KR20220100894A

KR20220100894A - 플로우 레퍼런스

Info

Publication number: KR20220100894A
Application number: KR1020227018090A
Authority: KR
Inventors: 앤소니 헤이즈; 제레미 에임스; 데이비드 카스타녜타
Original assignee: 티에스아이 인코포레이티드
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2022-07-18
Also published as: EP4051994A1; US20220373381A1; WO2021086419A1

Abstract

유량을 측정하기 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 시스템 및 방법은 피시험 유닛으로부터 공동 내로 유체를 통과시키는 것을 포함할 수도 있다. 공동 내의 유체의 압력이 측정될 수도 있고 공동 내에 위치된 활주 가능 요소는 공동 내에 원하는 압력을 유지하도록 재배치될 수도 있다. 원하는 압력을 유지하기 위해 활주 가능 요소에 의해 이동된 거리는 활주 가능 요소가 거리를 이동하는 시간과 함께 결정될 수도 있다. 활주 가능 요소에 의해 이동된 거리, 유체와 접촉하는 활주 가능 요소의 단면적, 및 활주 가능 요소가 거리를 이동하는 시간을 사용하여, 유체에 대한 체적 유량이 결정될 수도 있다.

Description

플로우 레퍼런스

우선권 주장

이 특허 출원은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는 2019년 10월 28일 출원된 발명의 명칭이 "플로우 레퍼런스(FLOW REFERENCES)"인 미국 가특허 출원 제62/926,736호의 우선권의 이익을 주장한다.

유체 유량 측정을 측정하는 데 사용되는 디바이스는 사용 전에 교정될(calibrated) 필요가 있을 수도 있다. 예를 들어, 연구가 수행될 수도 있는 실험실 또는 설정은 도관을 통해 유동하는 유체의 양을 정확하게 측정할 수도 있는 기기를 필요로 할 수도 있다. 그 결과, 기기를 사용하기 전에, 교정될 필요가 있을 수도 있다. 기기를 교정하는 데 사용될 수도 있는 시스템 및 방법이 본 명세서에 개시된다.

본 명세서에 개시된 실시예의 특징 및 장점, 및 이들을 얻는 방식은 첨부 도면과 함께 취한 이하의 실시예의 설명을 참조함으로써 더 명백해질 것이고 실시예 자체는 더 양호하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 유동 시스템의 개략도를 도시하고 있다.
도 2는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 플로우 레퍼런스의 개략도를 도시하고 있다.
도 3은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 제어기의 예시적인 개략도를 도시하고 있다.
도 4는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 예시적인 방법을 도시하고 있다.
대응 참조 번호는 여러 도면 전체에 걸쳐 대응 부분을 나타낸다. 본 개시내용은 예시적인 실시예를 제공하고, 이러한 예시적인 실시예는 어떠한 방식으로든 본 개시내용의 범주를 한정하는 것으로서 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, 플로우 레퍼런스는 기본 측정의 부분으로서, 실린더와 같은 인클로저 내에서 이동하는 피스톤과 같은 활주 가능 요소를 사용할 수도 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, 플로우 레퍼런스는 체적 유량을 측정하기 위해 인클로저 내의 활주 가능 요소의 거의 마찰 없는 이동을 허용하기 위해, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 선형 액추에이터, 스테퍼 모터 등과 같은 저마찰 밀봉부 및 액추에이터를 채용할 수도 있다. 예를 들어, 피스톤은 때때로 피시험 유닛이라 칭하는, 교정을 받는 디바이스에 의해 전달되는 유동으로부터 축적된 압력을 사용하여 실린더를 통해 강제 이동될 수도 있다. 액추에이터는 피스톤과 실린더 사이의 마찰량과 동일한 힘을 피스톤에 인가할 수도 있고, 따라서 피스톤이 유동에 대해 무마찰 방식으로 이동하는 것처럼 보인다. 액추에이터를 통한 피스톤의 원활하고 일정한 운동을 달성하도록 활주 마찰을 최소로 감소시키기 위해 피스톤의 활주 마찰을 결정하기 위한 측정이 취해질 수도 있다. 다시 말해서, 액추에이터는 유동의 관점으로부터, 피스톤의 이동이 액추에이터에 의해서가 아니라 유동에 의해 유발되도록 피스톤의 이동을 방해하는 마찰력에 대향하는 힘을 피스톤에 인가할 수도 있다.

예를 들어, 전동식 선형 액추에이터가 피드백 제어 루프에서 피스톤의 원활하고 일정한 운동을 유지하기 위해 사용될 수도 있다. 피스톤/실린더 계면은 피스톤이 누설 없이 실린더에 대해 밀봉되게 하기 위해 O-링 또는 다른 윤활제와 같은 산업용 엔지니어링된 폴리머 디자인일 수도 있다. 폴리머 밀봉부의 마찰 또는 유체 밀봉부 내의 전단 응력을 극복하기 위해, 피스톤은 피드백 루프에 의해 제어되는 선형 액추에이터 또는 스테퍼 모터와 같은 액추에이터의 사용을 통해 이동(예를 들어, 당김 또는 밀림)될 수도 있다. 제어 시스템은 실린더 내에 일정한 압력을 유지하기 위해 피스톤의 운동을 조정할 수도 있다. 피스톤의 이동은 선형 인코더를 사용하여 측정될 수도 있다. 피스톤이 이동하는 시간은 제어 시스템의 타이밍 구성요소를 사용하여 측정될 수도 있다. 알려진 이동 측정, 시간 및 실린더의 치수 특성을 사용하여, 유체의 체적 유량이 계산될 수도 있다. 더욱이, 기체의 온도 및 압력의 측정을 통해, 질량 유량이 계산될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같이 다중 크기의 실린더가 0.1% 판독의 정확도로 분당 0.01 리터 내지 분당 100 리터의 유동을 측정하는 데 사용될 수도 있다.

이제, 도면을 참조하면, 도 1은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 유동 시스템(100)의 개략도를 도시하고 있다. 유동 시스템(100)은 피시험 유닛(102) 및 플로우 레퍼런스(104)를 포함할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 플로우 레퍼런스(104)는 피시험 유닛(102)과 같은 다른 유동 측정 디바이스를 교정하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 플로우 레퍼런스(104)는 피시험 유닛(102)의 하류에 부착될 수도 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 플로우 레퍼런스(104)에 의해 생성된 배압은 플로우 레퍼런스(104)가 시험 중에 피시험 유닛(102)에 부정적인 영향을 미치지 않도록 최소화될 수도 있다. 다시 말해서, 플로우 레퍼런스(104)에 의해 유발되는 시스템(100)의 배압을 최소화함으로써, 플로우 레퍼런스(104)는 피시험 유닛(102)에 부가의 부하를 가하지 않는다.

