KR20060004656A - 압력 변화율 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하는방법 및 장치 - Google Patents

압력 변화율 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하는방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

가스 흐름과 관련된 압력 변화율의 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하는 장치는 내부 용적에 의해 특징지어지는 내부 및 가스 흐름을 수용하는 입구 포트를 구비한 측정 챔버(102)를 포함한다. 이 장치는 압력 센서(104) 및 신호 처리기를 포함한다. 신호 처리기는 상기 센서(104)로부터 압력 신호를 수신하여 샘플링하고, 압력 신호의 시간 미분계수를 계산한다. 또한, 상기 장치는 가스 흐름이 측정 챔버로 통과되기 이전에 입구 댐퍼(108)를 통과하도록 입구 포트에 배치된 입구 댐퍼(108)를 포함한다. 입구 댐퍼는 댐퍼 전달 함수에 따라 가스 흐름을 변경한다. 챔버 용적 및 댐퍼 전달 함수는 측정 챔버 내부의 압력 변화와 관련된 주파수를 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하도록 선택된다.
가스 흐름, 압력 변화율, 입구 댐퍼, 샘플링, 필터링, 미분기

Description

압력 변화율 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONDITIONING A GAS FLOW TO IMPROVE A RATE OF PRESSURE CHANGE MEASUREMENT}
본 발명은 대량 흐름(mass flow)을 제어하는 장치에 관한 것으로서, 특히, 이러한 장치의 감도 및 정확성을 개선하기 위해 흐름을 조절하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
*관련출원에 대한 상호참조
본원은 그 내용이 전부 참조로서 본 명세서에 포함되어 있고, 본원과 동일한 출원인이며, 발명의 명칭이 "Apparatus And Method For Pressure Fluctuation Insensitive Mass Folw Control"인 미국특허출원 제10,178,721호과 관련되어 있다.
측정 챔버(chamber)(14)에 결합된 입구 저장용기(inlet reservoir)(12)를 포함하는 도1의 블록도에 도시된 시스템(10)을 고려하면, 입구 저장용기(12)는 입구 압력(Pi(t))에 의해 특징지어진다. 측정 챔버(14)는 입구 저장용기(12)가 측정 챔버(14)에 결합되는 입구 포트(inlet port)(16), 내부 용적(internal volume)(V) 및 내부 압력(P(t))에 의해 특징지어진다. 입구 흐름(Q(t))은 입구 저장용기(12)로부터 입구 포트(16)를 통해 측정 챔버(14)로 흐른다. 측정 챔버(14) 내의 압력(P(t))의 변화율은 시간의 함수로서 다음과 같이 주어질 수 있다.
Figure 112005052101435-PCT00001
(1)
여기서, PSTP는 표준 온도 및 압력에서의 챔버 압력이다.
방정식(1)은 입구 흐름에 대해 다음과 같이 다시 풀어쓸 수 있다. 즉,
Figure 112005052101435-PCT00002
(2)
따라서, 입구 흐름은 시간에 대한 챔버 압력의 변화율(
Figure 112005052101435-PCT00003
) 및 챔버 용적(V)의 함수로서 계산될 수 있다. 챔버 용적(V)은 쉽게 측정될 수 있으며, 시간에 대한 챔버 압력의 변화율(
Figure 112005052101435-PCT00004
)은 디지털 미분 스킴(scheme)(20)과 결합된 압력 센서(18)를 이용함으로써 얻어질 수 있다(1993년, John Wiley & Sons사, S.K. Mitra and J.F. Kaiser의 "Handbook for Digital Signal Processing" 제13장 참조). 그러나, 실제적인 디지털 미분기(20)는 최대 샘플링 주파수에서 압력 데이터를 샘플링하고, 그 샘플링된 데이터를 필터링하고, 샘플링 및 필터링된 데이터의 시간 미분 계수(time derivative)를 산출한다. 이러한 디지털 미분기(20)는 도2의 그래프에 도시된 바와 같이, 최대 샘플링 주파수의 일부분(fraction)보다 작은 주파수를 갖는 압력 변화에 대한 정확한 결과만을 산출한다. 이 그래프는 이상적인(ideal) 미분기(30)와 전술한 실제적인(practical) 미분기(32)에 있어서, 압력 변화의 정규화된(normalized) 주파수(샘플링 주파수로 정규화됨)에 대해 정규화된 미분기 출력을 도시하고 있다. 실제적인 디지털 미분기(32)는 샘플링 주파수의 약 0.4까지의 주파수에 대해서는 이상적 미분기(30)를 따라가지만, 압력 변화의 보다 높은 주파수에 대해서는 이상적인 미분기로부터 상당히 벗어난다. 따라서, 샘플링 주파수의 40% 이상의 급격한 압력 변화는 도1의 구성에 의해 정확히 측정될 수 없다. 이상적인 미분기로부터 벗어나는 이러한 지점을 여기서 "미분기 컷오프(cutoff) 주파수"로 언급한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 단점 및 결점을 실질적으로 극복하는 것이다.
