KR100832793B1 - 정전용량식 전자유량계 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정전용량식 전자유량계에 관한 것으로서, 유체가 흐르는 절연성 합성수지재로 된 유체 측정관(120)과, 상기 유체 측정관(120)과 대응되는 형상으로 유체 측정관(120)을 감싸 소정 간격 이격되도록 형성된 계측센서 설치관(130)과, 상기 계측센서 설치관(130)에 서로 대향되게 고정 설치되어 상기 유체 측정관(120) 내부에 흐르는 유체에 전기장이 공급되도록 하는 한 쌍의 전기장 발생 코일(140a 140b)과, 상기 전기장 발생 코일(140a 140b)의 자속방향과 직교되는 방향으로 상기 계측센서 설치관(130)의 내측면에 연접되도록 관통 고정 설치되어 상기 유체 측정관(120)의 외부면 주위에 소정의 간격으로 이격되게 대향 배치된 한 쌍의 원호형 면전극(151a, 151b)으로 된 정전용량 검출센서(150)와, 상기 계측센서 설치관(130)에 설치된 정전용량 검출센서(150)에 중첩되지 않는 계측센서 설치관(130)의 상부의 길이방향 양단부의 내측면에 연접되도록 관통 고정 설치된 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)와, 상기 정전용량 검출센서(150)로 계측된 정전용량 값과 동시에 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)로 계측된 유체 변화 보정 값을 내장된 PCB 기판(210)의 제어부(215)를 통해 환산한 정확한 유속/유량 산출 값을 디스플레이부(230)로 보내 표시하는 트랜스미터(200)를 포함하여 구성된 특징으로 하는 정전용량식 전자유량계에 관한 것이다.
따라서, 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체가 회돌이 등 난류 상태 특히, 유체의 상부가 불규칙적인 상태로 통과하는 경우에도 계측센서 중 유체 변화 보정 값 검출센서로 노이즈 신호를 보정 환산해 정확한 계측 값을 산출할 수 있어, 협소한 장소의 곡선의 짧은 길이를 가진 전단 배관에도 설치가 용이하면서도 정확한 계측을 할 수 있는 효과가 있다.
전자유량계, 정전용량 검출센서, 유체 변화 보정 값 검출센서
Description
본 발명은 정전용량식 전자유량계에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면, 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체가 회돌이 등 난류 상태(phase)로 통과하는 경우에도 계측센서 중 유체 변화 보정 값 검출센서로 노이즈 신호를 보정 환산해 정확한 계측 값을 산출할 수 있어, 협소한 장소의 곡선의 짧은 길이를 가진 전단 배관에도 설치가 용이하면서도 정확한 계측을 할 수 있는 구조를 가진 정전용량식 전자유량계에 관한 것이다.
일반적으로, 전자유량계는 전자유도원리를 이용하여 유로관내를 흐르는 상하수, 정유, 화학물 등 전도도를 가진 유체의 유량을 유속/유량계측센서와 유압계측센서로 측정하는 구조로 전자유량계의 전자식 유속/유량센서는 전도성 유체의 흐름에 직각으로 자기장을 가하여 직각인 두 방향으로 기전력이 발생하는 원리를 이용하며 유체의 온도, 점도, 밀도 등의 영향을 받지 않고 계측되는 것으로 자세한 설 명은 공지된 사항으로 생략한다.
도 1은 종래의 전자유량계의 설치 상태를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 전자유량계(1)는 몸체(10)의 유체 측정관(15)을 따라 흐르는 유체를 측정하기 위한 유체 측정관(15)의 내측면에 유속/유량계측센서(12)와 유압계측센서(13)가 유체와 연접하도록 설치되고, 유체 측정관(15)의 외측면에는 자기장을 발생시키기 위한 전자기장 발생 코일(도시 안함)이 장착 설치되고, 외부에는 별도로 상기 계측센서(12, 13)에 케이블로 연결된 PCB 기판(도시 안함)이 내장되며, 상기 계측센서(12, 13)에 의해 측정된 유체의 유속/유량 및 유압 계측 정보가 PCB 기판(도시 안함)의 A/D 변환기에 의해 디지털신호로 변환되어 디스플레이부(21)에 유량 측정값을 표시하는 트랜스미터(Transmitter)(20)가 구비된다.
