KR101497499B1 - 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치 - Google Patents

건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 유량 및 압력센서를 건설용 배관에 안정적이고 견고히 결합시켜 배관의 환경적 요소에 의해 파손되거나 오작동될 가능성을 최소화시키는데 있다.
이를 위해 본 발명의 유량계; 압력계; 및 기록계를 포함하고, 상기 유량계는, 상기 배관에 형성된 제1 삽입공을 통해 일부가 상기 배관의 내부에 삽입된 유량센서; 상기 유량센서를 감싸며 상기 배관의 외부에서 내부로 상기 유량센서를 따라 삽입되며 외측부가 상기 제1 삽입공의 외주부와 용접되어 상기 유량센서를 보호하고 상기 배관에 고정시키기 위한 브라켓; 및 상기 유량센서의 상부와 상기 브라켓의 상부에 함께 체결되어 상기 유량센서가 상기 브라켓로부터 이탈되지 않도록 고정시키는 제1 볼트;를 포함하고, 상기 압력계는, 압력센서; 하단부가 상기 배관에 형성된 제2 삽입공에 삽입되고, 상기 하단부의 외측부가 제2 삽입공의 외주부와 용접되고, 상기 제2 삽입공과 연결되어 상기 배관의 유체가 진입하는 유체 유입관과 상부 외주부에 제1 결합구가 각각 형성되고, 상기 유체 유입관의 상부에 배치된 원뿔형상의 오일 실링부와 상기 오일 실링부 상에 배치된 격막이 구비된 하부 플랜지; 중앙부에 상기 격막과 대향하도록 상기 압력센서가 관통 결합되는 센서 결합구와 외주부에 상기 제1 결합구와 대응하는 제2 결합구가 각각 형성되고, 하부가 상기 격막을 수용하고 상기 격막의 가장자리를 가압하도록 형성된 상부 플랜지; 및 상기 제1 결합구와 상기 제2 결합구를 통해 체결되어 상기 하부 플랜지와 상기 상부 플랜지 간을 결합하는 제2 볼트;를 포함하는 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치를 개시한다.

Description

건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치{DEVICE FOR MEASURING FLOW RATE AND PRESURE OF PIPE FOR CONSTRUCTION}
본 발명의 실시예는 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치에 관한 것이다.
유량계와 압력계는 다양한 산업분야에서 널리 사용되고 있다.
그러나, 건설 시공 시 설치되는 배관 분야에 있어서 그 특유의 환경적 제약이 있기 때문에 기존의 배관에 유량센서와 압력센서를 그대로 적용하는 것은 쉽지 않다. 또한, 기존의 배관에 유량센서와 압력센서가 결합되더라도 상기 배관을 통해 빠르게 흐르는 유체, 배관의 진동 또는 압력 등의 다양한 환경적 요소에 의해 파손되거나 오작동될 가능성이 높다.
공개특허공보 제10-2011-0040189호 '열식 유량계용 유량센서' 공개특허공보 제10-2014-0107064호 ‘플라즈마 진단장치 및 진단방법’ 공개특허공보 제10-2013-0097007 ‘에너지 절감형 펌프시스템 및 그 제어방법’ 공개특허공보 제10-2013-0140370호 ‘압력조절 정삼투 방법 및 장치’
본 발명의 실시예는, 건설용 배관에 안정적이고 견고히 결합되어 배관의 환경적 요소에 의해 파손되거나 오작동될 가능성을 최소화시킨 유량 및 압력 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 의한 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치는, 건설용 배관을 통해 흐르는 유체의 유량을 측정하기 위한 유량계; 상기 배관에 흐르는 유체의 압력을 측정하기 위한 압력계; 및 상기 유량계와 상기 압력계를 통해 각각 측정된 유량값과 압력값을 기록하는 기록계를 포함하고, 상기 