層流原理與熱式原理氣體質(zhì)量流量計(jì)/控制器性能及應(yīng)用對(duì)比（一）

    氣體微流量測(cè)量與控制一直以來(lái)是制造業(yè)的重要核心技術(shù)之一，而這一核心技術(shù)領(lǐng)域的核心傳感器和控制零部件就是今天我們要集中討論的氣體質(zhì)量流量計(jì)與氣體質(zhì)量流量控制器。

      當(dāng)然顧名思義是用來(lái)測(cè)量和控制氣體流量的。這里的氣體并不是指家里的天然氣，或者傳統(tǒng)能源與化工企業(yè)、發(fā)電廠(chǎng)等的用的氣體，這些場(chǎng)景下測(cè)量與控制的氣體流量與對(duì)應(yīng)的管徑一般相對(duì)較大，氣體流量大多在15m3/小時(shí)以上 ，而對(duì)應(yīng)的管徑從直徑15mm到3000mm不等（甚至更大）。

我們這里討論的氣體質(zhì)量流量計(jì)與氣體質(zhì)量流量控制器指的是適用于小微流量（從0.000001m3/小時(shí)到300m3/小時(shí)，對(duì)應(yīng)管徑從直徑3mm到65mm）氣體測(cè)量和控制的傳感器和設(shè)備，它要求體積非常小（一般如手掌大小），測(cè)量和控制非常精細(xì)（重復(fù)性精度優(yōu)于千分之二，并需要承受環(huán)境溫度和壓力以及不同氣體工作介質(zhì)造成的影響），目前滿(mǎn)足上述要求的氣體質(zhì)量流量計(jì)與氣體質(zhì)量流量控制器主要有兩種原理的產(chǎn)品，分別為：

1、層流原理的氣體質(zhì)量流量計(jì)與控制器；

2、熱式原理的氣體質(zhì)量流量計(jì)與控制器。

行業(yè)中的流量計(jì)/控制器

這個(gè)問(wèn)題我想著重講一講。幾乎你能想到的所有高科技行業(yè)或制造業(yè)，只要需要氣體精密測(cè)控的地方，都有它們的存在。由于篇幅有限，我先大致說(shuō)一下再舉幾個(gè)例子。這些我們生活中常常使用的產(chǎn)品都有他們的身影，例如手機(jī)、電腦、手環(huán)、AR/VR、電視、汽車(chē)、藥、啤酒、空調(diào)、手表、燃?xì)庠睢㈦姵亍⒅閷毷罪椀鹊取?/p>

在生活中不常遇到的但是很前沿的科技領(lǐng)域也有它們的用武之地。例如衛(wèi)星制造、石墨烯生產(chǎn)、人造鉆石（鉆戒級(jí)）、核電站、核聚變反應(yīng)堆、光導(dǎo)纖維、量子計(jì)算機(jī)、芯片制造、抗癌藥物與基因藥物、呼吸機(jī)與麻醉機(jī)、環(huán)境在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、大氣污染防治設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池、太陽(yáng)能電池板生產(chǎn)等等。

那這么多領(lǐng)域和產(chǎn)品中都有它們的身影，能否讓我們更具體一點(diǎn)了解下到底用在哪里？守一哥花了大量的功課時(shí)間，請(qǐng)教了大量的專(zhuān)業(yè)人士，先通過(guò)兩個(gè)例子，讓我們一窺究竟。

我們以被戲稱(chēng)為“人體器官"的手機(jī)來(lái)說(shuō)吧。先看手機(jī)的外殼，手機(jī)外殼一般都比較細(xì)膩光滑且耐磨硬度高，這個(gè)表面是如何做出來(lái)的？具體工藝過(guò)程很復(fù)雜這里就不贅述，但最關(guān)鍵的一道工藝需要在一種叫做真空鍍膜機(jī)的設(shè)備內(nèi)完成，是在真空環(huán)境下通入電離氣體和工藝氣體，利用電離后的等離子體與靶材撞擊，從微觀尺度上給我們手機(jī)殼鍍上了一層特殊的薄膜，正是這層保護(hù)膜使得我們的手機(jī)有了爽滑的質(zhì)感和耐磨的性能。而這個(gè)真空鍍膜機(jī)內(nèi)就大量配備了氣體質(zhì)量流量控制器，用于精細(xì)的控制進(jìn)入真空鍍膜機(jī)內(nèi)電離氣體和工藝氣體的量，大致流量在500SCCM。

手機(jī)殼的第二個(gè)重要功能就是防水，手機(jī)內(nèi)部有大量的電子元件，防水性能尤為重要。早期的手機(jī)防水性能都不是太好，一不小心就很容易進(jìn)水并損壞。隨著迭代進(jìn)步，目前的智能機(jī)已具有很好的防水性能。但怎么檢驗(yàn)防水性能是否達(dá)標(biāo)呢？需要更加強(qiáng)大的氣密性檢測(cè)儀。

蘋(píng)果公司的iPhone手機(jī)等就大量使用了CTS公司的氣密性檢測(cè)儀用于防水性測(cè)試，它的靈敏度高，測(cè)試效率快。CTS公司使用的這種流量型-氣密性檢測(cè)儀是一種相對(duì)于壓力和壓差式檢漏儀更先進(jìn)的檢測(cè)方式，其中的核心元件就是微流量的氣體質(zhì)量流量計(jì)（如上原理圖所示），流量范圍在0.001ml/min到2ml/min(或SCCM)。

這種先進(jìn)的氣密性檢測(cè)儀國(guó)內(nèi)還沒(méi)有可靠的供應(yīng)商，幾乎被兩家美國(guó)公司壟斷，其核心原因之一就是全球范圍內(nèi)能生產(chǎn)這種高性能的微流量氣體質(zhì)量流量計(jì)少之又少。

iPhone8上市前，蘋(píng)果公司CEO庫(kù)克親赴美國(guó)俄亥俄州辛辛那提市CTS總部感謝他們的氣密性檢測(cè)儀，有力保證了蘋(píng)果公司的產(chǎn)品質(zhì)量，可足見(jiàn)其重要性！