KR102037787B1 - Convection-type flow measurement sensor and method for flow measurement - Google Patents

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KR102037787B1
KR102037787B1 KR1020180080010A KR20180080010A KR102037787B1 KR 102037787 B1 KR102037787 B1 KR 102037787B1 KR 1020180080010 A KR1020180080010 A KR 1020180080010A KR 20180080010 A KR20180080010 A KR 20180080010A KR 102037787 B1 KR102037787 B1 KR 102037787B1
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정대웅
김재건
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한국생산기술연구원
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is a sensor capable of measuring the flowrate and velocity of fluids with low power of scores of microwatts (μW) by enabling a heating element or resistor to be formed with carbon nanotube yarn or the like. According to an embodiment of the present invention, the convective flowrate sensor includes: a flow path part having an internal space as a flow path in which fluids flow; a heating part combined with the flow path part to be located in the internal space of the flow path part, and including a heating body to generate heat; a first sensing part combined with the flow path part to be located at a distance from one side of the heating part in the internal space of the flow path part, and including a first resistor changing electric resistance depending on temperature to sense temperature; a second sensing part combined with the flow path part to be located at a distance from the other side of the heating part in the internal space of the flow path part, and including a second resistor changing electric resistance depending on temperature to sense temperature; and a control part calculating the flowrate or velocity of fluids by analyzing changes of resistance values of the first and second sensing parts.

Description

대류형 유량 센서 및 이를 이용한 유량 측정 방법 {CONVECTION-TYPE FLOW MEASUREMENT SENSOR AND METHOD FOR FLOW MEASUREMENT}Convection Flow Sensor and Flow Measurement Method Using the Same {CONVECTION-TYPE FLOW MEASUREMENT SENSOR AND METHOD FOR FLOW MEASUREMENT}

본 발명은 대류형 유량 센서 및 이를 이용한 유량 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 발열체 또는 저항체가 탄소나노튜브 방적사 등으로 형성 가능하여, 수 십 마이크로와트(㎼)의 저전력으로 유체의 유속 및 유량을 측정할 수 있는 센서에 관한 것이다. The present invention relates to a convective flow sensor and a flow measurement method using the same. More particularly, the heating element or the resistor can be formed of carbon nanotube spun yarn or the like, and the flow rate of the fluid at low power of tens of microwatts The present invention relates to a sensor capable of measuring a flow rate.

유량을 측정하는 것은 다양한 기술분야에서 널리 필요로 하는 작업으로, 유량 측정을 위한 장치들은 유량의 크기나 유체의 특성 등에 따라 그에 적합하도록 다양한 구조와 형태로 이루어진다. 즉 유량이 대량인지 소량인지, 유체가 액체인지 기체인지, 유체의 점성 등의 특성은 어떠한지 등에 따라 무수히 다양한 형태의 유량 측정 기술이 존재한다.Measuring the flow rate is a widely required task in various technical fields, and devices for measuring the flow rate have various structures and shapes to suit the flow rate depending on the size of the flow rate and the characteristics of the fluid. That is, there are a myriad of different types of flow measurement techniques depending on whether the flow rate is large or small, whether the fluid is liquid or gas, or the characteristics of the viscosity of the fluid.

한편 최근 반도체 기술의 발달로 인하여 미세한 크기의 센서들이 개발되어 사용되고 있으며, 미세 수준의 유량을 측정하는 유량 센서 또한 사용되고 있다. 이러한 유량 센서는 반도체 기술을 사용하여 집적 회로 형태로 만들어지는 것이 일반적이다.On the other hand, due to the recent development of semiconductor technology, fine size sensors have been developed and used, and a flow rate sensor for measuring a flow rate at a fine level has also been used. Such flow sensors are typically made in the form of integrated circuits using semiconductor technology.

상기와 같이 반도체 기술을 사용하여 집적 회로 형태로 유량 센서를 형성하는 경우, 유량의 크기와 방향를 감지하기 위하여 금속 기반의 발열체를 사용하여 많은 전력량 (수 십 밀리와트(mW))이 필요한 문제점이 있다.When forming a flow sensor in the form of an integrated circuit using the semiconductor technology as described above, there is a problem that a large amount of power (tens of milliwatts (mW)) using a metal-based heating element to detect the magnitude and direction of the flow rate is required. .

대한민국 등록특허 제10-0276038호(발명의 명칭: 감열식 유량 검출 소자 및 그것을 사용한 유량센서)에서는, 발열 저항 소자(4) 및 한 쌍의 측온 저항 소자(5,6)가 지지막(2) 및 보호막(3)에 의해 둘러싸여 구성된 센서부(10)가 평판상 기판(1)상에 형성되어 있고, 이 센서부(10)의 하부에는, 평판상 기판(1)을 관통하는 에칭홀(8)이 형성되고, 센서부(10)가 평판상 기판(1)과 비접촉 상태로 배치되어 있으며, 유체 측온 소자(7)가 센서부(10)로부터 떨어져서 평판상 기판(1)상에 형성되어 있고, 유체 측온 소자(7)의 하부에는, 평판상 기판(1)의 이면측으로부터 지지막(2)에 도달되지 않도록 평판상 기판(1)의 일부를 제거하여 노치(9a)가 형성된 유량 검출 소자가 개시되어 있다.In Republic of Korea Patent No. 10-0276038 (name of the invention: a thermal flow rate detection element and a flow rate sensor using the same), the heat generating resistor element 4 and the pair of RTDs 5 and 6 support the support film 2. And a sensor unit 10 enclosed by the protective film 3 is formed on the flat substrate 1, and an etching hole 8 penetrating the flat substrate 1 is provided below the sensor unit 10. ) Is formed, the sensor portion 10 is arranged in a non-contact state with the plate-like substrate 1, the fluid temperature measuring element 7 is formed on the plate-like substrate 1 away from the sensor portion 10 In the lower portion of the fluid temperature measuring element 7, a portion of the plate-like substrate 1 is removed so that the notch 9a is formed so as not to reach the supporting film 2 from the rear surface side of the plate-like substrate 1. Is disclosed.

대한민국 등록특허 제10-0276038호Republic of Korea Patent No. 10-0276038

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 수 십 마이크로와트(㎼)의 저전력으로 유속 및 유량을 측정할 수 있는 센서를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a sensor capable of measuring the flow rate and flow rate at a low power of tens of microwatts (㎼).

