KR101731370B1

KR101731370B1 - 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치

Info

Publication number: KR101731370B1
Application number: KR1020160059704A
Authority: KR
Inventors: 서해수
Original assignee: 카디브(주)
Priority date: 2016-05-16
Filing date: 2016-05-16
Publication date: 2017-04-28

Abstract

본 발명은 유체의 분사량 측정장치에 있어서, 분사되는 유체의 양을 측정하기 위해 유체가 채워지는 비커(4)를 구비하되, 상기 비커(4)의 내측에는 분사장치를 통해 분사된 유체가 비커(4)의 내측 하부로 유도되어 채워지도록 하는 유체유도부재(28)를 구성하며, 상기 비커(4)의 하부에 위치하여 비커(4)에 채워진 유체의 양을 측정하는 측정부(8)로 구성하되, 상기 측정부(8)는 상부에 비커(4)를 끼움결합하기 위한 결합부(9)와, 상기 결합부(9)로부터 돌출되게 설치되어 비커(4)의 내측에 위치하는 유리관(6)과, 비커(4)에 채워진 유체를 외부로 배출하기 위한 유체배출부(16)와, 분사장치에 의해 비커(4)에 채워진 유체의 양을 감지하여 분사량을 측정하는 레벨센서(18)와, 상기 레벨센서(18)의 측정오차를 줄이기 위해 감지통로(14)에 유입된 공기를 배출하는 공기배출부(14)로 구성하여서, 비커(4)에 유체가 일정량 채워진 상태로 영점을 설정한 후 유체의 분사량을 측정함으로써 오차가 발생하지 않아 측정값의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있으며, 분사되는 유체가 높은 높이에서 떨어지지 않고 유체유도부재(28)를 타고 흘러 비커(4)에 채워짐에 따라 거품이 발생하지 않아 유체 분사량을 정밀하게 측정할 수 있는 것이다.

Description

레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치{FLUID INJECTION QUANTITY MEASURING APPRATUS INSTALLED LEVEL SENSOR}

본 발명은 유체의 분사량 측정장치에 관한 것으로, 특히 유체의 분사량을 측정함에 있어 정확도를 높일 수 있는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 유체의 분사량을 측정하기 위해서는 눈금이 표시된 실린더에 분사되는 유체가 채워지는 양을 확인하여 측정하게 된다.

종래의 유체 분사량 측정장치는 유체가 채워지지 않은 실린더에 분사장치에 의해 분사되는 유체가 채워지는 양을 확인하여 분사량을 측정하며, 분사량을 다시 측정하는 경우 유체가 채워진 실린더를 뒤집어 유체를 버린 후 비워사용하게 된다.

이런 경우 실린더에 채워진 유체를 비워 다시 측정하는 경우 미세한 양의 유체가 실린더에 남아 있게되어 영점 설정이 불확실함에 따라 재측정시 정확도가 떨어지는 문제가 있는 것이다.

등록특허번호 제10-1016566호, '인젝터 검사장치 및 이를 이용한 분사량 측정방법'

따라서 본 발명의 목적은 유체의 분사량 측정의 정밀도를 높일 수 있는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치를 제공하는데에 있다.

상기의 목적에 따른 본 발명은 유체의 분사량 측정장치에 있어서, 분사되는 유체의 양을 측정하기 위해 유체가 채워지는 비커(4)를 구비하되, 상기 비커(4)의 내측에는 분사장치를 통해 분사된 유체가 비커(4)의 내측 하부로 유도되어 채워지도록 하는 유체유도부재(28)를 구성하며, 상기 비커(4)의 하부에 위치하여 비커(4)에 채워진 유체의 양을 측정하는 측정부(8)로 구성하되, 상기 측정부(8)는 상부에 비커(4)를 끼움결합하기 위한 결합부(9)와, 상기 결합부(9)로부터 돌출되게 설치되어 비커(4)의 내측에 위치하는 유리관(6)과, 비커(4)에 채워진 유체를 외부로 배출하기 위한 유체배출부(16)와, 분사장치에 의해 비커(4)에 채워진 유체의 양을 감지하여 분사량을 측정하는 레벨센서(18)와, 상기 레벨센서(18)의 측정오차를 줄이기 위해 감지통로(14)에 유입된 공기를 배출하는 공기배출부(14)로 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 비커에 유체가 일정량 채워진 상태로 영점을 설정한 후 유체의 분사량을 측정함으로써 오차가 발생하지 않아 측정값의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있으며, 분사되는 유체가 높은 높이에서 떨어지지 않고 유체유도부재를 타고 흘러 비커에 채워짐에 따라 거품이 발생하지 않아 유체 분사량을 정밀하게 측정할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치의 구성을 보여주는 사시도,
도 2는 도 1의 분해도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 측정부의 단면 구성도,
도 4는 본 발명의 유체유도부재의 구성을 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명의 레벨센서의 영점을 설정하는 상태를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 분사량 측정장치에 의해 비커에 유체가 채워져 분사량을 측정하는 상태를 보여주는 단면 구성도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 유체 분사량 측정장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 이를 분해한 도면이며, 도 3은 단면구성도이다.

