KR100732117B1 - FLOW rate DETECTOR - Google Patents

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    • G01L9/0022Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element

Abstract

본 발명은 유량 검출기에 관한 것으로, 유량 검출기는 덕트와, 상기 덕트 내에 마련되고 다양한 단면적을 갖는 복수개의 측정 유로와, 상기 복수개의 유로 내에 각각 설치되는 와류 센서로 구성되어 있다. 상기와 같은 발명은 기존의 방식에 비해 미소 유량에서 대유량까지 넓은 영역에서 측정이 가능하고, 특히, 유량 센서의 단점인 미소 유량을 측정할 수 있어 다양한 용도로 사용이 가능하다는 장점이 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate detector, wherein the flow rate detector comprises a duct, a plurality of measuring flow passages provided in the duct and having various cross-sectional areas, and a vortex sensor respectively provided in the plurality of flow passages. The invention as described above can be measured in a wide range from a small flow rate to a large flow rate compared to the conventional method, in particular, there is an advantage that can be used in various applications can measure the small flow rate, which is a disadvantage of the flow sensor.

카르만 와류, 와류 센서, 유로, 스위치, 유량 Carman Vortex, Vortex Sensor, Flow Path, Switch

Description

유량 검출기{FLOW rate DETECTOR}Flow detector {FLOW rate DETECTOR}

도 1은 종래의 와류 검출기를 나타낸 개략 평단면도이다.1 is a schematic plan cross-sectional view showing a conventional vortex detector.

도 2는 종래의 와류 검출기를 나타낸 절개 사시도이다.Figure 2 is a cutaway perspective view of a conventional vortex detector.

도 3은 종래의 와류 검출기를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a conventional vortex detector.

도 4는 병렬 구조를 갖는 본 발명에 따른 유량 검출기의 개략 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a flow detector according to the present invention having a parallel structure.

도 5는 직렬 구조를 갖는 본 발명에 따른 유량 검출기의 개략 단면도이다.5 is a schematic cross-sectional view of a flow detector according to the present invention having a series structure.

< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >                <Description of the code | symbol about the principal part of drawings>

10, 110, 111: 로드 12, 112, 113, 212, 213: 압전 소자10, 110, 111: rod 12, 112, 113, 212, 213: piezoelectric element

14: 와류 116, 216: 덕트14: vortex 116, 216: duct

118, 120, 218, 220: 와류 센서 122, 216: 제 1 유로118, 120, 218, 220: Vortex sensors 122, 216: First flow path

124, 224: 제 2 유로 126, 226: 개폐 스위치124, 224: 2nd flow path 126, 226: switching switch

228: 보조 유로228: secondary euro

본 발명은 유량 검출기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 와류를 이용하여 미소 유량 및 대유량까지의 압력 변동을 측정하기 위한 유량 검출기의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a flow rate detector, and more particularly, to a structure of a flow rate detector for measuring pressure fluctuations up to micro flow rates and large flow rates using vortices.

유동하는 유체의 유량을 측정하는 유량 검출기 중에서, 용적 유량계, 차압식 유량계, 면적 유량계 및 터빈 유량계 등은 측정 유체가 유량 측정 소자에 에너지를 제공하면서 측정되는데, 압력 손실이라는 형태로 에너지의 손실이 있지만 유량계 자체는 외부에서 별도의 에너지를 공급받지 않고도 유량을 측정할 수 있는 특징이 있다. 이와는 달리 전자 유량계, 초음파 유량계, 질량 유량계 등은 원리적으로 측정되는 유체 자체에는 에너지 손실이 없어 유량계 자체는 유량을 측정하기 위해서 별도의 외부 에너지를 필요로 한다. 유량계의 측정 대상인 유체의 종류는 다양하며, 측정환경이 복잡하고, 또한 측정 목적도 다양하다. 따라서 한 종류의 유량계로 모든 유체를 측정하고, 복잡한 환경에 적용시키며, 또한 다양한 측정 목적에 부합시키는 것은 무리이며 불가능하다고 말할 수 있다. 실제로 유량계는 원리가 다양하고 유량계마다 구조가 상이하다. 그 중, 일반적으로 가장 많이 사용되고 있는 유량계는 와류의 발생을 이용하여 유속을 측정하는 카르만식 와류속계를 들 수 있다.Among the flow rate detectors that measure the flow rate of a flowing fluid, volumetric flow meters, differential pressure flow meters, area flow meters and turbine flow meters are measured while the measuring fluid provides energy to the flow measurement element, although there is a loss of energy in the form of pressure loss. The flowmeter itself is characterized by the ability to measure flow rate without receiving extra energy from the outside. In contrast, electromagnetic flowmeters, ultrasonic flowmeters, mass flowmeters, etc., in principle, there is no energy loss in the fluid itself is measured, the flowmeter itself requires a separate external energy to measure the flow rate. There are various types of fluids to be measured by the flowmeter, the measurement environment is complicated, and the measurement purposes are also various. Therefore, it can be said that it is impossible and impossible to measure all fluids with one kind of flowmeter, apply them to a complicated environment, and meet various measurement purposes. In practice, flowmeters vary in principle and have different structures. Among them, the most commonly used flowmeter is a Karman type vortex meter which measures the flow rate by using the generation of vortices.

