KR101431461B1 - 바이모프를 이용한 유량계 - Google Patents

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KR101431461B1
KR101431461B1 KR1020130074298A KR20130074298A KR101431461B1 KR 101431461 B1 KR101431461 B1 KR 101431461B1 KR 1020130074298 A KR1020130074298 A KR 1020130074298A KR 20130074298 A KR20130074298 A KR 20130074298A KR 101431461 B1 KR101431461 B1 KR 101431461B1
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bimorph
fluid
flow
oil pipe
coupled
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KR1020130074298A
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이성재
박현식
송철화
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한국원자력연구원
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Abstract

본 발명은 유체가 유동하는 유관(10)의 내면에 결합되는 고정부재(110)를 포함하는 고정수단; 및 상기 고정부재(110)에 결합되며 유체의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하는 제1작동모드로 작동되어 유체의 유량을 측정하는 바이모프(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이모프를 이용한 유량계(1000)에 관한 것이다.

Description

바이모프를 이용한 유량계{Flowmeter using bimorph}
본 발명은 유체의 유량을 측정하기 위한 유량계에 관한 것이다.
이 때, 유량계는 기체 또는 액체가 단위시간에 흐르는 양(체적 또는 질량)을 측정하는 계기. 유체의 양을 체적으로 나타내는 유량계를 체적유량계라 하고, 질량으로 나타내는 유량계를 질량 유량계라 한다. 유량계의 종류는 매우 많아, 유체의 종류나 측정조건, 사용목적 등에 따라 적절한 선택이 필요하다. 대표적인 유량계 들의 작동 원리는 아래와 같다.
차압식 유량계는 관로에 설치된 스로틀 전후의 압력차의 평방근이 유량에 비례하는 것을 이용한다.
층류 유량계는 차압식 유량계의 일종이지만, 스로틀로서 세관(細管)을 사용하면 스로틀 전후의 압력차는 유량에 비례하는 것을 이용한다.
면전식 유량계는 테이퍼관과 부자, 피스톤과 슬릿 등의 조합에 의하여 스로틀의 면적을 바꾸고, 스로틀의 면적과 유량이 비례하는 것을 이용한다.
용적식 유량계는 로터와 케이스, 피스톤과 실린더 등을 이용하여 유체를 일정 용적 내에 가두어 넣고, 다음에 방출하기를 반복하여 단위 시간당의 횟수에서 유량을 얻는다.
터빈 유량계는 회전 날개의 회전수가 유량에 비례하는 것을 이용하며, 고온, 저온, 고압 등의 엄한 조건의 유체에 적용할 수 있다.
전자 유량계는 전도성 유체의 흐름 방향에 직각으로 자장을 가하면 두방향으로 직각인 방향에 기전력이 발생하는데, 이 기전력이 유량(유속)에 비례한다.
초음파 유량계는 유속에 의한 초음파의 전파 속도의 변화를 시간차, 위상차, 도플러 효과 등에 의해서 검출한다.
열식 유량계는 열선 열막 등의 발열체로부터의 열방산이 유속에 의해 변화하는 현상을 이용한다.
카르만 소용돌이 유량계는 유체의 흐름에 직각으로 놓인 기둥에 의하여 발생하는 칼만 소용돌이의 발생빈도(주파수)가 유속에 비례하는 현상을 이용한다.
유량계는 다양한 종류가 있는데, 주로 초음파 유량계와 와류식 유량계가 이용되고 있다.
