流量控制器的工作原理与应用

流量控制器家族包含多种类型，除了常见的质量流量控制器，还有体积流量控制器、压差式流量控制器等，各自适用于不同场景。体积流量控制器主要关注流体占据的空间体积变化，在城市自来水供水系统中应用广泛。它通过测量管道内流体的体积流速，结合时间计算总输送量，居民家中的水表本质上就是一种简易的体积流量控制器。

质量流量控制器则更擅长应对复杂工况，其核心在于直接测量流体的质量变化。在半导体晶圆制造车间，反应腔室内的气体流量控制精度需达到 0.1 标准毫升 / 分钟。这种控制器内部装有一对加热电阻丝，当气体流过时，会带走部分热量，导致上下游电阻丝的温度差发生变化。控制器通过检测这种温差变化，结合气体的热传导特性，精准计算出实际质量流量。在沉积工艺中，当需要在晶圆表面形成 5 纳米厚的氧化层时，质量流量控制器能将氧气与硅烷气体的比例控制在 ±0.5% 以内，确保薄膜厚度均匀一致。在医疗领域，呼吸机中的质量流量控制器则能根据患者的呼吸频率，自动调节氧气与空气的混合比例，为重症病人提供稳定的呼吸支持。