전술한 목적 및 다른 목적들은 한가지 양태로서, 가스 흐름과 관련된 압력 변화율의 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하는 장치를 포함하는 본 발명의 에 의해 달성된다. 상기 장치는 내부 용적에 의해 특징지어지는 내부를 갖는 측정 챔버 및 가스 흐름을 수용하는 입구 포트를 포함한다. 또한, 상기 장치는 측정 챔버의 내부 압력을 감지하고, 이 측정 챔버 내부 압력에 대응하는 압력 신호를 생성하기 위한 압력 센서를 포함한다. 또한, 상기 장치는 샘플링된 압력 신호를 생성하기 위해 압력 신호를 수신하여 샘플링 주파수에서 샘플링하고, 압력 신호를 필터링하기 위한 신호 처리기를 포함한다. 그리고, 신호 처리기는 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수를 계산한다. 또한, 상기 장치는 입구 포트에 배치되고 가스 흐름이 입구 포트를 통과하기 전에 적어도 부분적으로 입구 댐퍼(damper)를 통해 측정 챔버로 통과되도록 구성된 입구 댐퍼를 포함한다. 입구 댐퍼는 댐퍼 전달 함수에 따라, 입구 댐퍼에 걸친 압력 강하의 함수로서 가스 흐름의 하나 또는 그 이상의 특성을 변경한다. 내부 용적 및 댐퍼 전달 함수는 측정 챔버 내의 압력의 변화와 관련된 주파수를 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하도록 선택된다.
다른 실시예에서, 압력 센서는 측정 챔버의 내부에 배치된다.
다른 실시예에서, 압력 센서는 입구 포트에 배치되고, 입구 흐름 압력에 대응하는 압력 신호를 생성한다.
다른 실시예에서, 댐퍼 전달 함수는 (i)입구 댐퍼에 걸친 압력 강하와 (ii)입구 댐퍼를 통한 가스 흐름 사이의 선형 관계를 묘사한다.
다른 실시예에서, 댐퍼 전달 함수는 (i)입구 댐퍼에 걸친 압력 강하와 (ii)입구 댐퍼를 통한 가스 흐름 사이의 비선형 관계를 묘사한다.
다른 실시예에서, 샘플링 주파수의 소정의 부분은 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수를 계산하기 위한 신호 처리기와 관련된 성능 한계(performance limit)에 대응한다.
다른 실시예에서, 샘플링 주파수의 소정의 부분은 약 0.4이다.
다른 실시예에서, 상기 장치는 입구 포트를 통한 가스 흐름을 측정하고 입구 포트를 통한 가스 흐름에 대응하는 흐름 신호를 생성하기 위한 흐름 센서를 더 포함한다. 또한, 상기 장치는 출구 가스 흐름을 통과시키기 위한 측정 챔버 상의 출구 포트 및 출구 가스 흐름을 제어하기 위해 출구 포트에 배치된 밸브를 포함한다. 신호 처리기는 (i)출구 가스 흐름의 추정치를 산출하기 위해 흐름 신호를 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수와 조합하고, (ii)실질적으로 일정한 출구 가스 흐름을 생성하기 위해 상기 추정치의 함수로서 밸브를 제어한다.
