KR20230095968A - 입자 계수기를 통한 유동 제어 및 측정 - Google Patents

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타일러 앤더슨
리처드 레미아즈
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티에스아이 인코포레이티드
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Abstract

입자 계수기 또는 능동 에어 샘플러를 통한 유량을 측정하고 제어하기 위한 시스템 및 방법이 본 명세서에 개시된다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 유체는 미리 결정된 속도로 시스템의 벤츄리 튜브 및 오리피스를 통해 유동한다. 기구의 입구와 벤츄리 튜브의 스로트 섹션 사이의 압력차가 측정된다. 시스템을 통한 유량은 압력차 및 유체의 세기 성질에 기초하여 결정될 수 있다. 유량이 유량 범위 외부에 있을 때 경보가 활성화될 수 있다.

Description

입자 계수기를 통한 유동 제어 및 측정
우선권 주장
본 출원은 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있는, 2020년 9월 28일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 63/084,397의 우선권의 이익을 주장한다.
분야
본 개시내용은 일반적으로 유체 유동을 측정하고 제어하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 입자 계수기(particle counters) 및 능동 에어 샘플러(active air samplers)를 통해 유체 유동을 측정하고 제어하는 것에 관한 것이다.
입자 계수기와 능동 에어 샘플러는 공기 품질을 측정하는 데 사용될 수 있는 디바이스이다. 입자 계수기와 능동 에어 샘플러는 공기 중의 오염물을 측정하여 공기 품질을 측정한다. 입자 계수기와 능동 에어 샘플러가 사용될 수도 있는 예시적인 환경은 클린룸(cleanrooms), 실험실 및 의료 시설을 포함한다.
반드시 실제 축척대로 도시되어 있지는 않은 도면에서, 유사한 참조 번호는 상이한 도면에서 유사한 구성요소를 설명할 수 있다. 상이한 문자 접미사를 갖는 유사한 번호는 유사한 구성요소의 상이한 경우를 나타낼 수 있다. 도면은 일반적으로 본 명세서에 설명된 다양한 실시예를 한정이 아니라, 예로서 도시하고 있다.
도 1은 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 벤츄리 튜브(venturi tube)의 단면도를 도시하고 있다.
도 2a는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 시스템의 개략도를 도시하고 있다.
도 2b는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 시스템의 개략도를 도시하고 있다.
도 3a는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 시스템의 개략도를 도시하고 있다.
도 3b는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 시스템의 개략도를 도시하고 있다.
도 3c는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 시스템의 개략도를 도시하고 있다.
도 4는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 시스템을 도시하고 있다.
도 5는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 제어기의 개략도를 도시하고 있다.
도 6은 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 방법을 도시하고 있다.
도 7은 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 방법을 도시하고 있다.
대응 참조 번호는 여러 도면 전체에 걸쳐 대응 부분을 나타낸다. 본 명세서에 도시되어 있는 예시는 본 개시내용의 예시적인 실시예를 예시하고, 이러한 예시는 어떠한 방식으로도 본 개시내용의 범주를 한정하는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
본 개시내용은 광학 입자 계수기(OPC) 및 능동 에어 샘플러(AAS) 및 이들 디바이스를 통한 유동의 측정 및 제어에 관한 것이다. OPC 또는 AAS 기구에서, 유동은 오리피스 또는 펌프를 통해 제어될 수 있다. 오리피스의 경우, 하류 압력이 상류 압력의 약 50% 내지 약 55% 이하일 때 속도가 제한될 수 있다. 예를 들어, 오리피스를 통한 음속은 오리피스의 하류 압력이 상류 압력의 약 52.8% 이하일 때 얻어질 수 있다.
오리피스의 크기를 선택하고 시스템 및 오리피스를 통해 공기를 흡인하기 위해 충분한 진공을 제공함으로써, 원하는 유량이 달성될 수 있다. 펌프를 통한 유동을 제어하기 위해, 유동 측정 디바이스와 비례 적분 미분(PID) 제어 루프와 같은 제어기가 공칭 유동을 유지하기 위해 펌프를 구동하는 데 사용될 수 있는데, 이 공칭 유동은 입구에서 기준 유량계로 캘리브레이팅될(calibrated) 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, 펌프는 펌프, 송풍기, 팬, 또는 OPC 또는 AAS를 통해 기류를 발생시키도록 배열된 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다.
전술된 경우의 모두에서, 유동 측정은 유동 제어 요소의 상류의 제한부를 통한 압력 강하에 기초할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 입구 노즐을 가로지르는 압력 강하는 유동을 측정하는 데 사용될 수 있다. 제한부를 가로지르는 압력 강하는 복구되지 않기 때문에, 유동 측정 디바이스를 가로지르는 압력 강하를 작게 유지하여 펌프의 크기를 감소시키거나 디바이스의 배터리 수명을 증가시키는 것이 바람직하다. 작은 압력 강하의 하나의 어려움은 주로 제로 드리프트로 인해, 압력 변환기가 일반적으로 낮은 압력 강하에서 덜 정확하다는 것이다.
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 유동 측정 요소(FME)를 포함한다. FME는 유동 제어 메커니즘과 독립적이고, 또한 벤츄리 튜브로의 입구에서 주위 압력과 절대 압력의 측정을 허용하는 벤츄리 튜브를 포함할 수 있다. 벤츄리 튜브는 실제 유동 측정을 위해 더 큰 압력 강하를 제공하는 동시에 FME 길이에 걸쳐 대부분의 압력 강하를 복구하여, 이에 의해 FME를 가로지르는 전체 압력 강하를 최소화한다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 기구에 대한 유동 측정 아키텍처는 FME의 입구에서의 절대 압력 측정, 입구와 FME의 최소 영역 사이의 압력차, 및 기구의 입구에 임의의 제한부가 존재하는지를 결정하기 위한 주위 압력 측정을 포함할 수 있다.
요약하면, 본 명세서에 개시된 FME는 최소 압력 강하로 고도로 민감하고 정확한 유동 측정을 제공한다. 이는 전체 FME를 가로지르는 압력 강하를 최소화하면서 FME의 입구로부터 최소 영역까지 상당한 압력 강하를 생성하는 기하학 형상으로 달성될 수 있다.
상기 설명은 본 특허 출원의 주제의 개요를 제공하도록 의도된다. 이는 본 발명의 배타적인 또는 철저한 설명을 제공하도록 의도된 것은 아니다. 아래의 설명은 본 특허 출원에 대한 추가 정보를 제공하기 위해 포함된다.
이제 도면을 참조하면, 도 1은 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 벤츄리 튜브(100)의 단면도를 도시하고 있다. 허쉘(Herschel) 튜브로서 또한 알려진 벤츄리 튜브(100)는 본체(102)를 포함할 수 있다. 본체(102)는 입구(104) 및 출구(106)를 형성할 수 있다. 입구(104)와 출구(106)는 수렴 섹션(108), 발산 섹션(110), 및 수렴 섹션(108)과 발산 섹션(110) 사이에 위치된 스로트 섹션(112)을 통해 유체 결합될 수 있다. 수렴 섹션(108)은 메인 파이프 크기로부터 스로트 섹션(112)까지 평활한 점진적인 수축부를 포함할 수 있다. 발산 섹션(110)은 스로트 섹션(112)으로부터 원래 파이프 직경까지 평활한 점진적인 확장부를 포함할 수 있다.
동작 중에, 유체는 입구(104)에 진입하고 수렴 섹션(108)을 통해 스로트 섹션(112) 내로 통과할 수 있다. 수렴 섹션(108)과 스로트 섹션(112)을 통과하는 동안, 유체는 스로트 섹션(112)에서 압력 강하를 경험할 수 있다. 발산 섹션(110)에 진입시에, 유체의 압력이 증가할 수 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 발산 섹션(110)의 길이(L1)는 수렴 섹션(108)의 길이(L2)보다 크다. 출구(106)의 직경(D1)과 입구(104)의 직경(D2)이 동일할 때, 발산 섹션(110)의 증가된 길이는 발산 섹션(110)을 형성하는 표면으로부터 유체의 분리 및 발산 섹션(110) 내의 비효율적인 혼합과 연관된 손실을 최소화하는 데 도움이 된다. 결과는 벤츄리 튜브(100) 내의 때때로 수두 손실(head losses)이라 칭하는 압력 손실이 벤츄리 튜브(100)를 통해 유동하는 유체와 연관된 마찰 손실로만 최소화될 수 있다는 것이다. 달리 말하면, 벤츄리 튜브(100)의 구성은 발산 섹션(110)에서 거의 모든 압력 강하가 복구되는 것을 허용하면서 스로트 섹션(112)에서 압력 강하 또는 압력차가 측정될 수 있도록 허용할 수 있다. 양호하게 설계되고 구성된 벤츄리 튜브에 대해, 입구(104)와 출구(106) 사이의 압력차는 거의 동일할 것이다. 그 결과, 압력차를 직접 또는 간접적으로 측정하는 것이 바람직할 수도 있다.
예를 들어, 벤츄리 튜브(100)는 제1 압력 개구(114), 제2 압력 개구(116), 및 제3 압력 개구(118)를 포함할 수 있다. 동작 중에, 유체가 벤츄리 튜브(100)를 통해 유동할 때, 압력차 측정이 차압 변환기를 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 차압 변환기가 제1 압력 개구(114)와 제2 압력 개구(116) 사이의 압력차를 측정하기 위해 사용될 수 있다.
