KR100251025B1

KR100251025B1 - 유량검출장치

Info

Publication number: KR100251025B1
Application number: KR1019970052676A
Authority: KR
Inventors: 도모야 야마카와; 유타카 오하시; 마사히로 가와이; 아키라 야마시타
Original assignee: 다니구찌 이찌로오; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤; 기타오카 다카시
Priority date: 1997-04-17
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 2000-04-15
Also published as: KR19980079415A; US6079264A; JPH10293052A; DE19739949B4; DE19739949A1; JP3404251B2

Abstract

본 발명은, 계측감도 및 S/N비를 향상시키며, 유체통로내에 흐름의 편중이 발생하여도 유량 검출특성의 변화를 작게 억제할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 유체 통로내에 검출관(26)을 설치하고, 상기 검출관(26)내에 증폭부(27b, 27c; broadening portion)를 갖는 지지부재(27)를 설치하며, 상기 지지부재(27)의 측면에 유량센서(28)를 조립하였다.

Description

유량 검출장치

본 발명은 예를 들면, 내연기관의 흡입 공기량을 계측하는 경우 등에 사용되며, 발열체 또는 발열체에 의해 가열된 부분으로부터 유체로의 열전달 현상에 기초하여 유체의 유속 또는 유량을 계측하는 유량 검출장치에 관한 것이다.

[종래의 기술]

제18도는 예를 들면, 일본 특공평5-7659호 공보에 명시된 종래의 브릿지형 감열식 유량센서를 나타내는 단면도이며, 제19도는 제18도의 보호막을 제거한 상태로 도시하는 평면도이다. 도면에 있어서, 실리콘 반도체로 이루어지는 평판형상을 기재(1)위에는 질화 실리콘으로 이루어지는 절연성의 지지막(2)이 형성되어 있다. 지지막(2)위에는 각각 감열 저항체인 퍼멀로이(Permalloy)로 이루어지는 발열저항(3), 측온저항(4,5) 및 비교저항(6)이 형성되어 있다. 발열저항(3)은 측온저항(4,5)의 사이에 배치되며, 비교저항(6)은 측온저항(4)에서 소정의 간격을 두고 배치되어 있다.

지지막(2) 및 각 저항(4 내지 6) 위에는 질화 실리콘으로 이루어지는 절연성 보호막(7)이 형성되어 있다. 또한, 발열저항(3) 및 측온저항(4,5)이 형성되어 있는 부분의 기재(1)에는 공기 스페이스(8)가 설치되어 있으며, 이에 의해 브릿지부(9)가 형성되어 있다. 또한, 공기 스페이스(8)는 질화 실리콘을 상하게 하지 않는 에칭액을 사용하여 개구부(10)로부터 기재(1)의 일부를 제거함으로써 제조된다.

이와 같은 종래의 유량센서에서는 비교저항(6)에서 검출된 기재(1)의 온도보다 200℃ 높은 온도가 되도록 발열저항(3)에 통전되는 가열전류가 제어회로(도시되지 않음)에 의해 제어되고 있다. 이때, 발열저항(3)의 하부에는 공기 스페이스(8)가 마련되어 있기 때문에 발열저항(3)에서 발생된 열은 비교저항(6)까지 거의 전도되지 않고, 비교저항(6)의 온도는 공기온도와 거의 동일하다.

발열저항(3)에서 발생된 열은 지지막(2) 및 보호막(3) 등을 통해 측온저항(4,5)으로 전달된다. 이때, 발열저항(3) 및 측온저항(4,5)은 대칭의 형상을 가지고 있기 때문에 공기의 흐름이 없는 경우에는 측온저항(4,5)의 저항치에 차이가 발생하지 않는다. 이에 반하여, 공기의 흐름이 있는 경우에는 상류측의 측온저항은 공기에 의해 냉각되지만, 하류측의 측온저항은 발열저항(3)으로부터 공기를 통해 열이 전달되기 때문에 상류측의 측온저항 만큼 냉각되지 않는다.