다른 실시예에서, 댐퍼는 흐름 센서의 앞에 배치된다.
다른 실시예에서, 댐퍼는 흐름 센서의 뒤에, 그리고 압력 센서의 앞에 배치된다.
다른 양태로서, 본 발명은 가스 흐름과 관련된 압력 변화율의 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 내부 용적에 의해 특징지어지는 내부 및 가스 흐름을 수용하기 위한 입구 포트를 갖는 측정 챔버를 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 측정 챔버의 내부 압력을 감지하는 단계 및 측정 챔버의 내부 압력에 대응하는 압력 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 샘플링된 압력 신호를 생성하기 위해 샘플링 주파수에서 압력 신호를 샘플링하고 압력 신호를 필터링하는 단계 및 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수를 계산하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 댐퍼 전달 함수에 따라, 입구 댐퍼에 걸친 압력 강하의 함수로서 가스 흐름의 하나 또는 그 이상의 특성을 변경하기 위해, 입구 포트 및 입구 포트에 배치된 입구 댐퍼를 통한 가스 흐름을 감소시키는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 방법은 측정 챔버 내의 압력 변화율과 관련된 주파수를 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하기 위해 내부 용적 및 댐퍼 전달 함수를 선택하는 단계를 포함한다.
다른 실시예는 측정 챔버의 내부에 압력 센서를 배치하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 압력 센서가 입구 흐름 압력에 대응하는 압력 신호를 생성하도록 입구 포트에 압력 센서를 배치하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 (i)입구 댐퍼에 걸친 압력 강하와 (ii)입구 댐퍼를 통한 가스 흐름 사이의 선형 관계를 묘사하는 댐퍼 전달 함수를 제공하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 (i)입구 댐퍼에 걸친 압력 강하와 (ii)입구 댐퍼를 통한 가스 흐름 사이의 비선형 관계를 묘사하는 댐퍼 전달 함수를 제공하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 측정 챔버 내의 압력 변화율과 관련된 주파수를 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수를 계산하기 위한 신호 처리기와 관련된 성능 한계에 대응하는 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하기 위해 내부 용적 및 댐퍼 전달 함수를 선택하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 측정 챔버 내의 압력의 변화율과 관련된 주파수를 샘플링 주파수의 약 0.4인 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하도록 내부 용적 및 댐퍼 전달 함수를 선택하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 입구 포트를 통한 가스 흐름을 측정하는 단계 및 입구 포트를 통한 가스 흐름에 대응하는 흐름 신호를 생성하는 단계를 더 포함한다. 또한, 이 실시예는 출구 가스 흐름을 통과시키기 위한 측정 챔버 상의 출구 포트를 제공하는 단계 및 출구 가스 흐름의 추정치를 생성하기 위해 흐름 신호를 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수와 조합하는 단계를 포함한다. 또한, 이 실시예는 실질적으로 일정한 출구 가스 흐름을 생성하기 위해 출구 포트에서의 출구 가스 흐름을 추정치의 함수로서 제어하는 단계를 포함한다.
다른 실시예는 흐름 센서의 앞에 댐퍼를 배치하는 단계를 더 포함한다.
다른 실시예는 흐름 센서의 뒤에, 그리고 압력 센서의 앞에 댐퍼를 배치하는 단계를 포함한다.
도1은 종래 기술의 압력 측정 시스템의 블록도.
도2는 고주파수에서 종래 기술의 디지털 미분기의 성능에서의 롤-오프(roll off)를 도시한 도면.
도3은 가스 흐름과 관련된 압력 변화율의 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하는 장치의 하나의 바람직한 실시예의 블록도.
