KR20090005140A

KR20090005140A - 유체의 특정량을 방출하는 유량 조절기

Info

Publication number: KR20090005140A
Application number: KR1020087026894A
Authority: KR
Inventors: 마이크 맥도날드; 알렉세이 스미르노프; 브리안 리; 마이클 제이. 졸록
Original assignee: 어드밴스드 에너지 인더스트리즈 인코포레이티드
Priority date: 2006-04-20
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2009-01-12
Also published as: EP2008008A2; US20070246102A1; CN101479682B; CN101479682A; KR101360871B1; WO2007124324A3; WO2007124324A2; JP2009534756A; TWI432930B; TW200848966A; US7971604B2; EP2008008A4

Abstract

유체 방출 프로파일에 기초한 유량 조절기를 사용하여 유체의 특정량을 방출하기 위한 시스템 및 방법이 기술된다. 1 실시예는 방출 시간 창 내 시간에 있어서 특정 순간에 각각 대응하는 복수의 설정 포인트를 갖는 방출 시간 창을 포함하는 유체 방출 프로파일을 포함한다. 상기 방법은 또한, 흐름 센서로부터의 피드백 신호 및 유량 조절기를 사용하여 가변 밸브를 통해 유체 방출 프로파일에 따라 유체를 방출하는 것을 포함한다.

유체 방출 프로파일, 유량 조절기, 유체의 특정, 유체 방출, 방출 시간 창, 설정 포인트, 흐름 센서

Description

유체의 특정량을 방출하는 유량 조절기{FLOW CONTROLLER DELIVERY OF SPECIFIED QUANTITY OF A FLUID}

본 발명은 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 이에 한정되는 것은 아니나, 유체의 흐름을 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

유량 조절기는 일반적으로 유체 흐름의 관점에서 설정 포인트에 기초하여 유체를 방출하도록 구성된다(예컨대, 분당 세제곱 센티미터 또는 분당 그램). 설정 포인트가 수신되면, 유량 조절기는 예컨대, 밸브를 조정하여 정상 상태 모드에 있어서의 특정된 유체 흐름 설정 포인트로 유체를 방출하도록 한다. 유량 조절기는 일반적으로, 예컨대 비례 적분 미분(PID) 제어에 기초한 제어 알고리즘을 사용하여 설정 포인트 근방에 유체의 흐름을 제어하도록 밸브의 위치를 조정한다.

공지의 유량 조절기는 연료 분사기와 매우 흡사하게 펄스폭 및 설정 포인트를 수신함으로써 유체를 방출하도록 프로그래밍 될 수 있다. 그러나, 예컨대, 압력 변화의 결과로 설정 포인트로부터 벗어난 유체의 예기치 않은 변동은, 설정 포인트와 관련하여 방출된 최종 유량을 매우 어긋나게 할 수 있다. 기존의 유량 조절기는, 특정량의 유체를 정확히 방출하기 위해, 피드백 제어에 기초하여, 설정 포인트 및/또는 방출 시간(예컨대, 방출 시간 창)을 변경/조정하는 능력을 갖고 있지 않 다. 또한, 공지의 유량 조절기는 정상 상태 유체 흐름 설정 포인트로부터의 벗어남을 교정할 수는 있으나 양 설정 포인트(quantity set point)로 부터의 벗어남을 교정하도록 구성되어 있지는 않다.

기존의 유량 조절기는 기능적이나, 유체의 특정량을 방출하도록 사용될 경우 정확도가 불충분하거나 또는 불만족하다. 따라서, 피드백 제어에 기초하여, 양 설정 포인트의 수신에 응답하여 유체의 특정량을 받고 방출하기 위한 방법이 필요하다.

도면에 나타낸 본 발명의 예시적 실시예들은 다음과 같이 요약된다. 이들 및 다른 실시예들은 하기 실시예에 상세히 기술되어 있다. 그러나, 이들 발명의 상세한 설명이나 실시예에 기술된 형태로 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 특허청구범위에 표현된 발명의 정신 및 관점 내에 들어가는 수많은 개조, 등가물 및 다른 구성이 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.

어떤 실시예에서, 본 발명은 유체 방출 프로파일에 따라 유체의 특정량을 방출하기 위한 시스템 및 방법으로 특정될 수 있다. 이들 실시예에서의 유체 방출 프로파일은 방출 시간 창 내 시간에 있어서의 특정 순간에 각각 대응하는 복수의 설정 포인트를 갖는 방출 시간 창(time window)을 포함한다. 변형예에 있어서, 유량 센서로부터의 피드백 신호가 유체의 방출과 관련하여 이용된다.

다른 실시예에서, 본 발명은, 유체의 특정량을 지시하고 특정량의 유체가 방출될 때까지 제1 위치로부터 가변 위치 밸브의 위치를 조정하는 양 지시기(quantity-indicator)의 수신에 응답하여 유체의 방출을 개시하도록 유량 조절기의 가변 위치 밸브의 위치를 닫힌 위치로부터 제1 위치로 변경하는 것을 포함하는 유체 방출용 방법으로 특정될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 조정은 유량 지시기에 기초하며, 이는 유체의 흐름 및 유체 방출 프로파일을 나타낸다.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 유체 방출 프로파일을 저장하도록 구성된 메모리를 포함하는 장치로서 특정될 수 있다. 또한, 이 실시예에서 상기 장치는, 유체 방출 프로파일을 액세스하고 특정량의 유체를 방출하기 위해 유체 방출 프로파일에 따라 가변 밸브를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

본 발명의 각종 목적 및 장점은 첨부 도면과 관련된 이하의 실시예 및 특허청구범위를 참조함으로써 보다 명백히 이해될 것이다.

도1은 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하도록 구성된 유량 조절기의 개략도이다.

도2는 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하도록 구성된 유량 조절기의 구성을 나타낸 개략도이다.

도3A는 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하기 위한 유체 방출 프로파일의 그래프이다.

도3B는 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하는 동안의 밸브 변위 대 시간의 그래프이다.

도3C는 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하는 동안의 유체의 방출량 대 시간의 그래프이다.

도4는 본 발명의 1 실시예에 의한, 유체 방출 프로파일에 따라 유체의 특정량을 방출하기 위한 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

도5A는 본 발명의 1 실시예에 따른, 유량 조절기에 의해 변경된 유체 방출 프로파일을 나타내는 그래프이다.

도5B는 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하는 동안의 밸브 변위 대 시간의 그래프이다.

도5C는 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하는 동안의 유체의 방출량 대 시간의 그래프이다.

도6A는 본 발명의 1 실시예에 따른, 몇몇 부분들을 갖는 유체 방출 프로파일의 그래프이다.

도6B는 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하는 동안의 유체의 방출량 대 시간의 그래프이다.

도6C는 본 발명의 1 실시예에 따라 유체의 특정량을 방출하는 동안의 밸브 변위 대 시간의 그래프이다.

도7은 본 발명의 1 실시예에 따른, 두 부분을 갖는 유체 방출 프로파일에 따라 유체의 특정량을 방출하기 위한 방법을 나타내는 플로우챠트이다.

도8A는 본 발명의 1 실시예에 따른, 시간에 걸쳐 변경되는 유체 방출 프로파일의 클로징(closing) 부분의 그래프이다.

