Tecnología de medición de caudal másico térmica frente a la de presión diferencial laminar

Al elegir una tecnología de medición de caudal másico, hay muchos factores importantes que tener en cuenta, entre ellos:

Al elegir una tecnología de medición de caudal másico, hay muchos factores importantes que tener en cuenta, entre ellos:

- Exactitud

- Límites de presión y de caudal

- Repetibilidad

- Velocidad de respuesta

- Rangeabilidad

- Compatibilidad con gases o líquidos

- Coste

Dos tipos habituales de tecnología de medición de caudal másico son la de presión diferencial laminar y la térmica. Aunque la tecnología térmica existe desde hace más tiempo y es más conocida, la tecnología de presión diferencial laminar resulta ventajosa en muchos aspectos. Aquí analizamos esas ventajas e incluimos un estudio en profundidad de sus beneficios, tomando los diamantes de laboratorio como ejemplo de aplicación.

Mayor exactitud con varios gases, incluso con condiciones de proceso fluctuantes

En los instrumentos de caudal másico térmicos, la exactitud está limitada por los errores en las hipótesis sobre la capacidad calorífica específica y por restricciones de cálculo como las conversiones con factor K al cambiar de un gas a otro. En cambio, los instrumentos de caudal másico de presión diferencial laminar de Alicat vienen precargados con tablas de gases repletas de datos de temperatura y presión. Como resultado, ofrecen mediciones de caudal másico extremadamente exactas incluso cuando las condiciones del proceso fluctúan o al cambiar entre más de 98 gases diferentes. Gracias a su alta exactitud y repetibilidad, los instrumentos de caudal másico de presión diferencial laminar suelen considerarse patrones de calibración fiables, como los molblocs laminares.

Tiempos de calentamiento más rápidos, casi instantáneos

Los dispositivos de caudal másico térmicos pueden tardar más de 30 minutos en calentarse, mientras que los dispositivos de caudal másico de presión diferencial laminar de Alicat están listos en menos de 1 segundo. Este ahorro de tiempo se traduce en una mayor producción y rentabilidad.

Menos restrictivo, sin necesidad de tuberías rectas

Debido a la naturaleza del calentamiento por convección, los instrumentos de caudal másico térmicos deben instalarse con tuberías rectas y una integración horizontal perfecta. En cambio, los instrumentos de caudal másico de presión diferencial laminar pueden instalarse en cualquier configuración, ya que las mediciones no se ven afectadas por el ajuste de la orientación de su cuerpo de caudal. La tecnología de caudal másico de presión diferencial laminar, menos restrictiva, puede añadirse en cualquier orientación, lo que amplía enormemente las posibilidades de ingeniería al diseñar sistemas.

Rango de funcionamiento más amplio (rangeabilidad)

La rangeabilidad o los rangos de control de los dispositivos de caudal másico de presión diferencial laminar suelen ser mayores que los de los dispositivos de caudal másico térmicos debido a sus limitaciones mecánicas. La mayoría de los instrumentos de caudal másico de presión diferencial laminar de Alicat funcionan en un rango controlable del 0,01 al 100 % del fondo de escala (rangeabilidad de 10 000:1), mientras que la mayoría de los instrumentos de caudal másico térmicos ofrecen rangeabilidades de solo 100:1 o 50:1. La tecnología de caudal másico de presión diferencial laminar reduce la cantidad de dispositivos individuales que hay que comprar para controlar distintos rangos de caudal. Por lo tanto, las aplicaciones que requieren un amplio rango de control del caudal se benefician enormemente de la tecnología de presión diferencial laminar.

Aplicación destacada: CVD de diamante

Los instrumentos de caudal másico de presión diferencial laminar ofrecen varias ventajas frente a los dispositivos térmicos en los sistemas de CVD de diamante:

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- Repetibilidad mejorada (±0,1 % de la lectura + 0,02 % del fondo de escala)

- Rango de control más amplio (del 0,01 al 100 % del fondo de escala)

- Amplia compatibilidad con gases (más de 98 calibraciones de gas precargadas)

- Mayores tasas de producción de diamantes

- Mezcla de gases de alta exactitud

- Más opciones de construcción de sistemas

- Menores costes de los dispositivos

| Térmico | Presión diferencial

Exactitud | 1-2 % | Menos de 1 %

Rango de control | Rangeabilidad de 50:1 o 100:1 | Rangeabilidad de 10 000:1

Composiciones de gas desconocidas | No | No

Tiempos de arranque | Más de 30 minutos | Menos de 1 segundo

Coste de los dispositivos | Variable | Variable

Compatibilidad con gases corrosivos | Limitada | Amplia

Opciones de orientación | Restrictivas | Ilimitadas

Control del rango de bajo caudal | Excelente | Excelente

Control del rango de alto caudal | Deficiente | Deficiente