본 발명의 유체 분사량 측정장치(2)는 분사되는 유체의 양을 측정하기 위해 유체가 채워지는 비커(4)를 구비하되, 상기 비커(4)의 내측에는 분사장치를 통해 분사된 유체가 비커(4)의 내측 하부로 유도되어 채워지도록 하는 유체유도부재(28)를 구성하며, 상기 비커(4)의 하부에 위치하여 비커(4)에 채워진 유체의 양을 측정하는 측정부(8)로 구성하되, 상기 측정부(8)는 상부에 비커(4)를 끼움결합하기 위한 결합부(9)와, 상기 결합부(9)로부터 돌출되게 설치되어 비커(4)의 내측에 위치하는 유리관(6)과, 비커(4)에 채워진 유체를 외부로 배출하기 위한 유체배출부(16)와, 분사장치에 의해 비커(4)에 채워진 유체의 양을 감지하여 분사량을 측정하는 레벨센서(18)와, 상기 레벨센서(18)의 측정오차를 줄이기 위해 감지통로(14)에 유입된 공기를 배출하는 공기배출부(10)로 구성한다.

본 발명의 유체 분사량 측정장치(2)는 분사장치의 일 예로서 자동차의 연료를 분사하는 인젝터 검사장치에 설치될 수 있으며, 연료를 분사하는 인젝터의 일측에 설치하여 분사되는 연료의 양을 정밀하게 측정하여 인젝터의 수리 및 성능시험에 사용되는 것이다.

또한, 다수의 분사장치를 검사하는 경우 그 개수에 맞는 유체 분사량 측정장치(2)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 비커(4)는 분사장치에 의해 분사되는 유체의 양을 측정하기 위한 것으로, 분사장치에 의해 분사된 유체를 비커(4)에 채워 유체의 양을 측정함으로써 분사량을 확인하게 된다.

본 발명에서는 비커(4)에 눈금을 표시하여 외부에서 확인하는 것도 가능하며, 유체 분사량의 측정을 정밀하게 하기 위해 비커(4)의 하부에 초음파 센서에 의해 유체의 양을 측정하는 측정부(8)를 구비한다.

상기 측정부(8)의 상부에는 비커(4)를 끼움결합하기 위해 돌출형성된 결합부(9)를 형성하며, 비커(4)와 결합부(9)의 끼움면에는 누수방지를 위한 실링부재(20)를 형성한다.

결합부(9)의 상부에는 내측이 비어 있는 유리관(6)을 설치하며, 상기 유리관(6)이 설치된 결합부(9)의 일측에는 비커(4)에 채워진 유체를 외부로 배출하기 위해 유리관(6)의 내부와 연결된 유체배출부(16)를 형성한다.

상기 유체배출부(16)는 유체의 분사량 측정 후 분사장치에 의해 분사되어 채워진 유체를 외부로 배출하기 위한 것이며, 유체배출부(16)에는 전자변(Electromagnetic Valve)이 설치되어 배출되는 유체를 정밀하게 제어할 수 있다.

일반적으로 전자변은 전류의 작용에 의해 밸브를 개방하는 것으로, 유체의 배출을 정밀하게 제어하여 레벨센서(18)의 영점 설정을 정확히 할 수 있게 된다.

본 발명에서는 레벨센서(18)에 의해 비커(4)에 채워진 유체의 양을 측정하는 것이며, 결합부(8)에 형성되어 하부에 설치된 레벨센서(18)와 연결되는 감지통로(14)를 통해 레벨센서(18)의 초음파를 송수신하여 비커(4)에 채워진 유체의 양을 측정하게 된다.