도4는 도3에 도시된 바와 같은 댐퍼가 어떻게 급격한 압력 변화를 감소시키는지를 예시한 도면.
도5는 입구 및 출구 포트에 흐름 센서를 구비한 도3에 도시된 장치의 일실시 예를 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
102: 측정 챔버 104: 압력 센서
106: 신호 처리기 108: 입구 댐퍼
도3은 가스 흐름과 관련된 압력 변화율의 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하는 장치(100)의 하나의 바람직한 실시예를 도시한 블록도이다. 이 장치(100)는 측정 챔버(102), 압력 센서(104), 신호 처리기(106) 및 입구 댐퍼(108)를 포함한다. 측정 챔버(102)는 내부 용적(V)에 의해 크기가 정의되는 내부를 포함한다. 또한, 측정 챔버(102)는 저장용기(114)로부터 가스 흐름(112)을 수용하는 입구 포트(110)를 포함한다.
압력 센서(104)는 측정 챔버(102) 내부의 압력을 감지하고, 측정 챔버(102)의 내부 압력에 대응하는 압력 신호(116)를 생성한다. 일실시예에서, 압력 센서(104)는 측정 챔버(102)의 외부에 위치하고(도3에 도시된 바와 같이 측정 챔버의 외부에 부착되거나 측정 챔버로부터 물리적으로 분리됨), 액세스 포트(118)를 통해 내부에 액세스된다. 다른 실시예에서는, 전체 압력 센서가 측정 챔버(102)의 내부에 배치되고, 관련된 압력 신호(116)는 배선 또는 이 기술 분야에서 잘 알려진 다른 통신 기술을 통해 챔버(102)의 외부로 통신된다. 다른 실시예에서, 압력 센서(104)는 챔버(102)의 바로 내부 또는 바로 외부인 입구 포트(110)에 위치될 수 있 으며, 따라서 압력 센서(104)는 입구 압력에 대응하는 압력 신호를 제공한다.
신호 처리기(106)는 최적 디지털 미분기를 구현한다. 신호 처리기(106)는 압력 신호를 수신하고, 그리고 나서, 소정의 샘플링 비율로 신호를 샘플링한다. 특정 실시예에서 이용되는 샘플링 비율은 시스템의 희망 비용 및 복잡도, 최고 예상 압력 변화 주파수, 신호 처리기(106)에서 이용되는 특정 처리 구성요소 등과 같은 요인에 의존한다. 신호 처리기(106)는 최적 디지털 필터를 통해 샘플링된 압력 신호를 필터링한다. 그리고 나서, 신호 처리기는 샘플링된 압력 신호의 시간에 대한 미분계수(derivative)를 계산한다.
입구 댐퍼(108)는 입구 포트(110)에 배치되고, 그 결과, 저장용기(114)로부터 챔버(102)로의 가스 흐름(112)은 입구 댐퍼(108)를 통과하게 된다. 도3에 도시된 실시예에서, 입구 댐퍼(108)는 입구 포트(110) 내부에 직접 배치된다. 다른 실시예에서, 입구 댐퍼(108)는 가스 흐름(112)이 적어도 부분적으로 댐퍼(108)를 통과하는 한, 입구 포트(110)에의 바로 내부, 바로 외부 또는 일부분만이 내부에 배치될 수 있다. 입구 댐퍼는 댐퍼 전달 함수(H)에 따라, 댐퍼(108)에 걸친 압력 강하의 함수로서 가스 흐름(112)의 하나 또는 그 이상의 특성을 변경하도록 구성되고 배열된다. 일실시예에서, 입구 댐퍼(108)는 전달 함수(H)가 상수가 되도록, 즉, 댐퍼(108)를 통한 가스 흐름(Qi)이 댐퍼에 걸친 압력 강하와 선형 관계가 되도록 선택된다. 즉,
Figure 112005052101435-PCT00005
(3)
여기서, P는 댐퍼(108)의 챔버 끝에서의 압력이고, Pi는 댐퍼(108)의 저장용기 끝에서의 압력이며, C는 댐퍼의 컨덕턴스이다. 다른 실시예에서, 전달 함수(H)는 오리피스(orifice)에 걸친 넌-초크드(non-chocked) 흐름의 경우와 같이, 비선형 함수가 될 수도 있다.