차압 변환기로 압력차를 직접 측정하는 것이 에러를 최소화하기 위해 바람직할 수도 있다. 예를 들어, 압력차는 제1 압력 개구(114) 및 제2 압력 개구(116)에서 압력을 측정하고 차이를 계산함으로써 결정될 수 있지만, 이 방법은 큰 에러를 유발할 수 있다. 예를 들어, 벤츄리를 가로질러 4 kPa의 일반적인 압력 강하가 발생할 수 있다. 주위 공기 압력은 일반적으로 약 100 kPa이다. 압력 변환기 정확도는 판독값의 백분율일 수 있다(예를 들어, 합리적인 가격의 압력 변환기의 경우 약 2%). 따라서, 4 kPa 측정값은 약 0.08 kPa의 정확도를 가질 것이다. 제1 압력 개구(114) 및 제2 압력 개구에서 개별 압력을 측정하는 것은 약 100 kPa 및 96 kPa의 측정값을 야기할 수 있다. 2% 정확도의 압력 변환기로, 각각의 판독값은 약 2 kPa까지 정확할 것이다. 따라서, 전체 에러는 약 2.8 kPa일 것인데, 이는 차압 변환기를 사용하는 것으로부터의 에러보다 30배 이상 더 높다. 따라서, 허용 가능한 에러에 따라, 압력을 직접 측정하고 압력차를 계산하기 위해 더 높은 정확도의 압력 변환기가 필요할 수도 있다.
식 1로서 나타낸 베르누이 식 및 식 2에 단순화되어 나타낸 질량 보존은 벤츄리 튜브(100)를 통한 유량을 결정하는 데 사용될 수 있다.
대입을 사용하여, 베르누이 식은 벤츄리 튜브(100)의 파라미터의 견지에서 입구(104)에서의 속도를 결정하기 위해 풀릴 수 있다.
Figure pct00001
(식 1)
Figure pct00002
(식 2)
식 1 및 2에서, p는 유체의 압력, ρ는 유체의 밀도, v는 유체의 속도, A는 면적이다. 식 2는 식 1에 대입되어 하나의 미지수를 제거할 수 있다.
Figure pct00003
(식 3)
이제, 식 3은 식 4A, 4B 및 4C에 나타낸 바와 같이 입구(104)에서의 속도를 결정하기 위해 더 단순화될 수 있다.
Figure pct00004
(식 4A)
Figure pct00005
(식 4B)
Figure pct00006
(식 4C)
입구(104)에서의 체적 유량은 식 5에 나타낸 바와 같이 계산될 수 있다.
Figure pct00007
(식 5)
Q는 체적 유량이다. 이제, 식 4C는 식 6에 나타낸 바와 같이 식 5에 대입될 수 있다.
Figure pct00008
(식 6)
이제, 벤츄리 튜브(100)의 입구(108)에서의 체적 유동이 계산되고, 헤드(즉, 벤츄리 튜브(100)의 상류)에서의 체적 유동이 또한 질량 보존(식 7) 및 이상 기체 법칙(식 8)을 사용하여 계산될 수 있다.
질량 보존으로부터:
Figure pct00009
(식 7)
이상 기체 법칙으로부터, 유체의 밀도는 다음과 같이 압력에 정비례한다:
Figure pct00010
(식 8)
각각의 위치(즉, 제1, 제2 및 제3 압력 개구(114, 116, 118))에서의 밀도가 계산되어 식 6에서 사용되어 식 9에 나타낸 바와 같이 유량을 계산할 수 있고 또는 밀도 항은 식 10에 나타낸 바와 같이 각각의 위치에서의 압력으로 대체될 수 있다.
Figure pct00011
(식 9)
마지막으로, 식 6을 식 9에 대입하면, 헤드에서의 유동에 도달한다.
Figure pct00012
(식 10)
상기 식들 및 벤츄리 튜브(100)를 사용하여, 공기 또는 다른 가스의 유량이 결정될 수 있다.
도 2a는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 유동을 측정 및/또는 제어하기 위한 시스템(200)에 대한 개략도를 도시하고 있다. 시스템(200)은 벤츄리 튜브(100), 입자 계수기(202), 펌프(204), 및 압력 변환기(206)(개별적으로 206A, 206B, 206C, 206D로서 표기됨)를 포함할 수 있다. 시스템(200)의 다양한 구성요소는 하우징(208) 내에 에워싸일 수 있다. 시스템(200)은 또한 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(208) 내부에 또는 하우징(208) 외부에 위치될 수 있는 제어기(210)를 포함할 수 있다. 압력 변환기(206)는 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이 와이어를 통해 또는 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이 무선 연결을 통해 제어기에 전기적으로 결합될 수 있다.
동작 중에, 펌프(204)는 공기와 같은 유체가 시스템(200)을 통해 유동하게 할 수 있다. 예를 들어, 펌프(204)는 벤츄리 튜브(100)로부터 하류에 위치될 수 있고 펌프(204)의 상류에 진공을 생성하여 개구(212)를 통해 시스템(200) 내로 유체를 흡인할 수 있다. 시스템(200)을 통해 유동한 후, 유체는 시스템(200)으로부터 배기구(214)를 통해 배출될 수 있다.
압력 변환기(206A, 206B, 206C)는 유체가 시스템(200)을 통해 유동함에 따라, 입자 계수기(202)의 상류의 압력 및 입구와 스로트 섹션(112) 사이의 압력차를 각각 측정할 수 있다. 예를 들어, 압력 변환기(206A)는 절대 압력을 측정할 수 있고, 압력 변환기(206B)는 입구(104)에서의 압력을 측정할 수 있으며, 압력 변환기(206C)는 스로트 섹션(112)에서의 압력을 측정할 수 있다. 압력 변환기(206D)는 주위 압력을 측정할 수 있다. 각각의 압력 변환기(206)는 신호(예를 들어, 전압)를 제어기(210)에 전송할 수 있는데, 이는 이어서 캘리브레이션 식 또는 참조표를 사용하여 신호를 압력으로 변환할 수 있다. 제어기(210)는 식 1 내지 10을 사용하여 유량, 체적 유량 및/또는 질량 유량을 계산하기 위해 유체의 다양한 압력 및 세기 성질(예를 들어, 밀도)을 사용할 수 있다. 유체의 세기 성질은 제어기의 메모리 내에 저장되거나 적절한 열역학적 상태 방정식 또는 참조표를 사용하여 계산될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 펌프(204)는 미리 설정된 유량을 전달하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 펌프(204)는 분당 X 리터의 유량을 전달하기 위해 제어기(210)에 의해 구동될 수 있다. 예를 들어, 특정 유량을 유지하기 위해, PID 제어기일 수 있는 제어기(210)는 유동 측정의 출력을 사용하여 펌프(204)를 구동할 수 있다. 제어기(210)는 유동을 설정점으로 구동할 수 있다. 유동이 특정 유량의 +/-5% 이내로 유지되지 않으면, 경보가 표시될 수 있다.
동작 중에, 제어기(210)는 압력 변환기(206)로부터 신호를 계속 수신하고 유량을 모니터링할 수 있다. 유량이 미리 설정된 유량 범위(즉, 특정 유량의 +/-5%) 외부로 벗어나면, 제어기(210)는 조명 및/또는 스피커와 같은 경보에 신호를 전송하여 잠재적인 문제를 작업자에게 통지할 수 있다. 예를 들어, 유체의 다른 압력 측정 및 세기 성질과 함께 주위 압력을 사용하여, 유동의 변화가 시스템 배관의 꼬임 또는 다른 막힘과 동등하게 될 수 있다. 경보를 활성화할 때, 서비스 요원 또는 작업자는 유량이 미리 설정된 유량 범위 외부에 있게 할 수 있는 시스템 내의 막힘, 꼬인 튜브 및/또는 다른 이상에 대해 시스템을 검사할 수 있다.
제어기(210)는 또한 펌프(204)에 신호를 전송하여 유량을 변경할 수 있다. 예를 들어, 유량이 미리 설정된 유량을 초과하면, 제어기(210)는 유량을 낮추기 위해 펌프(204)를 지연하도록 신호를 전송할 수 있다. 유량이 미리 설정된 유량 미만이면, 제어기(210)는 시스템(200)을 통한 유량을 증가시키기 위해 펌프 속도를 증가시키도록 신호를 전송할 수 있다.
도 2b는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 유동을 측정 및/또는 제어하기 위한 시스템(250)에 대한 개략도를 도시하고 있다. 시스템(250)은 벤츄리 튜브(100), 입자 계수기(202), 펌프(204), 압력 변환기(206)(개별적으로 206A, 206D로서 표기됨) 및 차압 변환기(252)를 포함할 수 있다. 시스템(250)의 다양한 구성요소는 하우징(208) 내에 에워싸일 수 있다. 시스템(250)은 또한 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(208) 외부에 또는 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(208)의 내부에 위치될 수 있는 제어기(210)를 포함할 수 있다. 압력 변환기(206)는 도 2a에 도시되어 있는 바와 같이 와이어를 통해 또는 도 2b에 도시되어 있는 바와 같이 무선 연결을 통해 제어기(210)에 전기적으로 결합될 수 있다.
