I regolatori di flusso di massa termici misurano la capacità termica del gas che scorre – con un gas diverso da quello di taratura l'indicazione non è più corretta. Il fattore di correzione gas (GCF) rimedia: Q(reale) = Q(indicato) × GCF(gas di processo) ÷ GCF(gas di taratura). Ecco la tabella di riferimento, riferita all'azoto (GCF = 1,000).
La tabella di riferimento GCF (riferita a N₂)
| Gas | Formula | GCF |
|---|---|---|
| Azoto | N₂ | 1,000 |
| Aria | – | 1,000 |
| Ossigeno | O₂ | 0,993 |
| Monossido di carbonio | CO | 1,00 |
| Idrogeno | H₂ | 1,01 |
| Argon | Ar | 1,39 |
| Elio | He | 1,45 |
| Anidride carbonica | CO₂ | 0,70 |
| Metano | CH₄ | 0,72 |
| Protossido di azoto | N₂O | 0,71 |
| Ammoniaca | NH₃ | 0,73 |
| Tetrafluorometano | CF₄ | 0,42 |
| Propano | C₃H₈ | 0,36 |
| Esafluoruro di zolfo | SF₆ | 0,26 |
Valori indicativi – tra i costruttori di MFC i fattori variano di qualche percento; fa fede la tabella del rispettivo costruttore.
La fisica: perché monoatomico alto, poliatomico basso?
Il GCF rispecchia in fondo la capacità termica molare: i gas monoatomici come argon ed elio immagazzinano calore solo nel moto traslazionale – raffreddano meno il sensore, l'MFC sottostima il flusso, il fattore sta sopra 1. Le molecole poliatomiche come SF₆ o propano assorbono in più energia rotazionale e vibrazionale e raffreddano di più – il fattore sta sotto 1, per l'SF₆ ad appena 0,26.
Esempi in entrambe le direzioni
Indicazione → flusso reale: un MFC tarato N₂ segna 100 sccm mentre scorre argon: in realtà passano 100 × 1,39 = 139 sccm. Obiettivo → setpoint: devono scorrere esattamente 50 sccm di CO₂: impostare 50 ÷ 0,70 = 71,4 sccm. Con gas di taratura diversi da N₂ applicare entrambi i fattori – o usare direttamente il Calcolatore di fattori di conversione MFC, che conosce tutti i 14 gas ed entrambe le direzioni.
Limiti dei fattori
A rigore i valori GCF valgono solo nel campo lineare dello strumento e alle condizioni di riferimento del costruttore. Per le miscele il fattore si può approssimare come media ponderata sulle frazioni molari – ma per processi con tolleranze strette non c'è alternativa alla taratura sul gas di processo reale. Perché in pratica va storto così spesso lo mostra il nostro articolo I 7 errori più comuni nella gestione dei gas ad alta purezza.
