(57)【要約】  本発明は流体２の流れ特性を決定するための装置１に関する。装置は、距離及び速度決定ユニット３までの流体の要素の距離を決定し、自己混合干渉信号に基づいて、同時に要素の速度を決定するための距離及び速度決定ユニット３を有する。装置１は、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて流体２の流れ特性を決定するための流れ決定ユニット４を有する。これは、流体２が光学的に厚い場合であっても、流れ特性を決定可能にする。
2012521003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
距離及び速度決定ユニットまでの流体の要素の距離を決定し、同時に前記要素の速度を決定するための距離及び速度決定ユニットであって、前記距離及び速度決定ユニットはレーザーキャビティを持つレーザーを有し、前記距離及び速度決定ユニットは、前記レーザーキャビティ内で生成されるレーザーの放射線を流体へ向けて、流体により反射させ、反射された放射線を前記レーザーキャビティ内の放射線と混合することにより自己混合干渉信号を生成し、生成された自己混合干渉信号に基づいて距離及び速度を決定する前記距離及び速度決定ユニットと、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて流体の流れ特性を決定するための流れ決定ユニットとを有する、流体の流れ特性を決定するための装置。
【請求項２】
前記流れ決定ユニットは、流体の特性として最大流速及びボリュームフローの少なくとも１つを決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記距離及び速度決定ユニットは、前記自己混合干渉信号からのドップラー周波数を決定し、決定されたドップラー周波数の最大ドップラー周波数を決定し、決定された最大ドップラー周波数から流体の要素の最大流速を決定し、前記流れ決定ユニットは、流れ特性として前記最大流速を決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記流れ決定ユニットが、前記最大流速とボリュームフローとの間の関係を定めているボリュームフロー関数を供給し、前記ボリュームフロー関数及び前記最大流速を使用することにより流れ特性として前記ボリュームフローを決定する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記要素の前記決定された距離から流れの幅を決定するための流れ幅決定ユニットを更に有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記流れ決定ユニットは、前記距離及び速度決定ユニットまでの前記要素の距離に依存して流体の要素の速度を定める流れモデル関数を供給し、前記流れモデル関数を前記要素の決定された距離及び速度に適合させ、適合された流れモデル関数から前記流れ特性を決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記要素の決定された距離から前記流れの幅を決定するための流れ幅決定ユニットを更に有し、前記距離及び速度決定ユニット及び前記流れ決定ユニットは、ａ）決定された幅が、既定の最大速度の幅以上である場合、前記距離及び速度決定ユニットが、前記自己混合干渉信号の最大周波数を決定し、決定された最大周波数から流体の要素の最大流速を決定し、前記流れ決定ユニットが、前記流れ特性として最大流速を決定し、ｂ）決定された幅が既定の最大速度の幅より小さい場合、前記流れ決定ユニットは、前記距離及び速度決定ユニットまでの要素の距離に依存して流体の要素の速度を定める流れモデル関数を供給し、前記流れモデル関数を前記要素の決定された距離及び速度に適合させ、適合された流れモデル関数から前記流れ特性を決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記流れ決定ユニットは、流体の流れが、前記流れ特性として前記自己混合干渉信号から層流であるか又は乱流であるかどうかを決定する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記流れ決定ユニットは、前記自己混合干渉信号の周波数スペクトルが無秩序な挙動を持つ場合、流れが乱流であると決定し、前記流れ決定ユニットは、前記自己混合干渉信号の周波数スペクトルが無秩序な挙動を持たない場合、流れが層流であると決定する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
距離及び速度決定ユニットまでの流体の要素の距離を決定し、同時に要素の速度を決定するステップであって、レーザーキャビティ内で生成されるレーザーの放射線を流体へ向けて流体に反射させ、反射された放射線が前記レーザーキャビティ内で放射線と混合されることにより自己混合干渉信号が生成され、生成された前記自己混合干渉信号に基づいて前記距離及び速度を決定する当該ステップと、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて流体の流れ特性を決定するステップとを有する、流体の流れ特性を決定する方法。
【請求項１１】
コンピュータプログラムが装置を制御しているコンピュータ上で動くとき、請求項１に記載の装置が請求項１０に記載の方法のステップを実施させるためのプログラムコード手段を有する、流体の流れ特性を決定するためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流れ特性を決定するための装置、方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学エクスプレス、第１１５巻、発行１３、ページ８１３５―８１４５によるスドウらによる論文「Detection of small particles in fluid flow using a self-mixing laser」は、レーザーダイオードポンピングされた薄いスライスの固体状態レーザーでの極めて高い光感度を持つ自己混合レーザードップラー測定による、流体の流れ内の小さな粒子を検出するためのリアルタイム方法を開示する。小さな直径のガラスパイプを通って、希薄なサンプルの流れを移動する小さな粒子から再注入された散乱光により変調されるレーザー出力の非対称のパワースペクトルが、観察され、ポアズイユの法則に従って流体の流れの速度分布を反映することを示している。非対称のパワースペクトル上の流体の流れの速度分布の依存度が、決定され、測定された非対称のパワースペクトルに基づいて流体の流れの速度分布を決定するために使われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この方法は、流体の流れが小さな光学的厚みを持つ場合だけ、流体の流れが決定できるという欠点を持つ。より大きな光学的厚みに対して、流体の流れは決定できない。