초음파 유량계는 서로 교대로 발사 또는 수신하도록 유관내에 한 쌍의 초음파 송수파기가 대향 설치되어 유속을 연산한다. 예를 들어, 초음파 송수파기는 전기 에너지, 기계적 에너지 변환소자로서 압전 세라믹 등의 압전진동자를 사용한다. 즉, 일측의 초음파 송수파기에 구동용 버스 전압신호를 인가하여 초음파 버스트 신호를 방사하면, 이 초음파 버스트 신호는 도면의 L경로를 거쳐 t시간 후에 타측의 초음파 송수파기에 도달한다. 상기 타측의 초음파 송수파기에서는 전달된 초음파 버스트 신호만을 전기 버스트 신호로 변환하고, 이 전기 버스트 신호를 트리거 신호로 해서 일측의 초음파 송수파기로 다시 초음파 버스트 신호를 방사한다. 이 초음파 버스트 신호는 L경로를 거쳐 t시간 후에 일측의 초음파 송수파기에 도달한다. 이와 같은 장치를 싱어라운드 장치라고 하고, 일측의 초음파 송수파기에서 초음파 펄스가 방사되어 타측의 초음파 송수파기에 도달하는데에 필요한 시간을 싱어라운드 주기라고 하며, 그 역수를 싱어라운드 주파수라고 한다.
유관을 흐르는 액체의 유속을 V, 유체 중의 초음파의 속도를 C, 유체가 흐르는 방향과 초음파 펄스의 전반방향의 각도를 θ로 하고, 일측의 초음파 송수파기에서 나온 초음파 펄스가 타측의 초음파 송수파기에 도달하는 시간인 싱어라운드 주기를 t, 싱어라운드 주파수를 f라고 하면 다음 식이 성립한다.
(수학식 1)
f = 1/t =(C + Vcosθ)/L
일측의 초음파 송수파기에서 나온 초음파 펄스가 타측의 초음파 송수파기에 도달하는 시간인 싱어라운드 주기를 t1, 싱어라운드 주파수를 f1이라 하고, 타측의 초음파 송수파기에서 나온 초음파 펄스가 일측의 초음파 송수파기에 도달하는 시간인 싱어라운드 주기를 t2, 싱어라운드 주파수를 f2이라 하면 다음 식이 성립한다.
(수학식 2)
△f= f1 - f2 =2Vcosθ/L
즉, 초음파의 전반경로의 거리(L)와 주파수차(△f)로 부터 유체의 유속(V)를 구할 수 있고, 그 유속(V)으로부터 유량을 조사한다.
그러나 초음파 유량계는 일측의 초음파 송수파기와 타측의 초음파 송수파기의 간격이 길거나, 유체흐름에 다양한 크기의 와류가 발생하는 경우에는 초음파 펄스가 굴절, 확산하거나 흡수감쇄도가 변하여 측정에 오차가 발생될 수 있다. 또한, 초음파 유량계는 구성이 복잡하고 제조 단가도 고가인 문제가 있었다.
한편, 와류식 유량계는 카르만 와류(Karman swirling flow) 주파수가 유체의 흐르는 유속에 비례하는 것을 이용한다. 예컨대, 유관내에 기둥형상의 와류발생체를 설치하면 유체가 흐르면서 와류발생체에 의해 안정하고 규칙적인 와류가 발생한다. 이 와류는 물체와 유체와의 경계층의 박리에 따라서 생기며 소위 카르만 와류라고 한다. 이 경우 물체의 우측면에 단위시간에 생성되는 와류의 수(와류의 발생주파수)는 유체의 유속에 비례되는 것이 종래부터 잘 알려져 있다. 따라서 단위 시간에 생성되는 와류의 수가 알려지면 유체의 유속 혹은 유량을 알 수가 있다. 즉, 와류식 유량계는 와류발생체에서 와류를 발생시켜 응력의 변화, 압력의 변화 등에 의한 와류신호를 생성하고, 와류센서는 이 와류신호는 수신하여 펄스 신호로서 출력한다.
이와 관련된 기술로서, 종래기술 한국공개특허 제2007-0044873는 유관내에 설치되어 유동하는 유체에 카르만 와류를 발생시키기 위한 와류발생부와, 상기 와류발생부 하류의 카르만 와류 작용범위내에 설치되어 상기 와류발생부에 의한 카르만 와류가 인가되는 하우징과 상기 하우징 내에 양단부가 고정되어 카르만 와류에 의한 변형량을 측정하기 위한 압전소자를 포함하는 유량센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류식 유량계가 제시된 바 있다.