도8B는 본 발명의 1 실시예에 의한, 도8A의 유체 방출 프로파일에 따라 유체 의 특정량을 방출하는 동안의 유체의 방출량 대 시간의 그래프이다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 특정량의 유체에 대한 요구에 응답하여 특정량의 유체가 유량 조절기에 의해 방출된다. 많은 실시예에 있어서는 예컨대, 유량 조절기는, 유체의 전체 질량 또는 총 몰수를 지시하는, 설정 포인트로서 특정량의 지시기를 수신하고, 피드백 신호를 사용하여, 특정량의 유체가 방출될 때까지 가변 밸브를 조정하도록 유체 방출 프로파일에 따라 유체 흐름을 제어한다. 1 실시예에서, 피드백 신호는 예컨대, 유량 센서로부터의 측정이나, 후술되는 바와 같이, 다른 구성으로 다른 피드백 지시기가 이용된다.

어떤 변형예에 있어서, 유량 조절기는 또한, 필요한 경우 유체의 특정량의 방출을 행하기 위해 유체 방출 프로파일을 조정하도록, 유체의 특정량을 모니터하기 위해 피드백 신호를 사용한다. 많은 구현예에 있어서, 유체 방출 프로파일은 시간 주기 동안 유체의 일정량을 방출하도록 사용되는 1 세트의 지시기(indicator)이다. 어떤 실시예에서는 예컨대, 유체 방출 프로파일은 시간들에 대응하는 한조의 밸브 지시기이다. 어떤 구현예에서의 유체 방출 프로파일은 수학적으로 유도되며, 변형예에 있어서, 그 프로파일은 최대 방출 창 또는 밸브의 특성과 같은 제약 조건(constraint)에 기초하여 구성된다.

바람직하게는, 몇몇 예시적 실시예들은 유체 방출 프로파일에 있어서, 유체의 특정량에 대한 요구에 응답하여 유체가 방출되도록 한다. 예컨대, 반도체 제조 환경의 측면에서는, 제조와 연관된 방안이 종종 질량(예컨대, 몰)의 관점에서 한정 되기 때문에 반응물의 특정량을 방출하는 것이 특히 유효하다는 것이 발견되고 있다.

도면을 참조하면, 유사한 부재들은 여러 도면에 걸쳐 동일한 도면 부호로 표시되며, 특히 도1을 참조하면, 유량 조절기(100)는 유체 용기(120)로부터 반응 용기(180)로 특정량의 유체를 방출하도록 구성되는 예시적 환경을 도시한다. 예컨대 유속의 측면에서 설정 포인트 지시기를 받는 것보다는, 이 실시예에서의 유량 조절기(100)는 반응 용기(180)로 방출될 유체의 특정량의 지시기인 양 설정 포인트(quantity set point)(110) (예컨대, 총 질량 설정 포인트 또는 총 몰 설정 포인트)를 수신하도록 구성된다. 양 설정 포인트(110)는 예컨대, 반응 용기(180)에서 반응을 위해 필요한 유체의 총 몰 수에 기초한다.

동작에 있어서, 본 실시예의 유량 조절기(100)는 양 설정 포인트(110)의 수신에 응답하여 유체 방출 프로파일에 따라 유체 용기(120)로부터 반응 용기(180)로 유체를 방출한다. 양 설정 포인트(110)는 예컨대 콘트롤 서버를 통해 사용자로부터 수신된다. 다른 실시예에서, 양 설정 포인트(110)는 필요시 액세스되는 유량 조절기(110)에 국부적으로 저장되는 미리 프로그램된 값이다.

유체가 흐를 때, 이 실시예의 유량 조절기(100)는 또한 유체 방출 프로파일 및 양 설정 포인트(110)를 참조하여 방출된 유체의 총 몰수를 모니터하고, 또한, 유량 조절기(100)는 양 설정 포인트(110)에 의해 지시된 특정량의 유체가 방출될 때까지 상기 모니터링에 기초하여 유체 및/또는 유체 방출 프로파일에 대한 조정을 행한다. 몇몇 실시예에서, 유체 용기(120) 및 유량 조절기(100)는, 유체 용기(120) 가 연속적 업스트림 압력(upstream pressure)을 유량 조절기(100)에 발하도록 배치된다.

어떤 실시예에서, 유체는 액체(예컨대 황산)이며, 다른 실시예에서는 기체(예컨대, 질소)이나, 당업자들은, 유량 조절기(100)에 의해 방출되는 유체가 예컨대, 임의의 상, 예컨대 기체나 액체와 같은 원소들 및/또는 화합물의 혼합물을 포함하는 어떤 종류의 유체로 되는 것을 이해할 것이다. 많은 실시예에서, 유량 조절기(100)는 고압, 저압 하에 유체를 상이한 형태의 콘테이너 또는 용기에 방출하도록 구성된다.

도2에는 도1을 참조하여 기술된 유량 조절기(100)의 1 실시예가 도시되어 있다. 특히, 도2에 나타낸 유량 조절기(200)는 유량 센서(202), 프로세서(204), 가변 밸브(206), 및 메모리(208)를 포함한다. 많은 실시예에서 유량 센서(202)는 열 흐름 센서에 의해 실현되지만, 다른 실시예에 있어서는 층류 센서, 코리올리 유량 센서, 초음파 유량 센서 또는 차동 압력 센서가 이용된다. 변형예에 있어서, 유량 센서(102)는 흐름을 정확히 측정하기 위한 다른 센서의 임의의 조합으로 사용된다(예컨대, 온도 센서 및/또는 압력 트랜스듀서). 어떤 실시예에서, 유량 센서(102)는 유량 센서 이외의 센서로 교체되며 소정 시간에 유체의 방출량을 계산하도록 센서로부터의 하나 이상의 값들이 유량 조절기(200)에 의해 사용된다.

이 실시예에 있어서의 가변 밸브(206)는 임의의 방식으로 유체의 흐름을 변경하는 임의의 적절한 형태의 가변 밸브이다. 예컨대, 가변 밸브(206)는 가변 오리피스를 갖는 밸브 또는 다중 프리셋 위치를 갖는 밸브이다. 몇몇 실시예에서, 가변 밸브(206)는 개방 및/또는 폐쇄시, 방출되는 유체로부터 연속적 업스트림 압력을 받는다.

몇몇 실시예에서 메모리(208)는 원 측정치 및 대응하는 측정 시간을 저장하기 위해 사용된다. 다른 실시예에서는, 원 측정치 및 대응하는 측정 시간에 더해(또는 그 대신에), 메모리(208)는 유량 조절기에 의해 방출되는 유체의 전체 동작을 저장한다. 1 실시예에서, 예컨대, 프로세서(204)는 소정 시간에 유체의 방출량을 계산하고 그 값을 메모리(208)에 저장한다. 두번째 및 후에, 프로세서(204)는 유체의 갱신된 방출량을 계산하고, 방출량의 값은 갱신된 방출량의 값으로 교체된다. 후술되는 바와 같이, 이들 실시예에 있어서의 총 동작은, 조정이 가변 밸브(106)의 위치에 대해 이루어지는지를 결정하기 위해 양 설정 포인트(110)를 참조하여 사용된다.