상기와 같은 종래의 전자유량계는 계측센서(12, 13)의 전극이 유체와 직접 접촉되어 유체의 유속/유량을 측정하는 구조로 되어있기 때문에, 고부식성 유체의 유속/유량을 측정하는 경우에 계측센서의 전극이 고부식성 유체에 의해 오염되어 계측효율이 저하되고, 전자유량계의 유체 측정관(15)을 흐르는 유체에 에어 등의 기체 및 고형물이 포함된 경우에 계측센서에 접촉되는 유체가 불규칙하여 유체의 유속/유량의 정확한 계측이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 전단의 90도로 절곡 곡선의 전단 배관(30)의 플랜지(33) 내측에 방수 체결링(34)을 끼워 종래의 전자유량계의 플랜지(11)를 연결 설치하는 경우 즉, 전자유량계 설치 장소가 협소하여 전단 및 후단 배관(30, 31)의 직선배관 부분의 길이를 충분히 길게 하여 배관작업을 할 수 없는 전자유량계 설치 환경에서는 곡선의 전단 배관(30)을 통과하여 전자유량계의 유체 측정관(15)을 흐르는 유체가 회돌이 등 난류 상태로 통과하기 때문에 계측센서(12, 13)에 접촉되는 유체가 불규칙하여 유속/유량 계측 값에 노이즈(잡음) 신호가 높게 포함되어 유체의 유속/유량의 정확한 계측이 어려운 문제점이 있었다.
즉, 종래의 전자유량계(1)를 설치하는 전단 배관(30)이 곡선배관인 경우에는 정확한 계측 값을 얻기 위해서 전자유량계의 유체 측정관(15)으로 유입되어 흐르는 유체가 안정적으로 채워져 통과되도록 하여야 하기 때문에 전단 및 후단 배관(30, 31)의 길이가 충분하게 긴 길이를 갖도록 배관작업을 해야만 되어 상당한 설치공간과 설치작업 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 전자유량계의 유체 측정관(15)을 흐르는 유체가 만관인 상태에서 계측한 값이 가장 정확함에도 불구하고 만관이 아닌 회돌이 등 난류 상태의 유체인 경우에도 유체가 계측센서(12, 13)에 불규칙하게 접촉 계측된 노이즈 신호가 포함된 측정값이 적산되어 정확한 적산 계측 값 산출을 할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 계측센서(전극)가 유체와 직접 접촉하지 않는 넓은 면적을 갖는 비접촉식 정전용량 검출센서를 이용하여 유체의 유속/유량을 계측하기 때문에 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체에 의해 오염되지 않고, 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체의 유속 분포가 변동되는 경우에도 정확한 유속/유량 계측 값을 측정할 수 있고, 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체가 기체와 액체 및 고형물이 섞인 다상(multiphase)의 유체인 경우에도 원호 형상의 면전극 간의 정전용량 차이를 계측하여 정확한 유속/유량 계측 값을 측정할 수 있는 정전용량식 전자유량계를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전단 배관이 협소한 장소의 90도로 절곡된 곡선 배관으로 전단의 곡선 배관을 통과하여 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체가 회돌이 등 난류 상태로 통과하는 경우에도 계측센서 중 유체 변화 보정 값 검출센서로 노이즈(잡음) 신호를 보정 환산해 정확한 계측 값을 산출할 수 있어, 협소한 장소의 곡선의 짧은 길이를 가진 전단 배관에도 설치가 용이하면서도 정확한 계측이 가능한 정전용량식 전자유량계를 제공하는 데 있다.
