KR20220012874A

KR20220012874A - 덕트로부터 유체를 샘플링하기 위한 덕트 프로브를 갖는 덕트 센서 및 작동 방법

Info

Publication number: KR20220012874A
Application number: KR1020217040958A
Authority: KR
Inventors: 니콜라스 모엘러; 마크 호눙; 스테판 띨레; 패트릭 라이덴베르거; 스테판 코스트너
Original assignee: 센시리온 에이지
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2022-02-04
Also published as: US11965807B2; US20220221380A1; WO2020239515A1; EP3546955A2; EP3546955A3; EP3546955B1; CN113874734A

Abstract

덕트(10) 내의 주 유체 유동(Fm)으로부터 유체를 샘플링하기 위한 덕트 프로브(probe)(20)는 기다란 공급 채널(21) 및 기다란 배출 채널(22)을 규정한다. 공급 채널(21)은 부분 유동(Fp)을 주 유체 유동(Fm)으로부터 공급 채널(21) 안으로 방향 전환시키기 위한 적어도 하나의 유입 개구(23)를 가지며, 배출 채널은, 부분 유동이 환경 센서(30)를 지난 후에 그 부분 유동을 배출 채널로부터 주 유체 유동 안으로 복귀시키기 위한 적어도 하나의 유출 개구를 갖는다. 덕트 프로브는, 공급 채널과 배출 채널의 폐쇄 단부와 개방 단부 사이에 위치되는 영역에서 공급 채널과 배출 채널을 연결하는 적어도 하나의 보상 개구(26)를 더 포함한다. 보상 개구(26)의 존재로, 젯트 유동(Fj)이 생성되고, 이 젯트 유동은, 덕트 프로브가 주 유체 유동(Fm)에 노출될 때 공급 채널과 배출 채널 사이의 압력차를 줄이는 작용을 한다.

Description

덕트로부터 유체를 샘플링하기 위한 덕트 프로브를 갖는 덕트 센서 및 작동 방법

본 발명은 덕트 내의 주 유체 유동으로부터 유체를 샘플링하기 위한 덕트 프로브, 이러한 덕트 프로브를 구비하는 덕트 센서, 및 이러한 덕트 센서를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

종래 기술에, 덕트 내의 주 유체 유동으로부터 부분 유동을 방향 전환시키고, 이 부분 유동을 덕트 외부에 배치되어 있는 감지 요소에 전달하며 그리고 부분 유동이 감지 요소를 지난 후에 그 부분 유동을 덕트에 복귀시키기 위한 덕트 프로브가 알려져 있다. 덕트 프로브는 전형적으로 관 형상을 가지며, 덕트 내의 주 유체 유동에 수직으로 연장되어 있는 길이 방향 축선을 규정한다. 덕트 프로브는 2개의 채널, 즉 덕트로부터 부분 유동을 그 덕트 외부의 감지 요소에 전달하기 위한 공급 채널, 및 부분 유동을 감지 요소로부터 다시 덕트에 복귀시키기 위한 배출 채널을 규정한다. 공급 채널과 배출 채널 각각은, 전형적으로, 덕트의 내부에 있는 단부에서 폐쇄되고, 그리고 덕트의 외부에 있는 다른 단부에서는 개방되어 있다. 개방 단부는 감지 요소와 유체 연통한다. 덕트로부터 부분 유동을 공급 채널 안으로 방향 전환시키기 위해, 하나 이상의 유입 개구가 공급 채널의 벽에 제공되어 있다. 종종, 하지만 필요한 것은 아니지만, 이들 유입 개구는 덕트 내의 유체 유동과 대향한다. 유사하게, 부분 유동을 주 유체 유동에 복귀시키기 위해, 하나 이상의 유출 개구가 배출 채널의 벽에 제공되어 있다.

다양한 형상과 구성의 덕트 프로브의 예가 US 2006/0027353 A1, US 2008/0257011 A1, US 2013/0160571 A1, US 2013/0255357 A1, EP 2 835 592 A1, 및 DE 10 2014 010 719 A1에 개시되어 있다.

작동시에, 덕트 프로브는, 주 유체 유동이 측방에서 덕트 프로브에 부딪히고 그 덕트 프로브 주위를 지나도록 덕트에 배치된다. 주 유체 유동의 결과적인 편향에 의해, 일반적으로, 베르누이/벤튜리 효과로 인해 유입 개구에서 양의 배압이 생기고 또한 유출 개구에서는 음의 압력이 생기게 된다. 그리하여, 공급 채널과 배출 채널 사이에 압력차가 생기게 되며, 이 압력차의 크기는 덕트 내의 주 유체 유동의 유량에 의존한다. 그리고 이 압력차에 의해, 덕트 프로브를 통과하는 부분 유동이 일어나고, 그 부분 유동의 유량은 주 유체 유동의 유량에 크게 의존한다.

어떤 용례에서, 공급 채널과 배출 채널 사이의 압력차 또는 적어도 주 유체 유동의 유량에 대한 그의 의존성을 최소화하는 것이 바람직하다. 이는, 특히, 감지 요소가 입자 계수기를 구현하는 경우에 그러한데, 왜냐하면, 부분 유동의 유량이 변화는 단위 시간당 미립자 센서를 통과하는 입자의 수의 바람직하지 않은 변동을 불가피하게 야기하기 때문이다. 그러므로, 유입 개구와 유출 개구 사이의 압력차의 변화를 최소로 유지하는 것이 바람직할 수 있다.

US 2005/0097947 A1에는 공기 입구로부터 공기 출구까지 연장되어 있는 제 1 통로를 형성하는 덕트 프로브가 개시되어 있다. 제 2 통로가 분로 판 주위에 연장되어 있어 제 1 통로의 우회로를 형성한다. 제 2 통로를 통과하는 공기의 유동 속도 또는 유량을 측정하기 위한 공기 유동 측정 요소가 제 2 통로에 배치된다. 덕트 프로브에 들어가는 공기 유동이 먼지 또는 액체를 포함하면, 그 먼지 또는 액체는 제 1 통로를 통과하고, 제 2 통로에 들어가는 것은 방지된다. 그리하여, 먼지 또는 입자가 제 2 통로에 있는 공기 유동 측정 장치를 오염시키는 것이 방지된다. 일 실시 형태에서, 제 1 통로와 제 2 통로의 만나는 지점에 단차부가 형성되어 있어, 거기서 제 1 통로의 단면이 증가된다. 결과적으로, 공기 유동에 포함되어 있는 먼지 또는 액체가 그 단차부에 일시적으로 잡히게 된다. 다른 실시 형태에서, 분로 판은, 제 1 통로 안으로 돌출하고 공기 출구 쪽으로 경사져 있는 경사부를 갖는다. 또 다른 실시 형태에서, 분로 판은, 제 1 통로 안으로 돌출하고 공기 입구 쪽으로 경사져 있는 경사부를 갖는다. 경사부는 관통 구멍을 갖는다.

