KR101176003B1 - 오일 공급부를 구비된 차압 센서와, 오일 충진 장치 및 방법 - Google Patents

오일 공급부를 구비된 차압 센서와, 오일 충진 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차압 센서에 대한 것으로서 특히 압력 측정을 위한 오일을 공급하는 오일 공급부를 구비하여 보다 안정적으로 오일을 차압센서에 충진할 수 있는 차압 센서 및 상기 오일을 충진할 수 있는 방법 및 장치에 대한 것이다.

Description

오일 공급부를 구비된 차압 센서와, 오일 충진 장치 및 방법{Differential sensor with oil supplier and oil charging apparatus and method}
본 발명은 차압 센서에 대한 것으로서 특히 압력 측정을 위한 오일을 공급하는 오일 공급부를 구비하여 보다 안정적으로 오일을 차압센서에 충진할 수 있는 차압 센서 및 상기 오일을 충진할 수 있는 방법 및 장치에 대한 것이다.
일반적으로 차압센서는 2개의 관로를 통해 양단간의 압력편차를 검출하는 센서를 말한다. 차압센서는 다이어프램식, 정전용량식, 압전방식, 및 전기저항식 등 다양한 형태를 갖는다.
이들 중 다이어프램식 차압센서(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 양단에 격리 다이어프램(160)이 설치된 센서 바디(110)와, 센서 바디(100) 내부의 전극(130)과 이격되게 배치되는 센터 다이어프램(120)을 포함하며, 상기 센서 바디(110)의 내부에 설치된 오일 이송관(160)을 포함하는 구조를 갖는다.
측정 대상 압력이 격리 다이어프램(160)으로 작용하면 오일이 오일 이송관(140)을 통해 이송되어 그 압력이 센터 다이어프램(120) 측으로 작용하게 된다.
그에 따라 센서 바디(110) 양단의 차압에 의해 센터 다이어프램(120)의 이동이 발생하며, 센터 다이어프램(120)과 전극(130)과의 거리변화에 의해 정전 용량의 변화가 발생한다.
이러한 정전용량의 변화를 압력 신호를 변환하여 차압을 측정하게 된다.
이와 같은 구조의 다이어프램식 차압센서를 이용하여 미세 차압을 측정하는 경우, 그 측정 정밀도를 향상시키기 위해서는 격리 다이어프램(160)이 미세 압력에도 변형될 수 있어야 한다.
이를 위해서 격리 다이어프램(160)의 두께를 박막화하거나 격리 다이어프램을 물결 형상(요철)으로 형성하여 변형이 용이하도록 하고 있다.
격리 다이어프램(160)에 물결 형상을 형성하는 공정은 프레스 가공을 통해 이루어지는 것이 일반적이다.
이러한 차압 센서(100)의 구조는 널리 알려진 것으로서 특히 유럽 특허 제0212942호 및 미국 등록 특허 제5551299호에 자세히 기재되어 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 상술한 바와 같은 종래의 차압 센서(100)의 경우 오일을 충진하기 위해 상기 전극(130)에 연결되는 전선튜브(170)를 이용한다
즉, 오일 충진시에는 오일을 상기 차압 센서(100) 내부로 충진시키는 통로로 사용하고 충진 후에는 상기 전극(130)에 연결되는 전선이 장치되는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 차압 센서(100)의 경우 상기 전선 튜브(170)를 통해 오일을 충진하기가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 오일 충진 후 상기 전선 튜브(170)에 오일이 잔류하는 경우가 있어 보다 정확한 압력 측정이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 차압 센서에 별도의 오일 공급부를 구비하여 보다 안정적으로 오일을 충진할 수 있도록 하는 한편 전기적 신호를 전달하는 전선에 오일이 잔류하지 않도록 하여 보다 정밀한 압력 측정이 가능한 차압 센서 및 상기 차압 센서에 오일을 공급하는 장치와 방법을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차압 센서(100)의 센서 바디(110) 일측에 형성되는 것으로서 센터 다이아프렘(120)이 설치되는 공간에 오일을 충진하는 오일 공급부(190)를 더 포함하되, 상기 오일 공급부(190)는 상기 센서 바디(110)의 외부와 센터 다이아프렘(120)이 설치되는 공간을 연통시키는 오일 주입관(191)와, 상기 오일 주입관(191)에 연결되어 외부로부터 오일이 투입되는 오일 공급관(192)을 포함하는 오일 공급부가 구비된 차압 센서에 일 특징이 있다.
