KR100245633B1 - 유체가스미터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 가스 미터에 관한 것으로서, 그 구성은 유체소자를 갖는 유로본체(17)와 이 유로본체에 고정된 차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3), 압전막센서(2), 상기한 플로우센서와 압전막센서로 부터의 유량신호를 적산계수하는 전자회로와 적산계수된 가스 사용량을 표시하는 액정표시기(7)를 실제 장치한 적산기판(11) 및 상기한 차단밸브를 제어하는 제어회로를 실제 장치한 제어회로기판(12)으로 된 전자회로유닛(10)과 모체판으로서 작용하는 배선판(24)을 구비하고, 유로본체(17)에 고정된 상기한 차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3), 압전막센서(2) 및 전자회로 유닛(10)은 배선판(24)의 판면에 직각으로 빼내진 복수의 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)를 각각 구비하였으며, 배선판(24)은 상기한 단자 사이의 상호접속을 하는 인쇄회로(25)를 구비하고, 이 배선판(24)에 상기한 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)를 전기적으로 접속한 것을 특징으로 하는 유체 가스 미터인 것이다.

Description

유체 가스 미터(fluidic gas meter)

제1도는 본 발명의 실시예를 경사지게 후방에서 본 일부 분해 사시도.

제2a도∼제6도는 제1도의 실시예에 사용하는 디바이스 도면으로서, 제2a도와 제2b도는 압전막센서의 배면도와 그 우측면도.

제3a도와 제3b도는 플로우(flow) 센서의 배면도와 그 우측면도.

제4도는 차단 밸브의 상면도.

제5도는 압력 스위치의 좌측면도.

제6도는 제5도의 압력 가스 스위치의 단자의 확대 우측면도.

제7도는 제1도의 실시예의 조립상태를 표시하는 경사지게 후방에서 본 사시도.

제8도과 제9도는 기타 실시예로서, 제8도는 일부 종단 측면도.

제9도는 경사지게 전방에서 본 사시도.

제10도는 유체(fluidic) 가스 미터의 기본원리를 표시하는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 압전막(piezoelectric film) 센서 3 : 플로우(flow) 센서

7 : 액정 표시기 8 : 차단밸브

9 : 압력스위치 10 : 전자회로 유닛

2a, 3a, 8a, 9a, 10a : 단자 11 : 적산기판

12 : 제어회로기판 24 : 배선판

25 : 인쇄회로 26 : 안내구멍

27 : 안내축 32 : 외부단자

[발명의 목적]

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 유체 가스 미터에 관한 것이다.

유체 가스 미터는, 제10도에 부호 (1)에 표시한 바와 같이 유체소자로 호칭되는 유로에 가스를 흘려, 유체소자를 흐르는 가스의 유체 진동의 주파수가 유량에 비례하는 것으로부터 유체진동을 계속 적산(積算)하여, 가스 사용량으로서 표시한다. 그런데, 미소유량에서는 유체소자의 유체진동이 발생하지 않으므로 플로우센서에 따라서 유량을 계측하여, 유체소자에 의하여 계측한 소(小)∼대(大) 유량시의 유량을 가산한다.

제10도에서 (1)은 유체소자로서, 화살표 A 와 같이 가스가 유입된다. (2)는 압전막센서로서, 유체소자에 발생한 유체진동을 검출하여 전기신호로 변환한다. 구체적으로는, 유체소자(1)의 2개의 피이드백(feed back) 유로의 맥동압을 압전막센서(2)의 압전막의 양면에 차동적으로 인가하여 유체진동의 주파수의 전기신호를 얻는다. (3)은 플로우센서로서, 유로내에 히이터와, 그 상류와 하류에 온도센서를 배설하여서 구성되어 있고, 이러한 플로우센서(3)를 유체소자(1)의 노즐부에 배설하여, 흐름에 따라 발생하는 양 온도센서간의 온도차로부터 유량을 측정한다. (4)는 압전막센서(2)의 전자신호를 증폭 파형 성형하는 전자회로, (5)는 플로우센서의 출력신호를 유량에 비례한 주차수의 펄스신호로 변환하는 IC 플로우센서 부대 회로, (6)은 양회로(4), (5)의 신호를 수신하여 가스 사용량을 연산하는 마이크로 컴퓨터, (7)은 가스 사용량을 숫자 표시하는 액정표시기이다. 그리고, 단순히 가스 사용량을 계량 표시할 뿐만 아니라 가스의 유량 이상이나 가스압 이상 및 지진을 검지하고, 긴급시에는 안전을 위하여 가스를 차단하는 안전기능을 다하기 위한 구성으로서, 압력스위치, 감진기, 차단밸브(전자밸브), 마이크로 컴퓨터를 포함하는 전자회로 및 전지 등을 사용하기 위하여 각 디바이스나 유닛 사이가 리이드선으로 결합되어 있다.