【０００４】
本発明の目的は、流体のより大きな光学的厚みに対して流れ特性を決定できる、流体の流れ特性を決定するための装置、方法及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様では、距離及び速度決定ユニットまでの流体の要素の距離を決定し、同時に前記要素の速度を決定するための距離及び速度決定ユニットであって、前記距離及び速度決定ユニットはレーザーキャビティを持つレーザーを有し、前記距離及び速度決定ユニットは、前記レーザーキャビティ内で生成されるレーザーの放射線を流体へ向けて、流体により反射させ、反射された放射線を前記レーザーキャビティ内の放射線と混合することにより自己混合干渉信号を生成し、生成された自己混合干渉信号に基づいて距離及び速度を決定する前記距離及び速度決定ユニットと、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて流体の流れ特性を決定するための流れ決定ユニットとを有する、流体の流れ特性を決定するための装置が提供される。
【０００６】
距離及び速度決定ユニットまでの流体の要素の距離と要素の速度とが同時に決定されるので、要素が距離及び速度決定ユニットまでどのくらいの距離に位置されているか、これらの要素がこれらの距離でどれくらいの速度を持つかが知られる。これは、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて流体の流れ特性を決定可能にする。例えば、速度が所望の流れ特性を決定するのに充分なほど決定されるように、レーザー放射が流体に深く入りこむことができるので、例えば、要素の決定された距離が、所望の流れ特性を決定するために必ずしも必要であるわけではないようほど流体の光学的厚みが低い場合、流れ決定ユニットは、決定された速度だけに基づいて流れ特性を決定できる。しかしながら、例えば、レーザー放射が流体に十分に深く侵入できないので、決定された速度が流れ特性を決定するのに充分でないような光学的厚みである場合、流れの決定ユニットは、流れ特性を決定するために決定された速度及び決定された距離を使用できる。このように、光学的厚みが大きい場合であっても、流れ特性は、同時に決定された速度及び距離を用いることにより決定できる。
【０００７】
距離及び速度決定ユニットは、前記レーザーキャビティ内で生成されるレーザーの放射線を流体へ向けて、流体により反射させ、反射された放射線を前記レーザーキャビティ内の放射線と混合することにより自己混合干渉信号を生成する。レーザーキャビティ内のこの混合は、結果的にレーザーパワーの波動となり、自己混合干渉信号として検出できる。この自己混合干渉信号は、流体の要素の速度及び距離に依存し、距離及び速度決定ユニットは、生成された自己混合干渉信号から流体のこれらの要素の距離及び速度を決定するのに適している。
【０００８】
流体の要素の距離及び速度の同時決定は、要素により反射された同じ反射された放射線が、この要素の速度及び距離を決定するために用いられる、すなわちこの要素の決定された距離及び速度は、同時にこの要素の距離及び速度を記述することを意味する。
【０００９】
流体の要素は、例えば、流体自体の要素及び／又は流体に加えられた要素である。
【００１０】
流れ決定ユニットが、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて流体の流れ特性を決定することは、距離、速度又は距離及び速度両方が、流体の流れ特性を決定するために使われることを意味する。
【００１１】
流れ決定ユニットは、流体の特性として、最大流速及びボリュームフローの少なくとも１つを決定するのに適していることが好ましい。ボリュームフローは、既定の時間間隔で流体の断面を通って流れる、流体のボリュームとして好ましくは定義される。よって、ボリュームフローは、ボリュームフローレートと考えられることもできる。
【００１２】
前記距離及び速度決定ユニットは、前記自己混合干渉信号からのドップラー周波数を決定し、決定されたドップラー周波数の最大ドップラー周波数を決定し、決定された最大ドップラー周波数から流体の要素の最大流速を決定し、前記流れ決定ユニットは、前記流れ特性として前記最大流速を決定することが更に好ましい。これは、容易であって高い精度で、最大流速を決定可能にする。
【００１３】
前記流れ決定ユニットが、前記最大流速とボリュームフローとの間の関係を定めているボリュームフロー関数を供給し、前記ボリュームフロー関数及び前記最大流速を使用することにより前記流れ特性として前記ボリュームフローを決定することが更に好ましい。
【００１４】
前記装置は、前記要素の前記決定された距離から流れの幅を決定するための流れ幅決定ユニットを更に有することが更に好ましい。
【００１５】
レーザー放射が流れを横断する場合、流れを越えて、反射する要素又は散乱する要素は存在しないか、又は流体がチューブ内に位置される場合、チューブの縁を越えて、反射する要素又は散乱する要素は存在しないので、よって、距離情報は、それぞれ流れを越えて又はチューブを越えては戻らないだろう。更にまた、流れの前で、又は流体がチューブ内に位置される場合チューブの前で、放射されたレーザー放射の伝播方向に関して流体の反射する要素又は散乱する要素は存在しないので、よって、距離情報は、この位置から戻らないだろう。よって、距離及び速度決定ユニットまでの最も近い距離及び最大の距離を決定することにより、流れの幅が決定できる。この決定された幅は、例えば、決定された幅を流れの既知の幅と比較することにより、例えば、レーザー放射が完全に流れを貫通するかどうかを決定するために使用できる。
【００１６】
前記流れ決定ユニットは、前記距離及び速度決定ユニットまでの前記要素の距離に依存して流体の要素の速度を定める流れモデル関数を供給し、前記流れモデル関数を前記要素の決定された距離及び速度に適合させ、適合された流れモデル関数から前記流れ特性を決定することが更に好ましい。
【００１７】
流れモデルは、好ましくは、最大流速が流れの中央に位置し、ゼロ流れ値が流れの端に位置するとみなされる層流モデルである。
【００１８】