그리고, 본 발명의 목적은, 소형의 유량 센서에서 유속 및 유량 측정 시, 측정의 정밀도를 향상시키는 것이다. In addition, an object of the present invention is to improve the accuracy of the measurement when measuring the flow rate and flow rate in a compact flow rate sensor.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 유체가 유동하는 유로로써 내부공간이 형성되는 유로부; 상기 유로부의 내부공간에 위치하도록 상기 유로부와 결합하고, 열을 발생시키는 발열체를 구비하는 발열부; 상기 유로부의 내부공간에서 상기 발열부의 일측에 이격되어 위치하도록 상기 유로부와 결합하고, 온도에 따라 전기 저항이 변하는 제1저항체를 구비하여 온도를 감지하는 제1감지부; 상기 유로부의 내부공간에서 상기 발열부의 타측에 이격되어 위치하도록 상기 유로부와 결합하고, 온도에 따라 전기 저항이 변하는 제2저항체를 구비하여 온도를 감지하는 제2감지부; 및 상기 제1감지부와 제2감지부 저항 값의 변화를 분석하여 상기 유체의 유속 또는 유량을 연산하는 제어부;를 포함한다.The configuration of the present invention for achieving the above object, the flow path portion in which the inner space is formed as a flow path for the fluid; A heat generating unit coupled to the flow path unit so as to be positioned in an inner space of the flow path unit and having a heat generating element for generating heat; A first sensing part coupled to the flow path part so as to be spaced apart from one side of the heat generating part in an inner space of the flow path part, and including a first resistor that changes an electrical resistance according to temperature; A second sensing part coupled to the flow path part so as to be spaced apart from the other side of the heat generating part in an inner space of the flow path part, and including a second resistor that changes an electrical resistance according to temperature; And a controller configured to calculate a flow rate or a flow rate of the fluid by analyzing changes in resistance values of the first and second detectors.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 발열부는, 상기 유로부의 벽체와 결합하고 상기 발열체의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제1발열전극과 제2발열전극을 더 구비할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the heat generating unit may further include a first heat generating electrode and a second heat generating electrode coupled to the wall of the flow path part and electrically connected to both ends of the heat generating element.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제1감지부는, 상기 유로부의 벽체와 결합하고 상기 제1저항체의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제1-1감지전극과 제1-2감지전극을 더 구비할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the first sensing unit may further include a 1-1 sensing electrode and a 1-2 sensing electrode which are coupled to a wall of the flow path part and electrically connected to both ends of the first resistor. Can be.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제1-1감지전극과 상기 제1-2감지전극 각각은, 상기 유로부와 전기적으로 절연시키는 절연부와 각각 결합할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, each of the first-first sensing electrode and the first-second sensing electrode may be combined with an insulating portion electrically insulated from the flow path portion.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제2감지부는, 상기 유로부의 벽체와 결합하고 상기 제2저항체의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제2-1감지전극과 제2-2감지전극을 더 구비할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the second sensing unit may further include a 2-1 sensing electrode and a 2-2 sensing electrode coupled to the wall of the flow path part and electrically connected to both ends of the second resistor. Can be.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제2-1감지전극과 상기 제2-2감지전극 각각은, 상기 유로부와 전기적으로 절연시키는 절연부와 각각 결합할 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, each of the second-1st sensing electrodes and the second-2nd sensing electrodes may be combined with an insulating part electrically insulating the flow path part.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 제1저항체와 상기 제2저항체는 금속, 반도체, 탄소나노튜브, 그래핀 및 금속나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the first resistor and the second resistor may be formed of any one or more materials selected from the group consisting of metal, semiconductor, carbon nanotube, graphene, and metal nanowire.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 유로부는 관의 형상으로 형성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the flow path portion may be formed in the shape of a tube.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, i) 상기 유로부 일단의 제1개구부로 상기 유체가 유입되는 단계; ii) 상기 제1개구부를 통과한 상기 유체가 상기 제1감지부를 지나 상기 발열부를 통과하면서 상기 유체의 온도가 상승하는 단계; iii) 온도가 상승한 상기 유체가 상기 제2감지부를 통과하는 단계; iv) 상기 유로부 타단의 제2개구부로 상기 유체가 배출되는 단계; 및 v) 상기 제어부가 상기 제1감지부의 저항 값과 상기 제2감지부의 저항 값을 이용하여 상기 유체의 유속 또는 유량을 연산하는 단계;를 포함한다.The configuration of the present invention for achieving the above object, i) the step of introducing the fluid into the first opening of one end of the flow path; ii) increasing the temperature of the fluid while the fluid passing through the first opening passes through the heat generating part past the first sensing part; iii) passing the fluid having the elevated temperature through the second sensing unit; iv) discharging the fluid to the second opening of the other end of the flow path; And v) calculating, by the control unit, a flow rate or flow rate of the fluid using the resistance value of the first sensing unit and the resistance value of the second sensing unit.

상기와 같은 구성에 따른 본 발명의 효과는, 발열체 또는 저항체가 탄소나노튜브 방적사 등으로 형성 가능하여, 수 십 마이크로와트(㎼)의 저전력으로 유체의 유속 및 유량을 측정할 수 있다는 것이다.The effect of the present invention according to the above configuration, the heating element or the resistor can be formed of carbon nanotube spun yarn, etc., it is possible to measure the flow rate and flow rate of the fluid at low power of several tens of microwatts (㎼).

또한, 본 발명의 효과는, 각 저항체의 온도 차이에 의한 저항 값 차이를 이용하여 유체의 유속 및 유량을 측정하므로, 유속 및 유량의 측정에 대한 정밀도를 증가시킬 수 있다는 것이다.In addition, the effect of the present invention is to measure the flow rate and flow rate of the fluid by using the difference in the resistance value by the temperature difference of each resistor, it is possible to increase the precision for the measurement of the flow rate and flow rate.

그리고, 본 발명의 효과는, 탄소나노튜브 방적사 등을 이용하고 단순한 구조를 구비하여 소형으로 제작 가능하다는 것이다. In addition, the effect of the present invention is that it can be manufactured in a small size with a simple structure using a carbon nanotube spun yarn or the like.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, but should be understood to include all the effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유량 센서의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유량 센서의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유량 센서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스피닝 가능한 탄소나노튜브의 성장 과정의 각 단계를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장한 탄소나노튜브 다발에서 방적사가 형성되는 과정을 도시한 도면이다.1 is a perspective view of a flow sensor according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a flow sensor according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a flow sensor according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing each step of the growth process of the spinnable carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a process in which spun yarn is formed in a grown carbon nanotube bundle according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. "Includes the case. In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유량 센서의 사시도이다.1 is a perspective view of a flow sensor according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 유량 센서는, 유체가 유동하는 유로로써 내부공간이 형성되는 유로부(100); 유로부(100)의 내부공간에 위치하도록 유로부(100)와 결합하고, 열을 발생시키는 발열체(210)를 구비하는 발열부(200); 유로부(100)의 내부공간에서 발열부(200)의 일측에 이격되어 위치하도록 유로부(100)와 결합하고, 온도에 따라 전기 저항이 변하는 제1저항체(310)를 구비하여 온도를 감지하는 제1감지부(300); 유로부(100)의 내부공간에서 발열부(200)의 타측에 이격되어 위치하도록 유로부(100)와 결합하고, 온도에 따라 전기 저항이 변하는 제2저항체(410)를 구비하여 온도를 감지하는 제2감지부(400); 및 제1감지부(300)와 제2감지부(400) 저항 값의 변화를 분석하여 유체의 유속 또는 유량을 연산하는 제어부(600);를 포함한다.As shown in FIG. 1, the flow rate sensor of the present invention includes a flow path part 100 in which an inner space is formed as a flow path through which a fluid flows; A heat generation unit 200 coupled to the flow path unit 100 so as to be located in the internal space of the flow path unit 100 and having a heat generating element 210 for generating heat; Coupled with the flow path portion 100 so as to be spaced apart from one side of the heat generating portion 200 in the inner space of the flow path portion 100, and having a first resistor 310 that changes the electrical resistance according to the temperature to sense the temperature First sensing unit 300; Combining with the flow path section 100 so as to be spaced apart from the other side of the heat generating section 200 in the inner space of the flow path section 100, and having a second resistor 410 that the electrical resistance changes according to the temperature to sense the temperature A second sensing unit 400; And a controller 600 for analyzing a change in resistance values of the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400 to calculate the flow rate or flow rate of the fluid.

유로부(100)는 관(파이프 또는 튜브)의 형상으로 형성될 수 있다. 유로부(100)는 유로부(100)의 내부공간을 형성하는 벽체가 원통형으로 형성되고, 유로부(100)의 양 측으로 유체가 유입 또는 배출될 수 있도록 개구된 제1개구부(110) 및 제2개구부(120)가 형성될 수 있다. The flow path part 100 may be formed in the shape of a pipe (pipe or tube). The flow path part 100 has a wall that forms an inner space of the flow path part 100 and has a cylindrical shape, and includes a first opening part 110 and an opening which allow fluid to flow into or out of both sides of the flow path part 100. Two openings 120 may be formed.

본 발명의 실시 예에서는 유로부(100)가 단면이 원통형인 관의 형상으로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 유로부(100)는 단면이 다각형인 관의 형상으로 형성될 수 있다.In the embodiment of the present invention has been described that the flow path portion 100 is formed in the shape of a tube having a cylindrical cross section, but is not necessarily limited thereto, the flow path portion 100 may be formed in the shape of a tube having a polygonal cross section. have.

여기서, 도 1에서 보는 바와 같이, 제1감지부(300)와 제2감지부(400) 및 발열부(200)는, 각각의 길이 방향 중심축이 하나의 평면 상에 위치하도록 배열될 수 있다. 이에 따라, 유로부(100)의 내부공간을 유체가 유동 시, 유체가 일정한 방향과 흐름으로 유동할 수 있어, 유체의 유속 또는 유량 측정의 정밀도가 향상될 수 있다.Here, as shown in FIG. 1, the first sensing unit 300, the second sensing unit 400, and the heat generating unit 200 may be arranged such that each longitudinal center axis is located on one plane. . Accordingly, when the fluid flows through the internal space of the flow path part 100, the fluid may flow in a constant direction and flow, so that the accuracy of the flow velocity or flow rate measurement of the fluid may be improved.

유로부(100)는 폴리머 또는 실리콘으로 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 외부로부터 유로부(100)의 내부공간으로 전달되는 열이 차단되어 유로부(100)의 내부공간을 유동하는 유체에 대한 외부의 영향이 최소화될 수 있다.The flow path part 100 may be formed of polymer or silicon. In this case, heat transmitted from the outside to the internal space of the flow path part 100 is blocked, so that external influence on the fluid flowing through the internal space of the flow path part 100 can be minimized.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유량 센서의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유량 센서의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a flow sensor according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of a flow sensor according to another embodiment of the present invention.

