JP2020187115A - 環境センサを備えるセンサデバイス内の流量測定 - Google Patents

Abstract

【課題】メインチャネルと、メインチャネルの測定領域内の流体の少なくとも１つの被測定変数を特定するように構成される環境センサデバイスを提供する。【解決手段】センサデバイスが、入口１１と、出口１２と、入口と出口との間に延在するメインチャネル１３を備え、メインチャネルは、流体が流れ方向Ｆに沿ってメインチャネルを通って流動できるようにする。環境センサ２０が、メインチャネルの測定領域１４内の流体と相互作用するように配置される。メインチャネルは、測定領域から上流にある第１の圧力タップ３１と、測定領域から下流にある第２の圧力タップ３２とを有する。差圧センサ４０が、第１の圧力タップと第２の圧力タップとの間の圧力差を特定する。【選択図】図１

Description

本発明は、センサデバイスの入口と出口との間に延在するメインチャネルを備え、メインチャネルの測定領域内の流体の少なくとも１つの特性を特定するように構成される環境センサを備えるセンサデバイスに関する。環境センサは、例えば、空気中の１以上の気体被分析物の濃度を特定するための粒子状物質センサ又は気体センサとすることができる。

そのようなセンサデバイスにおいて、環境センサの出力信号は、多くの場合に、メインチャネルに入る流体の組成だけでなく、メインチャネルを通る流量にも依存する。それゆえ、メインチャネルを通る流量を特定することが望ましい。

特許文献１は、フローチャネルを画定するエンクロージャを備える粒子状物質センサデバイスを開示する。放射線源が、フローチャネルの中に放射線を放出する。放射線検出器が、フローチャネルを通って流れる流体サンプル内の粒子状物質と放射線が相互作用した後に、放射線の少なくとも一部を検出する。そのデバイスは、フローチャネル内の流量を特定するための流量計を備えることができる。この文献は、流量計のタイプ及び構成について言及していない。

特許文献２は、空気通路を備える粒子状物質センサデバイスを開示する。レーザが空気通路の中に光を照射し、光検出器が、空気中に浮遊する粒子から散乱する光を検出する。空気通路内の空気流量を測定するために熱流量計が設けられる。流量計は、プリント回路基板上に配置される。特許文献２は、流量計のタイプ及び構成について言及していない。

国際公開第２０１８／１００２０９号パンフレット 中国実用新案第２０６２３５５３６号明細書

本発明の目的は、メインチャネルと、メインチャネルの測定領域内の流体の少なくとも１つの被測定変数を特定するように構成される環境センサとを有するセンサデバイスを提供することであり、センサデバイスは具体的には、被測定変数に及ぼすメインチャネルを通る様々な流量の影響を簡単かつ確実な方法で考慮に入れるように構成される。

この目的は、請求項１に記載の環境センサデバイスによって達成される。本発明の更なる実施形態が、従属請求項において規定される。

本発明は、流体の少なくとも１つの特性を特定するように構成されるセンサデバイスを提供する。流体は、気体（「気体」という用語は、気体の混合物を含む）か、又はエアロゾル、すなわち、気体内の細かい固体粒子若しくは液滴の分散系とすることができる。特に、流体は、センサデバイスの環境からの周囲空気とすることができる。センサデバイスは、入口と、出口と、入口と出口との間に延在するメインチャネルであって、流体が流れ方向に沿ってメインチャネルを通って入口から出口まで流動できるようにする、メインチャネルとを備える。センサデバイスは、メインチャネルの測定領域内の流体から少なくとも１つの被測定変数を特定するように構成される環境センサを更に備える。メインチャネルは、測定領域から上流にある第１の圧力タップと、測定領域から下流にある第２の圧力タップとを有する。差圧センサ、好ましくは、フロータイプ（ｆｌｏｗ−ｔｙｐｅ）差圧センサが、第１の圧力タップと第２の圧力タップとの間の差圧を特定するように構成される。制御デバイスが、入力信号を受信し、入力信号に基づいて、出力信号を導出するように構成される。入力信号は、環境センサからの環境センサ信号と、差圧センサからの差圧信号とを含む。具体的には、出力信号は、環境センサ信号及び差圧信号の両方に依存する。出力信号は、流体の前記少なくとも１つの特性に関する指標である。

メインチャネルを通る流れが、第１の圧力タップと第２の圧力タップとの間のメインチャネル内の流れ抵抗に起因して、第１の圧力タップと第２の圧力タップとの間に差圧を引き起こすことになり、差圧の大きさは、メインチャネルを通る流量によって決まる。圧力タップ間の圧力差を特定するために、メインチャネル内の流量の指標が取得され、流量を適切に考慮に入れる出力信号を導出することができる。

第１の圧力タップ及び第２の圧力タップはそれぞれ、測定領域の上流及び下流に配置される。したがって、圧力差は、「バイパス」構成において特定され、差圧センサは、測定領域を迂回する。この構成は、センサデバイスの主な設計を変更することなく、メインチャネル及び差圧センサの設計を、流量が大きく異なる種々のシナリオに合わせるだけの大きい自由度を与える。

差圧センサは、フロータイプ差圧センサとすることができる。フロータイプ差圧センサは、第１及び第２のセンサポートと、センサポート間の（通常は細い）フローチャネルとを備える。センサポート間の圧力差が、フローチャネルを通る小流を引き起こす。マイクロ熱センサが、この小流の流量に関する指標を特定する。それにより、本質的には、測定領域を迂回するバイパスチャネルを通る流量が測定される。バイパスチャネル内の流量は、メインチャネル内よりはるかに少ない。バイパス構成のフロータイプ差圧センサは、それゆえ、メインチャネル内に直接存在する熱流量センサより、埃、水、雪などによる汚染を受けにくい。

「上流」及び「下流」という用語は、入口から出口までの流れとの関連において理解されるべきである。言い換えると、第１の圧力タップは、測定領域から上流に配置され、入口と測定領域との間に位置する。同様に、第２の圧力タップは、測定領域から下流に配置され、測定領域と出口の間に位置する。各圧力タップは、メインチャネルを画定する壁内の（通常、小さい）開口部によって形成することができる。