동작 중에, 펌프(204)는 공기와 같은 유체가 시스템(250)을 통해 유동하게 할 수 있다. 예를 들어, 펌프(204)는 벤츄리 튜브(100)로부터 하류에 위치될 수 있고 펌프(204)의 상류에 진공을 생성하여 개구(212)를 통해 시스템(250) 내로 유체를 흡인할 수 있다. 시스템(250)을 통해 유동한 후, 유체는 시스템(250)으로부터 배기구(214)를 통해 배출될 수 있다.
압력 변환기(206A, 206D)는 절대 압력을 측정할 수 있다. 예를 들어, 압력 변환기(206A)는 절대 압력을 측정할 수 있고 압력 변환기(206D)는 주위 압력을 측정할 수 있다. 차압 변환기(252)는 입구(104)(예를 들어, 제1 압력 개구(114))와 스로트 섹션(112)(예를 들어, 제2 압력 개구(116)) 사이의 압력차를 직접 측정할 수 있다.
각각의 압력 변환기(206) 및 차압 변환기(252)는 신호(예를 들어, 전자기 신호)를 제어기(210)에 전송할 수 있고, 이는 이어서 캘리브레이션 식 또는 참조표를 사용하여 신호를 압력으로 변환할 수 있다.
제어기(210)는 식 1 내지 10을 사용하여 유량, 체적 유량 및/또는 질량 유량을 계산하기 위해 유체의 다양한 압력, 압력차, 및 세기 성질(예를 들어, 밀도)을 사용할 수 있다. 유체의 세기 성질은 제어기의 메모리 내에 저장되거나 적절한 열역학적 상태 방정식 또는 참조표를 사용하여 계산될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 펌프(204)는 미리 설정된 유량을 전달하도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 펌프(204)는 분당 X 리터의 유량을 전달하기 위해 제어기(210)에 의해 구동될 수 있다. 예를 들어, 특정 유량을 유지하기 위해, PID 제어기일 수 있는 제어기(210)는 제어 루프의 부분으로서 유동 측정의 출력을 사용하여 펌프(204)를 구동할 수 있다. 제어기(210)는 유동을 설정점으로 구동할 수 있다. 유동이 특정 유량의 +/-5% 이내로 유지되지 않으면, 경보가 표시될 수 있다.
동작 중에, 제어기(210)는 압력 변환기(206)로부터 신호를 계속 수신하고 유량을 모니터링할 수 있다. 유량이 미리 설정된 유량 범위(즉, 특정 유량의 +/-5%) 외부로 벗어나면, 제어기(210)는 조명 및/또는 스피커와 같은 경보에 신호를 전송하여 잠재적인 문제를 작업자에게 통지할 수 있다. 예를 들어, 유체의 다른 압력 측정 및 세기 성질과 함께 주위 압력을 사용하여, 유동의 변화가 시스템 배관의 꼬임 또는 다른 막힘과 동등하게 될 수 있다. 경보를 활성화할 때, 서비스 요원 또는 작업자는 유량이 미리 설정된 유량 범위 외부에 있게 할 수 있는 시스템 내의 막힘, 꼬인 튜브 및/또는 다른 이상에 대해 시스템을 검사할 수 있다.
제어기(210)는 또한 펌프(204)에 신호를 전송하여 유량을 변경할 수 있다. 예를 들어, 유량이 미리 설정된 유량을 초과하면, 제어기(210)는 유량을 낮추기 위해 펌프(204)를 지연하도록 신호를 전송할 수 있다. 유량이 미리 설정된 유량 미만이면, 제어기(210)는 시스템(200)을 통한 유량을 증가시키기 위해 펌프 속도를 증가시키도록 신호를 전송할 수 있다.
도 3a는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 유동을 측정 및/또는 제어하기 위한 시스템(300)에 대한 개략도를 도시하고 있다. 시스템(300)은 벤츄리 튜브(100), 오리피스(302), 펌프(304), 및 압력 변환기(306)(개별적으로 306A, 306B, 306C, 306D로서 표기됨)를 포함할 수 있다. 시스템(300)의 다양한 구성요소는 하우징(308) 내에 에워싸일 수 있다. 시스템(300)은 또한 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(308) 외부에 또는 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(308)의 내부에 위치될 수 있는 제어기(310)를 포함할 수 있다. 압력 변환기(306)는 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이 와이어를 통해 제어기에 전기적으로 결합될 수 있다.
동작 중에, 펌프(304)는 공기와 같은 유체가 시스템(300)을 통해 유동하게 할 수 있다. 예를 들어, 펌프(304)는 벤츄리 튜브(100)로부터 하류에 위치될 수 있고 펌프(304)의 상류에 진공을 생성하여 개구(312)를 통해 시스템(300) 내로 유체를 흡인할 수 있다. 개구(312)는 AAS, 입자 검출기 또는 다른 기구에 연결될 수 있다. 도 3a에는 도시되어 있지 않지만, AAS, 입자 검출기, 또는 다른 기구는 하우징(308) 외부 또는 내부에 있을 수 있다. 시스템(300)을 통해 유동한 후, 유체는 시스템(300)으로부터 배기구(314)를 통해 배출될 수 있다.
압력 변환기(306A, 306B, 306C)는 유체가 시스템(300)을 통해 유동함에 따라, 벤츄리 튜브(100)의 상류, 입구(104), 및 스로트 섹션(112)의 압력을 각각 측정할 수 있다. 압력 변환기(306D)는 주위 압력을 측정할 수 있다. 각각의 압력 변환기(306)는 신호(예를 들어, 전압)를 제어기(310)에 전송할 수 있는데, 이는 이어서 캘리브레이션 식 또는 참조표를 사용하여 신호를 압력으로 변환할 수 있다. 제어기(310)는 식 1 내지 10을 사용하여 유량, 체적 유량 및/또는 질량 유량을 계산하기 위해 유체의 다양한 압력 및 세기 성질(예를 들어, 밀도)을 사용할 수 있다. 유체의 세기 성질은 제어기의 메모리 내에 저장되거나 적절한 열역학적 상태 방정식 또는 참조표를 사용하여 계산될 수 있다.
때때로 임계 오리피스라 칭하는 오리피스(302)는 시스템(300)을 통해 유동하는 유체의 속도를 제어하는 데 사용된다. 예를 들어, 펌프(304)는 오리피스(302)의 크기에 의해 제어되는 일정한 속도로 시스템(300)을 통해 유체를 흡인하는 진공을 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 진공이 약 50% 초과 내지 약 55%, 예로서 52.8%로 유지되면, 유체는 일정한 음속으로 시스템(300) 및 오리피스(302)를 통해 유동할 것이다. 달리 말하면, 진공의 임의의 증가는 속도의 증가를 유발하지 않을 것이지만, 진공의 감소는 시스템(300)을 통한 유체의 속도의 감소를 유발할 것이다.
속도의 감소는 마찬가지로 벤츄리 튜브(100)를 통한 압력 강하의 변화를 야기할 것이다. 벤츄리 튜브(100)를 통한 압력 강하의 변화(즉, 압력 변환기(306B)와 압력 변환기(306C) 사이의 압력차)는 OPC 또는 AAS와 같은 기구를 통한 유동을 정확하게 측정하는 데 사용될 수 있다.
동작 중에, 제어기(310)는 압력 변환기(306)로부터 신호를 계속 수신하고 유량을 모니터링할 수 있다. 유량이 미리 설정된 유량 범위 외부로 벗어나면, 제어기(310)는 조명 및/또는 스피커와 같은 경보에 신호를 전송하여 잠재적인 문제를 작업자에게 통지할 수 있다. 예를 들어, 유체의 다른 압력 측정 및 세기 성질과 함께 주위 압력을 사용하여, 유동의 변화가 시스템 배관의 꼬임 또는 다른 막힘과 동등하게 될 수 있다. 경보를 활성화할 때, 서비스 요원 또는 작업자는 유량이 미리 설정된 유량 범위 외부에 있게 할 수 있는 시스템(300) 내의 막힘, 꼬인 튜브 및/또는 다른 이상에 대해 시스템을 검사할 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 오리피스(302)는 유량을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 펌프(304)는 진공이 주위 압력의 52.8% 이상인 것을 보장하도록 동작하는 복수의 진공 펌프 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프는 하나 이상의 진공 펌프가 진공 라인 내에서 진공을 흡인하는 매니폴드형 시스템의 부분일 수 있다. 진공 라인은 다수의 입자 계수기, AAS 등에 연결할 수 있다.
시스템(300)은 또한 밸브(316)를 포함할 수 있다. 밸브(316)는 제어기(310)에 의해 작동될 수 있는 솔레노이드 밸브 또는 다른 밸브일 수 있다. 동작 중에 제어기(310)는 개방되어 시스템(300)을 통한 유동을 허용하고 그리고/또는 폐쇄되어 시스템(300)을 통한 유동을 중단할 수 있다.