유량계는, 상기 배관에 형성된 제1 삽입공을 통해 일부가 상기 배관에 삽입된 유량센서; 상기 유량센서를 감싸며 상기 배관의 외부에서 내부로 상기 유량센서를 따라 삽입되며 외측부가 상기 제1 삽입공의 외주부와 용접되어 상기 유량센서를 보호하고 상기 배관에 고정시키기 위한 브라켓; 및 상기 유량센서의 상부와 상기 브라켓의 상부에 함께 체결되어 상기 유량센서가 상기 브라켓로부터 이탈되지 않도록 고정시키는 제1 볼트;를 포함하고, 상기 압력계는, 압력센서; 하단부가 상기 배관에 형성된 제2 삽입공에 삽입되고, 상기 하단부의 외측부가 제2 삽입공의 외주부와 용접되고, 상기 제2 삽입공과 연결되어 상기 배관의 유체가 진입하는 유체 유입관과 상부 외주부에 제1 결합구가 각각 형성되고, 상기 유체 유입관의 상부에 배치된 원뿔형상의 오일 실링부와 상기 오일 실링부 상에 배치된 격막이 구비된 하부 플랜지; 중앙부에 상기 격막과 대향하도록 상기 압력센서가 관통 결합되는 센서 결합구와 외주부에 상기 제1 결합구와 대응하는 제2 결합구가 각각 형성되고, 하부가 상기 격막을 수용하고 상기 격막의 가장자리를 가압하도록 형성된 상부 플랜지; 및 상기 제1 결합구와 상기 제2 결합구를 통해 체결되어 상기 하부 플랜지와 상기 상부 플랜지 간을 결합하는 제2 볼트;를 포함한다.
또한, 상기 기록계는, 상기 유량계와 상기 압력계를 통해 각각 측정된 유량값과 압력값에 대한 상한과 하한이 각각 설정되어 상기 상한을 초과하거나 상기 하한 미만일 경우 해당 경보음이 각각 출력될 수 있다.
또한, 상기 유량계는 유체가 흐르는 방향에 대하여 상기 압력계보다 상기 배관의 전단에 설치될 수 있다.
또한, 상기 기록계에는 상기 기록계에 기록된 데이터를 외부 장치로 출력하기 위한 데이터 포트가 설치될 수 있다.
또한, 상기 데이터 포트를 통해 상기 기록계에 기록된 데이터를 백업하기 위한 USB 또는 SD 카드와, 그래프로 표시하기 위한 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유량 및 압력 측정 장치는 건설용 배관에 안정적이고 견고히 결합되어 배관의 환경적 요소에 의해 파손되거나 오작동될 가능성을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시에에 따라 건설용 배관에 적용되는 유량계와 압력계의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기록계의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시부를 통해 출력되는 그래프이다.
출원인은 이하에서 첨부도면을 참조하여 앞서 본 실시예들의 구성을 상세하게 설명한다.
본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시에에 따라 건설용 배관에 적용되는 유량계와 압력계의 구성을 나타낸 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기록계의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표시부를 통해 출력되는 그래프이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치(100)는, 건설용 배관(10)을 통해 흐르는 유체의 유량을 측정하기 위한 유량계(100), 상기 배관(10)에 흐르는 유체의 압력을 측정하기 위한 압력계(200) 및 상기 유량계(100)와 상기 압력계(200)를 통해 각각 측정된 유량값과 압력값을 기록하는 기록계(300)를 포함한다.
상기 유량계(100)는 유량센서(110), 브라켓(120) 및 제1 볼트(130)를 포함한다.
상기 유량센서(110)는 파이프 형태로 형성되어, 상기 배관(10)에 형성된 제1 삽입공(10a)을 통해 그 일부분이 상기 배관(10)의 내부에 삽입될 수 있다.