그러나 종래기술은 유관 내에서 유동하는 유체가 와류발생부에서 와류로 변환되면서 유체의 유동력이 일부 손실되기 때문에, 유체의 유량이 미세할 경우에는 와류발생부에서 유체의 유동력이 완전히 손실되어 유체의 유량을 측정할 수 없는 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 유관 내에서 유동하는 유체에 함유된 기포의 직경을 측정할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 상술한 문제점을 해결하기 위한 다양한 유량계의 개발이 필요한 실정이다.
한국공개특허 제2007-0044873호(2007.05.02)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유관 내에서 유동하는 유체의 유량이 미세할 경우에도 유체의 유량을 측정할 수 있는 바이모프를 이용한 유량계를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 유관 내에서 유동하는 유체에 함유된 기포를 감지할 수 있는 바이모프를 이용한 유량계를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 유관 내에서 유동하는 유체에 함유된 기포의 직경을 측정할 수 있는 바이모프를 이용한 유량계를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 유체가 유동하는 유관(10)의 내면에 결합되는 고정부재(110)를 포함하는 고정수단; 및 상기 고정부재(110)에 결합되며 유체의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하는 제1작동모드로 작동되어 유체의 유량을 측정하는 바이모프(200);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 상기 바이모프(200) 상에 촘촘히 설치되며 유체에 함유된 기포(Bubble)가 접촉되면 이를 감지하는 다수의 기포감지센서(300);를 더 포함하며, 상기 바이모프(200)는 상기 기포감지센서(300)가 기포를 감지하면 기포의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하는 제2작동모드로 전환 작동되어 기포의 직경을 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 상기 바이모프(200) 상에 결합되는 무게추(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정수단은 유체의 유동방향으로 연장된 형태로 형성되어 상기 고정부재(110)의 외면과 유관(10)의 내면을 연결하는 지지부재(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정수단은 유관(10)과 지지부재(120)를 관통하여 나사결합되는 고정볼트(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정수단은 유관(10)의 외면에 결합되는 스터드볼트(140)와, 상기 스터드볼트(140), 유관(10), 지지부재(120)를 관통하는 가이드핀(150)과, 일단에 캡(161)이 형성되어 상기 가이드핀(150)과 결합되며 타단이 상기 스터드볼트(140)의 외주면과 나사결합되는 캡너트(160)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계는 유관 내에서 유동하는 유체의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하여 유체의 유량을 측정하는 바이모프를 포함하여 구성됨으로써, 유체의 유동력이 손실되지 않은 상태로 유체의 유량을 측정할 수 있어, 유체의 유량이 미세할 경우에도 유체의 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계는 바이모프 상에 촘촘히 설치되어 기포가 접촉되는 것을 감지하는 기포감지센서를 더 포함하여 구성되고 기포감지센서가 기포를 감지하면 바이모프가 기포의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하여 기포의 직경을 측정하도록 구성됨으로써, 유체에 함유된 기포를 용이하게 감지하여 그 기포의 직경을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계는 바이모프 상에 설치되는 무게추를 더 포함하여 구성됨으로써, 바이모프가 유체의 유동에 의해 한쪽으로 뒤틀린 상태를 오랫동안 유지하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 고정수단은 고정부재의 외면과 유관의 내면을 연결하는 지지부재를 더 포함하여 구성됨으로써, 유체의 유동에 의해 고정부재에 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 고정수단은 스터드볼트, 가이드핀, 캡너트를 더 포함하여 구성됨으로써, 유체의 유동에 의해 지지부재에 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계의 단면도
도 3은 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계의 실시예 1의 단면도
도 4는 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계의 실시예 2의 단면도
도 5는 본 발명에 따른 고정수단의 실시예 1의 단면도
도 6은 본 발명에 따른 고정수단의 실시예 2의 단면도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계의 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계의 단면도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 고정수단, 바이모프(200)를 포함하여 구성된다.
상기 고정수단은 상기 바이모프(200)를 유관(10)의 내면에 고정하기 위한 구성으로, 고정부재(110)를 포함하여 구성된다.
상기 고정부재(110)는 유체에 부식되지 않는 재질로 이루어지며, 유체가 유동하는 유관(10)의 내면에 유체의 유동방향과 수직한 방향으로 결합된다.
