KR101483755B1 - An apparatus for measuring gas pressure and temperature in gas pipe - Google Patents

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KR101483755B1 KR1020130081197A KR20130081197A KR101483755B1 KR 101483755 B1 KR101483755 B1 KR 101483755B1 KR 1020130081197 A KR1020130081197 A KR 1020130081197A KR 20130081197 A KR20130081197 A KR 20130081197A KR 101483755 B1 KR101483755 B1 KR 101483755B1
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for measuring pressure and temperature of gas inside a gas pipe, which comprises: a sensing unit which detects pressure of gas using changes in capacitance and detects temperature of the gas using changes in the unique resistance value of a conductor according to temperature changes; and a central processing unit which stores values of the gas pressure and temperature measured by the sensing unit and manages the history of the values.

Description

가스 배관 내 가스 압력 및 온도 정보 측정 장치 {An apparatus for measuring gas pressure and temperature in gas pipe}Technical Field [0001] The present invention relates to an apparatus for measuring gas pressure and temperature in a gas pipe,

본 발명은 가스 배관 시스템에서 가스 공급 압력 및 온도를 기록하는 것에 관한 것으로, 더 상세하게는, 고압의 가스를 공급하는 가스 배관의 가스 공급 압력, 온도를 기록하고 이를 무선으로 전송하여, 상기 측정되어 무선으로 전송된 값들을 수집하고 분석할 수 있도록 하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the recording of gas supply pressure and temperature in a gas piping system, and more particularly, to recording the gas supply pressure and temperature of a gas piping supplying a high pressure gas and transmitting it wirelessly, To devices capable of collecting and analyzing wirelessly transmitted values.

도시 가스는 가스 배관을 통해서 각 가정이나 공장으로 공급된다. 이와 같이 공급되는 가스는 상당한 고압인 경우가 대부분이며, 가스 공급이나 가스 배관의 관리를 위해서 공급되는 도시 가스의 압력과 온도를 측정할 필요가 있다. 그런데, 그와 같은 가스 압력 및 온도 측정을 하기 위한 위치는 가스 배관 근방이 될 것이며, 그 가스 배관들은 지하 등과 같이 측정을 하기 곤란한 위치에 있는 경유가 많다. 따라서, 이와 같은 압력과 온도 측정을 하는 것이 간단하지는 않다.City gas is supplied to each home or factory through gas piping. The gas supplied in such a manner is often a considerably high pressure, and it is necessary to measure the pressure and the temperature of the city gas supplied for gas supply and management of the gas piping. However, such a position for measuring the gas pressure and temperature will be near the gas piping, and the gas piping has a lot of diesel in a position difficult to measure such as underground. Therefore, it is not simple to measure such pressure and temperature.

종래에 상기와 같은 도시 가스 압력 및 온도 측정을 위해서 자기 압력 기록계, 마노 메타, 데이터 로거, 수주계 등이 사용되었다. 자기 압력 기록계는 레코더 게이지라고도 불리며, 자기 압력 기록계에 호스를 연결하여 가스 압력을 측정하고 기밀 검사를 시행하는 아날로그 장비이다. 마노 메타는 배관 내의 가스 압력을 측정하기 위한 장비로, 아날로그 및 디지털 장비로 나누어진다. 데이터 로거는 가스 압력의 아날로그 측정값을 디지털 값으로 자동으로 저장하는 장치이다. 수주계는 배관의 압력을 체크하기 위해서 부동액 등의 액체를 넣어서 압력을 눈으로 직접 확인하게 하는 아날로그 장비이다. Conventionally, a magnetic pressure recorder, a manometer, a data logger, a water meter, etc. have been used for the above-mentioned city gas pressure and temperature measurement. Magnetic pressure recorder, also called recorder gauge, is an analog device that connects a hose to a magnetic pressure recorder to measure gas pressure and conduct a confidential inspection. The manometer is a device for measuring the gas pressure in the piping and is divided into analog and digital equipment. The data logger is a device that automatically stores analog measurements of gas pressure as digital values. The water main system is an analog device that checks the pressure directly by inserting liquid such as antifreeze to check the pressure of the piping.

일반적으로 종래에 사용되는 기계식 압력기록장치는, 압력이 미압인 경우에는 벨로우즈나 챔버를, 그리고 중압이상인 경우에는 부르된 관을 이용 측정하여 건전지나 태엽을 사용하여 원형 기록지를 돌려 지침 끝에 장착된 펜으로 일주일 또는 한달 동안 기록하는 방식으로 동작한다. 이와 같은 기계식 장치는, 압력과 온도를 동시에 기록하지 못하는 것이 보통이며, 압력검출부 (벨로우즈)의 구동부가 납으로 용접되어, 부식에 노출되는 등의 내구성에 문제가 있으며, 설치 시에 별도 측정을 위한 배관장치가 필요하며, 항상 기록지나 잉크펜이 필요하고, 일정 기간 내에는 상기와 같이 얻어진 자료를 수집해와야 하며, 자료보관을 위해 상기 기록된 용지 보관이 필수적이므로, 매우 불편한 점이 많다. In general, a conventional mechanical pressure recording apparatus measures a bellows or a chamber when a pressure is low and a tube called a cylinder when a pressure is higher than a medium pressure, and turns a circular recording paper by using a battery or a manual winding, For a week or a month. Such a mechanical device usually fails to record pressure and temperature at the same time, and the driving part of the pressure detecting part (bellows) is welded with lead, and there is a problem in durability such as being exposed to corrosion. A piping device is required, a recording or ink pen is always required, the data obtained as described above must be collected within a certain period of time, and it is necessary to store the recorded paper in order to store the data, which is very inconvenient.