[발명이 해결하려는 과제]

유체 가스 미터를 실용화 기능단계까지 완성시키기 위하여는 유체소자를 포함하는 가스 유로를 갖는 가스 미터의 유로 본체에 차단밸브(전자밸브), 압력스위치, 플로우센서, 압전막센서, 감진기 및 전자회로 등을 일체적으로 탑재하고, 전체를 소형으로 정리할 필요가 있는데 차단밸브, 압력스위치, 플로우센서, 압전막센서 및 전자회로 등으로부터 인출되는 리이드선의 총수가 많음으로, 배선의 스페이스가 충분하게 잡히지 않고, 압력스위치나 차단밸브 등의 각 디바이스(device)의 사이의 틈새에 리이드선을 무리하게 끼워넣거나 하여 디바이스와 리이드선과의 사이에 물리적 간섭에 의하여 디바이스를 파괴하거나 디바이스와 전선과의 사이에서 전기적인 간섭을 일으킨다는 문제점이 있었다.

그리하여, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해소할 수 있는 유체 가스 미터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 유체 가스 미터는 유체소자를 갖는 유체 본체(17)와 이러한 유로 본체에 고정된 차단밸브(18), 압력스위치(9), 플로우센서(3), 압전막센서(2) 상기한 플로우센서와 압전막센서로 부터의 유량신호를 적산 계수하는 전자회로와 적산 계수된 가스 사용량을 표시하는 액정표시기(7)를 실장한 적산기판(11) 및 상기한 차단밸브를 제어하는 제어회로를 실장한 제어회로기판(12)으로 된 전자회로 유닛(10)과 모체판으로서 작용하는 배선판(24)을 구비하고, 유로본체(17)에 고정된 상기한 차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3), 압전막센서(2) 및 전자회로 유닛(10)은 배선판(24)의 판면에 직각으로 빼내진 복수의 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)를 각각 구비하였으며, 배선판(24)은 상기한 단자 사이의 상호접속을 하는 인쇄회로(25)를 구비하고, 이러한 배선판(24)에 상기한 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)를 전기적으로 접속한 것을 특징으로 한다.

차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3), 압전막센서(2) 등의 각 디바이스 및 전자회로 유닛(10)에 각각 설치된 각 복수개의 상기한 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)는 각 디바이스 및 전자회로 유닛마다에 동일면 내에 수평 또는 수직방향으로 직선적으로 배열되어 있으면 좋다.

전자회로 유닛(10)이 유로본체(17)의 상부에 플로우센서(3)와 압전막센서(2)가 유로본체(17)의 출구측 부분에 직렬로 배설되어 있으면 좋다.

배선판(24)의 거의 중앙에 위치 결정용의 안내구멍(26)을 유로본체(17)에 상기한 안내구멍과 맞물리는 안내축(27)을 설치하면 좋다.

또한, 배선판(24)의 외부로 신호를 송출하기 위한 외부단자(32)를 설치하여도 좋다.

차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3) 및 압전막센서(2) 등의 각 디바이스와 전자회로 유닛(10)에 각각 설치한 각 복수의 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)는 어느 것이나 배선판(24)의 인쇄회로(25)를 개재하여 상호 전기적 접속이 되고, 배선판(24)은 모체판(motherboard)으로서 작용한다.

유로본체(17)의 안내축(27)은 배선판(24)의 안내구멍(26)에 끼워넣고, 조립시에 배선판(24)의 위치를 정한다.

배선판(24)으로의 단자의 삽입 치수를 각 디바이스 또는 전자회로유닛마다에 상이한 값으로 한 것은 끼워넣는 치수의 길다란 단자에서 순차로 배선판(24)의 단자구멍에 끼워넣을 수 있기 때문에 배선판(24)의 조합장착을 돕는다.

[실시예]