도 1은 종래의 와류 검출기를 나타낸 개략 평단면도이고, 도 2는 종래의 와류 검출기를 나타낸 절개 사시도이다. 도 3은 종래의 와류 검출기를 나타낸 단면도이다.1 is a schematic plan sectional view showing a conventional vortex detector, and FIG. 2 is a cutaway perspective view showing a conventional vortex detector. 3 is a cross-sectional view showing a conventional vortex detector.

도 1을 참조하면, 와류 검출기는 유체가 흐르는 유로 내에 로드(10)와 압전 소자(12)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the eddy current detector is composed of a rod 10 and a piezoelectric element 12 in a fluid flow path.

일정 형상을 갖는 로드(10)는 도 2와 같이 유로의 상부와 하부를 연결하고 있고, 유체의 흐름에 수직 방향으로 설치되어 있다. 상기 로드(10)는 도면에서 사다리꼴인 형상으로 도시되어 있으나, 그에 한정되지 않고 삼각 기둥 형태 등의 형상도 가능하다.The rod 10 having a predetermined shape connects the upper and lower portions of the flow path as shown in FIG. 2 and is installed in a direction perpendicular to the flow of the fluid. Although the rod 10 is illustrated in a trapezoidal shape in the drawing, a shape such as a triangular pillar may be used without being limited thereto.

압전 소자(12)는 피에조 전기소자라고도 한다. 기계적 힘을 주면 전기가 발생하고 역으로 전기를 주면 기계적 힘이 발생한다. 즉, 압전 소자(12)는 외부적인 힘을 가하여 변형을 주면 그 표면에 전압이 발생하고, 반대로 전압을 걸면 변위나 힘이 발생한다. 이러한 압전 소자(12)로는 수정, 전기석, 티탄산바륨 등이 있으며, 초음파 발생에도 사용된다. 압전 소자(12)는 중앙에서 로드(10) 하류 방향의 유로에 고정적으로 설치되며 유체 통로 내에 설치되어 있다. 압전 소자(12)는 유로에 대해 종방향으로 평행하게 뻗어 있는 단면 형상을 가지며, 그에 따라 로드(10)에 후속하는 소용돌이에 의해 쉽게 구부러질 수 있다. 압전 소자(12)는 복수개가 설치 가능하다.The piezoelectric element 12 is also called a piezoelectric element. When mechanical force is applied, electricity is generated. Conversely, when electric force is applied, mechanical force is generated. That is, when the piezoelectric element 12 is deformed by applying an external force, a voltage is generated on the surface thereof. On the contrary, when the voltage is applied, displacement or force is generated. Such piezoelectric elements 12 include quartz, tourmaline, barium titanate, and the like, and are also used for ultrasonic generation. The piezoelectric element 12 is fixedly installed in the flow path in the downstream direction of the rod 10 at the center and is provided in the fluid passage. The piezoelectric element 12 has a cross-sectional shape extending in parallel in the longitudinal direction with respect to the flow path, and thus can be easily bent by the vortex following the rod 10. The piezoelectric element 12 can be provided in plurality.