또한, 종래에 사용되는 전자식 압력, 온도 기록장치는, 별도의 압력신호발생기(압력전송기)나 온도센서의 측정값을 전기적인 신호로 전송하여 전자식 기록계나 PC에서 기록하여 이력을 보관하거나 분석하며, 현장조건에 맞는 전송기를 이용하여 측정값을 취득하는 방식으로 동작한다. 이런 경우, 기록장비가 방폭 지역이나 위험 지역에서는 사용이 불가능하며, 상대적으로 큰 용량의 별도의 공급전원이 필요하며, 역시 항상 기록지나 잉크펜이 필요하는 등의 불편함이 존재한다.Also, in the conventional electronic pressure and temperature recording apparatus, a measurement value of a separate pressure signal generator (pressure transmitter) or a temperature sensor is transmitted as an electrical signal and is recorded in an electronic recorder or a PC to store or analyze the history, And operates in such a manner that measurement values are acquired using a transmitter that meets the field conditions. In this case, the recording apparatus is not usable in an explosion-proof area or a dangerous area, a separate power supply of a relatively large capacity is required, and there is inconvenience that a recording or ink pen is always required.

이런 자기 압력 기록계, 마노 메타, 데이터 로거, 수주계 등의 장비들은 각 장비별로 기능이 분리되어 있어 관리 및 운영에 있어서 불편하고, 구입, 유지 및 관리에 있어서 비용이 많이 든다. 그리고, 대부분 아날로그 방식의 측정으로 인해서 데이터에 대한 신뢰도가 문제된다. 특히, 이런 측정된 값들은 동일한 값이라도 측정된 위치에 따라서 그 값이 달라지는 문제가 있는 경우도 있다. 또한, 측정을 위해서 장비를 설치하는 것이 복잡하며, 측정된 데이터를 변환하는 것이 대부분 수작업으로 이루어지기 때문에 업무 처리에 있어서 비효율성의 문제도 있다.These magnetic pressure recorders, manometers, data loggers, and water meters are disadvantages in their management and operation because they are separated from each other, and are expensive to purchase, maintain and manage. In addition, reliability of data is problematic due to most analog measurement. Particularly, there is a problem that the measured value varies depending on the measured position even if it is the same value. In addition, it is complex to install the equipment for measurement, and there is also a problem of inefficiency in business processing because the conversion of the measured data is mostly manual.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해서, 기존의 여러 가지의 장비들의 기능들을 통합하며, 측정하는 장소가 달라지더라도 신뢰성있는 측정값을 제공할 수 있는 도시 가스 압력 및 온도를 측정하는 장치를 제공하려고 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a device for measuring a city gas pressure and a temperature, which integrates the functions of various existing devices and can provide a reliable measurement value even if a place to measure is changed I want to provide.

본 발명은, 가스를 공급하는 가스 배관 내 가스 압력 및 온도를 측정하는 장치로서, 정전 용량의 변화를 이용하여 상기 가스의 압력을 검출하고 온도 변화에 따른 도체의 고유 저항값의 변화를 이용하여 상기 온도를 검출하는 감지부; 및 상기 감지부가 측정한 가스 압력 및 온도의 값을 저장하고 이력을 관리하는 중앙처리부;를 포함하는 측정 장치를 제공한다.The present invention relates to an apparatus for measuring a gas pressure and a temperature in a gas pipe for supplying a gas, the apparatus comprising: a pressure sensor for detecting a pressure of the gas using a change in capacitance, A sensing unit for sensing temperature; And a central processing unit for storing the values of the gas pressure and the temperature measured by the sensing unit and managing the history.

상기 측정 장치는, 상기 감지부에서 검출한 가스 압력 및 온도의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 상기 중앙 처리부로 전달하는 변환부; 및 상기 중앙 처리부에 저장된 가스 압력 및 온도의 디지털 값을 무선으로 전송하는 전송부를 더 포함하는 것이 바람직하다.Wherein the measuring device comprises: a converting unit for converting an analog value of the gas pressure and temperature detected by the sensing unit into a digital value and transmitting the digital value to the central processing unit; And a transmitter for wirelessly transmitting a digital value of gas pressure and temperature stored in the central processing unit.

상기 감지부는 센서수단을 포함하며, 상기 센서수단은, 적어도 상기 감지부의 내부로 상기 가스가 인입하는 것을 차단하며, 상기 가스 배관 내 가스에 접촉하는 전도체가 증착된 격막구조부; 및 상기 가스의 압력으로 인한 상기 전도체에서의 정전용량의 변화를 감지하여 상기 가스의 압력을 검출하며, 상기 가스의 온도가 변하는 경우에 상기 전도체에서의 고유 저항값의 변화를 감지하여 상기 가스의 온도를 검출하는 압력온도검출부를 포함하는 것이 바람직하다.Wherein the sensing unit includes sensor means and the sensor means interrupts the gas introduction into at least the sensing unit and the conductor in contact with the gas in the gas piping is deposited. And detecting a change in the capacitance of the conductor due to the pressure of the gas to detect the pressure of the gas and detecting a change in the resistivity of the conductor when the temperature of the gas changes, And a pressure-temperature detecting unit for detecting the pressure of the fluid.

