KR20080098533A - 유체 속도 센서 장치 및 그 형성 방법 - Google Patents

유체 속도 센서 장치 및 그 형성 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080098533A
KR20080098533A KR1020087022735A KR20087022735A KR20080098533A KR 20080098533 A KR20080098533 A KR 20080098533A KR 1020087022735 A KR1020087022735 A KR 1020087022735A KR 20087022735 A KR20087022735 A KR 20087022735A KR 20080098533 A KR20080098533 A KR 20080098533A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
flow
tab
flow channel
pressure
Prior art date
Application number
KR1020087022735A
Other languages
English (en)
Inventor
제이미 더블유 스펠드리치
Original Assignee
허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드 filed Critical 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Publication of KR20080098533A publication Critical patent/KR20080098533A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/46—Pitot tubes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6845—Micromachined devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/72—Devices for measuring pulsing fluid flows

Abstract

유체 속도 센서는 흐흠 채널 벽에 의해 형성된 저 저항성 흐름 채널을 통해 흐르는 유체 특성을 검출하기 위한 센서 다이를 구비한다. 하나 이상의 탭은 채널 벽에 의해 형성된 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 흐름방향으로 면하도록 배향될 수 있으며, 탭(들)은 저 저항성 흐름 채널로 안내되어 흐름을 센서 다이로 지향시킨다. 적어도 하나 이상의 다른 탭은 흐름방향에 수직하게 면하도록 배치되어, 센서 다이 위로 통과한 유체가 흐름방향에 수직 또는 그 반대측으로 면하는 다른 탭(들)까지 저 저항성 경로 상에서 연속할 수 있다. 유체 속도 센서는 단일방향성 또는 양방향성 유체 흐름 구성으로 배치될 수 있다.

Description

유체 속도 센서 장치 및 그 형성 방법{ULTRA LOW PRESSURE DROP FLOW SENSOR}
본 발명은 일반적으로 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 유체 속도 측정 분야에 관한 것이다.
다수의 공정 및 장치는 가동 유체를 이용한다. 몇몇의 예로는, 각종 가스의 사용 및 흐름에 따른 제조 공정뿐만 아니라 가동 공기를 이용하는 가열 및 환기 시스템이 있다. 일반적으로, 이러한 공정 및/또는 장치를 위해서는, 유체의 유속을 정확하게 결정하는 것이 중요하다. 따라서, 유체의 유속을 결정하기 위한 각종 기술은 발전하고 있다.
흐름 센서가 특정 유용성을 갖는 일 영역은 의료용 인공호흡기(medical ventilators)이다. 의료용 인공호흡기 시스템은 평상시에 자발적으로 호흡할 수 없는 환자에게 보충의 산소 보조를 하는데 오랫동안 이용되어 왔다. 일반적으로, 이와 같은 장치는 유체 도관을 통해 환자에 유체식으로 연결된 가압 공기원 또는 산소 농후한 공기원을 포함한다.
인공호흡기는 각종 위생 상황에서 환자가 이용한다. 인공호흡기의 주요 적용으로는, 환자가 호흡 통로에 적용된 양(+)의 공기압으로 이익을 얻는 폐색성의 수면성 무호흡으로 인한 호흡 문제를 완화하는 것이다. 휴대용 가정 인공호흡기계는 수면 시에 개방된 호흡 통로를 조력하는 연속적인 압력 또는 조절된 압력을 제공한다. 다른 환자는 호흡을 돕지 못하는 것을 방지하는 약한 생리적인 특성이 있으며 삽관식 호흡(invasive ventilation)을 필요로 한다. 삽관식 호흡 서포트는 일반적으로 환자의 호흡관 내에 배치된 기관 절개 또는 기관내 튜브를 환자가 가질 것을 요구한다. 이러한 처리는 일반적으로 병원에서 발생하며 민감한 주의 상황 또는 수술후 회복 상황에서 실시된다.
의료용 인공호흡기 장비의 제조사는 효과적인 송풍기 작동을 보장하도록 저압 강하를 필요로 한다. 인공호흡기 내의 유체 흐름을 모니터링하기 위해, 허니웰 흐름 채널 하우징 AWM720 등의 제품을 이용할 수 있다. AWM720 장치의 예는, 2003년 12월 2일자로 스펠드리치 등에 허여된 유속 모듈 및 집적 흐름 제한기(Flow Rate Module and Integrated Flow Restrictor)"라는 명칭인 미국 특허 6,655,207호에 개시되어 있고, 이는 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드에 양도되며, 그 전체적인 내용은 본원에 참고로 인용된다. 미국 특허 6,655,207호에 개시된 장치는 일반적으로 감지 요소와, 이 감지 요소 위에 정렬된 흐름 채널을 갖는 기판과 평행한 낮은 압력 강하를 형성하는 제한기(restrictor)를 구비한 흐름 센서에 관한 것이다. 감지 요소는 유체의 적어도 하나의 특성을 감지한다. 감지 영역을 가로지르는 흐름 채널은 정확하고 정밀하게 정렬되어 다수의 흐름 센서 사이의 신뢰성 있고 저비용이며 일정한 결과를 용이하게 한다.
