التحكم في تدفق الغاز الصغيرة أصبحت التكنولوجيا الرئيسية لكسر عنق الزجاجة من التجارب الحديثة في التحليل الكيميائي ، وتجميع المواد ، والبحوث الطبية الحيوية . كما معدات قياس السوائل الدقيقة ، مايكرو تدفق الغاز متر يبني جسرا كميا إلى العالم المجهري من خلال حساسية والاستقرار . في هذه الورقة ، فإننا سوف نحلل بعمق كيف أن هذا النوع من الصك يمكن أن تدفع العلم التجريبي إلى آفاق جديدة من ثلاثة أبعاد : مبدأ التقنية ، وتطبيق المشهد والممارسة الإبداعية .

اختراق تكنولوجيا الاستشعار الدقيقة

التصميم على أساس مبدأ تدفق الكتلة الحراريةتتبع تدفق الغاز مترالميزة الأساسية . عندما تدفق الهواء يمر من خلال عنصر التدفئة ، التدرج في درجة الحرارة التغييرات التي تم التقاطها من قبل الزوجين الحرارية عالية الدقة ، مع معالجة الإشارات الرقمية الخوارزمية ، يمكن تحقيق في الوقت الحقيقي رصد تدفق الصغيرة لكل دقيقة من نانو لتر . بالمقارنة مع التقليدية فيلم الصابون مقياس الجريان أو تعويم مقياس الجريان ، هذا النوع من عدم الاتصال طريقة القياس لا يمكن تجنب تراكم الأخطاء الناجمة عن لزوجة السائل ، ولكن أيضا الحفاظ على استجابة خطية مميزة في مجموعة ديناميكية واسعة .

متعدد المعلمة آلية التعويض يمكن القضاء على نحو فعال في التدخل البيئي من العوامل . المدمج في أجهزة استشعار درجة الحرارة والضغط في الوقت الحقيقي جمع البيانات من ظروف العمل ، من خلال معادلة الغاز المثالي تلقائيا تصحيح قراءة الانحراف . في درجة حرارة منخفضة من النيتروجين السائل التجربة ، يمكن للنظام بشكل حيوي يعوض عن التغيرات في حجم الأنابيب بسبب التمدد الحراري والتبريد والانكماش . ذكي وظيفة المعايرة هو مناسبة خاصة في ظروف معقدة من درجة الحرارة والضغط في المفاعل ، مما يجعل من الممكن الحصول على بيانات أكثر موثوقية وقابلية للمقارنة عبر التخصصات التجارب .

ثانيا ، تطبيق متعدد السيناريوهات تسليط الضوء على القيم الأساسية

البحث في مجال المواد الحفازة قد استفادت من الابتكار التكنولوجي . من خلال تعديل نسبة تكوين الغاز من رد الفعل ، يمكن للباحثين دراسة منهجية تأثير نسبة الغاز المختلفة على نشاط الحفاز . على سبيل المثال ، في إنتاج الهيدروجين من غاز الميثان إصلاح التجربة ، إضافة كمية صغيرة من بخار الماء يؤثر بشكل مباشر على معدل ترسب الكربون ، في حين أن دقة عالية مقياس الجريان يجعل السيطرة على خطأ من هذه المعلمة الرئيسية إلى مستوى منخفض . في الموقع توصيف التجارب على الإشعاع السنكروتروني الأجهزة تبين أن تحسين إجراءات توريد الغاز يمكن أن تحسن بشكل كبير من الانتقائية و العائد من المنتجات المستهدفة .

تنظيم نظام الثقافة البيولوجية الغاز لا يمكن فصلها عن دقة القياس . هناك حاجة إلى الحفاظ على الضغط الجزئي للأوكسجين في استقلاب الخلية البحث . نظام توزيع الغاز التي شيدت من قبل وحدة تحكم تدفق الشامل يمكن أن ندرك التدرج انتقال الأكسجين وثاني أكسيد الكربون وغيرها من الغازات المختلطة ، محاكاة حقيقية في الجسم الحي المكروية . تمايز الخلايا الجذعية أظهرت التجارب أن تحريض كفاءة أعلى بكثير من الطريقة التقليدية عند تركيز الأوكسجين تذبذب تسيطر عليها ± 0.2 في المائة .

نظام التكامل والابتكار وتوسيع نطاق تطبيق الحدود

مفهوم تصميم وحدات يعطي المعدات أقوى القدرة على التوسع . حلقة مغلقة نظام مراقبة يتكون من معيار KF شفة مشتركة مع فراغ الغرفة و الملف اللولبي صمام توقف .

تطبيق بروتوكول الاتصالات الرقمية يفتح فصلا جديدا في مختبر ذكي . . . . . . . يمكن بسهولة الوصول إلى نظام التحكم المركزي على شكل نقاط متعددة شبكة إمدادات الغاز . في تدفق عالية فحص التجربة ، برامج الكمبيوتر يمكن برمجتها جدولة تدفق الغاز منحنيات من كل قناة ، وتحقيق متزامن تغذية مئات من رد فعل القنوات . هذه المجموعة نموذج الإدارة إلى حد كبير تحسين الكفاءة والتكرار موازية التجارب .

مع التقدم في تكنولوجيا النانو الدقيقة ، الجيل الجديد من الغاز الصغيرة مقياس الجريان هو النامية نحو التصغير ، وانخفاض استهلاك الطاقة . رقاقة على مستوى أجهزة الاستشعار التي تنتجها عملية تم تطبيقها بنجاح في microreactor . . . . . . . ومن المتوقع أن نظام التحكم في الغاز في المستقبل سوف يكون التشخيص الذاتي والتكيف مع وظيفة التكيف مع تسلل من إنترنت الأشياء التكنولوجيا ، وتوفير المزيد من الدعم التقني من أجل البحث العلمي والابتكار . من البحوث الأساسية إلى التطبيقات الصناعية ، دقة قياس الغاز هو تشكيل حدود الدقة في العلوم التجريبية .