방정식(3)에 의해 설명되는 바와 같은 댐퍼를 구비한 실시예에서, 시간에 대한 챔버 압력(P)의 변화는 다음과 같이 방정식(3)을 방정식(1)에 대입하여 얻어질 수 있다.
Figure 112005052101435-PCT00006
(4)
입구 압력 Pi에서의 단계 변화에 대해, 방정식(4)은 다음의 해(solution)를 갖는다.
Figure 112005052101435-PCT00007
(5)
여기서, Po는 초기 압력이고, Pf는 최종 압력이며, τ=V/(CPSTP)는 시스템(100)과 관련된 고유 시상수이다. 도4는 입구 압력 Pi의 단계 변화 및 챔버(102) 내의 압력(P)에 대해, 압력 대 시간의 그래프를 도시하고 있다. 도4는 방정식(3)에 따라 동작하는 댐퍼가 급격한 압력 변화를 어떻게 감소시키는지 예시하고 있다. 시상수(τ), 즉, 챔버 압력(P)의 감소된 응답은 (i)챔버 용적(V) 및 (ii)댐퍼 컨덕턴스(C)의 함수이다. 두 파라미터 V 및 C는 디지털 미분기 컷오프(cutoff) 주파수보 다 높은 챔버 압력 변화에서의 주파수 성분을 실질적으로 감소시키거나 제거하도록 조정될 수 있다.
압력 변화(dP/dt)는 푸리에 급수(Fourier series)로서 표현될 수 있다. 즉,
Figure 112005052101435-PCT00008
(6)
푸리에 계수 An은 방정식(5)으로부터 유도될 수 있다.
Figure 112005052101435-PCT00009
(7)
푸리에 계수 An의 주어진 제약(constraint)으로, 방정식(7)은 τ를 구하는 데 이용될 수 있다. 샘플링 주파수가 1kHZ인 대표적인 경우를 고려하면, 여기서 설명되는 바와 같은 최적 디지털 미분 스킴은 압력 센서로부터의 샘플링된 압력 신호를 처리하는데 이용된다. 최적 미분기의 성능 롤-오프(performance roll-off)를 수용하기 위해, 샘플링 주파수의 30% 이상의 압력 변화의 모든 주파수 성분은 0.1% 이하가 되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 주파수 300Hz 이상의 모든 진폭(An)은 1×10-3 이하로 유지되는 것이 바람직하다. An=1×10-3 과 함께 최대 ω인 1885 rad/sec를 이용하면, 그 결과, τ≒20msec이 된다. 따라서, 댐퍼의 컨덕턴스(C)와 측정 챔버의 용적(V) 중 하나 또는 둘 다를 적절히 조정하면, 결과적으로, 300Hz 이상인 챔버 압력 변화의 주파수 성분을 1×10-3 이하로 한정하게 될 것이다.