의료용 인공호흡기의 관계에서 이용될 때의 이러한 타입의 기술에서는, 매스 에어플로우 센서(mass airflow sensor)를 지난 메인 채널 내의 흐름의 일부를 보내는 바이패스 패널과 평행한 저압 강하 제한기를 이용한다. 이러한 기술은 메인 채널의 질량 흐름율을 측정하고, 체적 흐름율은 유체의 밀도를 인지함으로써 추측될 수 있다. H20에서 2 범위의 낮은 압력 강하만이 시스템에 첨가되지만, 의료용 인공호흡기 적용에서는 바람직하지 못하다.
의료용 인공호흡기 적용에서 흐름을 감지할 필요성을 해결하기 위해, 개선된 흐름 센서가 실시되어야 한다. 본원에 개시된 개선된 유체 속도 센서는 이러한 필요성을 해결할 수 있다.
본란에서는 개시된 실시예에서의 몇 가지의 개선된 특성이 보다 잘 이해되도록 제공된 것으로서, 전체적인 설명을 의도하는 것은 아니다. 실시예의 전체적인 이해는 전체적인 명세서, 청구범위, 도면 및 요약서를 취함으로써 얻어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예는 개선된 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 실시예는 저압 강하를 갖는 유체 속도 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 실시예는 저압 강하 및 방법론을 갖는 양방향성 유체 속도 센서를 제공하는 것이다.
전술한 실시예, 다른 목적 및 이점은 본원에 기재된 바와 같이 성취될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 유체 속도 센서 및 방법은 흐름 채널 벽에 의해 형성된 저 저항성 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 유체 특성을 검출하는 센서 다이를 구비한다. 적어도 하나의 탭은 흐름 채널 벽에 의해 형성된 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 흐름방향으로 면하게 배향될 수 있으며, 탭(들)은 유체 흐름을 상기 센서 다이로 지향시키는 상기 저 저항성 흐름 채널로 안내하여, 상기 적어도 하나의 탭에 의해 확인되는 압력과 적어도 하나의 다른 탭에 의해 확인되는 압력 간의 차에 근거하여 속도 압력을 결정하기 위해 상기 흐름방향에 수직하게 면하는 상기 적어도 하나의 다른 탭까지 저 저항성 경로(low resistance path) 상에서 상기 센서 다이 위로 통과한 상기 유체가 연속한다.
변형 실시예에 따르면, 흐름 스트레이트너(flow straightener)는 상기 흐름 채널과 결합되며 상기 흐름 채널을 통해 유체의 양방향 흐름을 촉진시킨다. 상기 흐름 스트레이트너는 압력 불안정성을 형성하는 흐름 와류를 방지하는 좁고 기다란 돌기의 형상인 제한기로서 제공될 수 있다.
유체 속도를 일 방향으로 감지하는 것은 가스 흐름방향으로 면하는 상류 탭(들)과, 가스 흐름에 수직하게 면하는 하류 탭(들)을 배향함으로써 성취될 수 있다. 상류 탭은 가스의 정체 압력(즉, 가스가 정지부로부터 나올 때의 충격)을 감지하고, 하류 탭은 흐름 채널 내의 모든 방향에서 발휘되는 정압을 감지한다. 이들 압력 간의 차는 바이패스 채널을 통해 흐름 센서로 유도하는 속도 압력이다. 예컨대, 피토 튜브(Pitot tube)는 이러한 현상에 근거한다. 사실, 피토 튜브가 낮은 압력 강하를 발생시키지만, 종래에는 효과적인 측정을 위한 전자 회로 내에 쉽게 내장되지 않는 경사형 압력계(incline manometer)와 함께 사용되었다. 흐름 센서 또는 극저압 센서를 이용하면, 속도 압력은 전자식으로 감지될 수 있다. 아울러, 속도 압력을 감지하는 기술은 흐름을 측정할 시스템에 압력 강하를 추가할 필요성을 없앤다.
또한, 유체 속도 센서는 측정되는 흐름방향에 면하는 탭 또는 다수 탭을 이용하여 양방향 흐름을 감지하도록 구성될 수 있다. 탭은 흐름 센서로의 흐름을 지향시키는 저 저항성 흐름 채널로 안내한다. 채널은 흐름을 제어 및 층류화하도록 설계된다. 흐름 센서 위로 통과한 후에, 채널은 흐름방향 반대측으로 면하는 배기 탭 또는 다수의 탭까지 저 저항성 경로 상에서 연속한다. 변형례로서, 탭은 차압형 저압 센서에 의해 측정되는 데드 엔드 채널(dead end channel)로 지향될 수 있다. 이러한 구성의 탭에 대한 배향은 유체 속도와 상관될 수 있는 정체 압력(stagnation pressure)과 드래그 압력(drag pressure) 사이의 차를 발생시킨다.