다음은 종래 기술에 따른 와류 검출기의 동작을 살펴 본다. 유체가 유로에 흐르기 시작하고, 로드(10)와 접촉되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 로드(10)의 양측으로 나뉘면서 규칙적인 와류(14)가 양측에 번갈아가며 발생한다. 이러한 와류(14)를 카르만 와류라 한다. 카르만 와류(14)가 압전 소자(12)를 타격함으로써, 압전 소자(12)는 응력에 의한 변형으로 구부러진다. 압전 소자(12)는 유체에 의해 변형되면서 그에 대응하는 전기 신호를 발생한다. 이 신호에 의해 도시되지 않은 외부 제어기에 의해 기준 전압을 비교하여 유량을 측정하게 된다.Next, look at the operation of the vortex detector according to the prior art. When fluid begins to flow in the flow path and contacts the rod 10, as shown in FIG. 3, regular vortices 14 alternately occur on both sides, split into both sides of the rod 10. This vortex 14 is called a carman vortex. When the Karman vortex 14 hits the piezoelectric element 12, the piezoelectric element 12 is bent by deformation due to stress. The piezoelectric element 12 is deformed by the fluid and generates an electrical signal corresponding thereto. The flow rate is measured by comparing the reference voltage by an external controller not shown by this signal.

그러나, 이와 같은 종래의 유량계는 와류를 통한 주파수가 유체의 종류와 무관하여 측정 범위가 비교적 넓으나, 유로 구경에 비해 유량이 작은 유체에서의 와류 압력을 검출하고자 할 때는 압전 소자(12)는 지극히 고감도의 압전 소자(12)가 사용되지 않으면 검출이 어려운 문제점이 있다. 또한, 고감도의 압전 소자(12)는 와류 압력 이외의 압전 소자(12)에 인가되는 다른 힘 예를 들어 진동 같은 것에도 민감하게 대응하므로 주변의 영향을 많이 받아 와류 압력에만 의한 정확한 측정값을 얻기 어려운 문제점이 있다.However, the conventional flowmeter has a relatively wide measurement range because the frequency through the vortex is independent of the type of the fluid, but the piezoelectric element 12 is extremely sensitive when detecting the vortex pressure in the fluid having a smaller flow rate compared to the flow path diameter. If the piezoelectric element 12 of high sensitivity is not used, it is difficult to detect. In addition, the highly sensitive piezoelectric element 12 responds sensitively to other forces applied to the piezoelectric element 12 other than the vortex pressure, such as vibration, so that the accurate measurement value only by the vortex pressure is obtained under the influence of the surroundings. There is a difficult problem.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 저유량에서 대유량에 이르는 다양한 유량을 측정하기 위한 유량 검출기 구조를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a flow rate detector structure for measuring various flow rates ranging from low flow rate to large flow rate.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 유량 검출기는 덕트와, 상기 덕트 내에 마련되고 다양한 단면적을 갖는 복수개의 측정 유로와, 상기 복수개의 유로 내에 각각 설치되는 와류 센서로 구성된다. 상기 와류 센서는 각각 설치되는 복수개의 유로의 크기에 대응한다. 상기 복수개의 유로는 병렬로 배열되고 어느 하나의 유로만을 개방하는 개폐 스위치를 포함하고, 상기 복수개의 유로는 직렬로 배열될 수 있다. 상기 직렬로 배열된 유로 중 단면적이 작은 유로에는 그에 평행하게 배열된 보조 유로가 배열되고, 상기 보조 유로를 개폐하는 개폐 스위치를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the flow rate detector of the present invention comprises a duct, a plurality of measuring flow paths provided in the duct and having various cross-sectional areas, and a vortex sensor respectively provided in the plurality of flow paths. The eddy current sensor corresponds to the size of a plurality of flow paths respectively installed. The plurality of flow paths may include an open / close switch arranged in parallel and open only one flow path, and the plurality of flow paths may be arranged in series. Among the flow paths arranged in series, a flow path having a small cross-sectional area may include an auxiliary flow path arranged parallel thereto, and may include an opening / closing switch for opening and closing the auxiliary flow path.