본 명세서에 개시된 바와 같이 플로우 레퍼런스(104)는 피시험 유닛(102)과 직렬로 체적 유량을 측정하는 데 사용될 수도 있다. 게다가, 시스템(100) 내의 유체의 밀도와 같은 열역학적 특성 및 온도 데이터를 사용하여, 체적 유량이 질량 유량으로 변환될 수도 있다. 다시 말해서, 플로우 레퍼런스(104)는 주 또는 기본 유닛을 사용하여 체적 및 질량 유량의 모두를 측정하는 데 사용될 수도 있다.

피시험 유닛(102)이 독립적인 유동 소스를 갖는 것으로서 언급되었지만, 시스템(100)은 피시험 유닛(102)의 체적을 계산하기 위해 역으로 동작될 수도 있다. 예를 들어, 피시험 유닛(102)이 일 단부에서 플로우 레퍼런스(104)에 연결되고 다른 단부에서 제한되지 않은 상태로, 플로우 레퍼런스(104)는 피시험 유닛(102) 내로 유체를 전달할 수도 있다. 시스템(100) 내의 결과적인 변위는 본 명세서에 개시된 바와 같이 피시험 유닛(102)의 체적을 계산하는 데 사용될 수도 있다.

이제, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 플로우 레퍼런스(104)의 개략도를 도시하고 있다. 플로우 레퍼런스(104)는 액추에이터(202), 인코더(204), 타이머(206), 제1 압력 센서(208), 제2 압력 센서(210), 온도 센서(212), 인클로저(214), 활주 가능 요소(216), 밀봉부(218), 및 제어기(220)를 포함할 수도 있다.

액추에이터(202)가 활주 가능 요소(216)에 기계적으로 결합될 수도 있다. 예를 들어, 웜 나사, 리드스크류 및 다른 형태의 기계적 링크 장치와 같은 샤프트가 액추에이터(202) 및 활주 가능 요소(216)에 연결될 수도 있다. 액추에이터(202)로의 활주 가능 요소(216)의 기계적 결합은 액추에이터(202)의 작동시 활주 가능 요소(216)의 이동을 야기할 수도 있다. 액추에이터(202)의 비한정적인 예는 선형 액추에이터, 스테퍼 모터, AC 또는 DC 모터 등을 포함한다. 액추에이터(202)는 또한 기계적 장점을 증가 또는 감소시키기 위해 그리고/또는 활주 가능 요소(216)가 모터의 회전당 또는 회전 부분당 이동하는 속도를 증가 또는 감소시키기 위해 모터의 출력을 변경할 수도 있는 변속기 또는 다른 디바이스를 포함할 수도 있다.

인코더(204)는 제어기(220)에 전기적으로 결합되고 활주 가능 요소(216)의 위치 또는 위치의 변화를 추적하는 데 사용될 수도 있다. 인코더(204)는 활주 가능 요소(216)에 의해 이동된 거리로 제어기(220)에 의해 디코딩될 수도 있는 아날로그 또는 디지털 신호를 생성할 수도 있다. 거리는 상대 또는 절대 거리일 수도 있다. 인코더(204)는 광학, 자기, 용량성, 유도성 등의 인코더일 수도 있다. 예를 들어, 활주 가능 요소(216)의 샤프트 또는 다른 구성요소는 인코더(204)에 가시적인(광학적, 자기적으로 등) 마킹을 포함할 수도 있다. 활주 가능 요소(216)가 이동함에 따라, 인코더(204)는 마킹을 카운트하거나 다른 방식으로 추적하고 제어기(220)에 의해 수신 가능한 신호를 생성할 수도 있다. 제어기(220)는 신호를 거리 측정값으로 변환할 수도 있다. 인코더(204)는 활주 가능 요소(216)의 위치를 모니터링하기 위한 이산 위치 센서 뿐만 아니라 연속적 위치 센서를 포함할 수도 있다.

타이머(206)는 활주 가능 요소(216)가 이동하는 시간을 추적하는 데 사용되는 제어기(220)에 전기적으로 결합될 수도 있다. 타이머(206)는 적어도 0.0001초까지 정확한 고정밀 타이머일 수도 있다. 타이머(206)는 기계식, 전기기계식, 전자식 등일 수도 있다. 별개의 구성요소로서 도시되어 있지만, 타이머(206)는 제어기(220)에 의해 실행되는 소프트웨어를 통해 구현될 수도 있다.

제1 압력 센서(208)는 제어기(220)에 전기적으로 결합되고 인클로저(214) 내의 압력을 모니터링하는 데 사용될 수도 있다. 제2 압력 센서(210)는 제어기(220)에 전기적으로 결합되고 피시험 유닛(102)의 출구에서의 압력을 모니터링하는 데 사용될 수도 있다. 제1 압력 센서(208) 및 제2 압력 센서(210)는, 이들에 한정되는 것은 아니지만, 압전 저항 스트레인 게이지, 용량성, 전자기, 압전 재료, 스트레인 게이지 등과 같은 힘 수집기 유형일 수도 있다. 제1 압력 센서(208) 및 제2 압력 센서(210)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 공진, 열, 이온화 등과 같은 다른 유형일 수도 있다. 제1 압력 센서(208) 및 제2 압력 센서(210)는 각각 신호를 제어기(220)에 전송할 수도 있다. 제어기(220)는 본 명세서에 개시된 바와 같이 신호를 압력 판독값으로 변환할 수도 있다. 예를 들어, 제1 압력 센서(208) 및 제2 압력 센서(210)는 압력의 증가를 받게될 때 변형되어 전압을 생성하는 압전 재료일 수도 있다. 제어기(220)는 전압을 압력으로 변환하기 위해 교정 공식을 사용할 수도 있다. 이와 같이, 제1 압력 센서(208) 및 제2 압력 센서(210)는 본 명세서에 개시된 바와 같이 인클로저(214) 내에 위치될 수도 있다.

