CN103223386A - 喷嘴状态监视装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种使用基于压电传感器的压电效应,测定通过喷嘴的测定对象物喷射时产生的电压,并监视所述喷嘴端的状态(堵塞和破损)的喷嘴状态监视装置。该喷嘴状态监视装置包括:至少一个感知根据通过喷嘴端的测定对象物的喷射压力和流量而产生的电压的感知部;测定由所述感知部产生的电压的测定部;以及比较分析由所述测定部测定的电压和预先设定的电压范围,并监视所述喷嘴端的状态的控制部。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷嘴状态监视装置。
背景技术
一般,以往的流量和流速测定是基于卡门(Karman)涡流的超声波检测方式、压力检测方式、镜检测方式等,其在管内附着油压计而使用。
使用这样的已经存在的测定计(流量计和流速计等)检测喷嘴的状态的方式如专利文献1所公开的一样,存在使用由测定管路内流动的测定对象物的加速度的加速度传感器10检测的振动量的方式。
但是,所述以往的装置通过喷嘴喷射后的喷射体(液体、气体、熔融体)的喷射量发生变化,通过现有的测定计无法正常地感知喷射后的喷射量的变化。
另外,由于以往的装置无法小型化,无法在如医疗界的装置或汽车等一样的微细管路的喷嘴上进行安装,由此限制了可适用领域的范围。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:韩国专利授权第10-0470654号说明书
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种喷嘴状态监视装置,该喷嘴状态监视装置使用基于压电传感器的压电效应(Piezo Effect),测定通过喷嘴端的测定对象物在喷射时产生的电压,从而监视所述喷嘴端的状态(堵塞和破损)。
根据本发明实施例的喷嘴状态监视装置,该装置包括:至少一个感知根据通过喷嘴端的测定对象物的喷射压力和流量而产生的电压的感知部;测定由所述感知部产生的电压的测定部;以及比较分析由所述测定部测定的电压和预先设定的电压范围,并监视所述喷嘴端的状态的控制部。
所述感知部包括:以横穿所述喷嘴端、且以彼此相对的的方式设置的两个压电传感器;支撑所述两个压电传感器的支撑部;以及线探头,该线探头设置在所述两个压电传感器之间,一端与一个压电传感器结合,另一端与另一个压电传感器结合,根据所述测定对象物的喷射压力和流量,弹力地拉伸或者复原,使所述压电传感器拉伸或者压缩变形;所述压电传感器能够感知由所述压电传感器的拉伸和压缩变形而产生的电压。
所述感知部能够以嵌入所述喷嘴端的内部的内安装形式设置,此时,所述支撑部可以是与所述喷嘴管连接的管路的内侧壁。
所述感知部能够以外安装形式设置在所述喷嘴端的外部,此时,所述支撑部可以是设置在所述喷嘴端的外部的支撑部。
所述感知部可以是与所述喷嘴端的外部结合的一体型。
各个所述压电传感器包括:通过所述线探头的拉伸和复原而拉伸和压缩变形,并生成电压的压电元件;形成在所述压电元件的一端的、与所述线探头结合的第一电极;以及形成在所述压电元件的另一端的、与所述支撑部结合的第二电极。
所述线探头的材料可以是钨(W),所述线探头的粗细可以是5μm至100μm的范围,所述线探头能够用导电性物质电镀,所述导电性物质可以是金(Au)。
所述感知部能够设置为一字形、十字形、X字形或者多边形中的任意一个形式。
所述测定部可以是电压测定器。
在由所述测定部测定的电压处于所述预先设定的电压范围内的情况下,所述控制部能够判断所述喷嘴端的状态为正常。
在由所述测定部测定的电压不在所述预先设定的电压范围内的情况下,所述控制部能够判断所述喷嘴端的状态为不良。
所述控制部在判断所述喷嘴端的状态为不良的情况下,且在所述测定的电压比所述预先设定的电压范围更低的情况下,能够判断所述喷嘴端为堵塞。
所述控制部在判断所述喷嘴端的状态为不良的情况下,且在所述测定的电压比所述预先设定的电压范围更高的情况下,能够判断所述喷嘴端为破损。
所述测定对象物可以是液体、熔融体、气体或者其组合中的任意一种。
通过基于附图的以下的详细说明,本发明的特征和优点会变得更清楚。
在本发明的详细说明之前,本说明书和权利要求书中使用的用语和单词通常不能解释为字典的意思,发明人为了用最佳的方法说明自己的发明,根据能够恰当地定义用语的概念的原则,需要解释为适合于本发明的技术思想的意思和概念。