流体の２、３の要素の距離及び速度だけが決定された場合であっても、流れモデル関数を流体の要素の決定された距離及び速度に適合させることが実行できる。よって、流体が光学的に濃い(厚い)場合であっても、この適合は実行できる。従って、これは、更に、かなりの光学的な厚みを持つ流体に対する流れ特性を決定するための能力を改善する。
【００１９】
前記装置は、前記要素の決定された距離から前記流れの幅を決定するための流れ幅決定ユニットを更に有し、前記距離及び速度決定ユニット及び前記流れ決定ユニットは、ａ）決定された幅が、既定の最大速度の幅以上である場合、前記距離及び速度決定ユニットが、前記自己混合干渉信号の最大周波数を決定し、決定された最大周波数から流体の要素の最大流速を決定し、前記流れ決定ユニットが、前記流れ特性として最大流速を決定し、ｂ）決定された幅が既定の最大速度の幅より小さい場合、前記流れ決定ユニットは、前記距離及び速度決定ユニットまでの要素の距離に依存して流体の要素の速度を定める流れモデル関数を供給し、前記流れモデル関数を要素の決定された距離及び速度に適合させ、適合された流れモデル関数から前記流れ特性を決定することが更に好ましい。
【００２０】
既定の最大速度の幅は、生成された自己混合干渉信号から最大流速を決定可能にするために、流れ幅決定ユニットにより少なくとも決定されるべき流れの幅を定める。流れのこの決定された幅は、流体の光学的厚み、すなわち流体の放射線の浸透深度に依存する。よって、流れの決定された幅に依存して流体の流れ特性を決定することにより、流れの特性の決定は、流体の光学的厚みに依存する。レーザー放射が最大速度の幅に到達するほど光学的厚みが低い場合、距離及び速度決定ユニットと流れ決定ユニットとは、自己混合干渉信号からドップラー周波数を決定し、決定されたドップラー周波数の最大ドップラー周波数を決定し、決定された最大ドップラー周波数から流体の要素の最大流速を決定することにより、最大流速を決定するのに適している。レーザー放射が最大速度の幅に到達できないほど光学的厚みが大きい場合、流れ決定ユニットは、距離及び速度決定ユニットまでの要素の距離に依存して流体の要素の速度を定める流れモデル関数を供給し、モデル関数を要素の決定された距離及び速度に適合させ、適合した流れモデル関数から流れ特性を決定する。これは、流体の光学的厚みに依存して流体の流れ特性を決定可能にする。
【００２１】
前記流れ決定ユニットは、流体の流れが、前記流れ特性として自己混合干渉信号から層流であるか又は乱流であるかどうかを決定することが更に好ましい。流体の流れが層流であるか又は乱流であるかの決定は、流れが層流のままであるか層流になるように流体の流れを制御するために利用できる。例えば、流体がチューブを通してポンプ圧送される場合に流れが乱流の場合、流れが層流になるように、ポンプ圧が減らされるようポンプ圧は制御できる。これは、内部摩擦による流れの損失を最適化する。
【００２２】
好ましくは、前記流れ決定ユニットは、前記自己混合干渉信号の周波数スペクトルが無秩序な挙動を持つ場合、流れが乱流であると決定し、前記流れ決定ユニットは、前記自己混合干渉信号の周波数スペクトルが無秩序な挙動を持たない場合、流れが層流であると決定するのに適している。
【００２３】
本発明の他の態様では、距離及び速度決定ユニットまでの流体の要素の距離を決定し、同時に要素の速度を決定するステップを有し、レーザーキャビティ内で生成されるレーザーの放射線を流体へ向けて流体に反射させ、反射された放射線が前記レーザーキャビティ内で放射線と混合されることにより自己混合干渉信号が生成され、生成された前記自己混合干渉信号に基づいて前記距離及び速度が決定され、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて流体の流れ特性を決定するステップを有する、流体の流れ特性を決定する方法が提供される。
【００２４】
本発明の他の態様では、コンピュータプログラムが装置を制御しているコンピュータ上で動くとき、請求項１に記載の装置が請求項１０に記載の方法のステップを実施させるためのプログラムコード手段を有する、流体の流れ特性を決定するためのコンピュータプログラムが提供される。
【００２５】
本発明の好ましい実施例は、それぞれの独立クレームと従属クレームとの組合せもありえると理解されるべきである。
【００２６】
本発明のこれら及び他の態様が、以下に説明される実施例を参照して明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、流体の流れ特性を決定するための装置の実施例を模式的で例示的に示す。
【図２】図２は、流体の流れ特性を決定するための装置の距離及び速度決定ユニットの実施例を模式的で例示的に示す。
【図３】図３は、流体の流れ内の正規化された位置に依存した正規化速度を模式的で例示的に示す。
【図４】図４は、流体の流れ内で正規化された速度に依存した複数の要素を模式的で例示的に示す。
【図５】図５は、自己混合干渉信号のスペクトルを模式的で例示的に示す。
【図６】図６は、流体の流れ特性を決定するためのアレンジメントを模式的で例示的に示す。
【図７】図７は、流体の流れ特性を決定するための方法の実施例を例示しているフローチャートを例示的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、流体２の流れ特性を決定するための装置１を模式的で例示的に示す。装置は、距離及び速度決定ユニット３までの流体の要素の距離を決定し、同時に要素の速度を決定するための距離及び速度決定ユニット３を有する。距離及び速度決定ユニット３は、（図２に示される）レーザーキャビティ６を持つレーザー５を有する。距離及び速度決定ユニット３は、レーザーキャビティ６内で生成されるレーザーの放射線７を流体２へ向けて、流体２により反射させ、反射された放射線８をレーザーキャビティ６内の放射線と混合することにより、自己混合干渉信号を生成するのに適している。距離及び速度決定ユニット３は、生成された自己混合干渉信号に基づいて距離及び速度を決定するのに更に適している。
【００２９】
流体２の流れ特性を決定するための装置１は、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて流体２の流れ特性を決定するための流れ決定ユニット４を更に有する。
【００３０】
この実施例では、流体２は、チューブ１０内を流れる。
【００３１】
図１に単に模式的に示されるポンプ１１は、チューブ１０内の流体２の流れを制御するために存在してもよい。ポンプ１１は、既定の流れ値が得られるようにポンプ１１を制御するために、流れ決定ユニット４と接続される。