동작에 있어서, 예시적 유량 조절기(200)는 유체 방출 프로파일에 따라 양 설정 포인트에 의해 지시된 유체의 특정량을 방출하도록 피드백 루프를 사용한다. 어떤 예시적 프드백 루프는 도4 및 도7을 참조하여 후술된다. 본 실시예에서의 유체 방출 프로파일은 메모리(208)에 기억되나, 이는 반드시 필요한 것은 아니고 다른 실시예에서는 하나 이상의 유체 방출 프로파일이 유량 조절기 외부에 저장되어 필요시 탐색된다.

몇몇 실시예에서, 유체 방출 프로파일은 하나 이상의 팩터에 기초하여 적응가능하다. 많은 실시예에 있어서, 예컨대, (유체 방출 프로파일의 형상이라고도 지칭되는) 유체 방출 프로파일에 있어서의 지시기들의 설정 값(예컨대, 밸브 설정 지 시기) 및 대응 시간은 예컨대, 소정 레벨의 정확도, 유체 방출을 위한 소정 시간 창, 유속을 포함하는 하나 이상의 팩터 및 후술되는 하나 이상의 다른 제약 조건에 기초하여 변화한다.

일예로서, 여러 실시예에 있어서의 유체 방출 프로파일의 형상은, 하나 이상의 팩터에 따라, 가변 밸브(206)가 유체 방출 창 상에 개폐되는 방식으로 변하도록 구성된다. 많은 구현예에 있어서, 프로파일 방출는 짧은 시간(예컨대, 500 ms)에 유체를 방출하도록 설계되나, 어떤 구현예에 있어서 유체 방출 프로파일은 유체가 방출되는 기간 및/또는 유속은 물론 하나 이상의 제약 조건에 기초하여 설계된다.

일예로서, 어떤 실시예에서 유체 방출 프로파일은, 센서(들)(예컨대, 유량 센서 202)가 포화점에 달하지 않도록 가변 밸브(206)가 서서히 개방되도록 설정되는 지시기들을 포함한다. 그러나, 다른 실시예에 있어서는, 하나 이상의 센서를 포화시키는 속도로 가변 밸브(206)가 유체를 방출하도록 구성된다.

어떤 실시예에서, 유체 방출 프로파일은 예컨대, 선형 방정식, 로그 함수, 쌍곡선 함수, 계단 함수, 과도 함수, 및 차동 방정식을 포함하는 수학식의 조합에 기초하며, 몇몇 구현예에 있어서, 유체 방출 프로파일은 특정 형태의 유체 방출을 위해 특별히 설계된다.

많은 실시예들에 따르면, 유체가 방출되는 동안, 유량 센서(102)의 측정은 프로세서(204)에 의해 사용되어 유체 방출 프로파일에 따라 가변 밸브(206)의 위치를 조정하도록 한다. 이때, 유량 센서(102)로부터의 유량 측정이 유체 방출 프로파일로부터 벗어나는 것을 지시하면, 가변 밸브의 위치를 유체 방출 프로파일에 일치 시키도록 조정이 행해진다. 어떤 실시예에서, 유량 조절기(100)는 비례 적분 미분(PID) 제어 알고리즘을 이용하지만 다른 실시예에 있어서는 다른 제어 알고리즘이 적용된다.

많은 구현예에 있어서, 유체 방출 프로파일은 가변 밸브(206)가 유체를 방출하는 동안 조정된다. 1 실시예에 있어서, 예컨대, 유량 센서(102)로부터의 측정은 프로세서(204)에 의해 사용되어 유체 방출 프로파일을 변경하도록 한다. 일예로서, 그의 기존 상태에서, 특정량의 유체를 유체 방출 프로파일이 방출하지 않는 것을 프로세서(104)가 결정하면(예컨대, 유량 센서(102)로부터의 측정을 사용하여), 유체 방출 프로파일은 특정량이 방출되도록 조정된다.

예시적 실시예에 있어서의 유량 조절기(200)는 유량 센서(202)로부터의 측정들 및 그들의 대응 측정 시간에 기초하여 유체의 특정량을 계산한다. 유체의 특정량(이하 유체의 현재 방출량이라고도 지칭함)은 가장 최근의 측정을 사용하여 유량 조절기(100)에 의해 방출된 유체의 양이다. 이 실시예에서 상기 방출된 양을 계산하기 위해 사용된 측정 및 대응하는 측정 시간은 메모리(208)에 저장된다. 다른 실시예에서, 상기 측정 및 대응하는 측정 시간은 중앙 서버(도시되지 않음)에 저장되고 프로세서(204)에 의해 액세스된다.

예시적 실시예에 있어서 유체의 방출량은 적절한 유체 방정식 및/또는 수학적 기술을 사용하여 계산된다. 예컨대, 초당 리터의 유체 측정 및 밀리초의 대응하는 특정 시간이 예컨대, 임의의 소정 측정 시간에서 총 몰수를 계산하기 위해 한정 요소 분석(finite element analysis)을 사용하여 적분된다. 조정은, 예컨대, 유 량 조절기, 밸브, 압력, 및/또는 온도에 관련된 비이상적 유체 방정식, 실험식 및/또는 계수와 같은 정확한 유체 측정을 얻기 위해 임의의 기술을 사용하여 예컨대, 유량 센서(202) 및/또는 프로세서(204)의 임의의 조합을 사용하여 유량 측정에 대해 행해진다. 변형예에서, 조정은 또한, 예컨대, 처리 시간 또는 구성품들의 물리적 한계에 의해 발생된 지연을 보상하도록 다른 특정 또는 계산된 값들에 대해 행해진다.

도2는 유량 센서(202), 프로세서(204), 가변 밸브(206) 및 메모리(208)가 단일 디바이스로 유량 조절기(200) 내에 통합되는 것을 나타내지만, 어떤 실시예에 있어서는, 구성품들은 다른 부품 및/또는 장치로 조합 또는 분리된다. 예컨대, 1 실시예서의 메모리(208)는, 예컨대 작은 캐시로서 프로세서(204)에 내장되거나, 또는 다른 실시예에서, 유량 조절기 또는 몇몇 디스트리뷰트 및/또는 캐스케이드된 유량 조절기에 대한 데이터를 저장하는 별도의 중앙 서버(도시되지 않음) 내에 통합된다. 유사하게, 다른 실시예에서, 가변 밸브(206)는, 예컨대 유량 센서(202) 및/또는 유량 조절기(200)로부터 상류 또는 하류인 유량 조절기(200)로부터 구성품을 분리한다. 비슷하게, 다른 실시예에서의 유량 센서(202)는 유량 조절기(200)와 연관된 다른 구성품으로부터 상류 또는 하류의 유량 조절기(200)로부터 구성품을 분리한다.

설정 포인트, 측정 및 계산은 본원에 기술되는 임의의 많은 실시예에 대해 몰의 관점에서 표현되나, 다른 실시예에서, 이들 값은 다른 단위, 예컨대 그램으로 표현되거나 또는 단위들의 조합으로 표현된다. 몇몇 실시예에서, 측정들은, 프로세 서(204) 및/또는 유량 조절기(200)에 있어서의 구성품들과 연관된 프로세서를 사용하여 적절 또는 특정 단위들로 변환된다.