상기 유량센서(110)는 센서 몸체(111), 상기 센서 몸체(111)의 하부를 이루며 상기 배관(10)의 내부로 삽입된 센서부(112), 상기 센서 몸체(111)의 상부를 이루며 상기 제1 볼트(130)가 체결되는 제1 결합부(113), 및 상기 센서부(112)를 통해 측정된 데이터를 소정의 전류 신호로 변환하여 상기 기록계(300)로 출력하는 신호 출력부(114)를 포함할 수 있다. 상기 센서부(112)는 활성 센서(미도시)와 기준 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 활성 센서는 일정한 열이 가해지는 발열체와 온도센서를 내장하고 있으며, 상기 기준 센서는 유체 온도 측정센서를 내장하고 있다. 상기 신호 출력부(114)는 상기 기준 센서 및 유체에 의해 냉각되는 상기 활성 센서 간의 온도 차가 일정해지도록 공급하는 전류 값을 조절할 수 있으며, 이러한 전류 값은 소정의 신호로 변환되어 상기 기록계(300)로 출력할 수 있다. 이때, 상기 기록계(300)는 상기 유량계(100)로부터 받은 전류 신호(4~20mA)를 질량으로 환산하여 유량 값을 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 유체의 온도차를 이용하여 유량을 측정하는 센서를 예로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 다양한 방식의 유량센서를 포함할 수 있다.
상기 브라켓(120)은 상기 센서 몸체(111)와 센서부(112)를 감싸며, 상기 배관(10)의 외부에서 내부로 상기 센서 몸체(111)와 센서부(112)를 따라 삽입될 수 있다. 또한, 상기 브라켓(120)은, 외측부가 상기 제1 삽입공(10a)의 외부주와 용접(121)되어, 상기 센서 몸체(111)와 센서부(112)를 상기 배관(10)의 외부 환경적인 요소 및 상기 배관(10) 내부에 흐르는 유체로부터 보호하며, 상기 유량계(100)를 상기 배관(10)에 고정시키는 역할을 한다. 상기 브라켓(120)의 상부에는 제2 결합부(122)가 형성될 수 있다.
상기 브라켓(120)은 저면을 구비하는 파이프 형태로 형성되어 상기 온도센서(111) 및 센서부(112)를 수용하여 안착시킬 수 있으며, 하단부에는 개구부(120a)가 형성되어 상기 센서부(112)에 유체가 유입되도록 할 수 있다.
상기 제1 볼트(130)는 상기 센서 몸체(111)의 제1 결합부(113)와 상기 브라켓(120)의 제2 결합부(122)에 함께 체결되어 상기 유량센서(110)가 상기 브라켓(120)로부터 이탈되지 않도록 상기 유량센서(110)를 상기 브라켓(120)에 고정시키는 역할을 한다.
상기 압력계(200)는 압력센서(210), 하부 플랜지(220), 상부 플랜지(230) 및 제2 볼트(240)를 포함할 수 있다.
상기 압력센서(210)는 유체의 압력을 계측할 수 있는 공지된 모든 압력센서를 포함할 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 격막 압력 센서를 예시하였으며, 이는 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 하부 플랜지(220)는 하부 플랜지 몸체(221), 오일 실링부(222) 및 격막(223)를 포함할 수 있다.
상기 하부 플랜지 몸체(221)의 하단부는 상기 배관(10)에 형성된 제2 삽입공(10b)에 삽입되고, 하단부의 외측부는 상기 제2 삽입공(10b)의 외주부와 용접(221a)될 수 있다. 또한, 상기 하부 플랜지 몸체(221)의 하부에는 상기 제2 삽입공(10b)과 연결되어 상기 배관(10)을 통해 흐르는 유체가 유입되는 유체 유입관(221b)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 하부 플랜지 몸체(221)의 상부에서 상기 유체 유입관(221b)으로 이어지는 부분에는 원뿔모양의 공간(221c)이 마련될 수 있다. 상기 공간(221c)은 역상된 원뿔모양으로 이루어질 수 있으며, 이러한 형상과 대응되는 상기 오일 실링부(222)가 끼워질 수 있다. 또한, 상기 공간(221c)의 상단에는 단차부(221d)가 형성되며, 이와 대응하여 상기 오일 실링부(222)의 상단에도 돌출부(222a)가 형성될 수 있다. 따라서, 상기 돌출부(222a)가 상기 단차부(221d)에 걸쳐진 형태로 배치될 수 있다. 또한, 상기 하부 플랜지 몸체(221)의 상부 외주부에는 다수의 제1 결합구(221e)가 각각 형성될 수 있다.
상기 격막(223)은 상기 오일 실링부(222)에 배치될 수 있다.