인클로저(214)는 공동(224)을 형성할 수도 있는 내부 표면(222)을 포함할 수도 있다. 내부 표면(222)은 또한 압력 개구(226) 및 유동 입구(228)를 형성할 수도 있다. 유동 입구(228)는 인클로저(214)를 피시험 유닛(102)에 연결할 수도 있는 도관(230)에 연결될 수도 있다. 제2 압력 센서(210)는 도관(230) 내부에 위치되거나 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 배관 분기(232)를 통해 도관(230)에 유체 연결될 수도 있다. 제1 압력 센서(208)는 공동(224) 내에 위치될 수도 있다. 예를 들어, 제1 압력 센서(208)는 내부 표면(222)에 부착된 압전 재료일 수도 있고 유체에 의해 내부 표면(222) 상에 인가되는 압력으로 인해 편향될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, 인클로저(214)는 알려진 직경 및 길이의 실린더일 수도 있다. 그 결과, 공동(224) 내의 활주 가능 요소(216)의 이동은 활주 가능 요소(216)의 이동에 선형으로 또는 직접 비례하여 증가하거나 감소하는 체적 변화를 야기할 수도 있다. 실린더에 추가하여, 인클로저(214)는 알려진 폭 및 길이의 직사각형 단면 영역을 가질 수도 있다. 실린더의 경우와 마찬가지로, 선형 치수를 갖는 인클로저(214) 및 활주 가능 요소(216)에 의해 형성된 직사각형 프리즘은 활주 가능 요소(216)의 이동에 선형으로 또는 직접 비례하여 증가 또는 감소하는 체적 변화를 야기할 수도 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, 활주 가능 요소(216)는 피스톤일 수도 있다. 활주 가능 요소(216)는 원형 또는 직사각형 단면 영역을 가질 수도 있다. 활주 가능 요소(216) 및 인클로저(214)는 각각 폴리머, 금속, 세라믹, 또는 이들의 조합으로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 인클로저(214)는 금속 또는 세라믹으로 구성될 수도 있고 활주 가능 요소(216)는 폴리머로 구성될 수도 있다. 활주 가능 요소(216) 및 인클로저(214)의 각각은 윤활제로 함침될 수도 있고 그리고/또는 활주 가능 요소(216)와 내부 표면(222) 사이의 마찰을 감소시키기 위한 표면 처리를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 활주 가능 요소(216)는 윤활제로 함침된 폴리머일 수도 있고 인클로저(216)는 약 N1 내지 약 N12의 ISO(국제 표준화 기구) 등급의 표면 거칠기를 갖는 내부 표면(222)을 갖는 금속일 수도 있다.

활주 가능 요소(216)의 주연 표면과 내부 표면(222) 사이의 계면은 밀봉부(218)로 밀봉될 수도 있다. 예를 들어, 밀봉부(218)는 윤활제로 함침 및/또는 커버될 수도 있는 하나 이상의 O-링을 포함할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 활주 가능 요소(216)와 내부 표면(222) 사이의 임의의 잔여 마찰은 액추에이터(202)의 사용에 의해 상쇄될 수도 있다.

밀봉부(218)는 또한 수은 밀봉부일 수도 있다. 활주 가능 요소(216)와 내부 표면(222) 사이의 마찰을 최소화하기 위해 수은 밀봉부가 사용될 수도 있고, 동시에 활주 가능 요소(216)의 주연 표면과 내부 표면(222) 사이의 계면은 밀봉부(218)로 밀봉될 수도 있다. 그러나, 수은은 환경 및 건강 위험을 제기한다. 따라서, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법을 사용하여, 액추에이터(202)가 활주 가능 요소(216)의 주연 표면과 내부 표면(222) 사이의 마찰력을 상쇄하는 힘을 제공할 수도 있기 때문에, 설계된 누설 밀봉부 및/또는 수은 밀봉부와 연관된 불규칙한 측정값이 제거될 수도 있다.

활주 가능 요소(216) 및 인클로저(214)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 기계가공, 사출 성형, 오버몰딩, 주조 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다양한 제조 기술을 사용하여 제조될 수도 있다. 예를 들어, 활주 가능 요소(216)는 더 낮은 마찰 계수를 갖는 표면을 제공하기 위해 이후에 폴리머로 오버몰딩되는 주조 피스톤일 수도 있다. 인클로저(214)는 이에 한정되는 것은 아니지만, 알루미늄과 같은 금속의 빌릿(billet)으로부터 기계가공될 수도 있다.

도 3은 본 명세서에 개시된 실시예에 따른 제어기(220)의 예시적인 개략도를 도시하고 있다. 제어기(220)는 프로세서(302) 및 메모리(304)를 포함할 수도 있다. 메모리(304)는 소프트웨어 명령(306), 센서 데이터(308), 및 알려진 파라미터(310)를 포함할 수도 있다. 프로세서(302) 상에서 실행하는 동안, 소프트웨어 명령(306)은 예를 들어, 도 4와 관련하여 이하에 설명되는 방법(400)에 포함된 하나 이상의 단계를 포함하는, 유량을 계산하기 위한 프로세스를 수행할 수도 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, 센서 데이터(308)는 인코더(204), 타이머(206), 제1 압력 센서(208), 제2 압력 센서(210), 및 온도 센서(212)에 대한 하나 이상의 파라미터를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이전에 언급된 신호의 각각은 프로세서(302)에 의해 수신되는 전압을 출력할 수도 있다. 프로세서(302)는 하나 이상의 교정 공식, 교정 상수, 룩업 테이블 등에 액세스하고 공식, 상수, 룩업 테이블 등을 사용하여 전압을 위치, 시간, 압력, 및/또는 온도로 변환할 수도 있다.

알려진 파라미터(310)는 시스템(100) 및/또는 피시험 유닛(102)을 시험하기 위해 사용되는 유체에 대한 하나 이상의 알려진 파라미터를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 알려진 파라미터(310)는 이들에 한정되는 것은 아니지만, 길이 및/또는 반경과 같은 활주 가능 요소(216)에 대한 치수를 포함할 수도 있다. 알려진 파라미터(310)는 또한 이들에 한정되는 것은 아니지만, 대기, 질소, 아르곤, 물, 냉매, 증기 등과 같은 유체에 대한 열역학적 특성을 포함할 수도 있다. 열역학적 특성의 비한정적인 예는 기체 상수, 밀도, 점도, 증기압, 내부 에너지, 엔탈피, 엔트로피 등을 포함한다. 열역학적 특성은 세기 성질(intensive property) 또는 크기 성질(extensive property)일 수도 있다. 예를 들어, 알려진 파라미터는 시스템(100)에 공급되는 유체의 질량일 수도 있다. 센서 데이터(308), 알려진 파라미터(310), 및 다양한 센서로부터의 입력을 사용하여, 제어기(220)는 도 4 및 방법(400)과 관련하여 이하에 설명되는 바와 같이 체적 유량 및 질량 유량과 같은 유량을 계산할 수도 있다.