상기 센서수단은, 상기 감지부의 내부 압력을 줄이기 위한 역압방지수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.Preferably, the sensor means further includes a back pressure preventing means for reducing an internal pressure of the sensing portion.

상기 전도체는 알루미늄이 포함된 금속인 것이 바람직하며, 상기 격막구조부는 세라믹 소재인 것이 바람직하다.The conductor is preferably a metal containing aluminum, and the diaphragm structure is preferably a ceramic material.

그리고, 상기 측정 장치는, 상기 중앙 처리부에 저장된 가스 압력 및 온도의 값을 표시하는 디스플레이부; 및 상기 측정 장치의 동작에 필요한 전력을 공급하는 전원을 더 포함하는 것이 바람직하다.The measuring apparatus may further include: a display unit for displaying values of gas pressure and temperature stored in the central processing unit; And a power supply for supplying power required for the operation of the measuring apparatus.

상기와 같은 본 발명에 따른 측정 장치를 이용하여, 도시가스 공급배관에 사용되는 공급가스의 압력과 온도값을 동시에 측정 수집하고, 정확한 공급 압력 변화량을 측정하고 분석하여, 온도에 따라서 변할 수 있는 가스의 체적이 아니라 가스의 질량값을 기준으로 수용자에게 도시 가스를 공급할 수 있도록 하며, 공급된 이력을 바탕으로 공급에 필요한 정보를 취득할 수 있도록 한다.By using the measuring apparatus according to the present invention as described above, it is possible to simultaneously measure and collect the pressure and the temperature value of the supply gas used in the city gas supply pipe, measure and analyze the accurate supply pressure change amount, It is possible to supply the city gas to the prisoner on the basis of the mass value of the gas rather than the volume of the gas, and to acquire the information necessary for the supply based on the supplied history.

도 1은 본 발명에 따라서, 가스를 공급하는 가스 배관 내 가스 압력 및 온도를 측정하는 장치의 일 예의 구성을 블록을 이용하여 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 측정 장치 구성의 간략하게 예시적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 감지부에 포함된 센서 수단의 일 예의 단면 모습을 도시한 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of a configuration of an apparatus for measuring gas pressure and temperature in a gas pipe for supplying gas according to the present invention. FIG.
Fig. 2 is a simplified illustration of the measuring device configuration of Fig.
FIG. 3 shows a cross-sectional view of an example of the sensor means included in the sensing unit of FIG. 1;

도 1은 본 발명에 따라서, 가스를 공급하는 가스 배관 내 가스 압력 및 온도를 측정하는 장치의 일 예의 구성을 블록을 이용하여 개략적으로 도시한 것이다. 이 측정 장치는 감지부 (102), C/F 변환부 (104), A/D 변환부 (106), 중앙 처리부 (110), 전송부 (120) 그리고 디스플레이부 (130)를 포함한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of a configuration of an apparatus for measuring gas pressure and temperature in a gas pipe for supplying gas according to the present invention. FIG. The measuring apparatus includes a sensing unit 102, a C / F conversion unit 104, an A / D conversion unit 106, a central processing unit 110, a transmission unit 120, and a display unit 130.

감지부 (102)는 정전 용량의 변화를 이용하여 상기 가스의 압력을 검출하고 온도 변화에 따른 도체의 고유 저항값의 변화를 이용하여 상기 온도를 검출한다. C/F 변환부 (104)는 상기 검출된 온도의 값을 섭씨에서 화씨로 또는 실시예에 따라서는 화씨에서 섭씨로 변경하는 기능을 제공한다. The sensing unit 102 detects the pressure of the gas using a change in capacitance and detects the temperature using a change in the resistivity of the conductor according to the temperature change. The C / F converter 104 provides the function of changing the detected temperature value from Celsius to Fahrenheit or, depending on the embodiment, from Fahrenheit to Celsius.

감지부 (102)에서 얻어진 검출된 가스 압력 및 온도는 모두 아날로그 값일 수 있으며, A/D 변환부 (106)는 이 아날로그 값을 대응하는 디지털 값으로 변환한다. 중앙 처리부 (110)는 상기 감지부 (102)가 측정한 가스 압력 및 온도의 값을 (또는 A/D 변환부 (106)에서 디지털 값으로 변환된 가스 압력 및 온도 값을) 저장하고 이력을 관리한다. 그 저장된 값은 관리를 위해서 관리자에게 또는 관리자가 사용하는 장비로 전송부 (120)를 통해서 전송된다. The detected gas pressures and temperatures obtained by the sensing unit 102 may all be analog values, and the A / D converter 106 converts the analog values to corresponding digital values. The central processing unit 110 stores the gas pressure and temperature values measured by the sensing unit 102 (or the gas pressure and temperature values converted into digital values from the A / D conversion unit 106) do. The stored value is transferred to the manager or the equipment used by the manager through the transfer unit 120 for management.

