KR102088257B1 - Apparatus for measuring flow rate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유량 측정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 멤스(MEMS) 센서를 이용한 질량유량계(Mass Flow Meter)에 관한 것이다.The present invention relates to a flow rate measuring device, and more particularly, to a mass flow meter using a MEMS sensor.
연료 또는 기체의 유량을 측정하기 위한 장치로서, 질량유량계(Mass Flow Meter, MFM)는 연료 또는 기체가 공급되는 메인 유동채널과 메인 유동채널에서 분기된 바이패스 채널이 형성되어 있고, 바이패스 채널 내부에 유량을 측정하기 위한 센서가 배치되고, 바이패스 채널의 입구단과 출구단은 메인 유동채널과 연결되어 있다.As a device for measuring the flow rate of fuel or gas, the mass flow meter (MFM) has a main flow channel through which fuel or gas is supplied, and a bypass channel branched from the main flow channel, and inside the bypass channel A sensor for measuring the flow rate is arranged, and the inlet end and the outlet end of the bypass channel are connected to the main flow channel.
이는 센서가 계측할 수 있는 질량유량은 물리적으로 고정되어 있기 때문에 센서가 계측하지 못하는 유량측정을 위함이다.This is to measure the flow rate that the sensor cannot measure because the mass flow rate that the sensor can measure is physically fixed.
도 1은 종래의 유량측정장치를 나타낸 도면으로, 유량측정장치는 메인 유동채널로부터 분기되는 바이패스 채널(2)을 포함하는 바디(1)와 바이패스 채널(2)이 바이패스 채널에 고정되는 유량 측정센서(3) 및 이를 커버하는 센서 커버(11)를 포함한다.1 is a view showing a conventional flow measurement device, the flow measurement device is a body (1) and a bypass channel (2) comprising a bypass channel (2) branching from the main flow channel is fixed to the bypass channel It includes a flow measurement sensor 3 and a
특히, 상기 바이패스 채널(2)은, 유량 측정센서(3)가 안착되어 고정되도록 마련된 홈(4)과 함께 바디(1) 제작 시 기계 가공을 통해 형성된다.Particularly, the
즉, 종래의 측정 센서 유로 즉, 바이패스 채널(2)은 기계 가공하여 형성함으로써, 바디와 센서 커버의 가공 치수 차이에 의해 공간 또는 틈이 발생하는 경우, 바이패스 채널(2) 외에 틈에 의해 유체가 유동하는 유로가 생성되게 되어 유량 측정 시 정확도가 저하되는 문제점이 있다.That is, the conventional measurement sensor flow path, that is, the
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 센서 커버에 유량 측정센서의 유체 유로를 별도로 기계 가공하는 경우에도, 바디와 센서 커버의 가공 치수 차이에 의해 공간 또는 틈이 발생하는 경우, 바이패스 채널 외에 틈에 의해 유체가 유동하는 유로가 생성되게 되어 유량 측정 시 정확도가 저하되는 문제점이 있다.In addition, although not shown in the drawings, even in the case of separately machining the fluid flow path of the flow measurement sensor on the sensor cover, when a space or a gap occurs due to a difference in the machining dimensions of the body and the sensor cover, the gap may be caused by a gap other than the bypass channel. There is a problem in that the flow path through which the fluid flows is generated, and thus the accuracy is lowered when measuring the flow rate.
특히, 유량대가 낮은 영역의 유체의 유량을 측정 시 센서 유로 외로 유량이 흘러 측정이 불가능한 경우가 발생하는 문제를 야기시키기도 한다.In particular, when measuring the flow rate of a fluid in a region with a low flow rate zone, a flow rate flows out of the sensor flow path, which may cause a problem that measurement is impossible.
한편, 상기와 같이 측정된 유체의 유량은 바디(1)를 둘러싸는 커버 등의 외부에 배치된 제어기에 의해 제어되는데, 이러한 제어기의 배치는 유량 측정 장치를 소형화 하기 어려운 문제가 있다. On the other hand, the flow rate of the fluid measured as described above is controlled by a controller disposed outside such as a cover surrounding the body 1, the arrangement of such a controller has a problem that it is difficult to miniaturize the flow measurement device.