발열부(200)는, 유로부(100)의 벽체와 결합하고 발열체(210)의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제1발열전극(221)과 제2발열전극(222)을 더 구비할 수 있다. 여기서, 제1발열전극(221)과 제2발열전극(222) 각각은, 유로부(100)와 전기적으로 절연시키는 절연부(500)와 각각 결합할 수 있다.The heat generating unit 200 may further include a first heat generating electrode 221 and a second heat generating electrode 222 which are coupled to the wall of the flow path part 100 and electrically connected to both ends of the heat generating element 210, respectively. . Here, each of the first heat generating electrode 221 and the second heat generating electrode 222 may be combined with an insulating part 500 that electrically insulates the flow path part 100.

그리고, 제1감지부(300)는, 유로부(100)의 벽체와 결합하고 제1저항체(310)의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제1-1감지전극(321)과 제1-2감지전극(322)을 더 구비할 수 있다. 여기서, 제1-1감지전극(321)과 제1-2감지전극(322) 각각은, 유로부(100)와 전기적으로 절연시키는 절연부(500)와 각각 결합할 수 있다.In addition, the first sensing unit 300 is coupled to the wall of the flow path unit 100 and electrically connected to both ends of the first resistor 310, respectively, and the first-first sensing electrode 321 and the first-second sensing unit. An electrode 322 may be further provided. Here, each of the first-first sensing electrode 321 and the second-second sensing electrode 322 may be coupled to an insulating part 500 that electrically insulates the flow path part 100.

또한, 제2감지부(400)는, 유로부(100)의 벽체와 결합하고 제2저항체(410)의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제2-1감지전극(421)과 제2-2감지전극(422)을 더 구비할 수 있다. 여기서, 제2-1감지전극(421)과 제2-2감지전극(422) 각각은, 유로부(100)와 전기적으로 절연시키는 절연부(500)와 각각 결합할 수 있다.In addition, the second sensing unit 400 is coupled to the wall of the flow path unit 100 and is electrically connected to both ends of the second resistor 410, respectively, the second-first sensing electrode 421 and the second-second sensing. An electrode 422 may be further provided. Here, each of the second-first sensing electrode 421 and the second-second sensing electrode 422 may be coupled to an insulating part 500 that electrically insulates the flow path part 100.

본 발명의 일 실시 예로써, 도 2에서 보는 바와 같이 제1발열전극(221), 제2발열전극(222), 제1-1감지전극(321), 제1-2감지전극(322), 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422)은 유로부(100)의 외측에 형성될 수 있다. As an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the first heat generating electrode 221, the second heat generating electrode 222, the 1-1 sensing electrode 321, the 1-2 sensing electrode 322, The 2-1 sensing electrode 421 and the 2-2 sensing electrode 422 may be formed outside the flow path part 100.

그리고, 제1발열전극(221)과 제2발열전극(222)이 형성되는 유로부(100)의 벽체 부위 각각에 절연부(500)가 인입되어, 제1발열전극(221) 및 제2발열전극(222)과 결합되는 절연부(500) 각각이 유로부(100)와 결합될 수 있다. 또한, 제1-1감지전극(321)과 제1-2감지전극(322)이 형성되는 유로부(100)의 벽체 부위 각각에 절연부(500)가 인입되어, 제1-1감지전극(321) 및 제1-2감지전극(322)과 결합되는 절연부(500) 각각이 유로부(100)와 결합될 수 있다. 마찬가지로, 제2-1감지전극(421)과 제2-2감지전극(422)이 형성되는 유로부(100)의 벽체 부위 각각에 절연부(500)가 인입되어, 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422)과 결합되는 절연부(500) 각각이 유로부(100)와 결합될 수 있다.Then, the insulating part 500 is introduced into each wall portion of the flow path part 100 in which the first heat generating electrode 221 and the second heat generating electrode 222 are formed, so that the first heat generating electrode 221 and the second heat generating element are formed. Each of the insulating parts 500 coupled to the electrode 222 may be combined with the flow path part 100. In addition, an insulating part 500 is introduced into each wall portion of the flow path part 100 in which the first-first sensing electrode 321 and the second-second sensing electrode 322 are formed, and thus the first-first sensing electrode ( Each of the insulating parts 500 coupled to the 321 and the first-second sensing electrode 322 may be combined with the flow path part 100. Similarly, the insulating part 500 is inserted into each wall portion of the flow path part 100 in which the 2-1 sensing electrode 421 and the 2-2 sensing electrode 422 are formed, and thus the 2-1 sensing electrode ( Each of the insulating parts 500 coupled to the 421 and the second-second sensing electrode 422 may be combined with the flow path part 100.

도 2와 같이 구성되는 경우, 각각의 절연부(500)에는 타공부가 형성되고, 발열체(210)는 제1발열전극(221) 및 제2발열전극(222)과 결합되는 절연부(500) 각각의 타공부를 관통하여 제1발열전극(221)과 제2발열전극(222)에 결합되고, 제1저항체(310)는 제1-1감지전극(321) 및 제1-2감지전극(322)과 결합되는 절연부(500) 각각의 타공부를 관통하여 제1-1감지전극(321)과 제1-2감지전극(322)에 결합되며, 제2저항체(410)는 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422)과 결합되는 절연부(500) 각각의 타공부를 관통하여 제2-1감지전극(421)과 제2-2감지전극(422)에 결합될 수 있다.2, a perforation part is formed in each insulation part 500, and the heating element 210 is insulated from the first heat generating electrode 221 and the second heat generating electrode 222. Penetrating through the other perforations are coupled to the first heat generating electrode 221 and the second heat generating electrode 222, the first resistor 310 is the 1-1 sensing electrode 321 and the 1-2 sensing electrode ( The second resistor 410 is coupled to the first-first sensing electrode 321 and the first-second sensing electrode 322 by penetrating the perforations of each of the insulating parts 500 coupled to the 322. The second-first sensing electrode 421 and the second-second sensing electrode 422 penetrate through the perforations of each of the insulating parts 500 coupled to the first sensing electrode 421 and the second-2 sensing electrode 422. Can be coupled to.

상기와 같이, 발열체(210) 및 제1저항체(310)와 제2저항체(410)는 유로부(100)와 접촉 방지되어, 발열체(210)로부터 유로부(100)로 전달되어 손실되는 열이 최소화되고, 제1저항체(310)와 제2저항체(410)는 유로부(100)와의 열교환 차단으로 제1저항체(310)와 제2저항체(410) 각각의 온도 변화에 따른 저항 값 변화 오차를 최소화할 수 있다. 또한, 발열체(210) 및 제1저항체(310)와 제2저항체(410)는 유로부(100)와 접촉 방지되어 전기적으로 유로부(100)와 절연되므로, 발열체(210)로 전달되는 전력 손실이 최소화되고, 유로부(100)와 제1저항체(310)의 접촉에 따른 제1저항체(310)의 저항 값 오차, 및 유로부(100)와 제2저항체(410)의 접촉에 따른 제2저항체(410)의 저항 값 오차를 최소화할 수 있다.As described above, the heating element 210, the first resistor 310, and the second resistor 410 are prevented from contacting the flow path part 100, so that heat transferred from the heating element 210 to the flow path part 100 is lost. When the first resistor 310 and the second resistor 410 are minimized, the resistance value change error according to the temperature change of each of the first resistor 310 and the second resistor 410 is blocked by the heat exchange between the flow path part 100. It can be minimized. In addition, since the heating element 210, the first resistor 310, and the second resistor 410 are prevented from contacting the flow path part 100 and electrically insulated from the flow path part 100, power loss transmitted to the heating element 210 is reduced. Is minimized, and a resistance value error of the first resistor 310 due to the contact between the flow path part 100 and the first resistor 310 and a second due to the contact between the flow path part 100 and the second resistor 410 are minimized. The resistance value error of the resistor 410 may be minimized.

그리고, 제1발열전극(221), 제2발열전극(222), 제1-1감지전극(321), 제1-2감지전극(322), 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422) 각각이 각각의 절연부(500) 상에 형성됨으로써 유로부(100)와 접촉 방지되어, 각각의 전극은 유로부(100)와 절연되고, 이에 따라, 제1발열전극(221)과 제2발열전극(222)으로부터 발열체(210)로 전달되는 전력 손실이 최소화되고, 제1-1감지전극(321)과 제1-2감지전극(322)으로부터 제1저항체(310)로 전달되는 전류 및 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422)으로부터 제2저항체(410)로 전달되는 전류에 대한 오차가 최소화되어 제1저항체(310)의 저항 값과 제2저항체(410)의 저항 값에 대한 오차가 최소화될 수 있다.The first heat generating electrode 221, the second heat generating electrode 222, the first-first sensing electrode 321, the first-second sensing electrode 322, the second-first sensing electrode 421 and the second Each of the -2 sensing electrodes 422 is formed on each insulating part 500 to prevent contact with the flow path part 100, so that each electrode is insulated from the flow path part 100, and thus, the first heat generating electrode. The power loss transmitted from the 221 and the second heat generating electrode 222 to the heating element 210 is minimized, and the first resistor 310 from the first-first sensing electrode 321 and the first-second sensing electrode 322. The resistance of the first resistor 310 is minimized by the error between the current transferred to the second resistor 421 and the current transferred from the second-2 sense electrode 422 to the second resistor 410. The error between the value and the resistance value of the second resistor 410 can be minimized.