도3A-C에는, 예시적 유체 방출 프로파일(300), 밸브 위치(310) 대 시간, 및 유체(330)의 방출량 대 시간을 각각 나타낸 그래프가 도시된다. 도3A-C에 나타낸 바와 같이, 시간 A에서, 양 설정 포인트가 방출될 유체의 특정량을 지시하는 유량 조절기에 위해 수신되고, 시간 B에서, 유체의 특정량(320)이 방출된다.

도3A에 나타낸 바와 같이, 이 실시예의 유체 방출 프로파일(300)은, 설정 포인트에 의해 특정된 유체의 양을 방출하기 위해 계산된다. 특히, 이 실시예에 있어서의 유체 방출 프로파일(300)은 시간 A와 시간 B 사이에 유체의 일정량이 유체 방출 프로파일에 의해 방출되도록 하는 대응 시간을 갖는 한 조의 밸브 지시기이다. 이 유체 방출 프로파일(300)에 의하면, 밸브는 시간 A에서 50% 개방되며 그 밸브는 시간 B에서 오프될 때까지 그 위치에서 유지된다. 시간 A와 시간 B 사이의 기간은 방출 시간 창으로 지칭된다. 어떤 실시예에서, 방출 시간 창의 기간은 유체 방출 프로파일 상에 위치된 제약 조건은 아니지만, 많은 실시예에 있어서, 최대 방출 시간 창 또는 최소 방출 시간 창과 같은 유체 방출 시간 창의 기간은 유체 방출 프로파일에 반영되는 제약 조건이다.

어떤 실시예에 있어서, 방출 시간 창은 예컨대, 방출될 유체의 특정량 및/또는 유량 조절기의 특성에 기초하여 결정된다. 예컨대, 대량의 유체가 방출되고 유량 조절기가 일정 방출 시간 창 내에 유체를 방출하는 것이 물리적으로 불가능한 경우, 방출 시간 창은 증대된다. 다른 한편, 유량 조절기에 기초하여, 유체의 특정 량이 적은 경우 방출 시간 창은 짧아진다.

많은 실시예에서, 밸브 지시기 및/또는 유체 방출 프로파일 내 밸브 지시기의 적어도 하나와 대응하는 시간들은 하나 이상의 제약 조건에 기초하여 변경되지만, 다른 실시예에 있어서, 유량 조절기는 유체 방출 프로파일이 제약 조건들에 기초하여 변경되지 않도록 프로그램된다.

도3B는 유량 조절기가 양 설정 포인트를 수신시 시간 A를 나타내며, 밸브 변위(310)는 도3A에 나타낸 유체 방출 프로파일(300)에 따라 50%로 즉시 증가된다. 도시된 바와 같이, 밸브 변위(310)는 도3C에서 유체의 방출량(330)의 값이 설정 포인트(320)에 달할 때까지 50%로 유지되며, 다음 밸브가 닫히고 밸브 변위는 제로로 변경된다. 도3C에 나타낸 유체의 방출량의 그래프는 도3B에 나타낸 밸브 위치로의 변경에 대응하고, 도3B에 나타낸 바와 같이, 유체의 방출량(330)은 양 설정 포인트가 수신된 때 시간 A에서 제로이고 시간 B에서의 유체의 방출량(330)이 설정 포인트(320)에 달할 때까지 증가한다.

도3A-C는 유량 조절기의 예시적 실시예를 나타내며, 이는 유체의 흐름을 실질적으로 일정하게 모니터링하고 도3A에 있어서의 유체 방출 프로파일에 맞도록 밸브의 변위에 대한 조정을 행하는 것을 포함한다. 이 실시예에서, 유체 방출 프로파일(300)은 유체의 특정량을 방출하도록 조정될 필요가 없다. 그러나, 어떤 실시예에서, 유체 방출 프로파일은 유체의 정확한 양을 제공하도록 조정되기도 한다.

많은 실시예에서, 유체 방출 프로파일은 양 설정 포인트가 수신되었을 때 유량 조절기에 의해 계산된다. 예컨대 1 실시예에서, 유량 조절기는 제약 조건들에 기초하여, 유체의 특정량을 방출하기 위한 최적 유체 방출 프로파일을 계산/결정하기 위해, 시간 방출창 제약 조건들 및/또는 가변 밸브 특성과 같은 식을 사용한다. 일예로서, 가변 밸브가 특정 유량으로 유체를 정확히 방출할 수 없는 오리피스를 포함하는 경우, 유속은 유체 방출 프로파일의 계산으로부터 배제된다.

어떤 실시예에서, 유량 조절기는 예컨대, 양 설정 포인트에 의해 특정된 유체의 특정량을 방출하도록 조정된 일반적인 유체 방출 프로파일 형상으로 프로그램된다. 예컨대, 이들 실시예에서의 유량 조절기가 테이퍼상의 오프닝 및 테이퍼상의 클로징 프로파일로 유체를 방출하도록 프로그램되는 경우, 양 설정 포인트의 수신 시, 유량 조절기는 오프닝 프로파일 및 클로징 프로파일 내에 특정 값을 조정함으로써 그들의 일반적 테이퍼상의 형상을 유지하면서 양 설정 포인트에 의해 특정된 유체의 특정량을 방출하도록 한다.

다음 도4를 참조하면, 유체 방출 프로파일에 따라 유체의 특정량을 방출하기 위한 예시적 공정을 나타내는 플로우챠트가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 유량 조절기(예컨대, 유량 조절기 100, 200)에 의해 방출될 유체의 특정량을 나타내는 양 설정 포인트가 수신되고(블럭 400), 그에 응답하여, 밸브(예컨대 밸브 206)가 개방되어 유체의 방출을 개시하도록 한다.

많은 실시예에서, 유체 방출 프로파일은, 양 설정 포인트에 의해 지시되는 유체의 양에 기초하여, 유량 조절기가 소정 포인트로 밸브를 개방하도록 구성된다. 예컨대, 소량의 유체가 방출 용량 및 밸브의 응답 시간에 관해 방출되는 것을 지시할 경우, 유체 방출 프로파일은, 밸브가 그의 전체 방출 용량의 몇분의 1로 개방하 도록 구성된다. 어떤 실시예에서, 가변 밸브는 정확히 특정된 위치로 개방된다.

유체가 밸브를 통해 흐르기 시작한 후, 특정량이 완전히 방출될 때까지 유체의 특정량을 모니터하고 가변 밸브 및/또는 유체 방출 프로파일을 조정하기 위해 피드백 루프가 사용된다. 도4에 도시된 바와 같이, 예컨대, 일단 밸브가 개방되면(블럭 410), 유체 흐름이 측정되고 유체가 측정된 시간을 나타내는 대응 측정 시간과 조합된다(블럭 420). 다음, 측정된 흐름 및 대응 측정 시간에 기초하여 유체의 특정량이 계산된다. 이 실시예에서는 유체의 특정량에 대한 값만 저장되며 이 값은 새로운 데이터 포인트가 측정되었을 때 갱신된다(블럭 420). 다른 실시예에서, 각각의 흐름 측정 및 대응 측정 시간이 저장되고 유체 흐름 및 시간 측정의 저장 설정에 기초하여 유체의 특정 량이 계산된다.

