Technologie de mesure du débit massique thermique ou à pression différentielle laminaire

Lors du choix d’une technologie de mesure du débit massique, de nombreux facteurs importants sont à prendre en compte, notamment :

Lors du choix d’une technologie de mesure du débit massique, de nombreux facteurs importants sont à prendre en compte, notamment :

- Précision

- Limites de pression et de débit

- Répétabilité

- Vitesse de réponse

- Rapport de rangeabilité

- Compatibilité avec les gaz ou les liquides

- Coût

Deux types courants de technologie de mesure du débit massique sont la pression différentielle laminaire et la technologie thermique. Si la technologie thermique existe depuis plus longtemps et est plus connue, la technologie à pression différentielle laminaire est avantageuse à bien des égards. Nous présentons ici ces avantages et proposons une analyse approfondie de leurs bénéfices, en prenant les diamants de laboratoire comme exemple d’application.

Une précision supérieure pour plusieurs gaz, même lorsque les conditions de procédé fluctuent

Pour les instruments de débit massique thermiques, la précision est limitée par les erreurs dans les hypothèses relatives à la capacité thermique massique et par des restrictions de calcul telles que les conversions par facteur K lors du passage d’un gaz à l’autre. En revanche, les instruments de débit massique à pression différentielle laminaire d’Alicat sont préchargés avec des tables de gaz remplies de données de température et de pression. Ils fournissent ainsi des mesures de débit massique extrêmement précises, même lorsque les conditions de procédé fluctuent ou lors du passage d’un gaz à l’autre parmi plus de 98 gaz différents. En raison de leur grande précision et de leur répétabilité, les instruments de débit massique à pression différentielle laminaire sont souvent considérés comme des étalons d’étalonnage fiables, tels que les molblocs laminaires.

Des temps de préchauffage plus courts, quasi instantanés

Les appareils de débit massique thermiques peuvent mettre plus de 30 minutes à préchauffer, alors que les appareils de débit massique à pression différentielle laminaire d’Alicat sont prêts en moins de 1 seconde. Ce gain de temps se traduit par une production et une rentabilité accrues.

Moins restrictif, sans besoin de tuyauterie droite

En raison de la nature du chauffage par convection, les instruments de débit massique thermiques doivent être installés avec une tuyauterie droite et une intégration parfaitement horizontale. À l’inverse, les instruments de débit massique à pression différentielle laminaire peuvent être installés dans n’importe quelle configuration, car les mesures ne sont pas affectées par le réglage de l’orientation de leur corps de débit. La technologie de débit massique à pression différentielle laminaire, moins restrictive, peut être ajoutée dans n’importe quelle orientation, ce qui élargit considérablement les possibilités d’ingénierie lors de la conception de systèmes.

Plage de fonctionnement plus large (rapport de rangeabilité)

Les rapports de rangeabilité ou plages de régulation des appareils de débit massique à pression différentielle laminaire sont généralement supérieurs à ceux des appareils de débit massique thermiques, en raison de leurs limitations mécaniques. La plupart des instruments de débit massique à pression différentielle laminaire d’Alicat fonctionnent sur une plage régulable de 0,01 à 100 % de la pleine échelle (rangeabilité de 10 000:1), alors que la plupart des instruments de débit massique thermiques n’offrent que des rapports de rangeabilité de 100:1 ou 50:1. La technologie de débit massique à pression différentielle laminaire limite le nombre d’appareils distincts à acheter pour réguler différentes plages de débit. Par conséquent, les applications nécessitant une large plage de régulation du débit bénéficient énormément de la technologie à pression différentielle laminaire.

Application à l’honneur : CVD du diamant

Les instruments de débit massique à pression différentielle laminaire offrent plusieurs avantages par rapport aux appareils thermiques dans les systèmes de CVD du diamant :

-

- Répétabilité améliorée (±0,1 % de la lecture + 0,02 % de la pleine échelle)

- Plage de régulation plus large (0,01 à 100 % de la pleine échelle)

- Vaste compatibilité avec les gaz (plus de 98 étalonnages de gaz préchargés)

- Cadences de production de diamants accrues

- Mélange de gaz de haute précision

- Options de construction de systèmes élargies

- Coûts des appareils réduits

| Thermique | Pression différentielle

Précision | 1-2 % | Moins de 1 %

Plage de régulation | Rapport de rangeabilité de 50:1 ou 100:1 | Rapport de rangeabilité de 10 000:1

Compositions de gaz inconnues | Non | Non

Temps de démarrage | Plus de 30 minutes | Moins de 1 seconde

Coût des appareils | Variable | Variable

Compatibilité avec les gaz corrosifs | Limitée | Large

Options d’orientation | Restrictives | Illimitées

Régulation de la plage de faibles débits | Excellente | Excellente

Régulation de la plage de forts débits | Médiocre | Médiocre