本開示において、「環境センサ」という用語は、環境からセンサデバイスのメインチャネルに入った流体から１以上の被測定変数を特定するように構成される１以上の構成要素の任意の構成に関連すると理解されるべきである。特に、流体は周囲空気とすることができ、センサデバイスは、空気品質、例えば、道路付近の屋外の空気若しくは閉じた部屋内の空気、ＨＶＡＣシステムに入る空気、車内の空気若しく車の内部に入る空気、船内の空気、航空機内の空気などを監視するように設計することができる。いくつかの実施形態において、環境センサは、エアロゾル内の粒子状物質（ＰＭ）の１以上の特性を特定するように構成される粒子状物質センサを含むことができる。他の実施形態では、環境センサは、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）又は二酸化炭素（ＣＯ_２）などの空気中の１以上の気体被分析物の濃度を特定するように構成される気体センサを含むことができる。他の実施形態では、環境センサは、空気の湿度を特定するための湿度センサ、又は空気品質を特徴付ける任意の他の量を特定するための他のタイプのセンサを含むことができる。

一般的に言うと、環境センサが利用されるとき、多くの場合に、流体の何らかの成分の濃度に関心があり、したがって、センサデバイスによって特定される流体の少なくとも１つの特性は、単位体積あたりの流体のある成分の濃度を含むことができる。

特に、環境センサは、エアロゾル内の粒子状物質に関連する少なくとも１つの被測定変数を特定するための粒子状物質センサを備えることができる。具体的には、粒子状物質センサは、メインチャネル内に放射線を生成するように構成される放射線源と、測定領域内の流体内の粒子状物質から散乱する放射線を検出するように構成される放射線検出器とを備えることができる。放射線源は、可視光、ＩＲ光又はＵＶ光を生成するための光源とすることができる。特に、光源は、レーザ又はＬＥＤと、任意選択で、レーザ／ＬＥＤからの光をメインチャネルの測定領域の中に合焦させるための１以上のレンズとを備えることができる。放射線検出器は、散乱光を記録するように構成される光検出器とすることができる。そのような粒子状物質センサは通常、粒子カウンタとして機能し、すなわち、個々の散乱事象と、任意選択で、各散乱事象の大きさとを記録する。それにより、単位時間あたりに検出される粒子の数をカウントすることができ、すなわち、少なくとも１つの被測定変数は、単位時間あたりの粒子の数を含み、任意選択で、その粒径分布を特定することができるか、又は粒径カットオフを規定することができる。単位時間あたりの数は、メインチャネルを通る流量に大きく依存する。しかしながら、多くの場合に、主に、単位時間あたりの数に関心があるのではなく、流体の単位体積あたりの数又は質量濃度に関心があり、すなわち、センサデバイスによって特定されるべきである流体の少なくとも１つの特性は、単位体積あたりの粒子状物質の濃度を含む。単位時間あたりの数から単位体積あたりの濃度を特定できるようにするために、流体の体積流量に関する指標が必要とされる。本発明によれば、測定領域にわたる圧力差を特定することによって、体積流量に関する指標を独立して特定できるようになる。特に、制御デバイスは、較正データを用いて、差圧信号に基づいて体積流量信号を導出し、例えば、単純な除算によって、環境センサ信号及び体積流量信号から出力信号を計算するように、構成することができる。

他の適用例では、被測定変数は既に、濃度に関する直接の指標である場合がある。これは、例えば、空気中の１以上の気体被分析物を検出するための数多くの気体センサがある場合、又は数多くの湿度センサがある場合に当てはまる。しかしながら、そのような場合であっても、被測定変数は多くの場合に、ある程度、メインチャネルに入る流体の組成に依存するだけでなく、メインチャネルを通る流量にも依存することになる。これは、例えば、空気流の冷却又は脱水効果に起因する場合があり、それがセンサ信号に影響を及ぼす場合がある。それゆえ、濃度指標を直接特定するセンサの場合でも、流動効果に関してセンサ信号を補正できるようにするために、それゆえ、メインチャネルを通る流量に関する指標を有することが望ましい。本発明はそのような補正を可能にし、したがって、気体センサによって特定されるべき流体の少なくとも１つの特性は、流動補正済み濃度値及び／又は流動補正済み湿度値を含むことができる。

いくつかの従来技術の実施態様では、流量はいくつかの他の既知のパラメータから推定される。例えば、メインチャネルを通る強制流をファンによって生成することができ、ファンに供給される電力を、結果として生じる流量に関する指標として使用することができる。しかしながら、実際の流量は、ファンに供給される電力レベルより、周囲圧力及び温度などの様々な他のパラメータによって影響を及ぼされる可能性が高く、ファンの経年変化及びフローチャネル内の汚染などの影響を受ける可能性がある。メインチャネルを通る流れが、ファン以外の他の手段によって生成される場合には、流量は全くわからない場合もある。例えば、ＨＶＡＣシステム内の送風機によって、又は車両における向かい風の影響によって可変の流量が生成される場合があり、流量の推定値が入手できない場合がある。本発明は、メインチャネルを通る流量に関する指標を独立して特定できるようにすることによって、そのような実施態様より優れた改善を行う。

また、本発明は、メインチャネルの過密を検出できるようにする。これは、種々の流量における被測定圧力差を、メインチャネル内の流量と相関がある他の量と相関させることによって達成することができる。例えば、センサデバイスがファンを備える場合には、圧力差をファン速度又はファン電力と相関させることができる。ファン速度又はファン電力への圧力差の依存性は、メインチャネル内が過密になると変化することになる。そのような変化は容易に検出することができる。

一般に、圧力ポート間の圧力差は、メインチャネルを通る体積流量だけでなく、フローチャネルに入る流体の温度及び絶対圧にも依存する。これは、流体が、空気などの気体又はエアロゾルである場合に特に当てはまる。なぜなら、その場合、流体密度が、一般的な気体方程式を介して、温度及び圧力に依存することになるためである。簡単な実施形態では、圧力差から体積流量を取得するために、例えば、センサデバイスの既知の平均動作温度を使用したり、海水面における平均空気圧を使用して、何らかの固定温度及び圧力を単に仮定することができる。より高度な実施形態では、センサデバイスは温度センサを更に備え、制御デバイスは、温度センサから温度信号を受信するように構成される。それゆえ、制御デバイスへの入力信号は温度信号を含み、制御デバイスは、出力信号を導出するときに、温度信号を考慮に入れるように構成することができる。それにより、差圧信号だけを考慮に入れる場合より、流体の特性に関して、より良好な推定値を取得することができる。特に、制御デバイスは、差圧信号及び温度信号に基づいて、温度補正済み体積流量信号を特定し、被測定量及び温度補正済み体積流量信号に基づいて、出力信号を特定するように構成することができる。センサデバイスによって特定されるべき特性が濃度である場合には、温度補正を代替的に以下のように実行することができる：制御デバイスは、何らかの固定温度を仮定して、環境センサ信号及び差圧信号から未補正の濃度信号を特定するように構成することができる。制御デバイスは、温度信号を用いて、その後、これらの未補正の濃度信号を補正するように構成することができる。出力信号は、未補正の濃度信号及び／又は補正済みの濃度信号を含むことができる。