도4에 나타낸 바와 같이, 유체의 계산된 특정량은 양 설정 포인트 및 유체 방출 프로파일을 참조하여 처리된다(블럭 440). 양 설정 포인트가 아직 도달되지 않은 경우, 필요하면, 유체 방출 프로파일의 조정(블럭 450) 및/또는 가변 밸브의 위치 조정이 행해진다(블럭 460). 예컨대, 계산된 유체의 방출량 및 유체 방출 프로파일에 기초하여, 유체의 특정량이 특정 시간 방출 창 내에 방출되지 않는 것이 계획될 경우, 유체의 방출을 가속하기 위해 유체 방출 프로파일이 조정되고, 새로운 유체 방출 프로파일에 기초하여 가변 밸브의 위치를 조정하기 위해 신호가 전송된다. 어떤 실시예에서, 유체 방출 프로파일은 그의 감속을 통해 조정된다.

어떤 실시예에서, 유체 방출 프로파일을 조정하기 위한 결정은 계획된 유체 방출 프로파일의 방출량으로부터의 벗어남(deviation)에 대한 문턱치에 기초한다. 예컨대, 계획된 최종 뷴배량이 양 설정 포인트에 의해 지시되는 방출될 유체의 특정량으로부터 +/-3%을 초과할 경우 유체 방출 프로파일을 조정하도록 유량 조절기가 프로그램된다. 이들 실시예에 있어서의 유량 조절기는 유체의 최종 방출량을 계획하도록 유체의 현재 계산된 방출량 및 유체 방출 프로파일을 사용하며, 유체의 특정량의 95%만 방출된 경우, 유량 조절기가 유체 방출 프로파일을 조정한다. 이 예에서, 유체 방출 프로파일은, 예컨대, 유체 방출 프로파일에 있어서의 흐름 지시기를 증가시킴으로써 보다 적극적으로 유체를 방출하도록 조정된다.

몇몇 실시예에 있어서, 유체 방출 프로파일이 450에서 조정되지 않더라도 밸브 조정이 행해진다(블럭 460). 예컨대, 측정된 유체 흐름이 유체 방출 프로파일로부터 벗어나, 유체 방출 프로파일 조정을 트리거하기에 불충분한 경우(블럭 450), 신호가 가변 밸브로 보내져서 그의 위치가 유체 방출 프로파일과 일치되어 조정되도록 한다(블럭 460).

유체 방출 프로파일에 대한 임의의 필요한 조정(블럭 450) 및/또는 가변 밸브에 대한 임의의 필요한 조정(블럭 460)이 행해진 후, 유량 조절기는 유체의 흐름을 계속 측정하고 그 측정들을 측정 시간과 조합한다(블럭 420). 또한, 유체 방출 프로파일에 대한 조정이 불필요하고(블럭 450) 가변 밸브에 대한 조정이 불필요(블럭 460)한 것으로 결정된 경우, 유량 조절기는 유체의 흐름을 계속 측정하고 그 측정들을 측정 시간과 조합한다(블럭 420).

예시적 실시예에 있어서, 블럭 420-460은 양 설정 포인트가 도달된 것이 결정될 때까지 반복되는 피드백 루프이며(블럭 440), 도달된 경우, 가변 밸브를 닫기 위해 신호가 전송된다(블럭 470). 일예로서, 계산된 유체의 방출량이 설정 포인트 이상인 경우 폐(close) 신호가 가변 밸브에 보내진다. 많은 실시예에서, 양 설정 포인트가 도달되기 전에 가변 밸브를 닫도록 신호가 보내진다. 예컨대, 가변 밸브의 응답 시간이 느린 경우, 가변 밸브를 닫기 위한 신호가 미리 보내져 가변 밸브가 응답하고 실제로 닫힐 때 최종 방출량이 양 설정 포인트와 만난다.

이 예시적 실시예에 있어서의 피드백 루프의 사이클 시간에 있어서, 블럭 420 내지 460에 나타낸 단계들을 실행하도록 요하는 시간은, 다른 것들 중, 가변 밸브의 응답 시간, 유체의 특정량, 유체를 방출하기 위한 시간 창 및 유체의 특정량을 받는 시스템의 필요물을 포함하는 하나 이상의 변수에 기초하여 조정된다. 예컨대, 피드백 루프를 실행하기 위해 걸리는 시간에 비해 가변 밸브의 응답 시간이 매우 길 경우, 피드백 루프의 사이클 시간이 증가되어 가변 밸브가 적절한 시간에 응답하도록 되고 유체 흐름 측정이 불필요하게 처리되지 않도록 한다. 이 예에서 적절히 조정되지 않는 피드백 루프는, 피드백 루프가 밸브의 느린 응답에 따라 과조정(over-corrective) 신호를 보낼 수도 있기 때문에 불안정한 시스템으로 될 수 있다. 어떤 실시예에서, 유체의 특정량이 비교적 적거나 또는 방출 시간 창이 짧으며, 피드백 루프의 사이클 타임이 감소되어, 측정이 처리되고 유체의 특정량을 정확히 방출하도록 충분히 빠르게 밸브 조정이 행해지도록 한다.

어떤 실시예에서, 도4에 나타낸 플로우챠트 및/또는 피드백 루프의 단계들의 순서는 조정된다. 예컨대, 많은 실시예에서 유체 방출 프로파일이 조정되기 전에 가변 밸브의 위치를 조정하기 위해 신호가 전송된다. 다른 실시예에서, 유체의 특 정량이 계산되기 전에 유체 흐름의 측정에 기초하여 가변 밸브를 조정하도록 신호가 보내지며, 또 다른 실시예에서는, 측정 속도, 계산 및 조정들이 상이하다. 예컨대, 유체 흐름 값들이, 유체 방출 프로파일 및/또는 가변 밸브 위치에 대한 조정이 행해지는 것보다 빠른 속도로 측정될 수도 있다. 또한, 유체 방출 프로파일의 조정 속도 및 가변 밸브 위치의 조정 속도는 다르게 될 수 있고 병렬 피드백 루프에서도 실행될 수 있다.

도5A-C를 다시 참조하면, 유체 방출 프로파일(500), 밸브 변위 대 시간(510), 유체의 방출량 대 시간(520)을 각각 나타내는 그래프들이고 이는 양 설정 포인트 및 방출 시간 창 제약 조건에 응답하는 유량 조절기(예컨대, 유량 조절기 100)에 대응한다. 도5A에 나타낸 바와 같이, 이 실시예에서의 유체 방출 프로파일은 유량 조절기에 의한 계산 및 방출 시간 창 제약 조건(530)에 기초하여 유체 방출 프로파일(505)을 변경하기 위해 초기 유체 방출 프로파일(500)로부터 변경된다. 시간 W에서, 도5A-C에 도시된 바와 같이, 양 설정 포인트는 방출될 유체의 양을 나타내는 유량 조절기에 의해 수신된다. W에서의 시작 시간 및 방출 시간 창의 지속 기간에 기초하여, 유량 조절기는 시간 Z 전에 유체의 특정량(540)을 방출하도록 요구된다.