이와 같은 전송은 무선 전송 또는 유선 전송 모두가 가능할 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 측정 장치가 가스 배관에 장착되는 점을 고려한다면, 상기 전송부 (120)의 전송 기능은 무선 전송인 것이 바람직하다. 이런 무선 전송을 구현하기 위해서 어떤 방식의 무선 전송 또는 무선 통신 방식도 사용할 수 있을 것이다. 예를 들면, 상용의 CDMA 통신을 이용하여 무선 전송을 할 수 있을 것이다. 물론 이와 같은 CDMA와 같은 통신을 이용하는 경우 통신 회선 확보를 위해서 본 발명에 따른 측정 장치 하나마다 하나의 통신 회선을 확보하는 비용이 추가될 수 있을 것이다. 이와 같은 회선 유지 비용을 부담하지 않기 위해서 상기 무선 전송은 WiFi와 같은 무선 근거리 통신, 또는 스마트폰이나 테블릿 PC와 같은 장비로의 전송을 위한 블루투스, 무선 LAN 등의 무선 인터페이스를 이용할 수도 있을 것이다. 이와 같은 무선 전송을 상황에 따라서 구현하는 것은 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.Such transmission may be possible for both wireless transmission and wired transmission. However, considering that the measuring apparatus according to the present invention is mounted on the gas pipe, it is preferable that the transmission function of the transmission unit 120 is wireless transmission. Any wireless transmission or wireless communication scheme may be used to implement such wireless transmission. For example, wireless transmission can be performed using commercial CDMA communication. Of course, in the case of using the communication such as CDMA, the cost of securing one communication line for each measurement device according to the present invention can be added to secure a communication line. In order not to incur such a line maintenance cost, the wireless transmission may use a wireless local area communication such as WiFi, or a wireless interface such as Bluetooth or wireless LAN for transmission to a device such as a smart phone or a tablet PC. Implementation of such wireless transmission according to circumstances is obvious to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

그리고 상기 가스 압력 및 온도 값은 디스플레이부 (130)를 통해서 표시될 수 있다. The gas pressure and temperature values may be displayed through the display unit 130.

실시예에 따라서는 감지부 (102), C/F 변환부 (104), A/D 변환부 (106)의 구성이 모두 하나의 블록 (100)으로 구현되어 검출된 가스 압력 및 온도의 값들을 중앙 처리부 (110)로 전송할 수 있을 것이다.According to the embodiment, the configurations of the sensing unit 102, the C / F conversion unit 104, and the A / D conversion unit 106 are all implemented as one block 100, To the central processing unit 110.

또한, 상기 도면에서 C/F 변환부 (104), A/D 변환부 (106)를 개별적으로 도시했지만, 이 두 변환부들은 구현 예에 따라서는 감지부 (102)에 포함될 수도 있을 것이며, 또는 중앙 처리부 (110)의 기능 내에 포함되어 구현될 수도 있을 것이라는 것은 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.Although the C / F conversion unit 104 and the A / D conversion unit 106 are shown separately in the drawing, the two conversion units may be included in the sensing unit 102 according to the embodiment, It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied and implemented in the functions of the central processing unit 110.

도면에는 도시되지 않았지만, 도 1의 측정 장치는 측정 장치의 상기의 각 구성부들이 동작할 수 있도록 하는 전력을 공급하는 전원을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 전원은, 예를 들면, 리튬 배터리와 같은 수단을 포함할 수 있다. 이와 같은 배터리 전원을 관리하기 위한 기능은 전원에 포함될 수도 있을 것이며, 또는 상기의 기능 블록들 중 어느 하나의 블록 내에서 구현될 수도 있을 것이다.Although not shown in the drawings, the measuring apparatus of FIG. 1 may further include a power supply for supplying power to allow each of the above-described components of the measuring apparatus to operate. Such a power source may include means such as, for example, a lithium battery. Such a function for managing the battery power may be included in the power supply, or may be implemented in any one of the above-mentioned functional blocks.

도 2는 도 2는 도 1의 측정 장치 구성의 간략하게 예시적으로 도시한 것이다. 참조번호 200은 본 발명에 따른 측정 장치의 외형의 모습의 일 예를 도시한 것이다. 참조번호 202는 본 발명에 따른 감지부 (102)에 포함된 센서 수단의 일부를 도시한 것이다. 이 센서 수단에서 구해진 압력 및 온도 값이 중앙처리부인 CPU (210)로 전달되며, 이 값들은 무선 전송 모듈 (220)을 통해서 관리자의 컴퓨터나 스마트폰으로 전송될 수 있다. 구현 예에 따라서는 상기 압력 및 온도 값들은 관리의 편이성을 위해서, 예를 들면, CSV 포맷으로 전송될 수 있을 것이다.Fig. 2 is a simplified illustration of the measuring device configuration of Fig. 1; Fig. Reference numeral 200 denotes an example of the external appearance of the measuring apparatus according to the present invention. Reference numeral 202 denotes a part of the sensor means included in the sensing portion 102 according to the present invention. The pressure and temperature values obtained from the sensor means are transmitted to the central processing unit 210, which can be transmitted to the manager's computer or smart phone through the wireless transmission module 220. Depending on the implementation, the pressure and temperature values may be transmitted in CSV format, for example, for ease of management.