제어기(220)는 또한 사용자 인터페이스(312)를 포함할 수도 있다. 사용자 인터페이스(312)는 사용자가 제어기(220) 또는 시스템(100)과 상호작용하게 할 수도 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(312)를 사용하여, 사용자는 센서 데이터(308), 알려진 파라미터(310), 또는 프로그램 소프트웨어 명령을 입력할 수도 있다. 사용자 인터페이스(312)의 비한정적인 예는 키보드, 디스플레이(터치스크린 또는 다른 것), 조이스틱 등을 포함할 수도 있다.

제어기(220)는 또한 하나 이상의 통신 포트(314)를 포함할 수도 있다. 통신 포트(314)는 제어기(220)가 이들에 한정되는 것은 아니지만, 인코더(204), 타이머(206), 제1 압력 센서(208), 제2 압력 센서(210), 및 온도 센서(212)와 같은 다양한 정보 소스와 통신하게 할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 통신 포트(314)는 유선 또는 무선 연결을 허용할 수도 있다. 통신 포트(314)의 비한정적인 예는 이더넷 카드(무선 또는 유선), BLUETOOTH® 송신기, 수신기 또는 송수신기, 근거리 통신 하드웨어 모듈, 직렬 포트 및/또는 병렬 포트 인터페이스, 범용 직렬 버스(USB) 포트 등을 포함한다.

제어기(220)는 또한 입출력(I/O) 디바이스(316)를 포함할 수도 있다. I/O 디바이스(316)는 제어기(220)가 정보를 수신하고 출력하게 할 수도 있다. I/O 디바이스(316)의 비한정적인 예는 카메라(스틸 또는 비디오), 인코더(204), 타이머(206), 제1 압력 센서(208), 제2 압력 센서(210), 및 온도 센서(212) 등을 포함한다. I/O 디바이스(316)는 통신 포트(314)를 통해 또는 통신 포트(314)를 이용하지 않고 직접 제어기(220)에 연결될 수도 있다. 예를 들어, 인코더(204), 타이머(206), 제1 압력 센서(208), 제2 압력 센서(210), 및/또는 온도 센서(212)는 제어기(220)의 릴레이, 스위치, 소켓 등에 직접 유선 연결될 수도 있고, 따라서 통신 포트(314)를 이용할 필요 없이 제어기(220)의 마더보드에 신호를 직접 제공할 수도 있다.

도 4는 본 개시내용에 따른 예시적인 방법(400)을 도시하고 있다. 방법(400)은 시작 블록 402에서 시작하고, 피시험 유닛(102)과 같은 피시험 유닛이 플로우 레퍼런스(104)와 같은 플로우 레퍼런스에 유체 연결될 수도 있는 단계 404로 진행할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 피시험 유닛을 플로우 레퍼런스에 유체 연결하는 것은 피시험 유닛을 인클로저(214)와 같은 인클로저에 의해 형성된 유동 입구에 연결할 수도 있는 도관 또는 다른 배관에 피시험 유닛을 연결하는 것을 포함할 수도 있다. 피시험 유닛을 플로우 레퍼런스에 유체 연결하는 것은 피시험 유닛으로부터 플로우 레퍼런스로 유체를 통과시키는 것을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 피시험 유닛이 펌프이면, 펌프는 액체 또는 다른 유체를 플로우 레퍼런스의 인클로저 내로 펌핑할 수도 있다.

단계 404로부터, 방법(400)은 특성이 측정될 수도 있는 단계 406으로 진행할 수도 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 특성을 측정하는 것은 압력을 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 압력을 측정하는 것은 제어기(220)와 같은 제어기가 제1 압력 센서(208) 및/또는 제2 압력 센서(210)와 같은 하나 이상의 압력 센서로부터 하나 이상의 신호를 수신하는 것을 포함할 수도 있다. 제어기는 압력 센서에 대한 교정 공식과 같은 데이터를 사용하여 신호를 압력으로 변환할 수도 있다. 교정 공식은 센서 데이터(308)와 같은 센서 데이터로서 저장될 수도 있다.

압력을 측정하는 것은 플로우 레퍼런스의 인클로저 내의 절대 또는 게이지 압력을 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 인클로저 내에 위치되거나 인클로저에 유체 연결되는 압력 센서는 인클로저 내의 게이지 압력을 측정할 수도 있다. 제어기는 대기압을 사용하여 게이지 압력을 절대 압력으로 변환할 수도 있는데, 이는 알려진 파라미터(310)와 같은 알려진 파라미터로서 저장될 수도 있다. 인클로저 내의 압력 센서는 또한 절대 압력을 측정할 수도 있는데, 이는 필요하다면 게이지 압력으로 변환될 수도 있다.

압력을 측정하는 것은 또한 상대 압력을 측정하는 것을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 인클로저 내의 압력은 피시험 유닛의 출구에서의 압력과 함께 측정될 수도 있다. 2개의 온도 측정값은 피시험 유닛의 출구와 인클로저 사이의 압력차를 결정하기 위해 감산될 수도 있다.

또한, 단계 406에서 온도가 측정될 수도 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 온도 센서(212)와 같은 온도 센서는 인클로저 내에 위치될 수도 있고 신호를 제어기에 전송할 수도 있다. 제어기는 신호를 온도 측정값으로 변환하기 위해 센서 데이터(308)로서 저장된 교정 공식을 사용할 수도 있다.