예를 들면, 제19도의 화살표 A방향으로의 기류가 발생한 경우, 측온저항(4)의 온도는 측온저항(5)의 온도보다 낮아지게 되며, 양자의 저항치의 차이는 유속이 클수록 확대된다. 따라서, 측온저항(4,5)의 저항치의 차이를 검출하는 것에 의해 유속이 측정된다. 또한, 측온저항(4,5) 중 어느쪽의 온도가 낮은가에 의해 유체의 유동 방향도 검출된다.

또한, 제20도는 종래의 다이어프램형 감열식 유량센서를 나타내는 단면도이며, 제21도는 제20도의 보호막을 제거한 상태로 도시하는 평면도이다. 발열저항(3) 및 측온저항(4,5)이 형성되어 있는 부분의 기재(1)는 에칭 등의 방법에 의해 이면의 일부가 제거되어 있으며, 이에 의해, 다이어프램부(11)가 형성되어 있다. 또한, 유량검출의 원리는 브릿지형과 동일하다.

또한, 제22도는 종래의 감열식 유량센서의 배치상태의 일 예를 나타내는 단면도이며, 여기에서는 감열식 유량센서를 자동차용 엔진의 흡기 공기량 센서로서 사용한 예를 나타내고 있다. 도면에 있어서, 감열식 유량센서(12) 및 상기 유량센서(12)에 접속된 회로부(13)를 갖는 유량 검출장치(14)는 에어클리너 소자(15)의 하류에 접속되어 있다. 또한, 유량 검출장치(14)의 하류에는 스로틀 밸브(16)가 설치되어 있다.

이와 같은 구성에서는 에어클리너 소자(15)에 흡입 공기 중의 먼지(17)가 포착되기 때문에 주행함에 따라서 망이 막히게 되며, 에어클리너 소자(15)의 하류측의 기류에 편향이 발생되게 된다. 즉, 기류는 처음에는 주로 화살표(B)와 같이 흐르지만, 에어클리너 소자(15)에 먼지(17)가 부착됨으로써 화살표(C 또는 D)와 같이 흐른다. 또한, 유량센서(12)의 하류측에는 스로틀 밸브(16)가 배치되어 있기 때문에 유량센서(12)의 하류측에도 유동의 편향이 발생된다.

상기와 같이 구성된 종래의 감열식 유량센서에 있어서는 이것을 유체 통로내에 배치한 것만으로서는 센서 전방 가장자리에서 흐름이 박리되어 소용돌이가 불규칙하게 발생하며, 또한, 발생된 소용돌이가 센서에 재부착되기 때문에 센서 표면 흐름의 흐트러짐이 크며, S/N비가 저하되어 충분한 감도가 얻어지지 않았다.

이에 반하여, 예를 들면, 일본 특개평5-142008호 공보 또는 일본 특공평6-50783호 공보에는 유체통로의 내벽면, 또는, 유체 통로내에 배치된 케이싱의 내벽면에 센서를 배치하는 것이 명시되어 있지만, 제22도에 도시된 바와 같이, 흐름에 편중이 발생한 경우에는 충분한 검출성능을 얻을 수 없었다. 일반적으로, 유체 통로내의 흘름에 편중이 발생한 경우, 통로 내벽부의 유속변동은 통로 중앙부의 유속 변동에 비교하여 상당히 커지게 된다. 따라서, 유체통로의 벽면에 센서를 배치한 경우에는 유량 검출 특성에 커다란 오류가 발생한다.