상기 고정부재(110)는 원통형으로 형성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
상기 바이모프(200)는 두께방향으로 적층되며 인장/압축하면 전압이 발생하는 한 쌍의 압전소자로 이루어지며, 상기 고정부재(110)의 내부에 관통 결합되며 유체의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하는 제1작동모드로 작동되어 유체의 유량을 측정하는 역할을 한다. 또한, 상기 바이모프(200)는 상기 고정부재(110)에 접착제를 매개로 접착 결합될 수 있다.
이 때, 상기 바이모프(200)가 유체의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하여 유체의 유량을 측정하는 원리에 대해 좀 더 상세하게 설명하자면 다음과 같다.
1) 유관(10) 내에서 유동하는 유체가 상기 바이모프(200)에 부딪쳐서 상기 바이모프(200)를 진동시킨다.
2)상기 바이모프(200)가 진동되면서 상기 바이모프(200)의 일면 및 타면에 각각 인장력 및 압축력이 가해지며, 상기 바이모프(200)에서는 굴곡변위(bending displacement)에 의한 전압이 발생한다. 이 때, 상기 굴곡변위(Bd)와 전압(V)은 하기 수학식 1을 만족한다.
(수학식 1)
Bd = ( 3 / 2 ) N d31 ( L2 / T2 ) V
단, d31은 상기 바이모프(200)의 압전정수, L은 상기 바이모프(200)의 길이방향 폭, T는 바이모프의 두께방향 폭, W는 상기 바이모프(200)의 폭방향 폭, CE 11은 탄성계수, V는 상기 바이모프(200)에서 발생하는 전압, N은 상기 바이모프에 형성된 압전소자의 수.
3)상기 바이모프(200)에서 발생된 전압을 진동주파수로 변환한다. 이 때, 전압을 진동주파수로 변환하는 전압주파수 변환기(미도시)를 이용할 수 있다.
4)상기 진동주파수를 다시 유체의 유량으로 변환한다. 이 때, 상기 진동주파수와 유체의 유량(m)은 하기 수학식 2를 만족하게 된다.
(수학식 2)
m = k/f2
단, k는 비례상수, f는 진동주파수.
즉, 상기 바이모프(200)는 유체의 유동에 의해 발생하는 전압을 이용하여 진동주파수를 측정하고, 상기 진동주파수를 이용하여 유체의 유량을 측정하게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 유관(10) 내에서 유동하는 유체의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하여 유체의 유량을 측정하는 바이모프(200)를 포함하여 구성됨으로써, 유체의 유동력이 손실되지 않은 상태로 유체의 유량을 측정할 수 있어, 유체의 유량이 미세할 경우에도 유체의 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 바이모프(200)는 상기 고정부재(110)를 코일 형태로 감쌀 수 있다. 이 때, 상기 바이모프(200)는 상기 고정부재(110)에서 멀어질수록 코일의 지름이 확대 또는 축소되는 형태로 연장될 수 있다.
상기 코일 형태의 바이모프(200)는 유관(10) 내에서 유동하는 유체와 맞닿는 접촉면적이 넓어져서 유관(10) 내에서 유동하는 유체의 유량을 좀 더 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 상기 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 유체의 유동에 의해 상기 바이모프(200)에 굴곡변위가 쉽게 발생할 수 있도록 상기 바이모프(200)를 둘러싸는 제1피복층(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제1피복층은 단열성 및 방수성이 우수한 고무재료로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 고무재료는 에틸렌프로필렌-디엔-메칠렌 고무(EPDM), 클로로프렌 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 실리콘 고무(Si), 또는 열가소성 엘라스토머(elastomer)를 이용할 수 있다.