이때, 상기 오일 주입관(191)의 말단에 나사 결합부(191a)가 형성되어 상기 오일 공급관(192)과 상호 나사 결합되는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 차압 센서(100)에 오일을 충진하기 위한 오일 충진 장치(200)로서, 상기 오일 충진 장치(200)는 수직 방향으로 형성되는 지지대(220)와, 상기 지지대(220)상에 배치되어 충진하고자 하는 오일(O)이 저장되어 있는 오일 보관조(240)와, 상기 지지대(220), 오일 보관조(240) 및 차압 센서(100)를 내부에 수용하는 챔버(210)와, 상기 챔버(210) 일측에 배치되어 상기 챔버(210) 내부가 진공이 되도록 하는 석션부(250)를 포함하는 차압 센서의 오일 충진 장치에 또 다른 특징이 있다.
이때, 상기 지지대(220) 또는 오일 보관조(240) 일측에 배치되어 상기 오일 보관조(240)를 가열하는 히터(230)와, 상기 챔버(210) 일측에 배치되어 상기 히터(230)에 전원을 공급하는 전원 인가부(260)를 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 오일 충진 장치를 이용하여 차압 센서에 오일을 충진하는 방법(S100)으로서, 상기 방법(S100)은 차압 센서(100)를 챔버(210) 내부에 배치하는 한편 센서 바디(110)의 외부와 센터 다이아프렘(120)이 설치되는 공간을 연통시키는 오일 주입관(191)에 상기 오일 보관조(240)에 연결된 오일 공급관(192)을 상호 연결하는 단계(S110)와, 상기 챔버(210) 내부를 진공으로 형성하는 단계(S120)와, 상기 챔버(210) 내부의 진공을 해제하는 단계(S130)를 포함하는 차압 센서의 오일 충진 방법에 또 다른 특징이 있다.
이때, 상기 차압 센서(100)를 일측에 석션홀(311)이 형성된 지그(300)에 장착하되, 상기 차압 센서(100)의 격리 다이아프렘(160)을 상기 석션홀(311)측으로 향하도록 장착한 후에 상기 석션홀(311)을 통해 석션하는 단계(S140)와, 상기 오일 주입관(191)을 폐쇄하는 단계(S150)를 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 오일 주입관(191)을 폐쇄하는 단계(S150)는 상기 오일 주입관(191)과 오일 공급관(192)을 분리하고 나서, 상기 오일 주입관에 볼을 삽입한 후 무두 볼트를 장착하는 것도 가능하다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의해 오일을 보다 안정적으로 충진할 수 잇는 한편 압력을 보다 정확하게 측정할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 일반적인 차압센서의 구조를 설명하기 위한 개념도
도 4는 본 발명의 오일 공급부를 설명하기 위한 개념도
도 5는 본 발명의 오일 공급 장치를 설명하기 위한 개념도
도 6 및 도 7은 본 발명의 오일 공급 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 여러 실시 예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 다른 실시 예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)" 등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면과 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 차압 센서(100)의 센서 바디(110) 일측에 형성되는 것으로서 센터 다이아프렘(120)이 설치되는 공간에 오일을 충진하는 오일 공급부(190)를 포함한다.
이때, 상기 오일 공급부(190)는 상기 센서 바디(110)의 외부와 센터 다이아프렘(120)이 설치되는 공간을 연통시키는 오일 주입관(191)와, 상기 오일 주입관(191)에 연결되어 외부로부터 오일이 투입되는 오일 공급관(192)을 포함할 수 있다.
종래에는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 전극(130)에 연결되는 전선 튜브(170)를 오일 충진 경로로 사용하였다.