【００３２】
距離及び速度決定ユニット３は、レーザーキャビティ６内で生成されるレーザーの放射線７を流体２へ向けて、流体２により反射させ、反射された放射線８をレーザーキャビティ６内の放射線と混合することにより、自己混合干渉信号を生成するのに適している。レーザーキャビティ６内でのこの混合は、レーザーパワーの波動に結果としてなり、これは図２に示される検出器１２により検出される。検出器１２は、レーザーキャビティ６から出力される放射線１３の強度を検出することにより、レーザーパワーを検出する。検出器１２により検出される自己混合干渉信号は、流体２の要素の速度及び距離に依存し、距離及び速度決定ユニット３は、生成された自己混合干渉信号から流体２のこれらの要素の距離及び速度を決定するのに適している分析ユニット１４を有する。
【００３３】
距離及び速度決定ユニットは、最初に放射線７の方向の速度成分を決定し、流れ方向の速度は、流れの方向と放射線７の方向との間の角度を知ることにより、例えば、この角度のコサインにより放射線７の方向の成分を乗算することにより三角法で決定される。
【００３４】
流れ決定ユニット４は、流体の特性として、最大流速及びボリュームフローの少なくとも１つを決定するのに適している。ボリュームフローは、既定の時間間隔で流体の断面を流れる流体２のボリュームとして好ましくは定義される。よって、ボリュームフローは、ボリュームフローレートとして考えられ得る。
【００３５】
流体２の流れは、好ましくは層流であり、これは放物線状の速度分布により特徴づけられる。チューブ１０内の流体の層流のために、チューブ境界での速度は、ゼロであり、チューブ１０の中央では最大値を持つ。これは、図３に模式的で例示的に示される。
【００３６】
図３は、チューブ１０の正規化された半径ρ／Ｐに依存して正規化された速度ν／νｍａｘを示す。正規化された半径の０，０は、チューブ１０の中心を示し、正規化された半径の―１，０及び１，０は、チューブ境界を示す。図３に示される速度分布は、以下の式により表される。
ν（ρ）＝νｍａｘ（１−ρ２／Ｐ２）      （１）
ここで、ν（ρ）は半径ρでの流体２の要素の速度を示し、νｍａｘはチューブ１０の中心での最大速度を示し、Ｐはチューブ１０の半径を示す。
【００３７】
流体２内で散乱要素の均一な密度が仮定される場合、図４に模式的で例示的に示されるように、異なる速度νでの粒子ｎ（ν）の数の分布が得られる。
【００３８】
図４では、ほとんどの要素が、層流の速度プロフィールの放物線状の性質のため最大速度で進むことが分かる。この図の最大速度は、最大速度の方へ流体要素の数の急な増加により特徴づけられる。特定の速度での測定された自己混合干渉信号の強さは、この速度での流体要素の数と比例している。最大速度ポイントは、光学的に薄い流体に対する自己混合干渉信号の強いピークによりマークされる。
【００３９】
ボリュームフローΔＶ／Δｔは、チューブ領域にわたって式（１）で定められる速度プロフィールを積分することにより好ましくは決定される。これは、結果的に以下の式となる。
ΔＶ／Δｔ＝πＰ２νｍａｘ／２      （２）
【００４０】
実施例では、距離及び速度決定ユニット３、特に分析ユニット１４は、自己混合干渉信号からドップラー周波数を決定するのに適している。好ましくは、距離及び速度決定ユニット３は、ドップラー周波数から速度を決定するため以下の式を使用する。
ｆＤｏｐｐｌｅｒ＝２ν・ｃｏｓφ／λ      （３）
ここで、ｆＤｏｐｐｌｅｒはドップラー周波数を示し、ν・ｃｏｓφは図１のレーザービーム７の方向に沿った速度成分を示し、λは乱されていないレーザー５の波長を示す。流体２内を流れる要素からのフィードバックは、自己混合干渉信号である、このドップラー周波数を持つレーザーキャビティ６内に変動干渉信号を生成する。よって、検出器１２により検出されるレーザー出力パワーは周波数変調され、そこから、流体内の散乱要素の速度が取り出される。よって、式（３）を用いて、流体２の要素の速度が、決定されたドップラー周波数に基づいて決定できる。
【００４１】
実施例では、距離及び速度決定ユニット３、特に、分析ユニット１４は、決定されたドップラー周波数の最大ドップラー周波数を決定し、式（３）を用いて決定された最大ドップラー周波数から流体２の要素の最大流速を決定するのに適している。この実施例では、流れ決定ユニット４は、流れ特性として最大流速を決定するのに適している。その上、好ましくは、流れ決定ユニット４は、決定された最大流速及び式（２）を用いてボリュームフローを決定するのに適している。
【００４２】
透明な流体に対する任意のユニット内の自己混合干渉信号のスペクトルに対する例が、図５に示される。この例では、変調装置１５は、レーザー５の周波数を変調し、すなわち、示されたスペクトルは、ドップラー周波数のスペクトルでもある。スペクトルは、自己混合干渉信号の複数の個々のパワースペクトルを平均することにより、好ましくは得られる。図５に示される例では、周波数スペクトルはクリアなピークを持ち、その後観察された周波数が急速に減衰し、最大周波数は約０．２２ＭＨｚである。好ましくは、アンプが、自己混合干渉信号を測定するために使用される。斯様なアンプの使用は、自己混合干渉信号のスペクトルに偽信号を導入するかもしれず、これは、例えば、図５に見られるようなＤＣのピークである。
【００４３】
好ましくは、レーザー５の放射線７が、最大流速を持つ流体の要素に到達できる場合、特に、レーザー５の放射線７がチューブ１０の中心に到達できる場合、流体は透明であると考えられる。
【００４４】
最大流速に依存してボリュームフローを決定するために、流れ決定ユニット４は、好ましくは、最大流速とボリュームフローとの間の関係を定めるボリュームフロー関数を有する。この関数は、式（２）により好ましくは定められる。流れ決定ユニット４は、好ましくは、ボリュームフロー関数及び最大流速を使用することにより、流れ特性としてボリュームフローを決定するのに適している。
【００４５】
装置１は、更に、要素の決定された距離から流れの幅を決定するための流れ幅決定ユニット９を有する。レーザー放射７が流れを横断する場合、流れを越えて、反射している要素又は散乱している要素は存在せず、特にチューブ１０の縁を越えて、反射している要素又は散乱している要素は存在せず、よって、距離情報はチューブ１０を越えてからは戻らない。更にまた、放射されたレーザー放射７の伝播方向に関して、チューブの前で流体２の散乱している要素又は反射している要素は存在せず、よって、距離情報がこの位置からは戻ってこないだろう。
【００４６】
