KR20240036144A

KR20240036144A - 차압 액체 유동 제어기

Info

Publication number: KR20240036144A
Application number: KR1020247007878A
Authority: KR
Inventors: 린 리
Original assignee: 티에스아이 인코포레이티드
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2024-03-19
Also published as: US11994885B2; US20230046575A1; EP4384780A1; JP2024529687A; CN118511059A; WO2023019257A1

Abstract

유체 시스템은 모세관, 제1 온도 센서, 제2 온도 센서, 제1 압력 센서, 제2 압력 센서, 및 이들 센서에 결합되는 프로세서를 구비한다. 프로세서는 센서 데이터를 사용하여 그리고 프로세서에 결합된 인터페이스를 통해서 수신된 유체 파라미터 데이터를 사용하여 출력을 결정하기 위한 명령을 실행하도록 구성된다. 프로세서는 모세관과 유체 연통하는 제어 장치에 결합된다.

Description

차압 액체 유동 제어기

본 특허 출원은, 2021년 8월 13일에 출원되고 그 전체가 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 가특허출원 제63/233,029호(정리번호 4270.024PRV)의 우선권의 이익을 주장한다.

본 문서는 일반적으로, 그러나 비제한적으로, 개선된 성능을 갖는 액체 유동 제어기에 관한 것이다.

액체나 기체의 유동을 정확하게 측정하고 제어하는 것은 많은 산업, 상업 및 의료 용도에서 매우 중요하다. 예를 들어, 반도체 제조는 장치 제조 및 성능을 위해서 정밀도가 중요한 유체 취급 장비를 필요로 한다. 유동 제어기는 액체 유량을 측정하거나 제어할 수 있는 유체 경로를 제공할 수 있다.

측정 정확도와 제어 정밀도는 액체 내의 오염물질을 포함하는 여러가지 요인에 의해 그리고 유체 경로의 불규칙성에 의해 영향을 받을 수 있다.

본 주제는 정확한 유량 측정 및 제어를 위해 구성된 유동 제어기를 포함한다. 일 예는 유체 점도 및 밀도의 변동을 보상한다. 온도, 압력, 유체-고유 파라미터, 및 유체 유량과 같은 변수 사이에 관계가 수립될 수 있다. 측정 센서는 제1 세트의 물리적 파라미터를 감지하고 제2 세트의 물리적 파라미터의 정확한 측정을 가능하게 하도록 구성될 수 있다.

본 발명자는 무엇보다도, 유체 시스템에 대응하는 데이터를 수신하는 것과 유동 제어기를 사용하여 유체 유동을 측정하거나 제어하는 것이 해결하고자 하는 과제에 포함될 수 있다는 것을 인식하였다. 일 예에 따르면, 장치는 모세관 내 유체의 온도, 모세관을 가로지르는 차압, 유량 센서로부터의 유량 정보, 및 유체 파라미터 데이터와 관련된 데이터를 수신하도록 구성될 수 있으며, 이 데이터에 기초하여 장치는 유동 제어 설정을 결정할 수 있다. 유동 제어 설정이 실시되면 이 유동 제어 설정은 유체 유동을 변경하고 네거티브 피드백 신호를 제공하며, 이 신호에 의해 장치는 데이터 수집을 반복할 수 있고 제어를 다시 조정하여 유체 유동을 변경할 수 있다.

일 예에 따르면, 장치는 모세관 내 유체의 온도, 모세관을 가로지르는 차압, 및 유체 파라미터 데이터와 관련된 데이터를 수신하도록 구성될 수 있으며, 이 데이터에 기초하여 장치는 모세관을 통한 유체 유량을 결정할 수 있다. 유체 유량은 질량 유량으로서 또는 체적 유량으로서 표시될 수 있다.

일 예에 따르면, 장치는 모세관 내 유체의 온도, 모세관을 가로지르는 차압, 및 측정된 유체 유량과 관련된 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 측정된 유체 유량은 체적 유량 또는 질량 유량일 수 있다. 수신된 데이터를 고려하여, 장치는 유체 파라미터를 계산할 수 있다. 유체 파라미터는 유체의 성분 또는 선택된 물리적 파라미터와 상관될 수 있다. 유체 파라미터는 유체 밀도, 유체 점도 또는 기타 물리적 파라미터와 연관될 수 있다.

일 예에 따르면, 장치는 모세관 내 유체의 온도, 모세관 내의 유체 압력, 및 측정된 유체 유량과 관련된 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 측정된 유체 유량은 체적 유량 또는 질량 유량일 수 있다. 또한, 장치는 모세관 내 유체의 물리적 파라미터와 관련된 데이터를 수신할 수 있다. 수신된 데이터를 고려하여, 장치는 모세관 내 유체의 차압을 계산할 수 있다. 차압은 모세관 내의 제1 축방향 위치 및 모세관 내의 제2 축방향 위치에서의 모세관 내의 유체 압력 측정과 연관될 수 있다.