그런데, 상술한 종래 기술의 경우 상기 전선 튜브(170)를 통해 오일을 충진하기가 어려운 문제점이 있었다.
또한, 오일 충진 후 상기 전선 튜브(170)에 오일이 잔류하는 경우가 있어 보다 정확한 압력 측정이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결한 것으로서 기존의 전선 튜브(170)외에 별도의 오일 공급부(190)를 구비하여 오일은 안정적으로 충진하도록 한 것이다.
한편, 본 발명의 오일 주입관(191)은 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 센서 바디(110) 외측면에서부터 상기 센터 다이아프렘(120)까지 연통되는 홀(hole)일 수 있다.
물론 별도의 튜브를 이용하여 센서 바디(110) 외측면에서부터 상기 센터 다이아프렘(120)까지 연통되도록 하는 것도 가능하다.
특히 도 4a에 도시된 바와 같이 센서 바디(110)의 도면상 하측으로 상기 오일 주입관(191)을 형성하는 것도 가능하고, 도 4b에 도시된 바와 같이 격리 다이아프렘(160)측으로 오일 주입관(191-1)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 오일 주입관(191-1)의 일측에 형성되어 상기 격리 다이아프렘(160)측으로 연통되는 연통관(191-2)을 포함하여 오일이 상기 오일 주입관(191-1)과 연통관(191-2)을 통해 상기 격리 다이아프렘(160)과 센서 바디(110)사이의 공간에 오일이 주입되도록 할 수 있다.
상기 오일 공급관(192)은 외부에 저장되어 있는 오일을 상기 오일 주입관(191)으로 이송하는 통로 역할을 하는 것으로서 도4a 및 도 4b에 도시된 형상 외에도 상술한 바와 같이 오일을 이송하는 통로 역할을 하는 한 그 형상에 의해 본 발명이 제한되지 않는다.
특히 도4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 오일 주입관(191)의 말단에 나사 결합부(191a)가 형성되어 상기 오일 공급관(192)과 상호 나사 결합되도록 하여 보다 용이하게 탈부착할 수 있도록 하는 것도 가능하다.
또한, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 오일 주입관(191)을 센서 바디(110) 외측으로 연장 형성한 후 상기 말단부에 상술한 나사 결합부(191a)를 형성하는 것도 가능하다.
이때, 도 4a에 도시된 바와 같이 오일 공급관(192)의 말단에 너트(192a)를 형성하는 것도 가능하고 도 4b에 도시된 바와 같이 오일 공급관(192-1)의 말단에 나사를 형성하여 상기 오일 주입관(191-1)과 나사 결합되도록 하는 것도 가능하다.
즉, 상기 오일 주입관(191)을 내벽에 나사 형상을 형성하여 상기 나사 결합부(191a)를 형성할 수도 있고, 상기 오일 공급관(192)의 내측 또는 외측에 나사 형상을 형성하여 상기 오일 주입관(191)과 나사 결합되도록 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 차압 센서(100)에 오일을 충진하는 오일 충진 장치(200)를 도 5를 참조하여 설명한다.
상기 오일 충진 장치(200)는 수직 방향으로 형성되는 지지대(220)와, 상기 지지대(220)상에 배치되어 충진하고자 하는 오일(O)이 저장되어 있는 오일 보관조(240)와, 상기 지지대(220), 오일 보관조(240) 및 차압 센서(100)를 내부에 수용하는 챔버(210)를 포함한다.
이때, 상기 챔버(210) 일측에 배치되어 상기 챔버(210) 내부가 진공이 되도록 하는 석션부(250)가 설치된다.
이와 같은 본 발명의 오일 충진 장치(200)에 의해 상기 챔버(210) 내부를 진공으로 형성하여 상기 차압 센서(100) 내부에 잔존하는 기체를 배출한 후 상기 오일 보관조(240)에 저장되어 있는 오일을 상술한 오일 공급부(190)를 통해 차압 센서(100)에 충진한다.