このように、距離及び速度決定ユニット３、特に、距離及び速度決定ユニット３のレーザー５までの最も近い距離及び最大距離を決定することにより、流れの幅が決定できる。この決定された幅が、例えば、流体２の既知の幅と決定された幅とを比較することにより、レーザー光線７は、例えば、完全に流体２を透過するかどうかを決定するために使用できる。この実施例では、チューブ１０の幅と決定された幅とを比較することにより、レーザー光線７が完全に流体２を透過するかどうかを決定できる。
【００４７】
更にまた、流れの決定された幅がチューブ１０の直径を決定するために使用でき、これは、速度プロフィールを決定するため主に重要であり、いったん利用可能になると、較正は不必要になる。更にまた、散乱パワーがチューブ１０の全体の断面から得られるほど調査中の流体が十分に透過であることを確実にするための制御パラメータとして、流れの決定された幅が使用できる。
【００４８】
距離及び速度決定ユニット３及び流れ決定ユニット４は、流体２の要素の距離を決定するため周波数変調技術を好ましくは使用するのに適している。このために、距離及び速度決定ユニット３は、レーザー５の周波数を変調するための変調装置１５を好ましくは有する。変調装置１５は、好ましくは、レーザー駆動電流に三角形変調を好ましくは課す電流駆動ユニットである。レーザー５がこの好ましい実施例のような半導体レーザーである場合、この電流変調は、放射された放射線７の波長に対応する変調を導く。結果として、注入電流Ｉを変化させるとき、放射線の位相は、レーザー５から流体２のそれぞれの要素までの往復の長さに合う各付加的な波長毎に３６０°増大する。３６０°の位相回転毎に、放射された放射線７のパワーの一つの最小及び一つの最大が生じる。波長変化Δλの関数として、これらの「波動」Δｎの数は、以下の式により定められる。
Δｎ＝Δλｄ／λ２      （４）
ここで、ｄはレーザーからそれぞれの流体要素までの長さを示す。
【００４９】
波長の減少がレーザー５から離れていく散乱要素と同様の効果を持つのに対し、波長の増大がレーザー５の方へ進んでいる散乱要素と同様の効果を持つ。レーザー電流の三角形変調が使用される場合、レーザー５から離れたり向かったりする周期的な動きを模倣するかのように、波長は周期的に減少及び増大する。検出器１２により測定されるパワー、すなわちレーザーキャビティ６で出力される放射線１３の強度は、この三角形変調の周波数に合わせて時間的に変化するが、ここでまたそれに重畳される、以下の式を用いて決定できる周波数ｆ０を持つ波動で変化する。
ｆ０＝（ｄλ／ｄＩ）・（ｄＩ／ｄｔ）・（ｄ／λ２）      （５）
【００５０】
下付き文字ｆ０は、散乱する要素が移動しない、すなわち散乱する要素が放射線７の方向の速度成分を持たないことを示す。この場合、波動周波数は、三角形変調のアップセグメントとダウンセグメントとの間で同じである。加えて、移動している要素を考慮すると、当該周波数は、ドップラー周波数により変えられている。要素が移動しているとき、波長の減少の間、ドップラー周波数がｆ０に加えられる一方、波長が増大するとき、ドップラー周波数がｆ０から減じられるだろう。これは、以下の式により表される。
ｆｕｐ＝ｆ０−ｆＤｏｐｐｌｅｒ      （６）
ｆｄｏｗｎ＝ｆ０＋ｆＤｏｐｐｌｅｒ      （７）
【００５１】
式（６）のｆｕｐは、三角形変調のアップセグメントでの自己混合干渉信号の周波数を示し、ｆｄｏｗｎは、三角形変調のダウンセグメントでの自己混合干渉信号の周波数を示す。
【００５２】
距離及び速度決定ユニット３、特にレーザー５までの要素の距離は、以下の式
ｆ０＝（ｆｄｏｗｎ＋ｆｕｐ）／２      （８）
に従って、周波数ｆ０を計算し、計算されたｆ０で式（５）を使用することにより決定できる。
【００５３】
放射線７の方向に沿った要素の速度は、以下の式
ｆＤｏｐｐｌｅｒ＝（ｆｄｏｗｎ−ｆｕｐ）／２      （９）
に従って、ｆＤｏｐｐｌｅｒを計算し、計算された周波数ｆＤｏｐｐｌｅｒで式（１）を使用することにより決定できる。
【００５４】
自己混合干渉信号の周波数での流体の単一の要素の距離及び速度の依存度が、例えば、上述の式（１）乃至（７）により既知であるので、また、自己混合干渉信号の対応する周波数スペクトル上の流体の幾つかの要素の距離及び速度の依存度は、例えば、流体の要素の寄与、すなわち自己混合干渉信号の周波数スペクトルへの距離及び速度の寄与を線形に結合することにより知られる。この既知の依存度は、自己混合干渉信号の周波数スペクトルから距離分布及び速度分布を決定するために、好ましくは使用される。例えば、モンテカルロシミュレーションのようなシミュレーションが、距離及び速度分布上の自己混合干渉信号スペクトルの上述の既知の依存度を知って実行でき、自己混合干渉信号のシミュレーションされたスペクトル及び測定されたスペクトルが、相関又は二乗差の総数のような類似性尺度に関して類似するまで、自己混合干渉信号の異なるスペクトルが、異なる距離及び速度分布でシミュレーションされる。また、距離及び速度分布上の自己混合干渉信号のスペクトルの上述の既知の依存度を使用することにより決定される自己混合干渉信号のスペクトルが、自己混合干渉信号の測定されたスペクトルに適合するように、距離分布及び速度分布が決定される適合手順が使用できる。上述の既知の依存度を使用することにより、自己混合干渉信号の測定されたスペクトルから距離及び速度分布を分析的に計算することも可能である。
【００５５】
上述のシミュレーション手順又は上述の適合手順を実施するために、距離及び速度分布上の自己混合干渉信号のスペクトルの依存度は、モデルとして考えられる。このモデルは、流体の単一の要素の速度及び距離の自己混合干渉信号のスペクトルへの寄与の組合せ、特に線形組合せに加えて、流体の減衰の考慮及び／又は所与の速度での流体要素の密度の考慮を含む。これらの付加的な考慮は、更に以下に詳細に説明されるだろう。
【００５６】
電流の変調なしで、スペクトルが形状Ｓ（ｆＤｏｐｐｌｅｒ）を持つと仮定される場合、このとき、電流が変調される場合、立ち上がり斜面上のスペクトルは、Ｓ（｜ａｄ−ｆＤｏｐｐｌｅｒ｜）により示され、立下り斜面上のスペクトルはＳ（｜ａｄ＋ｆＤｏｐｐｌｅｒ｜）により示され、ここで、ａは比例定数であり、ｄは距離及び速度決定ユニット３、特にレーザー５までのそれぞれの要素の距離である。散乱する粒子が生成する周波数は、電流変調及び粒子の速度によるレーザーの周波数の変化に関連して、レーザーまでの距離により決定される。距離及び速度決定ユニット３は、２つのスペクトルＳ（｜ａｄ−ｆＤｏｐｐｌｅｒ｜）及びＳ（｜ａｄ＋ｆＤｏｐｐｌｅｒ｜）から、上述のようなシミュレーション、適合又は分析計算により、距離情報及び速度情報を抽出するのに好ましくは適している。
