KR0133625Y1 - 진동식 유량계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기체나 액체의 흐름을 측정하는 유량계에 관한 것으로서 유압 및 유속에 의해 발생되는 진동체(16)의 진동수를 검출하여 유량을 측정할 수 있는 구조로 되어 미소유량 및 유속의 측정이 가능하도록 하고 유량계의 크기를 소형화되도록 하며 유체의 종류에 따른 밀도의 변화에 관계없이 체적유량을 측정할 수 있도록 하는 진동식 유량계에 관한 것이다.

Description

진동식 유량계

제1도는 종래 카류만 와류속계의 구조를 보인 단면도.

제2도는 본 고안의 실시예에 따른 진동식 유량계의 구조를 보인 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 진동발생부 11 : 계측관로

12 : 유입구 13 : 유출구

14 : 공간부 15 : 스토퍼

16 : 진동체 20 : 진동센서

30 : 제어부 40 : 디스플레이부

본 고안은 기체나 액체의 흐름을 측정하는 유량계에 관한 것으로서 더 자세하게는 유압 및 유속에 의해 발생되는 진동체의 진동수를 직접적으로 검출하여 유량을 측정하는 진동식 유량계에 관한 것이다.

일반적으로 기체나 액체의 흐름을 측정하는 유량계의 종류나 측정원리는 다양을 이루고 있다.

그 분야에서 가장 많이 사용되고 있는 유량계는 와류의 발생을 이용하여 유속을 측정하는 카르만식 와류속계를 들 수 있는데 이러한 카르만식 와류속계는 제1도에 도시되는 바와 같이, 유입구(2)과 유출구(3)가 형성된 원통형상의 계측관로(1)와, 상기 유입구(2)에 설치된 정류격자(4)와, 이의 후측으로 설치되어 와류를 형성하는 기둥형상의 와류발생주(5)와, 이에 의해 발생되는 와류를 안정되게 유도하는 와류안정판(6)과, 에어플로우센서(7)로 구성되어 있다.

한편, 상기 에어플로우센서(7)는 유체가 흐르는 하류측 계측관로(1)의 일측에 초음파를 송신하는 초음파송신기(7)가 설치되고 타측에는 초음파를 수신하는 초음파수신기(8)가 설치되는 구조로 되어 있다.

이와 같이 구성되는 종래의 카르만식 와류속계는 유체가 유입되는 계측관로(1)를 예를 들어 먼저, 정류격자(4)가 설치된 유입구(2)를 통해 유입된 유체가 기둥형상의 와류발생주(5)에 의해 와류를 발생시키고 와류안정판(6)에 의해 와류를 안정되게 유도하게 된다. 이때, 유체가 흐르는 하류측 계측관(1)의 일측에 설치된 에어플로우센서(7)의 초음파송신기(8)에서 초음파를 송신하게 되면 와류를 통과하는 초음파가 타측에 설치된 초음파수신기(9)에 수신되게 되어 와류에 의해 전파속도가 증감되어서 조밀파를 형성하게 된다. 따라서, 이러한 조밀파의 신호로서 유속 및 유량을 측정하게 된다.

이러한 종래의 카르만식 와류속계는 와류를 통한 주파수가 유체의 종류와 무관하여 측정의 범위가 비교적 넓으나, 계측관로내의 소정의 유속분포가 되도록 하기 위해 계측관의 유입구 및 유출구 즉, 유체가 흐르는 상하류에 충분한 직관부가 설치되어야만 하는 문제점이 있으며 또한, 유로 구경이 작은 경우에는 와류가 발생되지 않으므로 미소유량의 측정이 불가능하고 아울러 유량계의 소형화가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서 미소유량 및 유속의 측정이 가능하도록 하고 유량계의 크기를 소형화되도록 하며 유체의 종류에 따른 밀도의 변화에 관계없이 체적유량을 측정할 수 있도록 하는 진동식 유량계를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 일측에 유체가 유입되는 유입구와 타측에 그 유입된 유체가 유출되는 유출구가 형성되며 중단부에 공간부가 형성된 계측관로와, 상기 유입구측 방향의 공간부에 스토퍼에 의해 후방 이동이 억제되도록 설치되어 상기 유입구로부터 상기 공간부를 통과하는 유체의 흐름에 따라 진동하는 구형의 진동체와, 상기 계측관로의 공간부로 노출되게 설치되어 상기 진동체의 거리변화를 통해 진동수를 검출하는 진동센서와, 입력되는 제어신호에 따라 문자 등을 표시하는 디스플레이부와, 상기 진동센서로부터 입력되는 신호에 따라 통과 유체의 유속 및 유량을 측정하여 상기 디스플레이부로 출력하는 제어부를 포함하는 진동식 유량계를 제공하고자 하는 것이다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 실시예에 따른 진동식 유량계는 제2도에 도시되는 바와 같이, 유체 흐름의 압력 및 속도에 따라 진동을 발생시키는 진동발생부(10)와, 상기 진동을 검출하는 진동센서(20)와, 상기 검출된 신호의 값을 계산하여 유속 및 유량을 판정하는 제어부(30)와, 상기 판정값을 수치로 변환하여 디스플레이하는 디스플레이부(40)로 구성되어 있다.