본 발명의 이러한 목적은 유체가 흐르는 절연성 합성수지재로 된 유체 측정 관(120)과, 상기 유체 측정관(120)과 대응되는 형상으로 유체 측정관(120)을 감싸 소정 간격 이격되도록 형성된 계측센서 설치관(130)과, 상기 계측센서 설치관(130)에 서로 대향되게 고정 설치되어 상기 유체 측정관(120) 내부에 흐르는 유체에 전기장이 공급되도록 하는 한 쌍의 전기장 발생 코일(140a 140b)과, 상기 전기장 발생 코일(140a 140b)의 자속방향과 직교되는 방향으로 상기 계측센서 설치관(130)의 내측면에 연접되도록 관통 고정 설치되어 상기 유체 측정관(120)의 외부면 주위에 소정의 간격으로 이격되게 대향 배치된 한 쌍의 원호형 면전극(151a, 151b)으로 된 정전용량 검출센서(150)와, 상기 계측센서 설치관(130)에 설치된 정전용량 검출센서(150)에 중첩되지 않는 계측센서 설치관(130)의 상부의 길이방향 양단부의 내측면에 연접되도록 관통 고정 설치된 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)와, 상기 정전용량 검출센서(150)로 계측된 정전용량 값과 동시에 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)로 계측된 유체 변화 보정 값을 내장된 PCB 기판(210)의 제어부(215)를 통해 환산한 정확한 유속/유량 산출 값을 디스플레이부(230)로 보내 표시하는 트랜스미터(200)를 포함하는 본 발명에 따른 정전용량식 전자유량계에 의하여 달성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 정전용량식 전자유량계는 비접촉식 정전용량 검출센서를 이용하여 유체의 유속/유량을 계측하기 때문에 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체에 의해 오염되지 않고, 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체의 유속 분포가 변동되는 경우에도 정확한 유속/유량 계측 값을 측정할 수 있고, 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체가 기체와 액체 및 고형물이 섞인 다상의 유체인 경우에도 원호 형상의 면전극 간의 정전용량 차이를 계측하여 정확한 유속/유량 계측 값을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전단 배관이 협소한 장소의 90도로 절곡된 곡선 배관으로 전단의 곡선 배관을 통과하여 전자유량계의 유체 측정관을 흐르는 유체가 회돌이 등 난류 상태 특히, 유체의 상부가 불규칙적인 상태로 통과하는 경우에도 계측센서 중 유체 변화 보정 값 검출센서로 노이즈 신호를 보정 환산해 정확한 계측 값을 산출할 수 있어, 협소한 장소의 곡선의 짧은 길이를 가진 전단 배관에도 설치가 용이하면서도 정확한 계측을 할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계가 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계의 설치 상태를 도시한 사시도, 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계의 일부분을 개략적으로 절개하여 도시한 일부 절개 사시도이고, 도 4는 도 2의 I-I`를 따라 절단한 면을 도시한 종단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계(100)는 기존에 설치된 배관의 중간에 설치되어 내부를 흐르는 피측정 유체의 유속/유량이 계측되도록 전단 및 후단에 형성된 플랜지(110)에 각각 전단 및 후단 배관(300, 310)의 플랜지(330)가 체결 고정되며, 이때 상기 전단 및 후단 배관(300, 310)의 플랜지(330)와 정전용량식 전자유량계(100)의 전단 및 후단에 형성된 플랜지(110) 사이에는 고무재질의 방수 체결링(도시 안함)이 방수 밀폐되게 끼우져 체결 고정된다.
그리고, 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계(100)는 피측정 유체가 흐르는 테프론 등 절연성 합성수지재로 된 유체 측정관(120)과, 상기 유체 측정관(120)과 대응되는 형상으로 유체 측정관(120)을 감싸 소정 간격 이격되도록 형성된 계측센서 설치관(130)과, 상기 계측센서 설치관(130)에 한 쌍의 전기장 발생 코일(마그네틱 코일)(140a 140b)과, 한 쌍의 정전용량 검출센서(Capacitively Coupled Sensor)(150)와, 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)가 상기 유체 측정관(120)에 흐르는 유체와 접촉되지 않도록 유체 측정관(120)의 외부면 주위에 소정의 간격으로 이격 배치되고, 상기 정전용량 검출센서(150) 및 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)와 센서통신케이블(171)로 연결 접속되고, 상기 전기장 발생 코일(140a 140b)와 코일동력케이블(170)로 전기적으로 연결 접속된 트랜스미터(transmitter)(200)를 포함하여 구성된다.