温度センサは、差圧センサと共通の回路基板上に実装することができる個別のユニットとすることができるか、差圧センサと共通のハウジング内に組み込むことができるか、又は差圧センサと同じ半導体ダイ上に集積することもできる。

環境センサデバイスが放射線源を備える場合には、制御デバイスは、入力信号、特に差圧信号、そして任意選択で、温度センサからの温度信号、を考慮に入れて、放射線源が動作する放射線電力レベルを制御するように構成することができる。このようにして、放射線電力を、メインチャネルを通る異なる流量に適応させることができる。

センサデバイスは更にファンを備えることができる。ファンは有利には、第２の圧力タップから下流に配置することができる。制御デバイスは、入力信号、特に差圧信号、そして任意選択で、温度センサからの温度信号、を考慮に入れて、ファンが動作するファン電力レベルを制御するように構成することができる。このようにして、メインチャネル内の流量を調整することができる。

メインチャネルを通る流れによって引き起こされる、第１の圧力タップと第２の圧力タップとの間の圧力差を高めるために、センサデバイスは、第１の圧力タップと第２の圧力タップとの間のメインチャネル内に流量制限器又は狭窄部を備えることができる。流量制限器が使用される場合には、センサデバイスの全体構成の変更を必要とすることなく、対応する流量制限器を選択することによって、センサデバイスを種々の範囲の流量に容易に適応させることができる。狭窄部が存在する場合には、狭窄部は測定領域内に、又はこの領域付近に、特にこの領域の上流に近接して存在することができる。特に、狭窄部は、特許文献１において提案されるように、環境センサ装置の構成要素上に粒子状物質が堆積するのを最小限に抑えるために、測定領域内の流れを変更する（特に、加速させる）ように構成することができる。

フローチャネルは、第１の圧力タップと第２の圧力タップとの間で湾曲させることができる。流れの偏りは対応する背圧を引き起こすことになるので、湾曲は、第１の圧力タップと第２の圧力タップとの間の圧力差の上昇も引き起こすことになる。特に、メインチャネルは概ねＵ字形又はＬ字形とすることができる。

概ねＵ字形のフローチャネルの場合、フローチャネルは、Ｕの第１の脚部に沿った入口セクションと、Ｕの２つの脚部を接続する中間セクションと、Ｕの第２の脚部に沿った出口セクションとを有することができる。その結果、出口セクション内の流れ方向は入口セクション内の流れ方向に対して本質的に逆平行になり、中間セクションは、入口セクションの下流端部を出口セクションの上流端部に接続する。その際、測定領域は、有利には、中間セクション内に（すなわち、Ｕの２つの脚部を接続するセクション内に）位置し、第１の圧力タップは入口セクション内に（すなわち、Ｕの第１の脚部内に）位置し、第２の圧力タップは、出口セクション内に（すなわち、Ｕの第２の脚部内に）位置する。差圧センサは、入口セクションと出口セクションとの間に（すなわち、Ｕ字形の２つの脚部間のＵの内側に）配置されることが好ましい。環境センサが粒子状物質センサを実現する場合には、それは、上記で既に論じられたように、放射線源を備えることができる。いくつかの放射線源は、著しい量の空間を必要とする。センサデバイス内に放射線源及び差圧センサの両方を容易に収容するために、放射線源は、測定領域から見て、差圧センサの反対側に配置されることが好ましい。言い換えると、放射線源は、中間セクションに隣接する、Ｕの外部に配置されることが好ましい。

既に論じられたように、差圧センサ自体は第１及び第２のセンサポートを有することができ、差圧センサは、第１のセンサポートと第２のセンサポートとの間の圧力差を特定するように構成される。その際、第１のセンサポートは、第１の圧力タップと流体連通し、第２のセンサポートは、第２の圧力タップと流体連通する。このため、センサデバイスは、第１の圧力タップにおいてメインチャネルから分岐するセンサ入口チャネルを備えることができ、センサ入口チャネルは、第１の圧力タップから差圧センサの第１のセンサポートまで延在する。同様に、センサデバイスは、第２の圧力タップにおいてメインチャネルの中に通じるセンサ出口チャネルを備えることができ、センサ出口チャネルは、差圧センサの第２のセンサポートから第２の圧力タップまで延在する。センサ入口チャネル及びセンサ出口チャネルは同じ、又は異なる長さを有することができる。例えば、センサ入口チャネルは、センサ出口チャネルより長くすることができ、その逆もあり得る。

メインチャネルを通る流体の流れによって搬送される場合がある粒子状物質による差圧センサの汚染を最小限に抑えるために、粒子状物質がセンサ入口チャネルに入ることになったなら、粒子状物質がその主な運動方向（すなわち、その運動量の方向）を変更せざるを得ないように、センサ入口チャネルを構成することが有利である。このため、第１の圧力タップに隣接する領域において、センサ入口チャネルは、有利には、第１の圧力タップにおけるメインチャネル内の流れ方向に対して、少なくとも１２０度、好ましくは、少なくとも１３５度の角度において延在する。

センサデバイスの簡単な組立及び分解を可能にする有利な実施形態では、差圧センサと、環境センサの少なくとも１つの構成要素（特に、粒子状物質センサの場合に、放射線検出器及び／又は放射線源）とが、共通の回路基板上に実装される。制御デバイスはマイクロコントローラとして実現することができる。任意選択で、制御デバイスも共通の回路基板上に実装される。