이들 비제한적 예의 각각은 단독으로 존재할 수 있거나, 하나 이상의 다른 예와 다양한 순열 또는 조합으로 조합될 수 있다.

이 개요는 본 특허 출원의 주제의 개요를 제공하기 위한 것이다. 이는 본 발명의 배타적 또는 포괄적 설명을 제공하기 위해 의도된 것이 아니다. 본 특허 출원에 대한 추가 정보를 제공하기 위해 상세한 설명이 포함되었다.

반드시 축척에 맞게 그려질 필요가 없는 도면에서, 유사한 숫자는 상이한 도면에서 유사한 구성요소를 나타낼 수 있다. 상이한 문자 접미사를 갖는 숫자는 유사한 구성요소의 상이한 예를 나타낼 수 있다. 도면은 일반적으로 본 문서에서 논의되는 다양한 실시예를 제한적으로가 아닌 예시적으로 예시한다.
도 1은 본 주제의 일 예에 따른 개략도이다.
도 2는 본 주제의 일 예에 따른 방법의 흐름도이다.

도 1은 본 주제의 일 예에 따른 시스템(100)의 개략도이다. 시스템(100)은 단일 패키지로 구성될 수 있으며, 때로는 장치로 지칭된다.

시스템(100)은 유체가 이를 통해서 흐를 수 있는 관강을 갖는 모세관(116)을 구비한다. 도시된 예에서 모세관(116)에는 제1 압력 센서 및 제2 압력 센서로 지칭되기도 하는 압력 센서(110A, 110B)가 장착되어 있다. 다양한 예에서 유체 유동 방향은 모세관(116)을 통해서 좌에서 우로 또는 우에서 좌로 될 수 있다.

도시된 예에서 모세관(116)에는 제1 온도 센서 및 제2 온도 센서로 지칭되기도 하는 온도 센서(120A, 120B)가 장착되어 있다. 도면에서, 온도 센서는 모세관(116)의 단부(제1 단부 및 제2 단부)에 부착된 피팅에 결합된다. 다른 예에서는, (이중이 아닌) 단일의 온도 센서가 제공되어 어느 하나의 단부에 또는 단부 사이 위치에 배치된다. 온도 센서는 모세관 벽 또는 모세관 내 유체의 온도를 측정하도록 구성된 감지면을 가질 수 있다.

압력 센서(110A, 110B) 및 온도 센서(120A, 120B)로부터의 출력 신호가 프로세서(114)에 결합된다. 프로세서(114)는 본 명세서에 기재된 방법을 실현하도록 맞춤화된 명령 또는 구성을 갖는 아날로그 또는 디지털 컴퓨터를 구비할 수 있다. 프로세서(114)는 인터페이스(112)에 결합된다. 인터페이스(112)는 사용자 인터페이스를 구비할 수 있으며 키보드, 커서 제어 장치(예를 들어 마우스, 트랙볼 또는 터치패드), 디스플레이, 프린터, 마이크 또는 스피커, 또는 사람과 프로세서(114) 또는 시스템(100)의 상호작용을 가능하게 하는 다른 구성요소를 가질 수 있다. 일 예에서, 인터페이스(112)는 유선 또는 무선 접속을 통해서 원격 장치에 결합하도록 구성된 네트워크 인터페이스를 구비한다.

도시된 예에서, 프로세서(114)는 유량 센서(122)에 결합된다. 유량 센서(122)는 모세관(116)의 상류 또는 하류에 있을 수 있다. 다양한 예에서, 유량 센서(122)는 질량 유량 센서 또는 체적 유량 센서를 구비한다. 센서는 프로세서(114)에 액세스 가능한 출력 신호를 제공할 수 있으며, 이 신호는 시스템(100)을 통한 유체 유동의 함수이다.

도시된 예에서, 프로세서(114)는 제어 장치(124)에 결합된다. 제어 장치(124)는 모세관(116)의 상류 또는 하류에 있을 수 있고 모세관(116)의 근위 또는 원위에 있을 수 있다. 다양한 예에서, 제어 장치(124)는 조절 가능한 설정을 갖는 밸브 또는 펌프 또는 기타 유압식 구성요소를 구비한다. 모터 드라이브를 갖는 펌프의 경우에, 제어 장치(124)는 프로세서(114)가 모터 속도를 설정할 수 있고 따라서 모세관(116)을 통한 유량을 설정할 수 있는 신호 라인을 구비할 수 있다. 도면에서, 제어 장치(124)는 모세관(116)과 직렬 연결된 것으로 도시되어 있지만, 다른 구성도 고려된다. 예를 들어, 제어 장치(124)는 모세관(116)을 통한 유동을 조절할 수 있는 우회 또는 회피(shunt) 유체 경로를 구비할 수 있다. 프로세서(114)와 제어 장치(124) 사이의 신호 라인은 제어 장치(124)를 제어할 수 있는 세트 라인을 구비할 수 있고, 프로세서(114)가 제어 장치(124)의 설정에 대응하는 신호를 수신할 수 있게 하는 판독 라인을 구비할 수 있다.

