絕佳氮氣控制：閥選擇與流量優化

調控氮氣有兩種方法：機械式或智能式

1 方法：固定孔口或調節節流閥－便宜、簡單，但有侷限性

節流孔是最簡單的氮氣流量控制方式。節流孔是氣管系統中的機械錐體（固定孔），一定量的氮氣以恆定壓力流經這些錐體。優點：總成本極低，通常低於 90  歐元，包括組裝件以及一個簡單的開關閥和節流孔本身。歸功於此，節流孔非常適合條件穩定的氮氣流量調控簡單應用使用。

在這方面，經常使用的產品是 MH1閥。這是一款物美價廉的標準閥，與節流孔組合使用，可為調控工業氣體流提供功能強大的類比解決方案。此組合可滿足諸多應用的需求，投資較低或不需要數位反饋的應用尤其適合選擇這一解決方案。

但有明顯弊端：

幾乎沒有靈活性：氮氣需求的變化難以映射。
對壓力波動無反應：如果輸入壓力降低，流量會隨之下降，且不會被察覺。
無監控：既無流量監控，也無法進行資料收集。

 此外，需要注意的是，如果您以後仍想記錄測量值，則需要額外的硬體工作（例如單獨的壓力或流量感測器以及控制器上的必要輸入），這會增加成本和系統複雜性。雖然這種閥門的使用壽命很長，可靠性也很高，但其結構決定 MH1等簡單的開關閥並不是對純度要求嚴格的製程的合適選擇，因為與專用的質量流量控制器相比，這類閥門顆粒排放程度較高。

儘管如此，仍有許多生產線使用這種解決方案 — 尤其是在只需保持簡單的體積流量恆定，並有合適的過濾器重新吸收顆粒的情況下。然而，一旦需要進行動態調整、可靠監控或過程追蹤，這種解決方案很快就會到達極限。

2. 途徑：智能控制閥－精準、資料化、滿足未來需求

VEFC、VEMD、VEAD 等質量流量控制器可以提供固定節流孔和可調式節流閥無法提供的氮氣流量控制方法：

動態控制氮氣流量
即使輸入壓力出現波動，所需體積流量亦保持不變。如此即可保護敏感製程不受干擾。
透過監測實現過程可靠性
這些設備可提供即時反饋 — 例如流量是否在所需範圍內。如果壓力降低，甚至可以自動發出警告。
在複雜系統中使用
 可透過控制器集中讀取數據，用於成本中心核算或過程優化等。如果氮氣由內部制備並根據消耗量計費，這一點尤為有益。
預測性維護和人工智慧的先決條件
 控制閥持續提供數據（例如該工具可快速找到伺服驅動器、馬達和執行元件的理想組合。 Festo AX 等平台中，用於監控氮氣流量，藉此實現預測性維護和資料分析。

這些設備本身並不具備自主偵測異常等「智慧」特性，但支援 AI。  結合過濾器監控、壓力感測器和演算法，可以偵測過濾器的污染程度，從而能夠在不中斷生產的情況下及時進行維護。

有哪些類型的閥？這些閥適用於什麼用途？

在選定特定的閥之前，必須先仔細瞭解技術要求和應用環境。畢竟在流量、規格和連接性方面，不同的閥優勢各有不同。

為什麼有時價格高昂的產品反而性價比更高？

雖然簡單系統的購置成本更低，但搭載監控功能的可靠調壓閥卻具有決定性優勢：

過程可靠性：輸入壓力波動不會導致流量變化
即時反饋：實現預測性維護的明智選擇；可實現內部消耗測量
可擴展性：尤其在控制點較多的複雜線路中，可立即識別到異常
總體擁有成本：精確的系統可將流量精準控制在所需程度，藉此達到主動節省氮氣，最終降低電耗和減少 CO2 排放量的目的。

範例：在具有 50 個控制閥的系統中，每個設備上的簡單顯示可以幫助快速識別故障點，無需讀取數字。

前景：整裝待發，支援人工智慧和預測性維護

先進的質量流量控制器可以提供寶貴的資料，例如流量、壓力、溫度等，這些資料可以整合到 Festo AX 等上級系統中。因此，下列功能成為可能：

成本中心的消耗量核算
透過壓差監測過濾器磨損情況
基於真實負載資料進行維護預測

這些設備本身並不「智慧」，但支援 AI，也為適合未來的資料支援型製程奠定基礎。

決策支援：適合製程的正確解決方案

選擇閥時，需要考慮多種因素：

所需流量範圍
能源消耗
製程要求（ 例如：無塵室等級）
整合到現有控制系統
監測和讀數需求

未來我們將使用互動工具進行個別化推薦，從簡單的節流孔到支援 AI 的 VEFC，透過有針對性地詢問為您推薦最合適的解決方案。

結論

半導體製造中的氮氣調控遠不止是技術小問題這麼簡單，這對品質、製程穩定性和成本都有影響。無論您需要簡單的解決方案還是最先進的控制技術，重要的是您的應用程式需要什麼。做出正確的選擇，不僅能確保安全運作，也可提高效率和未來競爭力。