또한, 일본 특공평6-50783호 공보에는 편평한 직사각형 케이싱내에 센서를 배치하는 방법이 개시되어 있지만, 계측유체의 유동방향을 축으로한 축대칭 구조로 이루어져 있지 않으며, 비대칭이기 때문에 유체 통로내를 통과하는 유량이 동일해도 흐름에 편중이 발생한 경우에는 편중의 방향에 의해 케이싱내를 흐르는 유량이 변동되며, 유량검출 특성에 오류가 발생한다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하는 것을 과제로 하고 있으며, 계측감도 및 S/N비를 향상시킬 수 있고, 또한, 유체통로내에 흐름의 편중이 발생하여도 유량 검출특성의 변화를 작게 억제할 수 있는 유량 검출장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명에 일 특징에 따른 유량 검출 장치는 유체 통로내에 설치되어 있는 검출관과, 일정한 폭을 갖는 조립부와 상기 조립부의 일 단부에 인접하여 그 선단부로부터 상기 조립부를 향해서 점진적으로 폭이 넓어지는 증폭부를 구비하면서 상기 검출관내의 중앙에 설치되어 있는 지지부재와, 상기 검출관내에 노출되도록 상기 조립부의 측면에 조립되어 있는 감열식 유량센서를 구비하고, 상기 검출관은 상기 지지부재의 상류측상에 직관부를 가지며, 상기 직관부는 소정 내경과, 소정 내경의 1/2 이상인 길이를 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 유량 검출 장치는 유체 통로내에 설치되어 일정한 폭을 가지고 측면에 오목부가 마련되어 있는 조립부와 상기 조립부의 일 단부에 인접하여 그 선단부로부터 상기 조립부를 향해 점진적으로 폭이 넓어지게 되어 있는 증폭부를 갖는 지지부재와, 상기 조립부의 측면보다 들어간 상태로 상기 오목부내에 조립되어 있는 감열식 유량센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 유량 검출장치를 나타내는 정면도.

제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도.

제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도.

제4도는 본 발명의 제2실시예에 의한 유량 검출장치를 나타내는 정면도.

제5도는 제4도의 Ⅴ-Ⅴ선을 따른 단면도.

제6도는 제5도의 Ⅵ-Ⅵ선을 따른 단면도.

제7은 본 발명의 제3실시예에 의한 유량 검출장치를 나타내는 정면도.

제8도는 제7도의 Ⅷ-Ⅷ선을 따른 단면도.

제9도는 제8도의 Ⅸ-Ⅸ선을 따른 단면도.

제10도는 본 발명의 제4실시예에 의한 유령 검출장치를 나타내는 정면도.

제11도는 제10도의 XI-XI선을 따른 단면도.

제12도는 제11도의 검출구조를 확대하여 나타내는 측면도.

제13도는 제12도의 XⅢ-XⅢ선을 따른 단면도.

제14도는 감열식 유량센서가 지지부재의 측면으로부터 돌출되어 있는 경우의 계측유체의 흐름을 나타내는 설명도.

제15도는 감열식 유량센서의 표면이 지지부재의 측면과 동일한 면으로 되어 있는 경우의 계측유체의 흐름을 나타내는 설명도.

제16도는 감열식 유량센서가 지지부재의 측면으로부터 들어가 있는 경우의 계측유체의 흐름을 나타내는 설명도.

제17도는 제14도의 감열식 유량센서의 전방 가장자리부에 먼지(dust)가 부착된 경우의 계측유체의 흐름을 나타내는 설명도.

제18도는 종래의 감열식 유량센서의 일 예를 나타내는 단면도.

제19도는 제18도의 보호막을 제거한 상태로 도시하는 평면도.

제20도는 종래의 감열식 유량센서인 다른 예를 나타내는 단면도.

제21도는 제20도의 보호막을 제거한 상태로 도시하는 평면도.

제22도는 종래의 감열식 유량센서의 배치상태의 일 예를 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 유체통로 22 : 주통로관

26, 32, 33 : 검출관 26a, 26b : 직관부

27, 41 : 지지부재 27a, 41b : 조립부

27b, 27c, 41c : 증폭부 28, 42 : 유량센서

32a : 유체 유입구 41a : 오목부

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

[실시예 1]

제1도는 발명의 제1실시예에 의한 유량 검출장치를 나타내는 정면도이며, 제2도는 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면도이며, 제3도는 제2도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따른 단면도이다.

도면에 있어서, 유체통로(21)는 주통로관(22)내에 형성되어 있다. 주통로관( 22)의 벽부에는 회로부(23)가 수납되어 있는 케이스(24)가 고정되어 있다. 회로부( 23)에는 발열량 제어회로나 출력 회로 등이 설치되어 있다. 케이스(24)에는 유체 통로 (21)내로 돌출된 지주(25)가 고정되어 있다. 이 지주(25)의 선단부에는 원통형상의 검출관(26)이 주 통로관(22)과 동축이 되도록 고정되어 있다.