도 2는 본 주제의 일 예에 따른 방법(200)의 흐름도이다. 210에서, 방법(200)은 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 데이터에는 온도 센서로부터의 온도 또는 압력 센서로부터의 압력에 관한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 수신되는 데이터에는 유량 센서로부터의 유체 유량 정보 또는 시스템의 모세관과 연관된 제어 장치로부터의 장치 구성 정보가 포함될 수 있다. 일부 예에서, 데이터를 수신하는 단계는 시스템에 사용하기 위한 유체의 물리적 파라미터에 관한 수동 입력된 정보를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 데이터는 사용자 인터페이스로부터 또는 데이터 네트워크나 통신 네트워크에 결합된 인터페이스로부터 수신될 수 있다.

220에서, 방법(200)은 계산을 수행하는 단계를 포함한다. 계산에는 저장된 명령이나 프로그래밍에 따라 알고리즘을 실행하는 것이 포함될 수 있다. 계산에는 온도를 결정하는 것, 압력 또는 압력 차이를 결정하는 것이 포함될 수 있다. 다른 예에서, 계산에는 유량을 결정하는 것 또는 유체의 유량, 압력 차이, 온도 또는 물리적 파라미터에 대응하는 출력 신호를 생성하는 것이 포함될 수 있다.

230에서, 방법(200)은 출력을 제공하는 단계를 포함한다. 출력을 제공하는 단계는 값이나 파라미터를 표시하는 것과 같이 사람이 인지할 수 있는 신호를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 다양한 예에서, 출력을 생성하는 것은 유체 경로에서 제어 장치를 작동하도록 구성된 신호를 생성하는 것을 포함한다. 예를 들어, 신호는 유체 유량 또는 유체 압력 또는 다른 파라미터를 제어할 수 있다.

푸아죄유(poiseuille) 유동에서, 액체는 압력 구배의 힘에 의해 이동한다. 구배는 차압으로 표현될 수 있다. 차압은 파이프 또는 모세관의 입구와 출구에서 나타나는 압력의 차이이다. 차압은 유체 점도, 체적 유량, 및 파이프를 규정하는 파라미터의 함수이다. 유체 점도는 온도의 함수이며, 따라서 온도가 증가하면 점도가 감소한다.

유체 유동이 난류가 아닌 층류인 경우에 푸아죄유 방정식이 충족된다. 층류는 임계 레이놀즈 수(Re) 미만의 유체 유동과 연관된다.

유량이 증가할수록, 레이놀즈 수는 증가하여 임계값에 도달할 것이며, 이 값을 넘어서면 층류가 천이 유동으로 변경되고 이후 난류로 변경될 것이다. 레이놀즈 수가 점도와 반비례하고 온도가 증가할수록 점도가 감소하므로, 이러한 변화는 액체 온도가 더 높을 때 더 낮은 유량에서 발생할 것으로 예상된다. 실험 테스트에서는 다양한 온도에서 임계 유량 및 관련 임계 레이놀즈 수를 결정할 수 있다.

유체 유동은 유체 유동 및 차압이 플롯 도시되어 있는 Q-ΔP 곡선의 묘사에서 그래픽으로 표현될 수 있다.

이론 상의 유동과 측정된 유동은 다를 수 있으며, 정확한 측정을 제공하기 위해 계측이 교정될 수 있다. 일부 경우에, 유량의 오차는 점도, 및 이론과 측정 간의 차이에 관련될 수 있다. 점도는 온도의 함수이기 때문에, 정확한 온도 측정이 정확한 유량 측정을 제공한다.

온도는 직접적으로 또는 간접적으로 측정될 수 있다. 온도를 직접적으로 측정하는 경우, 온도 센서의 감지면은 측정 대상 액체와 접촉한다. 온도를 간접적으로 측정하는 경우, 온도 센서의 감지면은 액체 유동 튜브의 벽 온도를 측정하기 위해 부착된다.

간접 측정은 테스트 대상 액체와 직접 접촉하는 것으로부터 발생하는 문제를 방지할 수 있다. 예를 들어, 오염 물질에 대한 우려로 인해 직접 측정이 바람직하지 않거나 불가능해질 수 있다.

본 주제의 일 예에는 현상 시에 액체 온도를 직접 측정하는 것이 포함된다. 일 예는 액체 튜브 온도를 측정하고 방법을 개선하여 더 양호한 유동 계산을 얻도록 구성되어 있다.

본 주제의 일 예는 유량 측정과 온도 사이의 관계를 더 잘 이해하는 것의 달성에 관한 것이다. 예를 들어, 정확한 온도 측정은 액체 유동 제어기의 작동 범위를 확장시킬 수 있다.