레벨센서(18)에 의한 유체의 분사량을 측정하는 것은, 먼저 비커(4)에 일정량의 유체가 채워진 상태, 바람직하게는 도 5에 도시한 바와 같이 유리관(6)의 끝단까지 유체를 채워넣은 후 레벨센서(18)의 영점을 셋팅하고 분사되는 유체가 비커(4)에 채워짐에 따라 실시간으로 레벨센서(18)에 의해 유체의 양을 측정하게 된다.

측정된 유체의 분사량은 별도로 설치된 화면에 표시하여 줌으로써 사용자가 쉽게 분사량을 확인할 수 있는 것이다.

비커(4) 내에 유체가 채워진 상태에서는 유리관(6)을 통해 유체가 배출되지 않으며, 이때 유체배출부)16_는 폐쇄된 상태가 되어 유리관(6) 내측에 공기가 채워져 표면장력이 작용하여 유체가 유입되지 않게 되는 것이다.

본 발명의 실시 예로서 상기 유리관(6)의 직경은 2mm 이내로 형성하는 것이 바람직하며, 유리관(6)의 직경이 상기 범위보다 크게 형성하는 경우에는 유리관(6) 내부로 유체가 유입될 수 있는 문제가 있다.

유체가 비커(4) 내에 채워지면서 레벨센서(18)에 의해 실시간으로 유체의 분사량을 측정한 후에는 다시 유체의 분사량을 측정하기 위해 비커(4) 내의 유체의 양이 레벨센서(18)의 영점위치인 유리관(6)의 끝단까지 배출될 수 있도록 제어하여야 하며, 이때 전자변은 레벨센서(18)의 신호 입력에 의해 유체배출부를 개방하여 배출되는 유체의 양을 조절한다.

즉, 유체의 분사량 측정이 완료된 후 레벨센서(18)에서 생성된 작동신호에 의해 유체배출부(16)를 개방하여 유체가 외부로 배출되게 하는 상태에서, 비커(4) 내에 존재하는 유체의 잔존량이 레벨센서(18)의 영점 설정시에 존재하는 양이 되는 시점에 유체배출부(16)가 폐쇄되도록 작동신호를 전달하여 유체가 더이상 배출되지 않도록 한다.

본 발명에서는 레벨센서(18)에 의해 측정되는 유체의 분사량 측정의 정확도를 높이기 위해 레벨센서(18)의 초음파가 송수신되는 감지통로(14)와 레벨센서(18)의 상부에 형성되는 설치공간(15)에 공기가 유입되어 있는 것을 방지하기 위해 감지통로(14)와 연결된 공기배출부(10)를 형성한다.

앞서 설명하였듯이 비커(4) 내에 일정량의 유체가 채워진 상태에서 레벨센서(18)의 영점을 설정하게 되며, 이때 감지통로(14)와 레벨센서(18)의 설치공간(15)에도 모두 유체가 채워진 상태가 되어야 한다.

상기 감지통로(14)와 레벨센서(18)의 설치공간(15)에 공기가 채워져 있게 되면 공기가 유체의 압력에 의해 수축된 상태가 되어 유체의 분사량 측정에 오차가 발생하게 된다.

본 발명의 유체 분사량 측정장치(2)는 분사량의 측정 오차가 0.1~0.2cc 정도 임에 따라 유입된 공기에 의해 측정시마다 다른 결과값이 측정될 수 있는 것이다.

이를 방지하기 위해 본 발명에서는 레벨센서(18)의 영점설정시 감지통로(14)와 레벨센서(18)의 설치공간(15)에 유입된 공기를 외부로 배출하기 위해 공기배출부(10)를 형성하여 채워진 공기를 유체와 함께 배출하여 감지통로(14)와 레벨센서(18)의 설치공간(15)에 모두 유체가 채워지도록 한다.

상기 공기배출부(10)는 일측에 설치된 개폐부(12)를 통해 개폐가 가능한 것으로, 레벨센서(18)의 영점설정시 개폐부(12)를 열어 유체를 배출함으로써 유체 중간에 존재하는 공기도 함께 배출되게 하며, 레벨센서(18)의 영점설정시뿐만 아니라 계속적인 유체 분사량의 측정 중간에도 한 번씩 배출하여 정확도를 높일 수 있다.

본 발명에서는 분사장치에 의해 비커(4) 내부로 유입되는 유체의 분사량의 측정 정확도를 높이기 위해 비커(4) 내측에 유체유도부재(28)를 설치한다.