도 3b는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 유동을 측정 및/또는 제어하기 위한 시스템(333)에 대한 개략도를 도시하고 있다. 시스템(333)은 벤츄리 튜브(100), 오리피스(302), 펌프(304), 압력 변환기(306)(개별적으로 306A, 306D로서 표기됨) 및 차압 변환기(330)를 포함할 수 있다. 시스템(333)의 다양한 구성요소는 하우징(308) 내에 에워싸일 수 있다. 시스템(333)은 또한 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(308) 외부에 또는 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(308)의 내부에 위치될 수 있는 제어기(310)를 포함할 수 있다. 압력 변환기(306) 및 차압 변환기(330)는 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 와이어를 통해 제어기에 전기적으로 결합될 수 있다.
동작 중에, 펌프(304)는 공기와 같은 유체가 시스템(333)을 통해 유동하게 할 수 있다. 예를 들어, 펌프(304)는 벤츄리 튜브(100)로부터 하류에 위치될 수 있고 펌프(304)의 상류에 진공을 생성하여 개구(312)를 통해 시스템(333) 내로 유체를 흡인할 수 있다. 개구(312)는 AAS, 입자 검출기 또는 다른 기구에 연결될 수 있다. 도 3b에는 도시되어 있지 않지만, AAS, 입자 검출기, 또는 다른 기구는 하우징(308) 외부 또는 내부에 있을 수 있다. 시스템(333)을 통해 유동한 후, 유체는 시스템(333)으로부터 배기구(314)를 통해 배출될 수 있다.
압력 변환기(306A)는 유체가 시스템(333)을 통해 유동함에 따라 벤츄리 튜브(100)의 상류의 압력을 측정할 수 있다. 압력 변환기(306D)는 주위 압력을 측정할 수 있다. 차압 변환기(330)는 입구(104)(즉, 제1 압력 개구(114))와 스로트 섹션(112)(즉, 제2 압력 개구(116)) 사이의 차압을 측정할 수 있다. 각각의 압력 변환기(306) 및 차압 변환기(330)는 신호(예를 들어, 전압)를 제어기(310)에 전송할 수 있고, 이는 이어서 캘리브레이션 식 또는 참조표를 사용하여 신호를 압력 또는 차압으로 변환할 수 있다. 제어기(310)는 식 1 내지 10을 사용하여 유량, 체적 유량 및/또는 질량 유량을 계산하기 위해 유체의 다양한 압력, 압력차, 및 세기 성질(예를 들어, 밀도)을 사용할 수 있다. 유체의 세기 성질은 제어기의 메모리 내에 저장되거나 적절한 열역학적 상태 방정식 또는 참조표를 사용하여 계산될 수 있다.
오리피스(302)는 시스템(300)과 관련하여 전술된 바와 같이 시스템(333)을 통해 유동하는 유체의 속도를 제어하는 데 사용된다. 예를 들어, 펌프(304)는 오리피스(302)의 크기에 의해 제어되는 일정한 속도로 시스템(333)을 통해 유체를 흡인하는 진공을 생성하는 데 사용될 수 있다.
속도의 감소는 마찬가지로 벤츄리 튜브(100)를 통한 압력 강하의 변화를 야기할 것이다. 차압 변환기(330)에 의해 측정된 바와 같은 벤츄리 튜브(100)를 통한 압력 강하의 변화는 OPC 또는 AAS와 같은 기구를 통한 유동을 정확하게 측정하는 데 사용될 수 있다.
동작 중에, 제어기(310)는 압력 변환기(306) 및 차압 변환기(330)로부터 신호를 계속 수신하고 유량을 모니터링할 수 있다. 유량이 미리 설정된 유량 범위 외부로 벗어나면, 제어기(310)는 조명 및/또는 스피커와 같은 경보에 신호를 전송하여 잠재적인 문제를 작업자에게 통지할 수 있다. 예를 들어, 유체의 다른 압력 측정 및 세기 성질과 함께 주위 압력을 사용하여, 유동의 변화가 시스템 배관의 꼬임 또는 다른 막힘과 동등하게 될 수 있다. 경보를 활성화할 때, 서비스 요원 또는 작업자는 유량이 미리 설정된 유량 범위 외부에 있게 할 수 있는 시스템(333) 내의 막힘, 꼬인 튜브 및/또는 다른 이상에 대해 시스템을 검사할 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 오리피스(302)는 유량을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 펌프(304)는 진공이 주위 압력의 52.8% 이상인 것을 보장하도록 동작하는 복수의 진공 펌프 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 진공 펌프는 하나 이상의 진공 펌프가 진공 라인 내에서 진공을 흡인하는 매니폴드형 시스템의 부분일 수 있다. 진공 라인은 다수의 입자 계수기, AAS 등에 연결할 수 있다.
시스템(333)은 또한 밸브(316)를 포함할 수 있다. 밸브(316)는 제어기(310)에 의해 작동될 수 있는 솔레노이드 밸브 또는 다른 밸브일 수 있다. 동작 중에 제어기(310)는 개방되어 시스템(333)을 통한 유동을 허용하고 그리고/또는 폐쇄되어 시스템(333)을 통한 유동을 중단할 수 있다.
도 3c는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 유동을 측정 및/또는 제어하기 위한 시스템(366)에 대한 개략도를 도시하고 있다. 시스템(366)은 벤츄리 튜브(100), 펌프(304), 압력 변환기(306)(개별적으로 306A, 306D로서 표기됨), 차압 변환기(330), 및 밸브(316)를 포함할 수 있다. 시스템(366)의 다양한 구성요소는 하우징(308) 내에 에워싸일 수 있다. 시스템(366)은 또한 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(308) 외부에 또는 도 3c에 도시되어 있는 바와 같이 하우징(308)의 내부에 위치될 수 있는 제어기(310)를 포함할 수 있다. 압력 변환기(306), 차압 변환기(330), 및 밸브(316)는 도 3b에 도시되어 있는 바와 같이 와이어를 통해 또는 도 3c에 도시되어 있는 바와 같이 무선으로 제어기에 전기적으로 결합될 수 있다.
동작 중에, 펌프(304)는 공기와 같은 유체가 시스템(366)을 통해 유동하게 할 수 있다. 예를 들어, 펌프(304)는 벤츄리 튜브(100)로부터 하류에 위치될 수 있고 펌프(304)의 상류에 진공을 생성하여 개구(312)를 통해 시스템(366) 내로 유체를 흡인할 수 있다. 개구(312)는 AAS, 입자 검출기 또는 다른 기구에 연결될 수 있다. 도 3c에는 도시되어 있지 않지만, AAS, 입자 검출기, 또는 다른 기구는 하우징(308) 외부 또는 내부에 있을 수 있다. 시스템(333)을 통해 유동한 후, 유체는 시스템(333)으로부터 배기구(314)를 통해 배출될 수 있다.
압력 변환기(306A)는 유체가 시스템(333)을 통해 유동함에 따라 벤츄리 튜브(100)의 상류의 압력을 측정할 수 있다. 압력 변환기(306D)는 주위 압력을 측정할 수 있다. 차압 변환기(330)는 입구(104)(즉, 제1 압력 개구(114))와 스로트 섹션(112)(즉, 제2 압력 개구(116)) 사이의 차압을 측정할 수 있다. 각각의 압력 변환기(306) 및 차압 변환기(330)는 신호(예를 들어, 전압)를 제어기(310)에 전송할 수 있고, 이는 이어서 캘리브레이션 식 또는 참조표를 사용하여 신호를 압력 또는 차압으로 변환할 수 있다. 제어기(310)는 식 1 내지 10을 사용하여 유량, 체적 유량 및/또는 질량 유량을 계산하기 위해 유체의 다양한 압력, 압력차 및 세기 성질(예를 들어, 밀도)을 사용할 수 있다. 유체의 세기 성질은 제어기의 메모리 내에 저장되거나 적절한 열역학적 상태 방정식 또는 참조표를 사용하여 계산될 수 있다.
밸브(316)는 제어기(310)에 의해 제어되는 제어 가능한 밸브일 수 있다. 예를 들어, 제어기(310)는 밸브(316)가 개방 또는 폐쇄되는 정도를 제어하는 PID 루프를 동작시킬 수 있다. 그 결과, 밸브(316)는 시스템(366)을 통해 유동하는 유체의 속도를 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 펌프(304)는 밸브(316)가 개방되는 정도에 의해 제어되는 일정한 속도로 시스템(366)을 통해 유체를 흡인하는 진공을 생성하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 밸브(316)가 완전히 개방될 때, X lpm의 유량이 얻어질 수도 있고, 밸브(316)가 50% 개방될 때, Y lpm의 유량이 얻어질 수도 있다.
속도의 변화가 존재하면, 벤츄리 튜브(100)를 통한 압력 강하의 변화가 발생할 것이다. 차압 변환기(330)에 의해 측정된 바와 같은 벤츄리 튜브(100)를 통한 압력 강하의 변화는 OPC 또는 AAS와 같은 기구를 통한 유동을 정확하게 측정하는 데 사용될 수 있다.
동작 중에, 제어기(310)는 압력 변환기(306) 및 차압 변환기(330)로부터 신호를 계속 수신하고 유량을 모니터링할 수 있다. 유량이 미리 설정된 유량 범위 외부로 벗어나면, 제어기(310)는 조명 및/또는 스피커와 같은 경보에 신호를 전송하여 잠재적인 문제를 작업자에게 통지할 수 있다. 예를 들어, 유체의 다른 압력 측정 및 세기 성질과 함께 주위 압력을 사용하여, 유동의 변화가 시스템 배관의 꼬임 또는 다른 막힘과 동등하게 될 수 있다. 경보를 활성화할 때, 서비스 요원 또는 작업자는 유량이 미리 설정된 유량 범위 외부에 있게 할 수 있는 시스템(333) 내의 막힘, 꼬인 튜브 및/또는 다른 이상에 대해 시스템을 검사할 수 있다.