본 발명의 다른 실시 예로써, 도 3에서 보는 바와 같이, 제1발열전극(221)과 제2발열전극(222)이 형성되는 유로부(100)의 벽체 부위 각각에 절연부(500)가 인입되어, 제1발열전극(221) 및 제2발열전극(222)과 결합되는 절연부(500) 각각이 유로부(100)와 결합될 수 있다. 또한, 제1-1감지전극(321)과 제1-2감지전극(322)이 형성되는 유로부(100)의 벽체 부위 각각에 절연부(500)가 인입되어, 제1-1감지전극(321) 및 제1-2감지전극(322)과 결합되는 절연부(500) 각각이 유로부(100)와 결합될 수 있다. 마찬가지로, 제2-1감지전극(421)과 제2-2감지전극(422)이 형성되는 유로부(100)의 벽체 부위 각각에 절연부(500)가 인입되어, 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422)과 결합되는 절연부(500) 각각이 유로부(100)와 결합될 수 있다.As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, the insulating part 500 is drawn into each wall portion of the flow path part 100 in which the first heat generating electrode 221 and the second heat generating electrode 222 are formed. Thus, each of the insulating parts 500 coupled to the first heat generating electrode 221 and the second heat generating electrode 222 may be combined with the flow path part 100. In addition, an insulating part 500 is introduced into each wall portion of the flow path part 100 in which the first-first sensing electrode 321 and the second-second sensing electrode 322 are formed, and thus the first-first sensing electrode ( Each of the insulating parts 500 coupled to the 321 and the first-second sensing electrode 322 may be combined with the flow path part 100. Similarly, the insulating part 500 is inserted into each wall portion of the flow path part 100 in which the 2-1 sensing electrode 421 and the 2-2 sensing electrode 422 are formed, and thus the 2-1 sensing electrode ( Each of the insulating parts 500 coupled to the 421 and the second-second sensing electrode 422 may be combined with the flow path part 100.

그리고, 제1발열전극(221), 제2발열전극(222), 제1-1감지전극(321), 제1-2감지전극(322), 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422) 각각은, 결합되는 각각의 절연부(500)에 인입되어 형성될 수 있다. 또한, 제1발열전극(221), 제2발열전극(222), 제1-1감지전극(321), 제1-2감지전극(322), 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422) 각각은, 일 부위가 유로부(100)의 내부공간으로 노출되도록 형성될 수 있다.The first heat generating electrode 221, the second heat generating electrode 222, the first-first sensing electrode 321, the first-second sensing electrode 322, the second-first sensing electrode 421 and the second Each of the −2 sensing electrodes 422 may be formed by being introduced into each insulating part 500 to be coupled thereto. Further, the first heat generating electrode 221, the second heat generating electrode 222, the first-first sensing electrode 321, the first-second sensing electrode 322, the second-first sensing electrode 421 and the second Each of the −2 sensing electrodes 422 may be formed such that a portion thereof is exposed to the internal space of the flow path part 100.

발열체(210)는 직접적으로 제1발열전극(221)과 제2발열전극(222)에 결합되고, 제1저항체(310)는 직접적으로 제1-1감지전극(321)과 제1-2감지전극(322)에 결합되며, 제2저항체(410)는 직접적으로 제2-1감지전극(421)과 제2-2감지전극(422)에 결합될 수 있다.The heating element 210 is directly coupled to the first heat generating electrode 221 and the second heat generating electrode 222, and the first resistor 310 directly detects the first-first sensing electrode 321 and the first-second sensing electrode. The second resistor 410 may be directly coupled to the second-first sensing electrode 421 and the second-second sensing electrode 422.

상기와 같이, 제1발열전극(221), 제2발열전극(222), 제1-1감지전극(321), 제1-2감지전극(322), 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422) 각각이 각각의 절연부(500)에 인입되고 각각의 절연부(500)에 의해 둘러싸이는 형상으로 형성됨으로써 유로부(100)와 접촉 방지되어, 각각의 전극은 유로부(100)와 절연되고, 이에 따라, 제1발열전극(221)과 제2발열전극(222)으로부터 발열체(210)로 전달되는 전력 손실이 최소화되고, 제1-1감지전극(321)과 제1-2감지전극(322)으로부터 제1저항체(310)로 전달되는 전류 및 제2-1감지전극(421) 및 제2-2감지전극(422)으로부터 제2저항체(410)로 전달되는 전류에 대한 오차가 최소화되어 제1저항체(310)의 저항 값과 제2저항체(410)의 저항 값에 대한 오차가 최소화될 수 있다.As described above, the first heat generating electrode 221, the second heat generating electrode 222, the first-first sensing electrode 321, the first-second sensing electrode 322, the second-first sensing electrode 421, and Each of the second sensing electrodes 422 is formed into a shape enclosed by each of the insulating parts 500 and surrounded by each of the insulating parts 500, thereby preventing contact with the flow path part 100. Insulated from the flow path part 100, the power loss transmitted from the first heat generating electrode 221 and the second heat generating electrode 222 to the heating element 210 is minimized, and the 1-1 sensing electrode 321 is minimized. And the current transmitted from the first-second sensing electrode 322 to the first resistor 310 and the second-first sensing electrode 421 and the second-second sensing electrode 422 to the second resistor 410. Since the error of the current is minimized, the error of the resistance of the first resistor 310 and the resistance of the second resistor 410 can be minimized.

상기와 같이 전기적 절연 기능과 열 교환 차단 기능을 수행하는 절연부(500)는 이산화규소(SiO2), 유리(Glass) 또는 SOI(Silicon On Insulator)로 형성될 수 있다.As described above, the insulating part 500 that performs the electrical insulation function and the heat exchange blocking function may be formed of silicon dioxide (SiO 2 ), glass, or silicon on insulator (SOI).

그리고, 발열체(210)는 금속, 반도체, 탄소나노튜브, 그래핀 및 금속나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다. 또한, 발열체(210)는 금속, 반도체, 탄소나노튜브, 그래핀 및 금속나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질과 폴리머의 복합재일 수 있다. The heating element 210 may be formed of any one or more materials selected from the group consisting of metals, semiconductors, carbon nanotubes, graphene, and metal nanowires. In addition, the heating element 210 may be a composite of any one or more materials and polymers selected from the group consisting of metals, semiconductors, carbon nanotubes, graphene, and metal nanowires.

그리고, 제1저항체(310)와 제2저항체(410)는 금속, 반도체, 탄소나노튜브, 그래핀 및 금속나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제1저항체(310)와 제2저항체(410)는 금속, 반도체, 탄소나노튜브, 그래핀 및 금속나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질과 폴리머의 복합재일 수 있다.The first resistor 310 and the second resistor 410 may be formed of any one or more materials selected from the group consisting of metals, semiconductors, carbon nanotubes, graphene, and metal nanowires. In addition, the first resistor 310 and the second resistor 410 may be a composite material of any one or more materials and polymers selected from the group consisting of metals, semiconductors, carbon nanotubes, graphene, and metal nanowires.

그리고, 발열체(210), 제1저항체(310) 및 제2저항체(410)는, 단면이 원형 또는 타원형의 형태인 바(bar)의 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 유체가 발열체(210), 제1저항체(310) 및 제2저항체(410)를 통과하면서 유동 시, 발열체(210), 제1저항체(310) 및 제2저항체(410)에 의해 발생하는 유동 저항이 최소화될 수 있다.The heating element 210, the first resistor 310, and the second resistor 410 may be formed in the shape of a bar having a circular or elliptical cross section. Accordingly, when the fluid flows through the heating element 210, the first resistor 310, and the second resistor 410, the fluid is generated by the heating element 210, the first resistor 310, and the second resistor 410. Flow resistance can be minimized.