채널 내의 유체 속도를 측정하기 위한 이러한 타입의 센서를 이용함으로써, 채널 내의 체적 흐름율을 추측할 수 있다.
동일한 참조번호가 각각의 도면을 통해 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소를 지칭하는 도면은 본 명세서의 일부를 형성하며, 상세한 설명과 함께 본원에 기재된 실시예를 설명한다.
도 1은 바람직한 실시예에 따라 실시될 수 있는 유체 속도 센서 장치를 도시한 도면,
도 2는 변형 실시예에 따라 실시될 수 있는 유체 속도 센서 장치의 단면도,
도 3은 변형 실시예에 따른 도 2에 도시한 유체 속도 센서 장치의 사시도,
도 4는 변형 실시예에 따른 흐름 스트레이트너를 갖는 유체 속도 센서 장치의 사시도,
도 5는 변형 실시예에 따른 도 4에 도시한 실시될 수 있는 유체 속도 센서 장치의 단면도.
비제한적인 예에서 논의되는 특정값 및 구성은 변경될 수 있고 적어도 하나의 실시예만을 인용하며 그 범위를 제한할 의도는 아니다.
도 1은 화살표(102)로 나타낸 바와 같이 유체가 흐를 수 있는 흐름 채널(105)을 갖는 유체 속도 센서 장치(100)를 도시한다. 본원에서, 용어 "유체"는 액체 또는 기체를 지칭할 수 있다. 흐름 채널(105)은 흐름 채널 벽(103)에 의해 형성될 수 있다. 하나 이상의 상류 탭(104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)은 유체(예컨대, 가스) 흐름방향으로 면하도록 흐름 채널(105) 내의 상류에 배향될 수 있다. 탭(104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)은 화살표(102)로 나타낸 유체 흐름으로 면하는 입구 탭으로서 실시될 수 있다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "탭" 은 액체 또는 가스의 흐름을 허용하는 작은 개구를 지칭할 수 있다.
장치(100)는 유체 흐름방향에 수직하게 면하는 하나 이상의 하류 탭(118, 120, 122, 124, 126, 128, 130)을 추가적으로 구비한다. 하류 탭(118, 120, 122, 124, 126, 128, 130)은 배기 탭으로서 기능할 수 있다. 하류 탭(118, 120, 122, 124, 126, 128, 130)은 유체의 흐름에 수직하게 면한다. 상류 탭(104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)은 유체의 정체 압력(유체가 정지부에 다다를 때의 충격)을 감지하고, 하류 탭(118, 120, 122, 124, 126, 128, 130)은 흐름 채널(105) 내의 모든 방향으로 가해지는 정압을 감지할 수 있다. 정체 압력과 정압 간의 차는 바이패스 채널(142)을 통해 유체의 흐름을 센서 다이(144)로 유도하는 속도 압력을 구성하며, 센서 다이(144)는, 예컨대 MEMS 타입의 에어플로우 센서로서 실시될 수 있다. 물론, 센서 다이는 MEMS 타입의 구성만이 아닌 다른 타입의 센서 설계로 구성될 수도 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "MEMS"는 일반적으로 "Micro-electro-mechanical Systems"이다. MEMS 장치는 마이크로미터 크기의 기계 요소를 지칭하며 각종 기하학적 3D 리소그라피 특성이 있다. 이들은 일반적으로 표면 미소기계가공 및/또는 벌크 미소기계가공 등의 반도체 공정과 유사한 평면 공정을 이용하여 제조된다. 이들 장치는 일반적으로 마이크로미터(1/10^6미터) 내지 밀리미터(1/10^3미터) 크기의 범위를 갖는다. 이들 크기 축적에서, 물리학적인 인간의 직관적인 감지가 항상 올바르게 유지되지는 않는다. 체적비에 대한 MEMS의 큰 표면적으로 인해, 정전기 및 습윤 등의 표면 효과는 관성 또는 열 질량 등의 체적 효 과를 조절한다. MEMS 장치는 (전자제품을 제조하는데 이용되는) 변형된 실리콘 제조 기술, 성형 및 도금, 습식 에칭(KOH, TMAH) 및 건식 에칭(RIE 및 DRIE), 방전 가공(electro discharge machining, EDM), 및 매우 작은 소자를 제조할 수 있는 다른 기술을 이용하여 제조될 수 있다. MEMS는 종종 미소역학, 미소 기계 또는 미소 시스템 기술(MST)에 의해 진행된다.
이에 따라, 장치(100)의 설계는 측정될 흐름방향으로 면하는 하나 이상의 탭(104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)을 필요로 한다. 탭(104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)은 유체의 흐름을 센서 다이(144)(예컨대, MEMS 센서)로 지향시킬 수 있는 하나 이상의 저 저항성 채널(107, 109)로 안내한다. 센서 다이(144)와 채널(142)은 하우징 영역(137)에 의해 보호되는 하우징 요소(140)에 인접하게 배치되어, 하우징(139) 내에 배치된다.