액체 온도는 액체 유동 제어기(liquid flow controller: LFC)의 입구에서, 출구에서 또는 입구와 출구 둘 다에서 직접 측정될 수 있다. 또한, LFC 보디 온도는 모세관의 전후에서 측정될 수 있다.

일 예는 Q ΔP DP LFC에 대한 온도 점도 효과를 고려한다. Q-ΔP는 질량 유량 차압을 나타낸다.

일 예로는 유동 저항기의 전후에서 액체 온도를 직접 측정하는 구성이 포함되며 보디 온도도 측정되었다.

일 예로는 테스트에 영향을 미치는 실제 온도 대 보디 온도를 직접 평가하기 위한 액체 온도에 대한 구성이 포함된다.

본 주제의 다양한 예에서, 온도는 단일 온도 센서의 부위 또는 복수 온도 센서의 부위에서의 측정과 연관된다. 온도 센서는 모세관 벽에 부착되어, 유체 온도와 연관된 신호를 제공할 수 있다. 센서 부위는 모세관의 길이를 따르는 축방향 위치에 있을 수 있으며, 다양한 예에서 센서 부위는 단부에 있거나 단부 사이에 있다. 일부 예에서, 온도 센서는 모세관 내의 유체와 물리적으로 접촉하는 감지면을 갖는다.

이하의 방정식은 모세관 내의 유체를 특징짓는 데 도움이 될 수 있다.

이는 온도(B)와 점도(μ) 사이의 관계를 정수 A와 B의 함수로 표현한다.

교정을 통한 이론 유량 환산.

이는 질량 유량(단위 시간당 질량)과 체적 유량(단위 시간당 체적) 사이의 관계를 나타내며, 여기서 ρ는 밀도(단위 체적당 질량)를 나타낸다.

이 방정식은 질량 유량이 (모세관을 가로지르는) 차압의 함수이며 실제 밀도와 표준 밀도 비율의 곱 및 표준 점도와 실제 점도 비율의 곱인 것을 나타낸다.

다양한 파라미터 중 특정 파라미터 사이에 관계가 있다는 점에 유의할 것이다. 예를 들어, 점도는 온도의 영향을 받는 유체 파라미터이다. 또한, 차압과 온도가 관련되어 있다.

천이 유동과 난류의 시작은 상이한 온도에서 볼 수 있다. 일부 경우에, 임계 Re는 2500이다.

모세관 입구에서의 특징, 예를 들어 에지에서의 벽 프로파일 또는 불규칙성이 임계 레이놀즈 수에 영향을 미칠 수 있다. 불규칙성은 입구 유동에 교란을 초래하여 임계 레이놀즈 수를 감소시킬 수 있다. 날카로운 에지를 제거하고 모세관 입구에 적절한 프로파일 반경을 제공함으로써 불규칙성이 해소될 수 있다. 일 예에서는, 모세관 입구의 상류에 필터를 설치하여 입자 및 부스러기를 잡아낼 수 있다. 그러나 필터는 그 자체가 방해를 초래하지 않도록 충분히 멀리 배치될 수 있다.

밀도 및 점도 조정을 위해 이하의 계산을 이용하는 온도 보상 방법을 사용하여 LFC의 작동 범위에 걸친 유량 계산의 정확도를 검토한다. 이하의 방정식에서, 변수 A, B, C는 여기에서 모세관과 연관되는 시스템의 물리적 치수에 의해 결정된다.

점도:

밀도:

튜브가 나선형으로 구성될 때는 모세관 내경의 변형이 나타날 수 있다.

일 예로, 선택된 위치에서의 유동 경로에는 전산 유체 역학(computational fluid dynamic: CFD) 모델링이 적용될 수 있는 바, 예를 들어 CFD 모델링은 유동에서의 난류를 체크하기 위해 제2 압력 센서의 하류에서 실행될 수 있다.

시판되는 페럴(ferrule)(예를 들어 VICI-Valco에서 판매하는 것)에 의해 페럴 시일이 제공될 수 있다.

개시된 주제의 일 예는 TEOS(테트라에틸 오르토실리케이트 또는 테트라에톡시실란), 물, 이소프로필 알코올, 메탄올, 용매, 석유 제품, 폴리머 및 생체액을 포함하는 다양한 액체와 함께 사용하도록 구성될 수 있다.

일 예에서는, 프로세서에 의해 제공되는 출력 신호에 기초하여 온도가 제어될 수 있다. 예를 들어, 모세관의 온도, 모세관의 입구 단부에서의 온도, 또는 모세관의 출구 단부에서의 온도가 제어될 수 있다.

Q v ΔP의 분석에 의하면 하류 액체 유동이 대기로 배출되지 않고 진공에 연결되는 경우에 차이가 드러날 수 있다.

하나의 구성에서는, 모세관이 절연되어 있다.