다만, 바람직하게는, 발열체(210), 제1저항체(310) 및 제2저항체(410)가 탄소나노튜브 방적사로 형성될 수 있으며, 탄소나노튜브 방적사는 스피닝(spinning or spin-capable)이 가능한 탄소나노튜브를 이용하여 형성될 수 있다. 발열체(210), 제1저항체(310) 및 제2저항체(410)가 탄소나노튜브 방적사로 형성되는 경우, 발열체(210), 제1저항체(310) 및 제2저항체(410)는 직선으로 연장되는 얀(yarn) 형태일 수 있다. 탄소나노튜브 방적사는 탄소나노튜브로 형성된 스핀 가능 탄소나노튜브 시트로부터 스피닝이 가능한 탄소나노튜브를 뽑아 꼬아서 제조될 수 있다. However, preferably, the heating element 210, the first resistor 310 and the second resistor 410 may be formed of carbon nanotube spun yarn, and the carbon nanotube spun yarn may spin or spin-capable. It may be formed using carbon nanotubes. When the heating element 210, the first resistor 310 and the second resistor 410 are formed of carbon nanotube spun yarn, the heating element 210, the first resistor 310 and the second resistor 410 extend in a straight line. It may be in the form of a yarn (yarn). The carbon nanotube spun yarn may be prepared by twisting a spinning carbon nanotube from a spinnable carbon nanotube sheet formed of carbon nanotubes.

상기와 같이, 발열체(210)가 탄소나노튜브 방적사로 형성되는 경우, 백금이나 니켈과 같은 금속류를 사용하여 수십 mW의 전력량이 필요한 종래의 열대류형 가속도 센서에 비해 소비전력을 수십 ㎼까지 낮출 수 있다. 그리고, 발열체(210), 제1저항체(310) 및 제2저항체(410)를 상기와 같은 탄소나노튜브 방적사로 형성하는 경우, 재현성이 부족하고 정화를 위한 후처리가 필요한 다른 방법(공중부양형, 딥코팅, 스핀코팅, 스프레이)으로 제조되는 탄소나노튜브 필름에 비해 단순하고 저렴하게 센서를 제작할 수 있다.As described above, when the heating element 210 is formed of carbon nanotube spun yarn, the power consumption can be lowered to several tens of watts compared with the conventional tropical flow type acceleration sensor which requires a power amount of several tens of mW by using metals such as platinum or nickel. . And, when the heating element 210, the first resistor 310 and the second resistor 410 is formed of the carbon nanotube spun yarn as described above, another method that lacks reproducibility and requires post-treatment for purification (air flotation type , Dip coating, spin coating, spray) can be manufactured simple and inexpensive compared to the carbon nanotube film produced by.

본 발명의 유량 센서에 이용되는 탄소나노튜브 방적사의 제조 방법은 후반부에서 설명하기로 한다. The manufacturing method of the carbon nanotube spun yarn used in the flow sensor of the present invention will be described later.

본 발명의 유량 센서는 전선으로써 제1발열전선(711), 제2발열전선(712), 제1-1감지전선(721), 제1-2감지전선(722), 제2-1감지전선(731) 및 제2-2감지전선(732)을 포함하고, 제어부(600)는, 제1발열전선(711)에 의해 제1발열전극(221)과 연결되고, 제2발열전선(712)에 의해 제2발열전극(222)과 연결되며, 제1-1감지전선(721)에 의해 제1-1감지전극(321)과 연결되고, 제1-2감지전선(722)에 의해 제1-2감지전극(322)과 연결될 수 있다. 그리고, 제어부(600)는, 제2-1감지전선(731)에 의해 제2-1감지전극(421)과 연결되고, 제2-2감지전선(732)에 의해 제2-2감지전극(422)과 연결될 수 있다.The flow sensor of the present invention is a wire as the first heating wire 711, the second heating wire 712, the 1-1 sensing wire 721, the 1-2 sensing wire 722, the 2-1 sensing wire 731 and a second-second sensing wire 732, the control unit 600 is connected to the first heating electrode 221 by the first heating wire 711, and the second heating wire 712. Connected to the second heat generating electrode 222, connected to the 1-1 sensing electrode 321 by the 1-1 sensing wire 721, and connected to the first sensing electrode 321 by the 1-2 sensing wire 722. It may be connected to the -2 sensing electrode 322. The control unit 600 is connected to the second-first sensing electrode 421 by the second-first sensing electric wire 731, and the second-second sensing electrode 732 by the second-second sensing electric wire 732. 422).

이하, 본 발명의 유량 센서를 이용한 유량 측정 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, a flow measurement method using the flow sensor of the present invention will be described.

첫째 단계에서, 유로부(100) 일단의 제1개구부(110)로 유체가 유입될 수 있다. 여기서, 제1개구부(110)로 유체가 유입되기 전에, 제어부(600)는, 제1감지부(300)와 제2감지부(400)의 저항 값이 동일한지를 측정할 수 있고, 제1감지부(300)와 제2감지부(400)의 저항 값이 서로 상이한 경우, 제1감지부(300)와 제2감지부(400)의 저항 값을 동일하게 하기 위해, 제1감지부(300) 또는 제2감지부(400) 중 어느 하나의 감지부에 전력을 제공하여 온도를 상승시킬 수 있다. In the first step, the fluid may flow into the first opening 110 of one end of the flow path part 100. Here, before the fluid flows into the first opening 110, the control unit 600 may measure whether the resistance values of the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400 are the same, and the first sensing unit 110 detects the same. When the resistance values of the unit 300 and the second sensing unit 400 are different from each other, in order to make the resistance values of the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400 equal to each other, the first sensing unit 300 is the same. ) Or the second sensing unit 400 may increase the temperature by supplying power to the sensing unit.

그리고, 제어부(600)는 제1감지부(300) 및 제2감지부(400) 각각의 저항 값을 실시간으로 측정하고, 제1개구부(110)로 유체 유입 전 제1감지부(300) 또는 제2감지부(400) 중 어느 하나의 감지부에 전력을 제공하여 제1감지부(300)와 제2감지부(400)의 저항 값을 동일하게 유지되도록 할 수 있다. 제1감지부(300)와 제2감지부(400)의 저항 값을 동일하여 제1감지부(300)의 저항 값과 제2감지부(400)의 저항 값 차이는 0으로 연산되고, 이와 같은 경우, 제어부(600)는 유체의 유동이 없음으로 판단할 수 있다. In addition, the controller 600 measures the resistance values of the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400 in real time, and before the fluid is introduced into the first opening 110, the first sensing unit 300 or Power may be provided to any one of the second sensing units 400 to maintain the same resistance value of the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400. The difference between the resistance value of the first sensing unit 300 and the resistance of the second sensing unit 400 is calculated as 0 by equalizing the resistance values of the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400. In the same case, the controller 600 may determine that there is no flow of the fluid.

둘째 단계에서, 제1개구부(110)를 통과한 유체가 제1감지부(300)를 지나 발열부(200)를 통과하면서 유체의 온도가 상승할 수 있다. 그리고, 셋째 단계에서, 온도가 상승한 유체가 제2감지부(400)를 통과할 수 있다. 그 후, 넷째 단계에서, 유로부(100) 타단의 제2개구부(120)로 유체가 배출될 수 있다.In the second step, the fluid passing through the first opening 110 may pass through the heat generating unit 200 through the first sensing unit 300 may increase the temperature of the fluid. In the third step, the fluid having the elevated temperature may pass through the second sensing unit 400. Thereafter, in the fourth step, the fluid may be discharged to the second opening 120 at the other end of the flow path part 100.

다음으로, 다섯째 단계에서, 제어부(600)가 제1감지부(300)의 저항 값과 제2감지부(400)의 저항 값을 이용하여 유체의 유속 또는 유량을 연산할 수 있다.Next, in the fifth step, the control unit 600 may calculate the flow rate or flow rate of the fluid using the resistance value of the first sensing unit 300 and the resistance value of the second sensing unit 400.

발열부(200)에 의해 온도가 상승한 유체가 제2감지부(400)를 통과하면서, 유체로부터 제2저항체(410)로 열 전달이 수행되고, 이에 따라 제2저항체(410)의 온도가 상승하여 제1감지부(300)의 저항 값과 제2감지부(400)의 저항 값 차이가 생성되고, 제어부(600)는 제1감지부(300)와 제2감지부(400) 간 저항 값 차이를 이용하여 유체의 유속 또는 유량을 측정할 수 있다. (여기서, 본 발명이 설명에서는 온도 상승 시 저항 값이 상승하는 소재로 제1저항체(310) 및 제2저항체(410)로 형성된 경우를 기준으로 설명하기로 한다. 이와 반대의 경우에도 적용되는 원리는 동일할 수 있다.)While the fluid whose temperature has risen by the heat generating part 200 passes through the second sensing part 400, heat transfer is performed from the fluid to the second resistor 410, thereby raising the temperature of the second resistor 410. The difference between the resistance value of the first sensing unit 300 and the resistance value of the second sensing unit 400 is generated, and the controller 600 controls the resistance value between the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400. The difference can be used to measure the flow rate or flow rate of the fluid. Here, the present invention will be described on the basis of the case formed of the first resistor 310 and the second resistor 410 as a material that the resistance value increases when the temperature rises. May be the same.)