EP 3 258 241 A2에는, 유동 입구와 유동 출구 사이에 연장되어 있는 유동 채널, 방사선 발생원, 및 방사선 검출기를 포함하는 미립자 센서가 개시되어 있다. 방사선 발생원, 방사선 검출기 또는 그의 근처에 있는 채널 벽 상으로의 미립자 침전을 감소시키기 위한 유동 변경 장치가 제공된다.

본 발명의 목적은, 주 유체 유동의 존재 하에서 공급 채널과 배출 채널 사이의 감소된 압력차 및/또는 주 유체 유동의 유량에 대한 그 압력차의 감소된 의존성을 나타내는 덕트 프로브를 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 1의 덕트 프로브로 달성된다. 본 발명의 추가 실시 형태는 종속 청구항에 기재되어 있다.

따라서, 덕트 내의 주 유체 유동으로부터 유체를 샘플링하기 위한 덕트 프로브(probe)가 제공된다. 덕트 프로브는 기다란 공급 채널 및 기다란 배출 채널을 규정하고, 공급 채널과 배출 채널은 실질적으로 덕트 프로브의 길이 방향 축선을 따라 연장되어 있다. 작동시에, 덕트 프로브의 길이 방향 축선은 유리하게 주 유체 유동을 가로질러, 바람직하게는 주 유체 유동에 수직하게 연장된다. 공급 채널과 배출 채널 각각은 폐쇄 단부와 개방 단부를 가지며, 개방 단부는 환경 센서에 직접 또는 간접적으로 연결되도록 구성되어 있다. 공급 채널은 부분 유동을 주 유체 유동으로부터 공급 채널 안으로 방향 전환시키기 위한 적어도 하나의 유입 개구(바람직하게는 공급 채널의 측방 주변 표면에 형성됨("측방" 이라는 용어는 덕트 프로브의 길이 방향 축선에 대해 사용됨))를 갖는다. 마찬가지로, 배출 채널은, 부분 유동이 환경 센서를 지난 후에 그 부분 유동을 배출 채널로부터 주 유체 유동 안으로 복귀시키기 위한 적어도 하나의 유출 개구(바람직하게는 배출 채널의 측방 주변 표면에 형성됨)를 갖는다. 본 발명에 따르면, 덕트 프로브는, 덕트 프로브가 주 유체 유동에 노출될 때 공급 채널과 배출 채널 사이의 압력차를 줄이기 위해 공급 채널과 배출 채널의 폐쇄 단부와 개방 단부 사이에 위치되는 영역에서 공급 채널과 배출 채널을 연결하는 적어도 하나의 보상 채널을 포함한다.

유입 개구와 보상 채널은 유입 개구를 통과하는 젯트 유동을 일으키도록 배치되고 크기 결정되며, 그 젯트 유동은 보상 채널 쪽으로 향한다. 젯트 유동은, 덕트 프로브가 주 유체 유동에 노출될 때 발생되며, 주 유체 유동의 일부분이 유입 개구를 통해 공급 채널에 들어가도록 유입 개구는 주 유동과 대향하거나 어떤 다른 식으로 주 유동에 대해 배향된다. 유입 개구를 통과하는 주 유체 유동의 일부분이 가속되어 젯트 유동을 형성하게 된다. 젯트 유동은 보상 채널을 통과할 때 감속된다. 다시 말해, 젯트 유동의 최대 유동 속도는 보상 채널의 상류에서(즉, 공급 채널 측에서) 보상 채널의 하류에서(즉, 배출 채널 측에서) 보다 더 높다. 감속으로 인해, 보상 채널의 상류측과 하류측 사이에 음의 압력차가 생기게 되는데, 이 압력차는 유입 개구에서의 배압 및 유출 개구에서의 베르누이/벤튜리 효과로 인한 음의 압력으로 인한 양의 압력차를 억제한다. 유입 개구와 보상 채널의 치수를 적절히 선택함으로써, 공급 채널과 배출 채널 사이의 결과적인 압력차의 값과 주 유체 유동의 유량에 대한 그의 의존성 둘 모두가 크게 감소되는 정도로 음의 얍력차가 양의 압력차를 보상하도록 젯트 유동이 조정될 수 있다.

젯트 유동이 보상 채널 쪽으로 향하는 것을 보장하기 위해, 유입 개구와 보상 채널은 바람직하게는 공통 젯트 축선을 따라 정렬된다. 젯트 축선은 바람직하게는 덕트 프로브의 길이 방향 축선을 가로질러, 바람직하게는 길이 방향 축선에 수직하게 연장되어 있다. 사용시에, 젯트 축선은 유리하게 주 유체 유동의 방향을 따라 배치될 수 있다. 어떤 실시 형태에서, 유출 개구도 동일한 젯트 축선을 따라 배치된다. 이로써 덕트 프로브의 제조가 간단하게 될 수 있다.

젯트 유동이 보상 채널을 통과할 때 그 젯트 유동을 감속시키기 위해, 보상 채널의 자유 단면적은 유입 개구의 자유 단면적 보다 큰 것이 바람직하다. 추가로, 유출 개구에서 과도한 유동 저항을 피하기 위해 유출 개구는 보상 채널의 자유 단면적 보다 크거나 같은 자유 단면적을 갖는 것이 바람직하다.