도 3은 병렬 구조를 갖는 본 발명에 따른 유량 검출기의 개략 단면도이다. 도면을 참조하면, 유량 검출기는 덕트(116)와, 상기 덕트의 중간에 서로 다른 단면적을 갖는 병렬 배열된 제 1 유로(122) 및 제 2 유로(124)와, 상기 제 1 유로 및 제 2 유로(122, 124)를 선택적으로 개폐하는 개폐 스위치(126)와, 상기 제 1 유로 및 제 2 유로(122, 124) 내에 각각 마련된 제 1 와류 센서(118)와, 제 2 와류 센서(120)로 구성되어 있다.3 is a schematic cross-sectional view of a flow detector according to the present invention having a parallel structure. Referring to the drawings, the flow rate detector includes a duct 116, a first flow passage 122 and a second flow passage 124 arranged in parallel having different cross-sectional areas in the middle of the duct, and the first flow passage and the second flow passage. On and off switch 126 for selectively opening and closing the 122, 124, the first vortex sensor 118 and the second vortex sensor 120, respectively provided in the first flow path and the second flow path (122, 124) Consists of.

덕트(116)는 유체가 흐르는 유로를 형성하는 원통형의 구조물이다. 덕트(116) 내에는 제 1 유로(122)와, 상기 제 1 유로(122)보다 직경이 작은 제 2 유로(124)로 나누어져 있다. 제 1 유로(122)와 제 2 유로(124)는 병렬 연결되어 있으며, 제 1 유로(122) 및 제 2 유로(124)에는 개폐 스위치(126)가 각각 설치되어 있다. 이 개폐 스위치(126)는 제 1 유로(122)가 열리면 제 2 유로(124)가 닫히고, 또한 제 1 유로(122)가 닫히면 제 2 유로(124)는 열리는 동작을 한다. 개폐 스위치(126)는 제 1 유로 및 제 2 유로(122, 124)의 입구 및 출구, 즉 제 1 유로(122)와 제 2 유로(124)가 분기되는 분기점과 유량 측정 후 제 1 유로(122)와 제 2 유로(124)가 만나는 지점에 설치되어 있다.The duct 116 is a cylindrical structure that forms a flow path through which a fluid flows. The duct 116 is divided into a first flow passage 122 and a second flow passage 124 having a diameter smaller than that of the first flow passage 122. The first flow passage 122 and the second flow passage 124 are connected in parallel, and the opening and closing switch 126 is provided in the first flow passage 122 and the second flow passage 124, respectively. The opening / closing switch 126 opens the second flow path 124 when the first flow path 122 is opened, and opens the second flow path 124 when the first flow path 122 is closed. The on / off switch 126 is an inlet and an outlet of the first flow path and the second flow paths 122 and 124, that is, a branch point where the first flow path 122 and the second flow path 124 branch and the first flow path 122 after the flow rate measurement. ) And the second flow path 124 are provided.

제 1 유로(122) 내에 설치되어 있는 제 1 와류 센서(118)는 제 1 로드(110)와 제 1 압전 소자(122)로 구성되어 있다.The first eddy current sensor 118 provided in the first flow passage 122 is composed of a first rod 110 and a first piezoelectric element 122.

제 1 로드(110)는 제 1 유로(122)의 상부와 하부를 연결하고 있고, 제 1 유로(122)의 실질적으로 중앙에 위치하며 제 1 유로(122)에 대하여 수직하게 뻗어있다. 또한, 제 1 로드(110)는 카르만 와류를 발생시킬 수 있도록 사다리꼴과 같은 일정한 횡단면으로 되어 있으며, 횡단면의 긴 변이 상류를 향하도록 놓여 있고, 카르만 와류가 발생하는 위치에 즉 하류를 향하도록 횡단면의 짧은 변이 위치하여 있다.The first rod 110 connects an upper portion and a lower portion of the first flow passage 122 and is positioned substantially at the center of the first flow passage 122 and extends perpendicularly to the first flow passage 122. In addition, the first rod 110 has a constant cross section such as a trapezoid to generate a Karman vortex, and the long side of the cross section is placed upstream, and is positioned at the position where the Karman vortex occurs, that is, downstream. The short side is located.