【００５７】
流体の要素の距離及び速度の決定の実施例が、図６を参照して以下に更に詳細に説明されるだろう。
【００５８】
図６は、距離及び速度決定ユニット３のレーザー５を単に示す。放射線７がチューブ１０を通って伝播すると共に流体内部にフォーカスされるように、レーザー５の放射線７は、レンズ１６を横断する。レンズは、機能として流体から自己混合信号を最適化しなければならない。
【００５９】
その光学系１６を持つレーザー５が、チューブ１０の外側に配置される。距離Ｉ０は、レーザー５、特にレーザーキャビティの出力レーザーミラーからチューブ１０の中心までの長さである。文字ｒは、放射線７の方向に沿って、チューブ１０の中心からのそれぞれの要素１７の位置を記述する。流速は、チューブ１０の中央に沿って概して高く、Ｒｍａｘの壁でゼロまで減少する。チューブ１０は、散乱要素１７を持つ流体２を含む。
【００６０】
流体は、層流を持つとみなされ、ここにおいて、チューブ１０の位置の関数として流体２の速度が、チューブ表面に垂直ではない入射角に対して修正する補正を使用して、式（１）により与えられる。
2012521003.tif 000003
（１０）
【００６１】
流体２が放射線７に対して完全には透明でない場合、チューブ１０の深さｒから来る後方散乱光の量は、以下の式により与えられる。
2012521003.tif 000004
（１１）
ここで、αは流体２の光の減衰係数を示す。
【００６２】
以下では、要素１７の密度がチューブの長さにわたって一定である、すなわち流れ方向に一定であり、距離ｒ上、及びチューブ長にわたって自己混合干渉信号の依存度も一定であると仮定される。これは、好ましくは、レンズ１６の合焦動作がむしろ弱い、すなわち大きな焦点深度を意味する。
【００６３】
深度ｒでの要素は、放射線７の方向に沿ったその速度のその投影された成分が、式（３）に規定されるような後方散乱された光のドップラー周波数シフトを引き起こすように、光を散乱させる。
【００６４】
レーザー５の電流の変調も付与される場合、レーザー５の波長が変調され、これは後方散乱された光の付加的な周波数シフトに至り、これは以下の式により記述される。
2012521003.tif 000005
（１２）
ここで、ｆｍｏｄｕｌａｔｉｏｎは付加的な周波数シフトを示し、λは乱されていないレーザー５の波長を示し、ｌ０はチューブの中心へのレーザーの距離である。
【００６５】
位置ｒでの要素１７は、以下の式により記述できるパワースペクトルを導く。
2012521003.tif 000006
（１３）
ここで、Ｓ（ｆ）はパワースペクトル、特に検出器１２により測定される強度スペクトルを示し、ｇ（．．．）は、自己混合干渉信号の応答関数を示す。パワースペクトルが負の周波数を持たないことに留意されたい。従って、結果の周波数の絶対値が考慮される。ドップラー周波数シフト及び変調周波数シフト両方とも、流体２の位置に依存する。その上、信号は、流体内で減衰される。
【００６６】
レーザーキャビティ６へ光を後方散乱させる全ての要素の寄与からなる検出器１２により測定される信号は、以下の式により記述できる。
2012521003.tif 000007
（１４）
【００６７】
式（１４）は、位置ｒにわたって式（１３）を積分することにより得られる。
【００６８】
三角形変調が使われる場合、時間当たりの波長変化は、上方へ傾斜及び下方への傾斜の間、一定であり、周波数シフトだけが反対の符号を持つ。
【００６９】
距離及び速度決定ユニット３は、三角形変調の立ち上がり斜面上に、及び別に三角形変調の立下り斜面上に、自己混合干渉信号を得るのに好ましくは適している。これらの自己混合干渉信号から、パワースペクトルは立ち上がり斜面に対して計算できるし、パワースペクトルは立下り斜面に対して計算できる。好ましくは、距離及び速度決定ユニットは、パワースペクトルのＳＮ比を増大するために、幾つかの立ち上がり斜面及び幾つかの立下り斜面それぞれにわたって平均するのに適している。
【００７０】
立ち上がり斜面に対して、パワースペクトルは、以下の式により定められる。
2012521003.tif 000008
（１５）
【００７１】
立下り斜面に対して、パワースペクトルは、以下の式により定められる。
2012521003.tif 000009
（１６）
【００７２】
応答関数ｇ（．．．）に対するアプローチ（ａｎｓａｔｚ）を採用することにより、例えば、所与の速度での流体要素の密度でガウス関数を畳み込むことにより、式（１５）及び式（１６）は、立ち上がり斜面及び立下り斜面に対する検出器１２により測定されるパワースペクトルに適合できる。適合手順は、アプローチ（ａｎｓａｔｚ）応答関数の適合パラメータの適応から成る。適合パラメータが最大限の流速及びαである場合、これらのパラメータは、この適合手順により決定される。最大流速は、例えば式（２）に従って、ボリュームフローを決定するために使用できる。
【００７３】
好ましくは、距離及び速度決定ユニット３は、ゼロ周波数が速度及び距離プロフィールを取り出す際に幾らかの曖昧性を作るので、パワースペクトルがゼロ周波数を通過しないように、変調ユニット１５の変調周波数を選択するのに適している。特に、ドップラー周波数及び変調周波数が同じ値を持たないように、変調周波数が好ましくは選択される。つまり、ドップラー周波数が特定の周波数範囲内にだけあることが知られている場合、変調周波数は、この周波数範囲内にないように、好ましくは選択される。
【００７４】
この適合から、パワースペクトルは、要素の速度分布に対応する、ｆＤｏｐｐｌｅｒにのみ依存する第１の部分と、要素の距離分布に対応する、ｆｍｏｄｕｌａｔｉｏｎにのみ依存する第２の部分とに分離できる。
【００７５】
流体が光学的に厚い（濃い）場合、光は最大速度を持つ要素に到達するほど流体へ充分に深く透過しないだろう。この場合、適合パラメータとして最大流れ速度を使用することは、もはや有効でない。しかしながら、立ち上がり斜面及び立下り斜面の２つのスペクトルから、流体要素の対応する速度及び距離、すなわち位置が決定できる。スペクトルの形式は、
Ｓ（ｆ）＝Ｓ（｜ａ（ｒ＋ｌ０）−ｆＤｏｐｐｌｅｒ｜）
及びＳ（ｆ）＝Ｓ（｜ａ（ｒ＋ｌ０）＋ｆＤｏｐｐｌｅｒ｜）
により与えられ、ここで、ｆＤｏｐｐｌｅｒは速度分布のみにより与えられ、ｌ０に依存する部分は流体要素の位置だけの関数である。適合手順を使用して、２つの寄与が分離できる。例えば、２つの未知のパラメータは、吸収係数及び最大流速である。吸収及び速度プロフィールのｒに対する依存度は、既知であり、適合手順で使われる。適合曲線が立ち上がり斜面及び立下り斜面の２つの測定されたスペクトルと最も一致するように、適合曲線は最適化される。当該適合から、距離の関数として速度の分布は、すなわち速度分布及び距離分布が同時に得られる。