제1도∼제6도에서 (2)는 압전막센서로서, 유체소자로 발생하는 유체진동을 검출하여 전기신호를 변환하는 것으로서, 5개의 단자(2a)를 구비한다. 이들 단자(2a)는 후술하는 배선판(24)의 판면에 직각이 되도록 압전막센서의 케이스로부터 후방을 향하여 나란히 돌출하고 있다. 또한, 이들의 단자(5a)는 동일한 수평면 내에 배열되어 있다. (3)은 도시되지 않은 유체소자의 노즐부의 미소유량을 계측하여 전기신호로 변환하는 플로우센서로서, 그 구조와 작용은 상기한 종래 기술로 설명한 플로우센서와 같다. (3a)는 플로우센서(3)의 케이스로부터 후방을 향하여 돌출한 4개의 단자로 상기한 압전막센서(2)의 단자(2a)와 같이 배선판(24)의 판면과 직각으로 동일 수평면내에 배열되어 있다. (8)은 차단밸브(전자밸브)로 후방을 향하여 돌출한 2개의 단자(8a)를 구비하고, 이들의 단자(8a)는 동일의 수직면내에 배열되어 있다. (9)는 압력스위치로서, 가스 미터의 입구 부근의 가스압을 검출하고, 그 가스압이 일정 이하 또는 일정 이상의 이상(異常)압력으로 된 경우에 작동하는 것으로서, 그 케이스에서 후방을 향하여 돌출하는 2개의 단자(9a)를 구비하고, 이들의 단자(9a)는 동일의 수평면내에 배열되어 있다. (10)은 전자회로 유닛으로 상기한 압전막센서(2)와 플로우센서(3)로 부터의 유량신호를 계수 적산하여 그 결과를 액정표시기(7)에 표시하는 전자회로를 실제 장치한 적산기판(11) 및 상기한 차단밸브(8)를 개폐 제어하는 제어회를 실제 장치한 제어회로기판(12)을 플라스틱 프레임(13)에 일체적으로 고정하여 구성되어 있다. 또한, 액정표시기(7)는 제1도에서는 적산기판(11)에 실제 장치한 이전의 자세가 나타나 있으나 실제에는 적산기판(11)에 납땜하여 실제 장치된다. (10a)는 전자 회로 유닛(10)으로부터 후방을 향하여 돌출한 6개의 단자로 상기한 각 디바이스의 단자인 경우와 같이 동일 수평면 내에 배열되어 있다.

(14), (15)는 제어회로기판(12)에 실제 장치한 전지, (16)은 또한 제어회로기판(12)에 실제 장치한 감진기이고, 지진의 진동을 검출하여 전기신호를 상기한 제어회로에 전송한다. (17)은 유체소자를 형성하는 유로를 포함하는 유로본체로 알루미늄 다이컷(die cut)으로 제작되며, 그 하부에는 피계량 가스의 입구(18)와 출구(19)로서의 마우스 피이스(mouth piece)가 일체적으로 형성되어 있다.

압전막센서(2)와 플로우센서(3)는 가스 미터의 유로본체(17)의 출구(19) 측부분에 상하방향으로 직렬로 배설되고, 각각 나사(20), (21)로 유로본체(17)의 후측에 장착되어 있다. 차단밸브(8)는 유로본체(17)의 우측면에 나사(22)로 장착되고, 압력스위치(9)는 유로본체(17)의 상부에 장착되어 있다. 또한, 전자회로유닛(10)은 유로본체(17)의 상부에 나사(23)로 장착되어 있다. (24)는 배선판으로서, 상기한 디바이스나 전자회로 유닛의 단자(2a), (3a), (8a), (9a) 및 (10a)를 끼워서 관통하는 단자구멍과 이들의 단자구멍의 둘레에 형성된 인쇄된 랜드(land)와 이들의 랜드의 사이를 적절히 접속하는 인쇄회로(25)를 갖고 있다. 이러한 배선판(24)을 수직으로 세운 자세로 유로본체(17)에 장착된 상기한 각 디바이스나 전자회로의 후방에서 접근시켜 이들 디바이스나 전자회로의 단자를 배선판(24)의 대응하는 단자구멍에 끼워 관통하고, 랜드에 납땜하여 가스 미터의 배선을 완료한다. (26)은 배선판(24)의 거의 중앙에 뚫은 안내구멍, (20)은 상기한 유로본체(17)에 돌설한 안내축으로 상기와 같이 배선판(24)의 단자구멍에 각 단자를 끼워 관통할 때, 안내축(27)을 우선 안내구멍(26)에 끼워 관통하여 배선판(24)이 위치결정되고 조립의 용이화를 도모하고 있다. (28)은 배선판(24)을 유로본체(17)에 고정하는 나사로 상기와 같이 배선판의 안내구멍(26)에 안내축(27)을 끼워서 관통하고, 나사(28)를 배선판(24)의 구멍(29)을 관통하여 유로본체의 암나사(30)에 나사 장착하여 배선판(24)을 유로본체(17)의 장착면(31)에 대어서 고정한다. (32)는 자동검침용의 신호를 외부에 송출하기 위한 외부 단자로 인쇄배선(25)에 납땜하여 전기적으로 접속된 4개의 핀(32a)을 구비하고 있다.

제7도는 배선판을 단자에 납땜하여 조립한 상태인 유체 가스 미터로 부호(33)로 표시한 1점 쇄선은 가스 미터 케이스를 표시한다.