CPU (210)로 전달된 압력 및 온도 값은 디스플레이 모듈 (230)을 통해서 표시된다. 상기의 본 발명에 따른 측정 장치가 설치된 곳을 방문한 관리자 또는 사용자는 이 디스플레이 모듈 (230)을 통해서 가스의 압력 및 온도를 현장에서 바로 알 수 있을 것이다. 만일, 본 발명에 따른 측정 장치가 설치된 장소가 관리자나 사용자가 방문해서 직접 관리하기 어려운 곳이라면 실시예에 따라서는 상기 디스플레이 모듈은 생략될 수도 있을 것이며, 또는 상기 디스플레이 모듈이 상기 측정 장치에 직접 설치되는 것이 아니라 무선 전송을 통해서 가스 압력 및 온도에 관련한 데이터를 전송받아서 원격 방식으로 디스플레이하는 방식으로 구현될 수도 있을 것이다.The pressure and temperature values delivered to the CPU 210 are displayed through the display module 230. The manager or the user visiting the place where the measuring apparatus according to the present invention is installed can directly know the pressure and temperature of the gas through the display module 230 in the field. If the place where the measurement apparatus according to the present invention is installed is a place where the manager or the user can not directly manage the visit, the display module may be omitted according to the embodiment, or the display module may be installed directly But may be implemented in such a manner that data relating to gas pressure and temperature is transmitted via a wireless transmission and displayed remotely.

그리고, 도 2의 하단의 배터리 (240) (예를 들면, 리튬이온 배터리)를 이용해서 도 2에 포함된, 본 발명에 따른 측정 장치 (200)의 각 구성 부분들 (202, 210, 220, 230)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있을 것이다.2, the components (202, 210, 220, 220) of the measurement apparatus 200 according to the present invention, which are included in FIG. 2, are used by using the battery 240 (for example, a lithium ion battery) 230 to operate.

도 3은 도 1의 감지부에 포함된 센서 수단의 일 예의 단면 모습을 도시한 것이다. 도 3에서 A 부분은 압력 및 온도 측정 대상인 가스가 존재하는 부분이며, B 부분은 상기 센서 수단의 내부 또는 감지부 (102)의 내부이다. 가스 배관을 흐르는 가스는 참조번호 312의 인입부를 통해서 A 부분까지 들어온다. 그래서 도 3에서 A 부분과 참조번호 312의 인입부의 점들로 찍힌 부분은 본 발명에 따른 센서 수단 또는 감지부 (102)에 대해서는 외부이다. 이하 도 3의 센서 수단의 각 구성 부분들에 대해서 설명한다.FIG. 3 shows a cross-sectional view of an example of the sensor means included in the sensing unit of FIG. 1; In FIG. 3, part A is the part where the gas to be measured is the pressure and temperature, and part B is the inside of the sensor means or the inside of the sensing part 102. The gas flowing through the gas piping enters the portion A through the inlet 312. Thus, the portion A in FIG. 3 and the points in the lead-in portion 312 are external to the sensor means or sensing portion 102 according to the present invention. Hereinafter, the respective constituent parts of the sensor means of FIG. 3 will be described.

참조번호 310은 격막구조부로, 이 격막구조부 (310)는 적어도 상기 감지부의 내부, 즉, B 부분으로 상기 가스가 인입하는 것을 차단한다. 이 격막구조부 (310)는 절연이 잘되는 세라믹 소재인 것이 바람직하다. 또한, 격막구조부 (310)는 가스 인입 차단을 더 효율적으로 하기 위해서 테프론 재질의 절연 가스켓 (311)을 구비할 수 있을 것이다. 그리고 상기 격막구조부 (310)가 가스 배관 내의 가스에 접촉하는 부분인 A 부분쪽의 표면에 전도체가 증착된다. Reference numeral 310 denotes a diaphragm structural portion which blocks the gas from entering at least the interior of the sensing portion, that is, the portion B of the sensing portion. It is preferable that the diaphragm structural portion 310 is a ceramic material with good insulation. In addition, the diaphragm structural portion 310 may be provided with an insulating gasket 311 made of Teflon in order to more effectively block the gas introduction. A conductor is deposited on the surface of the portion A where the diaphragm structural portion 310 is in contact with the gas in the gas piping.

압력온도검출부 (309)는 상기 가스의 압력으로 인한 상기 전도체에서의 발생하는 정전용량의 변화를 감지하며, 이 변화에 대응하는 상기 가스의 압력값, 즉, B 부분에서의 가스의 압력값을 검출한다. 이 가스의 압력값은 A 부분의 압력과 B 부분의 압력의 차이에 대응하는 전기적인 신호로서, 참조번호 301의 압력신호선을 통해서 전달된다. 그리고, C/F 변환부 (104)와 A/D 변환부 (106)를 통해서 중앙 처리부 (110)로 전달된다. The pressure temperature detector 309 senses a change in the electrostatic capacity generated in the conductor due to the pressure of the gas and detects the pressure value of the gas corresponding to the change, do. The pressure value of this gas is an electrical signal corresponding to the difference between the pressure of the portion A and the pressure of the portion B, and is transmitted through the pressure signal line of the reference numeral 301. Then, it is transferred to the central processing unit 110 through the C / F conversion unit 104 and the A / D conversion unit 106.

일 실시예에서, (도면에는 도시되지 않은) 압력계를 이용하여 B 부분의 기압 또는 압력을 측정할 수 있을 것이므로, B 부분의 기압 그리고 A 부분의 압력과 B 부분의 압력의 차이에 대응하는 상기의 전기적인 신호를 이용하여 A 부분의 가스 압력을 알 수 있을 것이다.In one embodiment, a pressure gauge (not shown in the figure) may be used to measure the pressure or pressure of the portion B, so that the pressure of the portion B and the pressure of the portion A An electrical signal can be used to determine the gas pressure at part A.