한편, 상기 오일을 적정 온도로 유지하기 위해 상기 오일 보관조(240)를 가열하는 히터(230)와, 상기 챔버(210) 일측에 배치되어 상기 히터(230)에 전원을 공급하는 전원 인가부(260)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 히터(230)는 상기 지지대(220) 또는 오일 보관조(240) 일측에 배치될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이 지지대(220)와 오일 보관조(240)사이에 배치될 수 있다.
한편 상기 석션부(250)는 도시된 바와 같이 밸브(251)와 진공 펌프(252)를 포함할 수 있으며 상기 밸브(251)와 진공 펌프(252)는 널리 알려진 구성이므로 자세한 도시와 설명은 생략한다.
또한, 상기 히터(230)의 경우도 널리 알려진 구성이므로 자세한 도시와 설명은 생략한다.
이상 설명한 오일 충진 장치(200)를 이용하여 차압 센서(100)에 오일을 충진하는 방법(S100)에 대해 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
우선 도 5에 도시된 바와 같이 차압 센서(100)를 챔버(210) 내부에 배치하는 한편 센서 바디(110)의 외부와 센터 다이아프렘(120)이 설치되는 공간을 연통시키는 오일 주입관(191)에 상기 오일 보관조(240)에 연결된 오일 공급관(192)을 상호 연결하는 단계(S110, 이하 제1단계라 함)를 수행한다.
상기 제1단계(S110)에서 상기 오일 주입관(191)의 말단에 나사 결합부(191a, 도 4참조)를 형성하여 상기 오일 공급관(192)과 보다 용이하게 결합할 수 있음은 이미 설명한 바와 같다.
상기 제1단계(S110) 수행 후, 상기 챔버(210) 내부를 진공으로 형성하는 단계(S120, 이하 제2단계라 함)를 수행한다.
상기 제2단계(S120)에서 상술한 석션부(250)에 의해 상기 챔버(210) 내부를 진공으로 형성할 수 있다.
상기 제2단계(S130) 수행 후, 상기 챔버(210) 내부의 진공을 해제하는 단계(S130, 이하 제3단계라 함)를 수행한다.
상기 제3단계(S130)에 의해 오일이 상기 차압 센서(100) 내부로 충진되며 이에 대해 자세히 설명한다.
우선, 상기 제2단계(S130)에 의해 상기 챔버(210) 내부가 진공으로 되면 상기 차압 센서(100) 내부의 압력보다 챔버(210) 내부의 압력이 낮아져서, 상기 차압 센서(100) 내부에 잔존하는 기체가 유출된다.
이때, 상기 차압 센서(100)는 오일 공급부(190)에 의해 오일 보관조(240)에 연결되어 있으므로 상기 차압 센서(100) 내부에 잔존하는 기체는 상기 오일 공급부(190)를 거쳐 상기 오일 보관조(240)로 유출된다.
물론 이 경우 상기 오일 보관조(240)에 위치하는 오일 공급관(192)이 받는 수압은 상기 차압 센서(100) 내부 압력보다 낮아야 함은 당연하다.
이 후 상기 제3단계(S130)에서 챔버(210) 내부의 진공 상태를 해제하면 차압 센서(100) 내부의 압력이 챔버(210) 내부보다 낮으므로 오일 보관조(240)에 저장되어 있는 오일이 다시 차압 센서(100) 내부로 유입된다.
이러한 과정을 거쳐 오일이 상기 차압 센서(100) 내부로 충진되는 것이다.
한편, 상기 제1단계(S110) 내지 제3단계(S130)를 통해 오일이 상기 차압 센서(100) 내부로 충진되나 보다 완전한 충진을 위해 다음과 같은 제4단계(S140) 및 제5단계(S150)를 수행한다.
상기 제4단계(S140)는 상기 차압 센서(100)를 챔버(210) 외부로 반출한 후, 상기 차압 센서(100)를 일측에 석션홀(311)이 형성된 지그(300)에 장착하되, 상기 차압 센서(100)의 격리 다이아프렘(160)을 상기 석션홀(311)측으로 향하도록 장착한 후에 상기 석션홀(311)을 통해 석션하는 단계이다.