도5에 도시된 실시예에서, 장치(100)는 측정 챔버(102)의 입구에 흐름 센서(130)를 더 포함한다. 흐름 센서(130)는 챔버(102)로의 가스 흐름의 속도를 측정하고, 그 흐름 속도에 대응하는 흐름 신호(132)를 신호 처리기(106)에 제공한다. 또한, 이 실시예는 챔버(102)로부터 출구 가스 흐름(136)을 허용하는 출구 포트(134) 및 출구 가스 흐름(136)을 제어하기 위한 출구 포트(134)의 밸브(138)를 포함한다. 신호 처리기(106)는 흐름 센서(130)로부터의 흐름 신호(132)를 신호 처리기(106)가 압력 신호(116)로부터 유도한 시간 미분계수와 조합하고, 그 조합으로부터 출구 가스 흐름(136)의 추정치를 계산한다. 신호 처리기(106)는 방정식(1)을 이용하고 변수 Q(t)에 [Qin(t)-Qout(t)]를 대입하여 추정치를 계산한다. 신호 처리기(106)는 Qin(t)에 대해 흐름 센서(130)의 출력을 이용하고, Qout(t)를 구한다. 이 실시예에 관한 부가적인 상세사항은 발명의 명칭이 "Apparatus And Method For Pressure Fluctuation Insensitive Mass Flow Control"인, 계류중인 미국특허출원번호 제10/178,721호에서 찾아볼 수 있을 것이다. 도5에 도시된 실시예에서, 댐퍼(108)는 흐름 센서(130)의 앞에 배치되며, 즉, 저장용기(114)로부터의 입구 가스 흐름(112)이 흐름 센서(130)에 도달하기 전에 댐퍼(108)를 통과하도록 배치된다. 다른 실시예에서, 댐퍼(108)는 흐름 센서(130)의 뒤에 배치될 수 있으며, 그 결과, 흐름 센서(130)가 아닌 압력 센서(104)만 감소 효과(damping effect)를 경험하게 된다.
본 발명은 발명의 사상 또는 그 주요 특성으로부터 벗어나지 않는 한 다른 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 본 실시예는 한정적이지 않고 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아닌 첨부된 청구범위에 의해 표시되고, 따라서, 청구범위와 등가의 의미 및 범위 내의 모든 변경이 그 안에 포함되는 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 가스 흐름과 관련된 압력 변화율의 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절하기 위한 장치에 있어서,
    내부 용적에 의해 특징지어지는 내부 및 가스 흐름을 수용하기 위한 입구 포트를 구비한 측정 챔버;
    상기 측정 챔버의 내부 압력을 감지하고, 상기 측정 챔버의 상기 내부 압력에 대응하는 압력 신호를 생성하기 위한 압력 센서;
    샘플링된 압력 신호를 생성하기 위해 압력 신호를 수신하여 샘플링 주파수에서 샘플링하고 상기 압력 신호를 필터링하고, 상기 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수를 계산하기 위한 신호 처리기; 및
    입구 포트에 배치되고, 가스 흐름이 상기 입구 포트를 통과하기 전에 적어도 부분적으로 입구 댐퍼를 통해 상기 측정 챔버로 통과되도록 구성된 입구 댐퍼 - 여기서, 상기 입구 댐퍼는 댐퍼 전달 함수에 따라, 상기 입구 댐퍼에 걸친 압력 강하의 함수로서 상기 가스 흐름의 하나 또는 그 이상의 특성을 변경함 -
    를 포함하고,
    여기서, 상기 내부 용적 및 상기 댐퍼 전달 함수는 상기 측정 챔버 내의 압력 변화와 관련된 주파수를 상기 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하도록 선택되는
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 측정 챔버의 내부에 배치되는
    장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서는 상기 입구 포트에 배치되고, 입구 흐름 압력에 대응하는 압력 신호를 생성하는
    장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼 전달 함수는 상기 입구 댐퍼에 걸친 압력 강하와 상기 입구 댐퍼를 통한 가스 흐름 사이의 선형 관계를 묘사하는
    장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼 전달 함수는 상기 입구 댐퍼에 걸친 압력 강하와 상기 입구 댐퍼 를 통한 가스 흐름 사이의 비선형 관계를 묘사하는
    장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링 주파수의 상기 소정의 부분은 상기 샘플링된 압력 신호의 시간미분계수를 계산하기 위한 신호 처리기와 관련된 성능 한계에 대응하는
    장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링 주파수의 상기 소정의 부분은 약 0.4인
    장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 입구 포트를 통한 가스 흐름을 측정하고, 상기 입구 포트를 통한 가스 흐름에 대응하는 흐름 신호를 생성하기 위한 흐름 센서;
    출구 가스 흐름을 통과시키기 위한 상기 측정 챔버 상의 출구 포트; 및
    상기 출구 가스 흐름을 제어하기 위해 상기 출구 포트에 배치되는 밸브
    를 더 포함하고,
    여기서, 상기 신호 처리기는 상기 출구 가스 흐름의 추정치를 생성하기 위해 상기 흐름 신호를 상기 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수와 조합하고, 실질적으로 일정한 출구 가스 흐름을 생성하기 위해 상기 밸브를 상기 추정치의 함수로서 제어하는
    장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 댐퍼는 상기 흐름 센서의 앞에 배치되는
    장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 댐퍼는 상기 흐름 센서의 뒤에, 그리고 상기 압력 센서의 앞에 배치되는
    장치.