또한 압력온도검출부 (309)는 상기 가스의 온도가 변하는 경우에 상기 전도체에서의 고유 저항값의 변화를 감지하여 상기 가스의 온도를 검출한다. 이 가스의 온도 값에 대응하는 데이터는 참조번호 302의 온도 신호선을 경유하여 C/F 변환부 (104)와 A/D 변환부 (106)를 통해서 중앙 처리부 (110)로 전달된다. Also, the pressure temperature detector 309 senses the temperature of the gas by detecting a change in the resistivity of the conductor when the temperature of the gas changes. The data corresponding to the temperature value of this gas is transmitted to the central processing unit 110 via the C / F conversion unit 104 and the A / D conversion unit 106 via the temperature signal line 302.

가스 압력의 경우와 마찬가지로, 필요한 경우에는 B 부분의 온도 정보를 추가로 이용하여 A 부분의 가스 온도를 알 수 있을 것이다.As in the case of the gas pressure, if necessary, the temperature information of the portion B may be further used to determine the temperature of the portion A gas.

참조번호 202의 센서 수단의 모습은 상기 둥근 모습의 격막구조부 (310)와 그 격막구조부의 일면 상에 장착된 압력온도검출부 (309)의 모습의 일 예를 도시한 것이다. 물론, 상기 격막구조부 (310)와 압력온도검출부 (309)는 이와는 다른 모습을 취할 수도 있을 것이다.The sensor means of the reference numeral 202 shows an example of the shape of the rounded diaphragm structural portion 310 and the pressure temperature detection portion 309 mounted on one surface of the diaphragm structural portion. Of course, the diaphragm structural portion 310 and the pressure temperature detection portion 309 may take different forms.

상기 격막구조부 (310)와 압력온도검출부 (309)는 참조번호 307의 몸체에 참조번호 308의 고정부와 나사 구조를 통해서 연결될 수 있다. 참조번호 303은 상기와 같은 신호 또는 데이터를 전송하기 위한 PCB 보드이다. 그리고, 참조번호 306은 상기 PCB를 고정하며 접지 기능을 제공하는 스프링이다. 그리고, 본 발명에 따른 도 3의 센서 수단은 참조번호 313의 나사 구조를 통해서 가스 배관에 장착될 수 있다. The diaphragm structural part 310 and the pressure temperature detection part 309 may be connected to the body of the reference numeral 307 through the screw structure with the fixing part of the reference numeral 308. Reference numeral 303 denotes a PCB board for transmitting signals or data as described above. Reference numeral 306 denotes a spring that fixes the PCB and provides a grounding function. The sensor means of Figure 3 according to the present invention can be mounted to the gas piping through the threaded structure of reference numeral 313.

그리고, 이 경우 상기 전도체는 순수 알루미늄, 또는 알루미늄이 포함된 금속인 것이 바람직하다. In this case, the conductor is preferably pure aluminum or a metal containing aluminum.

가스의 압력을 계속해서 측정하는 동안에, 가스의 압력의 증가 및/또는 온도의 상승으로 인해서 또는 어떤 다른 요인에 의해서 감지 수단의 내부 또는 센서 수단의 내부인 B 부분의 압력이 증가될 수 있다. 이 증가된 B 부분의 압력으로 인해서 원하는 결과에 있어서 오차가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 상기 센서수단은, 증가된 상기 센서수단 또는 상기 감지부의 내부 압력을 줄이기 위한 역압방지수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또는, 상기 센서 수단은, 상기 센서수단 또는 상기 감지부의 내부 압력이 미리 정해진 값 이상으로 증가하는 경우 그 증가된 압력을 상기 미리 정해진 값보다 작게 줄이는 역압방지수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.During continued measurement of the pressure of the gas, the pressure in the interior of the sensing means or in the interior of the sensor means may be increased by an increase in the pressure of the gas and / or a rise in temperature or by some other factor. This increased pressure on the B portion can lead to errors in the desired result. In order to prevent this, it is preferable that the sensor means further include back pressure preventing means for reducing the internal pressure of the sensor means or the sensing portion. Alternatively, the sensor means may further include back pressure preventing means for reducing the increased pressure to a value smaller than the predetermined value when the internal pressure of the sensor means or the sensing portion increases to a predetermined value or more.

상기 역압방지수단은, 상기 B 부분의 일정한 압력을 유지하기 위한 하우징 내부의 역압방지용 세라믹 코크마개 (304) 그리고 상기 역압방지용 세라믹 코크마개 (304) 고정을 위한 하우징 (305)을 포함할 수 있다. The back pressure preventing means may include a ceramic cork stopper 304 for preventing back pressure inside the housing for maintaining a constant pressure of the portion B and a housing 305 for fixing the ceramic cork stopper 304 for preventing back pressure.

구현 예에 따라서는 필요한 경우 또는 미리 정해진 시간 간격을 두고 자동으로 또는 관리자에 의한 수동 조작 방식으로 상기 코크마개 (304)를 열어서 B 부분의 압력이 대기의 압력과 같도록 조절할 수 있을 것이다. 또는 압력계를 상기 하우징 (305) 내에 설치하여 상기 B 부분의 압력을 측정하고, 이 압력의 값에 따라서 상기 코크마개 (304)를 자동으로 개폐할 수 있을 것이다. 이를 구현하기 위한 방식은 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이므로, 더 이상의 설명은 생략한다. 그리고, 상기 하우징 (305)은 구현 예에 따라서는, 예를 들면, 실리콘으로 재질로 제작될 수 있을 것이다.Depending on the embodiment, the cock-stop 304 may be opened, if necessary, or manually or manually by a manager at predetermined time intervals to adjust the pressure of the portion B to be equal to the atmospheric pressure. Alternatively, a pressure gauge may be installed in the housing 305 to measure the pressure of the portion B, and the cock stopper 304 may be automatically opened or closed according to the value of the pressure. The method for implementing this will be apparent to those of ordinary skill in the art, so that further explanation is omitted. In addition, the housing 305 may be made of, for example, silicon, depending on the embodiment.