검출관(26)내에는 그 축선에 수직인 단면을 균등하게 2등분하도록 지지부재(2 7)가 고정되어 있다. 지지부재(27)는 일정한 폭을 갖는 조립부(27a)와, 상기 조립부(2 7a)의 양단부에 인접하여 선단에서 조립부(27a)로 향해 폭이 점진적으로 넓어지게 되어 있는 증폭부(27a, 27c; broadening portion)를 가지고 있다. 검출관(26)의 지지부재(27) 보다 상류측 및 하류측에는 검출관(26)의 내경(D)의 1/2(반경) 이상의 길이를 가지며(L1

D/2, L2

D/2), 내경이 일정한 직관부(26a, 26b; straight pipe portion)가 설치되어 있다.

지지부재(27)의 조립부(27a)의 측면에는 감열식 유량센서(유량 검출소자; 28)가 검출관(26) 내에 노출되도록 조립되어 있다. 유량센서(28)의 구성 및 동작원리는 제18도 및 제20도의 것과 동일하다. 검출 구조체(29)는 지지부재(27) 및 유량센서 (28)로 구성되어 있다. 유량센서(28)와 회로부(23)는 지주(25)를 따라 설치되어 있는 복수의 도체 리드(30)를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 케이스(24)에는 전원 공급 및 외부 출력용의 커넥터(31)가 설치되어 있다.

상기한 바와 같이 구성된 유량 검출장치에 있어서는 유체통로(21)를 흐르는 계측유체의 유속분포에 편중이 발생하여도, 또한, 그 편중의 방향이 변동하여도 동일한 유량이라면, 주통로관(22)의 축상에서의 유속변동은 작으며, 검출관(26)에 유입되는 유량의 변화가 작다.

또한, 유체의 유동 방향을 제2도의 화살표(A) 방향으로 하면, 지지부재(27)는 유량센서(28)의 상류측에서 점진적으로 폭이 넓어지도록 되어 있기 때문에 검출관(2 6)내의 유로 단면이 좁혀져서 유석이 가속되며, 지지부재(27)의 표면에서의 박리가 억제된다. 또한, 유량센서(28)의 표면이 검출관(26)의 내벽면과 대향되어 있기 때문에 흐름이 평행하게 규제되며, 박리가 없는 안정화된 흐름이 되며, 양호한 S/N비가 얻어진다. 또한, 흐름이 유량센서(28)의 표면에서 평행하기 때문에 유체중의 먼지가 유량센서 (28)에 충돌하여 부착되는 것이 방지된다. 따라서, 장기간에 걸친 사용에 의해서도 유량 검출특성의 변화가 잘 발생하지 않는다.

또한, 조립부(27a)의 하류측에도 증폭부(27c)가 설치되어 있기 때문에 그 부분에 있어서의 흐름의 박리가 억제되며, 검출관(26)내의 유체저항이 작아지게 된다. 이에 의해 유량센서(28)의 표면을 흐르는 유체의 유속을 증가시키는 것이 가능하며, 양호한 검출감도를 얻을 수 있음과 동시에, 유량센서(28)의 표면에서 난류가 잘 발생하지 않게 되어 양호한 S/N비를 얻을 수 있다.

또한, 지지부재(27)는 검출관(26)내의 유로단면을 양분하도록 배치되며, 유량센서(28)는 검출관(26)내의 중앙부에 배치되어 있기 때문에 검출관(26)내에 흐름의 편중이 남아있어도 그 영향을 최소한이 되게 할 수 있으며, 계측 오류를 감소시킬 수 있다.

또한, 검출관(26)에 유입된 유체는 직관부(26a)에서 유동 방향이 정돈되며, 또한, 지지부재(27)의 증폭부(27b)가 정류핀의 역할을 함으로써 유동 방향이 정돈되기 때문에 유체통로(21)에 있어서의 유체 유동의 편중이 수정되며, 유량 검출특성의 변화가 보다 작아지게 된다.