粒子状物質センサを備えるセンサデバイスの迅速な組立及び容易な点検修理を可能にするために、センサデバイスは以下のように構成することができる：センサデバイスは、上側エンクロージャ要素と、上側エンクロージャ要素の下方に配置され、上側エンクロージャ要素に流体密に接続される下側エンクロージャ要素とを備える。上側エンクロージャ要素及び下側エンクロージャ要素は、合わせてメインチャネルを画定する（「包囲する」）ように構成される。下側エンクロージャ要素の底部側に回路基板が配置され、その底部側は上側エンクロージャ要素の反対に面している。差圧センサ及び放射線検出器は、回路基板上に実装される。下側エンクロージャ要素は、差圧センサの第１のセンサポート及び第２のセンサポートがそれぞれ第１の圧力タップ及び第２の圧力タップと流体連通するように挿入される第１の圧力センサ開口部及び第２の圧力センサ開口部を有する。このため、第１のセンサポート及び第２のセンサポートは、好ましくは乳頭状で上向きであり、すなわち、下側エンクロージャ要素の方を向いている。下側エンクロージャ要素は、放射線検出器開口部を更に有し、放射線検出器は、放射線検出器開口部内に、又はその開口部の下方に収容される。放射線源は、上側エンクロージャ要素と下側エンクロージャ要素との間に保持されることが好ましく、下側エンクロージャ要素は、放射線源を、好ましくはプラグイン接続を介して回路基板に電気的に接続するための放射線源開口部を有することが好ましい。このようにして、センサデバイスは、非常に容易に組立及び分解することができる。

また、本発明は、本開示のセンサデバイスの動作方法も提供する。その方法は：
環境センサ装置から環境センサ信号を受信することと、
差圧センサから差圧信号を受信することと、
任意選択で、センサデバイスの温度センサから温度信号を受信することと、
環境センサ信号、差圧信号、及び任意選択で温度信号に基づいて、流体の少なくとも１つの特性に関する指標である出力信号を導出すること、
とを含む。

出力信号は、以下の出力信号：
流体内の粒子状物質の濃度に関する指標である出力信号、
流体内の粒子状物質の粒径分布に関する流動補正済み指標である出力信号、
空気中の１以上の気体被分析物、特に、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び／又は二酸化炭素（ＣＯ_２）の濃度に関する流動補正済み指標である出力信号、並びに
流体の湿度に関する流動補正済み指標である出力信号、
のうちの少なくとも１つを含むことができる。

出力信号は較正データを用いて導出することができ、較正データは１以上のルックアップテーブルの形で制御デバイスのメモリ内に記憶することができる。

前記方法は、差圧信号と、任意選択で温度信号とを用いて制御信号を特定することを更に含むことができ、制御信号は、
センサデバイス内の放射線源が動作する放射線電力レベルを制御するための放射線電力制御信号、及び／又は
ファンが動作するファン電力レベルを制御するためのファン電力制御信号、
を含む。

その方法は、メインチャネル内の体積流量を示す体積流量信号を導出し、出力することを更に含むことができる。

本発明は、制御デバイスのプロセッサによって実行されるときに、制御デバイスに上記の方法を実行させるコンピュータプログラム命令を含むコンピュータプログラム製品を更に提供する。コンピュータプログラムは記憶媒体内に、特に不揮発性データキャリア上に記憶される場合があるか、又はネットワークを介してのダウンロード用に提供される場合がある。

本発明の好ましい実施形態が、図面を参照しながら以下に説明され、それらは、本発明の現在の好ましい実施形態を例示することを意図としており、本発明を限定することは意図していない。

第１の実施形態による、センサデバイスの極めて概略的な図である。 第１の圧力タップにおける構成を示す、図１のセンサデバイスの一部の拡大詳細図である。 図１のセンサデバイスの種々の構成要素の配置及び相互関係を示す機能図である。 第２の実施形態による、センサデバイスの極めて概略的な図である。 第３の実施形態による、センサデバイスの極めて概略的な図である。 図５のセンサデバイスの種々の構成要素の配置及び相互関係を示す機能図である。 第４の実施形態による、センサデバイスの組立分解図である。 図７のセンサデバイスの下側エンクロージャ要素の平面図である。 例示的な制御デバイスの極めて概略的なブロック図である。 取り得るセンサデバイスの動作方法を示すフロー図である。

図１は、本発明の一実施形態によるセンサデバイスを極めて概略的に示す。センサデバイスは、流体が流れるための入口１１及び出口１２を画定する。概ねＵ字形のメインチャネル１３が、入口１１から出口１２まで延在する。エアロゾルサンプルが、流れ方向Ｆに沿ってフローチャネルに通される。

概ねＵ字形のメインチャネル１３は、３つのセクション：入口セクション１３ａ、中間セクション１３ｂ及び出口セクション１３ｃを有する。入口セクション１３ａは、Ｕの第１の脚部に沿って延在し、入口１１から中間セクション１３ｂに通じる。出口セクション１３ｃは、Ｕの第２の脚部に沿って延在し、中間セクション１３ｂから出口１２に通じる。出口セクション１３ｃの流れ方向は、入口セクション１３ａ内の流れ方向と反対である。中間セクション１３ｂは、それぞれの端部において、入口セクション１３ａ及び出口セクション１３ｃと接続する。中間セクション１３ｂ内の流れ方向は、入口セクション１３ａ及び出口セクション１３ｃのそれぞれの流れ方向に対して概ね直交する。

エアロゾルサンプルの粒子状物質（ＰＭ）濃度を特定するための環境センサ装置２０が、メインチャネル１３の中間セクション１３ｂに隣接して配置される。環境センサ装置２０は、レーザ形式の放射線源２１と、光検出器形式の放射線検出器２２とを備える。レーザ２１は、レーザビームを生成し、レーザビームはメインチャネル１３の中間セクション１３ｂ内の測定領域１４に入る。レーザ２１は、入口セクション１３ａ及び出口セクション１３ｃから離間して、すなわち、Ｕの外部に、中間セクション１３ｂに隣接して配置される。光検出器２２は、測定領域１４に隣接して配置され、その感知エリアは、レーザビームが光検出器２２に直接作用しないように、レーザビームに対して９０度の角度で延在する面法線を有する。光検出器２２は、測定領域内のエアロゾルサンプル内に存在する粒子状物質から散乱する光を記録する。各粒子から散乱する光の強度は、粒子の粒径と相関する。単一粒子からの散乱事象をカウントすることによって、単位時間あたりに光検出器によって記録される、エアロゾル内の粒子の数を特定することができる。光検出器からの信号の強度分布を解析することによって、粒子の粒径分布を推定することができる。