압력 센서 역할을 하는 제 1 압전 소자(112)는 유로의 실질적인 중앙에서 제 1 유로(122)에 고정 설치되어 있다. 제 1 압전 소자(112)는 카르만 와류에 의하여 쉽게 구부러질 수 있다. 따라서, 유체 흐름 내에서 발생하는 카르만 와류는 제 1 압전 소자(112)에 의하여 효과적으로 검출될 수 있다.The first piezoelectric element 112 serving as a pressure sensor is fixed to the first flow passage 122 at a substantially center of the flow passage. The first piezoelectric element 112 can be easily bent by the Karman vortex. Thus, the Karman vortex occurring in the fluid flow can be effectively detected by the first piezoelectric element 112.

또한, 유량 검출기 외부에는 도시되지 않은 제어기가 제 1 압전 소자(112)에 연결되어 설치되어 있다. 제어기는 압전 소자의 출력신호를 받고, 제 1 압전 소자(112)로부터의 출력신호와 기준 전압 전원에 의해 발생하는 기준 전압을 비교하고, 유체의 유량을 정확하게 결정한다.In addition, a controller (not shown) is connected to the first piezoelectric element 112 outside the flow rate detector. The controller receives the output signal of the piezoelectric element, compares the output signal from the first piezoelectric element 112 with the reference voltage generated by the reference voltage power supply, and accurately determines the flow rate of the fluid.

제 1 유로(122)의 직경보다 작은 제 2 유로(124)에는 그에 대응되는 제 2 와류 센서(120)가 설치된다. 즉, 제 2 와류 센서(120)는 제 1 와류 센서(118)와 동일한 구성을 갖되, 제 2 유로(124)의 직경에 대응하는 크기의 제 2 로드(111) 및 제 2 압전 소자(113)를 포함한다. 이때, 제 1 압전 소자(112)와 제 2 압전 소자(113)는 대유량을 측정할 수 있는 압전 소자와 소유량을 검출할 수 있는 압전 소자를 각각 제 1 유로 및 제 2 유로(122, 124)에 설치하는 것이 바람직하다.The second eddy current sensor 120 corresponding to the second flow path 124 smaller than the diameter of the first flow path 122 is installed. That is, the second vortex sensor 120 has the same configuration as the first vortex sensor 118, but has a size corresponding to the diameter of the second flow path 124 and the second rod 111 and the second piezoelectric element 113. It includes. In this case, the first piezoelectric element 112 and the second piezoelectric element 113 may include a piezoelectric element capable of measuring a large flow rate and a piezoelectric element capable of detecting a small flow rate, respectively, in the first flow path and the second flow path 122 and 124. It is preferable to install in.

병렬 구조의 유량 검출기의 동작을 살펴 본다. 대유량의 유체가 도시되지 않은 유입파이프를 통하여 유량 검출기에 도입되면 유체는 제 1 유로(122)로만 흐르도록 즉, 제 1 유로(122)를 개방하고 제 2 유로(124)를 폐쇄하도록 개폐 스위치 (126)를 조절한다. 대유량의 유체가 제 1 유로(122)를 통해 흐를 때 제 1 와류 센서(118)의 제 1 로드(110)에 의해 유체 내에 발생 되는 마찰력에 의해 카르만 와류가 발생하게 되고, 이 카르만 와류는 제 1 와류 센서(118)의 제 1 압전 소자(112) 부근으로 흐르게 되면 제 1 압전 소자(112)를 타격하여 그에 의한 유체의 압력 요동에 대응하여 제 1 압전 소자(112)는 전기 신호를 발생한다. 이후 도시되지 않은 제어기에 의해 압력을 검출한다.The operation of the parallel flow detector will be described. When a large flow fluid is introduced into the flow rate detector through an inlet pipe (not shown), the fluid flows only into the first flow path 122, that is, the opening and closing switch to open the first flow path 122 and close the second flow path 124. Adjust 126. When a large flow rate of fluid flows through the first flow path 122, the Karman vortex is generated by the frictional force generated in the fluid by the first rod 110 of the first vortex sensor 118. When the first vortex sensor 118 flows near the first piezoelectric element 112, the first piezoelectric element 112 generates an electrical signal in response to the pressure fluctuation of the fluid due to the first piezoelectric element 112. . The pressure is then detected by a controller (not shown).