하나의 구성에서는, 응답 시간을 결정하기 위해 (플라스틱 또는 비플라스틱) 주사기가 사용된다.

진공 펌프는 공기를 흡입하고 기포를 배출하도록 구성될 수 있다. 라인 내의 기포는 응답 시간에 영향을 미칠 수 있다.

일 예에서는, 기포가 시스템에 도입되고, 응답 시간에 미치는 영향이 측정된다. 예를 들어, 모세관 내에 기포가 존재하면, 변화가 모니터링될 수 있다.

유량은 온도의 함수이다.

μ_act=1이고 Δ=0.01이면, Q₁/Q₂= 1±0.01이다.

μ_act=0.8이고 Δ=0.01이면, Q₁/Q₂= 1±0.02이다.

본 주제의 일 예에서, 장치는 모세관과 직렬로 유체적으로 결합된 구성요소를 작동시키도록 구성된다. 이 구성요소는 유체 경로에서 모세관의 상류 또는 하류에 배치될 수 있다. 또한, 구성요소는 모세관과 병렬적인 경로에 결합될 수 있다.

제어 장치로 지칭되기도 하는 구성요소는 모세관을 통한 유체 유동을 관리할 수 있는 구성요소일 수 있다. 이 구성요소는 유체를 가압하기 위한 유체 펌프일 수 있다. 펌프는 베인 펌프, 다이어프램 펌프, 피스톤 펌프, 또는 기타 형태의 기계식 펌프일 수 있다. 일 예에서, 펌프는 모터에 의해 구동되며 모터 속도는 펌프 유량 또는 펌프 압력을 결정하고 모터 속도는 프로세서로부터의 신호에 의해 결정된다. 다양한 예에서, 제어 장치는 가변 압력 설정 또는 바이패스 채널을 갖는 펌프를 구비하며, 제어 장치에 전달되는 신호는 펌프 성능의 변동을 가능하게 한다. 일 예에서, 제어 장치는 밸브를 구비한다. 밸브는 프로세서로부터의 신호에 의해 제어될 수 있다. 일 예에서, 제어 장치는 가변 오리피스를 구비하며 프로세서로부터의 신호는 오리피스의 치수를 조정 또는 선택하도록 구성될 수 있다.

일 예에서, 제어 장치는 열 장치를 구비한다. 따라서, 프로세서로부터의 출력 신호는 장치에 전달되는 열 에너지를 증가시키거나 감소시키도록 구성될 수 있다.

이 예에서, 제1 온도 센서와 제2 온도 센서는 각각 모세관의 각 단부에 결합된다. 또한, 제1 압력 센서와 제2 압력 센서도 모세관의 각 단부에 결합된다.

인터페이스는 사용자가 조작할 수 있는 데이터 입력 장치를 포함할 수 있다. 인터페이스의 예로는 커서 제어 장치(예를 들어 마우스, 트랙볼, 터치 패드), 키보드, 터치-스크린, 마이크가 포함될 수 있다. 또한, 인터페이스의 다양한 예로는 프린터와 디스플레이 화면이 포함될 수 있다. 일 예에서, 인터페이스는 통신망 또는 데이터 네트워크와의 유선 또는 무선 연결을 통해서 데이터 및 명령을 통신하도록 구성된 네트워크 인터페이스를 포함한다.

일 예에서, 인터페이스는 유체 파라미터의 입력을 가능하게 한다. 유체 파라미터에는 유체 점도, 유체 밀도, 유체 조성(오염물질, 입자, 기타 성분 포함)을 포함하는 물리적 파라미터가 포함될 수 있다.

일 예에서는, 유량 센서가 모세관에 결합된다. 유량 센서에는 코리올리스 센서와 같은 질량 유량 센서가 포함될 수 있다. 다양한 예에서 유량 센서에는 기계적-기반 센서(예를 들면 터빈 유량계), 압력-기반 센서(예를 들면 피토 튜브), 가변-면적 유량계, 광학 유량계, 개방-채널 유량계, 열 질량 유량계, 와류 유량계, 소나 유량계, 전자기 유량계, 초음파 유량계 및 광학 유량계가 포함될 수 있다. 유량 센서는 프로세서에 신호를 제공할 수 있다.

일 예에서, 프로세서는 센서 데이터(온도, 압력, 유량)를 수신하고 유체 파라미터를 특징짓는 데이터를 수신하기 위한 알고리즘을 실행한다. 수신된 데이터에 기초하여, 프로세서는 제어 장치에 출력 신호를 제공한다. 출력 신호는 특정 유량을 달성하거나 모세관과 관련된 특정 온도, 압력 또는 압력 차이를 달성하도록 맞춤화될 수 있다.