図１のセンサデバイスは差圧センサ４０を更に備え、差圧センサは、測定領域１４から上流にある第１の圧力タップ３１と、測定領域１４から下流にある第２の圧力タップ３２との間の圧力差を測定する。各圧力タップ（圧力ポート）は、メインチャネル１３を画定する壁内の小さい開口部によって形成される。第１の圧力タップ３１はメインチャネルの入口セクション１３ａ内に位置し、一方、第２の圧力タップ３２は出口セクション１３ｃ内に位置する。差圧センサ４０は、入口セクション１３ａと出口セクション１３ｃとの間、すなわち、Ｕの２つの脚部間に、中間セクション１３ｂから見てレーザ２１の反対側に配置される。差圧センサ４０は２つのセンサポートを有し、２つのセンサポートはそれぞれ、センサ入口チャネル３３及びセンサ出口チャネル３４を介して圧力タップに接続される。

メインチャネル１３を通る流れは、メインチャネル１３内の流れ抵抗に起因して、第１の圧力タップ３１と第２の圧力タップ３２との間に圧力差を引き起こす。所与の流量の圧力差を高めるために、測定領域１４から下流のメインチャネル１３内に流量制限器１５が配置される。差圧センサ４０を用いて圧力差を測定することによって、メインチャネル１３を通る流量を特定することができる。流量制限器１５の流れ抵抗は、メインチャネルを通る流量の予想されるダイナミックレンジが、差圧センサのダイナミックレンジに一致するように選択することができる。

図２に示されるように、センサ入口チャネル３３は、差圧センサ４０に達する粒子状物質の量を最小限に抑えるように特に構成される。特に、センサ入口チャネル３３は、流体の流れの中の粒子が、センサ入口チャネル３３に入った場合、その運動方向（又は同等に、その運動量の方向）を変更せざるを得ないように構成される。このため、センサ入口チャネル３３は、第１の圧力タップ３１において流れ方向Ｆに対して９０度より大きい角度でメインチャネル１３から分岐する。図２において、センサ入口チャネル３３が分岐する角度は１８０度−γであり、タップ角γは９０度未満であり、６０度以下であることが好ましく、特に４５度以下であることが好ましい。圧力タップ３１は、メインチャネル１３の断面に比べて相対的に小さい。センサ入口チャネル３３の断面積は、メインチャネルの断面積に比べて、少なくとも５分の１未満であることが好ましい。それにより、センサ入口チャネルに過量の流体が流れ込むのが回避される。圧力タップ３１の直ぐ下流にある内側チャネル壁面は、第１の圧力タップ３１の周り及び内側の粒子汚染を低減するために、圧力タップ３１の直ぐ上流にある壁面から横方向外側にわずかにオフセットされる場合がある。しかしながら、横方向オフセット「ａ」は大きくし過ぎるべきではなく、第１の圧力タップ３１において圧力に及ぼすベルヌーイ効果の影響を制限するために、圧力タップ３１のサイズ「ｂ」より小さいことが好ましい。

図３は、図１のセンサデバイスの種々の構成要素の配置及び相互関係を示す極めて概略的な機能図を示す。メインフローチャネル１３は、入口１１から出口１２まで延在する。環境センサ装置２０が、フローチャネル１３に隣接して流量制限器１５の上流に配置される。第１の圧力タップ３１は環境センサ装置２０の上流に配置され、一方、第２の圧力タップ３２は流量制限器１５の下流に配置される。センサ入口チャネル３３は、第１の圧力タップ３１から差圧センサ４０の第１のセンサポート４１まで延在し、一方、センサ出口チャネル３４は、差圧センサ４０の第２のセンサポート４２から第２の圧力タップ３２まで延在する。

図４に示されるように、流量制限器１５を設ける代わりに、メインチャネル１３に狭窄部１６を設けることができる。狭窄部１６はメインチャネル１３の測定領域１４内に配置することができ、エアロゾルサンプル内の粒子状物質によるレーザ２１及び光検出器２２の汚染を最小限に抑えるために、測定領域１４内の流体の流れを加速させる。

図５に示されるように、センサデバイスはファン５０を更に備えることができる。ファン５０は、有利には、第２の圧力タップ３２の下流（又は第１の圧力タップ３１の上流）に配置される。このような方法では、一般に流量だけでなく、ファン速度などの他のパラメータにも依存する、ファンを横断する圧力差は、差圧センサ４０の測定値には反映されない。

図６は、図５のセンサデバイスの種々の構成要素の配置及び相互関係の対応する機能図を示す。図６から明らかなように、ファンは、第２の圧力タップ３２と出口１２との間に配置される。

図７及び図８は、本発明によるセンサデバイスの取り得る具体的な設計を示す。上側エンクロージャ要素６０と下側エンクロージャ要素７０との間にＵ字形メインチャネル１３が形成され、それらのエンクロージャ要素が合わせてメインチャネル１３を包囲する。エンクロージャ要素はそれぞれ成型プラスチックから形成される。入口１１及び出口１２が、エンクロージャ要素６０と７０との間に保持される２つの短い管状構造体によって形成される。第１の圧力タップ３１は、Ｕの第１の脚部の長さに沿った概ね中間に、メインチャネル１３の入口セクション１３ａ（図８を参照）内に形成される。第２の圧力タップ３２は、Ｕの第２の脚部内の出口１２の上流に近接して、メインチャネル１３の出口セクション１３ｃ内に形成される。各圧力タップは、メインチャネル１３を画定する周壁内の小さい開口部の形をとる。各圧力タップは、一部が上側エンクロージャ要素６０によって、一部が下側エンクロージャ要素７０によって画定される。

センサ入口チャネル３３は、第１の圧力タップ３１から、下側エンクロージャ要素７０内の第１の圧力センサ開口部７１まで延在する。センサ出口チャネル３４は、下側エンクロージャ要素７０内の第２の圧力センサ開口部７２から第２の圧力タップ３２まで延在する。圧力センサ開口部７１、７２は、Ｕの２つの脚部間のＵの中央に配置される。圧力センサ開口部は、差圧センサの４０第１のセンサポート４１及び第２のセンサポート４２を受け入れるような大きさに形成される。各センサポート４１、４２は、差圧センサ４０の本体から上方に延在する乳頭の形を有する。