특히, 유입 개구와 보상 채널은 원형 단면 형상을 갖는 다고 가정하면, 유입 개구에 대해 제 1 기하학적 직경(D1)이 정의될 수 있고, 보상 개구에 대해 제 2 기하학적 직경(D2)이 정의될 수 있다. 또한, 유입 개구의 하류 단부와 보상 개구의 상류 단부가 거리(W)로 서로 이격되어 있다고 가정하면, 개구 각도(α)가 다음의 식으로 정의될 수 있다:

개구 각도에 대한 위의 정의는, 유입 개구와 보상 채널의 기하학적 직경(D1, D2)을 그의 대응하는 수력학적 직경으로 대체함으로써, 유입 개구와 보상 채널이 원형 단면 형상을 갖지 않는 경우로도 쉽게 일반화될 수 있고, 개구 또는 채널의 수력학적 직경(D)은 D = 4A/P로 정의되며, 여기서 A는 단면적이고 P는 개구/채널의 둘레 길이이다. 원형 단면의 경우에, 수력학적 직경은 기하학적 직경과 동일하다. 이렇게 정의된 개구 각도는 2°내지 4°인 것이 바람직하다. 이러한 지견은, 적어도 각 개구 또는 채널의 종횡비가 너무 크지 않은 한, 유입 개구와 보상 채널의 정확한 단면 형상에 대해 독립적이다. 본 개시와 관련하여, "종횡비" 라는 용어는, 개구 또는 채널의 클리어 단면의 최장 직경 치수와 최단 직경 치수 사이의 비에 관한 것이고, "직경 치수" 라는 용어는, 클리어 단면의 주변의 양측에 있는 두 점 사이의 거리에 관한 것이며, 이들 점을 지나는 직선은 그 클리어 단면의 기하학적 중심(도심(centroid))을 통과한다. 예컨대, "종횡비" 라는 용어에 대한 이 정의 하에서, 원의 종횡비는 1:1 이고, 정사각형의 경우에 종횡비는

이다. 특히, 2°내지 4°의 개구 각도의 위에서 언급된 바람직한 범위는 적어도 종횡비가 대략 2.5:1 미만인 경우에, 예컨대, 장변과 단변 사이의 비가 약 2.5:1 미만인 직사각형, 높이에 대한 평균 길이의 비가 약 1:2 내지 약 2:1인 사다리꼴, 장축과 단축 사이의 비가 2.5:1 미만인 타원에 대해 유효한 것으로 기대된다. 이상적으로, 유입 개구와 보상 채널의 단면적은, 젯트 축선을 따른 투영에서 볼 때 보상 채널의 단면적이 유입 개구의 단면적을 완전히 덮도록 선택되고 배향된다. 더 큰 종횡비의 경우에, 상이한 개구 각도가 최적일 수 있다.

어떤 실시 형태에서, 보상 채널은 공급 채널과 배출 채널 둘 모두에 공통적인 분리 벽에 있는 보상 개구로 형성된다. 특히, 덕트 프로브는 관 형상, 바람직하게는 원통형을 가질 수 있고, 덕트 프로브 내부의 배출 채널과 공급 채널을 서로 분리하는 곧은 평평한 분리 벽을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 보상 채널은 다른 방식으로 형성될 수 있는데, 예컨대, 공급 채널과 배출 채널이 개별적인 관으로 형성되는 경우 공급 채널과 배출 채널 사이의 짧은 파이프로 형성될 수 있다.

덕트 프로브는 완전한 덕트 센서를 형성하기 위해 환경 센서로 보충될 수 있다. 환경 센서는 측정 채널 및 이 측정 채널의 내부에 또는 그에 인접하여 배치되는 감지 요소를 포함하고, 측정 채널은 덕트 프로브의 공급 채널과 배출 채널의 개방 단부에 직접 또는 간접적으로 연결된다. 이렇게 해서, 유입 개구를 통해 공급 채널에 들어가는 부분 유동은 공급 채널을 통해 측정 채널 안으로 유입하고, 감지 요소를 지나며 그리고 측정 채널로부터 배출 채널을 통해 유출 개구 안으로 유입하게 된다. 덕트 프로브와 환경 센서 사이의 연결은 예컨대 환경 센서의 센서 하우징에 직접 장착함으로써 직접적으로 이루어질 수 있거나, 또는 예컨대 강성적인 또는 가요적인 관을 통해 간접적으로 이루어질 수 있다.

특히, 환경 센서는 미립자 센서일 수 있다. 정해진 유량에서 부분 유동을 생성하기 위해, 환경 센서는 팬을 포함할 수 있다.

그러한 덕트 센서를 작동시키는 방법은,

덕트 프로브를 덕트에 배치하는 단계 - 덕트 프로브의 길이 방향 축선은 덕트의 주 유동 방향을 가로질러 연장되어 있음 -;

주 유동 방향을 따라 덕트를 통과하는 주 유체 유동을 발생시켜, 유입 개구를 통과하여 보상 채널 쪽으로 가는 젯트 유동을 일으키는 단계; 및

부분 유동을 유입 개구로부터 공급 채널 안으로 방향 전환시키고, 부분 유동을 측정 채널을 통해 감지 요소를 지나가게 하며 그리고 부분 유동을 배출 채널을 통해 유출 개구에 보내는 단계를 포함한다.

특히, 덕트 센서는, 공급 채널과 배출 채널 사이의 압력차를 효율적으로 줄이기 위해, 젯트 유동이 보상 채널을 통과할 때 감속되는, 즉 젯트 유동이 보상 채널의 상류에서 보상 채널의 하류에서 보다 더 높은 최대 속도를 갖는 조건 하에서 작동된다. 젯트 유동은 유입 개구를 통과하는 유체를 가속시켜 발생된다. 구체적으로, 젯트 유동은, 유리하게, 유입 개구의 하류 및 보상 채널의 상류에 있는 공급 채널에서, 덕트 프로브가 없는 경우에 존재할 동일한 위치에서의 주 유체 유동의 평균 속도를 초과하는 최대 속도를 갖는다.

유리하게, 주 유체 유동의 유체는 압축성 유체이다. 바람직하게는, 유체는 가스, 특히, 공기 또는 에어로졸, 즉 공기와 같은 기체 중에 있는 미세한 고체 입자 또는 액적의 현탁물이다.

이미 논의한 바와 같이, 환경 센서는 미립자 센서일 수 있고, 본 방법은 그 미립자 센서를 사용하여 부분 유동에서의 입자 농도 및/또는 크기 분포를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 환경 센서는 부분 유동의 적어도 하나의 특성을 결정하기 위한 다른 종류의 센서, 예컨대, 부분 유동 내의 하나 이상의 피분석물 가스의 조성 및/또는 농도를 결정하기 위한 가스 센서, 습도 센서, 온도 센서 등일 수 있다.

