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マスフローコントロラーは質量流量の調節器か?(江頭教授)

| 投稿者: tut_staff

 ガスを使った実験でガスの流量調節を行うとき、簡単なバルブを使うこともありますが、再現性良く流量を調節したいとき使うのが「マスフローコントローラー」です。流量の測定するユニット「マスフローメーター」と電磁弁を制御回路でつないで設定したとおりの流量を再現性良く流す、それがこの装置の仕組みです。

 マスフローメーターでの流量測定には伝熱現象を利用しています。ガスが流れると熱が伝わりやすくなる。その熱の伝わりやすさと流れの速さの関係から流量を検出します。伝熱による温度変化を電気抵抗の変化として読み取るのですが、流路の構造や抵抗体のサイズと配置、そしてガスの種類によって熱の伝わりやすさが変化しますから、ガス流量と抵抗との関係を定量的に予測するのは難しい。そこでガスの種類に応じて検量線を作って流量を測ります。

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 マスフローコントローラーを業者から購入する際「N2、フルスケール 500 SCCM 」などと指定して購入します。そうです、マスフローコントローラーの流量は SCCM で指定しています。前回の記事で、

 SCCMは「体積流量を標準条件での値に換算したもの」と説明しましたが、気体が理想気体であれば標準状態の気体の体積は物質量( mol 数 )に比例しています。そう考えると SCCM は物質量の流量を表す単位だと考えても良いですね。

と書きました。そうするとマスフローコントローラーは物質量基準の流量を調整する装置ですね。その意味ではマスフローコントローラーは「物質流量の調節器」です。でも、「mass flow」を「質量流量」と訳すのでマスフローメーターは「質量流量計」、マスフローコントローラーは「質量流量調節器」と呼ばれています。

 ここでも mass は質量と訳されていますが、この場合には物質量という訳の方が相応しいと思います。

江頭 靖幸

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