일 예에서, 프로세서는 센서 데이터(온도 및 압력)를 수신하고 유체 파라미터를 특징짓는 데이터를 수신하기 위한 알고리즘을 실행한다. 제어 요소는 생략될 수 있거나, 또는 고정된 설정으로 작동될 수 있다. 수신된 데이터에 기초하여, 프로세서는 유량을 결정하기 위해 출력 신호를 제공한다. 출력 신호는 모세관과 관련된 온도 및 차압과 관련하여 수신된 데이터에 기초하여 정확한 유량을 제공하도록 맞춤화될 수 있다. 유량은 시각적 표시에 의해 표시될 수 있다.

일 예에서, 프로세서는 센서 데이터(온도, 압력 및 유량)를 수신하기 위한 알고리즘을 실행한다. 수신된 데이터에 기초하여, 그리고 모세관과 관련된 고정된 또는 조정 불가능한 제어 요소로 구성된 경우에, 프로세서는 선택된 유체 파라미터에 대응하는 출력 신호를 제공한다. 출력 신호는 유체 점도, 유체 밀도, 입자 수 또는 다른 파라미터를 나타내는 데이터를 제공하도록 맞춤화될 수 있다. 일 예에서, 출력 신호는 유체 식별 또는 유체 매칭을 위해 사용될 수 있다.

일 예에서, 프로세서는 온도 센서 데이터, 압력 센서 데이터 및 유량을 수신하고 유체 파라미터를 특징짓는 데이터를 수신하기 위한 알고리즘을 실행한다. 압력 센서 데이터는 모세관의 제1 단부, 모세관의 제2 단부에서의 센서와 연관되거나, 일부 다른 압력 데이터와 연관될 수 있다. 수신된 데이터에 기초하여, 그리고 모세관과 관련된 고정된 또는 조정 불가능한 제어 요소로 구성된 경우에, 프로세서는 차압에 대응하는 출력 신호를 제공한다. 출력 신호는 프로세서에 의해 수신되는 하나의 감지된 압력 데이터에 대한 차압과 상관될 수 있다.

일 예에서, 프로세서는 온도 센서 데이터, 차압 센서 데이터 및 유량을 수신하고 유체 파라미터를 특징짓는 데이터를 수신하기 위한 알고리즘을 실행한다. 온도 센서 데이터는 모세관의 제1 단부, 모세관의 제2 단부에서의 센서와 연관되거나, 일부 다른 온도 데이터와 연관될 수 있다. 수신된 데이터에 기초하여, 그리고 모세관과 관련된 고정된 또는 조정 불가능한 제어 요소로 구성된 경우에, 프로세서는 온도에 대응하는 출력 신호를 제공한다.

하나의 목적은 액체 온도와 액체 유량을 측정하는 것을 포함한다. 이는 높은 유량과 낮은 유량에 적용될 수 있다. 액체 온도를 측정하기 위해 다양한 접근법이 사용될 수 있다. 액체 온도의 직접 측정과 관련된 비용의 일부도 고려한다. 유량 측정과 온도 사이에 관계가 주목될 수 있다. 정확한 온도 측정은 유량 측정을 위한 조작 범위를 확대할 수 있다. 한 가지 관심 양태는 온도 프로파일을 구동하는 유동에 관한 것이다.

본 주제의 양태는 유동을 제어하기 위해 차압을 측정하거나 제어하는 것에 관한 것이다. 유체 유동은 유체의 다양한 물리적 파라미터(예를 들어 점도, 입자 함량, 밀도)와 유체 온도를 포함하는 여러가지 요인의 영향을 받는다. 본 주제의 일 예에서, 제어 부품은 유체 유동을 관리하도록 구성된다. 제어 부품에는 펌프, 밸브, 저장소 또는 유체 유동에 영향을 미치는 기타 장치가 포함될 수 있다. 일 예에서는, 유동 제어를 제공하거나 모세관과 유체 연통하는 장치를 제어하거나 계산된 값의 측정치를 제공하기 위해 알고리즘이 프로세서에 의해 실행된다.

일 예에서, 본 주제는 제1 온도에서 교정되고 이후 다른 온도에서 작동되는 장치를 포함한다. 본 주제의 예는 표준 조건 및 비표준 조건 하에서 교정 곡선이 생성될 수 있도록 상관 관계를 제공한다.

다양한 유의사항

상기 설명은 상세한 설명의 일부를 형성하는 첨부 도면에 대한 참조를 포함한다. 도면은 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시적으로 보여준다. 이들 실시예는 본 명세서에서 "예"로 지칭되기도 한다. 이러한 예는 도시되거나 기재된 것에 추가되는 요소를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명자는 도시되거나 기재된 요소만 제공되는 예도 고려한다. 더욱이, 본 발명자는 특정 예(또는 그 하나 이상의 양태)와 관련하여 또는 본 명세서에 도시되거나 기재된 다른 예(또는 그 하나 이상의 양태)와 관련하여, 도시되거나 기재된 이들 요소(또는 그 하나 이상의 양태)의 임의의 조합 또는 순열을 사용하는 예도 고려한다.

