气体混合听起来很简单。你只需要混合多种纯净的气体来制造一个新的混合物。不幸的是，事情通常并不像听起来那么简单。有很多变量和因素在其中起作用。
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在这篇文章中，我们将解剖这个具有挑战性的应用，并讨论如何利用毛细管热质量流量控制器技术获得完美的气体混合和混合效果。
为什么重要
有许多应用和行业依赖于气体混合和混合。在实验室环境中，我们的客户需要气体混合物来测试催化剂，以查看某些浓度的污染物对气体的影响。食品行业需要混合气体来防止食物氧化。半导体行业需要准确的气体混合来在他们的烤箱中产生特定的大气环境。医院混合气体来制造富含O2的空气或麻醉气体。
还有数百种其他应用利用气体混合，如焊接、稀释、化学反应、气体分析仪的测试、灯泡的灌装和双层玻璃窗。然而，最常见的气体混合应用与燃烧和燃烧有关。
还记得燃烧的基本原理吗？你需要燃料、氧气和点火。如果燃料和氧气都是气体，最理想的情况是将它们混合在完美的比例中，以获得更佳的、清洁的燃烧。
我们可以列举几种这种类型的气体混合应用：你的汽车、大锅炉、玻璃工业使用的小火焰、大型电厂、废物焚烧厂等。
为什么要使用质量流量计？
在气体混合和混合中，由质量流量控制器（MFC）提供的直接气体质量流量控制，而不是体积流量控制，是非常重要的。正确的混合和混合可以节省资金，提高最终产品的重复性和提高质量。
燃烧或燃烧应用有其自己的一套挑战。燃烧或燃烧是一个化学过程，是分子之间的反应。因此，我们应该计算这些气体分子，而不是这些气体分子之间的空间。我们通过测量气体质量流量，即气体（分子）的重量，而不是体积（分子+分子之间的空间）来实现这一点。
质量流量控制器的好处是它们正是这样做的：它们测量和/或控制气体质量流量。它们是分子计数器！
气体混合和混合中的准确性
质量流量控制器是一种具有满量程百分比（%FS）精度的设备。这意味着一个1%的设备的不确定性是仪器更大流量范围的1%。
例如，如果你购买一个范围为0-500 SLPM的质量流量控制器，该单位的不确定性为满量程的1%，则不确定性为500的1% = 5 SLPM。所以，当你控制500 SLPM的质量流量时，流量可以在495到505 SLPM之间。然而，如果您使用相同的500 SLPM仪器控制10 SLPM的质量流量，不确定性仍然是+/-5 SLPM。因此，受控流量可以在5 SLPM到15 SLPM之间。效果很差！
好消息是，由于先进的电子、传感器和层流元件设计以及线性化数学的帮助，最新一代的高性能热质量流量控制器已经大大改进，越来越接近被%的测量值设备。对于需要多个质量流量控制器的气体混合和混合应用，仪器的价格很重要。
你可能想知道这对气体混合和混合应用意味着什么？我们学到的教训是，当你在仪器的更大流量范围底部操作质量流量控制器时，绝对精度不是那么好，所以正确地选择你的仪器。
在气体混合系统中正确选择质量流量控制器至关重要。你应该非常清楚你的气体混合系统中每个质量流量控制器的目的和操作范围。请询问仪器制造商为您提供帮助，因为他们可能有许多面临同样挑战的客户。
用K因子进行‘快速计算’
用K因子进行‘快速计算’使单个气体质量流量计的气体混合变得简单。
如果您希望提高气体混合和混合应用的灵活性并节省资金，考虑应用“K因子”。作为一个特定气体与空气或氮的无量纲数值关系，气体K因子永远不会改变。如果K因子适用于您的应用，您可以使用一个校准在空气或氮上的气体质量流量控制器来简单地应用K因子为几种气体。
一般来说，K因子不会改变，并且用于测量和控制单位为SCCM和SLPM的质量流量。例如，如果您校准您的毛细管传感器气体质量流量控制器用于0-100 SLPM的空气，但打算通过它运行100 SLPM的氩，您只会为仪器得到69 SLPM的输出。那是因为影响热传递的氩的物理性质（标准气体密度和比热）与空气不同。
此外，当你运行足够的氩通过仪器，使其指示为100 SLPM时，你会发现氩的流量实际上是145 SLPM。因此，氩的K因子总是145/100 = 1.45。
每种气体都有自己的K因子，但在各种品牌的仪器之间可能存在微小的差异。K因子是一个完美的线性功能吗？好吧，我们认为是这样，但实际上并不总是这样，尤其是今天市场上的低成本流量传感器和气体流量计。对于这些性能较差的仪器，特定的轻气体，如氢或氦，误差可能高达7%。
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