환경 센서는 팬을 포함할 수 있고, 본 방법은 그 팬을 사용하여 부분 유동을 지속시키는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명할 것이며, 그 도면은 본 발명의 현재 바람직한 실시 형태를 도시하기 위한 것이며 본 발명을 한정하기 위한 목적은 없다.
도 1은 종래 기술에 따른 덕트 프로브를 포함하는 덕트 센서의 종단면도를 매우 개략적으로 나타낸다.
도 2는 도 1의 덕트 프로브의 내부와 외부에서의 시뮬레이션된 압력 분포를 도시하는 2차원 선도를 나타낸다.
도 3은 덕트 내의 주 유체 유동의 유동 속도의 함수로 도 1의 덕트 프로브의 공급 채널과 배출 채널 사이의 압력차를 도시하는 선도를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 덕트 프로브를 포함하는 덕트 센서의 종단면도를 매우 개략적으로 나타낸다.
도 5는 유입 개구, 보상 개구 및 유출 개구의 상대 크기를 도시하는 선도이다.
도 6은 도 4의 덕트 프로브의 내부와 외부에서의 시뮬레이션된 압력 분포를 도시하는 2차원 선도를 나타낸다.
도 7은 덕트 내의 주 유체 유동의 유동 속도의 함수로 도 4의 덕트 프로브의 공급 채널과 배출 채널 사이의 압력차를 도시하는 선도를 나타낸다.
도 8은 서로 다른 크기를 갖는 2개의 유입 개구 및 2개의 관련된 보상 개구를 갖는 덕트 프로브의 일부분의 정면도를 매우 개략적으로 나타낸다.
도 9는 슬릿형 유입 개구 및 관련된 슬릿형 보상 개구를 갖는 덕트 프로브의 일부분의 정면도를 매우 개략적으로 나타낸다.
도 10은 원통 형상 및 덕트 프로브의 내부를 공급 채널과 배출 채널로 분리하는 분리 벽을 갖는 덕트 프로브의 단면도를 매우 개략적으로 나타낸다.
도 11은 타원형 외측 경계부 및 내부에 있는 2개의 개별적인 관을 갖는 덕트 프로브의 단면도를 매우 개략적으로 나타내고, 그 관들은 공급 채널과 배출 채널을 형성한다.

도 1은 종래 기술에 따른 덕트 프로브(20)를 포함하는 덕트 센서를 매우 개략적으로 그리고 축척에 따르지 않고 도시한 것이다.

환경 센서(30)는 센서 하우징(32)에 수용되는 센서 요소(31)를 포함한다. 센서 하우징(32)은 측정 채널(33)을 규정하고, 센서 요소(31)는 측정 채널(33)에 또는 그에 인접하여 배치된다.

환경 센서(30)는, 주 유체 유동(Fm)을 전달하는 덕트(10)의 외부에 배치된다. 이 덕트(10)는 덕트 벽(11)에 의해 경계가 정해진다. 기다란 덕트 프로브(20)가 센서 하우징(32)으로부터 덕트 벽(11)의 프로브 개구를 통해 덕트(10)의 내부 안으로 연장되어 있다. 덕트 프로브(20)는 주 유체 유동(Fm)에 수직하게 연장되어 있는 길이 방향 축선(L)을 규정한다. 덕트 프로브(20)의 내부에서 2개의 평행한 채널, 즉 공급 채널(21)과 배출 채널(22)이 길이 방향 축선(L)을 따라 연장되어 있다. 이들 채널은 분리 벽(25)에 의해 분리되어 있다. 각 채널은 덕트(10)의 내부에 위치되는 그의 각각의 단부에서 폐쇄되어 있고, 덕트(10) 외부의 환경 센서(30)에 연결되는 그의 각각의 단부에서는 개방되어 있다. 측방 유입 개구(23)가 주 유체 유동(Fm)과 대향하면서 공급 채널(21)의 원주 방향 측벽에 존재한다. 배출 채널(22)의 원주 방향 측벽에는 측방 유출 개구(24)가 존재한다. 유출 개구(24)는 주 유체 유동(Fm)으로부터 멀어지는 방향을 향하면서 그 주 유체 유동(Fm)에 대해 유입 개구(23)의 하류에 배치된다.

공급 채널(21)은 그의 개방 단부에서 측정 채널(33) 안으로 개방되어 있다. 측정 채널(33)은 배출 채널(22) 안으로 개방되어 있다. 측정 채널(33)은 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 유일한 연결부를 형성한다. 특히, 공급 채널(21)과 배출 채널(22)은 그의 폐쇄 단부와 개방 단부 사이에서 덕트 프로브(20)의 길이를 따른 어느 곳에서도 연결되어 있지 않은데, 즉 분리 벽(25)은 어떤 개구도 갖지 않는다.

작동시에, 덕트(10) 내의 주 유체 유동(Fm)은 측방에서 덕트 프로브에 부딪히게 된다. 벤튜리/베르누이 효과로 인해 주 유체 유동(Fm)은 유입 개구(23)에서 양의 배압을 생성하고 유출 개구(24)에서는 음의 압력을 생성하게 된다. 유입 개구(23)와 유출 개구(25) 사이의 결과적인 압력차는 주 유체 유동(Fm)의 유량에 의존한다.

압력차의 결과로, 덕트 센서를 통과하는 부분 유동(Fp)이 생성된다. 이 부분 유동은 유입 개구(23)를 통해 공급 채널(21)에 들어간다. 부분 유동(Fp)은, 유출 개구(24)에서 덕트 프로브(20)를 떠나기 전에, 공급 채널(21)을 통해 위쪽으로 흘러 측정 채널(33) 안으로 들어가고 센서 요소(31)를 지나 배출 채널(22)을 통해 아래쪽으로 가게 된다. 센서 요소(31)는 부분 유동(Fp)의 하나 이상의 특성을 검출한다. 부분 유동(Fp)의 유량은 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 압력차에 크게 의존하며, 그리고 이 압력차는 주 유체 유동(Fm)의 유량에 크게 의존한다.