도5B에 나타낸 바와 같이, 시간 W에서, 유량 조절기가 양 설정 포인트의 수신시, 이 실시예에 있어서의 밸브 변위(510)는 도5A에 나타낸 초기 유체 방출 프로파일(500)에 따라 50%로 즉시 증가하며, 이는 밸브가 시간 Y에서 닫힐 때까지 밸브 위치가 50%로 유지되는 것을 나타낸다. 도5C에 나타낸 바와 같이, 유체의 방출 량(520)은, 방출량(520)이 특정량(540)에 달할 때까지 밸브가 개방될 때의 시간 W에서 제로로부터 서서히 증가한다. 이 실시예에서는, 유체의 특정량(540)을 방출하도록 알고리즘(예컨대, 도4를 참조하여 기술된 알고리즘)을 사용하여 유체 흐름 측정들을 모니터하고 처리한다.

도5C에 나타낸 바와 같이, 이 실시예에서의 유량 조절기는, 시간 X에서, 도5A에 나타낸 초기 유체 방출 프로파일(500) 및 유체의 현재 방출량(520)에 기초하여 유체의 계획된 방출량(560)을 계산한다. 이 실시예에서 유체의 계획된 방출량(560)은, 시간 Z 전에 50%의 밸브 변위를 사용하여 특정량(540)이 도달되지 않은 것을 나타내며, 계산의 결과로서, 시간 X에서, 도5A에 나타낸 유체 방출 프로파일은 초기 유체 방출 프로파일(500)로부터 변경된 유체 방출 프로파일(505)로 변경된다. 도5B에 나타낸 바와 같이, 도5A의 유체 방출 프로파일 변경에 일치시켜, 밸브 변위(510)는 80%로 변경된다. 이 변위의 변경은 유체의 방출을 가속시키고 도5C에 도시한 바와 같이 시간 X에서 곡선(520)으로 변곡된다.

도5B에 도시된 바와 같이, 도5A에 있어서의 변경된 유체 방출 프로파일(505)에 따라, 시간 Y에서 밸브는 닫히고 밸브 변위는 제로로 변경되며, 이는 도달되는 특정량에 대응한다.

도6A를 참조하면, 세개의 부분을 갖는 예시적 유체 방출 프로파일(600), 개구부(632), 중간부(634) 및 폐쇄부(636)가 도시되어 있고, 상기 개구부(632), 중간부(634) 및 폐쇄부(636)는 이하에서 오프닝 프로파일(opening profile)(632), 미들 프로파일(middle profile)(634) 및 클로징 프로파일(closing profile)(636)이라고 도 지칭한다. 이 실시예에서, 유체 방출 프로파일(600)은 방출될 유체의 특정량을 나타내는 양 설정 포인트에 응답하여 또한 유체를 방출하기 위한 제약 조건에 응답하여 유량 조절기에 의해 계산된다. 상기 양 설정 포인트에 응답하여, 유량 조절기는 신호를 보내 가변 밸브를 조정하여 가변 밸브가 유체 방출 프로파일(600)과 일치하여 대응 시간들에서 유속을 발하도록 한다.

도6에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 있어서의 유체 방출 프로파일(600)은, 대응하는 시간들을 갖는 한 조의 유속으로 구성된다. 유체 방출 프로파일(600) 하방의 영역은 유체 방출 프로파일(600)을 사용하여 유량 조절기에 의해 방출될 유체의 총량에 대응하고, 도시된 바와 같이, 영역 604, 606 및 608은 각각 오프닝 프로파일(632), 미들 프로파일(634) 및 클로징 프로파일(636) 동안 방출될 유체의 양이다. 도시된 바와 같이, 유속은 오프닝 프로파일(632)에 따라 서서히 증가하며, 일단 미들 프로파일(634)에 달하면, 유속은 클로징 프로파일(636)에 따라 서서히 감소될 때까지 실질적으로 일정하게 유지된다.

이 실시예에서, 유체 방출 프로파일(600)은, 오프닝 프로파일(632) 동안 유체의 약 15%, 유속 Q에서, 미들 프로파일(634) 동안 유속의 약 65% 및 클로징 프로파일(636) 동안 밸런스의 유체를 방출하도록 (예컨대 유량 조절기에 의해) 계산된다. 특히, 유체 방출 프로파일(600)의 개구부(632)의 기울기는 유량 조절기가 유체의 특정량의 15%를 방출하고 유속 Q에 달하도록 계산된다. 미들 프로파일(634)의 지속 기간은 유체의 65%(80%의 방출량)가 방출되도록 계산되고, 클로징 프로파일(636)의 기울기는 유량 조절기가 유체의 특정량의 마지막 20%를 방출하도록 계산 된다.

비록 필요하지는 않지만, 어떤 실시예에서 유량 조절기(예컨대, 유량 조절기 100)는 유량 조절기가 양 설정 포인트를 수신하고 유체 방출 프로파일(600)의 계산을 완료한 후 오프닝 프로파일(632)에 따라 유체를 방출하도록 개시한다. 이들 실시예의 어떤 변형예에서, 유량 조절기는 유체 방출 프로파일(600)의 계산을 완료한 후 일정 기간이 지난 후 방출을 개시하도록 (예컨대, 제어 신호를 통해) 프로그램된다. 비록 이 실시예에서는 유량 조절기가 유체의 특정량을 방출하도록 개시하기 전에 전체 유체 방출 프로파일(600)이 계산되지만, 많은 구체예에 있어서, 유체 흐름의 모니터링에 기초하여 유체 방출 프로파일(600)의 일부가 계산 및/또는 조정된다. 몇몇 실시예에서, 유체 방출 프로파일의 일부는, 실시간으로 조정될 뿐만 아니라 유체의 방출에 따라 실시간으로 초기 계산된다. 예컨대, 유량 조절기는 유체 방출 프로파일(632)의 개구부만 계산하며, 후에 미들 프로파일(634) 및 클로징 프로파일(636)을 이들 프로파일을 사용하기 직전에 계산한다.

도6B 및 도6C에는, 유체의 방출량(610) 대 시간 및 밸브 변위(620) 대 시간이 각각 도시되어 있고,이는 도6에 도시한 유체 방출 프로파일(600)에 대응한다. 도6A-C에 도시한 바와 같이, 예시적 프로파일(600)에 따라 동작하는 유량 조절기는 밸브 변위(620)를 조정함으로써 오프닝 프로파일(632)에 따라 시간 L에서 유체를 방출하도록 개시한다. 유체의 방출량(610)이 도6B에서 약 15%(616으로 도시)일 때, 유량 조절기는 미들 프로파일(634)에 따라 시간 M에서 방출하도록 개시한다. 시간 N에서 유체의 방출량(610)이 도6B에서 약 80%(614로 도시)에 달할 때, 유량 조절기 는 유체 방출 프로파일(600)의 클로징 프로파일(636)에 따라 밸브 변위(620)를 조정함으로써 유체를 방출하도록 개시한다. 도B 및 C에 나타낸 바와 같이, 유체의 방출량(610)이 시간 O에서 양 설정 포인트(612)에 달할 때, 밸브 변위는 유체 방출 프로파일(600)과 일치하여 제로로 된다.