분사장치에서 분사되는 유체는 방울이 맺힌 상태로 상부에서 떨어서 비커(4) 내측으로 유입되며, 이때 유체 방울이 낙차에 의해 비커(4) 내에 영점설정되어 채워진 유체에 떨어지면서 거품이 발생하게 된다.

유체 방울이 떨어지며 발생하는 거품은 유체의 분사량 측정시 오차의 원인이 되며, 더욱이 유체가 상부에 떨어지면서 비커(4)에 채워진 유체의 표면이 심하게 흔들리게 되어 레벨센서(18)에 의해 측정되는 유체의 분사량이 정확하지 못하게 된다.

레벨센서(18)는 비커(4) 내에 채워진 유체의 표면을 기준으로 양을 측정하는 것이며, 표면이 흔들리거나 거품이 생기게 되면 측정값의 오차가 발생하는 것이다.

본 발명에서는 상부에서 유입되는 유체가 높은 높이에서 떨어지지 않고 상기 유체유도부재(28)를 타고 흘러 낮은 높이에서 떨어지도록 하여 비커(4) 내부에 유입되게 함으로써 유체 표면의 흔들림이 없고 거품도 발생하지 않아 레벨센서(18)에 의한 유체 분사량 측정의 정확도를 높일 수 있다.

상기 유체유도부재(28)의 구성을 설명하면, 비커(4)의 상부에 끼움결합되는 머리부(30)를 형성하고, 상기 머리부(30)의 하부로는 유체가 타고 흘러 비커(4) 내측에 떨어질 수 있도록 하는 유도봉(40)이 설치된다.

상기 머리부(30)의 상부에는 떨어지는 유체 방울이 튀어 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해 그물망(32)을 설치하며, 그물망(32)은 별도의 체결나사(44)에 의해 설치될 수 있다.

머리부(30)에는 비커(4) 상부에 끼움결합시 유체가 비커(4) 내벽을 타고 흘러내려가지 않도록 실링부재(36)를 설치하기 위한 다수의 홈부(34)를 형성하며, 내측에는 유체가 하부로 흘러갈 수 있도록 유도통로(38)를 형성한다.

본 발명의 바람직한 실시 예로서, 상기 머리부(30)는 평면상 십자형태로 이루어지며, 십자형상의 4방향 모서리에 실링부재(36)를 끼움설치하기 위한 홈부(34)가 형성되고 각 모서리 사이로 유체가 하부로 흘러들어 갈 수 있도록 유도통로(38)를 4개 형성하는 것이다.

분사되는 유체가 바로 하부로 떨어지지 않고 비커(4) 내벽을 타고 흘러 내려가게 되면 흘러 내려가는 시간 동안 분사량 측정이 지체되어 실시간으로 측정되지 못하며, 또한 비커(4) 내벽에 유체가 묻어있게 되어 측정값의 오차가 발생할 우려가 있는 것이다.

따라서, 실링부재(36)에 의해 유체가 비커(4)의 내벽을 따라서 흘러 내려가지 않고 머리부(30)에 형성된 유도통로(38)를 통해 유도봉(40)으로 흐를 수 있도록 한다.

상기 그물망(32)에 떨어진 유체 방울이 머리부(30)에 형성된 유도통로(38)를 통해 하부로 흘러 유도봉(40)을 타고 내려가게 되며, 유도봉(40)의 단부에는 흘려내려가는 유체가 방울을 형성하도록 유도판(42)을 형성한다.

본 발명에서는 유도봉(40)을 타고 흘려내려와 방울을 형성하도록 안내하는 유도판(42)의 지름이 비커(4) 내에 설치된 유리관(6)의 직경보다 크게 형성한다.

상기 유도판(42)의 지름을 유리관(6)의 직경보다 작게 형성하면 유도판(42)에 맺히는 유체의 방울 크기가 유리관(6)보다 작게 형성되어 하부로 떨어지면서 유리관(6) 내부로 유입될 수 있다.

비커(4) 내에 일정량 이상, 바람직하게는 유리관(6)의 높이보다 더 높게 유체가 채워져 있는 상태에서는 상기 유체 방울의 크기가 상관없을 수 있으나, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 분사량 측정장치(2)는 레벨센서(18)의 영점설정시 유체가 유리관(6)과 같은 높이로 채워지도록 설정된다.