差圧センサ４０は、フローベース差圧センサであることが好ましい。このタイプの差圧センサは、２つのセンサポート４１と４２との間に細いフローチャネルを画定する。フローチャネルに隣接して熱流センサが配置される。熱流センサは、ヒータと、フローチャネルに沿ってヒータの両側にある２つの温度センサと、を備える。センサポート４１と４２との間の圧力差は、フローチャネルを通る小流を引き起こし、その流速は圧力差によって決まる。ヒータが動作するとき、流れによって、温度センサによって測定される温度に差が生じることになる。温度差から、流速、それゆえ、圧力差を特定することができる。特に、差圧センサ４０は、米国特許第１０，１５１，６１２号に開示される流量センサと同じようにして構成することができる。センサ入口チャネル３３及びセンサ出口チャネル３４は、差圧センサ４０を通る流れに対して無視できるほどの流れ抵抗を示すような大きさに、すなわち、それらの断面積は、差圧センサ４０の内部のフローチャネルの断面積より著しく大きく、形成される。

下側エンクロージャ要素７０の底部にプリント回路基板（ＰＣＢ）８０が配置される。ＰＣＢは、下側エンクロージャ要素７０の底部において下方に開口している空洞内に収容されるような大きさに形成され、空洞は下側エンクロージャ要素７０の下方に延在する側壁によって画定される。差圧センサ４０はＰＣＢ８０上に実装される。また、光検出器２２、マイクロコントローラ形式の制御デバイス１００、及び、例えば、電圧を安定させるための、そして外部世界と通信するための、種々の他の電子構成要素もＰＣＢ８０上に実装される。光検出器２２は、上向きの感知面を有する。感知面は、下側エンクロージャ要素７０内の放射線検出器開口部７３の下方に配置される。

下側エンクロージャ要素７０は、上側エンクロージャ要素と下側エンクロージャ要素との間にレーザ及び１以上のレンズを保持するための保持構造体７６を有する。放射線源開口部７４が、下方からレーザに接近できるようにし、レーザとＰＣＢ８０との間にプラグインの電気的接続を形成できるようにする。下側エンクロージャ要素７０は、迷光を回避するためにレーザを吸収するためのビームストッパ構造体を収容するためのビームストッパ開口部７５を更に有する。

センサデバイスは、下側エンクロージャ要素７０の保持構造体７６内にレーザを位置決めすることによって容易に組み立てることができる。その後、下側エンクロージャ要素７０上に上側エンクロージャ要素６０を取り付けることによって、エンクロージャが閉じられる。その後、ＰＣＢ８０が、下側エンクロージャ要素７０の底部の空洞の中に押し込まれる。それにより、差圧センサ４０のセンサポート４１、４２が圧力センサ開口部７１、７２に押圧され、光検出器が下側エンクロージャ要素７０の光検出器開口部７３の下方に配置され、レーザがプラグイン接続によってＰＣＢに電気的に接続される。この時点で、そのアセンブリを保護ハウジングに入れる準備ができている。

図９は、マイクロコントローラ１００の例示的な機能図を極めて概略的に示す。マイクロコントローラ１００は、バス１０２を介して種々の他の構成要素と通信するマイクロプロセッサ（μＰ）１０１を備える。また、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）デバイス１０３及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイス１０８もバス１０２に接続される。入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース１０９が、マイクロコントローラ１００を種々の入力及び出力デバイスに、特に、光検出器２２、差圧センサ４０、差圧センサ４０に組み込まれる任意選択の温度センサ４３、レーザ２１及びファン５０に接続する。通信インターフェース１１０が、例えば、Ｉ^２Ｃ又はＵＡＲＴインターフェースを介して、他のデバイスと通信するための有線又はワイヤレス通信能力を制御デバイスに与える。

Ｉ／Ｏインターフェース１０９を介して、マイクロコントローラ１００は、光検出器２２から光信号を、差圧センサ４０から差圧信号ｄＰを、そして任意選択で温度センサ４３から温度信号Ｔを取得する。これらの信号に基づいて、マイクロコントローラは出力信号を導出する。出力信号は、流れの中にある粒子状物質の個数濃度の指標である信号を含む。このため、マイクロコントローラ１００は、単位時間あたりの光信号をカウントする。ＲＯＭデバイス１０３は、とりわけ、第１のルックアップテーブル（ＬＵＴ１）１０４を記憶し、第１のルックアップテーブルは、一定の流体密度（すなわち、一定の流体圧及び温度）を仮定して、メインチャネルを通って流れる流体の体積流量値を対応する差圧値ｄＰに関連付ける較正データを含む。単位時間あたりの光信号カウント（すなわち、単位時間あたりの粒子数）を体積流量で除算することによって、一定の較正係数（それはＬＵＴ１内の較正データ内に既に含まれている場合がある）まで、粒子個数濃度が取得される。ＬＵＴ１のために使用された一定の温度からの実際の温度の偏差に関して、体積流量及び／又は個数濃度を補正するために、任意選択の第２のルックアップテーブル（ＬＵＴ２）１０５は、ＬＵＴ１の補助を受けて特定されたような体積流量（又は同等に、個数濃度）に関する補正係数を温度信号Ｔに関連付ける較正データを含む。その後、補正済みの個数濃度、そして任意選択で、体積流量が出力される。任意選択の更なるルックアップテーブル（ＬＵＴ３）１０６が、他の目的のための較正データ、例えば、個数濃度を質量濃度に変換する、又は光信号の大きさの分布から粒径分布を特定するなどのために、粒子質量又は粒径を光信号の信号の大きさに関連付ける較正データ、を含むことができる。ＲＯＭデバイス１０３は、マイクロプロセッサ１０１に関する命令を伴うプログラムデータ（Ｐｒｏｇ）１０７を更に記憶する。

マイクロコントローラ１００は光信号、差圧信号ｄＰ及び／又は温度信号Ｔに基づいて、レーザ２１に関するレーザ電力レベル及びファン５０に関するファン電力レベルを更に特定する。例えば、光信号が、単位時間あたりの過剰な散乱事象数を示す場合には、又は流量信号が過量の流れを示す場合には、マイクロコントローラが、低い電力においてファンを動作させることができる。別の例として、光信号が、過大な強度を有する散乱事象を示す場合には、マイクロコントローラは、低い電力においてレーザを動作させることができる。更に別の例として、温度信号が、センサデバイス内部の過大な温度を示す場合には、更なる冷却を与えるために、マイクロコントローラは、より高い電力においてファンを動作させることができ、低い電力においてレーザを動作させることができる。制御方式の数多くの変形が考えられる。