결국 본 발명에 따른 센서 수단은, 절연이 잘되는 세라믹 합성물 또는 순수한 세라믹으로 제작된 격막구조부 (310)의 A 부분과 접한 부분쪽의 몸체에 전도체인 알루미늄 전극을 증착하고, 격막구조부 (310)의 A 부분과 B 부분 사이의 압력의 차이에 따라서 발생한 주어진 정전용량의 변화 즉, 세라막 소재인 격막구조부 (310)로 인해서 구성된 콘덴서의 커패시턴스 값 (C 값)의 변화를 검출하여, 결과적으로 A 부분과 B 부분 사이의 아주 작은 압력 차이를 정밀하게 감지할 수 있다.As a result, the sensor means according to the present invention deposits an aluminum electrode as a conductor on the body on the side facing the A portion of the diaphragm structural portion 310 made of an insulating ceramic composition or pure ceramic, (C value) of the capacitor formed by the diaphragm structural portion 310 which is the ceramic material, which is the change of the given capacitance caused by the difference of the pressure between the portion A and the portion B, B pressure differential between the parts can be precisely detected.

본 발명에 따른 상기 센서 수단은, 압력 감지와 동시에 A 부분의 온도변화에 따라 알루미늄 소재인 상기 전도체의 고유 저항값이 변화하는 물리적 특성을 이용하여 온도검출을 한다. 금속은 금속 고유의 고유 저항값을 갖고 있으며, 그 전기저항은 금속의 온도에 따라 일정하게 변하는 성질을 갖고 있다. 본 발명에서의 온도 측정은 이러한 특성을 이용한 것이다. 이를 위해서 상기 전도체는 순도가 아주 높은 금속을 이용하여 제작될 수 있을 것이다. 상기에서 알루미늄의 바람직한 실시예를 들었지만, 그 외에도 다양한 금속을 사용하여 전도체를 구현할 수 있다는 것은 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다. The sensor means according to the present invention detects the temperature by using a physical characteristic in which the intrinsic resistance value of the conductor, which is an aluminum material, changes according to the temperature change of the portion A upon sensing the pressure. Metals have intrinsic resistivity values inherent to metals, and their electrical resistances have the property that they change uniformly with the temperature of the metal. The temperature measurement in the present invention is based on this characteristic. For this purpose, the conductor may be made of a metal having a high purity. Although a preferred embodiment of aluminum is described above, it is apparent to those skilled in the art that a conductor can be formed using various metals.

상기와 같은 방식을 통해서, 온도에 따른 압력값을 보상하며 흐르는 유체나 가스의 미세한 압력과 온도를 동시에 검출하는 기능을 제공한다. 도시 가스는 온도에 따라서 그 부피가 변하는 성질이 있으므로, 체적을 기분으로 하여 관리하는 것보다는 그 질량에 따라서 관리하는 것이 타당하다. 상기와 같은 본원 발명에 따른 장치를 이용하여, 도시가스 공급망에 흐르는 도시가스의 공급상태를 체적 기준이 아닌 질량을 기준으로 관리할 수 있는 방안을 제공한다. Through the above-described method, it is possible to compensate the pressure value according to the temperature, and to simultaneously detect the minute pressure and temperature of the flowing fluid or gas. Since the city gas has a property of changing its volume with temperature, it is more appropriate to manage it according to its mass rather than managing it with the mood. The present invention provides a method of managing the supply state of the city gas flowing in the city gas supply network on the basis of the mass, not the volume standard, using the apparatus according to the present invention.

이를 통해서, 도시가스 공급배관에 사용되는 공급가스의 압력 (0 ~ 500mmAq 이하)과 온도값을 동시에 측정 수집하고, 정확한 공급 압력 변화량을 측정하고 분석하여, 온도에 따라서 변할 수 있는 가스의 체적이 아니라 가스의 질량값을 기준으로 수용자에게 도시 가스를 공급할 수 있도록 하며, 공급된 이력을 바탕으로 공급에 필요한 정보를 취득할 수 있도록 한다.Through this, it is possible to simultaneously measure and collect the pressure (not more than 0 ~ 500mmAq) and the temperature of the feed gas used in the city gas supply pipe, measure and analyze the exact change in supply pressure, The city gas can be supplied to the prisoner based on the mass value of the gas and the information necessary for the supply can be acquired based on the supplied history.