도 2는 덕트 프로브(10) 내부와 외부에서의 시뮬레이션된 압력 분포를 도시한다. 이 도에 나타나 있는 데이터는 소프트웨어 COMSOL Multiphysics, Version 5.4를 사용하여 유체 역학의 수치적 시뮬레이션을 통해 생성되었다. 그 시뮬레이션에서 다음과 같은 가정이 이루어졌다. 덕트(10)는 120 mm의 클리어 폭 및 100 mm의 높이를 갖는 정사각형 단면을 갖는다. 덕트 프로브(20)는 15 mm의 외경 및 1.5 mm의 벽 두께를 갖는 원형 단면을 갖는다. 덕트 프로브 내부에는, 1.5 mm 두께의 곧고 평평한 분리 벽(25)이 공급 채널(21)과 배출 채널(22)을 서로 분리한다. 덕트 내부에서 연장되어 있는 덕트 프로브(20)의 일부분의 길이는 50 mn 이다. 유입 개구(23)는 2.0 mm의 직경을 갖는 원 형상을 갖는다. 그의 중심은 덕트 벽으로부터 30 mm의 거리에 있다. 마찬가지로, 유출 개구(24)는 2.0 mm의 직경을 갖는 원 형상을 가지며, 그의 중심은 덕트 벽으로부터 30 mm의 거리에 있다. 시뮬레이션에 사용되는 유체는 표준 조건(1013 hPa, 20℃)에서 공기였다. 덕트의 입구에서 12 m/s의 유동 속도를 갖는 균질한 유동 속도 분포를 갖는 주 유체 유동(Fm)이 사용되었다. k-입실론 난류 모델이 사용되었다. 환경 센서의 유동 저항은 본질적으로 무한하여 부분 유동(Fp)의 유량은 무시 가능하다고 가정하였다.

도 2의 시뮬레이션 결과는 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 상당한 압력차(dp)의 존재를 나타낸다.

시뮬레이션은 주 유체 유동(Fm)의 상이한 유량에 대해 반복되었고, 덕트 입구에서의 유동 속도는 0 내지 12 m/s 이었다. 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 압력차(dp)는 덕트(10)에서의 주 유체 유동(Fm)의 유동 속도(v)에 크게 의존하고 있어, 유동 속도의 증가에 따라 연속적으로 그리고 단조적으로 상승하며 대략 이차 함수를 따른다. 6 m/s의 유동 속도에서, 압력차는 대략 32 Pa 이다. 12 m/s의 유동 속도에서, 압력차는 거의 130 Pa 이다.

주 유체 유동(Fm)의 유량에 대한 압력차의 그러한 큰 의존성은 바람직하지 않을 수 있다. 이는, 특히, 환경 센서(30)가 주 유체 유동 내의 미립자의 농도 및/또는 크기 분포를 결정하기 위한 미립자 센서인 용례의 경우에 그러하다. 잘 알려져 있는 종류의 미립자 센서는 방사선 발생원과 방사선 검출기를 포함하는 입자 계수기로서 작용한다. 방사선 발생원(전형적으로 레이저)은 측정 영역에서 방사선을 생성한다. 그 방사선은 측정 영역에 들어가는 입자에 의해 산란된다. 방사선 검출기(전형적으로 광검출기)는 개별 입자로부터의 단일 산란 이벤트를 기록한다. 산란 이벤트의 빈도 및 측정 영역을 통과하는 유량으로부터, 입자의 수 농도가 유추될 수 있다. 각 산란 이벤트의 세기로부터, 각 입자의 크기가 유추될 수 있다. 두 양을 조합하여, 입자의 질량 농도에 대한 척도가 얻어질 수 있다. 유량은 수 밀도의 결정에 참여하므로, 환경 센서(30)를 통과하는 유량을 면밀하게 제어하는 것이 바람직하다. 그러나, 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 상당한 그리고 크게 변하는 압력차의 존재는 이 유량의 제어를 어렵게 한다.

도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 덕트 센서를 매우 개략적으로 그리고 축척에 따르지 않고 도시한 것이다. 덕트 센서의 일반적인 구성은 도 1의 종래 기술 덕트 센서와 유사하다. 여기서도, 덕트 센서는 환경 센서(30)를 포함하고, 이 환경 센서는 센서 요소(31) 및 부분 유동(Fp)을 위한 측정 채널(33)을 규정하는 센서 하우징(32)을 포함한다. 본 예에서, 환경 센서(30)는 측정 채널(33)을 통과하는 부분 유동(Fp)을 적극적으로 지속시키기 위한 팬(34)을 더 포함한다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 그 팬은 생략될 수 있다. 더욱이, 본 예에서, 센서 요소(31)는 부분 유동(Fp)이 센서 요소(31)를 통과하도록 측정 채널(33)에 배치된다. 그러나, 다른 실시 형태에서, 센서 요소(31)는, 도 1의 실시 형태에서 처럼, 부분 유동이 센서 요소(31)에 걸쳐 흐르도록 측정 채널(33)에 인접하여 배치될 수 있다.

도 1의 종래 기술 실시 형태에서 처럼, 공급 채널(21)과 배출 채널(22)은 그의 길이 방향 축선(L)을 따라 덕트 프로브(20) 내부에 연장되어 있고, 그 채널들은 서로 평행하고, 또한 곧고 평평한 기다란 분리 벽(25)에 의해 분리되어 있다. 도 1의 종래 기술 실시 형태에서 처럼, 각 채널은 덕트(10) 내부에 위치되는 그의 각각의 단부에서 폐쇄되어 있고, 반면에 각 채널은 덕트(10)의 외부에 있는 센서 하우징(30)에 연결되어 있는 각각의 단부에서는 개방되어 있다. 도 1의 종래 기술 실시 형태에서 처럼, 측방 유입 개구(23)가 주 유체 유동(Fm)과 대향하면서 공급 채널(21)의 원주 방향 측벽에 존재하고, 유입 개구(23)의 하류에 있는 배출 채널(22)의 원주 방향 측벽에는 측방 유출 개구(24)가 존재한다.

도 1의 종래 기술 실시 형태와는 대조적으로, 보상 채널(26)이 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이에서 이들 채널의 각각의 폐쇄 단부와 개방 단부 사이의 영역에 존재한다. 보상 채널(26)은 공급 채널(21)과 배출 채널(22)을 서로 분리하는 분리 벽(25)에 있는 보상 개구로 형성된다. 유입 개구(23)와 보상 채널(26)은 공통 젯트 축선을 따라 정렬되어 있다. 이 젯트 축선은 주 유체 유동(Fm)의 유동 방향을 따라 덕트 프로브의 길이 방향 축선(L)에 수직하게 연장되어 있다. 본 예에서, 유출 개구(24)도 젯트 축선과 정렬되어 있다.