신호 경보에 추가하여, 제어기(310)는 유량을 증가시키거나 감소시키려는 시도로 밸브(316)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 예를 들어, 시스템(366)의 상류에 장애가 존재하면, 제어기(310)는 유량을 증가시키려는 시도로 밸브(316)를 개방할 수 있다. 밸브(316)를 개방함으로써, 배관 시스템은 시스템(366)을 정지할 필요 없이 꼬임 또는 다른 손상에 대해 시각적으로 검사될 수 있다. 일단 장애가 위치 확인되면, 시스템(366)은 수리를 위해 오프라인 상태를 취할 수 있다.
도 4는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 시스템(400)을 도시하고 있다. 시스템(400)은 시스템(200, 300)의 표현일 수 있고 벤츄리 튜브(100), 오리피스(302), 압력 변환기, 차압 변환기, 제어기(410) 및 밸브(416)를 포함할 수 있다. 시스템(400)의 다양한 구성요소는 하우징(408) 내에 에워싸일 수 있다(하우징(408)의 일부는 명확성을 위해 도시되어 있지 않음). 제어기(410)는 외부 제어기, 경보, 전원 등에 연결될 수 있는 전기적 연결부(420)를 포함할 수 있다.
사용 중에, 시스템(400)은 입구(422)를 통해 시스템(400)을 사용하여 캘리브레이팅되거나 다른 방식으로 모니터링될, 하우징(408) 내에 위치된 AAS 또는 OPC와 같은 제2 시스템(도시되어 있지 않음)에 연결될 수 있다. 출구(424)는 진공 시스템에 연결될 수 있다. 예를 들어, 출구(424)는 시스템(400)을 통해 공기를 흡인하기 위해 하우스 진공 소스에 연결될 수 있다. 입구(422) 및/또는 출구(424)의 모두는 퀵 커넥터, 나사형 커넥터 등일 수 있다.
도 5는 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 제어기(210, 310, 또는 410)와 같은 제어기(500)의 개략도를 도시하고 있다. 제어기(500)는 프로세서(502) 및 메모리(506)를 포함할 수 있다. 메모리(506)는 소프트웨어 모듈(508) 및 특성 데이터(508)를 포함할 수 있다. 프로세서(504)에서 실행하는 동안, 소프트웨어 모듈(506)은, 예를 들어 도 6에 대해 아래에 설명된 방법(600)에 포함된 하나 이상의 단계를 포함하여, 시스템을 통한 유체의 유량을 측정 및/또는 제어하기 위한 프로세스 또는 프로세스들을 수행할 수 있다. 제어기(500)는 또한 하나 이상의 사용자 인터페이스(510), 하나 이상의 통신 포트(512) 및 하나 이상의 입출력(I/O) 디바이스(514)를 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 소프트웨어 모듈(506)은 프로세서(502)에 의해 실행될 때, 제어기(500)가 신호를 수신하게 하는 명령을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 것들과 같은 압력 변환기는 I/O 디바이스(514) 또는 통신 포트(512)를 통해 수신될 수 있는 신호를 제어기(500)로 전송할 수 있다. 명령은 프로세서(502)에 의해 실행될 때, 제어기가 신호를 전송하게 할 수 있다. 예를 들어, 제어기(500)는 신호를 사용자 인터페이스(510), 통신 포트(512) 및/또는 I/O 디바이스(514)에 전송하여 경보를 활성화하고, 시스템 정보를 디스플레이하고, 유동을 턴온 또는 턴오프하도록 밸브를 제어하거나, 펌프를 제어할 수 있다.
특성 데이터(508)는 본 명세서에 개시된 시스템의 벤츄리 튜브 및 다른 구성요소의 특성 뿐만 아니라 유체에 대한 세기 성질 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 특성 데이터(508)는 압력 및/또는 압력 변환기로부터 수신된 전압과 같은 신호를 압력 및/또는 온도로 변환하는 데 사용되는 참조표 또는 식을 포함할 수 있다. 게다가, 특성 데이터(508)는 벤츄리 튜브 입구, 출구 및 스로트 섹션의 직경을 포함할 수 있다. 특성 데이터(508)의 다른 비한정적인 예는 동작 진공 압력, 원하는 유량, 및/또는 본 명세서에 개시된 다양한 시스템이 동작하는 원하는 또는 미리 설정된 유량 범위를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(510)는 사용자가 제어기(500)와 인터페이싱하는 것을 허용하는 임의의 수의 디바이스를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(510)의 비한정적인 예는 키패드, 마이크로폰, 디스플레이(터치스크린 등) 등을 포함한다.
통신 포트(512)는 제어기(500)가 이들에 한정되는 것은 아니지만, 서버 또는 다른 원격 컴퓨터와 같은 원격 컴퓨팅 디바이스, 사용자의 스마트폰과 같은 모바일 디바이스, 주변 디바이스 등과 같은 다양한 정보 소스 및 디바이스와 통신하는 것을 허용할 수도 있다. 통신 포트(512)의 비한정적인 예는 이더넷 카드(무선 또는 유선), 블루투스(Bluetooth®) 송신기 및 수신기, 근거리 통신 모듈 등을 포함한다.
I/O 디바이스(514)는 제어기가 정보를 수신하고 출력하도록 허용할 수도 있다. I/O 디바이스(514)의 비한정적 예는 압력 및 온도 변환기, 경보(시각적 및/또는 청각적), 카메라(스틸 또는 비디오) 등을 포함한다.
도 6은 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 방법(600)을 도시하고 있다. 방법(600)은 시스템(200, 300 또는 400)과 같은 시스템을 통해 유체를 흡인하기 위해 진공이 생성되는 단계 602에서 시작할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 진공을 생성하는 단계는 진공을 생성하고 시스템 내로 및 통해 유체를 흡인하기 위해 진공 펌프를 활성화하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프는 입자 계수기, 능동 에어 샘플러 또는 다른 디바이스의 오리피스와 벤츄리 튜브의 하류에 진공을 생성하여 미리 결정된 속도로 벤츄리 튜브와 오리피스를 통해 유체를 흡인할 수 있다.
진공을 생성하는 단계는 본 명세서에 개시된 바와 같이 음속 또는 거의 음속에서 시스템 및 오리피스를 통해 유체를 흡인하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 주위 압력의 약 52%인 진공이 생성되어 음속 또는 거의 음속에서 시스템과 오리피스를 통해 유체를 흡인할 수 있다.
유체가 시스템을 통해 유동함에 따라, 다양한 압력과 압력차가 측정될 수 있다(604). 예를 들어, 벤츄리 튜브의 상류의 시스템 내의 제1 압력이 측정될 수 있고, 벤츄리 튜브의 스로트 섹션과 입구 사이의 압력차가 측정될 수 있다. 게다가, 주위 압력이 측정될 수 있다.
시스템을 통한 유량은 제1 압력, 압력차 및 유체의 세기 성질에 기초하여 결정될 수 있다(606). 예를 들어, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 제어기(210, 310, 410 또는 500)와 같은 제어기는 다양한 압력 판독값 뿐만 아니라 특성 데이터(508) 및 식 1 내지 10과 같은 특성 데이터를 사용하여 시스템을 통한 유량, 체적 또는 질량 유량을 계산할 수 있다. 유량이 유량 범위 외부에 있으면, 제1 경보가 활성화될 수 있다(608).
본 명세서에 개시된 바와 같이, 다양한 압력 측정이 또한 시스템 내에 장애가 있는지(610)를 결정하는 데 사용될 수 있고, 장애가 검출될 때 제2 경보가 활성화된다(612). 예를 들어, 주위 압력, 유량 및 입구 압력을 사용하여, 튜브의 꼬임 또는 시스템 내의 다른 막힘과 같은 장애물이 검출될 수 있다.
도 7은 본 개시내용의 적어도 하나의 예에 따른 방법(700)을 도시하고 있다. 방법(700)은 시스템(200, 300 또는 400)과 같은 시스템을 통해 유동이 생성되는 단계 702에서 시작할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 유동을 생성하는 단계는 미리 결정된 속도로 시스템을 통해 유체를 밀어내기 위해 송풍기를 활성화하는 단계를 포함할 수 있다.
유체가 시스템을 통해 유동함에 따라, 다양한 압력이 측정될 수 있다(704). 예를 들어, 벤츄리 튜브의 상류의 시스템 내의 제1 압력이 측정될 수 있고, 벤츄리 튜브의 스로트 섹션과 입구 사이의 압력차가 측정될 수 있다. 게다가, 주위 압력이 측정될 수 있다.
시스템을 통한 유량은 제1 압력, 압력차 및 유체의 세기 성질에 기초하여 결정될 수 있다(706). 예를 들어, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 제어기(210, 310, 410 또는 500)와 같은 제어기는 다양한 압력 판독값 뿐만 아니라 특성 데이터(508) 및 식 1 내지 10과 같은 특성 데이터를 사용하여 시스템을 통한 유량, 체적 또는 질량 유량을 계산할 수 있다.