또한, 상기한 실시예에서 각 디바이스 및 전자회로 유닛에 각각 시설한 단자(8a), (9a), (3a), (2a) 및 (10a)는 각 디바이스 및 전자회로 유닛마다 그들의 길이, 엄밀하게는 배선판(24)의 단자구멍에 끼워 관통되는 끼워넣은 치수를 변경하였으며, 예를들어 가장 상부에 배설되는 전자회로 유닛(10)의 단자(10a)의 끼워넣은 치수를 가장 길게 정하고, 아래쪽에 배설된 디바이스일수록 수차로 약간씩 끼워넣은 치수를 짧게 하고, 가장 하부에 배설되는 압전막센서(2)의 단자(2a)의 끼워넣은 치수를 최단치수로 정해놓고, 그리하여 유로본체(17)에 장착되어 고정되어 있는 각 디바이스나 전자회로 유닛의 다수의 단자에 배선판(24)의 단자구멍을 끼워맞추기 쉽게 할 수가 있다.

또한, 가스 미터로서는 조립도중에 유로의 기밀시험을 할 필요가 없기 때문에 유로본체(17)에 우선 차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3) 및 압전막센서(2)를장착한 상태로 유로의 기밀시험을 하고 기밀시험에 합격한 것에 그 후 전자회로 유닛(10)과 배선판(24)을 장착한다.

제8도과 제9도는 기타 실시예로 액정표시기의 장착위치가 상기한 실시예의 경우와 상이하게 되어 있다. 이것은 키가 낮은 것을 요구하게 되는 경우에 호적한 것이다. (17)은 유로본체, (18)은 입구, (19)는 출구, (7)은 액정표시기로 중단부에 가스 미터의 정면에서 시인할 수가 있게 배치되어 있다. (11)은 적산기판, (12)는 제어회로기판, (33')는 가스 미터로 정면에 액정표시기(7)에 표시되는 가스 사용량을 읽어내는 유리창(33'a)를 구비한다.

[발명의 효과]

본 발명은 상기와 같이 구성되어 있으므로 배선용 리이드선을 사용하지 않아도 양호하게 되고, 리이드선을 위한 스페이스가 불필요함으로 전체가 소형화되고, 배선미스도 없게 되고, 배선을 위한 조립공구수가 대폭으로 삭감될 수 있었다.

또한, 배선판에 안내구멍을 유로본체에 안내축을 시설하였으므로 조립시의 배선판의 위치결정이 가능하고, 그 결과 다수의 단자를 배선판의 단자구멍에 끼워 관통하는 것이 용이하게 시행 가능하다.

Claims (5)

1. 유체소자를 갖는 유로본체(17)와 이 유로본체에 고정된 차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3), 압전막센서(2), 상기한 플로우센서와 압전막센서로 부터의 유량신호를 적산계수하는 전자회로와 적산계수된 가스 사용량을 표시하는 액정표시기(7)를 실제 장치한 적산기판(11) 및 상기한 차단밸브를 제어하는 제어회를 실제 장치한 제어회로기판(12)으로 된 전자회로유닛(10)과 모체판으로서 작용하는 배선판(24)을 구비하고, 유로본체(17)에 고정된 상기한 차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3), 압전막센서(2) 및 전자회로 유닛(10)은 배선판(24)의 판면에 직각으로 빼내진 복수의 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)를 각각 구비하였으며, 배선판(24)은 상기한 단자 사이의 상호접속을 하는 인쇄호로(25)를 구비하고, 이 배선판(24)에 상기한 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)를 전기적으로 접속한 것을 특징으로 하는 유체 가스 미터.
2. 제1항에 있어서, 차단밸브(8), 압력스위치(9), 플로우센서(3), 압전막센서(2)의 각 디바이스 및 전자회로 유닛(10)에 각각 설치된 각 복수개의 상기한 단자(8a), (9a), (3a), (2a), (10a)는 각 디바이스 및 전자회로 유닛마다에 동일면내에서 수평 또는 수직방향으로 직선적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 가스 미터.
3. 제1항 또는 제6항에 있어서, 전자회로 유닛(10)이 유로본체(17)의 상부에, 플로우센서(3)와 압전막센서(2)가 유로본체(17)의 출구측 부분에 직렬로 배설된 것을 특징으로 하는 유체 가스 미터.
4. 제1항에 있어서, 배선판(24)의 거의 중앙에 위치결정용의 안내구멍(26)을, 유로본체(17)에 상기한 안내구멍과 맞물리는 안내축(27)을 설치한 것을 특징으로 하는 유체 가스 미터.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 배선판(24)에는 외부에 신호를 송출하기 위한 외부단자(32)가 설치된 것을 특징으로 하는 유체 가스 미터.