層流原理與熱式原理氣體質量流量計/控制器性能及應用對比（一）

    氣體微流量測量與控制一直以來是制造業的重要核心技術之一，而這一核心技術領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量流量計與氣體質量流量控制器。

      當然顧名思義是用來測量和控制氣體流量的。這里的氣體并不是指家里的天然氣，或者傳統能源與化工企業、發電廠等的用的氣體，這些場景下測量與控制的氣體流量與對應的管徑一般相對較大，氣體流量大多在15m3/小時以上 ，而對應的管徑從直徑15mm到3000mm不等（甚至更大）。

我們這里討論的氣體質量流量計與氣體質量流量控制器指的是適用于小微流量（從0.000001m3/小時到300m3/小時，對應管徑從直徑3mm到65mm）氣體測量和控制的傳感器和設備，它要求體積非常小（一般如手掌大小），測量和控制非常精細（重復性精度優于千分之二，并需要承受環境溫度和壓力以及不同氣體工作介質造成的影響），目前滿足上述要求的氣體質量流量計與氣體質量流量控制器主要有兩種原理的產品，分別為：

1、層流原理的氣體質量流量計與控制器；

2、熱式原理的氣體質量流量計與控制器。

行業中的流量計/控制器

這個問題我想著重講一講。幾乎你能想到的所有高科技行業或制造業，只要需要氣體精密測控的地方，都有它們的存在。由于篇幅有限，我先大致說一下再舉幾個例子。這些我們生活中常常使用的產品都有他們的身影，例如手機、電腦、手環、AR/VR、電視、汽車、藥、啤酒、空調、手表、燃氣灶、電池、珠寶首飾等等。

在生活中不常遇到的但是很前沿的科技領域也有它們的用武之地。例如衛星制造、石墨烯生產、人造鉆石（鉆戒級）、核電站、核聚變反應堆、光導纖維、量子計算機、芯片制造、抗癌藥物與基因藥物、呼吸機與麻醉機、環境在線監測系統、大氣污染防治設備、電動汽車、燃料電池、太陽能電池板生產等等。

那這么多領域和產品中都有它們的身影，能否讓我們更具體一點了解下到底用在哪里？守一哥花了大量的功課時間，請教了大量的專業人士，先通過兩個例子，讓我們一窺究竟。

我們以被戲稱為“人體器官"的手機來說吧。先看手機的外殼，手機外殼一般都比較細膩光滑且耐磨硬度高，這個表面是如何做出來的？具體工藝過程很復雜這里就不贅述，但最關鍵的一道工藝需要在一種叫做真空鍍膜機的設備內完成，是在真空環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殼鍍上了一層特殊的薄膜，正是這層保護膜使得我們的手機有了爽滑的質感和耐磨的性能。而這個真空鍍膜機內就大量配備了氣體質量流量控制器，用于精細的控制進入真空鍍膜機內電離氣體和工藝氣體的量，大致流量在500SCCM。

手機殼的第二個重要功能就是防水，手機內部有大量的電子元件，防水性能尤為重要。早期的手機防水性能都不是太好，一不小心就很容易進水并損壞。隨著迭代進步，目前的智能機已具有很好的防水性能。但怎么檢驗防水性能是否達標呢？需要更加強大的氣密性檢測儀。

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

這種先進的氣密性檢測儀國內還沒有可靠的供應商，幾乎被兩家美國公司壟斷，其核心原因之一就是全球范圍內能生產這種高性能的微流量氣體質量流量計少之又少。

iPhone8上市前，蘋果公司CEO庫克親赴美國俄亥俄州辛辛那提市CTS總部感謝他們的氣密性檢測儀，有力保證了蘋果公司的產品質量，可足見其重要性！