*** 용어 정의 ***
1. 정전용량 검출센서(150): 유체 측정관(120)에 유체가 흐르면 전기장 발생 코일(140a 140b)에서 공급되는 자장의 세기가 정전용량 검출센서(150)의 원호형 면전극(151a, 151b) 간의 정전용량이 증가하게 되어 유체를 감지하게 된다. 정전용량 검출센서(150)에서는 전기장 발생 코일(140a 140b)에서 발생되어 공급되는 기전력의 세기를 유체의 흐름에 따라 변화되는 것을 측정 검출한다. 따라서, 종래의 전자유량계의 유량계측센서가 전기전도도를 가진 유체를 측정하는 것에 비교하여 정전용량 검출센서(150)는 다상 유체를 측정할 수 있다.
2. 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d): 일례로 자기장을 측정하는 센서 중 유속을 측정하는 정전용량 검출센서(150) 외에 별도로 유체의 유형(phase)을 측정하는 홀(hall) 형상의 배관 영향 보정 서라운드 센서로 유체가 온도나 전기장 발생 코일(140a 140b)의 노화나 전, 후단 배관(300, 310)의 영향에 의해 안정적이지 않은 경우에 그 안정적이지 않게 되는 영향에 의한 각 오차(노이즈)의 값을 제어부(마이크로프로세서)(215)에서 보정하게 하여 안정적인 유형의 형태로 보정 환산하는 측정방식으로 유체의 유속.유량 측정의 정확도를 높인 것이다.
따라서, 종래의 전자유량계 보다 유체의 유속/유량이 더 정밀하게 되어 야간의 유체 측정관(120)에 흐르는 최소의 유체 유량 측정이나 특정 구역의 유체 유량의 측정에 적용하는 것이 용이하고, 종래의 전자유량계에서 AC전원을 사용한 것과 비교하여 전력소비를 줄여서 배터리를 이용한 DC전원으로 구동이 가능하다.
그리고, 상기 계측센서 설치관(130)의 외측에는 계측센서 설치관(130)과 대 응되는 형상으로 계측센서 설치관(130)을 감싸 소정 간격 이격되도록 형성된 케이스관(180)이 더 형성된다.
상기 케이스관(180)의 일측에는 상기 센서통신케이블(171) 및 코일동력케이블(170)에 외부로 배출되도록 케이블 배출구(182)가 통공되며, 상기 케이블 배출구(182)는 에폭시 몰딩(186)으로 밀봉된다.
상기 계측센서 설치관(130)은 상기 유체 측정관(120)과 대응되는 형상으로 유체 측정관(120)을 감싸 소정 간격 이격되도록 형성되며, 바람직하게는 그 간격은 0.5mm 내외의 최소 간격이다.
상기 한 쌍의 전기장 발생 코일(140a 140b)은 상기 계측센서 설치관(130)에 서로 대향되게 고정 설치되어 상기 유체 측정관(120) 내부에 흐르는 유체에 전기장이 공급(전달)되도록 하며, 바람직하게는 계측센서 설치관(130)의 상부 및 하부에 각각 설치된다.
상기 정전용량 검출센서(150)는 한 쌍의 원호형 면전극(151a, 151b) 형상으로, 상기 전기장 발생 코일(140a 140b)의 자속방향과 직교되는 방향으로 상기 계측센서 설치관(130)의 내측면에 연접되도록 관통 고정 설치되어 상기 유체 측정관(120)의 외부면 주위에 소정의 간격으로 이격되어 대향 배치된다. 한편, 상기 정전용량 검출센서(150)는 계측센서 설치관(130)의 길이방향으로 연장 형성된다.
즉, 정전용량 검출센서(150)는 계측센서 설치관(130)의 관축의 길이방향으로 연장된 원호 형 면전극(151a, 151b) 간의 정전용량 변화를 통해 유체 측정관(120)에 흐르는 유체로부터 유속/유량 계측 값을 검출(센싱)한다.