보상 채널(26)의 존재로 인해, 유입 개구(23)를 통과하는 젯트 유동(Fj)이 생성되며, 이 젯트 유동은 보상 채널(26) 쪽으로 향한다. 젯트 유동은 보상 채널(26)을 통과할 때 감속되어, 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이에 음의 압력차가 생기게 된다. 이 음의 압력차는, 주 유체 유동(Fm)이 덕트 프로브(20)에 부딪혀 그 주위로 편향될 때 그 주 유체 유동에 의해 야기되는 양의 압력차를 억제한다. 그리하여, 젯트 유동(Fj)은 보상 채널(26)이 없는 경우에 존재할 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 압력차를 줄이는 작용을 한다. 동시에, 젯트 유동(Fj)은 주 유체 유동(Fm)의 유량에 대한 이 압력차의 의존성을 줄여 준다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같은 덕트 프로브의 내부 및 그 주위에서의 예상 속도 분포를 결정하기 위한 시뮬레이션이 수행되었다. 도 2와 관련하여 전술한 바와 동일한 가정이 그 시뮬레이션에서 이루어졌다. 시뮬레이션에 의하면, 젯트 유동(Fj)은 유입 개구(23)를 통과할 때 상당히 가속되고 보상 채널(26)을 통과할 때에는 다시 감속된다. 젯트 유동(Fj)의 최대 유동 속도는 보상 채널(26)의 상류에 있는 공급 채널(21)에서, 보상 채널(26)의 하류에 있는 배출 채널(22)에서 보다 훨씬 더 컸다. 젯트 유동(Fj)의 최대 유동 속도는, 또한, 덕트 프로브가 없는 경우에 그리고 덕트를 통과하는 동일한 총 유량에서 동일한 위치에 존재할 주 유체 유동(Fm)의 평균 유동 속도 보다 상당히 더 컸다.

젯트 유동(Fj)의 유동 속도가 보상 채널(26)의 상류측에서 그의 하류측에서 보다 더 큰 것을 보장하기 위해, 보상 채널(26)의 단면적은 유입 개구(23)의 단면적 보다 유리하게 더 크게 되어 있다. 추가로, 유출 개구가 과도한 유동 저항을 갖는 병목을 형성하는 것을 피하기 위해, 유출 개구(24)의 단면적은 보상 채널(26)의 단면적 보다 유리하게 크거나 그와 같다. 이는 도 5에서 예로 도시되어 있다. 이 예에서, 유입 개구(23), 보상 채널(26) 및 유출 개구(24)는 원형을 갖는 다고 가정한다. 유입 개구(23)와 유출 개구(24) 각각은 덕트 프로브의 원주 방향 벽(27)에 형성되며, 보상 채널(26)은 분리 벽(25)에 형성된다. 유입 개구(23)의 직경은 D1으로 나타나 있고, 보상 채널(26)의 직경은 D2로 나타나 있고, 유출 개구(24)의 직경은 D3으로 나타나 있다. 대응하는 단면적은 A1, A2, 및 A3으로 각각 나타나 있다. 공급 채널(21)의 폭(유입 개구(23)와 보상 채널(26) 사이에서 젯트 축선(N)을 따라 측정됨)은 W로 나타나 있다. 본 예에서, 배출 채널(22)은 보상 채널(26)과 유출 개구(24) 사이에서 동일한 폭(W)을 갖는다. 젯트 유동이 보상 채널(26)을 통과할 때 그 젯트 유동을 감속시키기 위해, 보상 채널(26)의 단면적은 유입 개구(23)의 단면적 보다 약간 큰데, 즉 D2 ＞ D1 이다. 본 예에서, 유출 개구(24)의 단면적은 보상 채널(26)의 단면적과 같은데, 즉 D3 ＝ D2 이다.

일반적으로 말해서, 특히 파라미터 D1, D2, D3 및 W는 주 유체 유동(Fm)의 유량에 대한 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 압력차의 의존성을 최적화하도록 조정될 수 있다. 절대 치수에 독립적인 유입 개구(23)의 크기와 보상 채널(26)의 크기 사이의 차를 더 쉽게 정량화하기 위해, 무차원 개구 각도(α)가 도입될 수 있는데, 이는 다음과 같은 관계식으로 정의된다.

기하학적 치수(D1, D2)를 사용하는 대신에, 대응하는 수력학적 직경이 사용될 수 있다.

공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 압력차에 대한 젯트 유동(Fj)의 영향을 평가하기 위해, 도 4에 있는 덕트 프로브의 내부 및 그 주위에서의 압력 분포의 시뮬레이션이 수행되었고, 마찬가지로, 도 2에 나타나 있는 시뮬레이션과 관련하여 전술한 바와 동일한 가정이 이루어졌다. 개구 각도(α)는 변하였고, 덕트 프로브 상류의 주 유체 유동(Fm)의 유동 속도에 대한 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 압력차의 의존성이 각 개구 각도에 대해 평가되었다. 개구 각도(α)에 대한 최적 값은 (2.7 ± 0.3)°이었고 그래서 0 내지 12 m/s의 유동 속도에 대해 압력차의 최소 변화가 나타났다. 이 결과는 도 2와 관련하여 위에서 논의된 특정 프로브 치수에 대해 얻어졌지만, 이들 변화가 적정한 경계 내에 있는 한, 그 결과는 프로브의 절대 치수, 프로브의 정확한 형상 또는 개구의 형상에 약하게만 의존하는 것으로 예상된다. 물론, 덕트 프로브의 완전히 상이한 기하학적 구조 또는 개구의 완전히 상이한 형상(예컨대, 큰 종횡비를 갖는 좁은 슬릿)에 대해, 상이한 개구 각도가 최적일 수 있다.

도 6은 12 m/s의 유동 속도에 대해 2.7°의 최적 개구 각도에서의 결과적인 압력 분포를 도시하는 2차원 선도를 나타낸다. 예상되는 바와 같이, 압력 분포는 덕트 프로브의 외부에서 도 2의 선도와 비교하여 거의 변하지 않는다. 그러나, 젯트 유동(Fj)의 결과로, 압력은 유입 개구 내부에서 급격히 감소된다(거의 +100 Pa에서 대략 -10 Pa 까지). 공급 채널(21) 내부의 압력은 대략 +100 Pa에서 대략 -6 Pa 까지 감소된다. 다른 한편으로, 배출 채널(22) 내의 압력은 대략 -27 Pa에서 대략 -6 Pa 까지 다시 상승되었는데, 이는 다시 젯트 유동(Fj) 때문이다. 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 결과적인 총 압력차는 거의 영이다.