例示的な動作方法が図１０に示される。ステップ２０１において、マイクロコントローラ１００がレーザ２１を動作させる。ステップ２０２において、マイクロコントローラが、光検出器２２から結果として生じる光信号を検出し、カウントする。ステップ２０３において、マイクロコントローラが、差圧信号ｄＰを特定する。ステップ２０４において、マイクロコントローラが、放射線検出器２２からの光信号と、一定の温度を仮定して、上記のようにルックアップテーブルＬＵＴ１を使用する差圧信号ｄＰとに基づいて、体積流量及び粒子状物質濃度、例えば、ＰＭ１０、ＰＭ２．５及び／又はＰＭ１値を特定する。ここで、「ＰＭｘｘ」という表現は、ｘｘマイクロメートルの一定の粒径未満、例えば、１０μｍ、２．５μｍ又は１．０μｍ未満の粒子の濃度を示す。ある閾値未満の大きさを有する光信号のみを考慮に入れることによって、粒径カットオフを行うことができる。ステップ２０５において、マイクロコントローラが、任意選択で、実際の温度信号Ｔを特定する。ステップ２０６において、マイクロコントローラが、任意選択で、上記のようなルックアップテーブルＬＵＴ２を用いて、実際の温度信号Ｔに関してＰＭｘｘ値を補正する。ステップ２０７において、マイクロコントローラが、任意選択で体積流量（場合によっては温度補正済み）とともに、補正済みのＰＭｘｘ値を、通信インターフェース１１０を介して出力する。任意選択で、ステップ２０８において、マイクロコントローラが、適切なレーザ電力レベルを特定し、レーザ２１の次の動作時にこの電力レベルを使用する。任意選択で、マイクロコントローラはまた、適切なファン電力レベルを特定し、次の測定時にこの電力レベルにおいてファン５０を駆動する。

本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更が可能である。例えば、放射線源は、レーザの代わりに、ＬＥＤとすることができる。粒子状物質センサの代わりに、又はそれに加えて、異なるタイプの環境センサ装置、例えば、空気中の気体被分析物、特に、ＶＯＣ、ＮＯｘ、ＣＯ又はＣＯ_２の濃度を特定するための気体センサ、が存在することができる。その高い精度及び大きいダイナミックレンジに起因して、フローベース差圧センサが好ましいが、他のタイプの差圧センサを使用することもできる。温度センサを差圧センサと集積する代わりに、又はそれに加えて、個別の温度センサを使用することができ、その温度センサは、センサデバイスの異なる領域に、特にメインチャネルに隣接して、配置することができる。メインチャネルは、図示されるＵ字形構成とは異なる構成を有することができる。数多くの他の変更が可能である。

１１ 入口
１２ 出口
１３ メインチャネル
１３ａ 入口セクション
１３ｂ 中間セクション
１３ｃ 出口セクション
１４ 測定領域
１５ 流量制限器
１６ 狭窄部
２０ センサ装置
２１ 放射線源
２２ 放射線検出器
３１ 圧力タップ
３２ 圧力タップ
３３ センサ入口チャネル
３４ センサ出口チャネル
４０ 差圧センサ
４１ 第１のセンサポート
４２ 第２のセンサポート
４３ 温度センサ
５０ ファン
６０ 上側エンクロージャ要素
７０ 下側エンクロージャ要素
７１ 圧力センサ開口部
７２ 圧力センサ開口部
７３ 放射線検出器開口部
７４ 放射線源開口部
７５ ビームストッパ開口部
７６ 保持構造体
８０ 回路基板
１００ マイクロコントローラ
１０１ マイクロプロセッサ（μＰ）
１０２ バス
１０３ ＲＯＭ
１０４ ルックアップテーブル（ＬＵＴ１）
１０５ ルックアップテーブル（ＬＵＴ２）
１０６ ルックアップテーブル（ＬＵＴ３）
１０７ プログラムメモリ（Ｐｒｏｇ）
１０８ ＲＡＭ
１０９ Ｉ／Ｏインターフェース
１１０ 通信インターフェース
２０１ ｄＰの測定
２０２ レーザの動作
２０３ 光信号の検出
２０４ Ｔの測定
２０５ Ｔの補償
２０６ 流量の特定
２０７ ＰＭｘｘの特定
２０８ ＰＭｘｘの出力
ｄＰ 差圧
Ｔ 温度
ａ 横方向オフセット
ｂ タップサイズ
γ タップ角
Ｆ 流れ方向

Claims (15)