한편, 소유량의 유체가 유량 검출기에 도입되면 유체는 제 2 유로(124)로만 흐르도록 즉, 제 1 유로(122)를 폐쇄하고 제 2 유로(124)를 개방하도록 개폐 스위치(126)를 조절한다. 소유량의 유체가 제 2 유로(124)를 통해 흐를 때 제 2 와류 센서(120)의 제 2 로드(111)에 의해 유체 내에 발생 되는 마찰력에 의해 카르만 와류가 발생하고, 제 2 와류 센서(120)의 제 2 압전 소자(113) 부근으로 유체가 흘러 제 2 압전 소자(113)는 유체의 압력 요동을 검출하고, 도시되지 않은 제어기에 의해 압력을 검출한다.On the other hand, when a small amount of fluid is introduced into the flow rate detector, the fluid flows only into the second flow path 124, that is, the opening / closing switch 126 is adjusted to close the first flow path 122 and open the second flow path 124. . When a small amount of fluid flows through the second flow path 124, Karman vortex is generated by the friction force generated in the fluid by the second rod 111 of the second vortex sensor 120, and the second vortex sensor 120 The fluid flows near the second piezoelectric element 113 of the second piezoelectric element 113 to detect the pressure fluctuation of the fluid, and to detect the pressure by a controller (not shown).

상기와 같은 동작에 의해 본 발명에 의한 유량 검출기는 다양한 단면적을 갖는 복수개의 측정 유로와 각각의 유로 내에 설치되는 와류 센서에 의해 대유량뿐만 아니라 소유량까지 측정할 수 있다.By the above operation, the flow rate detector according to the present invention can measure not only a large flow rate but also a small flow rate by a plurality of measuring flow passages having various cross-sectional areas and a vortex sensor installed in each flow passage.

도 4는 2개의 병렬 구조를 갖는 유량 검출기의 구조를 설명하였지만, 유동하는 유량이 서로 다른 유로를 2개 이상 복수개 설치하고 각 유량에 맞는 검출강도를 가지는 압전 소자를 장착하여 2개 이상의 병렬 구조를 갖는 유량 검출기로 구성할 수 있다. 이는 미소 유량에서 대유량까지의 측정범위를 더욱 넓힐 수 있다는 장점 을 가진다.Although FIG. 4 illustrates the structure of a flow detector having two parallel structures, two or more parallel structures are provided by installing two or more flow paths having different flow rates and installing piezoelectric elements having a detection intensity suitable for each flow rate. It can comprise with a flow rate detector which has. This has the advantage that the measurement range from micro flow rate to large flow rate can be further extended.

도 5는 직렬 구조를 갖는 본 발명에 따른 유량 검출기의 개략 단면도이다. 도면을 참조하면, 유량 검출기는 덕트(216)와, 상기 덕트(216) 내에 제 1 유로(222)와, 상기 제 1 유로(222)의 하류에 서로 평행하게 형성된 제 2 유로(224) 및 보조 유로(228)와, 상기 제 1 유로(222) 및 제 2 유로(224) 내에 마련된 제 1 와류 센서(218) 및 제 2 와류 센서(220)와, 상기 보조 유로(228)를 개폐하는 개폐 스위치(226)로 구성되어 있다.5 is a schematic cross-sectional view of a flow detector according to the present invention having a series structure. Referring to the drawings, the flow detector includes a duct 216, a first flow path 222 in the duct 216, a second flow path 224 and an auxiliary portion formed in parallel to each other downstream of the first flow path 222. On-off switch for opening and closing the flow path 228, the first vortex sensor 218 and the second vortex sensor 220 provided in the first flow path 222 and the second flow path 224, and the auxiliary flow path 228. It consists of 226.