도 7은 2.7°의 최적화된 개구 각도에 대해 덕트 프로브 상류의 주 유체 (Fm)의 유동 속도에 대한 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 시뮬레이션된 압력차(dp)의 의존성을 나타낸다. 0 내지 12 m/s의 유동 속도에 대해, 압력차는 1.7 Pa를 결코 초과하지 않고, 대략 6 m/s의 유동 속도에서 최대를 가지며, 12 m/s의 유동 속도에서는 영에 가깝다. 이는 도 3에 있는 종래의 덕트 프로브에 대한 시뮬레이션된 압력차(이 압력차는 유동 속도가 증가함에 따라 급격히 상승하고 12 m/s의 유동 속도에서 120 Pa를 초과함)와는 대조적이다. 이 시뮬레이션 결과에 의하면, 본 발명은 압력차 및 주 유체 유동(Fm)의 유량에 대한 그의 의존성의 큰 감소를 이룰 수 있는 것으로 나타났다.

단일 유입 개구(23), 단일 유출 개구(24) 및 단일 보상 개구 형태의 보상 채널(26)에 대해 시뮬레이션이 수행되었지만(이들 개구 각각은 원형을 가짐), 이들 개구의 상이한 수 및 기하학적 구조도 생각할 수 있다. 이는 도 8 및 9에 예로 도시되어 있다.

도 8은 하나 보다 많은 세트의 유입 개구와 보상 채널이 제공될 수 있음을 도시한다. 이들 세트는 상이한 치수를 가질 수 있다. 그리하여, 주 유체 유동(Fm)의 유동 속도에 대한 압력차의 의존성이 더 최적화될 수 있다. 도 8의 예에서, 제 1 유입 개구(23)와 제 1 보상 채널(26)을 통과하는 제 1 젯트 유동이 생성된다. 제 2 유입 개구(23')와 제 2 보상 채널(26')을 통과하는 제 2 젯트 유동이 생성된다. 유입 개구와 보상 채널의 상이한 치수로 인해, 각 젯트 유동에 의해 생기는 음의 압력차는 두 젯트 유동에 대해 서로 다를 것이다. 유입 개구와 보상 채널의 치수를 조정하여, 주 유체 유동(Fm)의 유동 속도에 대한 공급 채널과 배출 채널 사이의 압력차의 의존성이 최적화될 수 있다. 유출 개구는 도 8에 도시되어 있지 않다. 각 세트의 제 1 및 제 2 유입 개구와 보상 채널에 대해 개별적인 유출 개구를 제공하는 대신에, 단일의 공통 유출 개구를 제공하는 것도 생각할 수 있다.

도 9는 유입 개구, 유출 개구 및 보상 채널 각각이 원형과 다른 단면 형상을 가질 수 있음을 도시한다. 본 예에서, 유입 개구와 보상 채널의 단면 형상은 슬릿형과 사다리꼴이며, 공통 젯트 축선을 따른 투영에서 보면 보상 채널의 단면적은 유입 개구를 완전히 덮는다. 유입 개구와 보상 채널의 형상과 크기를 최적화함으로써, 주 유체 유동(Fm)의 유동 속도에 대한 공급 채널과 배출 채널 사이의 압력차의 의존성이 다시 최적화될 수 있다.

물론, 유입 개구(들)와 보상 채널(들)의 많은 다른 형상도 생각할 수 있다.

전술한 예에서 시뮬레이션이 곧은 평평한 분리 벽을 갖는 원통형 덕트 프로브에 대해 수행되었지만, 상이한 프로브 설계가 사용될 수 있다. 이는 도 10 및 11에 도시되어 있다. 도 10의 실시 형태에서, 덕트 프로브는 원형 단면과 곧은 평평한 분리 벽(25)을 가지며, 그 분리 벽에는 단순한 보상 개구 형태의 보상 채널(26)이 형성되어 있다. 공급 채널(21)과 배출 채널(22)을 통과하는 부분 유동(Fp)은 작은 원 내의 점과 십자가로 나타나 있고, 점은 도면에서 나가는 유동 방향을 나타내고, 십자가는 도면 안으로 들어가는 유동 방향을 나타낸다. 젯트 유동(Fj)은 파선으로 그려진 화살표로 나타나 있다. 도 11의 실시 형태에서, 덕트 프로브는 타원형 단면을 갖는다. 2개의 평행한 관이 덕트 프로브 내부에 배치되며, 공급 채널(21)과 배출 채널(22)을 형성한다. 보상 채널(26)은 그 관들 사이의 짧은 파이프(28)로 형성된다. 보상 채널(26)이 관 사이의 짧은 파이프(28)로 형성된다. 하나 보다 많은 공급 채널 및/또는 하나 보다 많은 배출 채널을 갖는 설계를 포함하여 많은 다른 프로브 설계를 생각할 수 있다.

도 4의 실시 형태에서, 환경 센서(3)는 공급 채널(21)과 배출 채널(22)의 개방 단부에 직접 연결되지만, 환경 센서(30)를 강성적인 또는 가요적인 관을 통해 덕트 프로브(20)에 연결하는 것도 생각할 수 있다.

환경 센서(30)가 주 유체 유동 내의 미립자의 농도 및/또는 분포를 결정하기 위한 미립자 센서인 경우에 본 발명이 특히 유리하다. 그러나, 환경 센서(30)는 미립자 센서일 필요는 없다. 다른 실시 형태에서, 환경 센서는 주 유체 유동 내의 하나 이상의 피분석물 가스의 조성 및/또는 농도를 결정하기 위한 가스 센서, 습도 센서, 온도 센서 등일 수 있다.

본 발명은, 주 유체 유동에 의해 생기는 덕트 프로브 내의 압력차를 보상할 필요 없이, 예컨대 통합형 팬을 사용하여 환경 센서(30)를 통과하는 유량을 면밀하게 제어할 수 있다.

