Einführung
Das Spezialgassystem ist eine präzise Umgebung für die Steuerung von Gasen, die durch strenge Logik und präzise Steuerung wichtige Unterstützung für die Halbleiterherstellung und die wissenschaftliche Forschung bietet. In diesem System fungieren die Dateneinheiten als "Sprachcodes", die verschiedene Komponenten miteinander verbinden, um eine genaue Informationsübertragung zu gewährleisten. Heute werden wir Ihnen die wichtigsten Dateneinheiten des Spezialgassystems vorstellen.
Druckeinheiten: Der Schlüsselfaktor bei der Kontrolle des Gasflusses
Der Druck ist ein Schlüsselparameter in einem Spezialgassystem, der für die Kontrolle des Gasflusses in der Rohrleitung verantwortlich ist und sicherstellt, dass das Gas die Zielgeräte mit einer angemessenen Durchflussrate erreicht und die Prozessanforderungen an Druckstabilität und Genauigkeit erfüllt. Das Verständnis und die Verwendung verschiedener Druckeinheiten ist für die effektive Verwaltung von Spezialgassystemen von grundlegender Bedeutung. Nachfolgend finden Sie eine ausführliche Erläuterung der verschiedenen, häufig verwendeten Druckeinheiten:
– MPa (Megapascal): Der Druckstandard im Internationalen Einheitensystem. 1 MPa entspricht einer Kraft von 1.000.000 Newton pro Quadratmeter. In speziellen Gassystemen wird MPa üblicherweise zur Beschreibung der Druckwerte an Schlüsselpunkten wie der Hauptgasversorgungsleitung, im Inneren des Speichertanks und am Ausgang des Druckminderers verwendet. Aufgrund seines moderaten Wertes und der einfachen Integration in internationale Normen ist MPa in vielen modernen Industrieanlagen, insbesondere in der Halbleiterfertigung und der Petrochemie, zur bevorzugten Druckeinheit geworden.
– PSI (Pfund pro Quadratzoll): Eine imperiale Einheit, die die Kraft in Pfund pro Quadratzoll angibt und in der Regel in amerikanischen Geräten zu finden ist. Sie spielt bei bestimmten importierten Geräten in speziellen Gassystemen eine wichtige Rolle.
– Bar: Abgeleitet von dem griechischen Wort "baros", das "Gewicht" bedeutet. Es ist definiert als 1 bar entspricht 100.000 Pascal (Pa). Es wird in Europa häufig verwendet, wo 1 bar ungefähr 0,1 MPa oder 14,50377 psi entspricht. Im Sondergassystem dient bar als Zwischeneinheit zwischen MPa und psi. Es erleichtert die Verbindung mit dem Internationalen Einheitensystem und die Schnittstellen zu einigen Geräten, die noch traditionelle Einheiten verwenden. Dieser relativ kleine Wert ist leicht zu berechnen und schnell abzuschätzen, was bar in der Praxis sehr praktisch macht.
– atm (Standardatmosphärendruck): Wird zum Vergleich des atmosphärischen Drucks verwendet; 1 atm ≈ 0,101325 MPa oder 14,696 psi. In speziellen Gassystemen wird atm oft als Referenzeinheit verwendet, um absoluten oder relativen Druck auszudrücken. Dies gilt insbesondere für Szenarien wie die Analyse der Gasreinheit und die Erkennung von Gaslecks, wo das Konzept der "Druckdifferenz relativ zum Atmosphärendruck" angewandt wird, was das atm zu einer unverzichtbaren Referenz macht.
– kPa (Kilopascal): Dies ist eine kleinere Druckeinheit; 1 MPa = 1.000 kPa. In speziellen Gassystemen wird kPa häufig verwendet, um die lokale Druckregulierung, die Erkennung von Mikrolecks und andere Situationen anzuzeigen, die präzisere Messungen erfordern, oder um kleine Schwankungen bei Druckänderungen in Berichten und Diagrammen darzustellen. Da die Umrechnung zwischen kPa und MPa einfach und intuitiv ist, bietet sie eine flexible Option für die Darstellung von Druckdaten und hilft, klare und eindeutige Ergebnisse zu erzielen.Beschreibungen über verschiedene Druckbereiche hinweg.
Durchflusseinheiten: Ein Standard zur Messung der Gasversorgung
Die genaue Messung des Gasdurchflusses ist entscheidend für die Geschwindigkeit und die Gesamtmenge der Gaszufuhr in Spezialgassystemen und wirkt sich auf die Prozesseffizienz, die Materialausnutzung und die Qualität des Endprodukts aus. Verschiedene Durchflussmessgeräte eignen sich für unterschiedliche Anwendungsszenarien und Genauigkeitsanforderungen in Sondergassystemen. Die folgenden Durchflusseinheiten werden in diesen Systemen üblicherweise verwendet:
– SLM: Standardliter pro Minute, bei 20°C und 1 Atmosphäre.