  11. 가스 흐름과 관련된 압력 변화율의 측정을 개선하기 위해 가스 흐름을 조절 하는 방법에 있어서,
    내부 용적에 의해 특징지어지는 내부 및 가스 흐름을 수용하기 위한 입구 포트를 구비한 측정 챔버를 제공하는 단계;
    상기 측정 챔버의 내부 압력을 감지하고, 상기 측정 챔버의 상기 내부 압력에 대응하는 압력 신호를 생성하는 단계;
    샘플링된 압력 신호를 생성하기 위해 샘플링 주파수에서 상기 압력 신호를 샘플링하고 상기 압력 신호를 필터링하고, 상기 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수를 계산하는 단계;
    댐퍼 전달 함수에 따라, 입구 댐퍼에 걸친 압력 강하의 함수로서 상기 가스 흐름의 하나 또는 그 이상의 특성을 변경하기 위해, 상기 입구 포트 및 상기 입구 포트에 배치된 입구 댐퍼를 통한 상기 가스 흐름을 감소시키는 단계; 및
    상기 측정 챔버 내의 압력 변화와 관련된 주파수를 상기 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하도록 상기 내부 용적 및 상기 댐퍼 전달 함수를 선택하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 측정 챔버의 내부에 압력 센서를 배치하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    압력 센서가 입구 흐름 압력에 대응하는 압력 신호를 생성하도록 상기 입구 포트에 압력 센서를 배치하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 입구 댐퍼에 걸친 압력 강하와 상기 입구 댐퍼를 통한 가스 흐름 사이의 선형 관계를 묘사하는 댐퍼 전달 함수를 제공하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 입구 댐퍼에 걸친 압력 강하와 상기 입구 댐퍼를 통한 가스 흐름 사이의 비선형 관계를 묘사하는 댐퍼 전달 함수를 제공하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 측정 챔버 내의 압력 변화와 관련된 주파수를 상기 샘플링된 압력 신호의 시간 미분계수를 계산하기 위한 신호 처리기와 관련된 성능 한계에 대응하는 상기 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하도록 상기 내부 용적 및 상기 댐퍼 전달 함수를 선택하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 측정 챔버 내의 압력 변화율과 관련된 주파수를 상기 샘플링 주파수의 약 0.4인 상기 샘플링 주파수의 소정의 부분으로 한정하도록 상기 내부 용적 및 상기 댐퍼 전달 함수를 선택하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 입구 포트를 통한 가스 흐름을 측정하고, 상기 입구 포트를 통한 가스 흐름에 대응하는 흐름 신호를 생성하는 단계;
    출구 가스 흐름을 통과시키기 위해 상기 측정 챔버 상에 출구 포트를 제공하는 단계;
    상기 출구 가스 흐름의 추정치를 생성하기 위해 상기 흐름 신호를 상기 샘플 링된 압력 신호의 시간 미분계수와 조합하는 단계; 및
    실질적으로 일정한 출구 가스 흐름을 생성하기 위해 상기 출구 포트에서의 상기 출구 가스 흐름을 상기 추정치의 함수로서 제어하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 흐름 센서의 앞에 상기 댐퍼를 배치하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 흐름 센서의 뒤에, 그리고 상기 압력 센서의 앞에 상기 댐퍼를 배치하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
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