여기에서, 직관부(26a)에 의한 정류효과는 그 길이가 길수록 커지지만, 지지부재(27)의 증폭부(27b)에 의한 정류효과와 조합시킨 경우, 발명자들의 실험결과에 의하면 유로반경의 1/2(D/2)이상의 길이가 있으면 충분히 발휘되는 것이 확인되었다. 이에 의해 검출관(26)을 불필요하게 길게하지 않고도 충분한 정류효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시예에서는 조립부(27a)의 양단에 증폭부(27b, 27c)가 설치되며, 지지부재(27)의 상류측 및 하류측에 직관부(26a, 26b)가 설치되어 있기 때문에 계측유체의 방향이 역방향으로 된 경우에도 계측감도 및 S/N비가 우수하며, 유체통로내에서의 유동의 편중에 대하여 유량 검출특성의 변화를 감소시킬 수 있다.

[실시예 2]

계속해서, 제4도는 본 발명의 제2실시예에 의한 유량 검출장치를 나타내는 정면도이며, 제5도는 제4도의 Ⅴ-Ⅴ선을 따른 단면도이고, 제6도는 제5도의 Ⅵ-Ⅵ선을 따른 단면도이다. 본 실시예에서는 벨 마우스(bell-mouth) 형상의 유체 유입구(32a)를 갖는 검출관(32)이 사용되고 있다. 나머지 구성은 상기 제1실시예와 동일하다.

이와 같은 유량 검출장치에서는 상류측의 흐름의 편중이 매우 큰 경우에도 벨 마우스형상의 유체 유입구(32a)에서의축소유량 효과에 의해 검출관(32)내의 유속분포가 균일화되며, 유량 검출특성의 변화를 감소시킬 수 있다.

또한, 상기예에서는 검출관(32)의 일단부 만을 벨 마우스 구조로 하였지만, 다른 단부도 동일한 구조로 할 수 있으며, 이것에 의해 계측유체가 역류된 경우에도 동일한 효과가 얻어진다.

[실시예 3]

계속해서, 제7도는 본 발명의 제3실시예에 의한 유량 검출장치를 나타내는 정면도이며, 제8도는 제7도의 Ⅷ-Ⅷ 선을 따른 단면도이고, 제9도는 제8도의 Ⅸ-Ⅸ 선을 따른 단면도이다. 본 실시예에서는 검출관(33)의 외경이 길이방향의 중앙부에서 양단부를 향해서 점진적으로 작아지도록 되어 있는 것이다. 즉, 검출관(33)의 상류측 외경은 하류를 향해서 완만하게 커지게 되며, 하류측 외경은 하류를 향해서 완만하게 작아지도록 되어 있다. 나머지 구성은 상기 제1실시예와 동일하다.

이와 같은 유량 검출장치에서는 검출관(33)의 외주면에서 흐름의 박리가 발생하는 것이 방지됨과 동시에 검출관(33)의 전방 가장자리로부터의 소용돌이의 발생이 억제되며, 압력손실을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 효과는 계측 유체의 흐름에 편중이 있는 경우에 특히 현저하다.

[실시예 4]

계속해서, 제10도는 본 발명의 제4실시예에 의한 유량 검출장치를 나타내는 정면도이며, 제11도는 제10도는 XI-XI선을 따른 단면도이다. 도면에 있어서, 유체통로( 21)내에 돌출된 지주(25)의 선단부에는 지지부재(41)가 고정되어 있다. 이 지지부재( 41)에는 감열식 유량센서(42)가 조립되어 있다. 검출 구조체(43)는 지지부재(41) 및 유량센서(42)로 구성되어 있다.

제12도는 제11도의 검출 구조체(43)를 확대하여 나타내는 측면도이며, 제13도는 제12도의 XⅢ-XⅢ선을 따른 단면도이다. 지지부재(41)는 일정한 폭을 가지고 측면에 오목부(41a)가 설치되어 있는 조립부(41b)와, 이 조립부(41b)의 일단부에 인접하여 선단에서 조립부(41b)로 향해 폭이 점진적으로 넓어지도록 되어 있는 증폭부( 41c)를 가지고 있다. 유량센서(42)는 조립부(41b)의 측면보다도 들어간 상태로 오목부(41a)내에 조립되어 있다.