비록 예시적 유체 방출 프로파일(600)은 3개 구성의 프로파일을 참조하여 기술되었지만, 다른 실시예에 따른 방출 프로파일은 다른 양 및/또는 특징적 서브프로파일의 형상을 포함하는 것을 인식해야 하며, 이들은 예컨대 다른 제약 조건에 의해 별도로 결정될 수 있다.

도7에는 두 부분; 오프닝 프로파일(632) 및 클로징 프로파일(636)을 갖는 유체 방출 프로파일에 따른 유체의 특정량의 방출을 위해 유량 조절기(예컨대 유량 조절기 100)에 의해 행해지는 예시적 방법을 나타내는 플로우챠트가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 유량 조절기는 오프닝 프로파일에 따라 가변 밸브를 포화 위치(즉, 유량 센서가 포화되는 위치)로 개방하고 양 설정 포인트에 의해 지시되는 유체의 양의 특정 퍼센트가 방출될 때까지 유체를 방출한다. 특정 퍼센트가 방출되었을 때, 유량 조절기는 유체의 전체 특정량이 방출될 때까지 클로징 프로파일에 따라 유체를 방출한다. 유체의 다른 퍼센트가 임의로 특정될 수 있으나, 이 실시예에서는, 양 설정 포인트의 50%가 방출될 때 클로징 프로파일에 따라 가변 밸브를 닫도록 유량 조절기를 개시하는 것으로 한다.

도시된 바와 같이, 양 설정 포인트 지시기 및/또는 유체 방출 프로파일 제약 조건들이 수신되면(블럭 700), 유체 방출 프로파일은 오프닝 프로파일 및 클로징 프로파일을 포함하도록 계산된다(블럭 710). 도시된 바와 같이, 이 실시예에 있어서, 가변 밸브는 그의 초기 위치로 개방되고(블럭 720), 다음, 유체 흐름 측정(들)이 수신된다(블럭 730).

이 실시예에서, 유체의 방출량은, 유량 조절기가 클로징 프로파일로 전환되어야 할지를 결정하도록 유체 흐름 측정(들)에 기초하여 계산된다(블럭 740). 도시된 바와 같이, 계산된 방출량이 양 설정 포인트에 의해 지시된 유체의 특정량의 50% 미만일 때, 유체 측정(들)은 계속 수신되고 유체는 오프닝 프로파일에 따라 방출된다(블럭 730). 도시된 바와 같이, 방출량이 50%를 초과할 때, 유체 측정(들)이 수신되고 유체는 클로징 프로파일에 따라 방출된다(블럭 750).

도7에 나타낸 바와 같이, 이 실시예에서는 상기 측정(들)에 기초하여, 양 설정 포인트가 도달되었는지를 유량 조절기가 결정하고(블럭 760), 양 설정 포인트가 도달되었을 때, 유량 조절기는 가변 밸브를 닫는다(블럭 780). 많은 구체예에서, 유량 조절기는 도달되는 양 설정 포인트에 앞서 가변 밸브의 닫힘을 개시하여 밸브가 실제로 닫히는 시간만큼 특정량이 방출되도록 한다.

양 설정 포인트가 도달되지 않았을 경우, 필요하면, 유량 조절기는 유체 측정(들)에 기초하여 클로징 프로파일 또는 가변 밸브 위치로 조정을 행하고(블럭 770) 유량 조절기는 양 설정 포인트가 도달될 때까지 유량 조절기는 블럭 750, 760 및 770을 반복한다.

도8A 및 도8B를 참조하면, 유체의 방출량에 있어서의 벗어남에 응답하여 시간에 걸쳐 조정되는 예시적 유체 방출 프로파일(800)의 클로징부(클로징 프로파일 로도 후술함)을 나타내는 그래프 및 유체의 방출량(840)을 나타내는 그래프가 각각 도시되어 있다. 이 실시예에서, 유량 조절기는 완료 시간(828)에서 유체의 양의 방출을 완료하도록 프로그램되며, 도시된 바와 같이, 이 실시예의 클로징 프로파일은 제1의, 초기 클로징 프로파일(800)로부터 (제2 시간 824에서) 제2 클로징 프로파일로 변경된 다음, 다시 (제3 시간 826에서) 제3 클로징 프로파일(810)로 두번 변경되어 유체의 특정량(812)을 방출하도록 한다.

도8B에 나타낸 바와 같이, 이 실시예에 있어서 유체의 방출량(840)은 예컨대 초기 시간(822)에서 증가의 비율에 관해 신속히 증가한다. 유체 방출율에 있어서의 이와 같은 변경은 예컨대, 유체의 흐름의 압력의 변화를 포함한 각종 팩터로 인한 것으로 될 수도 있다. 도8B에 나타낸 바와 같이, 제2 시간(824)에서 계산된 유체의 최종 방출량의 프로젝션(842)은, 특정량(812)이 시간 제약을 위반하여 완료 시간(828) 전에 잘 도달된 것을 나타낸다. 따라서, 이 실시예에서, 초기 유체 방출 프로파일(800)은 프로젝션(842)에 응답하여, 제2 시간(824)에서 제2 클로징 프로파일(805)로 변경된 것을 나타내며, 이는 저속의 유체 방출에 해당한다.

도8B에 나타낸 바와 같이, 제2 클로징 프로파일(805)에 의해 유도된 저속의 방출에 응답하여, 제2 시간(824)과 제3 시간(826) 사이의 유체의 방출량의 증가는 비교적 평탄하다. 도8B에 있어서 제3 시간(826)에서 계산된 최종 방출량의 다른 프로젝션(844)은, 양 설정 포인트가 소정의 완료 시간(828) 후 불허용 시간(unacceptable time)에 잘 도달된 것을 나타낸다. 따라서, 도8A에 나타낸 바와 같이, 비교적 저속의 유체 방출에 영향을 미치는 제2 유체 방출 프로파일(805)로부 터 고속의 유체 방출에 영향을 미치기 위한 제3 클로징 프로파일(810)로의 변경이 행해져 소정 완료 시간(828)에서 유체의 특정량(812)을 방출하도록 한다.

클로징 프로파일에 대한 변경이 여러 실시예(예컨대, 도8A 및 8B를 참조하여 기술된 실시예들)에 대해 이루어졌지만, 다른 실시예에 있어서는, 유체 방출 프로파일(예컨대, 오프닝 프로파일 및/또는 미들 프로파일)의 다른 부분들이 조정된다. 또한, 어떤 실시예에서, 전체 유체 방출 프로파일 또는 유체 방출 프로파일의 전체 부분보다는 단일 지시기(예컨대, 밸브 설정 지시기) 및 유체 방출 프로파일로부터의 대응 시간이 변경된다. 또 다른 실시예에서, 유체 방출 프로파일의 변경은 유체의 방출시 임의의 포인트에서 수신되는 제약 조건들에 의해 트리거된다.

