日本第一熱研株式會(huì)社的氦氣濃度計(jì)基于超聲波傳感技術(shù),結(jié)合動(dòng)態(tài)溫度補(bǔ)償和智能算法,為工業(yè)、科研及環(huán)保領(lǐng)域提供高精度、長(zhǎng)壽命的氦氣濃度檢測(cè)方案。以下是其核心產(chǎn)品、技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景的詳細(xì)解析:
一、核心產(chǎn)品系列與技術(shù)參數(shù)
1. US 系列超聲波氣體濃度計(jì)
型號(hào)覆蓋:US-100-5VS type2(0~50% He)、US-IIH(50~100% He)、US-IIT-SH(0~100% He)。
測(cè)量原理:通過測(cè)量混合氣體中超聲波的傳播速度(聲速)與溫度,結(jié)合第一熱研專有算法計(jì)算氦氣濃度。聲速與氣體分子量、溫度的關(guān)系滿足公式:v=MγRT
其中,γ為絕熱指數(shù),R為氣體常數(shù),T為絕對(duì)溫度,M為氣體平均分子量。氦氣的低密度(4 g/mol)顯著提升聲速,使其在混合氣體中具有高辨識(shí)度。
精度與分辨率:
硬件特性:
2. 泄漏測(cè)試傳感器單元
二、技術(shù)創(chuàng)新與性能優(yōu)勢(shì)
1. 超聲波傳感技術(shù)突破
溫度補(bǔ)償機(jī)制:內(nèi)置高精度 RTD 溫度傳感器(精度 ±0.1℃),實(shí)時(shí)修正溫度對(duì)聲速的影響。例如,在 5~45℃環(huán)境中,溫度每變化 1℃,聲速誤差可控制在 0.1% 以內(nèi)。
抗干擾設(shè)計(jì):采用差分信號(hào)傳輸和 FFT 濾波技術(shù),可濾除 50/60Hz 工頻干擾及高頻噪聲,信噪比提升至 80dB 以上。
2. 智能化數(shù)據(jù)處理
多變量補(bǔ)償模型:針對(duì)復(fù)雜氣體成分(如含 N?、H?O),建立基于最小二乘法的二次多項(xiàng)式校準(zhǔn)模型,交叉干擾誤差≤±0.5% FS。
自診斷功能:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器健康狀態(tài),當(dāng)超聲波元件老化導(dǎo)致信號(hào)衰減超過 20% 時(shí),自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警并提示維護(hù)。
3. 長(zhǎng)壽命與低維護(hù)成本
三、典型應(yīng)用場(chǎng)景
1. 半導(dǎo)體與電子制造
晶圓清洗與刻蝕:US-100-5VS type2 用于監(jiān)測(cè) N?/He 混合氣體中 He 濃度(0~50%),確保工藝氣體均勻性,提升芯片良率。
CVD 設(shè)備檢漏:US-IIT-SH 可檢測(cè)真空腔體中 10?? Pa?m3/s 級(jí)泄漏,通過實(shí)時(shí)濃度監(jiān)測(cè)優(yōu)化氦氣回收系統(tǒng),減少貴重氣體浪費(fèi)。
2. 焊接與金屬加工
3. 能源與環(huán)保領(lǐng)域
4. 科研與特種氣體分析
四、校準(zhǔn)與維護(hù)要點(diǎn)
1. 校準(zhǔn)流程
零點(diǎn)校準(zhǔn):通入高純氮?dú)猓?9.999%),通過菜單操作進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整,漂移量需控制在 ±1% FS 以內(nèi)。
量程校準(zhǔn):使用 NIST 溯源的標(biāo)準(zhǔn)氣體(如 50% He/N?)驗(yàn)證線性度,通過多點(diǎn)標(biāo)定建立校準(zhǔn)曲線。
動(dòng)態(tài)驗(yàn)證:每小時(shí)自動(dòng)注入零氣進(jìn)行驗(yàn)證,若偏差超過 ±1% FS 則觸發(fā)報(bào)警并自動(dòng)啟動(dòng)校準(zhǔn)程序。
2. 維護(hù)建議
五、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力分析
技術(shù)壁壘:超聲波技術(shù)在高濃度氦氣檢測(cè)中具有顯著優(yōu)勢(shì),避免了熱導(dǎo)式傳感器受 H?干擾、質(zhì)譜儀成本高昂的缺陷。
成本優(yōu)勢(shì):無耗材設(shè)計(jì)和長(zhǎng)壽命特性,使全生命周期成本比同類產(chǎn)品低 30% 以上。
行業(yè)認(rèn)證:產(chǎn)品符合 ISO 9001 質(zhì)量管理體系要求,但具體防爆認(rèn)證(如 ATEX)需根據(jù)型號(hào)查詢技術(shù)手冊(cè)。
六、未來發(fā)展趨勢(shì)
第一熱研正將物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)融入氦氣濃度計(jì),通過 RS-485 或 4G 模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)分析。預(yù)計(jì) 2026 年推出的新一代產(chǎn)品將支持 AI 驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù),通過歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型,提前 3 個(gè)月預(yù)警傳感器老化,進(jìn)一步降低停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。
總結(jié)
日本第一熱研的氦氣濃度計(jì)憑借超聲波傳感技術(shù)的革新、智能化算法的應(yīng)用及多場(chǎng)景適應(yīng)性,成為全球氦氣檢測(cè)領(lǐng)域的產(chǎn)品。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)不僅體現(xiàn)在高精度與長(zhǎng)壽命上,更通過動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)、自診斷及低維護(hù)設(shè)計(jì),為客戶提供從單點(diǎn)檢測(cè)到系統(tǒng)集成的完整解決方案。隨著氦氣資源的日益稀缺,該系列產(chǎn)品在半導(dǎo)體、能源及科研領(lǐng)域的市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)。