한편, 전자유량계(100)의 정전용량 검출센서(150)에 의해 유체 측정관(120)을 흐르는 유체가 기체와 액체 및 고형물이 섞인 다상(multiphase)의 유체인 경우에도 원호 형상의 면전극(151a, 151b) 간의 정전용량 차이를 계측하여 정확한 유속/유량 계측 값을 측정할 수 있다.
상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)는 배관 영향 유체상태 값 검출 서라운드 센서로, 상기 계측센서 설치관(130)에 설치된 정전용량 검출센서(150)에 중첩되지 않는 계측센서 설치관(130)의 상부의 길이방향 양단부의 내측면에 연접되도록 관통 고정 설치되어, 유체 측정관(120)에 흐르는 유체가 양단에 체결 고정된 전단 및 후단 배관(300, 310)의 길이와 전도체 또는 비전도체 여부, 플라스틱 또는 스테인레스 스틸 여부 등의 재질에 의해 영향을 받아 전자기적 변화를 일으키며 그에 따른 유체의 정전용량 변수 보정 값 즉, 노이즈(잡음) 신호를 보정 값으로 검출 센싱한다.
즉, 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)는 상기 유체 측정관(120)에 흐르는 유체가 전단 및 후단에 체결 고정된 배관(300, 310)에 의해 영향을 받아 난류 상태로 특히, 유체의 상부가 불규칙적인 상태(phase)로 통과하는 경우에 상기 정전용량 검출센서(150)로 정확한 계측이 안되는 노이즈(잡음) 신호를 유체 변화 보정 값으로 검출하여 상기 정전용량 검출센서(150)로 계측된 정전용량 값과 동시에 환산하여 정확한 유속/유량 값을 산출한다.
일례로, 전단 배관(300)이 협소한 장소의 90도로 절곡된 곡선 배관으로 전단의 곡선 배관을 통과하는 경우에 전자유량계의 유체 측정관(120)을 흐르는 유체는 회돌이 등 난류 상태로 통과하며, 이때 하부 보다는 상부의 유체에서 대부분의 난류가 발생되기 때문에 정전용량식 계측센서 중 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)는 계측센서 설치관(130)의 상부의 길이방향 양단부에 설치되어 노이즈(잡음) 신호를 유체 변화 보정 값으로 검출(유체의 유형을 측정)하여 계측한 값을 센서통신케이블(171)을 통해 트랜스미터(200) 내부의 PCB 기판(210)의 제어부(215)에 정전용량 검출센서(150)를 통해 계측한 값에 정확한 유속/유량 값의 환산을 위한 유체 변화 보정 값(변수)을 주어 제어부(215)를 거쳐(제어부의 유체 변화 보정 값 환산부(216)를 거쳐) 정확한 유속/유량 산출 값을 디스플레이부(230)에 표시한다. 따라서, 전단 배관(300)의 길이를 짧게 하여 설치해도 정확한 유속/유량 값을 산출할 수 있어 협소한 장소의 곡선 전단 배관(300)인 경우에도 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계(100)의 설치가 용이하다.
그 후, 후술하는 트랜스미터(200)의 PCB 기판(210)의 제어부(마이크로프로세서)(215)를 통해 유체 변화 보정 값 환산부(216)에서 상기 정전용량 검출센서(150)에서 검출된 정전용량 값과 동시에 유체의 정전용량 변수 보정 값을 환산하여 정확한 유속/유량 값을 산출한다.
한편, 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)는 한 쌍(160a, 160b) 또는 두 쌍(160c, 160d) 이상으로 상기 계측센서 설치관(130)의 상부의 길이방향 양단부의 내측면에 연접되게 소정 간격으로 이격되어 홀 형상으로 관통 고정 설치된다.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계의 계측센서에서 계측한 값이 트랜스미터의 제어부를 통해 보정 환산된 값이 산출되어 디스플레이되는 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계(100)의 전원장치는 도시를 생략하고, 상기 정전용량 검출센서(150)와 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)의 정전용량식 기본 계측원리는 공지된 사항으로 상세한 설명을 생략하고, 도 5를 참조하여 전자유량계의 계측센서(150, 160a~160d)에서 계측한 값이 트랜스미터의 제어부(215)를 통해 정확하게 보정 환산된 값이 산출되어 디스플레이되는 방법을 간략히 설명한다.