상기 상부 플랜지(230)의 중앙부에는 상기 격막(223)과 대향하도록 상기 압력센서(210)가 관통 결합되는 센서 결합구(230a)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 플랜지(230)의 외주부에는 상기 제1 결합부(221e)와 각각 대응하는 다수의 제 2 결합구(230b)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 상부 플랜지(230)의 하부는 상기 격막(223)을 수용하고, 상기 격막(223)의 가장자리부(223a)를 가압하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 상부 플랜지(230)의 하부는 상기 격막(223)를 수용하면서 소정의 압력에 의해 상기 격막(223)이 형태가 변형(위로 휘어짐)될 수 있도록 공간(230c)을 제공할 수 있다. 또한, 상기 공간(230c)의 둘레부분에는 단차부(230d)가 형성되어 상기 격막(223)의 가장자리부(223a)가 눌려져 고정될 수 있다.
상기 제2 볼트는 상기 제1 결합구(221e)와 상기 제2 결합구(230b)에 각각 체결되어 상기 상부 플랜지(210)와 상기 하부 플랜지(230)가 견고히 결합될 수 있도록 한다.
이와 같이 구성된 상기 유량계(100)는 유체가 흐르는 방향에 대하여 상기 압력계(200)보다 상기 배관(10)의 전단에 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 배관(10)을 통해 유체가 A지점에서 B지점으로 흐르는 경우, 상기 유량계(100)는 A 지점과 가까운 위치에 그리고 상기 압력계(200)는 B 지점과 가까운 위치에 각각 설치됨으로써 상기 유량계(100)과 상기 압력계(200) 간의 간섭을 최소화시킬 수 있다.
상기 기록계(300)는 제1 케이블(C1)을 통해 상기 유량계(100)와 연결되며, 제2 케이블(C2)을 통해 상기 압력계(200)와 연결될 수 있다. 상기 제1 케이블(C1)과 상기 제2 케이블(C2)은 상기 유량계(100)와 상기 압력계(200)를 통해 각각 측정된 데이터(혹은 신호)를 받아 기록(또는 저장)하고, 기록된 유량 값과 압력 값을 표시부(311, 312)를 통해 나타낼 수 있다. 상기 표시부(311, 312)는 유량 값(l/min)을 수치적으로 표시하는 제1 표시부(311)와 압력 값(kg/cm2)을 수치적으로 표시하는 제2 표시부(312)를 포함할 수 있다.
상기 기록계(300)는 상기 유량계(100)와 상기 압력계(200)를 통해 각각 측정된 유량 값(l/min)과 압력 값(kg/cm2)에 대한 상한과 하한이 각각 설정될 수 있으며, 이러한 유량 값과 압력 값의 상한과 하한은 배관에 따라 사용자가 설정하여 입력할 수 있다.
또한, 유량계(100)와 압력계(200)에 설정된 상한과 하한에 따라 상기 기록계(300)는 상기 상한을 초과하거나 상기 하한 미만일 경우 해당 경보음이 각각 출력될 수 있는 것으로, 사용자가 유량계(100)에 상한을 500 l/min로 설정하고, 하한을 200 l/min로 설정했다면 유량계(100)를 통해 측정되는 유량이 상한치인 500 l/min를 초과하면 경보음이 발생될 수 있고, 유량계(100)를 통해 측정되는 유량이 하한치인 200 l/min 미만이면 경보음이 발생될 수 있는 것이다.
이때, 유량에 대한 경보음과 압력에 대한 경보음이 상이할 수 있고, 상한과 하한에 대한 경보음이 상이할 수 있다.