根据本发明,能够以内安装形式和外安装形式在各喷嘴端设置,在测定对象物喷射时,使用测定由变形的压电传感器产生的电压的压电效应,能够更精密地监视各喷嘴端的状态(堵塞和破损),因此能够提高工序质量的可靠性。
此外,由于能够实现小型化,因此在内置于所述喷嘴端的内部的情况下,也能够监视与所述喷嘴端连接的微细管路的状态,由此提高效率。
附图说明
下面简要说明附图。
图1是本发明的一个实施例的喷嘴状态监视装置的概略结构图。
图2a是图1所示的喷嘴状态监视装置的内部局部剖视图,是表示测定对象物喷射前的状态的图。
图2b是图1所示的喷嘴状态监视装置的内部局部剖视图,是表示测定对象物喷射时的状态的图。
图3是本发明其它实施例的喷嘴状态监视装置的概略结构图。
图4是表示本发明实施例的喷嘴状态监视装置的流速-电压特性的一个例子的曲线图。
附图标记说明
1、3管路
2喷嘴
10感知部
11-1、13-1压电元件
11-2、13-2第一电极
11-3、13-3第二电极
15线探头
20测定部
30控制部
具体实施方式
通过与附图有关的以下的详细说明和优选的实施例,本发明的目的、特定的优点和新的特征将变得更清楚。在本说明书中,需要注意的是,对各附图的构成要素附加参照标号时,只要是同一构成要素,即使在不同的附图中表示,也尽可能赋予相同的符号。此外,“第一”、“第二”等用语是为了从其他构成要素区别一个构成要素而使用的,构成要素不由所述用语限定。以下,在说明本发明时,省略了关于有可能使本发明的主旨不清楚的众所周知的技术的详细说明。
以下,参照附图,详细说明本发明的优选实施例。
图1是本发明的一个实施例的喷嘴状态监视装置的概略结构图,图2a是图1所示的喷嘴状态监视装置的内部局部剖视图,是表示测定对象物喷射前的状态的图,图2b是图1所示的喷嘴状态监视装置的内部局部剖视图,是表示测定对象物喷射时的状态的图,图3是本发明其它实施例的喷嘴状态监视装置的概略结构图。
若参照图1至图3,本发明实施例的喷嘴状态监视装置包括感知部10、测定部20以及控制部30。
所述感知部10感知通过喷嘴端2的测定对象物的流过引起的喷射压力和流量而产生的电压。
在此,所述测定对象物是通过所述喷嘴端2的物质,可以是液体、熔融体、气体或者其组合中的任意一种。
这样的感知部10包括:以横穿所述喷嘴端2、且以彼此相对的方式设置的2个压电传感器(例如第一和第二压电传感器11、13);支撑所述2个压电传感器11、13的支撑部1、3、4;以及线探头(Wire Probe)15,该线探头15设置在所述2个压电传感器11、13之间,一端与一个压电传感器11结合,另一端与另一个压电传感器13结合,根据所述测定对象物的喷射压力和流量,弹力地拉伸或者复原,使所述压电传感器11、13拉伸或者压缩变形。
此时,所述感知部10感知通过所述压电传感器11、13的拉伸和压缩而由所述压电传感器11、13产生的电压。
具体而言,各个所述压电传感器11、13包括:根据所述线探头15的拉伸和复原,而拉伸和压缩变形且生成电压的压电元件11-1、13-1;在所述压电元件11-1、13-1的一端形成的、与所述线探头结合的第一电极11-2、13-2;以及在所述压电元件11-1、13-1的另一端形成的、与所述支撑部1、3、4结合的第二电极11-3、13-3。
此时,所述压电传感器11、13的所述第一电极11-2、13-2和所述线探头15能够用例如包括粘结剂或者焊接等的多种方式结合。
同样,所述压电传感器11、13的所述第二电极11-3、13-3和所述支撑部1、3、4也能够用包括像上述一样的粘结剂或者焊接等的多种方式结合。
如图2b和图3所示,这样的感知部10,测定对象物通过所述管路13从喷嘴端2喷射时,所述线探头15由于所述测定对象物的喷射压力和流量,被拉伸向下方弯曲。
与所述线探头15结合的所述第一和第二压电传感器11、13通过向下方弯曲的所述线探头15,各压电元件11-1、13-1拉伸,由于这样的压电元件11-1、13-1的变形,产生电压。
在此,所述线探头15根据多种测定对象物的特性,具有多种弹性模量(Young’s modules),能够使用耐久性和耐药品性优异的多种材料(包括铁和任意的非铁金属类)和多种粗细。
例如,所述线探头15的材料能够使用代表性的钨(W),所述线探头15的粗细能够使用约5μm至100μm的范围。