단계 706으로부터, 방법(700)은 유량이 원하는 유량으로부터 벗어나는지 결정이 이루어질 수 있는 피드백 루프로 진행할 수 있다(708). 유량이 원하는 유량으로부터 벗어나지 않았으면, 방법(700)은 다양한 압력 및 압력차가 측정될 수 있는 단계 704로 복귀하고 유량이 결정될 수 있다(706).
유량이 벗어나 있으면, 송풍기는 유량을 증가시키거나 감소시키도록 조정될 수 있다(710). 예를 들어, 유동을 구동하는 송풍기가 마모되거나 성능이 저하되고 그리고/또는 시스템의 배관 네트워크에 장애가 존재하기 때문에 유량이 유량 범위 외부에 있을 수도 있다. 그 결과, 제어기는 송풍기에 신호를 전송하여 송풍기 속도를 증가 또는 감소시켜 유량을 원하는 유량으로 복귀시킬 수 있다.
송풍기를 조정한 후, 방법(700)은 루프가 미리 설정된 횟수 또는 미리 설정된 시간 기간 동안 순환했는지의 결정이 이루어질 수 있는 계수기 결정(712)으로 진행할 수 있다. 계수기가 미리 설정된 횟수 또는 미리 설정된 시간 기간 동안 순환하지 않았으면, 방법(700)은 다양한 압력 및 압력차가 측정될 수 있는 단계 704로 복귀할 수 있고, 유량이 결정되고(706), 유량이 원하는 유량으로부터 벗어났는지 여부에 대한 결정이 이루어질 수 있다(708).
송풍기가 유량을 증가시키는 것이 가능하지 않거나 그렇지 않으면 미리 결정된 시간 또는 미리 결정된 수의 사이클 후에 유량을 조정하지 못하면, 경보가 활성화될 수 있다(714). 계수기(712)는 제어기가 경보를 활성화하기 전에 먼저 유량을 조정하려고 시도하도록 허용할 수 있다. 경보의 활성화는 시스템에 장애가 있거나 송풍기에 서비스 또는 다른 유지 보수를 필요로 할 수도 있는 다른 문제가 있다는 표시일 수 있다.
시스템(200, 300, 400)의 설계는 입자 계수기 또는 능동 에어 샘플러에서 발견되는 다수의 문제를 해결한다. 입자 계수기와 능동 에어 샘플러는 설정된 체적 샘플 유량에서 동작하도록 설계된다. 본 명세서에 개시된 바와 같이, 오리피스는, 유동을 유지하기 위해 진공 소스 및 임계 오리피스를 사용하는 충분히 큰 진공이 유지되는 한(예를 들어, 대기압의 52.8% 미만), 기구(입자 계수기 또는 능동 에어 샘플러)를 통해 적절한 유량을 유지할 것이다. 오리피스를 가로지르는 압력 강하는 압력 센서 또는 압력 스위치로 모니터링되어 진공이 임계 유동에 적절한 레벨로 유지되는지를 결정할 수 있다.
사용 중에, 상황이 발생할 수 있다. 예를 들어, 입자 계수기와 함께 사용될 때, 샘플링 프로브와 기구 사이의 호스가 꼬이거나 압착 차단될 수도 있다. 능동 에어 샘플러에서, 구멍이 성장 배지로 막히게 될 수도 있거나, 샘플러와 진공 소스 사이의 호스가 꼬이게 될 수도 있다. 이는, 오리피스의 하류측이 상당히 감소된 압력에 있게 되어, 체적 유량에 영향을 미칠 것이기 때문에, 측정 디바이스를 통한 유량의 감소를 야기할 것이다. 그러나, 오리피스를 가로지르는 압력 강하는 샘플링 디바이스를 통한 유동의 강하를 반영하지 않을 수도 있다. 이는 디바이스를 통해 이동하는 입자의 낮은 속도로 인해 입자의 상당한 과소 계수를 유발하고 측정 디바이스의 성능을 저하시킬 수 있다. 오리피스를 가로지르는 압력 강하를 모니터링하는 것과 달리, 입구 압력과 조합된 벤츄리 튜브는 디바이스를 통한 유동의 직접 측정을 행할 수 있고, 디바이스의 입구에서 체적 유량으로 보정된다(대기압에서).
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법에 의해 해결되는 다른 문제는 배터리 동작식 휴대용 디바이스에서의 유동 측정의 정확도, 뿐만 아니라 일반적인 유동 측정 및 제어를 위한 압력 강하 신호를 얻기 위해 요구되는 기류 시스템 상의 필수 압력 강하 및 결과적인 스트레인이다. 휴대용 기구의 배터리 수명을 증가시키기 위해, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 기구를 가로지르는 압력 강하를 가능한 한 작게 유지한다. 작은 압력 강하의 어려움은 주로 제로 드리프트로 인해, 압력 변환기가 일반적으로 낮은 압력 강하에서 덜 정확하다는 것이다. 본 명세서에 개시된 시스템과 방법은 최소의 압력 강하로 입구와 출구 사이의 면적비로 인해 유량의 변화에 대해 높은 감도를 제공한다. 이는 낮은 전체 압력 강하로 인해 긴 배터리 수명을 유지하면서 유동 정확도의 희생 없이 더 정확한 유동 측정을 허용한다.
부가적으로, 입자 계수기는 일반적으로 유동 정확도를 유지하기 위해 압력 변환기를 주기적으로 영점 조절해야 할 필요가 있을 수도 있다. 입자 계수기 시스템에서, 압력 변환기는 펌프가 정지된 상태에서 영점 조절되어야 하고(즉, 디바이스를 통과하는 유동 없음), 그렇지 않으면 영점은 디바이스를 통한 유동에 의해 유발된 임의의 압력 강하에 의해 오프셋될 것이다. 이는, 이들 조건이 펌프가 정지된 상태에서도 기구를 통해 유동을 구동할 것이기 때문에, 연속 모니터링 시스템에서, 그리고 주위 압력 초과 또는 미만인 분위기로부터 측정하는 시스템에서 문제를 유발한다. 이 문제를 회피하기 위해, 종래의 시스템에서 기구는 압력 변환기를 영점 조절하기 위해 샘플링 환경으로부터 주기적으로 분리되어야 하는데, 이는 클린룸 조건에서 어렵고, 또는 압력 변환기는 영점 조절되지 않아, 부정확한 유동 측정을 유발한다.
본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 입자 계수기를 가로지르는 일반적인 압력 강하(예를 들어, ~1 kPa)보다 상당히 더 높은 측정 압력 강하(예를 들어, ~4 kPa)를 제공하는 장점을 갖는다. 이 압력 강하는 벤츄리 튜브를 통해 복구되기 때문에, 배터리 수명이 저하되지 않는다. 그 결과, 압력 변환기 제로 드리프트가 현재 사용되는 일반적인 용례보다 측정에 더 적은 영향을 미칠 것이기 때문에, 유동 측정의 더 높은 정확도가 연속적인 모니터링 용례에서 시간 경과에 따라 유지될 것이다.
또한, 주위 압력 센서(예를 들어, 압력 변환기(206D 및/또는 306D))와 함께 입구 절대 압력 센서(예를 들어, 압력 변환기(206A 및/또는 306B))의 사용은, 기구 입구의 상류에 제한부가 존재하는지를 결정하기 위해 필수 정보를 제공한다. 대부분의 기존의 디바이스의 문제는 유동 측정 시스템이 기구의 상류에 상당한 유동 막힘이 있는지를 검출할 수 없다는 것이다. 질량 유량과는 달리, 체적 유량은 튜브의 길이에 따라 다르다. 기구로 이어지는 유로에 제한부, 예를 들어, 꼬인 튜브 또는 능동 에어 샘플러의 막힌 구멍이 있으면, 이는 대부분의 디바이스에서 검출되지 않을 수 있다. 본 명세서에 개시된 설계된 압력 변환기 시스템으로, 제한부 또는 막힘이 시스템 또는 시스템으로 이어지는 튜브에서 검출 가능하다.
예 및 주
이하의 비한정적 예는, 무엇보다도 과제를 해결하고 본 명세서에 설명된 이익을 제공하기 위해 본 주제의 특정 양태를 상세히 설명한다.
예 1은 유동을 생성하고 기구를 통한 유동의 유량을 측정하기 위한 방법이며, 방법은 미리 결정된 속도에서 벤츄리 튜브, 오리피스, 및 기구를 통해 유체를 흡인하기 위해 벤츄리 튜브 및 벤츄리 튜브의 하류의 오리피스의 하류에 진공을 생성하는 단계; 기구의 입구와 벤츄리 튜브의 스로트 섹션 사이의 압력차를 측정하는 단계; 압력차 및 유체의 세기 성질에 기초하여 기구를 통한 유량을 결정하는 단계; 및 유량이 유량 범위 외부에 있을 때 제1 경보를 활성화하는 단계를 포함한다.
예 2에서, 예 1의 주제는, 미리 결정된 속도에서 벤츄리 튜브와 오리피스를 통해 유체를 흡인하기 위해 진공을 생성하는 단계가 음속에서 벤츄리 튜브 및 오리피스를 통해 유체를 흡인하기 위해 외부 진공 소스를 사용하여 진공을 생성하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.