또한, 상기 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 상기 바이모프(200)의 형태가 변형되어도 일정 온도 이상에서 원래의 형태로 되돌아올 수 있는 역할을 하며 상기 바이모프(200)를 둘러싸는 제2피복층(미도시)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제2피복층은 형상기억합금으로 구성될 수 있다. 상기 형상기억합금은 변형을 가해도 일정 온도 이상으로 가열되면 원래의 형상으로 되돌아오는 특징이 있다. 이 때, 상기 온도는 100도 이상인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 유관(10) 내에서 유동하는 유체에 함유된 기포(Bubble)의 크기도 측정할 수 있으며, 이에 대해 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
상기 바이모프(200)가 상기 제1작동모드로 작동하는 상태에서, 유체에 함유된 기포가 상기 바이모프(200)에 부딪치면 상기 바이모프(200)가 측정하던 진동주파수의 파장 또는 진폭에 일정 시간동안 변형이 일어나게 된다.
상기 변형이 일어난 일정 시간을 이용하여 기포의 직경을 측정할 수 있다. 이 때, 기포의 직경이 클수록 상기 변형이 일어난 일정 시간이 길어지게 되며, 기포의 직경이 작을수록 상기 변형이 일어난 일정 시간이 작아지게 되며, 상기 기포의 직경(W)은 하기 수학식 3을 만족하게 된다,
(수학식 3)
W = t v
단, t는 상기 변형이 일어난 일정 시간, v는 유체의 유속
도 3은 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계의 실시예 1의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)의 실시예 1은 상기 바이모프(200) 상에 촘촘히 설치되는 다수의 기포감지센서(300)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 기포감지센서(300)는 유체에 함유된 기포(Bubble)가 접촉되면 이를 감지하는 역할을 한다. 이 때, 상기 기포감지센서(300)는 초음파의 매질에 따른 전달 특성 차이를 이용하여 초음파가 발사되는 경로 상에 기포가 통과하는 것을 감지하는 초음파 기포 센서로 구성될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
이 때, 상기 바이모프(200)는 상기 기포감지센서(300)가 기포를 감지하면 기포의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 집중적으로 측정하는 제2작동모드로 전환 작동되어 기포의 직경을 측정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)는 바이모프(200) 상에 촘촘히 설치되어 기포가 접촉되는 것을 감지하는 기포감지센서(300)를 더 포함하여 구성되고 기포감지센서(300)가 기포를 감지하면 바이모프(200)가 기포의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하여 기포의 직경을 측정하도록 구성됨으로써, 유체에 함유된 기포를 용이하게 감지하여 그 기포의 직경을 측정할 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)의 실시예 1은 상기 바이모프(200)가 제1작동모드 또는 제2작동모드로 작동되도록 제어하는 제어수단(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 상기 제어수단은 마이컴이나 PLC(Power Line Communication)로 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계의 실시예 2의 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)의 실시예 2는 바이모프(200)의 상에 설치되는 무게추(400)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 무게추(400)는 유관(10)의 내면에 결합된 실에 매달려서 상기 바이모프(200)의 일면 중심에 결합되어, 상기 바이모프(200)의 무게중심을 잡아주는 역할을 한다. 이 때, 상기 무게추(400)는 구형 또는 원통형으로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계(1000)의 실시예 2는 바이모프(200) 상에 설치되는 무게추(400)를 더 포함하여 구성됨으로써, 바이모프(200)가 유체의 유동에 의해 한쪽으로 뒤틀린 상태를 오랫동안 유지하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 본 발명에 따른 고정수단의 실시예 1의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고정수단은 지지부재(120)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 지지부재(120)는 유체의 유동방향으로 연장된 형태로 형성되어 상기 고정부재(110)의 외주면과 유관(10)의 내면을 연결하는 역할을 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 고정수단의 실시예 1은 고정부재(110)의 외면과 유관(10)의 내면을 연결하는 지지부재(120)를 더 포함하여 구성됨으로써, 유체의 유동에 의해 고정부재(110)에 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 고정수단은 유관(10)과 지지부재(120)를 관통하여 나사결합되는 고정폴트를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정볼트(130)는 유체의 유동에 의해 지지부재(120)에 진동이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한, 상기 고정볼트(130)는 유체에 의해 부식되지 않는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명에 따른 고정수단의 실시예 2의 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고정수단의 실시예 2는 스터드볼트(140), 가이드핀(150), 캡너트(160)를 더 포함하여 구성될 수 있다,
상기 스터드볼트(140)는 내부가 중공된 장볼트 형태로 형성되어 유관(10)의 외면에 수직하게 결합된다.