【００７６】
流れモデル関数、特に式（１）に規定され図３に示されたような流れモデル関数は、好ましくは、決定された速度及び距離分布に適合され、所望の流れ特性が、適合された流れモデル関数から決定できる。
【００７７】
変調周波数は、自己混合干渉信号にとって興味があるスペクトルの一部と干渉しないように、好ましくは選択される、すなわち、既に上述した様に、変調周波数は、パワースペクトルがゼロ周波数を通過しないように、好ましくは選択される。更にまた、この変調の振幅は、三角形変調の立ち上がり又は立下りの部分で非移動対象物の検出で変調の２、３の期間が見出せるほど大きくなければならない。
【００７８】
距離及び速度決定ユニット３、特に分析ユニット１４は、好ましくは、三角形変調の立ち上がり及び立下りの部分で得られたパワースペクトルを積分する。両方の斜面のパワースペクトルは、好ましくは同じ形状を持つが、周波数軸は、
Ｓ（ｆ）＝Ｓ（｜ａ（ｒ＋ｌ０）−ｆＤｏｐｐｌｅｒ｜）
及びＳ（ｆ）＝Ｓ（｜ａ（ｒ＋ｌ０）＋ｆＤｏｐｐｌｅｒ｜）
それぞれ、位置依存度のため異なってスケーリングされる。
【００７９】
流れ決定ユニット４は、距離及び速度の決定ユニット３、特にレーザー５までの要素の距離に依存して流体の要素の速度を定めている流れモデル関数を提供するのに好ましくは適している。流れ決定ユニット４は、流れモデル関数を要素の決定された距離及び速度に適合させ、適合した流れモデル関数から流れ特性を決定するのに好ましくは更に適している。
【００８０】
流れモデルは、好ましくは、最大流速が流れの中央に位置され、ゼロ流れ値が流れの端に位置すると仮定する層流モデルである。斯様な好ましい流れモデル関数は、図３に模式的で例示的に示される。流体の２、３の要素の距離及び速度だけが決定された場合であっても、この流れモデル関数を流体の要素の決定された距離及び速度に適合させることが実施できる。このように、流体が光学的に濃い場合であってもである。例えば、―１、０と―０．５、０との間の正規化された半径に対応する距離及び速度決定ユニット３までの距離を持つ要素の距離及び速度が決定できるだけである場合、流れモデル関数は、これらの要素の距離及び速度に適合でき、例えば、最大流速、よってボリュームフローが、適合された流れモデル関数に基づいて決定できる。
【００８１】
実施例では、距離及び速度決定ユニット３及び流れ決定ユニット４は、ａ）決定された幅が、既定の最大速度幅以上である場合、距離及び速度決定ユニット３が自己混合干渉信号の最大周波数を決定し、決定された最大周波数から流体の要素の最大流速を決定し、流れ決定ユニット４が流れ特性として最大流速を決定し、ｂ）決定された幅が既定の最大速度の幅より小さい場合、流れ決定ユニットが距離及び速度決定ユニットまでの要素の距離に依存して流体の要素の速度を定める流れモデル関数を供給し、流れモデル関数を要素の決定された距離及び速度に適合させ、適合された流れモデル関数を決定するように適応される。
【００８２】
規定の最大速度の幅は、生成された自己混合干渉信号から最大流速を決定可能にするため、流れ幅決定ユニット９により少なくとも決定されるべき流れの幅を定める。流れのこの決定された幅は、流体２の光学的厚み、すなわち流体２の放射線７の浸透深度に依存する。このように、流れの決定された幅に依存して、流体２の流れ特性を決定することにより、流れ特性の決定が、流体２の光学的厚みに依存する。レーザー放射７が最大速度の幅に到達するほど光学的厚みが低い場合、距離及び速度決定ユニット３及び流れ決定ユニット４は、自己混合干渉信号からドップラー周波数を決定し、決定されたドップラー周波数の最大ドップラー周波数を決定し、決定された最大ドップラー周波数から流体２の要素の最大流速を決定することにより、最大流速を決定するのに適している。レーザーの放射線７が最大速度の幅に到達することができないほど光学的厚みが大きい場合、流れ決定ユニット４は、距離及び速度決定ユニット３までの要素の距離に依存して流体２の要素の速度を定める流れモデル関数を供給し、モデル関数を要素の決定された距離及び速度に適合させて、適合させた流れモデル関数から流れ特性を決定する。これは、流体２の光学的厚みに依存して流体２の流れ特性を決定可能にする。
【００８３】
流れ決定ユニット４は、流体２の流れが流れ特性として自己混合干渉信号から層流であるか又は乱流であるかを決定するのに適していることが更に好ましい。流れ決定ユニット４は、自己混合干渉信号の周波数スペクトルが混沌とした挙動を持つ場合、流れが乱流であると決定し、自己混合干渉信号の周波数スペクトルが混沌とした挙動を持たない場合、特に、自己混合干渉信号の周波数スペクトルが安定した形状を持つ場合、流れが層流であると決定するのに好ましくは適している。流れ決定ユニット４は、流れ決定ユニット４が流体２の流れが乱流であると決定する場合、流体２の流れが層流になるように、ポンプ１１が制御されるようなポンプ１１に結合される。このように、装置１は、距離及び速度決定ユニット３、流れ決定ユニット４及びポンプ１１を有する制御ループを用いることにより、チューブ１０内に流体２の層流が得られるか及び／又は維持されるように適応できる。
【００８４】
以下では、流体の流れ特性を決定する方法が、図７に示されるフローチャートを参照して説明されるだろう。
【００８５】
ステップ１０１では、距離及び速度決定ユニット３は、距離及び速度決定ユニット３までの流体２の要素１７の距離及び要素１７の速度を同時に決定する。自己混合干渉信号は、レーザーキャビティ６内で生成されるレーザーの放射線７を流体２へ向けて、流体２により反射させることにより生成される。反射された放射線８は、レーザーキャビティ６内で放射線と混合され、流体２内の要素１７の距離及び速度は、生成された自己混合干渉信号に基づいて決定される。
【００８６】
ステップ１０２では、流れ特性決定ユニット４は、決定された距離及び速度の少なくとも１つに基づいて、流体の流れ特性を決定する。好ましくは、流れ特性決定ユニットは、要素１７の決定された距離及び決定された速度に基づいて、最大流速及びボリュームフローを決定する。
【００８７】