예 3에서, 예 1 내지 2 중 어느 하나 이상의 주제는 기구의 입구에서의 압력의 %를 선택적으로 포함한다.
예 4에서, 예 1 내지 3 중 어느 하나 이상의 주제는, 유량이 체적 유량인 것을 선택적으로 포함한다.
예 5에서, 예 1 내지 4 중 어느 하나 이상의 주제는 기구 외부의 주위 압력을 측정하는 단계를 선택적으로 포함한다.
예 6에서, 예 5의 주제는 주위 압력 및 유량에 기초하여 기구의 상류의 장애를 검출하는 단계를 선택적으로 포함한다.
예 7에서, 예 1 내지 6 중 어느 하나 이상의 주제는, 압력차를 측정하는 단계가 차압 변환기로 압력차를 측정하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.
예 8에서, 예 1 내지 7 중 어느 하나 이상의 주제는, 압력차를 측정하는 단계가 기구의 입구에서 제1 압력을 측정하는 단계; 벤츄리 튜브의 스로트 섹션에서 제2 압력을 측정하는 단계; 및 제1 압력 및 제2 압력을 사용하여 압력차를 계산하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.
예 9에서, 예 1 내지 8 중 어느 하나 이상의 주제는, 기구가 능동 에어 샘플러인 것을 선택적으로 포함한다.
예 10에서, 예 1 내지 9 중 어느 하나 이상의 주제는, 기구가 입자 계수기인 것을 선택적으로 포함한다.
예 11은 기구를 포함하는 시스템을 통한 유체의 유량을 제어하기 위한 방법이며, 방법은 유체가 시스템을 통해 유동하게 하기 위해 펌프를 활성화하는 단계; 기구의 입구와 벤츄리 튜브의 스로트 섹션 사이의 압력차를 측정하는 단계; 제1 압력, 제2 압력 및 유체의 세기 성질에 기초하여 입자 계수기를 통한 유량을 결정하는 단계; 및 유량이 유량 범위 외부에 있을 때 유량을 증가시키거나 감소시키도록 펌프를 조정하는 단계를 포함한다.
예 12에서, 예 11의 주제는 기구 외부의 주위 압력을 측정하는 단계를 선택적으로 포함한다.
예 13에서, 예 11 내지 12 중 어느 하나 이상의 주제는 주위 압력 및 유량에 기초하여 기구의 상류의 장애를 검출하는 단계; 및 장애의 검출시에 제1 경보를 활성화하는 단계를 선택적으로 포함한다.
예 14에서, 예 11 내지 13 중 어느 하나 이상의 주제는, 유량이 체적 유량인 것을 선택적으로 포함한다.
예 15에서, 예 11 내지 14 중 어느 하나 이상의 주제는, 펌프가 진공 펌프이고; 시스템은 벤츄리 튜브의 하류에 위치된 오리피스를 포함하고; 유체가 시스템을 통해 유동하게 하기 위해 펌프를 활성화하는 단계는 음속에서 시스템 및 오리피스를 통해 유체를 흡인하기 위해 시스템에 진공을 생성하는 진공 펌프를 활성화하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.
예 16에서, 예 15의 주제는 기구의 입구에서의 압력의 %를 선택적으로 포함한다.
예 17에서, 예 11 내지 16 중 어느 하나 이상의 주제는, 압력차를 측정하는 단계가 차압 변환기로 압력차를 측정하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.
예 18에서, 예 11 내지 17 중 어느 하나 이상의 주제는, 압력차를 측정하는 단계가 기구의 입구에서 제1 압력을 측정하는 단계; 벤츄리 튜브의 스로트 섹션에서 제2 압력을 측정하는 단계; 및 제1 압력 및 제2 압력을 사용하여 압력차를 계산하는 단계를 포함하는 것을 선택적으로 포함한다.
예 19에서, 예 11 내지 18 중 어느 하나 이상의 주제는, 기구가 능동 에어 샘플러인 것을 선택적으로 포함한다.
예 20에서, 예 11 내지 19 중 어느 하나 이상의 주제는, 기구가 입자 계수기인 것을 선택적으로 포함한다.
예 21은 기구를 통한 유체의 유량을 측정하기 위한 시스템이며, 시스템은 입구, 출구, 및 입구와 출구 사이에 위치된 스로트를 갖는 벤츄리 튜브; 스로트와 벤츄리 튜브의 입구의 상류의 지점 사이의 압력차를 감지하도록 동작하는 차압 변환기; 차압 변환기와 전기 통신하고, 차압 변환기로부터의 제1 신호를 압력차로 변환하는 것, 압력차 및 유체의 세기 성질에 기초하여 기구를 통한 유량을 결정하는 것, 및 유량이 유량 범위 외부에 있을 때 제1 경보를 활성화하는 것을 포함하는 동작을 수행하도록 동작하는 제어기를 포함한다.
예 22에서, 예 21의 주제는 제어기와 전기 통신하는 압력 변환기를 선택적으로 포함하고, 제어기는 압력 변환기로부터의 신호를 주위 압력 측정값으로 변환하는 것; 및 주위 압력 및 유량에 기초하여 벤츄리 튜브의 상류의 장애를 검출하는 것을 포함하는 부가의 동작을 수행하도록 동작한다.
예 23에서, 예 21 내지 22 중 어느 하나 이상의 주제는 출구의 하류에 위치된 오리피스로서, 오리피스는 진공의 인가시에, 유체가 음속에서 시스템을 통해 유동하도록 크기 설정되는, 오리피스; 및 오리피스와 유체 연통하는 진공 소스로서, 진공 소스는 음속에서 오리피스를 통해 유체를 흡인하도록 동작하는 진공 소스를 선택적으로 포함한다.
예 24에서, 예 21 내지 23 중 어느 하나 이상의 주제는, 유량이 체적 유량인 것을 선택적으로 포함한다.
예 25에서, 예 21 내지 24 중 어느 하나 이상의 주제는 벤츄리 튜브의 하류의 송풍기를 선택적으로 포함하고, 제어기는 송풍기에 제4 신호를 전송하도록 구성되고, 제4 신호는 송풍기 속도를 조정하도록 동작한다.
예 26에서, 예 21 내지 25 중 어느 하나 이상의 주제는 제어기와 전기 통신하는 제3 압력 변환기를 선택적으로 포함하고, 제어기는: 제3 압력 변환기로부터의 신호를 주위 압력 측정값으로 변환하는 것; 및 주위 압력 및 유량에 기초하여 벤츄리 튜브의 상류의 장애를 검출하는 것을 포함하는 부가의 동작을 수행하도록 동작한다.
예 27에서, 예 21 내지 26 중 어느 하나 이상의 주제는 벤츄리 튜브의 입구와 유체 연통하는 기구를 선택적으로 포함한다.
예 28에서, 예 27의 주제는, 기구가 시스템의 하우징 외부에 위치된 능동 에어 샘플러인 것을 선택적으로 포함한다.
예 29에서, 예 27 내지 28 중 어느 하나 이상의 주제는, 기구가 시스템의 하우징 내에 위치된 입자 계수기인 것을 선택적으로 포함한다.
예 30에서, 예 21 내지 29 중 어느 하나 이상의 주제는 출구의 하류에 위치되고 제어기와 전기 통신하는 조정 가능한 밸브; 및 조정 가능한 밸브와 유체 연통하는 진공 소스를 선택적으로 포함하고, 진공 소스는 조정 가능한 밸브를 통해 유체를 흡인하도록 동작하고, 제어기는 진공의 인가시에, 유체가 음속에서 시스템을 통해 유동하도록 조정 가능한 밸브의 개방을 조정하는 것을 포함하는 부가의 동작을 수행하도록 동작한다.
예 31에서, 예 1 내지 30 중 어느 하나 또는 임의의 조합의 장치 또는 방법은 인용된 모든 요소 또는 옵션이 그로부터 사용 또는 선택을 위해 이용 가능하도록 선택적으로 구성될 수 있다.
상기 상세한 설명은 상세한 설명의 부분을 형성하는 첨부 도면의 참조를 포함한다. 도면은 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예로서 도시하고 있다. 이들 실시예는 또한 본 명세서에서 "예"라 칭한다. 이러한 예는 도시되거나 설명된 것들에 추가하여 요소를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 또한 단지 도시되거나 설명된 요소들만이 제공되는 예를 고려한다. 더욱이, 본 발명자들은 또한 특정 예(또는 그 하나 이상의 양태)와 관련하여, 또는 본 명세서에 도시되거나 설명된 다른 예(또는 그 하나 이상의 양태)와 관련하여, 도시되거나 설명된 이들 요소(또는 그 하나 이상의 양태)의 임의의 조합 또는 치환을 사용하는 예를 고려한다.
본 명세서와 참조로서 합체되어 있는 임의의 문서 사이의 불일치하는 용법의 경우에, 본 명세서의 용법이 우선한다.