상기 지그(300)는 도 6에 도시된 바와 같이 차압 센서(100)를 내부에 수용할 수 있는 형상이면 어느 것이나 사용 가능하며 이때 상기 차압 센서(100)의 격리 다이아프렘(160)이 향하는 측면에는 석션홀(311)이 형성된다.
이때, 상기 석션홀(311)을 통해 석션하면 상기 차압 센서(100)의 격리 다이아프렘(160)이 흡인된다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이 도면상 좌측의 격리 다이아프렘(160)의 경우 상기 석션홀(311)을 통한 석션에 의해 도면상 좌측으로 이동하게 되어 결과적으로 내부 공간이 확장된다.
이때 상기 석션홀(311)측에 오링(O-ring)을 장착하는 것도 가능하다
이와 같은 현상에 의해 오일이 보다 더 충실하게 충진될 수 있다.
한편, 상기 제4단계(S140) 수행 후, 상기 오일 주입관(191)을 폐쇄하는 단계(S150)를 수행하여 오일 충진 공정을 종료한다.
이때, 상기 오일 주입관(191)을 폐쇄하는 단계(S150)는 상기 오일 주입관(191)과 오일 공급관(192)을 분리하고 나서, 상기 오일 주입관에 볼을 삽입한 후 무두 볼트를 장착하여 폐쇄할 수 있다.
100 : 차압 센서 120 : 센터 다이아 프렘
160 : 격리 다이아프렘 200 : 오일 충진 장치
300 : 지그

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 센서 바디(110)와, 상기 센서 바디(110)의 외부와 상기 센서 바디(110) 내부의 센터 다이어프램(120)이 설치되는 공간을 연통시켜 상기 센터 다이어프램(120)이 설치되는 공간에 오일이 충진되도록 하는 오일 주입관(191)을 포함하는 차압 센서(100)에 오일을 충진하기 위한 차압 센서의 오일 충진 장치(200)로서,
    수직 방향으로 형성되는 지지대(220)와,
    상기 지지대(220)상에 배치되어 충진하고자 하는 오일(O)이 저장되며, 상기 오일 주입관(191)에 연결 가능한 오일 공급관(192)이 연결되는 오일 보관조(240)와,
    상기 지지대(220), 오일 보관조(240) 및 차압 센서(100)를 내부에 수용하는 챔버(210)와,
    상기 챔버(210) 일측에 배치되어 상기 챔버(210) 내부가 진공이 되도록 하는 석션부(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 센서의 오일 충진 장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지대(220) 또는 오일 보관조(240) 일측에 배치되어 상기 오일 보관조(240)를 가열하는 히터(230)와,
    상기 챔버(210) 일측에 배치되어 상기 히터(230)에 전원을 공급하는 전원 인가부(260)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 센서의 오일 충진 장치
  5. 제3항에 기재된 오일 충진 장치를 이용하여 차압 센서에 오일을 충진하는 차압 센서의 오일 충진 방법(S100)으로서,
    상기 차압 센서(100)를 상기 챔버(210) 내부에 배치하는 한편 상기 오일 주입관(191)에 상기 오일 공급관(192)을 연결하는 단계(S110)와,
    상기 챔버(210) 내부를 진공으로 형성하는 단계(S120)와,
    상기 챔버(210) 내부의 진공을 해제하는 단계(S130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 센서의 오일 충진 방법
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차압 센서(100)를 일측에 석션홀(311)이 형성된 지그(300)에 장착하되, 상기 차압 센서(100)의 격리 다이아프렘(160)을 상기 석션홀(311)측으로 향하도록 장착한 후에 상기 석션홀(311)을 통해 석션하는 단계(S140)와,
    상기 오일 주입관(191)을 폐쇄하는 단계(S150)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차압 센서의 오일 충진 방법
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오일 주입관(191)을 폐쇄하는 단계(S150)는 상기 오일 주입관(191)과 오일 공급관(192)을 분리하고 나서 상기 오일 주입관에 볼을 삽입한 후 무두 볼트를 장착하는 것을 특징으로 하는 차압 센서의 오일 충진 방법
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