저 저항성 채널(107, 109)은 유체의 흐름을 제어 및 층류화하도록 설계될 수 있다. 채널(142)로의 유체의 흐름은 화살표(136)로 나타내지만, 채널(142) 외부의 유체의 흐름은 화살표(138)로 나타낸다. 이에 따라, 채널(107)로부터 채널(142) 및 채널(109) 내로의 유체 흐름은 화살표(136, 138)로 나타낸다. 센서 다이(144) 위로 통과한 후에, 유체는 하나 이상의 배기 탭(118, 120, 122, 124, 126, 128, 130)으로 저 저항성 경로 상에서 연속하여, 유체 흐름방향에 수직하게 면한다. 변형례로서, 탭(118, 120, 122, 124, 126, 128, 130)은 차압 MEMS 타입의 저압 센서(도 1에 도시하지 않음)에 의해 측정될 데드 엔드 채널(도 1에 도시하지 않음)로 지향될 수 있다. 이에 따라, 장치(100)는 유체 흐름을 측정하는 제한기에 의해 압 력 강하를 추가할 필요성을 없앤다.
도 2는 변형 실시예에 따라 실시될 수 있는 유체 속도 센서 장치(200)의 단면도를 도시한다. 상술한 바와 같이, 도 1의 장치(100)는 유체 흐름을 측정하는 제한기에 의해 압력 강하를 추가할 필요성을 없앤다. 그러나, 장치(100)의 구성은 일방향 흐름 측정만을 할 수 있다. 장치(200)는 하나 이상의 입구 또는 상류 탭(204, 206, 208, 210, 212)과, 하나 이상의 출구 또는 하류 탭(218, 220, 224, 226, 228)을 구비한다.
또한, 흐름 채널(205)을 제공하여, 도 1에 도시한 센서 다이(144)와 유사한 흐름 센서(244)(예컨대, MEMS 흐름 센서)를 갖는 채널(205)을 통해 흐르는 유체의 접촉을 발생시킨다. 흐름 채널(205)은 저 저항성 흐름 채널로서 제공될 수 있다. 상류 탭(204, 206, 208, 210, 212)은 하우징(201) 내에 배치되어 유체(즉, 가스 또는 액체)의 흐름방향에 면하도록 배향된다. 하우징(201)은, 하우징(201)을 유지하기 위한 단차형 플랫폼(209)에 대체로 상방 수직으로 연장된다. 탭(204, 206, 208, 210, 212)은 저 저항성 흐름 채널(205)로 안내되어, 바이패스 흐름을 흐름 센서(244)로 지향시키도록 제어할 수 있다. 흐름 센서(244) 위로 통과한 후에, 유체의 바이패스 흐름은 저 저항성 흐름 경로 내에서 연속하고 흐름방향에 반대로 배향된 탭(218, 220, 224, 226, 228)을 통해 배출된다. 또한, 챔버(304)는 도 2에서 포트 또는 탭(204, 206, 208, 210, 212)과 포트 또는 탭(218, 220, 224, 226, 228) 사이에 있다. 챔버(304)는 사출 성형의 일부로서 설계될 수 있다. 챔버 또는 공극(304)은 설계 요건에 따라서 내측 흐름 채널을 고정하기 위한 성형 공정에 조력 할 수 있다. 이에 따라, 챔버(304)는 실시예들의 임계적인 관점을 고려하지 않는다.
도 3은 변형 실시예에 따른 도 2에 도시한 유체 속도 센서 장치(200)의 사시도를 도시한다. 도 2 및 도 3에 있어서, 동일 또는 유사 부품 또는 요소는 일반적으로 동일 참조번호로 나타낸다. 이에 따라, 입구 포트(204, 206, 208, 210, 212)는 도 3에도 도시된다. 화살표(302)는 입구 포트(204, 206, 208, 210, 212) 쪽으로 그리고 그 내로의 유체 흐름방향을 지시한다. 또한, 챔버(304)는 도 4에 도시한다. 포트(218, 220, 224, 226, 228)가 사시도인 도 3에 명확하게 알 수 없지만, 포트(218, 220, 224, 226, 228)의 대체적인 위치(306)는 도 3에 나타낸다.
도 4는 변형 실시예에 따른 흐름 스트레이트너(402, 404)를 갖는 유체 속도 센서 장치(400)의 사시도를 도시한다. 도 2 내지 도 5에 있어서, 동일 또는 유사 부품 또는 요소는 일반적으로 동일한 참조번호로 나타낸다. 도 4에 도시한 장치(400)는 흐름 스트레이트너(402, 404)를 추가한 상태에서의 장치(200)와 유사하다. 전술한 바와 같이, 입구 포트 또는 탭(204, 206, 208, 210, 212)은 화살표(302)로 나타낸 흐름방향으로 면하지만, 탭(218, 220, 224, 226, 228)은 흐름방향에 반대측으로 면한다. 이에 따라, 장치(400)는 전술한 장치(200)의 변형례를 나타낸다.
