薄膜在各种不同的应用中正得到广泛使用。由于自下而上的制造方法的进步和纳米材料的利用，在许多行业中已经出现了从块状材料到薄膜的转变。在本文中，我们着眼于受益于薄膜，氦气流量计的应用领域之一，并探讨了为什么薄膜被用于许多不同类型的流量计中。
为什么在氦气流量计中使用薄膜
薄膜是沉积的制剂，涂层或层状材料，其厚度范围从小于纳米（即原子单层）到几微米。根据流量计的类型，可以采用多种方法制造薄膜，这些方法包括化学气相沉积（CVD）方法，物理气相沉积（PVD）方法（例如溅射和分子束外延），原子层沉积（ ALD）以及各种保形和非保形涂层技术。
薄膜已在氦气流量计技术中找到了一系列用途，因为薄膜比许多散装材料对局部环境的变化更敏感。这些流量计的薄性意味着它们通常具有较高的相对表面积，比块状材料更容易变形，并且膜的电导率和/或电阻率的细微变化更加明显。所有这些特性非常适合用于各种类型的传感任务，例如，更轻松地吸收（或解吸）表面上的分子，用于挠性流量计或承受高温环境。这种多功能性以及比薄膜流量计可以更小尺寸制造的事实，这就是为什么越来越多地使用薄膜的原因。
采用薄膜的氦气流量计类型
薄膜可以由多种材料制成，包括（但不限于）聚合物，纳米材料，氧化物络合物，热电材料和硅基材料。因此，可以通过改变薄膜的成分（以及特性）来定制薄膜以适应广泛的应用。在这里，我们来看一些受益于薄膜使用的不同类型的流量计。
气体流量计
薄膜可用于确定环境中各种气态分子和挥发性有机化合物（VOC）的浓度，包括氧气，二氧化氮，有机胺，氨和乙醇等。薄膜具有高的表面积，以使气态分子结合，并且在吸收时，薄膜内的电导率和/或电阻率发生变化。即使局部变化很小，该变化也是可以测量的，并且吸收分子的数量相对于电导率/电阻率的变化（即，更大的吸收量等于更大的电变化，反之亦然），这使得这些分子可以集中被推导的气体。
应变流量计
薄膜的薄性使其比大块材料更能弯曲和拉紧。与散装材料相比，它们还更加稳定并且抗断裂。薄膜可用于测量局部应变，例如在建筑行业的某些可穿戴设备或应变仪中。随着薄膜的变形，变形会导致薄膜的电子性能发生变化，从而可以测量和监控任何应变，应力或异常运动。
热通量流量计
薄膜已用于几种不同类型的热通量氦气流量计中。即热电堆型和基于RTD的热通量流量计。在热电堆型流量计的情况下，薄膜热电偶用于测量具有规定厚度的绝缘区域上的温度差，通过沿温度监控路径使用更多的热电偶对可以实现更高的灵敏度。在基于RTD的流量计中，薄膜RTD用于测量绝缘材料定义区域上的温度差。与热电堆型薄膜流量计相比，基于RTD的薄膜氦气流量计更易于制造并且具有更大的信号。
湿度流量计
以类似于气体氦气流量计的方式，可以将薄膜用作发送组件，以测量环境的相对湿度。由于相对湿度取决于大气中有多少水分子，因此高表面积吸收了水分子，这导致了薄膜电导率/电阻率的可测量且可量化的变化。这使得能够根据水分子的浓度来处理环境的相对湿度。
腐蚀流量计
薄膜也可以用在流量计中，该流量计可以测量多个参数以确定涂层是否已经退化，即使在早期也是如此。这些氦气流量计可以测量涂层及其周围环境的温度，湿度，pH和氯化物含量，所有这些都可以用于确定涂层开始腐蚀的时间，腐蚀副产物和腐蚀速率。这些流量计使用电化学机制，通过产生与这些反应的气态副产物成线性比例的电流，来查看涂层上是否发生了氧化或还原。