결론적으로, 본 발명은 무엇보다도, 유체의 특정량을 방출하도록 유체의 흐름을 조절하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 당업자들은 본 발명에 있어서 여러가지 변형 예 및 대체 예가 이루어질 수 있음을 용이하게 인식할 것이며, 상기 예를 실질적으로 달성하기 위한 사용 및 그의 구성은 본 명세서에서 기술된 실시예들에 의해 성취된다. 따라서, 본 발명은 기술된 예시적 형태들에 한정되지 않으며, 많은 변형예, 개조 및 대안적 구성은 특허청구범위에 기재된 발명의 관점 및 정신 내에 들어가는 것이다.

Claims

유체의 특정량을 방출하도록 유량 조절기에 의해 사용된 유체 방출 프로파일을 수신하되, 상기 유체 방출 프로파일은 분배 시간 창 및 복수의 설정 포인트를 포함하고, 복수의 설정 포인트로부터의 각 설정 포인트는 방출 시간 창 내의 시간에 있어서의 특정 순간과 연관되며,

상기 유량 조절기를 사용하여 유체 방출 프로파일에 따라 유체를 방출하되, 상기 복수의 설정 포인트로부터의 각 설정 포인트는 유량 조절기의 가변 밸브의 위치에 대응하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 방출 시간 창은 유량 조절기의 특성 또는 유체의 특정량의 적어도 하나에 기초하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 유체 방출 프로파일은 유체의 특정량 및 유량 조절기의 특성 또는 방출 시간 창의 적어도 하나에 기초하는, 방법.
제1항에 있어서, 유체의 방출량에 기초하여 유체 방출 프로파일을 변경(modify)하는 것을 더 포함하고, 상기 방출량은 유량 센서에 의해 측정되는 적어도 하나의 값을 사용하여 계산되고, 상기 적어도 하나의 값은 측정 시간에 대응하고, 상기 변경은 유체 방출 프로파일 내 복수의 설정 포인트로부터의 적어도 하나 의 설정 포인트를 변경하는 것을 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 유체의 특정량과 유체의 방출량 간의 차에 기초하여 유체 방출 프로파일을 변경하는 것을 더 포함하고, 상기 방출량은 유량 센서에 의해 측정되는 적어도 하나의 값을 사용하여 계산되고, 상기 적어도 하나의 값은 측정 시간에 대응하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 유체 방출 프로파일은 수학적 모델에 기초하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 유체 방출 프로파일은 오프닝 프로파일, 미들 프로파일 및 클로징 프로파일 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 특정량은 다수의 몰 및 질량 중 적어도 하나인, 방법.
제1항에 있어서, 열 흐름 센서로 유체의 흐름을 감지하는 것을 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 유체 방출 프로파일은 적어도 하나의 부분을 포함하고, 상기 적어도 하나의 부분은 수학적 모델에 기초하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 유체 방출 프로파일은 적어도 하나의 부분을 포함하고,

상기 방법은, 유체의 방출량에 기초하여 상기 적어도 하나의 부분을 변경하는 것을 더 포함하고, 상기 방출량은 유량 센서에 의해 측정된 적어도 하나의 값을 사용하여 계산되고, 상기 적어도 하나의 값은 방출 시간에 대응하고, 상기 방출 시간은 방출 시간 창 내의 시간인, 방법.
제1항에 있어서, 상기 유체 방출 프로파일은 적어도 하나의 부분을 포함하고,

상기 방법은, 유체의 방출량에 기초하여 상기 유체 방출 프로파일의 적어도 하나의 부분을 개시하는 것을 더 포함하고, 상기 방출량은 유량 센서에 의해 측정된 적어도 하나의 값을 사용하여 계산되고, 상기 적어도 하나의 값은 방출 시간에 대응하고, 상기 방출 시간은 방출 시간 창 내의 시간인, 방법.
유체의 특정량을 지시하는 양 지시기(quantity-indicator)의 수신에 응답하여 유체의 방출을 개시하도록 유량 조절기의 가변 위치 밸브의 위치를 닫힌 위치로부터 제1 위치로 변경하고;

상기 유체의 특정량이 방출될 때까지 제1 위치로부터 가변 위치 밸브의 위치를 조정하고, 상기 위치는 유체의 특정량이 방출될 때 닫힌 위치이고, 상기 조정은 흐름 지시기 및 유체 방출 프로파일에 기초하고, 상기 흐름 지시기는 유체의 흐름 을 나타내는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 제1 위치는 유체의 특정량에 기초하는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 제1 위치는 가변 위치 밸브와 조합되는 센서를 포화시키는 가변 위치 밸브의 위치인, 방법.
제13항에 있어서, 상기 조정은 유체의 방출량에 기초하여 조정하는 것을 포함하고, 상기 유체의 방출량은 흐름 지시기에 기초하여 결정되는, 방법.
제13항에 있어서, 상기 유체 방출 프로파일은 유체의 특정량 및 특정 방출 시간 창의 적어도 하나에 기초하는, 방법.
제13항에 있어서, 흐름 지시기, 유체의 방출량, 방출 시간, 방출 시간 창 및 유체의 특정량 중 적어도 하나에 기초하여 유체 방출 프로파일을 변경하는 것을 더 포함하고, 상기 방출 시간은 방출 시간 창 내의 시간인, 방법.
제13항에 있어서, 상기 유체의 특정량과 유체의 방출량 간의 차에 기초하여 유체 방출 프로파일을 변경하는 것을 더 포함하고, 상기 방출량은 흐름 지시기를 사용하여 계산되는, 방법.
방출 시간 창에 걸쳐 가변 밸브에 대한 밸브 위치를 한정하는 유체 방출 프로파일을 저장하도록 구성된 메모리; 및

유체의 유속의 지시 및 유체의 특정량에 대한 요구를 수신하도록 구성되는 프로세서를 포함하고, 상기 요구 및 유속의 지시에 응답하여, 상기 지시기는, 방출 시간 창 동안 유체의 특정량을 방출하도록 유속과 유체 방출 프로파일에 따라 가변 밸브를 조절하도록 구성되는, 유체 방출 장치.
제20항에 있어서, 유체의 유속을 변조하도록 구성된 가변 밸브를 포함하는, 방법.
제20항에 있어서, 프로세서에 유속의 지시를 제공하도록 구성된 유량 센서를 포함하는, 방법.
제20항에 있어서, 상기 프로세서는 유속의 지시를 사용하여, 유체의 방출량을 계산하도록 구성되고, 상기 프로세서는 유체의 방출량에 응답하여 유체 방출 프로파일을 변경하도록 구성되는, 방법.
제20항에 있어서, 상기 프로세서는 유속의 지시, 유체의 특정량 또는 방출 시간 창 중 적어도 하나에 기초하여 유체 방출 프로파일을 변경하도록 구성되는, 방법.
제20항에 있어서, 온도 지시기를 보내도록 구성된 온도 센서 및 압력 지시기를 보내도록 구성된 압력 트랜스듀서의 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 프로세서는 가변 밸브를 제어하기 위해 온도 지시기 또는 압력 지시기 중 적어도 하나를 사용하는, 방법.
제20항에 있어서, 온도 지시기를 보내도록 구성된 온도 센서 및 압력 지시기를 보내도록 구성된 압력 트랜스듀서의 적어도 하나를 더 포함하고, 상기 프로세서는 유체 방출 프로파일을 변경하기 위해 온도 지시기 또는 압력 지시기의 적어도 하나를 사용하는, 방법.