또한, 유체의 분사량 측정 후 비커(4) 내에 채워진 유체를 외부로 배출하여 측정 초기상태로 설정함에 따라 유리관(6)을 통해 유체를 배출하여 유리관(6)의 입구는 노출된 상태가 된다.

초기 설정상태에서 유체를 비커(4) 내측에 채워 다시 측정하는 경우 초기의 유체 방울이 너무 작게 되면 유리관(6) 내부로 유체가 유입될 수 있으며, 이는 곧 유체 분사량 측정의 오차가 발생하게 되는 것이다.

유체의 분사량 측정시 유리관(6) 내부는 항상 공기가 채워져 있는 상태가 되어야 측정값의 오차가 없는 것이다. 레벨센서(18)의 영점설정은 유리관(6)은 비어있는 상태, 감지통로(14)와 레벨센서(18) 설치공간(15)은 유체가 채워져 있는 상태 등을 종합적으로 판단하여 설정하는 것임에 따라 그 이외의 다른 변수들은 항상 일정한 상태가 되도록 하여야 할 것이다.

즉, 유체의 분사량 측정시 유리관(6) 내부에 유체가 유입되는 것은 변수에 해당하므로 이를 방지하기 위해 유도판(42)의 크기를 유리관(6)의 직경보다 크게함으로써 결국 유체 방울의 크기가 유리관(6)의 직경 크기보다 크게 맺히도록 하여 유체 방울이 표면장력에 의해 유리관(6) 내부로 유입되지 않도록 한다.

미설명부호 22,24,26은 실링부재이다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

본 발명의 유체 분사량 측정장치(2)는 인젝터의 분사량을 측정하는 장치에 설치되어 사용될 수 있다.

(2)-- 유체 분사량 측정장치 (4)-- 비커
(6)-- 유리관 (8)-- 측정부
(9)-- 결합부 (10)-- 공기배출부
(12)-- 개폐부 (14)-- 감지통로
(15)-- 설치공간 (16)-- 유체배출부
(18)-- 레벨센서 (20)(22)(24)(26)-- 실링부재
(28)-- 유체유도부재 (30)-- 머리부
(32)-- 그물망 (34)-- 홈부
(36)-- 실링부재 (38)-- 유도통로
(40)-- 유도봉 (42)-- 유도판

Claims

유체의 분사량 측정장치에 있어서,
분사되는 유체의 양을 측정하기 위해 유체가 채워지는 비커(4)를 구비하되, 상기 비커(4)의 내측에는 분사장치를 통해 분사된 유체가 비커(4)의 내측 하부로 유도되어 채워지도록 하는 유체유도부재(28)를 구성하며,
상기 비커(4)의 하부에 위치하여 비커(4)에 채워진 유체의 양을 측정하는 측정부(8)로 구성하되, 상기 측정부(8)는 상부에 비커(4)를 끼움결합하기 위한 결합부(9)와, 상기 결합부(9)로부터 돌출되게 설치되어 비커(4)의 내측에 위치하는 유리관(6)과, 비커(4)에 채워진 유체를 외부로 배출하기 위한 유체배출부(16)와, 분사장치에 의해 비커(4)에 채워진 유체의 양을 감지하여 분사량을 측정하는 레벨센서(18)와, 상기 레벨센서(18)의 측정오차를 줄이기 위해 감지통로(14)에 유입된 공기를 배출하는 공기배출부(10)로 구성함을 특징으로 하는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 유리관(6)의 직경은 2mm 이내로 형성함을 특징으로 하는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 유체유도부재(28)는 비커(4)의 상부에 끼움결합되어 유체가 하부로 흘러가도록 유도통로(38)를 형성하는 머리부(30)를 구성함을 특징으로 하는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 머리부(30)의 하부에 위치하여 유체가 타고 흘러 내려가도록 유도하는 유도봉(40)을 구성함을 특징으로 하는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치.
제4항에 있어서,
상기 유도봉(40)의 단부에 형성되어 유도된 유체가 방울을 형성하여 낙하하도록 안내하는 유도판(42)으로 구성함을 특징으로 하는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 결합부(9)에는 비커(4) 내의 유체가 누수되는 것을 방지하기 위한 실링부재(20)를 구성함을 특징으로 하는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 레벨센서(18)는 초음파 레벨센서(18)인 것을 특징으로 하는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치.
제5항에 있어서,
상기 유도판(42)의 직경은 유리관(6)의 직경보다 크게 형성함을 특징으로 하는 레벨센서가 설치된 유체 분사량 측정장치.