즉, 유량센서(42)의 표면은 지지부재(41)의 측면과 동일한 면으로 되어 있지 않으며, 측면에서 L3 만큼 오목하게 된 위치에 배치되어 있다. 또한, 치수(L3)는 지지부재(41)에 유량센서(42)를 조립하는 경우의 제조오차를 고려하여도 0이 되지 않도록 설계되어 있다. 따라서, 지지부재(41) 및 유량센서(42)에 제조 오차가 있는 경우에도 유량센서(42)가 조립부(41b)의 측면에서 돌출되는 일은 발생하지 않는다.

이와 같은 유량 검출장치에서는 유량센서(42)가 지지부재(41)의 측면보다도 항상 들어간 상태로 조립되기 때문에 장치마다의 검출특성의 편차가 작아지게 된다. 또한, 계측 유체 중의 먼지가 유량센서(42)의 전방 가장자리부에 부착되는 것이 방지되며, 장기간에 걸쳐 유량 검출특성의 변화를 방지할 수 있다.

여기에서, 제14도는 유량센서가 지지부재의 측면에서 돌출된 경우의 계측 유체의 흐름을 나타내는 설명도이고, 제15도는 유량센서의 표면이 지지부재의 측면과 동일한 면으로 되어 있는 경우의 계측유체의 흐름을 나타내는 설명도이고, 제16도는 유량센서가 지지부재의 측면에서 들어간 경우의 계측유체의 흐름을 나타내는 설명도이며, 제17도는 제14도의 유량센서의 전방 가장자리부에 먼지가 부착된 경우의 계측유체의 흐름을 나타내는 설명도이다. 각 도면에 있어서, 화살표(E 내지 H)는 계측유체의 유선을 나타내고 있다.

우선, 제14도에 도시된 바와 같이 유량센서(42)가 지지부재(41)의 측면에서 돌출 된 경우, 유량센서(42)의 전방 가장자리부에서 유동의 박리가 발생하며, 또한, 그 하류에서 흐름의 재 부착이 발생된다. 또한, 제15도와 같이 유량센서(42)의 표면이 지지부재(41)의 측면과 동일한 면일 경우, 계측유체는 유량센서(42)의 표면을 따라 흐른다. 또한, 제16도의 상태에서는 단차부에 흐름의 정체부(44)가 발생한다.

이와 같이, 유량센서(42)의 조립상태가 변화되면, 계측유체의 흐름의 양상도 크게 변화되며, 유량센서(42)의 표면에서 열전도율에 편차가 발생되어 유량 검출특성에 편차가 발생되게 된다.

이것에 대하여 제4실시예에서는 유량센서(42)의 조립상태가 항상 오목하게 되어 있기 때문에 유량 검출장치 마다의 계측유체의 흐름의 변화가 작게된다. 또한, 유량센서(42)의 유량 검출부(42a)는 정체부(44) 보다 충분하게 하류측에 있기 때문에 유량 검출특성의 변화는 작게된다.

또한, 제14도와 같은 유량 검출장치가 장기간에 걸쳐서 사용되면, 제17도에 도시된 바와 같이 유량센서(42)의 전방 가장자리부에 먼지(45)가 부착되어 퇴적된다. 이와 같은 경우, 흐름의 양상이 변화되며, 유량 검출특성이 드리프트(drift)된다. 그러나, 제16도와 같이 유량센서(42)가 지지부재(41)의 측면에서 들어가 있으면, 먼지(45)의 부착은 방지된다.

또한, 상기 제4실시예에서는 검출관이 설치되어 있지 않지만, 검출관을 설치하여도 좋다.

또한, 상기 각 실시예에서는 발열저항과 온도저항을 이용하는 유량센서를 나타내었지만, 유량센서는 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 1개 또는 복수의 발열저항만을 가지며, 발열저항의 가열전류의 전류치에 의해 유량을 검출하는 타입의 것이라도 좋다

상술한 바와 같이, 본 발명의 유량 검출장치는 유체 통로내에 검출관을 설치하고, 이 검출관내에 증폭부를 갖는 지지부재를 설치하고, 상기 지지부재의 측면에 유량센서를 조립하였기 때문에 계측감도 및 S/N비를 향상시킬 수 있으며, 또한, 유체통로 내에서 흐름의 편중이 발생하여도 유량 검출 특성의 변화를 작게 억제할 수 있다.