10 덕트
11 덕트 벽
20 덕트 프로브
21 공급 채널
22 배출 채널
23, 23' 유입 개구
24, 24' 유출 개구
25 분리 벽
26, 26' 보상 채널
27 원주 방향 벽
28 파이프
30 환경 센서
31 감지 요소
32 센서 하우징
33 측정 채널
34 팬
Fm 주 유체 유동
Fp 부분 유동
Fj 젯트 유동
L 길이 방향 축선
N 젯트 축선
A1, A2, A3 단면적
D1, D2, D3 직경
W 폭
α 개구 각도

Claims

덕트(10) 내의 주 유체 유동(Fm)으로부터 유체를 샘플링하기 위한 덕트 프로브(probe)(20)로서,
상기 덕트 프로브(20)는 기다란 공급 채널(21) 및 기다란 배출 채널(22)을 규정하고, 상기 공급 채널(21)과 배출 채널(22)은 실질적으로 덕트 프로브(20)의 길이 방향 축선(L)을 따라 연장되어 있고,
상기 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 각각은 폐쇄 단부와 개방 단부를 가지며, 개방 단부는 환경 센서(30)에 직접 또는 간접적으로 연결되도록 구성되어 있고,
상기 공급 채널(21)은 부분 유동(Fp)을 상기 주 유체 유동(Fm)으로부터 상기 공급 채널(21) 안으로 방향 전환시키기 위한 적어도 하나의 유입 개구(23)를 가지며, 상기 배출 채널(22)은, 상기 부분 유동이 상기 환경 센서(30)를 지난 후에 그 부분 유동(Fp)을 상기 배출 채널(22)로부터 주 유체 유동(Fm) 안으로 복귀시키기 위한 적어도 하나의 유출 개구(24)를 가지며,
상기 덕트 프로브(20)는, 덕트 프로브가 주 유체 유동(Fm)에 노출될 때 상기 공급 채널(21)과 배출 채널(22) 사이의 압력차(dp)를 줄이기 위해 공급 채널(21)과 배출 채널(22)의 폐쇄 단부와 개방 단부 사이에 위치되는 영역에서 상기 공급 채널(21)과 배출 채널(22)을 연결하는 적어도 하나의 보상 채널(26)을 포함하고,
상기 유입 개구(23)와 보상 채널(26)은 유입 개구(23)를 통과하는 젯트 유동(Fj)을 일으키도록 배치되고 크기 결정되며, 상기 젯트 유동은 상기 보상 채널(26) 쪽으로 향하며 그리고 이 보상 채널(26)을 통과할 때 감속되는, 덕트 프로브(20).
제 1 항에 있어서,
상기 유입 개구(23)와 보상 채널(26)은, 유입 개구(23)를 통과하는 주 유체 유동의 일부분의 가속으로 상기 젯트 유동(Fj)을 일으키도록 배치되고 크기 결정되어 있는, 덕트 프로브(20).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 유입 개구(23)와 보상 채널(26)은 공통 젯트 축선(N)을 따라 정렬되어 있는, 덕트 프로브(20).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입 개구(23)는 제 1 단면적(A1)을 가지며, 상기 보상 채널(26)은 제 2 단면적(A2)을 가지며, 상기 제 2 단면적(A2)은 제 1 단면적(A1) 보다 큰, 덕트 프로브(20).
제 4 항에 있어서,
상기 유입 개구(23)는 제 1 수력학적 직경(D1)을 가지며, 상기 보상 채널(26)은 제 2 수력학적 직경(D2)을 가지며, 유입 개구(23)의 하류 단부와 보상 채널(26)의 상류 단부는 거리(W)로 서로 이격되어 있고,
개구 각도(α)가 다음의 식으로 정의되며,

여기서, 상기 개구 각도(α)는 2°내지 4°인, 덕트 프로브(20).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 덕트 프로브는 상기 배출 채널(22)과 공급 채널(21)을 서로 분리하는 분리 벽(25)을 포함하며, 보상 채널(26)은 상기 분리 벽(25)에 있는 보상 개구로 형성되어 있는, 덕트 프로브(20).
덕트 센서로서,
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 덕트 프로브(20); 및
환경 센서(30)
를 포함하고,
상기 환경 센서(30)는 측정 채널(33) 및 이 측정 채널(33)의 내부에 또는 그에 인접하여 배치되는 감지 요소(31)를 포함하고, 측정 채널(33)은 상기 공급 채널(21)과 배출 채널(22)의 개방 단부에 직접 또는 간접적으로 연결되는, 덕트 센서.
제 7 항에 있어서,
상기 환경 센서(30)는 미립자 센서인, 덕트 센서.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 환경 센서(30)는 팬(34)을 포함하는, 덕트 센서.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 덕트 센서를 작동시키는 방법으로서,
덕트 센서의 덕트 프로브(20)를 덕트(10)에 배치하는 단계 - 상기 덕트 프로브(20)의 길이 방향 축선(L)은 상기 덕트(10)의 주 유동 방향을 가로질러 연장되어 있음 -;
상기 주 유동 방향을 따라 덕트(10)를 통과하는 주 유체 유동(Fm)을 발생시켜 상기 유입 개구(23)를 통과하는 젯트 유동(Fj)을 일으키는 단계 - 상기 젯트 유동은 상기 보상 채널(26) 쪽으로 향하며 그리고 보상 채널(26)을 통과할 때 감속됨 -; 및
부분 유동(Fp)을 상기 유입 개구(23)로부터 공급 채널(21) 안으로 방향 전환시키고, 상기 부분 유동(Fp)을 측정 채널(33)을 통해 감지 요소(31)를 지나가게 하며 그리고 부분 유동(Fp)을 배출 채널(22)을 통해 유출 개구(24)에 보내는 단계를 포함하는, 덕트 센서를 작동시키는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 젯트 유동(Fj)은 유입 개구(23)를 통과하는 주 유체 유동의 일부분의 가속으로 일어나는, 방법.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 젯트 유동(Fj)은 상기 덕트 프로브(20)가 없는 경우에 상기 주 유체 유동(Fm)의 평균 속도를 초과하는 최대 속도를 갖는, 방법.
제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환경 센서(30)는 미립자 센서이고, 상기 방법은 상기 미립자 센서를 사용하여 상기 부분 유동에서의 입자 농도 및/또는 크기 분포를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환경 센서(30)는 팬(34)을 포함하고, 상기 부분 유동(Fp)은 상기 팬(34)에 의해 지속되는, 방법.