Unequal Distance Sampling Technique to Design Velocity-Type Respiratory Air Flow Transducer

Velocity-type repisratory air flow transducer measures dynamic pressure converted from air velocity based on the we1l-known Bernoulli's principle. It requires multiple velocity sampling holes on the flow plane. Measurement error theoretica1ly estimated by computer simulation was demonstrated to significantly reduce by unequally locating the velocity sampling holes. The flow plane was divided into multiple equi-area rings and the sampling holes were located on the circles also equally dividing each ring's area, which decreased measurement error down to 1/5 of the simple equi-radius ring division method. Also, less than 1 ％ relative error was estimated with 4 or more sampling holes. The present technique was less sensitive by <1/2 to the velocity profile change compared to the euqi-radius sampling. Therefore, the present unequal distance velocity sampling technique should be of great use to design the structure of the velocity-type respiratory air flow transducer.

속도 계측형 호흡기류센서 설계를 위한 비균등 샘플링 기법

속도계측형 호흡기류센서는 베르누이 원리에 의해 기류속도를 동압력으로 변환하여 호흡기류를 측정하는 센서로써 다수의 샘플링 구멍을 기류통과면 상에 설치해야 한다. 본 연구에서는 속도 샘플 구명들을 비균등하게 배치시킴으로써 단순하게 균등 배치하는 것보다 훨씬 정확한 기류 계측이 가능함을 이론적으로 입증하였다 컴퓨터 시뮬레이션 결과 기류통과면을 다수의 등면적 링으로 분한하고 각각의 링의 면적을 다시 2등분하는 위치에서 속도를 샘플링함으로써 균등 배치할 경우에 비해 계측오차가 약 1/5로 감소하였다. 또한 충 샘플개수가 4개 이상이면 상대오차 1％ 이내의 매우 정확한 기류계측이 가능하였다. 기류 속도분포의 변화에 따른 영향을 비교한 결과 균등 샘플링에 비해 1/2 이하로 둔감하였다. 따라서 본 인구에서 제안하는 비균등 속도샘플링 기법은 속도 계측형 호흡기류센서의 설계시 매우 유용하게 적용될 것으로 판단된다.