또한, 조립부의 양단부에 증폭부가 인접하고 있기 때문에 조립부의 하류측에서 흐름의 박리가 억제되며, 검출관내의 유체저항이 작아지게 된다. 이에 의해, 유량센서의 표면을 흐르는 유체의 유속을 증가시킬 수 있으며, 양호한 검출감도를 얻을 수 있음과 동시에 유량센서의 표면에 난류가 발생되기 어렵게되어 양호한 S/N비를 얻을 수 있다.

또한, 검출관의 축선에 수직인 단면을 균등하게 양분하도록 지지부재를 배치 하였기 때문에 검출관내에 흐름의 편중이 남아 있는 경우에도 그 영향을 최소한으로 할 수 있으며, 계측 오류를 감소시킬 수 있다.

또한, 주통로관내에 유체 통로가 형성되어 있으며, 검출관은 주통로관에 대하여 동축상에 배치되어 있기 때문에 흐름의 편중에 의한 영향을 더욱 감소시킬 수 있다.

또한, 검출관의 지지부재 보다 상류측에 검출관의 내경의 1/2이상의 길이를 갖고 내경이 일정한 직경부를 설치하였기 때문에, 직관부에서 흐름의 방향이 정돈되며, 유체통로에서 유체의 흐름의 치우침이 수정되어 유량 검출특성의 변화가 보다 작아지게 된다.

또한, 검출관의 지지부재 보다 하류측에 검출관의 내경의 1/2이상의 길이를 갖고 내경이 일정한 직관부를 설치하였기 때문에, 계측유체의 방향이 역방향으로 된 경우에도 계측감도 및 S/N비가 우수하며, 또한, 유체통로내에 흐름의 편중에 대하여 유량 검출특성의 변화를 작게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 유량 검출장치는 검출관이 벨 마우스형상의 유체 유입구를 갖고 있기 때문에 검출관내의 유속분포가 균일화되며, 유량 검출특성의 변화를 감소시킬 수 있다.

또한, 검출관의 외경이 길이 방향의 중앙부에서 양단부로 향해 점진적으로 감소되도록 되어있기 때문에 검출관의 외주면에서 흐름의 박리가 발생하는 것이 방지됨과 동시에 검출관의 전방 가장자리부에서의 소용돌이의 발생이 억제되며, 압력손실을 저감할 수 있다.

또한, 지지부재의 측면에 오목부를 설치하고, 유량센서를 지지부재의 측면보다도 들어간 상태에서 오목부내에 조립하였기 때문에 장치 마다의 검출 특성의 편차가 작아지게 되며, 또한, 계측유체 중의 먼지가 유량센서의 전방 가장자리부에 부착되는 것이 방지되어 장기간에 걸쳐서 유량 검출특성의 변화를 방지할 수 있다.

Claims

유체 통로내에 설치되어 있는 검출관과, 일정한 폭을 갖는 조립부와 상기 조립부의 일 단부에 인접하여 그 선단부로부터 상기 조립부를 향해서 점진적으로 폭이 넓어지는 증폭부를 구비하면서 상기 검출관내의 중앙에 설치되어 있는 지지부재와, 상기 검출관내에 노출되도록 상기 조립부의 측면에 조립되어 있는 감열식 유량센서를 구비하고, 상기 검출관은 상기 지지부재의 상류측상에 직관부를 가지며, 상기 직관부는 소정 내경과, 소정 내경의 1/2이상인 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 유량 검출장치.
유체 통로내에 설치되어 일정한 폭을 가지고 측면에 오목부가 마련되어 있는 조립부와, 상기 조립부의 일 단부에 인접하여 그 선단부로부터 상기 조립부를 향해 점진적으로 폭이 넓어지게 되어 있는 증폭부를 갖는 지지부재와, 상기 조립부의 측면보다 들어간 상태로 상기 오목부 내에 조립되어 있는 감열식 유량센서를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 유량 검출장치.