한편, 상기 기록계(300)에는 상기 기록계(300)에 기록된 데이터를 외부 장치로 출력하기 위한 데이터 포트(320)가 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 데이터 포트(320)를 통해 USB(330) 또는 SD카드(미도시)가 연결되어 상기 기록계(300)에 기록된 데이터를 취출하여 백업할 수 있으며, 디스플레이 장치(340)와 연결되어 상기 기록계(300)에 기록된 데이터를 도 3에 도시된 바와 같이 그래프로 표시할 수 있다. 또한, 상기 기록계(300)는 데이터가 저장된 상기 USB(330) 또는 SD카드를 상기 디스플레이 장치(340)에 연결하여 필요한 데이터를 그래프로 표시할 수 있다. 상기 디스플레이 장치(340)는 PC, 노트북, 랩톱 또는 스마트 폰 등 디지털 데이터를 그래프로 구현하여 표시할 수 있는 어떠한 수단이라도 무방하다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1000: 유량 및 압력 측정 장치 10: 건설용 배관
10a: 제1 삽입공 10b: 제2 삽입공
100: 유량계 110: 유량센서
111: 센서 몸체 112: 센서부
113: 제1 결합부 114: 신호 출력부
120: 브라켓 121: 용접부
122: 제2 결합부 130: 제1 볼트
200: 압력계 210: 압력센서
220: 하부 플랜지 221: 하부 플랜지 몸체
221a: 용접부 221b: 유체 유입관
221c: 공간 221d: 단차부
221e: 제1 결합구 222: 오일 실링부
223: 격막 230: 상부 플랜지
230a: 센서 결합구 230b: 제2 결합구
230c: 공간 230d: 단차부
240: 제2 볼트 300: 기록계
310: 표시부 311: 제1 표시부
312: 제2 표시부 320: 데이터 포트
330: USB 340: 디스플레이 장치

Claims (5)

  1. 건설용 배관을 통해 흐르는 유체의 유량을 측정하기 위한 유량계;
    상기 배관에 흐르는 유체의 압력을 측정하기 위한 압력계; 및
    상기 유량계와 상기 압력계를 통해 각각 측정된 유량값과 압력값을 기록하는 기록계를 포함하고,
    상기 유량계는,
    상기 배관에 형성된 제1 삽입공을 통해 일부가 상기 배관에 삽입된 유량센서; 상기 유량센서를 감싸며 상기 배관의 외부에서 내부로 상기 유량센서를 따라 삽입되며 외측부가 상기 제1 삽입공의 외주부와 용접되어 상기 유량센서를 보호하고 상기 배관에 고정시키기 위한 브라켓; 및 상기 유량센서의 상부와 상기 브라켓의 상부에 함께 체결되어 상기 유량센서가 상기 브라켓로부터 이탈되지 않도록 고정시키는 제1 볼트;를 포함하고,
    상기 압력계는,
    압력센서; 하단부가 상기 배관에 형성된 제2 삽입공에 삽입되고, 상기 하단부의 외측부가 제2 삽입공의 외주부와 용접되고, 상기 제2 삽입공과 연결되어 상기 배관의 유체가 진입하는 유체 유입관과 상부 외주부에 제1 결합구가 각각 형성되고, 상기 유체 유입관의 상부에 배치된 원뿔형상의 오일 실링부와 상기 오일 실링부 상에 배치된 격막이 구비된 하부 플랜지; 중앙부에 상기 격막과 대향하도록 상기 압력센서가 관통 결합되는 센서 결합구와 외주부에 상기 제1 결합구와 대응하는 제2 결합구가 각각 형성되고, 하부가 상기 격막을 수용하고 상기 격막의 가장자리를 가압하도록 형성된 상부 플랜지; 및 상기 제1 결합구와 상기 제2 결합구를 통해 체결되어 상기 하부 플랜지와 상기 상부 플랜지 간을 결합하는 제2 볼트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기록계는, 상기 유량계와 상기 압력계를 통해 각각 측정된 유량값과 압력값에 대한 상한과 하한이 각각 설정되어 상기 상한을 초과하거나 상기 하한 미만일 경우 해당 경보음이 각각 출력되는 것을 특징으로 하는 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 유량계는 유체가 흐르는 방향에 대하여 상기 압력계보다 상기 배관의 전단에 설치된 특징으로 하는 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 기록계에는 상기 기록계에 기록된 데이터를 외부 장치로 출력하기 위한 데이터 포트가 설치된 것을 특징으로 하는 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 데이터 포트를 통해 상기 기록계에 기록된 데이터를 백업하기 위한 USB 또는 SD카드와, 그래프로 표시하기 위한 디스플레이 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설용 배관의 유량 및 압력 측정 장치.
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