도 5는 변형 실시예에 따른 도 4에 도시한 유체 속도 센서 장치(400)의 단면도를 도시한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 흐름 센서(244)는 하우징(201)에 의해 유지된다. 흐름 스트레이트너(402)는 탭(204, 206, 208, 210, 212)에 인접하게 배 치되지만, 흐름 스트레이트너(404)는 탭(218, 220, 224, 226, 228)에 인접하게 배치된다. 도 1 내지 도 5는 일반적으로 장치(100, 200, 400)뿐만 아니라, 이러한 장치를 구성하기 위한 일반적인 방법론을 나타낸다. 도 2 내지 도 5는 흐름방향에 반대측으로 면하는 하류 탭을 갖는 양방향성 센서 접근법을 도시한다.
도 6 및 도 7은 변형 실시예에 따라 실시될 수 있는 유체 속도 센서 장치(600)의 단면도 및 사시도이다. 도 1에 도시한 장치(100)의 구조와 마찬가지로, 도 6 및 도 7은 도 2 내지 도 5에 도시한 양방향성 센서 구조와는 달리 반일방향성 센서 구조를 나타낸다. 이에 따라, 도 6 및 도 7에 도시한 구성은 다른 방법론 및/또는 단일방향성 구조의 실시예를 도시한다. 도 6 및 도 7에서의 몇 가지의 특징은 도 2 내지 도 5의 것과 유사하다. 예를 들면, 플랫폼(209)은 센서 다이 또는 센서 구성요소(244)와 함께 도 6 및 도 7에 도시한다. 장치(600)는 복수의 포트 또는 탭(604, 606, 608, 610, 612)과, 복수의 출구 포트 또는 탭(618, 620, 624, 626, 628)을 구비한다. 통로 또는 흐름 영역(606)은 전술한 챔버(304)와 유사한 챔버(304)와 함께 도 6 및 도 7에 도시한다. 도 6 및 도 7에 도시한 센서 구조는 장치(600)가 매니폴드 타입의 마운트에 배치되는 점을 제외하고는 도 1에 개시된 구조의 것과 유사하다. 이에 따라, 장치(100)와 장치(600) 간의 차이는 미묘하지만 각각의 센서 타입이 어떻게 기능하느냐에서는 중요하다.
상술한 특징 및 다른 특징의 변경 및 그 변형례는 다수의 다른 시스템 또는 적용에 바람직하게 조랍될 수 있다. 또한, 각종 실시 및 변형이 당업자에 의해 이루어질 수 있으며 하기의 청구범위에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (11)

  1. 흐름 채널 벽에 의해 형성된 저 저항성 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 유체 특성을 검출하는 센서 다이; 및
    흐름 채널 벽에 의해 형성된 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 흐름방향으로 면하는 적어도 하나의 탭;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 탭은 상기 유체 흐름을 상기 센서 다이로 지향시키는 상기 저 저항성 흐름 채널로 안내하여, 상기 적어도 하나의 탭에 의해 확인되는 압력과 적어도 하나의 다른 탭에 의해 확인되는 압력 간의 차에 근거하여 속도 압력을 결정하기 위해 상기 흐름방향에 수직하게 면하는 상기 적어도 하나의 다른 탭까지 저 저항성 경로 상에서 상기 센서 다이 위로 통과한 상기 유체가 연속하는 유체 속도 센서 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 탭은 상기 흐름 채널의 상류 위치로 배향된 상류 탭을 포함하며, 상기 상류 탭은 상기 흐름 채널을 통해 상기 유체의 흐름방향에 면하며 상기 유체의 정체 압력(stagnation pressure)을 감지하고,
    상기 적어도 하나의 다른 탭은 상기 유체의 흐름에 수직하게 면하도록 배향된 하류 탭을 포함하며, 상기 하류 탭은 정압(static pressure)을 감지하며, 상기 정체 압력과 상기 정압 간의 차는 상기 속도 압력을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 센서 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 흐름 채널과 결합되며 상기 흐름 채널을 통해 유체의 양방향 흐름을 촉진시키는 적어도 하나의 흐름 스트레이트너(flow straightener)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 센서 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흐름 스트레이트너는 압력 불안정성을 형성하는 흐름 와류를 방지하기 위한 좁고 기다란 돌기 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 센서 장치.