구체적으로, 제2감지부(400)의 온도 상승으로 제2감지부(400)의 저항 값이 증가하는 경우, 제2감지부(400)의 온도가 변화하여 제1감지부(300)와 제2감지부(400) 간 온도 분포가 비대칭으로 형성되고, 제1감지부(300)와 제2감지부(400) 간 저항 값 차이가 생성될 수 있다. 여기서, 유체의 유입에 의해 제1감지부(300)의 온도는 감소할 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니고, 유체의 유속에 따라 제1감지부(300)의 온도는 감소, 증가 또는 유지될 수 있다.Specifically, when the resistance value of the second sensing unit 400 increases due to the temperature increase of the second sensing unit 400, the temperature of the second sensing unit 400 is changed to change the temperature of the first sensing unit 300 and the first sensing unit 300. The temperature distribution between the two sensing units 400 may be asymmetrically formed, and a difference in resistance values between the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400 may be generated. Here, the temperature of the first sensing unit 300 may decrease due to the inflow of the fluid, but the temperature of the first sensing unit 300 may be reduced, increased or maintained according to the flow rate of the fluid. .

그리고, 제어부(600)는 제1감지부(300)와 제2감지부(400) 간 저항 값 차이를 측정하고, 제1감지부(300)와 제2감지부(400) 간 저항 값 차이를 사전에 입력된 레퍼런스데이터와 비교하여 유체의 유속을 도출할 수 있다. 여기서, 레퍼런스데이터는 제어부(600)에 사전에 입력되는 것으로써, 실험실에서 본 발명의 유량 센서에 유체를 유동시켜 제1감지부(300)와 제2감지부(400) 간 저항 값 차이의 시간 당 변화율과 유체의 유속 간 관계를 측정한 데이터일 수 있다.The controller 600 measures a difference in resistance between the first detector 300 and the second detector 400, and measures a difference in resistance between the first detector 300 and the second detector 400. The flow velocity of the fluid can be derived by comparing with reference data input in advance. Here, the reference data is input to the control unit 600 in advance, the time of the difference in the resistance value between the first sensing unit 300 and the second sensing unit 400 by flowing a fluid to the flow sensor of the present invention in the laboratory It may be data measuring the relationship between the rate of change of sugar and the flow rate of the fluid.

그리고, 유로부(100)의 단면적과 유체의 유속을 유체 연속의 식(유량=단면적*유속)에 대입하여 유체의 유량을 연산할 수 있다. 유체 연속의 식 이용은 공지된 사항으로써 상세한 설명은 생략하기로 한다. The flow rate of the fluid can be calculated by substituting the cross-sectional area of the flow path part 100 and the flow rate of the fluid into a formula of flow continuous (flow rate = cross-sectional area * flow rate). The use of equations for fluid continuity is well known and will not be described in detail.

본 발명의 실시 예에서는, 제1개구부(110)를 통해 유입되어 제2개구부(120)로 배출되는 유체의 유속 또는 유량 측정에 대해 설명하고 있으나, 제2개구부(120)를 통해 유입되어 제1개구부(110)로 배출되는 유체의 유속 또는 유량 측정에도 동일한 원리가 적용될 수 있다. 그리고, 상기와 같이 제2감지부(400)의 저항 값이 제1감지부(300)의 저항 값 보다 큰 경우 유체의 유동 방향이 제1개구부(110)로부터 제2개구부(120)로 형성되고, 제2감지부(400)의 저항 값이 제1감지부(300)의 저항 값 보다 큰 경우 유체의 유동 방향이 제2개구부(120)로부터 제1개구부(110)로 형성되므로, 제1감지부(300)의 저항 값과 제2감지부(400)의 저항 값을 이용하여 유체의 유동 방향도 측정할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the flow rate or flow rate measurement of the fluid flowing through the first opening 110 and discharged to the second opening 120 is described, but the first opening 110 is introduced into the first opening 110. The same principle can be applied to the measurement of the flow rate or flow rate of the fluid discharged through the opening 110. When the resistance value of the second sensing unit 400 is greater than the resistance value of the first sensing unit 300, the flow direction of the fluid is formed from the first opening 110 to the second opening 120. When the resistance of the second sensing unit 400 is greater than the resistance of the first sensing unit 300, the flow direction of the fluid is formed from the second opening 120 to the first opening 110. The flow direction of the fluid may also be measured using the resistance value of the unit 300 and the resistance value of the second sensing unit 400.

본 발명의 유량 센서를 포함하는 유량계를 제조할 수 있다. 그리고, 본 발명의 유량 센서를 포함하는 유량 제어 시스템을 구축할 수 있다. The flowmeter including the flow sensor of the present invention can be manufactured. And the flow control system containing the flow sensor of this invention can be constructed.

이하, 본 발명의 유량 센서에 이용되는 탄소나노튜브 방적사의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the manufacturing method of the carbon nanotube spinning yarn used for the flow sensor of the present invention will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스피닝 가능한 탄소나노튜브의 성장 과정의 각 단계를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 성장한 탄소나노튜브 다발에서 방적사가 형성되는 과정을 도시한 도면이다.Figure 4 is a view showing each step of the growth process of the spinable carbon nanotubes according to an embodiment of the present invention, Figure 5 is a process of forming a spun yarn in the grown carbon nanotube bundle according to an embodiment of the present invention Figure is a diagram.

첫째 단계에서, 베이스기재(810)를 마련할 수 있다. 여기서, 베이스기재(810)는 실리콘(Si)으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 베이스기재(810)가 실리콘(Si)으로 형성된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 증착이 가능한 유리(Glass) 또는 고분자 화합물을 이용하여 베이스기재(810)가 형성될 수도 있다. In the first step, the base substrate 810 may be prepared. Here, the base substrate 810 may be formed of silicon (Si). In an embodiment of the present invention, the base substrate 810 is described as being formed of silicon (Si), but is not limited thereto, and the base substrate 810 is formed using glass or a polymer compound that can be deposited. May be

도 8의 ①에서 보는 바와 같이, 둘째 단계에서, 베이스기재(810) 상에 비정질 산화물층(820), 산화알루미늄층(830) 및 촉매층(840)을 순차적으로 형성할 수 있다. 이 때, 비정질 산화물층(820), 산화알루미늄층(830) 및 촉매층(840)은 습식법(딥코팅, 스핀코팅) 또는 건식법(스퍼터, 전자빔)에 의해 증착되어서 형성될 수 있다. 비정질 산화물층(820)은 절연 및 단열을 위해 베이스기재(810) 위에 코팅된 것으로서, 본 실시예에서는 이산화규소(SiO2)로 이루어질 수 있다.As shown in ① of FIG. 8, in the second step, an amorphous oxide layer 820, an aluminum oxide layer 830, and a catalyst layer 840 may be sequentially formed on the base substrate 810. In this case, the amorphous oxide layer 820, the aluminum oxide layer 830, and the catalyst layer 840 may be formed by being deposited by a wet method (deep coating, spin coating) or a dry method (sputter, electron beam). The amorphous oxide layer 820 is coated on the base substrate 810 for insulation and insulation, and may be made of silicon dioxide (SiO 2 ) in this embodiment.

산화알루미늄층(830)은 비정질 산화물층(820)의 위에 1 내지 5나노미터(nm)의 두께로 코팅될 수 있고, 바람직하게는 3나노미터(nm)의 두께로 코팅될 수 있다. 산화알루미늄층(830)은 스피닝이 가능한 탄소나노튜브(850)의 제조를 위한 공정 조건을 확장시키는 역할을 할 수 있다. 이에 대해서는 다섯째 단계에서 상세히 설명하기로 한다. The aluminum oxide layer 830 may be coated with a thickness of 1 to 5 nanometers (nm) on the amorphous oxide layer 820, and may be preferably coated with a thickness of 3 nanometers (nm). The aluminum oxide layer 830 may serve to extend process conditions for manufacturing the spinning carbon nanotube 850. This will be described in detail in the fifth step.

산화알루미늄층(830)의 두께가 1 나노미터(nm) 미만인 경우, 산화알루미늄 상에 촉매층(840) 증착 시 산화알루미늄층(830)에 파단이 생성될 수 있다. 그리고, 산화알루미늄층(830)의 두께가 5 나노미터(nm) 초과인 경우, 촉매층(840)에 형성된 파티클(841)이 촉매층(840)을 통과하여 산화알루미늄층(830)으로 확산되는 현상이 발생할 수 있다. When the thickness of the aluminum oxide layer 830 is less than 1 nanometer (nm), breakage may be generated in the aluminum oxide layer 830 when the catalyst layer 840 is deposited on the aluminum oxide. In addition, when the thickness of the aluminum oxide layer 830 is greater than 5 nanometers (nm), a phenomenon in which particles 841 formed in the catalyst layer 840 is diffused through the catalyst layer 840 to the aluminum oxide layer 830 is observed. May occur.