此外,所述线探头15的表面能够用多种导电性材料电镀,这是为了即使所述测定对象物是酸性物质(例如盐酸、硫酸等)的情况下,也不会对所述线探头15带来损伤。
对于这样的导电性材料,例如能够使用金(Au)。像这样对所述线探头15实施镀金的情况下,所述线探头15的耐久性和耐药品性能够进一步提高。
如上述一样的所述的感知部10至少能够设置一个以上,能够设置为一字形、十字形、X字形或者包括三角形、四边形、五边形等的多边形。
此外,所述的感知部10能够如图2a和图2b所示一样以嵌入(embeded)所述喷嘴端2的内部的内安装形式来设置,以及如图3所示一样以设置在喷嘴端2的外部的外安装形式来设置。
在所述的感知部10设置在所述喷嘴端2的内部的内安装形式的情况下,所述支撑部可以是与所述喷嘴端2连接的管路1、3的内侧壁。
在此,在本发明的一个实施例中,如图2a和图2b所示,表示在插入所述管路1和所述喷嘴端2之间的另外的管路3内安装所述感知部10,但是并不局限于此,所述管路1和所述另外的管路3能够一体地形成。
另一方面,所述感知部10设置在所述喷嘴端2的外部的外安装形式的情况下,所述支撑部可以是设置在所述喷嘴端2的外部的另外的支撑部4。
在此,在本发明的其他实施例中,如图3所示,表示所述支撑部4与所述喷嘴端2的外部结合,所述喷嘴端2和所述感知部10为一体型,但是并不局限于此,所述喷嘴端2与所述感知部10能够分别形成。
所述测定部20与所述感知部10(具体而言,各压电传感器11、13)连接,测定由所述感知部10产生的电压。
这样的测定部20例如能够使用电压测定器。
根据测定对象物的喷射压力、流量或者流速等,由所述测定部20测定的电压能够变化。
图4是表示本发明实施例的喷嘴状态监视装置的流速-电压特性的一个例子的曲线图。
如果参照图4,所述测定部20用三角波形表示基于给定的测定对象物的流速的电压。
在此,如果观察所述曲线图,可知流速越增加,电压也增加。这意味着由所述测定部20测定的电压越高,测定对象物的流速即流量越增加。
该曲线图表示基于流速的电压,但是基于所述测定对象物的喷射压力或者流量的电压也能够表示为与图4类似的形式。
所述控制部30比较分析由所述测定部20测定的电压和预先设定的电压范围,并监视判断所述喷嘴端2的状态。
例如,所述控制部30比较分析由所述测定部20测定的电压和预先设定的电压范围,在所述测定的电压在所述预先设定的电压范围内的情况下,所述喷嘴端2的状态判断为正常,不是这样的情况下,能够把所述喷嘴端2的状态判断为不良。
在此,所述控制部30把所述喷嘴端2的状态判断为不良的情况下,如果所述测定的电压比所述预先设定的电压范围更低,就意味着通过所述喷嘴端2的测定对象物的流量比正常状态减少,由此能够判断为所述喷嘴端2堵塞。
此外,如果所述测定的电压比所述预先设定的电压范围更高,就意味着通过所述喷嘴端2的测定对象物的流量比正常状态增加,由此所述控制部30能够判断为所述喷嘴端2破损。
在此,所述预先设定的电压范围,根据测定对象物的种类、喷射压力、流量、所述线探头15的材料、所述喷嘴端2和管路1、3的尺寸等,在所述喷嘴端2的状态为正常的情况下,通过查找表等,在设计时或者使用者的输入时,能够预先设定、存储(格納)电压范围。
这样,所述控制部30能够测定由所述感知部10的压电传感器11、13产生的电压,监视所述喷嘴端2的状态(堵塞、破损等)。
此前说明的本发明的实施例的喷嘴状态监视装置能够以内安装形式和外安装形式设置在各喷嘴端2上,由所述喷嘴端2喷射之后,能够测定所述测定对象物的喷射量,因此不仅能够更精密地监视各喷嘴端2的状态(堵塞、破损等),还能够分别监视各喷嘴端2的状态,由此能够提高工序质量的可靠性。
以上,虽然基于具体的实施例详细地说明了本发明,但是这是为了具体说明本发明,本发明并不局限于此,具有本领域的通常知识的人,能够在本发明的技术思想内进行变形和改良。
本发明的单纯的变形和变更都属于本发明的领域,根据附加的权利要求书,本发明的具体的保护范围会变得明确。
工业实用性
本发明能够实现小型化,在所述喷嘴端的内部内置的情况下,还能够监视与所述喷嘴端连接的微细管路的状态,因此能够应用于包含医疗设备和汽车等的洗涤机、D.E.S设备类的喷嘴或者真空蒸镀、化学气相沉积(MOCVD)设备的供气喷嘴等需要喷嘴端的多个领域。
Claims (19)
1.一种喷嘴状态监视装置,该喷嘴状态监视装置包括:
至少一个感知根据通过喷嘴端的测定对象物的喷射压力和流量而产生的电压的感知部;
测定由所述感知部产生的电压的测定部;以及
比较分析由所述测定部测定的电压和预先设定的电压范围,并监视所述喷嘴端的状态的控制部。
2.根据权利要求1所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述感知部包括:
以横穿所述喷嘴端、且以彼此相对的方式设置的两个压电传感器;
支撑所述两个压电传感器的支撑部;以及
线探头,该线探头设置在所述两个压电传感器之间,一端与一个压电传感器结合,另一端与另一个压电传感器结合,根据所述测定对象物的喷射压力和流量,弹力地拉伸或者复原,使所述压电传感器拉伸或者压缩变形;
所述压电传感器感知由所述压电传感器的拉伸和压缩变形而产生的电压。
3.根据权利要求2所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述感知部以嵌入所述喷嘴端的内部的内安装形式设置。
4.根据权利要求3所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述支撑部是与所述喷嘴管连接的管路的内侧壁。
5.根据权利要求2所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述感知部以外安装形式设置在所述喷嘴端的外部。
6.根据权利要求5所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述支撑部是设置在所述喷嘴端的外部的支撑部。
7.根据权利要求5所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述感知部是与所述喷嘴端的外部结合的一体型。
8.根据权利要求2所述的喷嘴状态监视装置,其中,各个所述压电传感器包括:
通过所述线探头的拉伸和复原而拉伸和压缩变形,并生成电压的压电元件;
形成在所述压电元件的一端的、与所述线探头结合的第一电极;以及
形成在所述压电元件的另一端的、与所述支撑部结合的第二电极。
9.根据权利要求2所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述线探头的材料是钨W。
10.根据权利要求2所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述线探头的粗细是5μm至100μm的范围。
11.根据权利要求2所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述线探头用导电性物质电镀。
12.根据权利要求11所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述导电性物质是金Au。
13.根据权利要求1所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述感知部设置为一字形、十字形、X字形或者多边形中的任意一个形式。
14.根据权利要求1所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述测定部是电压测定器。
15.根据权利要求1所述的喷嘴状态监视装置,其中,在由所述测定部测定的电压处于所述预先设定的电压范围内的情况下,所述控制部判断所述喷嘴端的状态为正常。
16.根据权利要求1所述的喷嘴状态监视装置,其中,在由所述测定部测定的电压不在所述预先设定的电压范围内的情况下,所述控制部判断所述喷嘴端的状态为不良。
17.根据权利要求16所述的喷嘴状态监视装置,其中,在所述测定的电压比所述预先设定的电压范围更低的情况下,所述控制部判断所述喷嘴端为堵塞。
18.根据权利要求16所述的喷嘴状态监视装置,其中,在所述测定的电压比所述预先设定的电压范围更高的情况下,所述控制部判断所述喷嘴端为破损。
19.根据权利要求1所述的喷嘴状态监视装置,其中,所述测定对象物是液体、熔融体、气体或者其组合中的任意一种。
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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