한편, 상기 진동발생부(10)는 일측에 유입구(12)와 타측에 유출구(13)가 형성되고 중단부에 상기 유입구(12)의 폭보다 비교적 넓은 공간부(14)가 형성된 계측관로(11)의 유입구(12)측 방향의 공간부(14)에 구형상의 진동체(16)가 스토퍼(15)에 의해 지지되어 이동 가능하게 설치되는 구조로 되어 있다. 이때 진동체(16)의 진동은 베르누이정리에 있어서 유량 및 유속의 대소에 관계하는 차압력이 직접 진동수로 변환할 수 있는 원리를 적용한 것으로서, 유량 및 유속에 비례하게 된다.

또한, 상기 진동센서(20)는 적외선 센서나 근접센서의 원리를 이용하여 진동체(16)의 진동을 직접적으로 감지하기 위한 것으로, 진동체(16)의 진동에 따른 좌우이동시 진동센서(20) 자신과의 거리변화를 감지하고 그 감지된 신호를 진동신호로 하여 제어부(30)로 출력하게 된다. 이에 따라, 진동센서(20)는 상기 진동발생부(10)의 진동체(16)가 설치된 일측의 계측관로(11)에 설치되어 있다.

이와 같이 구성되는 본 고안의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

유로상의 유체가 계측관로(11)의 유입구(12)를 통해 공간부(14)의 진동발생부(10)를 거쳐 유출구(13)를 통과하는 과정에서, 유입구(12)에 유입된 유체는 공간부(14)에 설치된 진동체(16)를 밀면서 유출구(13)를 통과하게 되며, 이때의 진동체(16)는 스토퍼(15)에 의해 후방이동이 저지된 상태로 좌우방향으로 유속에 비례하여 떨림 즉, 진동을 발생하게 된다.

이렇게 진동체(16)가 진동하는 과정에서, 그 진동체(16)의 일측에 설치된 진동센서(20)는 그 진동체(16)의 진동수를 감지하고, 그 감지된 신호를 제어부(30)에 전달하게 된다. 이때, 제어부(30)는 진동센서(20)로부터 전달된 신호를 유량 및 유속의 변동에 따른 판정값으로 연산하고, 그 판정값을 디스플레이부(40)로 출력하게 디스플레이하게 된다.

한편, 계측관로(11)의 유입구(12)에 유입된 유체가 공간부(15)에 설치된 진동체(16)를 밀면서 유출구(13)를 통과하게 될 경우 진동체(16)는 체적유량에 비례하여 진동하게 된다.

따라서, 본 고안은 유로의 구경이 비교적 작은 경우에도 체적유량 및 유속을 직접 측정할 수 있게 됨으로써 종래 카르만식 와류속계와는 달리 비교적 자유롭게 발생 진동수를 설정할 수 있게 됨은 물론 유량계의 크기를 소형화할 수 있으며, 진동수를 직접적으로 감지하여 체적유량을 검출할 수 있어 계측관로(11)의 유입구(12)로 유입되는 유체의 밀도가 사용조건에 따라 변화되거나 다른 유체로 변경되어도 밀도의 보정이 요구되지 않으므로 체적유량을 측정할 수 있게 된다.

또한, 본 고안은 와류를 발생시켜 유속 및 유량을 측정하는 카르만식 와류속계와는 달리 진동체의 진동을 검출하여 유속 및 유량을 측정하는 구조이므로 설치위치 및 설치방향의 제한을 두지 않게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 유압 및 유속에 의해 발생되는 진동체의 진동수를 검출하는 구조로 되어 미소유량 및 유속의 측정이 가능하도록 하고 유량계의 크기를 소형화할 수 있게되며, 유체의 종류에 따른 밀도의 변화에 관계없이 체적유량을 측정할 수 있도록 하는 매우 유용한 것이다.

Claims (1)

1. 일측에 유체가 유입되는 유입구(12)와 타측에 그 유입된 유체가 유출되는 유출구(13)가 형성되며 종단부에 공간부(14)가 형성된 계측관로(11)와, 상기 유입구(12)측 방향의 공간부(14)에 스토퍼(15)에 의해 후방 이동이 억제되도록 설치되어 상기 유입구(12)로부터 상기 공간부(14)를 통과하는 유체의 흐름에 따라 진동하는 구형의 진동체(16)와, 상기 계측관로(11)의 공간부(14)로 노출되게 설치되어 상기 진동체(14)의 거리변화를 통해 진동수를 검출하는 진동센서(20)와, 상기 진동센서(20)로부터 입력되는 신호에 따라 통과 유체의 유속 및 유량을 판정하여 디스플레이부(40)로 출력하는 제어부(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진동식 유량계.