촉매층(840)은 산화알루미늄층(830) 위에 코팅되는 철(Fe)로 이루어질 수 있다. 촉매층(840)을 형성하는 금속으로 철(Fe) 이외의 금속이 사용될 수 있으나, 철(Fe)로 촉매층(840)을 형성하는 경우 파티클(841)의 형성이 용이할 수 있다.The catalyst layer 840 may be made of iron (Fe) coated on the aluminum oxide layer 830. Metal other than iron (Fe) may be used as the metal for forming the catalyst layer 840, but when the catalyst layer 840 is formed of iron (Fe), the formation of particles 841 may be easy.

셋째 단계에서, 둘째 단계의 베이스기재(810)를 챔버 내에 위치시킬 수 있다. 그리고, 넷째 단계에서, 챔버 내에 분위기 가스, 환원가스와 탄소함유 가스를 주입하면서 챔버 내 온도를 성장 온도까지 상승시킬 수 있다. In the third step, the base substrate 810 of the second step may be located in the chamber. In the fourth step, the temperature in the chamber may be raised to the growth temperature while injecting the atmosphere gas, the reducing gas and the carbon containing gas into the chamber.

다섯째 단계에서, 촉매층(840)에서 파티클(841)이 형성될 수 있다. 이 때, 분위기 가스는 아르곤(Ar) 가스일 수 있다. 그리고, 환원가스는 수소 가스일 수 있다. 여기서, 성장 온도는 500 내지 1000도(℃)일 수 있다. In a fifth step, particles 841 may be formed in catalyst layer 840. At this time, the atmosphere gas may be an argon (Ar) gas. In addition, the reducing gas may be hydrogen gas. Here, the growth temperature may be 500 to 1000 degrees (° C).

챔버 내 아르곤 가스(250 내지 350 sccm, 바람직하게는 300sccm) 분위기에서 수소 가스(150sccm 내지 700sccm)와 아세틸렌 가스(650 내지 750 sccm, 바람직하게는 700sccm)를 성장 온도(바람직하게는 650℃ 내지 900℃)까지 상승시키면, 필름이었던 촉매가 도 8의 ②에 도시된 바와 같이 수십 nm의 직경을 갖는 파티클(841)로 변할 수 있다. Hydrogen gas (150 sccm to 700 sccm) and acetylene gas (650 to 750 sccm, preferably 700 sccm) in an argon gas (250-350 sccm, preferably 300 sccm) atmosphere in the chamber were grown at a growth temperature (preferably 650-900 ° C.). Up to), the catalyst, which was a film, can be transformed into particles 841 having a diameter of several tens of nm, as shown by ② in FIG.

스피닝이 가능하기 위해서는 파티클(841)의 직경과 밀도가 각각 15±7 나노미터(nm)와 1.5Х1010/㎠가 되어야 하며, 이를 위한 촉매층(840)의 두께 조건은 1.5 내지 7 나노미터(nm)일 수 있다. In order to be able to spin, the diameter and density of the particles 841 should be 15 ± 7 nanometers (nm) and 1.5Х10 10 / cm 2, respectively, and the thickness condition of the catalyst layer 840 for this is 1.5 to 7 nanometers (nm). May be).

촉매층(840)의 두께가 1.5 나노미터(nm) 미만이면, 단위 면적 당 파티클(841) 수(numbers /cm2)가 0.7x1010 미만이 되어, 파티클(841)이 탄소나노튜브(850)로 성장하는 비율이 현저히 감소할 수 있다. 그리고, 촉매층(840)의 두께가 7 나노미터(nm) 미만이면, 마찬가지로, 단위 면적 당 파티클(841) 수(numbers /cm2)가 0.7x1010 미만이 되어, 파티클(841)이 탄소나노튜브(850)로 성장하는 비율이 현저히 감소할 수 있다.If the thickness of the catalyst layer 840 is less than 1.5 nanometers (nm), the number of particles 841 (numbers / cm 2 ) per unit area is less than 0.7 × 10 10 , and the particles 841 are transferred to the carbon nanotubes 850. The rate of growth can be significantly reduced. When the thickness of the catalyst layer 840 is less than 7 nanometers (nm), the number of particles 841 (numbers / cm 2 ) per unit area is less than 0.7 × 10 10 , and the particles 841 are carbon nanotubes. The rate of growth to 850 can be significantly reduced.

산화알루미늄층(830)이 사용되지 않는 경우, 스피닝이 가능한 탄소나노튜브(850) 제조를 위한 조건은 촉매층(840) 두께 약 4nm, 성장 온도 약 800℃, 수소 가스 400sccm 등으로서, 산화알루미늄층(830)을 사용하는 경우보다 까다로운 공정 조건이 요구될 수 있다.When the aluminum oxide layer 830 is not used, the conditions for manufacturing the carbon nanotube 850 capable of spinning are about 4 nm thick of the catalyst layer 840, a growth temperature of about 800 ° C., 400 sccm of hydrogen gas, and the like. More demanding process conditions may be required than when using 830.

산화알루미늄층(830)을 형성하는 경우 공정 조건이 확장되는 이유는, 산화알루미늄이 고온에서 형성된 촉매 금속 파티클(841)의 베이스기재(810)로의 확산을 보호하고 파티클(841) 형성 후 오스트발트 숙성(Ostwald ripening : 작은 입자가 더욱 작게 되어 소명하고, 보다 큰 입자로 성장하는 현상)을 산화막(SiO2)보다 효율적으로 저지하기 때문일 수 있다. The reason why the process conditions are extended when the aluminum oxide layer 830 is formed is to protect the diffusion of the catalytic metal particles 841 formed into the base substrate 810 at a high temperature and to mature the Ostwald after the particles 841 are formed. (Ostwald ripening: the phenomenon that small particles become smaller and become clearer and grow into larger particles) may be more effectively inhibited than an oxide film (SiO 2 ).

여섯째 단계에서, 성장 온도를 유지하여 탄소나노튜브(850)를 성장시킬 수 있다. 성장 온도를 유지하며 환원가스인 수소(H2)(350 내지 450 sccm, 바람직하게는 400 sccm)과 탄소함유 가스(본 실시예에서는 C2H2 700 sccm)을 주입하면 고온의 환경에 의해 C-H 분자가 열분해되고 수소(H2)는 외부로 배출되고 탄소 분자만 파티클(841) 위에 증착되고 이것이 육면체 모양을 형성하는 핵화(necleation)가 도 8의 ③에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.In the sixth step, the carbon nanotubes 850 may be grown by maintaining the growth temperature. Injecting hydrogen (H 2 ) (350-450 sccm, preferably 400 sccm) and a carbon-containing gas (C 2 H 2 700 sccm in this embodiment), which is a reducing gas, maintains the growth temperature, The molecules are pyrolyzed and hydrogen (H 2 ) is discharged to the outside, and only carbon molecules are deposited on the particles 841, and a nucleation, which forms a hexahedron shape, may be formed as shown in 3 in FIG. 8.

계속 성장 온도를 유지하면서 환원가스와 탄소함유 가스를 공급하면 도 8의 ④에 도시된 바와 같이 육면체 모양으로 탄소나노튜브(850)가 성장하며, 탄소함유 가스의 공급을 멈추면 성장이 멈추게 될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 탄소함유 가스로 C2H2가 사용된다고 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 탄소함유 가스가 사용될 수 있으며, 탄소함유 가스의 종류에 따라 챔버 내 주입량은 변경될 수 있다. When supplying the reducing gas and the carbon-containing gas while maintaining the growth temperature, the carbon nanotubes 850 grow in a hexahedral shape as shown in ④ of FIG. 8, and the growth may be stopped when the supply of the carbon-containing gas is stopped. have. In an embodiment of the present invention, it is described that C 2 H 2 is used as the carbon-containing gas. However, the present invention is not limited thereto, and other carbon-containing gases may be used, and the injection amount in the chamber may be changed according to the type of carbon-containing gas. Can be.

일곱째 단계에서, 탄소나노튜브(850)를 이용하여 탄소나노튜브 방적사를 형성할 수 있다. 성장된 탄소나노튜브(850) 다발(forest 또는 array)에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 직접적으로 필름이나 시트 형태로 뽑을 수 있고, 이 시트를 꼬아서 탄소나노튜브 방적사(yarn)를 형성할 수 있다.In the seventh step, the carbon nanotubes spun yarns may be formed using the carbon nanotubes 850. In the grown carbon nanotube 850 (forest or array), as shown in Figure 9, it can be directly pulled out in the form of a film or sheet, twisting the sheet to form a carbon nanotube yarn (yarn) Can be.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is represented by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present invention.