상기 가이드핀(150)은 상기 스터드볼트(140), 유관(10), 지지부재(120)를 관통한다. 이 때, 상기 가이드핀(150)의 외주면에는 기밀을 위하여 스폰지나 고무가 설치될 수 있다.
또한, 상기 가이드핀(150)은 원통형으로 형성되는 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다.
또한, 상기 가이드핀(150)은 장볼트 형태로 형성되어 상기 스터드볼트(140), 유관(10), 지지부재(120)를 관통하여 나사결합될 수 있다.
상기 캡너트(160)는 일단에 캡(161)이 형성되어 상기 가이드핀(150)과 결합되며, 타단이 상기 스터드볼트(140)의 외주면과 나사결합된다.
아 때, 상기 가이드핀(150)의 관통 또는 미관통은 상기 스터드볼트(140)의 조임 또는 풀림에 의해 제어할 수 있다.
또한, 상기 바이모프(200)가 설치된 부위에서 유관(10) 내에서 유동하는 유체의 유출이 필요할 경우, 상기 스터드볼트(140)를 풀어서 상기 가이드핀(150)이 관통된 부위로 배출되게 할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 고정수단의 실시예 2는 스터드볼트(140), 가이드핀(150), 캡너트(160)를 더 포함하여 구성됨으로써, 유체의 유동에 의해 지지부재(120)에 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 스터드볼트(140), 가이드핀(150), 캡너트(160)는 유체에 의해 부식되지 않는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 유관
1000 : 본 발명에 따른 바이모프를 이용한 유량계
110 : 고정부재
120 : 지지부재
130 : 고정볼트
140 : 스터드볼트
150 : 가이드핀
160 : 캡너트
161 : 캡
200 : 바이모프
300 : 기포감지센서
400 : 무게추

Claims (6)

  1. 유체가 유동하는 유관(10)의 내면에 결합되는 고정부재(110)를 포함하는 고정수단; 및
    상기 고정부재(110)에 결합되며 유체의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하는 제1작동모드로 작동되어 유체의 유량을 측정하는 바이모프(200); 및
    상기 바이모프(200) 상에 촘촘히 설치되며 유체에 함유된 기포(Bubble)가 접촉되면 이를 감지하는 다수의 기포감지센서(300);를 더 포함하며,
    상기 바이모프(200)는 상기 기포감지센서(300)가 기포를 감지하면 기포의 유동에 의해 발생하는 진동주파수를 측정하는 제2작동모드로 전환 작동되어 기포의 직경을 측정하는 것을 특징으로 하는 바이모프를 이용한 유량계.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 바이모프를 이용한 유량계(1000)는
    상기 바이모프(200) 상에 결합되는 무게추(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이모프를 이용한 유량계.
  4. 제1항에 있어서, 상기 고정수단은
    유체의 유동방향으로 연장된 형태로 형성되어 상기 고정부재(110)의 외면과 유관(10)의 내면을 연결하는 지지부재(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이모프를 이용한 유량계.
  5. 제4항에 있어서, 상기 고정수단은
    유관(10)과 지지부재(120)를 관통하여 나사결합되는 고정볼트(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바이모프를 이용한 유량계.
  6. 제4항에 있어서, 상기 고정수단은
    유관(10)의 외면에 결합되는 스터드볼트(140)와, 상기 스터드볼트(140), 유관(10), 지지부재(120)를 관통하는 가이드핀(150)과, 일단에 캡(161)이 형성되어 상기 가이드핀(150)과 결합되며 타단이 상기 스터드볼트(140)의 외주면과 나사결합되는 캡너트(160)를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이모프를 이용한 유량계.
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KR20210108052A (ko) 2020-02-25 2021-09-02 한국기계연구원 전동식 약물주입펌프용 유량 및 버블 측정장치 및 이를 이용한 유량 및 버블 측정방법

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