상기 트랜스미터(200)는 상기 정전용량 검출센서(150)로 계측된 정전용량 값과 동시에 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)로 계측된 유체 변화 정전용량 보정 값(노이즈 신호 보정 값)을 내장된 PCB 기판(210)의 제어부(215)를 통해 유체 변화 보정 값 환산부(216)에서 환산한 후 정확한 유속/유량 산출 값을 디스플레이부(230)로 보내 표시한다.
상기 트랜스미터(200)의 PCB 기판(210)은 상기 정전용량 검출센서(150)의 원호형 면전극(151a, 151b) 및 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)와 센서통신케이블(171)로 연결되어 아날로그 신호 값을 디지털 신호 값으로 변환하는 A/D 컨버터(214)와, 상기 A/D 컨버터(214)로부터 동시에 입력된 정전용량 값과 유체 변화 보정 값을 일측에 연결된 유체 변화 보정 값 환산부(216)로 보내 정확한 유속/유량 값을 산출한다. 그리고, 상기 전기장 발생 코일(140a 140b)과 코일동력케이블(170)로 연결되어 전기장 발생 코일(140a 140b)에 전원을 공급하는 제어부(215)와, 상기 제어부(215)로부터 입력된 유속/유량 산출 값을 디스플레이부(230)로 보내 표시하는 사용자 인터페이스(218)를 포함하여 구성된다.
한편, 제어부(215)에는 외부 먼거리에 이격된 외부주제어장치(외부 메인통제 컴퓨터)(290)와 외부주제어장치 연결 케이블(240)로 연결 접속된 통신 인터페이스(219)가 더 포함된다. 그리고, 제어부(215)에는 난류 유체로부터 검출된 노이즈 신호의 크기를 지속적으로 감시하여 능동적으로 자기장의 세기를 낙추어 전력소비를 줄일 수 있는 능동형 노이즈 제거 필터(도시 안함) 등이 더 연결될 수 있다.
한편, 상기 정전용량 검출센서(150)에는 센서통신케이블(171)을 통해 들어오는 검출 신호를 처리하여 다음 단계에서 처리하기 용이하게 만드는 프론트 엔드 회로(Front End Circuit)(도시 안함)가 연결될 수 있다.
그리고, 상기 A/D 컨버터(214) 이전에는 정전용량 값과 유체 변화 보정 값을 증폭하여 A/D 컨버터(214)로 입력되도록 전하 증폭기(AMP, 도시 안함)가 연결될 수 있다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었 으나, 상기한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 전자유량계의 설치 상태를 설명하기 위해 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계의 설치 상태를 도시한 사시도
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계의 일부분을 개략적으로 절개하여 도시한 일부 절개 사시도
도 4는 도 2의 I-I`를 따라 절단한 면을 도시한 종단면도
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 정전용량식 전자유량계의 계측센서에서 계측한 값이 트랜스미터의 제어부를 통해 보정 환산된 값이 산출되어 디스플레이되는 방법을 설명하기 위해 개략적으로 도시한 블록구성도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100. 정전용량식 전자유량계 120. 유체 측정관
130. 계측센서 설치관 140a, 140b. 전자기장 발생 코일
150. 정전용량 검출센서 151a, 151b. 원호형 면전극
160a, 160b, 160c, 160d. 유체 변화 보정 값 검출센서
170. 코일동력케이블 171. 센서통신케이블
180. 케이스관 182. 케이블 배출구
186. 에폭시 몰딩 200. 트랜스미터
210. PCB 기판 214. A/D 변환기
215. 제어부 216. 유체 변화 보정 값 환산부
218. 사용자 인터페이스 230. 디스플레이부
300. 전단 배관 310. 후단 배관
Claims (7)