  5. 흐름 채널 벽에 의해 형성된 저 저항성 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 유체 특성을 검출하는 센서 다이;
    흐름 채널 벽에 의해 형성된 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 흐름방향으로 면하는 적어도 하나의 탭; 및
    상기 흐름 채널과 결합되며 상기 흐름 채널을 통해 유체의 양방향 흐름을 촉진시키는 적어도 하나의 흐름 스트레이트너;를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 탭은 상기 유체 흐름을 상기 센서 다이로 지향시키는 상기 저 저항성 흐름 채널로 안내하여, 상기 적어도 하나의 탭에 의해 확인되는 압력과 적어도 하나의 다른 탭에 의해 확인되는 압력 간의 차에 근거하여 속도 압력을 결정하기 위해 상기 흐름방향에 수직하게 면하는 상기 적어도 하나의 다른 탭까지 저 저항성 경로 상에서 상기 센서 다이 위로 통과한 상기 유체가 연속하는 유체 속도 센서 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 흐름 스트레이트너는 압력 불안정성을 형성하는 흐름 와류를 방지하기 위한 좁고 기다란 돌기 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 센서 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 탭은 상기 흐름 채널의 상류 위치로 배향된 상류 탭을 포함하며, 상기 상류 탭은 상기 흐름 채널을 통해 상기 유체의 흐름방향에 면하며 상기 유체의 정체 압력을 감지하고,
    상기 적어도 하나의 다른 탭은 상기 유체의 흐름에 수직하게 면하도록 배향된 하류 탭을 포함하며, 상기 하류 탭은 정압을 감지하며, 상기 정체 압력과 상기 정압 간의 차는 상기 속도 압력을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 센서 장치.
  8. 흐름 채널 벽에 의해 형성된 저 저항성 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 유체 특성을 검출하는 센서 다이; 및
    흐름 채널 벽에 의해 형성된 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 흐름방향으로 면하는 적어도 하나의 탭;을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 탭은 상기 유체 흐름을 상기 센서 다이로 지향시키는 상기 저 저항성 흐름 채널로 안내하여, 상기 유체의 속도를 결정하기 위해 상기 흐름방향에 수직하게 면하는 상기 적어도 하나의 다른 탭까지 저 저항성 경로 상에서 상기 센서 다이 위로 통과한 상기 유체가 연속하는 유체 속도 센서 장치.
  9. 유체 속도 센서 장치를 형성하는 방법에 있어서,
    흐름 채널 벽에 의해 형성된 저 저항성 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 유체 특성을 검출하는 센서 다이를 제공하는 단계; 및
    흐름 채널 벽에 의해 형성된 흐름 채널을 통해 흐르는 유체의 흐름방향으로 면하는 적어도 하나의 탭을 배치하는 단계;를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 탭은 상기 유체 흐름을 상기 센서 다이로 지향시키는 상기 저 저항성 흐름 채널로 안내하여, 상기 적어도 하나의 탭에 의해 확인되는 압력과 적어도 하나의 다른 탭에 의해 확인되는 압력 간의 차에 근거하여 속도 압력을 결정하기 위해 상기 흐름방향에 수직하게 면하는 상기 적어도 하나의 다른 탭까지 저 저항성 경로 상에서 상기 센서 다이 위로 통과한 상기 유체가 연속하는 유체 속도 센서 장치의 형성 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 흐름 채널의 상류 위치로 배향된 상류 탭을 포함하도록 상기 적어도 하나의 탭을 구성하는 단계로서, 상기 상류 탭은 상기 흐름 채널을 통해 상기 유체의 흐름방향에 면하며 상기 유체의 정체 압력을 감지하는, 상기 적어도 하나의 탭의 구성 단계; 및
    상기 유체의 흐름에 수직하게 면하도록 배향된 하류 탭을 포함하도록 상기 적어도 하나의 다른 탭을 구성하는 단계로서, 상기 하류 탭은 정압을 감지하며, 상기 정체 압력과 상기 정압 간의 차는 상기 속도 압력을 포함하는, 상기 적어도 하나의 다른 탭의 구성 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 센서 장치의 형성 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 센서 다이는 MEMS 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 센서 장치의 형성 방법.