덕트(216) 내에 유체가 유입되는 위치에 제 1 유로(222)가 형성되어 있으며, 제 1 와류 센서(218)를 지나면서, 제 2 유로(224)와 보조 유로(228)로 나누어진다. 제 2 유로(224)는 제 1 유로(222)보다 단면적이 작고 그에 대응하는 크기의 제 2 와류 센서(220)가 내부에 설치되어 있다. 보조 유로(228)의 입구 및 출구에는 보조 유로(228)를 개폐하기 위한 개폐 스위치(226)가 설치되어 있고, 이는 대유량의 유체가 흐를 때, 제 2 유로(224)에만 유체가 흐르게 되면 제 2 유로(224)가 고압을 받게 되므로 이를 방지하기 위해서 제 2 유로(224) 뿐만 아니라, 보조 유로(228)를 통해 서로 유체가 흐르도록 하기 위한 것이다. 제 1 와류 센서(218) 및 제 2 와류 센서(220)의 구성은 도 3에서 설명한 바와 같다.A first flow path 222 is formed at a position at which fluid flows into the duct 216, and is divided into a second flow path 224 and an auxiliary flow path 228 while passing through the first vortex sensor 218. The second flow path 224 has a smaller cross-sectional area than the first flow path 222 and has a second vortex sensor 220 having a size corresponding thereto. The opening and closing switch 226 for opening and closing the auxiliary flow path 228 is installed at the inlet and the outlet of the auxiliary flow path 228, and when the fluid flows only in the second flow path 224 when a large flow fluid flows, Since the two flow paths 224 are subjected to a high pressure, in order to prevent this, not only the second flow path 224 but also to allow the fluid to flow through each other through the auxiliary flow path 228. The configuration of the first vortex sensor 218 and the second vortex sensor 220 is as described with reference to FIG. 3.

다음은 본 발명에 따른 직렬 구조의 유량 검출기의 동작을 살펴 본다. 대유량의 유체가 도시되지 않은 유입파이프를 통하여 유량 검출기에 도입되면 유체는 제 1 유로(222)를 통해 흐르고, 제 1 와류 센서(218)의 제 1 로드(210)에 의해 유체 내에 발생 되는 마찰력에 의해 카르만 와류가 발생하게 되고, 이 카르만 와류는 제 1 와류 센서(218)의 제 1 압전 소자(212) 부근으로 흐르게 되면 제 1 압전 소자(212)는 카르만 와류에 의한 유체의 압력 요동을 검출하여 전기 신호를 발생한다. 이후 도시되지 않은 제어기에 의해 압력을 검출한다. 이때, 보조 유로(228)의 개폐 스위치(226)는 개방되어 제 1 유로(222)를 지나간 유체는 제 2 유로(224) 및 보조 유로(228)로 흐르게 된다. 또한, 소유량의 유체가 도시되지 않은 유입파이프를 통하여 유량 검출기에 도입되면 제 1 유로(222)를 통해 제 2 유로(224)로 유체가 흐른다. 이때, 보조 유로(228)는 개폐 스위치(226)에 의해 폐쇄되어 유체는 제 2 유로(224)로만 흐른다. 제 2 유로(224)에 위치한 제 2 와류 센서(220)의 제 2 로드(211)에 의해 유체 내에 발생되는 마찰력에 의해 카르만 와류가 발생하게 되고, 이 카르만 와류는 제 2 와류 센서(220)의 제 2 압전 소자(213) 부근으로 흐르게 되면 제 2 압전 소자(213)는 카르만 와류에 의한 유체의 압력 요동을 검출하여 전기 신호를 발생한다. 이후 도시되지 않은 제어기에 의해 압력을 검출한다.Next, look at the operation of the flow rate detector of the serial structure according to the present invention. When a large amount of fluid is introduced into the flow rate detector through an inlet pipe (not shown), the fluid flows through the first flow path 222 and the frictional force generated in the fluid by the first rod 210 of the first vortex sensor 218. Karman vortex is generated by the gas, and when the carman vortex flows near the first piezoelectric element 212 of the first vortex sensor 218, the first piezoelectric element 212 detects the pressure fluctuation of the fluid due to the carman vortex. To generate an electrical signal. The pressure is then detected by a controller (not shown). At this time, the opening / closing switch 226 of the auxiliary flow path 228 is opened so that the fluid passing through the first flow path 222 flows into the second flow path 224 and the auxiliary flow path 228. In addition, when a small amount of fluid is introduced into the flow rate detector through an inlet pipe (not shown), the fluid flows through the first flow path 222 to the second flow path 224. At this time, the auxiliary flow path 228 is closed by the open / close switch 226 so that the fluid flows only to the second flow path 224. The Karman vortex is generated by the frictional force generated in the fluid by the second rod 211 of the second vortex sensor 220 positioned in the second flow path 224. When flowing near the second piezoelectric element 213, the second piezoelectric element 213 detects the pressure fluctuation of the fluid due to the Karman vortex and generates an electrical signal. The pressure is then detected by a controller (not shown).