본 문서와 참조로 원용되는 임의의 문서 사이에 사용법이 일치하지 않는 경우에는, 본 문서에서의 사용법이 우선한다.

본 문서에서, 특허 문서에서 보편적인 관사는 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"의 임의의 다른 사례나 사용법과 관계없이 하나 또는 하나 초과를 포함하기 위해 사용된다. 본 문서에서, "또는"이라는 용어는 비배타적인 것을 지칭하기 위해 사용되며 따라서 "A 또는 B"는 달리 명시하지 않는 한 "A지만 B가 아닌", "B지만 A가 아닌"과 "A 및 B"를 포함한다. 본 문서에서, "구비하는" 및 "그것에서"라는 용어는 각각의 용어 "포함하는" 및 "여기에서"의 평이한 동의어로 사용된다. 또한, 이하의 청구범위에서, "구비하는" 및 "포함하는"이라는 용어는 개방형인 바, 즉 하나의 청구항에서 이러한 용어 뒤에 열거되는 요소에 더하여 요소를 구비하는 시스템, 장치, 물품, 조성물, 제제 또는 프로세스가 여전히 그 청구항의 범위에 속하는 것으로 간주된다. 더욱이, 이하의 청구범위에서, "제1", "제2" 및 "제3" 등의 용어는 단지 수식어로서 사용되며, 그 대상에 수치 요건을 부과하도록 의도된 것은 아니다.

"평행", "수직", "라운드형" 또는 "정사각형"과 같은 기하학적 용어는 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 절대적인 수학적 정밀도를 요구하도록 의도되지 않는다. 대신에, 이러한 기하학적 용어는 제조 또는 동등한 기능으로 인한 변형을 허용한다. 예를 들어, 하나의 요소가 "라운드형" 또는 "대체로 라운드형"으로 기술되는 경우, 정확히 원형이 아닌 구성요소(예를 들어, 약간 직사각형이거나 다각형인 구성요소)도 본 설명에 포함된다.

본 명세서에 기재된 방법 예는 적어도 부분적으로 기계 또는 컴퓨터로 실현될 수 있다. 일부 예는 상기 예에서 기재된 방법을 수행하도록 전자 기기를 구성하도록 동작 가능한 명령으로 인코딩된 컴퓨터-판독가능한 매체 또는 기계-판독가능한 매체를 포함할 수 있다. 이러한 방법의 실현에는 마이크로코드, 어셈블리 언어 코드, 더높은-레벨의 언어 코드 등과 같은 코드가 포함될 수 있다. 이러한 코드에는 다양한 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 판독가능한 명령이 포함될 수 있다. 코드는 컴퓨터 프로그램 제품의 일부를 형성할 수 있다. 또한, 일 예에서, 코드는 예를 들어 실행 중에 또는 다른 시기에 하나 이상의 휘발성, 비일시적 또는 비휘발성의 실체적 컴퓨터 판독가능한 매체에 실체적으로 저장될 수 있다. 이들 실체적 컴퓨터 판독가능한 매체의 예로는 하드 디스크, 이동식 자기 디스크, 이동식 광 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크 및 디지털 비디오 디스크), 자기 카세트, 메모리 카드 또는 스틱, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM) 등이 포함될 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.

상기 설명은 예시적이도록 의도된 것이지 제한적이도록 의도된 것이 아니다. 예를 들어, 전술한 예(또는 그 하나 이상의 양태)는 상호 조합하여 사용될 수 있다. 통상의 기술자 등에 의하면 상기 설명을 검토할 때 다른 실시예가 사용될 수 있다. 요약서는 독자가 기술적 내용의 성격을 빠르게 확인할 수 있도록 제공된다. 이는 청구범위의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는 데 사용되지 않을 것이라는 이해를 바탕으로 제출된다. 또한, 상기 상세한 설명에서, 다양한 특징은 개시 내용을 능률화하기 위해 함께 그룹화될 수 있다. 이는 청구되지 않은 개시된 특징이 임의의 청구항에 필수적이라고 의도하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 본 발명의 주제는 개시된 특정 실시예의 모든 특징보다 적게 존재할 수 있다. 따라서, 이하의 청구범위는 예 또는 실시예로서 상세한 설명에 통합되고, 각각의 청구항은 그 자체가 별도의 실시예로서 존재하며, 이러한 실시예는 다양한 조합 또는 순열로 상호 조합될 수 있다는 것이 고려된다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위와 이러한 청구범위에 부여되는 균등물의 전체 범위를 참조하여 결정되어야 한다.