다양한 특성이 측정되는 동안, 활주 가능 요소(216)와 같은 활주 가능 요소는 인클로저 내에 재배치될 수도 있다(단계 408). 본 명세서에 개시된 바와 같이, 다양한 특성은 제어 루프의 일부로서 측정될 수도 있다. 따라서, 압력이 측정됨에 따라, 활주 가능 요소는 인클로저 내에 원하는 압력을 유지하도록 재배치될 수도 있다. 예를 들어, 액추에이터(202)와 같은 액추에이터가 작동될 수도 있다. 액추에이터의 작동은 시험 중에 0의 게이지 압력 또는 대기압을 유지하기 위해 활주 가능 요소가 재배치되게 할 수도 있다. 게다가, 활주 가능 요소는 피시험 유닛의 출구와 인클로저 사이에 미리 설정된 압력차를 유지하기 위해 재배치될 수도 있다. 미리 설정된 압력차는 최소화된 값일 수도 있고 미리 설정된 값일 수도 있다. 예를 들어, 정적 또는 느리게 이동하는 유체에서, 미리 설정된 압력차는 0이거나 0에 가까울 수도 있다. 유체가 더 빠르게 움직일 수도 있거나 피시험 유닛이 플로우 레퍼런스로부터 장거리에 위치되어 있는 시스템의 경우, 압력차는 배관 내에서 예상되는 수두 손실일 수도 있다.

활주 가능 요소의 이동 중에, 활주 가능 요소의 위치가 추적되어 활주 가능 요소가 원하는 압력을 달성하기 위해 이동한 거리를 결정하는 데 사용될 수도 있다(단계 410). 예를 들어, 인코더(204)와 같은 인코더를 사용하여, 활주 가능 요소의 초기 및 최종 위치는 인코더로부터 제어기에 의해 수신된 신호를 사용하여 결정될 수도 있다. 초기 및 최종 위치를 사용하여, 제어기는 활주 가능 요소가 원하는 압력을 유지하기 위해 이동한 거리를 결정할 수도 있다.

활주 가능 요소의 이동 중에, 타이머(206) 또는 제어기에 대한 내부 타이머와 같은 타이머는 활주 가능 요소가 이동하는 시간 간격을 추적할 수도 있다. 예를 들어, 활주 가능 요소가 처음으로 이동할 때, 제어기는 제1 시간을 기록할 수도 있다. 제어기는 활주 가능 요소가 정지하게 될 때 제2 시간을 기록할 수도 있다. 제1 및 제2 시간을 사용하여, 제어기는 활주 가능 요소가 재배치되는 데 소요되는 시간 길이를 결정할 수도 있다(단계 412).

일단 특성이 측정되고 거리 및 시간이 결정되면, 유량이 결정될 수도 있다(단계 414). 예를 들어, 인클로저 내에서 유체와 접촉하는 활주 가능 요소의 표면적 및 활주 가능 요소가 이동하는 거리와 같은 활주 가능 요소의 알려진 파라미터를 사용하여, 체적 또는 체적 변화가 식 1을 사용하여 계산될 수도 있다.

ΔV = (활주 가능 요소의 표면적)(활주 가능 요소가 이동한 거리) (식 1)

체적의 변화 및 시간을 사용하여, 체적 유량은 식 2를 사용하여 계산될 수도 있다.

(식 2)

체적 유량과 유체의 온도를 사용하여, 질량 유량은 식 3을 사용하여 결정될 수도 있다.

(식 3)

질량의 변화는 유체의 밀도에 유체의 체적을 곱한 값과 같다. 온도 및 압력 측정값이 밀도를 결정하기 위해 유체의 알려진 파라미터와 함께 사용될 수도 있다. 예를 들어, 온도 및 압력의 함수로서 유체의 밀도를 나타내는 룩업 테이블 및/또는 식이 알려진 파라미터로서 저장될 수도 있다. 그 결과, 온도 및 압력 측정값이 얻어질 때, 제어기는 유체의 밀도를 결정하기 위해 룩업 테이블 및/또는 밀도에 대한 식을 이용할 수도 있다. 밀도와 체적 유량이 알려지면, 질량 유량은 식 3을 사용하여 계산될 수도 있다.

일단 유량이 결정되면, 피시험 유닛에 대한 교정 계수로서 기록될 수도 있다(단계 416). 일단 교정 계수가 기록되면, 피시험 유닛에 대한 설정이 변경될 수도 있다. 예를 들어, 피시험 유닛은 아날로그 열 유량계일 수도 있고 전압 대 유동 곡선은 변경될 수도 있다. 피시험 유닛의 설정이 변경되면(결정 블록 418), 방법(400)은 특성이 측정될 수도 있는 단계 406으로 진행할 수도 있고 방법(400)은 피시험 유닛의 각각의 설정에 대한 새로운 교정 계수를 획득하기 위해 본 명세서에 설명된 바와 같이 진행할 수도 있다. 피시험 유닛이 단지 하나의 설정만 가지면, 단지 하나의 설정만이 시험되고, 교정 계수가 모든 설정, 등에 대해 결정되고 (결정 블록 418), 방법(400)은 종료 블록 420에서 종료될 수도 있다.

본 명세서에 개시된 시스템 및 방법을 사용하여, 현재 이용 가능한 플로우 레퍼런스의 한계는 액추에이터를 사용하여 활주 가능 요소를 능동적으로 이동시킴으로써 극복된다. 본 명세서에 개시된 시스템은 인클로저 내부의 압력이 증가하고 제어기에 의해 실행되는 제어 루프가 인클로저 내의 원하는 압력을 달성하기 위해 활주 가능 요소를 재배치하도록 신호를 액추에이터에 전송할 때를 결정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 피스톤은 실린더 내부의 압력을 주위 압력으로 완화하기 위해 재배치될 수도 있다. 액추에이터는 더 많은 유체가 실린더에 진입할 때 피스톤을 계속 재배치할 수도 있고, 이에 의해 피스톤 상에 원활한 운동으로 목표 압력(예를 들어, 주위 압력)을 유지할 수도 있다.

본 명세서에 개시된 바와 같이, 시스템 및 방법은 주위보다 높게 상승하거나 주위보다 낮게 감소된 압력에서 유동을 측정하는 데 사용될 수도 있다. 이를 달성하기 위해, 제어기는 인클로저 내의 상이한 압력을 목표로 할 수도 있다.

예

예 1은 플로우 레퍼런스이며, 공동, 유동 입구를 형성하는 내부 표면을 포함하는 인클로저; 공동과 유체 연통하는 제1 압력 센서; 공동 내에 위치된 활주 가능 요소; 활주 가능 요소에 기계적으로 결합되고 공동 내에서 활주 가능 요소를 이동시키도록 배열된 액추에이터; 및 액추에이터 및 제1 압력 센서에 전기적으로 결합된 컴퓨팅 디바이스를 포함하고, 컴퓨팅 디바이스는 제1 압력 센서로부터 공동 내의 압력에 대응하는 제1 신호를 수신하는 것, 및 공동 내에 원하는 압력을 유지하기 위해 활주 가능 요소를 재배치하도록 액추에이터를 작동하는 것을 포함하는 동작을 수행하도록 구성된다.