그리고, 본 발명에 따른 정전용량식의 압력 검출 및 저항식 온도 검출을 통해서 정밀한 압력 측정이 가능하며, 또한 매우 높은 과부하에도 견딜 수 있고, 또한 심한 온도 변화가 계속되더라도 안정성이 유지되는 장점을 제공한다. 특히, 측정값의 히스테리시스가 전혀 없다는 장점을 제공한다. 게다가, 센싱하는 부분들에 세라믹 소재가 사용되어 부식에 강하다는 장점도 또한 제공할 수 있다.Further, it is possible to measure a precise pressure through the capacitive pressure detection and the resistance type temperature detection according to the present invention, to withstand a very high overload, and to maintain the stability even if a severe temperature change is continued . In particular, it offers the advantage that there is no hysteresis of the measured values at all. In addition, ceramic materials are used in the sensing areas to provide the advantage of being strong against corrosion.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 상기의 설명에 포함된 예들은 본 발명에 대한 이해를 위해 도입된 것이며, 이 예들은 본 발명의 사상과 범위를 한정하지 않는다. 상기의 예들 외에도 본 발명에 따른 다양한 실시 태양이 가능하다는 것은, 본 발명이 속한 기술 분야에 통상의 지식을 가진 사람에게는 자명할 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The examples included in the above description are introduced for understanding of the present invention, and these examples do not limit the spirit and scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various embodiments of the present invention are possible in addition to the above examples. The scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

본 발명은 가스를 포함한 배관을 통해서 흐르는 유체의 압력 및 온도를 측정하는 분야에서 사용될 수 있다.The present invention can be used in the field of measuring the pressure and temperature of a fluid flowing through a piping including gas.

301 : 압력신호선
302 : 온도 신호선
303 : 신호 또는 데이터를 전송하기 위한 PCB 보드
304 : 역압방지용 세라믹 코크마개
305 : 역압방지용 세라믹 코크마개 (304) 고정 하우징
306 : PCB를 고정 및 접지 기능 스프링
307 : 몸체
308 : 고정부
309 : 압력온도검출부
310 : 격막구조부
311 : 절연 가스켓
312 : 가스 인입부
313 : 가스 배관 장착용 나사 구조301: Pressure signal line
302: Temperature signal line
303: PCB board for transmitting signals or data
304: Anti-pressure ceramic cork stopper
305: ceramic cork stopper (304) for preventing back pressure fixing housing
306: Fixed and grounding spring for PCB
307: Body
308:
309: Pressure temperature detector
310: diaphragm structure
311: Insulation gasket
312: gas inlet
313: Screw structure for gas piping

Claims (7)

가스를 공급하는 가스 배관 내 가스 압력 및 온도를 측정하는 장치로서,
정전 용량의 변화를 이용하여 상기 가스의 압력을 검출하고 온도 변화에 따른 도체의 고유 저항값의 변화를 이용하여 상기 온도를 검출하는 감지부; 및
상기 감지부가 측정한 가스 압력 및 온도의 값을 저장하고 이력을 관리하는 중앙처리부;를 포함하며,
상기 감지부는 센서수단을 포함하며,
상기 센서수단은,
적어도 상기 감지부의 내부로 상기 가스가 인입하는 것을 차단하며, 상기 가스 배관 내 가스에 접촉하는 전도체가 증착된 격막구조부;
상기 가스의 압력으로 인한 상기 전도체에서의 정전용량의 변화를 감지하여 상기 가스의 압력을 검출하며, 상기 가스의 온도가 변하는 경우에 상기 전도체에서의 고유 저항값의 변화를 감지하여 상기 가스의 온도를 검출하는 압력온도검출부; 및
상기 감지부의 내부 압력을 줄이기 위한 역압방지수단을 포함하는, 측정 장치.An apparatus for measuring a gas pressure and a temperature in a gas piping supplying gas,
A sensing unit that detects the pressure of the gas using a change in capacitance and detects the temperature by using a change in the resistivity of the conductor according to a change in temperature; And
And a central processing unit for storing values of gas pressure and temperature measured by the sensing unit and managing the history,
The sensing unit includes sensor means,
Wherein the sensor means comprises:
A diaphragm structure part which shields the gas from entering at least into the sensing part and in which a conductor in contact with the gas in the gas piping is deposited;
Detecting a change in the capacitance of the conductor due to the pressure of the gas to detect the pressure of the gas and detecting a change in the resistivity of the conductor when the temperature of the gas changes, A pressure temperature detector for detecting the pressure; And
And back pressure preventing means for reducing the internal pressure of the sensing portion. 제1항에 있어서,
상기 측정 장치는,
상기 감지부에서 검출한 가스 압력 및 온도의 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 상기 중앙 처리부로 전달하는 변환부; 및
상기 중앙 처리부에 저장된 가스 압력 및 온도의 디지털 값을 무선으로 전송하는 전송부를 더 포함하는 측정 장치.The method according to claim 1,
The measuring device includes:
A converting unit for converting an analog value of the gas pressure and temperature detected by the sensing unit into a digital value and transmitting the digital value to the central processing unit; And
And a transmitter for wirelessly transmitting a digital value of a gas pressure and a temperature stored in the central processing unit. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전도체는 알루미늄이 포함된 금속인, 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the conductor is a metal containing aluminum. 제1항에 있어서,
상기 격막구조부는 세라믹 소재인, 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the diaphragm structural portion is a ceramic material. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 측정 장치는,
상기 중앙 처리부에 저장된 가스 압력 및 온도의 값을 표시하는 디스플레이부; 및
상기 측정 장치의 동작에 필요한 전력을 공급하는 전원을 더 포함하는 측정 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The measuring device includes:
A display unit for displaying values of gas pressure and temperature stored in the central processing unit; And
And a power supply for supplying power required for the operation of the measuring apparatus.
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