KR1020087022735A 2006-02-17 2007-02-13 유체 속도 센서 장치 및 그 형성 방법 KR20080098533A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/356,814 US7343823B2 (en) 2006-02-17 2006-02-17 Ultra low pressure drop flow sensor
US11/356,814 2006-02-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080098533A true KR20080098533A (ko) 2008-11-10

Family

ID=38051515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087022735A KR20080098533A (ko) 2006-02-17 2007-02-13 유체 속도 센서 장치 및 그 형성 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7343823B2 (ko)
EP (1) EP1994376A1 (ko)
JP (1) JP2009527738A (ko)
KR (1) KR20080098533A (ko)
CN (2) CN101213427B (ko)
WO (1) WO2007095528A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101721651B1 (ko) * 2015-09-22 2017-03-30 주식회사 현대케피코 공기유량센서의 센서엘리먼트

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110301569A1 (en) 2001-01-20 2011-12-08 Gordon Wayne Dyer Methods and apparatus for the CVCS
US8175835B2 (en) * 2006-05-17 2012-05-08 Honeywell International Inc. Flow sensor with conditioning-coefficient memory
US7730793B2 (en) * 2007-11-16 2010-06-08 Honeywell International Inc. Venturi flow sensor
US7654157B2 (en) * 2007-11-30 2010-02-02 Honeywell International Inc. Airflow sensor with pitot tube for pressure drop reduction
CN101354273B (zh) * 2008-07-17 2010-07-07 美新半导体（无锡）有限公司 复合式气体流量测量方法及其装置
US7631562B1 (en) 2008-08-19 2009-12-15 Honeywell International Inc. Mass-flow sensor with a molded flow restrictor
US8104340B2 (en) * 2008-12-19 2012-01-31 Honeywell International Inc. Flow sensing device including a tapered flow channel
US8656772B2 (en) 2010-03-22 2014-02-25 Honeywell International Inc. Flow sensor with pressure output signal
US8113046B2 (en) 2010-03-22 2012-02-14 Honeywell International Inc. Sensor assembly with hydrophobic filter
US8397586B2 (en) * 2010-03-22 2013-03-19 Honeywell International Inc. Flow sensor assembly with porous insert
US8756990B2 (en) 2010-04-09 2014-06-24 Honeywell International Inc. Molded flow restrictor
US9003877B2 (en) 2010-06-15 2015-04-14 Honeywell International Inc. Flow sensor assembly
US8418549B2 (en) 2011-01-31 2013-04-16 Honeywell International Inc. Flow sensor assembly with integral bypass channel
US8695417B2 (en) 2011-01-31 2014-04-15 Honeywell International Inc. Flow sensor with enhanced flow range capability
US8718981B2 (en) 2011-05-09 2014-05-06 Honeywell International Inc. Modular sensor assembly including removable sensing module
US8733180B1 (en) * 2011-11-22 2014-05-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Airfoil-shaped fluid flow tool for use in making differential measurements
CN102564681A (zh) * 2012-02-17 2012-07-11 浙江大学 用于超声波燃气表的管道内介质流动状态判定方法
US9052217B2 (en) 2012-11-09 2015-06-09 Honeywell International Inc. Variable scale sensor
EP4089373A1 (en) * 2013-07-12 2022-11-16 John C. Karamanos Fluid control measuring device
US9952079B2 (en) 2015-07-15 2018-04-24 Honeywell International Inc. Flow sensor
US9996089B2 (en) * 2015-09-21 2018-06-12 Blue-White Industries, Ltd. Flow sensor devices and systems
US9523594B1 (en) * 2016-02-23 2016-12-20 Honeywell International Inc. Power control for an air data probe
US11433211B2 (en) 2016-03-17 2022-09-06 Zoll Medical Corporation Flow sensor for ventilation
GB2555003B (en) * 2016-09-23 2022-07-06 Blue White Ind Ltd Flow sensor devices and systems
DE102017205838A1 (de) * 2017-04-05 2018-10-11 Robert Bosch Gmbh Sensorelement zur Erfassung mindestens einer Eigenschaft eines fluiden Mediums
NL2020616B1 (en) * 2018-02-03 2019-08-14 Illumina Inc Cartridge with laminated manifold
GB2587844A (en) 2019-06-07 2021-04-14 Blue White Ind Ltd Flow sensor devices and systems
US11959787B2 (en) * 2021-03-02 2024-04-16 Honeywell International Inc. Flow sensing device

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2746296A (en) * 1950-07-14 1956-05-22 Stover Emory Frank Gage for flowmeters
US3410287A (en) * 1966-05-16 1968-11-12 Bendix Corp Pure fluid velocity sensor control apparatus
US3895531A (en) * 1968-02-16 1975-07-22 Robert R Lambert Apparatus for sensing volumetric rate of air flow
US3559482A (en) * 1968-11-27 1971-02-02 Teledyne Inc Fluid flow measuring apparatus
US3838598A (en) * 1969-03-28 1974-10-01 Brunswick Corp Capillary flow meter
CA992348A (en) * 1974-03-22 1976-07-06 Helen G. Tucker Measurement of at least one of the fluid flow rate and viscous characteristics using laminar flow and viscous shear
US4444060A (en) * 1981-03-06 1984-04-24 Nihon Cambridge Filter Kabushiki Kaisha Fluid pressure sensing apparatus
US4481828A (en) * 1983-01-27 1984-11-13 Phillips Petroleum Company Differential flow rate sensor