예 2에서, 예 1의 주제는 활주 가능 요소의 주연 표면과 인클로저의 내부 표면 사이에 위치된 밀봉부를 선택적으로 포함한다.

예 3에서, 예 2의 주제는 밀봉부가 O-링을 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 4에서, 예 2 내지 예 3 중 어느 하나 이상의 주제는 밀봉부가 수은 밀봉부를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 5에서, 예 1 내지 예 4 중 어느 하나 이상의 주제는 액추에이터가 스테퍼 모터인 것을 선택적으로 포함한다.

예 6에서, 예 1 내지 예 5 중 어느 하나 이상의 주제는 액추에이터가 선형 액추에이터인 것을 선택적으로 포함한다.

예 7에서, 예 1 내지 예 6 중 어느 하나 이상의 주제는 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 인코더를 선택적으로 포함하고, 인코더는 활주 가능 요소의 위치에 대응하는 인코더 신호를 컴퓨팅 디바이스에 전송하도록 구성된다.

예 8에서, 예 1 내지 예 7 중 어느 하나 이상의 주제는 동작이 적어도 액추에이터의 작동에 기초하여 피시험 유닛의 체적 유량을 계산하는 것을 더 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 9에서, 예 8의 주제는 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 온도 센서를 선택적으로 포함하고, 동작은 온도 센서로부터 공동 내의 유체의 온도에 대응하는 온도 신호를 수신하는 것; 및 적어도 유체의 온도, 공동 내의 압력, 및 질량 유량에 기초하여 질량 유량을 계산하는 것을 더 포함한다.

예 10에서, 예 1 내지 예 9 중 어느 하나 이상의 주제는 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 온도 센서를 선택적으로 포함하고, 동작은 온도 센서로부터 공동 내의 유체의 온도에 대응하는 온도 신호를 수신하는 것; 및 적어도 유체의 온도, 공동 내의 압력, 및 액추에이터의 작동에 기초하여 질량 유량을 계산하는 것을 더 포함한다.

예 11에서, 예 1 내지 예 10 중 어느 하나 이상의 주제는 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 타이머를 선택적으로 포함한다.

예 12에서, 예 1 내지 예 11 중 어느 하나 이상의 주제는 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 제2 압력 센서를 선택적으로 포함하고, 동작은 제2 압력 센서로부터 제2 신호를 수신하는 것을 더 포함하고, 원하는 압력은 제1 압력 센서와 제2 압력 센서 사이의 차압이다.

예 13에서, 예 1 내지 12 중 어느 하나 이상의 주제는 인클로저가 실린더인 것을 선택적으로 포함한다.

예 14에서, 예 1 내지 예 13 중 어느 하나 이상의 주제는 활주 가능 요소가 피스톤인 것을 선택적으로 포함한다.

예 15에서, 예 1 내지 14 중 어느 하나 이상의 주제는 원하는 압력이 절대 압력인 것을 선택적으로 포함한다.

예 16은 플로우 레퍼런스이며, 공동 및 유동 입구를 형성하는 내부 표면을 포함하는 실린더; 공동과 유체 연통하는 제1 압력 센서; 공동 내에 위치된 피스톤; 피스톤에 기계적으로 결합되고 공동 내에서 선형 방향으로 피스톤을 이동시키도록 배열된 액추에이터; 및 액추에이터 및 제1 압력 센서에 전기적으로 결합된 컴퓨팅 디바이스를 포함하고, 컴퓨팅 디바이스는 제1 압력 센서로부터 공동 내의 압력에 대응하는 제1 신호를 수신하는 것, 공동 내에 원하는 압력을 유지하기 위해 피스톤을 재배치하도록 액추에이터를 작동하는 것, 액추에이터의 작동으로 인해 피스톤에 의해 이동된 거리를 결정하는 것, 피스톤이 거리를 이동하는 시간을 결정하는 것, 및 피스톤에 의해 이동된 거리, 유체와 접촉하는 피스톤의 단면적, 및 피스톤이 거리를 이동하는 시간에 기초하여 유동 입구로 진입하는 유체의 체적 유량을 결정하는 것을 포함하는 동작을 수행하도록 구성된다.

예 17에서, 예 16의 주제는 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 인코더를 선택적으로 포함하고, 인코더는 활주 가능 요소의 위치에 대응하는 인코더 신호를 컴퓨팅 디바이스에 전송하도록 구성되고, 액추에이터는 선형 액추에이터이고, 피스톤에 의해 이동된 거리를 결정하는 것은 이동된 거리를 결정하기 위해 인코더 신호를 이용하는 것을 포함한다.

예 18에서, 예 16 내지 예 17 중 어느 하나 이상의 주제는 액추에이터가 스테퍼 모터이고 피스톤에 의해 이동된 거리를 결정하는 것은 스테퍼 모터에 의해 취해진 단계의 수를 카운팅하는 것을 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 19에서, 예 16 내지 예 18 중 어느 하나 이상의 주제는 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 타이머를 선택적으로 포함하고, 타이머는 피스톤이 거리를 이동하는 시간을 결정하는 데 사용된다.

예 20에서, 예 16 내지 예 19 중 어느 하나 이상의 주제는 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 제2 압력 센서를 선택적으로 포함하고, 동작은 제2 압력 센서로부터 제2 신호를 수신하는 것을 더 포함하고, 원하는 압력은 제1 압력 센서와 제2 압력 센서 사이의 차압이다.

예 21에서, 예 16 내지 예 20 중 어느 하나 이상의 주제는 공동 내에 위치되고 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 온도 센서를 선택적으로 포함하고, 동작은 온도 센서로부터 공동 내의 유체의 온도에 대응하는 온도 신호를 수신하는 것; 및 유체의 온도 및 체적 유량에 기초하여 질량 유량을 계산하는 것을 더 포함한다.

예 22에서, 예 16 내지 예 21 중 어느 하나 이상의 주제는 피스톤의 주연 표면과 인클로저의 내부 표면 사이에 위치된 밀봉부를 선택적으로 포함한다.

