层流原理与热式原理气体质量流量计/控制器性能及应用对比

气体微流量测量与控制一直以来是高端制造业的重要核心技术之一，而这一核心技术领域的核心传感器和控制零部件就是今天我们要集中讨论的气体质量流量计与气体质量流量控制器。

1. 气体质量流量计与气体质量流量控制器是用来干什么的？

传统行业的流量计示例

高端行业中的流量计/控制器示例

当然顾名思义是用来测量和控制气体流量的。这里的气体并不是指家里的天然气，或者传统能源与化工企业、发电厂等的用的气体，这些场景下测量与控制的气体流量与对应的管径一般相对较大，气体流量大多在15m3/小时以上 ，而对应的管径从直径15mm到3000mm不等（甚至更大）。我们这里讨论的气体质量流量计与气体质量流量控制器指的是适用于小微流量（从0.000001m3/小时到300m3/小时，对应管径从直径3mm到65mm）气体测量和控制的传感器和设备，它要求体积非常小（一般如手掌大小），测量和控制非常精细（重复性精度优于千分之二，并需要承受环境温度和压力以及不同气体工作介质造成的影响），目前满足上述要求的气体质量流量计与气体质量流量控制器主要有两种原理的产品，分别为：1、层流原理的气体质量流量计与气体质量流量控制器2、热式原理的气体质量流量计与气体质量流量控制器。

2. 层流原理与热式原理气体质量流量计与气体质量流量控制器应用于哪些领域？

这个问题我想着重讲一讲。几乎你能想到的所有高科技行业或高端制造业，只要需要气体精密测控的地方，都有它们的存在。由于篇幅有限，我先大致说一下再举几个例子。这些我们生活中常常使用的产品都有他们的身影，例如手机、电脑、手环、AR/VR、电视、汽车、药、啤酒、空调、手表、燃气灶、电池、珠宝首饰等等。在生活中不常遇到的但是很高端、前沿的科技领域也有它们的用武之地。例如卫星制造、石墨烯生产、人造钻石（钻戒级）、核电站、核聚变反应堆、光导纤维、量子计算机、芯片制造、抗癌药物与基因药物、呼吸机与麻醉机、环境在线监测系统、大气污染防治设备、电动汽车、燃料电池、太阳能电池板生产等等。

那这么多领域和产品中都有它们的身影，能否让我们更具体一点了解下到底用在哪里？守一哥花了大量的功课时间，请教了大量的专业人士，先通过两个例子，让我们一窥究竟。我们以最常用，被戏称为“人体器官”的手机来说吧。先看手机的外壳，手机外壳一般都比较细腻光滑且耐磨硬度高，这个表面是如何做出来的？具体工艺过程很复杂这里就不赘述，但最关键的一道工艺需要在一种叫做真空镀膜机的设备内完成，是在真空环境下通入电离气体和工艺气体，利用电离后的等离子体与靶材撞击，从微观尺度上给我们手机壳镀上了一层特殊的薄膜，正是这层保护膜使得我们的手机有了爽滑的质感和耐磨的性能。而这个真空镀膜机内就大量配备了气体质量流量控制器，用于精细的控制进入真空镀膜机内电离气体和工艺气体的量，大致流量在500SCCM。

手机壳的第二个重要功能就是防水，手机内部有大量的电子元件，防水性能尤为重要。早期的手机防水性能都不是太好，一不小心就很容易进水并损坏。随着迭代进步，目前的智能机已具有超强的防水性能。但怎么检验防水性能是否达标呢？需要更加强大的气密性检测仪，苹果公司的iPhone手机等就大量使用了CTS公司的气密性检测仪用于防水性测试，它的灵敏度高，测试效率快。CTS公司使用的这种流量型-气密性检测仪是一种相对于压力和压差式检漏仪更先进的检测方式，其中的核心元件就是微流量的气体质量流量计（如上原理图所示），流量范围在0.001ml/min(或SCCM)到2ml/min(或SCCM)。这种先进的气密性检测仪国内还没有可靠的供应商，几乎被两家美国公司垄断，其核心原因之一就是全球范围内能生产这种高性能的微流量气体质量流量计寥寥无几。iPhone8上市前，苹果公司CEO库克亲赴美国俄亥俄州辛辛那提市CTS总部感谢他们的气密性检测仪，有力保证了苹果公司的产品质量，可足见其重要性！

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