流れの正確な測定は、例えば、化学又は食品加工のような工業プロセスから、例えば、車のエンジンのような機械を越えて、輸血又は注入のような医療用途までに達する多くの異なるアプリケーションにおいて重要で重大な作業である。多くの場合において、使用される液体又はガスの異なる性質のため、異なるアプリケーションは、機械的流量計から熱検出器を越えて超音波装置までの範囲で、特定のチューブを通過した液体又はガスの量（ボリュームフロー）の正確な決定のために異なる解決策を必要とする。対照的に、本発明による流体の流れ特性を決定するための装置は、劇的に異なる性質の媒質の流速を正確に計量できる。センサ、すなわち距離及び速度決定ユニットは、レーザー５、好ましくは半導体レーザーのレーザーキャビティ６内での自己混合干渉に基づく。本発明による流体の流れ特性を決定するための装置は、透明な媒質内でと同様に、レーザーの放射線７の高い減衰を持つ媒質内での流速及びボリュームフローを決定できる。
【００８８】
本発明による流体の流れ特性を決定するための装置が、様々なバリエーションのアプリケーションで、特に上述のアプリケーションで使用できる。
【００８９】
既に上述されているように、自己混合干渉信号を生成するために、レーザー光と外部のフィードバックとの間のレーザーキャビティ６内部の干渉が使われる。レーザー自動混合（ミキシング）干渉の原理は、非接触の速度及び距離測定を可能にする。レーザー５が散乱要素１７を狙う場合、散乱光の小さな部分がレーザーキャビティ６内に反射し、強いレーザーフィールドと混合する。要素１７の動きがレーザービーム７の方向に沿った成分を持つとき、反射された光のフェーズは、元のレーザー光に対して連続的にシフトし、結果的に、ドップラー周波数に等しい周波数でレーザーキャビティ６内のフィードバックの周期的変動になる。これは、詳細に上述されているし、参照により本願に組み込まれるＪ．Ｏｐｔ．Ａ：Ｐｕｒｅ  Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ．４、２８３―２９４、２００２のＧ．Ｇｉｕｌｉａｎｉ、Ｍ．Ｎｏｒｇｉａ、Ｓ．Ｄｏｎａｔｉ及びＴ．Ｂｏｓｃｈによる論文「Laser Diode self-mixing technique for sensing applications」に説明されている。
【００９０】
流体の流れ特性を決定するための装置は、媒体の性質とは独立して好ましくは液体又はガスの層流を測定するために自己混合干渉の原理に基づくレーザーセンサを使用する。透明だけでなく散乱又は吸収の媒質の流れの測定のためにも装置が使用できる。装置は、散乱要素の速度分布の測定と、散乱要素の距離分布の測定とを結合することにより、これを達成する。大きな減衰係数を持つ、媒質すなわち流体に対しては、放射線７は、最大速度の領域に到達するほど流体２へ充分深く透過しないだろう。よって、最大速度は、直接決定できない。この問題を解決するために、装置は、これらの要素１７の速度分布と共に、流体２内の散乱要素１７の位置分布、例えば距離分布を決定する。これは、流体２の放射線７の浸透深度と、測定された自己混合干渉信号内の最大速度の位置、すなわち放射が後方散乱される要素１７の速度の最大速度の位置とを生じる。流れモデル関数を用いることにより、特に、図３に示される流れモデル関数を用いることにより、この得られる最大速度及び対応する位置が、流れモデル関数を得られる最大速度及び対応する位置に適合させることにより、流れの全体の最大速度を決定するために使用できる。
【００９１】
同じ装置、特に同じレーザーセンサが、要素の速度及び距離を決定するために使用できることに留意されたい。
【００９２】
レーザー５は、好ましくは半導体レーザー、特に垂直キャビティ面放射レーザー（ＶＣＳＥＬ）である。
【００９３】
上述した実施例において、自己混合干渉信号を決定するための特定の構成が説明されてきたが、他の実施例では、自己混合干渉信号を決定するための他の構成も使用できる。
【００９４】
上述した実施例において、チューブ内の流体の流れ特性が決定されているが、他の実施例では、チューブ内に流れていない流体の流れ特性も決定できる。例えば、チューブとは異なるチャネル又はキャビティ内を、又は自由に流れる流体の流れ特性が、本発明による装置により決定できる。
【００９５】
開示された実施例に対する他のバリエーションが、図面、明細書及び添付の請求の範囲の検討から、請求された本発明を実施する当業者により理解され、遂行できる。
【００９６】
請求項において、用語「を有する」は、他の要素又はステップを除外しないし、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外しない。
【００９７】
単一のユニット又は装置は、請求項に再引用される幾つかのアイテムの関数を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属クレームで再引用されるという単なる事実は、これら手段の組合せが有利に使用できないことを示さない。
【００９８】
計算または決定は、流体の要素の距離及び速度の決定のような、又は最大流速若しくはボリュームフローの決定のような、１つ若しくは複数のユニット又は装置により実施される計算及び決定は、任意の数のユニット又は装置により実施できる。流体の流れ特性を決定するための上述の方法による流体の流れ特性を決定するための装置の計算、決定及び／又は制御は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として、及び／又は専用ハードウエアとして実行できる。
【００９９】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又はそれの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体に格納／配布されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してのような他の形式で配布されてもよい。
【０１００】
請求項内の参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【図１】
2012521003.tif 000010
【図２】
2012521003.tif 000011
【図３】
2012521003.tif 000012
【図４】
2012521003.tif 000013
【図５】
2012521003.tif 000014
【図６】
2012521003.tif 000015
【図７】
2012521003.tif 000016
【国際調査報告】
2012521003.tif 000017
2012521003.tif 000018
2012521003.tif 000019
2012521003.tif 000020