Termiczne regulatory przepływu masowego mierzą pojemność cieplną przepływającego gazu – przy innym gazie niż kalibracyjny wskazanie przestaje się zgadzać. Współczynnik korekcji gazu (GCF) to naprawia: Q(rzeczywisty) = Q(wskazanie) × GCF(gaz roboczy) ÷ GCF(gaz kalibracyjny). Oto tabela referencyjna względem azotu (GCF = 1,000).
Tabela referencyjna GCF (względem N₂)
| Gaz | Wzór | GCF |
|---|---|---|
| Azot | N₂ | 1,000 |
| Powietrze | – | 1,000 |
| Tlen | O₂ | 0,993 |
| Tlenek węgla | CO | 1,00 |
| Wodór | H₂ | 1,01 |
| Argon | Ar | 1,39 |
| Hel | He | 1,45 |
| Dwutlenek węgla | CO₂ | 0,70 |
| Metan | CH₄ | 0,72 |
| Podtlenek azotu | N₂O | 0,71 |
| Amoniak | NH₃ | 0,73 |
| Tetrafluorometan | CF₄ | 0,42 |
| Propan | C₃H₈ | 0,36 |
| Sześciofluorek siarki | SF₆ | 0,26 |
Wartości orientacyjne – między producentami MFC współczynniki różnią się o kilka procent; wiążąca jest tabela danego producenta.
Fizyka: dlaczego jednoatomowe wysoko, wieloatomowe nisko?
GCF odzwierciedla w istocie molową pojemność cieplną: gazy jednoatomowe jak argon i hel magazynują ciepło tylko w ruchu postępowym – słabiej chłodzą czujnik, MFC zaniża przepływ, współczynnik leży powyżej 1. Cząsteczki wieloatomowe jak SF₆ czy propan pochłaniają dodatkowo energię rotacji i drgań i chłodzą mocniej – współczynnik leży poniżej 1, przy SF₆ to już tylko 0,26.
Przykłady w obu kierunkach
Wskazanie → przepływ rzeczywisty: MFC skalibrowany na N₂ pokazuje 100 sccm, a płynie argon: naprawdę płynie 100 × 1,39 = 139 sccm. Cel → nastawa: ma płynąć dokładnie 50 sccm CO₂: nastawić 50 ÷ 0,70 = 71,4 sccm. Przy gazach kalibracyjnych innych niż N₂ stosować oba współczynniki – albo od razu użyć Kalkulator współczynników konwersji MFC, który zna wszystkie 14 gazów i oba kierunki obliczeń.
Granice współczynników
Ściśle biorąc wartości GCF obowiązują tylko w liniowym zakresie urządzenia i w warunkach odniesienia producenta. Dla mieszanin współczynnik można przybliżyć średnią ważoną ułamkami molowymi – ale przy procesach o wąskich tolerancjach nie ma ucieczki od kalibracji na rzeczywisty gaz roboczy. Dlaczego w praktyce tak często idzie to źle, pokazuje nasz artykuł 7 najczęstszych błędów w obchodzeniu się z gazami wysokiej czystości.