예 23에서, 예 22의 주제는 밀봉부가 O-링을 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 24에서, 예 22 내지 예 23 중 어느 하나 이상의 주제는 밀봉부가 수은 밀봉부를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 25는 피시험 유닛에 의해 생성된 유동의 체적 유량을 측정하기 위한 방법이며, 방법은 피시험 유닛을 인클로저의 유동 입구에 유체 연결하는 단계로서, 인클로저는 공동 및 유동 입구를 형성하는, 유체 연결 단계; 공동 내의 유체의 압력을 측정하는 단계; 공동 내에 원하는 압력을 유지하기 위해 공동 내에 위치된 활주 가능 요소를 재배치하는 단계; 원하는 압력을 유지하기 위해 활주 가능 요소에 의해 이동된 거리를 결정하는 단계; 활주 가능 요소가 거리를 이동하는 시간을 결정하는 단계; 및 활주 가능 요소에 의해 이동된 거리, 유체와 접촉하는 활주 가능 요소의 단면적, 및 활주 가능 요소가 거리를 이동하는 시간에 기초하여 공동에 진입하는 유체의 체적 유량을 결정하는 단계를 포함한다.

예 26에서, 예 24 내지 예 25 중 어느 하나 이상의 주제는 활주 가능 요소가 거리를 이동하는 시간을 결정하는 단계가 외부 타이머로부터 시간을 수신하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 27에서, 예 24 내지 예 26 중 어느 하나 이상의 주제는 활주 가능 요소에 의해 이동된 거리를 결정하는 단계가 인코더로부터 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 신호는 활주 가능 요소의 위치 또는 위치 변화에 대응하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 28에서, 예 24 내지 예 27 중 어느 하나 이상의 주제는 활주 가능 요소를 재배치하는 단계가 활주 가능 요소에 기계적으로 결합된 스테퍼 모터를 작동하는 단계를 포함하고, 활주 가능 요소에 의해 이동된 거리를 결정하는 단계가 스테퍼 모터에 의해 취해진 단계의 수를 카운팅하는 단계를 포함하고, 각각의 단계는 활주 가능 요소에 의해 이동된 알려진 거리에 대응하는 것을 선택적으로 포함한다.

예 29에서, 예 24 내지 예 28 중 어느 하나 이상의 주제는 피시험 유닛의 출구에서 압력을 측정하는 단계를 선택적으로 포함하고, 공동 내에 원하는 압력을 유지하기 위해 공동 내에 위치된 활주 가능 요소를 재배치하는 단계는 피시험 유닛의 출구에서의 압력과 공동 내의 압력 사이의 최소화된 차압을 유지하도록 활주 가능 요소를 재배치하는 단계를 포함한다.

예 30에서, 예 24 내지 예 29 중 어느 하나 이상의 주제는 공동 내의 유체의 온도를 측정하는 단계; 및 유체의 온도 및 체적 유량에 기초하여 질량 유량을 계산하는 단계를 선택적으로 포함한다.

예 31에서, 예 24 내지 예 30 중 어느 하나 이상의 주제는 피시험 유닛의 제어 설정을 변경하는 단계; 각각의 제어 설정에 대한 체적 유량을 결정하는 단계; 제어 설정의 함수로서 피시험 유닛에 대한 교정 계수를 생성하는 단계를 선택적으로 포함한다.

예 23에서, 예 1 내지 31 중 어느 하나 또는 임의의 조합의 플로우 레퍼런스 또는 방법은 인용된 모든 요소 또는 옵션이 그로부터 사용 또는 선택을 위해 이용 가능하도록 선택적으로 구성된다.

상세한 설명은 첨부 도면을 참조한다. 가능하다면, 동일한 참조 번호가 동일하거나 유사한 요소를 나타내기 위해 도면 및 다음 설명에서 사용된다. 실시예 및 예가 설명되지만 수정, 적응 및 다른 구현이 가능하다. 예를 들어, 치환, 추가 또는 수정이 도면에 도시되어 있는 요소 및 단계에 이루어질 수도 있고, 본 명세서에 설명된 시스템 및 방법은 개시된 방법에 단계를 또는 개시된 시스템에 요소를 치환, 재정렬 또는 추가함으로써 수정될 수도 있다. 이에 따라, 상세한 설명은 본 개시내용을 한정하지 않는다. 대신에, 본 명세서에 개시된 임의의 발명의 적절한 범주는 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.

개시된 주제의 특성을 설명하기 위해 설명되고 예시된 부분 및 방법 단계의 상세, 재료 및 배열의 다양한 다른 변경이 첨부된 청구범위에 표현된 바와 같은 개시된 주제의 원리 및 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수도 있다는 것이 통상의 기술자에게 즉시 이해될 것이다.

