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질량 흐름의 원리
에어스토리 (ip:) 평점 0점   작성일 2024-01-19 추천 추천하기 조회수 50

질량 흐름의 원리

KOFLOC는 정밀 유량 제어기의 일반적인 제조업체로 기계식 플로트형 유량계 및 밸브, 전자식 유량계(질량 유량계 및 질량 유량계)를 생산합니다.

질량 유량계 및 질량 유량 제어기에 기초한 우리의 질량 유량 측정/제어 기술은 반도체, 액정, 광섬유 및 기타 전자 기기의 제조, 연료 전지용 가스 공급, 버너 등의 연소 가스 제어 및 시험 생산에 널리 사용되어 왔습니다. 식품 산업, 생명 공학 및 기타 많은 산업의 검사 장비.

질량유량측정기는 온도와 압력에 영향을 받지 않고, 유동에서 전기신호를 감지할 수 있기 때문에 기존의 기계제품에 비해 더욱 정교한 유동측정이 가능합니다.

KOFLOC는 전자 유량계(질량 유량계, 질량 유량계)와 관련된 다양한 제품을 제조하고 있으며, 신제품을 빠르게 출시하고 있습니다. 저희 제품은 고객들로부터 높은 평가를 받고 있습니다.

1. 체적 흐름 및 질량 흐름

가스 유량계는 크게 체적 유량계와 질량 유량계로 나눌 수 있습니다. 체적 유량계에는 면적 유량계, 정변위 유량계 및 차압 유량계가 포함되며, 질량 유량계에는 코리올리스 유량계, 와류 유량계 및 열 유량계가 포함됩니다.


KOFLOC에서 생산하는 플로트형 유량계는 면적형 유량계로 분류됩니다.

용적유량계와 KOFLOC에서 생산하는 질량유량계는 질량유량계 범주에 속하는 열형유량계로 분류됩니다.


분류 측면에서 "열량 유량 컨트롤러 및 열 질량 유량계"라는 용어는 기본 원리에 따라 사용됩니다.


체적 유량계와 질량 유량계의 차이

체적 유량계와 질량 유량계의 차이점은 몇 가지 간단한 예를 사용하여 아래에 설명되어 있습니다.


대부분의 체적유량계는 그림 1과 같이 유량계의 각 부분이 대기 중에 노출되어 있는 경우, 즉 유량계 내부에 압력이 가해지지 않는 경우에 사용된다.


압력이 가해지면 대기 중에서 교정된 체적유량계의 판독값이 정확하지 않게 되며,

그리고 판독값을 수정하기 위한 계산이 필요합니다.


비누막 유량계나 건식/습식 가스계량기는 특히 작은 저항에도 민감하며 원칙적으로 대기 중에서 사용됩니다. 플로트형 유량계에도 동일하게 적용됩니다. 압력이나 가스 온도의 실질적인 변화로 인해 가스 밀도가 변하면 판독값이 정확할 수 없습니다.


따라서 압력과 온도 조건을 미리 결정하거나, 각각의 인자를 보정하기 위한 계산이 필요합니다.


무게에 의한 감지

한편, 질량유량계는 이름에서 알 수 있듯이 중량을 이용하여 유량을 감지하므로 유체의 압축으로 인해 밀도가 변하더라도 동일한 상태로 유량을 정의할 수 있습니다.


가스를 질량으로 감지하는 경우 위에서 언급한 유량 판독값은 그림 2와 같이 재보급된 상태에서도 동일합니다.

따라서 유량계는 시스템의 어느 위치에나 배치할 수 있습니다.

중요한 흐름 판독 오류 없이 시스템을 구성할 수 있도록 하는 흐름도.


2. 질량 유량 센서의 원리

질량유량에 사용되는 유량센서를 일반적으로 열유량센서라고 합니다.

탐지 원리는 다음과 같습니다.


센서 섹션의 구조

그림 3과 같이 센서인 모세관 주위에 온도 계수가 큰 저항 소자가 상류측(Rus)과 하류측(Rds)에 각각 감겨 있습니다.


이 부분을 통해 전류가 흐르면 두 저항 요소가 열을 발생시킵니다. 유체가 유입되지 않을 때

이때 모세관의 상류측 온도와 하류측 온도가 동일하여 서로 일치합니다.

(그림 3의 실선: 제로 유량 = 사용된 제로 포인트 위치

대량 흐름 장비의 경우.)


이 상태에서 유체가 흐르기 시작하면 그림 3의 파선과 같이 온도 분포가 변화합니다.


이때, 상류측의 열이 흡인되고, 반대로 흐름에 의해 열이 하류측으로 전달됩니다. 즉, 상류측과 하류측 사이에 온도차(ΔT)가 발생한다.


질량 유량계 구조도

온도차(ΔT)는 유체의 질량 흐름과 기능적 관계가 있기 때문에 질량 흐름 계측기는 각 저항 값의 변화를 나타내는 전기 신호를 포착하고 신호를 증폭 및 수정하여 질량 흐름을 측정할 수 있도록 합니다. 특정 조건.


그림 4에 표시된 질량 유량계의 기능입니다.

질량 유량 제어기 구조도

그림 5의 질량유량제어기에서는 외부 유량 설정 신호와 센서에서 출력되는 유량 신호의 비교를 바탕으로 고속, 고해상도 피에조 또는 솔레노이드 액츄에이터에 의해 유량 제어 밸브의 열림이 제어됩니다.