- 유체가 흐르는 절연성 합성수지재로 된 유체 측정관(120)과,상기 유체 측정관(120)과 대응되는 형상으로 유체 측정관(120)을 감싸 소정 간격 이격되도록 형성된 계측센서 설치관(130)과,상기 계측센서 설치관(130)에 서로 대향되게 고정 설치되어 상기 유체 측정관(120) 내부에 흐르는 유체에 전기장이 공급되도록 하는 한 쌍의 전기장 발생 코일(140a 140b)과,상기 전기장 발생 코일(140a 140b)의 자속방향과 직교되는 방향으로 상기 계측센서 설치관(130)의 내측면에 연접되도록 관통 고정 설치되어 상기 유체 측정관(120)의 외부면 주위에 소정의 간격으로 이격되게 대향 배치된 한 쌍의 원호형 면전극(151a, 151b)으로 된 정전용량 검출센서(150)와,상기 계측센서 설치관(130)에 설치된 정전용량 검출센서(150)에 중첩되지 않는 계측센서 설치관(130)의 상부의 길이방향 양단부의 내측면에 연접되도록 관통 고정 설치된 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)와,상기 정전용량 검출센서(150)로 계측된 정전용량 값과 동시에 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)로 계측된 유체 변화 보정 값을 내장된 PCB 기판(210)의 제어부(215)를 통해 환산한 정확한 유속/유량 산출 값을 디스플레이부(230)로 보내 표시하는 트랜스미터(200)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량식 전자유량계.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)는 한 쌍 이상으로 상기 계측센서 설치관(130)의 상부의 길이방향 양단부의 내측면에 연접되게 소정 간격으로 이격되어 홀 형상으로 관통 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 전자유량계.
- 제1항에 있어서, 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)는 상기 유체 측정관(120)에 흐르는 유체가 전단 및 후단에 체결 고정된 배관(300, 310)에 영향을 받아 난류 상태로 통과하는 경우에 상기 정전용량 검출센서(150)로 정확한 계측이 안되는 노이즈 신호를 유체 변화 보정 값으로 검출하여 상기 정전용량 검출센서(150)로 계측된 정전용량 값과 동시에 환산하여 정확한 유속/유량 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 정전용량식 전자유량계.
- 제1항에 있어서, 상기 트랜스미터(200)의 PCB 기판(210)은 상기 정전용량 검출센서(150)의 원호형 면전극(151a, 151b) 및 상기 유체 변화 보정 값 검출센서(160a, 160b, 160c, 160d)와 센서통신케이블(171)로 연결되어 아날로그 신호 값을 디지털 신호 값으로 변환하는 A/D 컨버터(214)와; 상기 A/D 컨버터(214)로부터 동시에 입력된 정전용량 값과 유체 변화 보정 값을 일측에 연결된 유체 변화 보정 값 환산부(216)로 보내 정확한 유속/유량 값을 산출하며, 상기 전기장 발생 코일(140a 140b)과 코일동력케이블(170)로 연결되어 전기장 발생 코일(140a 140b)에 전원을 공급하는 제어부(215)와; 상기 제어부(215)로부터 입력된 유속/유량 산출 값을 디스플레이부(230)로 보내 표시하는 사용자 인터페이스(218)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 정전용량식 전자유량계.
- 제1항에 있어서, 상기 계측센서 설치관(130)의 외측에는 계측센서 설치관(130)과 대응되는 형상으로 계측센서 설치관(130)을 감싸 소정 간격 이격되도록 형성된 케이스관(180)이 형성된 것을 특징으로 하는 정전용량식 전자유량계.
- 제6항에 있어서, 상기 케이스관(180)의 일측에는 상기 케이블 배출구(182)는 상기 센서통신케이블(171) 및 코일동력케이블(170)에 외부로 배출되도록 케이블 배 출구(182)가 통공되며, 케이블 배출구(182)는 에폭시 몰딩(186)으로 밀봉되는 것을 특징으로 하는 정전용량식 전자유량계.
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