– SCCM: Standard-Kubikzentimeter pro Minute, auch bei bestimmten Standardbedingungen.
– Nm³/h: Normkubikmeter Durchfluss, für Flüssiggase, bei 0°C und 1 Atmosphäre.
– L/min: Zeigt direkt den Volumenstrom an, der verstanden in Verbindung mit den tatsächlichen Betriebsbedingungen.
Konzentrationseinheiten: Gewährleistung von Gasqualität und Sicherheit. 
Die Reinheitskontrolle von Gassystemen ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere in Bereichen wie der Halbleiterherstellung und wissenschaftlichen Forschungsexperimenten, wo strenge Anforderungen an die Gasqualität bestehen. Die Sicherstellung der Gasreinheit kann die Prozessleistung, die Produktqualität und die Sicherheit des Bedieners gewährleisten und Umweltverschmutzung verhindern. Im Folgenden werden verschiedene Konzentrationseinheiten für die Reinheitskontrolle vorgestellt:
– ppm: Parts per Million, gibt die Konzentration einer bestimmten Komponente in einem Gasgemisch an. In speziellen Gassystemen wird ppm häufig verwendet, um den Gehalt einer bestimmten Verunreinigungskomponente in einem Gasgemisch zu beschreiben. So wird beispielsweise die Reinheit von hochreinem Stickstoff mit "5 ppm O₂" angegeben, was bedeutet, dass auf eine Million Teile Stickstoff 5 Teile Sauerstoff kommen. PPM eignet sich für Situationen, in denen extrem hohe Anforderungen an die Gasreinheit gestellt werden, wie z. B. bei Oxidations- und Diffusionsprozessen in der Halbleiterfertigung. Jeder noch so kleine Verunreinigungsgehalt kann die Leistung der Geräte beeinträchtigen.
– ppb: Teile pro Milliarde, wird für die Erkennung und Kontrolle von Spurengasen verwendet. Bei extrem strengen Anforderungen an die Gasreinheit, wie z. B. bei der Herstellung integrierter Schaltkreise im Ultra-Großmaßstab und bei der modernen Materialsynthese, ist die Kontrolle der Reinheit im ppb-Bereich entscheidend. Die Reinheit von ultrahochreinem Argon muss beispielsweise "1 ppb H₂O" erreichen, was bedeutet, dass nur 1 Teil Wasser in jeder Milliarde Teile Argon erlaubt ist. Die Reinheitskontrolle im ppb-Bereich erfordert spezielle Gassysteme mit extrem hohen Reinigungskapazitäten und präzisen Nachweisverfahren.
– %VOL: Volumenprozent gibt direkt den Volumenprozentsatz eines Gases in einem Gemisch an. Im Vergleich zu ppm und ppb eignet sich %VOL besser zur Beschreibung von Gasgemischen mit höheren Konzentrationen.
In Spezialgassystemen wird %VOL häufig verwendet, um die Anteile der Komponenten von Prozessgasen anzugeben, z. B. das bei der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) verwendete Mischgas, das Wasserstoff (H₂), Silan (SiH₄), Ammoniak (NH₃) usw. enthalten kann, jeweils ausgedrückt in Volumenprozent. Darüber hinaus wird %VOL häufig verwendet, um den Anteil von Verdünnungsgasen (wie Stickstoff) in Mischgasen zu beschreiben.
Temperatur-Einheiten: Thermometer zur Kontrolle der Prozessumgebung
Die Temperatur wirkt sich direkt auf den stabilen Betrieb des Spezialgassystems und die Eigenschaften des Gases aus. Die wichtigsten Einheiten sind wie folgt:
– ℃ (Grad Celsius): Celsius, eine international anerkannte Temperatureinheit.
– °F (Grad Fahrenheit): Fahrenheit, hauptsächlich in den Vereinigten Staaten und historisch beeinflussten Gebieten verwendet.
Andere wichtige Einheiten: Zeit, Masse und Länge
– Zeiteinheitens (Sekunden), min (Minuten), h (Stunden), zur Aufzeichnung der Betriebszeit des Systems, der Gasverbrauchsrate usw.
– Masseeinheiteng (Gramm), kg (Kilogramm), um die Masse oder das Gewicht des Gases zu beschreiben.
– Längeneinheitenmm (Millimeter), cm (Zentimeter), m (Meter), verwendet für Dimensionsparameter wie Rohrleitungsgröße und -abstand.
Schlussfolgerung
Die Beherrschung dieser Grundeinheiten ist wie ein Werkzeugkasten, der die Verwaltung des Spezialgassystems unterstützt. Die Dateneinheiten in einem Spezialgassystem sind die Grundlage für dessen Betrieb. Wenn Ingenieure diese Einheiten verstehen und anwenden, können sie die Gasparameter genau steuern, um die Effizienz, Stabilität und Sicherheit des Systems zu gewährleisten.
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