US4581945A (en) * 1984-12-24 1986-04-15 Tibor Rusz Pressure to voltage converter for measuring gas glow rates
US4696194A (en) * 1986-02-20 1987-09-29 Taurus Controls Limited Fluid flow measurement
JPS6333663A (ja) 1986-07-28 1988-02-13 Yamatake Honeywell Co Ltd 流速測定装置
US4768386A (en) * 1986-08-14 1988-09-06 Cambridge Filter Corp. Air pressure measurement element and system incorporating same
US5000478A (en) * 1990-03-15 1991-03-19 Monroe Auto Equipment Company Shock absorber with Doppler fluid velocity sensor
WO1992021940A1 (en) 1991-05-28 1992-12-10 Honeywell Inc. Mass air flow sensor
US5535633A (en) * 1992-09-23 1996-07-16 Korr Medical Technologies, Inc. Differential pressure sensor for respiratory monitoring
US5379650A (en) * 1992-09-23 1995-01-10 Korr Medical Technologies Inc. Differential pressure sensor for respiratory monitoring
US5481925A (en) * 1994-09-09 1996-01-09 Environmental Technologies, Inc. Low turbulence airflow sensor
US5735267A (en) * 1996-03-29 1998-04-07 Ohmeda Inc. Adaptive control system for a medical ventilator
US5789660A (en) * 1996-07-15 1998-08-04 Novametrix Medical Systems, Inc. Multiple function airway adapter
US6543449B1 (en) * 1997-09-19 2003-04-08 Respironics, Inc. Medical ventilator
CA2249797C (en) * 1997-10-16 2001-03-27 Yasuo Yamamoto Fluid pressure detector and air flow rate measuring apparatus using same
US20030062045A1 (en) * 1998-09-18 2003-04-03 Respironics, Inc. Medical ventilator
US7258003B2 (en) * 1998-12-07 2007-08-21 Honeywell International Inc. Flow sensor with self-aligned flow channel
US6119730A (en) * 1998-12-21 2000-09-19 Mcmillan Company Precision laminar flow element for use in thermal mass flow sensors and flow controllers
US6655207B1 (en) * 2000-02-16 2003-12-02 Honeywell International Inc. Flow rate module and integrated flow restrictor
US6761165B2 (en) * 2000-02-29 2004-07-13 The Uab Research Foundation Medical ventilator system
US6626175B2 (en) * 2000-10-06 2003-09-30 Respironics, Inc. Medical ventilator triggering and cycling method and mechanism
CN1172164C (zh) * 2001-02-26 2004-10-20 电站锅炉煤清洁燃烧国家工程研究中心 一种测量含尘气流流量的方法及其在线监测装置
EP1442274A1 (en) * 2001-10-30 2004-08-04 Board of Trustees of Michigan State University Oscillating hot wire probe or hot film flow sensor
US6527835B1 (en) * 2001-12-21 2003-03-04 Sandia Corporation Chemical preconcentrator with integral thermal flow sensor
US6904799B2 (en) * 2002-06-12 2005-06-14 Polar Controls, Inc. Fluid velocity sensor with heated element kept at a differential temperature above the temperature of a fluid
US6769299B2 (en) * 2003-01-08 2004-08-03 Fetso Corporation Integral dual technology flow sensor
SE0301767D0 (sv) * 2003-06-18 2003-06-18 Siemens Elema Ab User interface for a medical Ventilator
US6957586B2 (en) * 2003-08-15 2005-10-25 Saudi Arabian Oil Company System to measure density, specific gravity, and flow rate of fluids, meter, and related methods
JP2005265819A (ja) * 2004-02-19 2005-09-29 Keyence Corp 分流式流量センサ装置
CN1323287C (zh) * 2004-11-10 2007-06-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 柔性平板波压差式微流量传感器及其制作方法
JP2006153677A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 差圧式流量計、流量制御装置および基板処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101721651B1 (ko) * 2015-09-22 2017-03-30 주식회사 현대케피코 공기유량센서의 센서엘리먼트

Also Published As

Publication number Publication date
CN101213427A (zh) 2008-07-02
CN101213427B (zh) 2011-04-13
US7343823B2 (en) 2008-03-18
CN102128657A (zh) 2011-07-20
WO2007095528A1 (en) 2007-08-23
EP1994376A1 (en) 2008-11-26
US20070193368A1 (en) 2007-08-23
JP2009527738A (ja) 2009-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080098533A (ko) 유체 속도 센서 장치 및 그 형성 방법
US7654157B2 (en) Airflow sensor with pitot tube for pressure drop reduction
US7730793B2 (en) Venturi flow sensor
JP3595337B2 (ja) 流量測定装置
EP2482044B1 (en) Flow sensor with enhanced flow range capability
US5379650A (en) Differential pressure sensor for respiratory monitoring
US7267123B2 (en) Method and system for measuring airflow of nares
EP3136062B1 (en) Flow sensor assembly with integral bypass channel
US7520051B2 (en) Packaging methods and systems for measuring multiple measurands including bi-directional flow
US5134890A (en) Fluid flow monitoring device
JP3288913B2 (ja) 流量センサ・デバイスおよびその方法
WO2010022021A2 (en) Mass-flow sensor with a molded flow restrictor
WO1997049997A1 (en) Flow transducer
JP2017181292A (ja) 差圧センサモジュール
CN116754027A (zh) 气流传感器、基于气流传感器的气路系统及通气治疗设备
JP2020139884A (ja) 検知システム及び圧力センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application