100 : 유로부 110 : 제1개구부
120 : 제2개구부 200 : 발열부
210 : 발열체 221 : 제1발열전극
222 : 제2발열전극 300 : 제1감지부
310 : 제1저항체 321 : 제1-1감지전극
322 : 제1-2감지전극 400 : 제2감지부
410 : 제2저항체 421 : 제2-1감지전극
422 : 제2-2감지전극 500 : 절연부
600 : 제어부 711 : 제1발열전선
712 : 제2발열전선 721 : 제1-1감지전선
722 : 제1-2감지전선 731 : 제2-1감지전선
732 : 제2-2감지전선 810 : 베이스기재
820 : 비정질 산화물층 830 : 산화알루미늄층
840 : 촉매층 841 : 파티클
850 : 탄소나노튜브100: flow path section 110: first opening
120: second opening 200: heat generating unit
210: heating element 221: first heating electrode
222: second heat generating electrode 300: first sensing unit
310: first resistor 321: first-1 sensing electrode
322: first sensing electrode 400: second sensing unit
410: second resistor 421: 2-1 sensing electrode
422: second-2 sensing electrode 500: insulation
600: control unit 711: first heating wire
712: 2nd heating wire 721: 1-1 sensing wire
722: 1-2 sensing wire 731: 2-1 sensing wire
732: 2-2 sensing wire 810: base material
820: amorphous oxide layer 830: aluminum oxide layer
840: catalyst layer 841: particles
850: carbon nanotubes

Claims (11)

유체가 유동하는 유로로써 내부공간이 형성되는 유로부;
상기 유로부의 내부공간에 위치하도록 상기 유로부와 결합하고, 열을 발생시키는 발열체를 구비하며, 상기 유로부의 벽체와 결합하고 상기 발열체의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제1발열전극과 제2발열전극을 구비하는 발열부;
상기 유로부의 내부공간에서 상기 발열부의 일측에 이격되어 위치하도록 상기 유로부와 결합하고, 온도에 따라 전기 저항이 변하는 제1저항체를 구비하고, 상기 유로부의 벽체와 결합하고 상기 제1저항체의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제1-1감지전극과 제1-2감지전극을 구비하여 온도를 감지하는 제1감지부;
상기 유로부의 내부공간에서 상기 발열부의 타측에 이격되어 위치하도록 상기 유로부와 결합하고, 온도에 따라 전기 저항이 변하는 제2저항체를 구비하여 온도를 감지하는 제2감지부; 및
상기 제1감지부와 제2감지부 저항 값의 변화를 분석하여 상기 유체의 유속 또는 유량을 연산하는 제어부;를 포함하고,
상기 제1발열전극, 상기 제2발열전극, 상기 제1-1감지전극 및 상기 제1-2감지전극이 형성되는 상기 유로부의 벽체 부위 각각에 상기 유로부와 절연시키는 절연부가 인입되어 형성되며, 상기 절연부 각각에는 타공부가 형성되고,
상기 발열체는 상기 제1발열전극 및 상기 제2발열전극과 결합되는 상기 절연부 각각의 타공부를 관통하여 상기 유로부 외측의 상기 제1발열전극과 상기 제2발열전극에 결합되고, 상기 제1저항체는 상기 제1-1감지전극 및 상기 제1-2감지전극과 결합되는 상기 절연부 각각의 타공부를 관통하여 상기 유로부 외측의 상기 제1-1감지전극과 상기 제1-2감지전극에 결합됨으로써,
상기 발열체로부터 상기 유로부로 전달되어 손실되는 열이 감소되고, 상기 제1저항체와 상기 유로부의 열교환 차단으로 상기 제1저항체의 온도 변화에 따른 상기 제1저항체의 저항 값 변화 오차가 감소되는 것을 특징으로 하는 대류형 유량 센서.
A flow path portion in which an inner space is formed as a flow path through which the fluid flows;
A first heat generating electrode and a second heat generating electrode which are coupled to the flow path part to be positioned in the inner space of the flow path part, and which generates heat, and which are coupled to the wall of the flow path part and electrically connected to both ends of the heat generating element, respectively. Heating unit having a;
A first resistor coupled to the flow path part so as to be spaced apart from one side of the heat generation part in an inner space of the flow path part, and having a first resistor that varies in electrical resistance according to temperature, coupled to a wall of the flow path part, A first sensing unit configured to sense a temperature by having a 1-1 sensing electrode and a 1-2 sensing electrode electrically connected to each other;
A second sensing part coupled to the flow path part so as to be spaced apart from the other side of the heat generating part in an inner space of the flow path part, and including a second resistor that changes an electrical resistance according to temperature; And
And a controller configured to calculate a flow rate or a flow rate of the fluid by analyzing changes in resistance values of the first and second detectors.
An insulating portion insulated from the flow path portion is formed in each of wall portions of the flow path portion where the first heat generating electrode, the second heat generating electrode, the first-first sensing electrode, and the first-second sensing electrode are formed; Perforations are formed in each of the insulating parts,
The heating element is coupled to the first heat generating electrode and the second heat generating electrode outside the flow path part through the perforations of each of the insulating parts coupled to the first heat generating electrode and the second heat generating electrode. The resistor penetrates through the perforations of each of the insulating parts coupled to the first-first sensing electrode and the first-second sensing electrode, and the first-first sensing electrode and the first-second sensing electrode outside the flow path part. By being bound to
Heat transmitted from the heating element to the flow path part is reduced, and the resistance value change error of the first resistor according to the temperature change of the first resistor is reduced by blocking the heat exchange of the first resistor and the flow path part. Convection flow sensor.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제2감지부는, 상기 유로부의 벽체와 결합하고 상기 제2저항체의 양 단과 전기적으로 각각 연결되는 제2-1감지전극과 제2-2감지전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 대류형 유량 센서.
The method according to claim 1,
The second sensing unit further comprises a 2-1 sensing electrode and a 2-2 sensing electrode coupled to the wall of the flow path part and electrically connected to both ends of the second resistor, respectively. .
청구항 5에 있어서,
상기 제2-1감지전극과 상기 제2-2감지전극 각각은, 상기 유로부와 전기적으로 절연시키는 절연부와 각각 결합하는 것을 특징으로 하는 대류형 유량 센서.
The method according to claim 5,
Each of the second-first sensing electrode and the second-second sensing electrode is coupled to an insulating portion electrically insulated from the flow path portion.
청구항 1에 있어서,
상기 제1저항체와 상기 제2저항체는 금속, 반도체, 탄소나노튜브, 그래핀 및 금속나노와이어로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 대류형 유량 센서.
The method according to claim 1,
The first resistor and the second resistor is a convection flow sensor, characterized in that formed of any one or more materials selected from the group consisting of metal, semiconductor, carbon nanotube, graphene and metal nanowire.
청구항 1에 있어서,
상기 유로부는 관의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 대류형 유량 센서.
The method according to claim 1,
The flow path portion is a convective flow rate sensor, characterized in that formed in the shape of a tube.
청구항 1 및 청구항 5 내지 청구항 8 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 대류형 유량 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량계.
A flow meter comprising a convective flow sensor according to any one of claims 1 and 5 to 8.
청구항 1 및 청구항 5 내지 청구항 8 중 선택되는 어느 하나의 항에 의한 대류형 유량 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 유량 제어 시스템.
A convection flow sensor according to any one of claims 1 and 5 to 8, characterized in that it comprises a flow control system.
청구항 1의 대류형 유량 센서를 이용한 유량 측정 방법에 있어서,
i) 상기 유로부 일단의 제1개구부로 상기 유체가 유입되는 단계;
ii) 상기 제1개구부를 통과한 상기 유체가 상기 제1감지부를 지나 상기 발열부를 통과하면서 상기 유체의 온도가 상승하는 단계;
iii) 온도가 상승한 상기 유체가 상기 제2감지부를 통과하는 단계;
iv) 상기 유로부 타단의 제2개구부로 상기 유체가 배출되는 단계; 및
v) 상기 제어부가 상기 제1감지부의 저항 값과 상기 제2감지부의 저항 값을 이용하여 상기 유체의 유속 또는 유량을 연산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대류형 유량 센서를 이용한 유량 측정 방법.In the flow measurement method using the convection flow sensor of claim 1,
i) introducing the fluid into the first opening of one end of the flow path;
ii) increasing the temperature of the fluid while the fluid passing through the first opening passes through the heat generating part past the first sensing part;
iii) passing the fluid having the elevated temperature through the second sensing unit;
iv) discharging the fluid to the second opening of the other end of the flow path; And
and v) calculating, by the control unit, a flow rate or a flow rate of the fluid by using the resistance value of the first sensing unit and the resistance value of the second sensing unit. .
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JPH11190648A (en) * 1997-12-26 1999-07-13 Tokyo Gas Co Ltd Flow meter and gas meter
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