1. 流体、好ましくは、気体又はエアロゾル、特に周囲空気、の少なくとも１つの特性を特定するためのセンサデバイスであって、前記センサデバイスは、
   入口（１１）と、出口（１２）と、前記入口（１１）と前記出口（１２）との間に延在するメインチャネル（１３）であって、流体が流れ方向（Ｆ）に沿って前記入口（１１）から前記出口（１２）まで前記メインチャネル（１３）を通って流動できるようにする、メインチャネル（１３）と、
   前記メインチャネル（１３）の測定領域（１４）内の前記流体から少なくとも１つの被測定変数を特定するように構成される環境センサ（２０）とを備え、
   前記メインチャネル（１３）は、前記測定領域（１４）から上流にある第１の圧力タップ（３１）と、前記測定領域（１４）から下流にある第２の圧力タップ（３２）とを有し、
   前記センサデバイスは、差圧センサ（４０）、好ましくは、フロータイプ差圧センサを備え、前記差圧センサ（４０）は、前記第１の圧力タップ（３１）と前記第２の圧力タップ（３２）との間の圧力差を特定するように構成され、
   前記センサデバイスは、入力信号を受信し、前記入力信号に基づいて出力信号を導出するように構成される制御デバイス（１００）を備え、前記入力信号は、前記環境センサ（２０）からの環境センサ信号と、前記差圧センサ（４０）からの差圧信号（ｄＰ）とを含み、前記出力信号は前記流体の前記少なくとも１つの特性に関する指標である、ことを特徴とするセンサデバイス。
2. 前記流体の前記少なくとも１つの特性は、単位体積あたりの前記流体の成分の濃度を含む、請求項１に記載のセンサデバイス。
3. 前記環境センサは粒子状物質センサを備え、特に粒子状物質センサは、前記メインチャネル内に放射線を生成するように構成される放射線源（２１）と、前記流体内の粒子状物質から散乱する放射線を検出するように構成される放射線検出器（２２）とを備え、
   前記流体の前記少なくとも１つの特性は単位体積あたりの前記粒子状物質の濃度を含む、請求項２に記載のセンサデバイス。
4. 前記環境センサ（２０）は、
   空気中の１以上の気体被分析物、特に、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び／若しくは二酸化炭素（ＣＯ_２）の濃度を特定するための気体センサ、並びに／又は
   前記流体の湿度を特定するための湿度センサとを備える、請求項２又は３に記載のセンサデバイス。
5. 前記センサデバイスは温度センサ（４３）を更に備え、前記制御デバイス（１００）は、前記温度センサ（４３）から温度信号（Ｔ）を受信するように構成され、前記入力信号は前記温度信号（Ｔ）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサデバイス。
6. 前記メインチャネル内に放射線を生成するように構成される放射線源（２１）を備え、前記制御デバイス（１００）は、前記入力信号に基づいて、前記放射線源（２１）が動作する放射線電力レベルを制御するように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサデバイス。
7. ファン（５０）を備え、
   前記ファンは前記第２の圧力タップ（３２）から下流に配置され、及び／又は
   前記制御デバイス（１００）は、前記入力信号に基づいて、前記ファン（５０）が動作するファン電力レベルを制御するように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサデバイス。
8. 前記第１の圧力タップ（３１）と前記第２の圧力タップ（３２）との間の前記メインチャネル（１３）内に流量制限器（１５）及び／又は狭窄部（１６）を備え、前記狭窄部（１６）は、任意選択で、前記測定領域（１４）内に、又はその上流に近接して形成される、請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサデバイス。
9. 前記メインチャネル（１３）は、前記第１の圧力タップと前記第２の圧力タップとの間で湾曲し、特に、前記メインチャネル（１３）は概ねＵ字形又はＬ字形である、請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサデバイス。
10. 前記第１の圧力タップ（３１）において前記メインチャネル（１３）から分岐するセンサ入口チャネル（３３）を備え、前記センサ入口チャネル（３３）は前記第１の圧力タップ（３１）から前記差圧センサ（４０）の第１のセンサポート（４１）まで延在し、前記第１の圧力タップ（３１）に隣接する領域内の前記センサ入口チャネル（３３）は、前記第１の圧力タップ（３１）における前記メインチャネル（１３）の前記流れ方向（Ｆ）に対して、少なくとも１２０度、好ましくは少なくとも１３５度の角度で延在する、請求項１から９のいずれか一項に記載のセンサデバイス。
11. 前記差圧センサ（４０）、前記環境センサ（２０）の少なくとも１つの構成要素、及び任意選択で前記制御デバイス（１００）は、共通の回路基板（８０）上に配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のセンサデバイス。
12. 前記環境センサ（２０）は、前記メインチャネル内に放射線を生成するように構成される放射線源（２１）と、前記流体内の粒子状物質から散乱する放射線を検出するように構成される放射線検出器（２２）とを備え、前記センサデバイスは、
    上側エンクロージャ要素（６０）と、
    前記上側エンクロージャ要素に流体密に接続される下側エンクロージャ要素（７０）と、
    前記下側エンクロージャ要素（７０）の、前記上側エンクロージャ要素の反対に面する側に接続される回路基板（８０）とを備え、
    前記上側エンクロージャ要素（６０）及び前記下側エンクロージャ要素（７０）は、合わせて前記メインチャネル（１３）を画定するように形作られ、
    前記差圧センサ（４０）及び前記放射線検出器（２２）は前記回路基板（８０）上に実装され、
    前記下側エンクロージャ要素（７０）は、前記第１の圧力タップ（３１）及び前記第２の圧力タップ（３２）と流体連通するように前記差圧センサ（４０）の第１のセンサポート（４１）及び第２のセンサポート（４２）がそれぞれ挿入される第１の圧力センサ開口部（７１）及び第２の第２の圧力センサ開口部（７２）を有し、前記第１のセンサポート（４１）及び前記第２のセンサポート（４２）は前記下側エンクロージャ要素（７０）の方を向いており、
    前記下側エンクロージャ要素（７０）は放射線検出器開口部（７３）を有し、前記放射線検出器（２２）は前記放射線検出器開口部（７３）内に、又はその下方に配置され、
    好ましくは、前記放射線源（２１）は前記上側エンクロージャ要素（６０）と前記下側エンクロージャ要素（７０）との間に保持され、前記下側エンクロージャ要素（７０）は、好ましくは、前記放射線源（２１）を前記回路基板（８０）に電気的に接続するための放射線源開口部（７４）を有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のセンサデバイス。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のセンサデバイスの動作方法であって、前記方法は、
    前記環境センサ（２０）から環境センサ信号を受信することと、
    前記差圧センサ（４０）から差圧信号（ｄＰ）を受信することと、
    任意選択で、前記センサデバイスの温度センサ（４３）から温度信号（Ｔ）を受信することと、
    前記環境センサ信号、前記差圧信号（ｄＰ）及び任意選択で前記温度信号（Ｔ）に基づいて、前記流体の前記少なくとも１つの特性に関する指標である出力信号を導出すること、
    とを含み、
    好ましくは、前記出力信号は、以下の出力信号：
    前記流体内の粒子状物質の濃度に関する指標である出力信号、
    前記流体内の粒子状物質の粒径分布に関する流動補正済み指標である出力信号、
    空気中の１以上の気体被分析物、特に、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び／又は二酸化炭素（ＣＯ_２）の濃度に関する流動補正済み指標である出力信号、並びに
    前記流体の湿度に関する流動補正済み指標である出力信号、
    のうちの少なくとも１つを含む、ことを特徴とするセンサデバイス動作方法。
14. 前記差圧信号（ｄＰ）及び任意選択で前記温度信号（Ｔ）を用いて、制御信号を特定することを更に含み、前記制御信号は、
    前記センサデバイス内の放射線源（２１）が動作する放射線電力レベルを制御するための放射線電力制御信号、及び／又は
    ファン（５０）が動作するファン電力レベルを制御するためのファン電力制御信号、
    を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のセンサデバイスの制御デバイス（１００）のプロセッサにおいて実行されるときに、前記制御デバイス（１００）に請求項１３又は１４の方法を実行させるコンピュータプログラム命令を含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
    
    

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