Mass Flow Controller SFC6000: il regolatore di flusso digitale con elevate performance, basso costo e calibrazione multi-gas

Nel settore industriale, il controllo preciso del flusso di gas è fondamentale per molte applicazioni che spaziano dalla strumentazione analitica, medica, automazione dei processi e miscelazione dei gas, solo per citarne alcune.

Per rispondere alle esigenze sempre più complesse di questi settori, Sensirion ha lanciato il regolatore di flusso digitale per gas SFC6000. Questa nuova generazione di Mass Flow Controller si distingue per il rapporto qualità-prezzo, la rapidità nei tempi di consegna e un design compatto che consente l’ottimizzazione degli spazi e del peso nelle apparecchiature. 

Questo articolo esplorerà le principali caratteristiche e i vantaggi del nuovo regolatore di flusso per gas SFC6000, oltre a esaminare come questa tecnologia possa migliorare le prestazioni e l’affidabilità delle applicazioni industriali.

Caratteristiche principali del mass flow controller SFC6000

Il regolatore di flusso SFC6000 di Sensirion introduce una serie di caratteristiche avanzate che lo posizionano tra i migliori regolatori di flusso sul mercato. Basato sulla tecnologia proprietaria CMOSens® MEMS di Sensirion, questo controller si distingue per le performance di regolazione e la sua versatilità, nonché convenienza in applicazioni di vario genere.

Questo regolatore di flusso per gas si distingue per alcune caratteristiche che lo rendono unico nella sua categoria:

• rapporto qualità-prezzo: uno dei principali vantaggi del regolatore di flusso digitale SFC6000 è il suo rapporto qualità-prezzo competitivo. Grazie al suo design semplificato, il mass flow controller SFC6000 offre prestazioni elevate a un costo accessibile, rappresentando una soluzione vantaggiosa per digitalizzare la regolazione di flusso dei gas in apparecchiature varie;

• tempi di consegna ridotti: grazie ad una costruzione semplificata, che prevede un minor numero di componenti, regolatore di flusso digitale SFC6000 richiede minor tempo di approvvigionamento e assemblaggio, garantendo tempi di fornitura medi di 6 settimane;

• compattezza e leggerezza: Il design compatto e leggero del regolatore di flusso digitale SFC6000 rende possibile una migliore integrazione nei dispositivi, soprattutto in quelli portatili, dove la riduzione di peso e dimensioni è essenziale;

• prestazioni elevate e versatilità: il mass flow controller SFC6000 garantisce un’elevata ripetibilità, precisione e velocità di risposta. La memoria interna ospita la calibrazione di diversi gas come aria, argon, anidride carbonica e ossigeno puro che possono essere richiamate attraverso il bus digitale, rendendo veloce e accurata la regolazione di gas differenti;

• affidabilità e robustezza: la semplicità del design, che utilizza un numero ridotto di componenti elettronici, garantisce una maggiore robustezza e riduce il rischio di guasti. Inoltre, l’integrazione della tecnologia CMOSens® MEMS assicura che il dispositivo non sia soggetto a derive, evitando la necessità di interventi di ricalibrazione.

Il principio di misura termico e CMOSens® MEMS

Il mass flow controller SFC6000 si basa sull’innovativa tecnologia CMOSens® di Sensirion, il cui cuore è un microsensore calorimetrico (MEMS) integrato con l’intera elettronica di condizionamento del segnale su un singolo chip.

Il regolatore di flusso digitale SFC6000 misura il flusso massico di gas tramite il principio calorimetrico basato sul trasferimento di calore. Un elemento riscaldante su una membrana termicamente isolata e due termopile posizionate a monte e a valle sono integrate su un singolo chip in silicio. In presenza di un flusso di gas, la distribuzione della temperatura a monte e a valle viene perturbata, generando un’asimmetria che viene poi misurata.

L’area di misurazione, così come il convertitore A/D e l’ulteriore elaborazione del segnale, sono realizzati su un unico chip utilizzando processi standard. Inoltre, lo stesso chip svolge anche la funzione di microprocessore in un controllore di flusso massico standard, regolando direttamente la valvola. Questo riduce drasticamente la complessità e il numero di componenti elettronici nel regolatore di flusso digitale SFC6000. 

La massa termica minima della membrana consente un tempo di risposta ultra-rapido del sensore, di 3-4 ms. Poiché l’intero design dell’amplificazione, della conversione A/D, della linearizzazione digitale e della compensazione della temperatura è ottimizzato per la velocità del sensore, un valore di misurazione del flusso completamente compensato può essere fornito ogni millisecondo.

Combinato con algoritmi di controllo avanzati, il regolatore di flusso digitale SFC6000 offre tempi di assestamento notevolmente ridotti rispetto ai tradizionali controllori di flusso massico.

Inoltre, una disposizione speciale dei due sensori di temperatura, la compensazione della temperatura integrata sul chip e la minimizzazione delle fonti di rumore portano a prestazioni imbattibili in termini di ripetibilità e precisione su un ampio intervallo dinamico. Grazie all’esclusiva tecnologia CMOSens®, il mass flow controller SFC6000 garantisce prestazioni senza deriva e controlla il vero flusso massico indipendentemente dalle variazioni di temperatura e pressione ambientale.

Vantaggi del Mass Flow Controller SFC6000 nelle applicazioni industriali

Il regolatore di flusso digitale SFC6000 si dimostra eccezionale in tutte le applicazioni che richiedono un controllo rapido e preciso del flusso di gas. È sufficiente comandare un set-point di flusso per delegare a questo rapido controllore la gestione precisa del flusso massico, indipendentemente dalle variazioni di temperatura e pressione.

La sua compattezza consente inoltre di creare dei “gas mixer digitali” di ingombri molto contenuti e performance molto avanzate per vari ambiti dell’automazione industriale come:

1. saldatura;
2. additive manufacturing;
3. rivestimento di superfici;
4. inertizzazioni varie.

Ma anche applicazioni di carattere scientifico e analitico che richiedono versatilità e indiscutibile precisione, come:

1. analizzatori automatici;
2. bioreattori.

Nel settore medicale, dove la sicurezza e la precisione sono fondamentali, il Mass Flow Controller SFC6000 offre un controllo ottimale dei flussi di gas per dispositivi come i ventilatori e le macchine per anestesia.

Oltre al regolatore di flusso digitale SFC6000, Sensirion ha sviluppato il sensore di flusso massico SFM6000, una variante priva di valvola che offre le stesse prestazioni del SFC6000 ma a un costo inferiore. Questa opzione è ideale per applicazioni in cui non è necessario un controllo attivo del flusso ma è sufficiente una misurazione accurata. Entrambi i dispositivi rappresentano soluzioni ad alte prestazioni per il controllo e la misurazione del flusso di gas, adattandosi a una vasta gamma di applicazioni.

Il Mass Flow Controller SFC6000 di Sensirion rappresenta un significativo passo avanti nel controllo del flusso di gas, combinando una tecnologia avanzata con un design compatto e prestazioni elevate. Grazie alla tecnologia CMOSens® MEMS, il regolatore di flusso digitale SFC6000 risponde alle esigenze di precisione e affidabilità richieste da settori altamente competitivi ad un costo conveniente.