도 5는 2개의 직렬 구조를 갖는 유량 검출기의 구조를 설명하였지만, 2개 이상의 직렬 구조를 갖는 유량 검출기로 구성할 수 있다. 이는 소유량에서 대유량까지의 측정범위를 더욱 높일 수 있다는 장점을 가진다. Although FIG. 5 demonstrated the structure of the flow rate detector which has two series structures, it can be comprised by the flow rate detector which has two or more series structures. This has the advantage that the measuring range from low flow to large flow can be further increased.

더욱이, 제 2 유로의 크기를 보조 유로의 크기보다 크게 한 후, 보조 유로에 제 3 와류 센서를 더 설치하여 유량을 3단계로 나누어 제 1 유로, 제 2 유로, 보조 유로의 각각에서 유량을 측정할 수도 있다.Further, after the size of the second flow path is larger than that of the auxiliary flow path, a third vortex sensor is further installed in the auxiliary flow path to divide the flow rate into three stages to measure the flow rate in each of the first flow path, the second flow path, and the auxiliary flow path. You may.

본 발명에 따른 유량 검출기의 구조는 병렬 구조와 직렬 구조로 설명하였다. 하지만, 병렬 구조의 유량 검출기와 직렬 구조의 유량 검출기는 혼용될 수 있음은 물론이다. 또한 와류식 유량 검출기 외에도 전자 유량계, 초음파 유량계, 질량 유량계에도 적용 가능하다.The structure of the flow rate detector according to the present invention has been described in parallel and in series. However, the flow rate detector of the parallel structure and the flow rate detector of the series structure can be used interchangeably. In addition to vortex flow detectors, it is also applicable to electromagnetic flowmeters, ultrasonic flowmeters and mass flowmeters.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유량 검출기는 유체의 유량을 측정하기 위해 구조를 재구성하였다.As mentioned above, the flow rate detector according to the present invention has reconstructed the structure to measure the flow rate of the fluid.

그러므로, 본 발명은 넓은 영역의 측정이 가능하고, 미소 유량 측정이 가능한 효과가 있다.Therefore, this invention can measure a large area | region, and there exists an effect which can measure a small flow volume.

또한, 본 발명은 다양한 유량을 한번에 측정할 수 있어, 다양한 용도로 사용이 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention can measure a variety of flow rate at one time, there is an effect that can be used for various purposes.

Claims (5)

덕트와, 상기 덕트 내에 마련된 복수개의 측정 유로와, 상기 복수개의 측정 유로 내에 각각 설치되는 와류 센서를 포함하고,A duct, a plurality of measuring flow paths provided in the duct, and a vortex sensor provided respectively in the plurality of measuring flow paths, 상기 복수개의 측정 유로는 서로 다른 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 유량 검출기.And the plurality of measuring flow passages have different cross-sectional areas. 청구항 1에 있어서, 상기 와류 센서는 복수개의 측정 유로에 각각 형성되고, 서로 다른 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 유량 검출기.The flow rate detector according to claim 1, wherein the eddy current sensor is formed in each of the plurality of measurement flow paths and has a different size. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 유로는 병렬로 배열되고 어느 하나의 측정 유로만을 개방하는 개폐 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 검출기.The flow rate detector according to claim 1, wherein the plurality of flow paths further comprise an open / close switch arranged in parallel to open only one measuring flow path. 청구항 1에 있어서, 상기 다수개의 측정 유로는 직렬로 배열된 것을 특징으로 하는 유량 검출기.The flow rate detector of claim 1, wherein the plurality of measurement flow paths are arranged in series. 청구항 4에 있어서, 상기 측정 유로 중 적어도 하나에는 그에 평행하게 배열된 보조 유로와, 상기 보조 유로를 개폐하는 개폐 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 검출기.The flow rate detector according to claim 4, wherein at least one of the measuring flow paths further comprises an auxiliary flow path arranged in parallel therewith and an opening / closing switch for opening and closing the auxiliary flow path.
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