Claims

유체 시스템이며,
길이보다 실질적으로 작은 직경의 관강을 갖는 모세관으로서, 관강이 제1 단부와 제2 단부를 갖는 모세관;
상기 모세관에 결합되는 제1 온도 센서;
상기 제1 단부에 배치되는 제1 압력 센서;
상기 제2 단부에 배치되는 제2 압력 센서;
제1 온도 센서, 제1 압력 센서, 및 제2 압력 센서에 결합되는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는
제1 온도 센서에 기초한 제1 온도,
제1 압력 센서에 기초한 제1 압력,
제2 압력 센서에 기초한 제2 압력, 및
프로세서에 결합된 인터페이스를 사용하여 수신되는 유체 파라미터를 사용하여 출력을 결정하기 위한 명령을 실행하도록 구성되고,
상기 프로세서는 모세관과 유체 연통하는 제어 장치에 결합되는 유체 시스템.
제1항에 있어서, 제어 장치는 밸브, 펌프 및 오리피스 중 적어도 하나를 구비하는 유체 시스템.
제1항에 있어서, 인터페이스는 사용자가 조작할 수 있는 데이터 입력 장치를 구비하는 유체 시스템.
제1항에 있어서, 인터페이스는 네트워크에 대한 결합을 구비하는 유체 시스템.
제1항에 있어서, 프로세서에 결합되고 모세관에 유체적으로 결합되는 유량 센서를 더 구비하는 유체 시스템.
제5항에 있어서, 유량 센서는 질량 유량 센서를 구비하는 유체 시스템.
유체 시스템이며,
길이보다 실질적으로 작은 직경의 관강을 갖는 모세관으로서, 관강이 제1 단부와 제2 단부를 갖는 모세관;
상기 모세관에 결합되는 제1 온도 센서;
상기 제1 단부에 배치되는 제1 압력 센서;
상기 제2 단부에 배치되는 제2 압력 센서;
제1 온도 센서, 제1 압력 센서, 및 제2 압력 센서에 결합되는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는
제1 온도 센서에 기초한 제1 온도,
제1 압력 센서에 기초한 제1 압력,
제2 압력 센서에 기초한 제2 압력, 및
프로세서에 결합된 인터페이스를 사용하여 수신되는 유체 파라미터를 사용하여 출력을 결정하기 위한 명령을 실행하도록 구성되고,
상기 출력은 모세관 내의 질량 유량의 측정값에 대응하는 유체 시스템.
제7항에 있어서, 프로세서는 출력의 시각적 표시를 제공하도록 구성된 디스플레이에 결합되는 유체 시스템.
제7항에 있어서, 인터페이스는 사용자가 조작할 수 있는 데이터 입력 장치를 구비하는 유체 시스템.
제7항에 있어서, 인터페이스는 네트워크에 대한 결합을 구비하는 유체 시스템.
유체 시스템이며,
길이보다 실질적으로 작은 직경의 관강을 갖는 모세관으로서, 관강이 제1 단부와 제2 단부를 갖는 모세관;
상기 모세관에 결합되는 제1 온도 센서;
상기 제1 단부에 배치되는 제1 압력 센서;
상기 제2 단부에 배치되는 제2 압력 센서;
제1 온도 센서, 제1 압력 센서, 및 제2 압력 센서에 결합되는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는
제1 온도 센서에 기초한 제1 온도,
제1 압력 센서에 기초한 제1 압력,
제2 압력 센서에 기초한 제2 압력, 및
모세관에 결합된 유량 센서에 기초한 유량을 사용하여 출력을 결정하기 위한 명령을 실행하도록 구성되고,
상기 출력은 모세관 내 유체의 파라미터에 대응하는 유체 시스템.
제11항에 있어서, 유량 센서는 질량 유량 센서를 구비하는 유체 시스템.
제11항에 있어서, 프로세서는 출력의 시각적 표시를 제공하도록 구성된 디스플레이에 결합되는 유체 시스템.
유체 시스템이며,
길이보다 실질적으로 작은 직경의 관강을 갖는 모세관으로서, 관강이 제1 단부와 제2 단부를 갖는 모세관;
상기 모세관에 결합되는 제1 온도 센서;
상기 제1 단부에 배치되는 제1 압력 센서;
제1 온도 센서, 제1 압력 센서, 및 제2 온도 센서에 결합되는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는
제1 온도 센서에 기초한 제1 온도,
제1 압력 센서에 기초한 제1 압력,
프로세서에 결합된 인터페이스를 사용하여 수신되는 유체 파라미터, 및
모세관과 유체 연통하는 유량 센서로부터 수신되는 유량을 사용하여 출력을 결정하기 위한 명령을 실행하도록 구성되고,
상기 출력은 제1 압력과 연관된 차압에 대응하는 유체 시스템.
제14항에 있어서, 인터페이스는 사용자가 조작할 수 있는 데이터 입력 장치를 구비하는 유체 시스템.
제14항에 있어서, 인터페이스는 네트워크에 대한 결합을 구비하는 유체 시스템.
제14항에 있어서, 유량 센서는 질량 유량 센서를 구비하는 유체 시스템.
제14항에 있어서, 유량 센서는 체적 유량 센서를 구비하는 유체 시스템.