange de gaz, etc.