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Wählen Sie den richtigen Massendurchflussregler für Ihre Anwendung

Lassen Sie uns die vier Hauptüberlegungen durchgehen, die ausgewertet werden müssen, um einen thermischen Massendurchflussregler (MFC) für Ihre Anwendung zu spezifizieren.

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Kapitel 1

Fördermenge

MFCs werden zur Messung und Steuerung des Gasflusses in einem Prozess verwendet.

Die Gesamtdurchflussmenge ist ein wichtiger Aspekt

  • Messungen
  • Regelbereich
  • Baugröße

Einige Prozesse erfordern sehr kleine Durchflussmengen, die normalerweise in Standardkubikzentimetern pro Minute (sccm) angegeben werden. Größere Durchflussmengen werden üblicherweise in Standardlitern pro Minute (slpm) oder Standardkubikfuß pro Minute angegeben (scfm).

Viele Hersteller fertigen Geräte, die Durchflussmengen von 200 sccm bis zu 30 slpm messen können. Für diesen weiten Durchflussbereich wird die gleiche Gerätegröße verwendet. Dabei werden meist die eingebauten Komponenten geändert, um einen präziseren Durchflussbereich zu erhalten.

Normalerweise können Sie, sobald Sie einen maximale Durchflussmenge gewählt haben, von dort aus einen bestimmten Mengenbereich messen und regeln. Ein Regelbereich von 10:1 ist Standard. Einige der führenden Hersteller können den Regelbereich auf 50:1 oder sogar 100:1 erhöhen.

Das Bemerkenswerte daran ist, den maximalen Durchfluss auf einen geringen Wert wie z.B. 3 sccm einzustellen und dann von diesem Punkt aus bis hinunter zu 2% dieses Wertes messen und regeln zu können. 

Sobald die gewünschte Durchflussmenge über 30 slpm (oder 1 scfm) liegt, ändert sich normalerweise die Baugröße des MFC ein wenig. Dies ermöglicht einen größeren Durchfluss, da die Durchlässe im Inneren des Geräts größer sind. Solche Gerätegrößen Beherrschen normalerweise Durchflussmengen bis 100 slpm oder 200 slpm.

Sobald der Durchfluss auch darüber hinausgeht, steigt die Gerätegröße sprunghaft an. Damit können Durchflusmengen bis zu 2500 slpm geregelt oder Mengen bis zu 9000 slpm gemessen werden (ohne Regelventil).

Elastomergedichtete thermische MFC

Diese haben die größten Durchfluss- und Druckbereiche.

Dieses MFC erkunden
Kapitel 2

Gasbedingungen

Fließt bei Ihnen eines der einfachen, üblichen Gase wie Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Helium, Wasserstoff, Argon, CO oder CO₂? Wenn ja, dann können Sie eine einfache Konstruktion des MFC verwenden. 

Falls Ihr Gas sehr gefährlich ist, müssen Sie es unter Umständen anders behandeln. 

Kontamination

Wenn Ihr Gas anfällig für Verunreinigungen ist, wie z.B. Reaktionen mit Feuchtigkeit, können Sie das Innere des MFC poliert wählen. Die Verbindungen können in diesem Fall von Schraub- oder Druckfittingen auf Verbindungen höherer Reinheit umgestellt werden. Verbindungen wie VCR oder VCO verwenden Metalldichtungen und werden in Betracht gezogen, wenn hoch- und ultrahochreine Gase verwendet werden.

Überdruck Betreiben

Wenn Sie Ihren Prozess bei einem Überdruck betreiben, sollte der MFC so konstruiert sein, dass er diesem Druck standhält. Einige MFCs sind auf einen maximalen Arbeitsdruck von 100 psi oder 500 psi begrenzt. Industrielle MFCs sind in der Regel bei 100 bar (1500 psi) standardisiert und können so ausgelegt werden, dass sie sogar einem Druck von 300 bar (4500 psi) standhalten. Solche Drücke sind manchmal in der Katalysatorforschung, bei der Hydrierung von Lebensmitteln oder Medikamenten sowie in vielen petrochemischen Prozessen anzutreffen. 

Unter Vakuum

Wenn Ihr Prozess andererseits unter Vakuum arbeitet, muss die Konstruktion der MFC entsprechend angepasst werden. Gase verhalten sich bei positiven Drücken anders als im Hochvakuum und die Kalibrierung eines MFC für den Vakuumbetrieb verlangt höchste Präzision.

Temperaturen

Zu berücksichtigen sind auch die Temperaturen der Gase. In der Regel werden die Gase bei relativ gemäßigten Temperaturen gemessen und geregelt und erst hinter der MFC erhöht, wenn im Prozess hohe Temperaturen erforderlich sind. Es gibt Grenzen für die Temperatur innerhalb eines MFC, da die Messtechnik sich auf die thermischen Eigenschaften des Gases stützt, um den Durchfluss zu bestimmen. So sind typischerweise 140-160°F (60-70°C) die Grenze für die Betriebstemperatur von Gasen in MFCs.

Metallgedichtete thermische MFC

Diese sind ideal für Prozesse, die empfindlich auf Feuchtigkeit oder Sauerstoff reagieren.

Dieses MFC erkunden

Wichtige Mitbringsel

 
  • Ein Regelbereich von 10:1 ist Standard. Einige der führenden Hersteller können den Regelbereich auf 50:1 oder sogar 100:1 erhöhen.
  • Gase verhalten sich bei positiven Drücken anders als im Hochvakuum und die Kalibrierung eines MFC für den Vakuumbetrieb verlangt höchste Präzision.
  • Typischerweise 140-160°F (60-70°C) die Grenze für die Betriebstemperatur von Gasen in MFCs.
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Genauigkeit