이 시스템을 사용하면 온도, 압력 등 다양한 조건 변화에 거의 영향을 받지 않는 안정적인 질량 유량 제어가 가능합니다.

3. 유량계측기

질량 유량계는 압력과 온도에 상관없이 질량 유량을 측정합니다. 유량으로 질량을 나타낼 때는 g/min, kg/min 등 일반적인 유체 측정에 사용되는 익숙한 단위와는 다른 단위를 사용해야 합니다.

따라서 압력과 온도의 미리 정해진 표준 조건에서 체적 흐름을 사용하는 것이 일반적입니다. 현재는 SI 단위에 맞게 Pa·m3/s를 사용하고 있지만, 매스 플로우 계측기에 오랫동안 사용되어 온 SCCM과 SLM은 여전히 주 단위로 사용되고 있습니다.

표준 단위의 정의와 관련하여 KOFLOC는 1998년 10월 SEMI 표준에 기초한 정의를 채택했습니다.

SCCM은 Standard Cubic Centimeter per Minute의 약자로 1기압에서 0°C에서 cc/min을 나타내고 SLM은 Standard Liter per Minute의 약자로 동일한 조건에서 L/min을 나타냅니다. 현재 측정 단위로 인정되는 기타 흐름 단위는 당사 제품의 교정 및 제조에 사용할 수 있습니다.

반도체 산업 이외의 일부 산업에서 SCCM과 SLM은 1기압에서 20°C, NCCM과 NLM은 0°C에서 1기압에서 단위로 정의됩니다.

질량 유량계의 유량 표시와 관련하여, SCCM(0°C, 1atm)과 NLM(0°C, 1atm) 단위의 표준 온도와 압력은 당사 제품과 시험 보고서에 표시되어 있습니다.

4. 실제 가스로 보정 및 변환 계수 방법

KOFLOC 질량 유량 기기는 N2 가스로 교정됩니다.

선적 전 원칙. 실제 가스로 교정하지 않으면 열 센서의 정확도를 보장할 수 없습니다.


당사에서 실제 교정에 사용하는 가스는 N2, O2, H2, He, CO2, Ar입니다. 다른 가스의 경우 N2 가스로 교정한 후 보정을 위해 특정 변환 계수(CF)가 사용됩니다.


예를 들어, N2 가스로 교정된 질량유량 기구에 Ar을 흘려주면 Ar의 CF가 1.4이기 때문에 질량유량 기구의 판독값보다 1.4배 많은 양의 Ar이 흐르게 됩니다. 즉, Ar의 흐름 = 1.4 x N² 질량 판독값

흐름 장비. CF는 실제 가스를 측정하여 얻은 데이터의 계산과 축적을 바탕으로 다양한 가스에 대해 계산됩니다.


그러나 한 가스의 CF는 실제 가스의 조건(온도 및 압력), 질량유량계의 센서 유형 및 바이패스(층류 요소)의 조합에 따라 정확히 동일하지 않을 수 있습니다. 공개표준 CF는 표준값으로 사용되어야 합니다.


CF를 사용하지 않고 실제 가스로 교정을 원하실 경우, 실제 가스를 알려주시면 교정에 활용해 드립니다. (가스 교정 비용은 별도 발생합니다.)


단, 제품 및 설비의 안전성을 고려하여 일부 위험가스의 경우에는 허용할 수 없습니다. 자세한 내용은 사전에 문의하시기 바랍니다.


5. 규격의 정의

본 택스의 매스 플로우 계측기 사양 표시는 기본적으로 SEMI 표준에 적합합니다. 대표 사양의 정의는 아래에 설명되어 있습니다.

(1) 정확도

정확도는 다음과 같은 형태로 표시됩니다.풀 스케일 ±%."우리 표준 유량계에 교정 표준 가스(예를 들어 N ₂)를 사용했을 때의 오차의 전체 크기에 대한 % 값입니다. 따라서, Full-Scale 50 SCCM 범위에서 정확도가 ±1%일 때, 우리의 표준 유량에 대해 50 x (1/100) = ±0.5 SCCM의 불확실성으로 유량이 보장됩니다.

(2) 반복성

형식은"Full scale ±%"는 정확도와 동일합니다.

이 값은 동일한 환경 조건에서 설정된 유량을 당사의 표준 유량계로 측정하여 얻은 값의 편차를 나타냅니다.

이 정의는 환경 후 값의 편차를 보여주는 재현성과는 다릅니다.
상태가 변경되었습니다.

(3) 응답

반응은 질량 흐름 계측기의 출력이 0 흐름에서 제어를 시작한 후 전체 스케일의 98%로 안정될 때까지 걸리는 시간으로 표시됩니다.
점근선의 경우 100% 분석이 어렵기 때문에 이와 같은 표시를 채택하는 것이 일반적입니다.

메모

흐름 범위를 표시하는 데 사용되는 값은 풀 스케일입니다.
(100%) 값은 N개의 ₂(또는 공기)가 흐르도록 한 경우에만 가능합니다.

따라서 가스의 종류와 압력 조건이 다를 때 흐름이 동일하더라도 원하는 사양대로 제품을 제작하지 못할 수 있으니 미리 연락주시기 바랍니다.

출처: kofloc

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