Claims

플로우 레퍼런스이며,
공동, 유동 입구를 형성하는 내부 표면을 포함하는 인클로저;
공동과 유체 연통하는 제1 압력 센서;
공동 내에 위치된 활주 가능 요소;
활주 가능 요소에 기계적으로 결합되고 공동 내에서 활주 가능 요소를 이동시키도록 배열된 액추에이터; 및
액추에이터 및 제1 압력 센서에 전기적으로 결합된 컴퓨팅 디바이스를 포함하고, 컴퓨팅 디바이스는:
제1 압력 센서로부터 공동 내의 압력에 대응하는 제1 신호를 수신하는 것, 및
공동 내에 원하는 압력을 유지하기 위해 활주 가능 요소를 재배치하도록 액추에이터를 작동하는 것을 포함하는 동작을 수행하도록 구성되는, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 활주 가능 요소의 주연 표면과 인클로저의 내부 표면 사이에 위치된 밀봉부를 더 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제2항에 있어서, 밀봉부는 O-링을 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제2항에 있어서, 밀봉부는 수은 밀봉부를 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 액추에이터는 스테퍼 모터인, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 액추에이터는 선형 액추에이터인, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 인코더를 더 포함하고, 인코더는 활주 가능 요소의 위치에 대응하는 인코더 신호를 컴퓨팅 디바이스에 전송하도록 구성되는, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 동작은 적어도 액추에이터의 작동에 기초하여 피시험 유닛의 체적 유량을 계산하는 것을 더 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제8항에 있어서, 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 온도 센서를 더 포함하고, 동작은:
온도 센서로부터 공동 내의 유체의 온도에 대응하는 온도 신호를 수신하는 것; 및
적어도 유체의 온도, 공동 내의 압력, 및 질량 유량에 기초하여 질량 유량을 계산하는 것을 더 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 온도 센서를 더 포함하고, 동작은:
온도 센서로부터 공동 내의 유체의 온도에 대응하는 온도 신호를 수신하는 것; 및
적어도 유체의 온도, 공동 내의 압력, 및 피스톤에 의해 이동된 거리에 기초하여 질량 유량을 계산하는 것을 더 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 타이머를 더 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 제2 압력 센서를 더 포함하고,
동작은 제2 압력 센서로부터 제2 신호를 수신하는 것을 더 포함하고,
원하는 압력은 제1 압력 센서와 제2 압력 센서 사이의 차압인, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 인클로저는 실린더인, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 활주 가능 요소는 피스톤인, 플로우 레퍼런스.
제1항에 있어서, 원하는 압력은 절대 압력인, 플로우 레퍼런스.
플로우 레퍼런스이며,
공동 및 유동 입구를 형성하는 내부 표면을 포함하는 실린더;
공동과 유체 연통하는 제1 압력 센서;
공동 내에 위치된 피스톤;
피스톤에 기계적으로 결합되고 공동 내에서 선형 방향으로 피스톤을 이동시키도록 배열된 액추에이터; 및
액추에이터 및 제1 압력 센서에 전기적으로 결합된 컴퓨팅 디바이스를 포함하고, 컴퓨팅 디바이스는:
제1 압력 센서로부터 공동 내의 압력에 대응하는 제1 신호를 수신하는 것,
공동 내에 원하는 압력을 유지하기 위해 피스톤을 재배치하도록 액추에이터를 작동하는 것,
액추에이터의 작동으로 인해 피스톤에 의해 이동된 거리를 결정하는 것,
피스톤이 거리를 이동하는 시간을 결정하는 것, 및
피스톤에 의해 이동된 거리, 유체와 접촉하는 피스톤의 단면적, 및 피스톤이 거리를 이동하는 시간에 기초하여 유동 입구로 진입하는 유체의 체적 유량을 결정하는 것을 포함하는 동작을 수행하도록 구성되는, 플로우 레퍼런스.
제16항에 있어서, 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 인코더를 더 포함하고, 인코더는 활주 가능 요소의 위치에 대응하는 인코더 신호를 컴퓨팅 디바이스에 전송하도록 구성되고,
액추에이터는 선형 액추에이터이고,
피스톤에 의해 이동된 거리를 결정하는 것은 이동된 거리를 결정하기 위해 인코더 신호를 이용하는 것을 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제16항에 있어서, 액추에이터는 스테퍼 모터에 의해 구동되고 피스톤에 의해 이동된 거리를 결정하는 것은 스테퍼 모터에 의해 취해진 단계의 수를 카운팅하는 것을 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제16항에 있어서, 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 타이머를 더 포함하고, 타이머는 피스톤이 거리를 이동하는 시간을 결정하기 위해 사용되는, 플로우 레퍼런스.
제16항에 있어서, 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 제2 압력 센서를 더 포함하고,
동작은 제2 압력 센서로부터 제2 신호를 수신하는 것을 더 포함하고,
원하는 압력은 제1 압력 센서와 제2 압력 센서 사이의 차압인, 플로우 레퍼런스.
제16항에 있어서, 공동 내에 위치되고 컴퓨팅 디바이스에 전기적으로 결합된 온도 센서를 더 포함하고, 동작은:
온도 센서로부터 공동 내의 유체의 온도에 대응하는 온도 신호를 수신하는 것; 및
유체의 온도 및 체적 유량에 기초하여 질량 유량을 계산하는 것을 더 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제16항에 있어서, 피스톤의 주연 표면과 인클로저의 내부 표면 사이에 위치된 밀봉부를 더 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제22항에 있어서, 밀봉부는 O-링을 포함하는, 플로우 레퍼런스.
제22항에 있어서, 밀봉부는 수은 밀봉부를 포함하는, 플로우 레퍼런스.
피시험 유닛에 의해 생성된 유동의 체적 유량을 측정하기 위한 방법이며,
피시험 유닛을 인클로저의 유동 입구에 유체 연결하는 단계로서, 인클로저는 공동 및 유동 입구를 형성하는, 유체 연결 단계;
공동 내의 유체의 압력을 측정하는 단계;
공동 내에 원하는 압력을 유지하기 위해 공동 내에 위치된 활주 가능 요소를 재배치하는 단계;
원하는 압력을 유지하기 위해 활주 가능 요소에 의해 이동된 거리를 결정하는 단계;
활주 가능 요소가 거리를 이동하는 시간을 결정하는 단계; 및
활주 가능 요소에 의해 이동된 거리, 유체와 접촉하는 활주 가능 요소의 단면적, 및 활주 가능 요소가 거리를 이동하는 시간에 기초하여 공동에 진입하는 유체의 체적 유량을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제25항에 있어서, 활주 가능 요소가 거리를 이동하는 시간을 결정하는 단계는 외부 타이머로부터 시간을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
제25항에 있어서, 활주 가능 요소에 의해 이동된 거리를 결정하는 단계는 인코더로부터 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 신호는 활주 가능 요소의 위치 또는 위치 변화에 대응하는, 방법.
제25항에 있어서,
활주 가능 요소를 재배치하는 단계는 활주 가능 요소에 기계적으로 결합된 스테퍼 모터를 작동하는 단계를 포함하고,
활주 가능 요소에 의해 이동된 거리를 결정하는 단계는 스테퍼 모터에 의해 취해진 단계의 수를 카운팅하는 단계를 포함하고, 각각의 단계는 활주 가능 요소에 의해 이동된 알려진 거리에 대응하는, 방법.
제25항에 있어서,
피시험 유닛의 출구에서 압력을 측정하는 단계를 더 포함하고,
공동 내에 원하는 압력을 유지하기 위해 공동 내에 위치된 활주 가능 요소를 재배치하는 단계는 피시험 유닛의 출구에서의 압력과 공동 내의 압력 사이의 최소화된 차압을 유지하도록 활주 가능 요소를 재배치하는 단계를 포함하는, 방법.
제25항에 있어서,
공동 내의 유체의 온도를 측정하는 단계; 및
유체의 온도 및 체적 유량에 기초하여 질량 유량을 계산하는 것을 더 포함하는, 방법.
제25항에 있어서,
피시험 유닛의 제어 설정을 변경하는 단계;
각각의 제어 설정에 대한 체적 유량을 결정하는 단계;
제어 설정의 함수로서 피시험 유닛에 대한 교정 계수를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.