본 명세서에서, 단수 표현의 용어는 특허 문헌에서 통상적인 바와 같이, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"의 임의의 다른 실예에 독립적으로 하나 또는 하나 초과를 포함하는 것으로 사용된다. 본 명세서에서, 용어 "또는"은 달리 지시되지 않으면, 비배타적 or을 나타내거나 또는 "A 또는 B"가 "A 그러나 B는 아님", "B 그러나 A는 아님", 및 "A 및 B"가 되도록 사용된다. 본 명세서에서, 용어 "구비하는" 및 "여기에서"는 각각의 용어 "포함하는" 및 "여기서"의 평문 등가물로서 사용된다. 또한, 이하의 청구범위에서, 용어 "구비하는" 및 "포함하는"은 개방형인데, 즉 청구항에서 이러한 용어 다음에 열거되는 것들에 추가하여 요소를 포함하는 시스템, 디바이스, 물품, 조성, 조성물, 또는 프로세스가 여전히 그 청구항의 범주 내에 있는 것으로 간주된다. 더욱이, 이하의 청구범위에서, 용어 "제1", "제2" 및 "제3" 등은 단지 라벨로서 사용되고, 그 대상에 수치적 요구를 부여하도록 의도된 것은 아니다.
상기 설명은 예시이고, 한정이 아니도록 의도된다. 예를 들어, 전술된 예(또는 이들의 하나 이상의 양태)는 서로 조합하여 사용될 수도 있다. 예로서 상기 설명을 검토할 때 통상의 기술자에 의해 다른 실시예가 사용될 수 있다. 요약서는 독자가 기술적 개시내용의 성질을 신속하게 확인할 수 있게 하도록 37 C.F.R. §1.72(b)를 준수하기 위해 제공된다. 이는 청구범위의 범주 또는 의미를 해석하거나 한정하는 데 사용되지 않을 것이라는 이해를 갖고 제출된다. 또한, 상기 상세한 설명에서, 개시내용을 간소화하기 위해 다양한 특징들이 함께 그룹화될 수도 있다. 이는 미청구된 개시된 특징이 임의의 청구항에 필수적이라는 의도로서 해석되어서는 안된다. 오히려, 발명의 주제는 특정 개시된 실시예의 모든 특징보다 적을 수도 있다. 따라서, 이하의 청구범위는 여기서 예 또는 실시예로서 상세한 설명에 합체되어 있고, 각각의 청구항은 개별 실시예로서 그 자체로 독립적이고, 이러한 실시예는 다양한 조합 또는 치환으로 서로 조합될 수 있는 것이 고려된다. 본 발명의 범주는 이러한 청구범위가 자격을 부여받는 등가물의 전체 범위와 함께, 첨부된 청구범위를 참조하여 결정되어야 한다.

Claims (30)

  1. 유동을 생성하고 기구를 통한 유동의 유량을 측정하기 위한 방법이며,
    미리 결정된 속도에서 벤츄리 튜브, 오리피스, 및 기구를 통해 유체를 흡인하기 위해 벤츄리 튜브 및 벤츄리 튜브의 하류의 오리피스의 하류에 진공을 생성하는 단계;
    기구의 입구와 벤츄리 튜브의 스로트 섹션 사이의 압력차를 측정하는 단계;
    압력차 및 유체의 세기 성질에 기초하여 기구를 통한 유량을 결정하는 단계; 및
    유량이 유량 범위 외부에 있을 때 플래그를 설정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 미리 결정된 속도에서 벤츄리 튜브와 오리피스를 통해 유체를 흡인하기 위해 진공을 생성하는 단계가 음속에서 벤츄리 튜브 및 오리피스를 통해 유체를 흡인하기 위해 외부 진공 소스를 사용하여 진공을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 진공을 생성하는 단계는 벤츄리 튜브 및 오리피스의 하류의 압력이 기구의 입구에서의 압력의 약 52% 이하가 되도록 진공을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 유량은 체적 유량인, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 기구 외부의 주위 압력을 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 주위 압력 및 유량에 기초하여 기구의 상류의 장애를 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 압력차를 측정하는 단계는 차압 변환기로 압력차를 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제1항에 있어서, 압력차를 측정하는 단계는:
    기구의 입구에서 제1 압력을 측정하는 단계;
    벤츄리 튜브의 스로트 섹션에서 제2 압력을 측정하는 단계; 및
    제1 압력과 제2 압력을 사용하여 압력차를 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서, 기구는 능동 에어 샘플러인, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 기구는 입자 계수기인, 방법.
  11. 기구를 포함하는 시스템을 통한 유체의 유량을 제어하기 위한 방법이며,
    유체가 시스템을 통해 유동하게 하기 위해 펌프를 활성화하는 단계;
    기구의 입구와 벤츄리 튜브의 스로트 섹션 사이의 압력차를 측정하는 단계;
    제1 압력, 제2 압력 및 유체의 세기 성질에 기초하여 입자 계수기를 통한 유량을 결정하는 단계; 및
    유량이 유량 범위 외부에 있을 때 유량을 증가시키거나 감소시키도록 펌프를 조정하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 기구 외부의 주위 압력을 측정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    주위 압력 및 유량에 기초하여 기구의 상류의 장애를 검출하는 단계; 및
    장애의 검출시에 제1 경보를 활성화하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제11항에 있어서, 유량은 체적 유량인, 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    펌프는 진공 펌프이고;
    시스템은 벤츄리 튜브의 하류에 위치된 오리피스를 포함하고;
    유체가 시스템을 통해 유동하게 하기 위해 펌프를 활성화하는 단계는 음속에서 시스템 및 오리피스를 통해 유체를 흡인하기 위해 시스템에 진공을 생성하는 진공 펌프를 활성화하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 진공을 생성하기 위해 진공 펌프를 활성화하는 단계는 벤츄리 튜브 및 오리피스의 하류의 압력이 기구의 입구에서의 압력의 약 52% 이하가 되도록 진공을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제11항에 있어서, 압력차를 측정하는 단계는 차압 변환기로 압력차를 측정하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제11항에 있어서, 압력차를 측정하는 단계는:
    기구의 입구에서 제1 압력을 측정하는 단계;
    벤츄리 튜브의 스로트 섹션에서 제2 압력을 측정하는 단계; 및
    제1 압력과 제2 압력을 사용하여 압력차를 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 제11항에 있어서, 기구는 능동 에어 샘플러인, 방법.
  20. 제11항에 있어서, 기구는 입자 계수기인, 방법.
  21. 기구를 통한 유체의 유량을 측정하기 위한 시스템이며,
    입구, 출구, 및 입구와 출구 사이에 위치된 스로트를 갖는 벤츄리 튜브;
    스로트와 벤츄리 튜브의 입구의 상류의 지점 사이의 압력차를 감지하도록 동작하는 차압 변환기;
    차압 변환기와 전기 통신하고,
    차압 변환기로부터의 제1 신호를 압력차로 변환하는 것,
    압력차 및 유체의 세기 성질에 기초하여 기구를 통한 유량을 결정하는 것, 및
    유량이 유량 범위 외부에 있을 때 플래그를 설정하는 것을 포함하는 동작을 수행하도록 동작하는 제어기를 포함하는, 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 제어기와 전기 통신하는 압력 변환기를 더 포함하고, 제어기는:
    압력 변환기로부터의 신호를 주위 압력 측정값으로 변환하는 것; 및
    주위 압력 및 유량에 기초하여 벤츄리 튜브의 상류의 장애를 검출하는 것을 포함하는 부가의 동작을 수행하도록 동작하는, 시스템.
  23. 제21항에 있어서,
    출구의 하류에 위치된 오리피스로서, 오리피스는 진공의 인가시에, 유체가 음속에서 시스템을 통해 유동하도록 크기 설정되는, 오리피스; 및
    오리피스와 유체 연통하는 진공 소스로서, 진공 소스는 음속에서 오리피스를 통해 유체를 흡인하도록 동작하는 진공 소스를 더 포함하는, 시스템.
  24. 제21항에 있어서, 유량은 체적 유량인, 시스템.
  25. 제21항에 있어서, 벤츄리 튜브의 하류의 송풍기를 더 포함하고, 제어기는 송풍기에 제4 신호를 전송하도록 구성되고, 제4 신호는 송풍기 속도를 조정하도록 동작하는, 시스템.
  26. 제21항에 있어서, 제어기와 전기 통신하는 제3 압력 변환기를 더 포함하고, 제어기는:
    제3 압력 변환기로부터의 신호를 주위 압력 측정값으로 변환하는 것; 및
    주위 압력 및 유량에 기초하여 벤츄리 튜브의 상류의 장애를 검출하는 것을 포함하는 부가의 동작을 수행하도록 동작하는, 시스템.
  27. 제21항에 있어서, 벤츄리 튜브의 입구와 유체 연통하는 기구를 더 포함하는, 시스템.
  28. 제27항에 있어서, 기구는 시스템의 하우징 외부에 위치된 능동 에어 샘플러인, 시스템.
  29. 제27항에 있어서, 기구는 시스템의 하우징 내에 위치된 입자 계수기인, 시스템.
  30. 제21항에 있어서,
    출구의 하류에 위치되고 제어기와 전기 통신하는 조정 가능한 밸브; 및
    조정 가능한 밸브와 유체 연통하는 진공 소스로서, 진공 소스는 조정 가능한 밸브를 통해 유체를 흡인하도록 동작하는, 진공 소스를 더 포함하고,
    제어기는 진공의 인가시에, 유체가 음속에서 시스템을 통해 유동하도록 조정 가능한 밸브의 개방을 조정하는 것을 포함하는 부가의 동작을 수행하도록 동작하는, 시스템.
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