따라서, 상기와 같은 문제점을 극복할 수 있는 유랑측정장치가 요구되는 실정이다.Therefore, there is a need for a flow measurement device capable of overcoming the above problems.
본 발명은 유량대가 낮은 영역에서도 보다 정확하게 유량을 측정할 수 있는 유량 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a flow rate measuring device capable of more accurately measuring the flow rate even in a low flow rate zone.
또한, 센서 유로로 유입되는 유체의 측정하고자 하는 유량 범위를 조절할 수 있는 유량 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a flow measurement device capable of adjusting a flow range to be measured of a fluid flowing into a sensor flow path.
또한, 소형화 된 유량 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, it is an object to provide a miniaturized flow measurement device.
상기 목적을 달성하기 위하여, 유입포트, 유입포트의 반대방향의 유출포트, 유입포트와 유출포트 사이를 연결하는 유동채널 및 유동채널의 외측에 마련되며, 유입포트 측 및 유출포트 측과 각각 유체 이동 가능하게 연결된 제1 공간부를 갖는 바디; 제1 공간부 내에 배치되며, 유동채널로부터 분기된 유체의 유량을 측정하기 위해 마련된 유량 측정 센서; 유동채널 내에 배치된 층류 소자; 및 유량 측정 센서와 전기적으로 연결되고, 바디 내에 배치된 제어보드; 를 포함하는 유량 측정 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the inflow port, the outflow port in the opposite direction of the inflow port, is provided on the outside of the flow channel and the flow channel connecting between the inflow port and the outflow port, the inflow port side and the outflow port side and the fluid movement A body having a first space portion connected as possible; A flow measurement sensor disposed in the first space portion and provided to measure a flow rate of the fluid branched from the flow channel; A laminar flow element disposed in the flow channel; And a control board electrically connected to the flow measurement sensor and disposed in the body. It provides a flow measuring device comprising a.
또한, 바디는, 유동채널을 사이에 두고 제1 공간부의 반대방향에 마련된 제2 공간부를 갖고, 제어보드는, 제2 공간부에 배치되는 것을 포함한다.In addition, the body includes a second space provided in the opposite direction of the first space with the flow channel interposed therebetween, and the control board includes being disposed in the second space.
또한, 제1 공간부는, 유동채널로부터 유체가 유입되는 제1 관통홀 및 유입된 유체가 유동채널로 토출되는 제2 관통홀을 포함하고, 제1 관통홀과 유동채널을 유체이동 가능하게 연결하는 제1 채널 및 제2 관통홀과 유동채널을 유체이동 가능하게 연결하는 제2 채널을 포함한다.In addition, the first space portion includes a first through-hole through which fluid flows from the flow channel and a second through-hole through which fluid flows into the flow channel, and fluidly connects the first through-hole to the flow channel. And a second channel for fluidly connecting the first channel and the second through hole and the flow channel.
또한, 층류 소자는, 복수의 미세관을 포함하며, 복수의 미세관은 제1 채널과 제2 채널 사이 영역에 배치되는 것을 포함한다.Further, the laminar flow element includes a plurality of microtubes, and the plurality of microtubes includes those arranged in an area between the first channel and the second channel.
또한, 바디는, 제1 공간부를 외부로 연결하기 위해 마련된 제3 관통홀 및 제2 공간부를 외부로 연결하기 위해 마련된 제4 관통홀을 포함하고, 유량 측정 센서는, 계측된 신호를 제어보드로 전달하도록 마련된 핀부를 갖고, 제3 관통홀과 제4 관통홀은 서로 연통되도록 마련되며, 핀부와 제어보드는 제3 관통홀 및 제4 관통홀을 통해 전기적으로 연결되는 것을 포함한다.In addition, the body includes a third through hole provided to connect the first space portion to the outside and a fourth through hole provided to connect the second space portion to the outside, and the flow rate measurement sensor transmits the measured signal to the control board. The pin portion is provided to be transmitted, and the third through hole and the fourth through hole are provided to communicate with each other, and the pin portion and the control board include electrically connected through the third through hole and the fourth through hole.
또한, 제1 공간부 내에 배치되며, 제1 공간부를 매개로 제1 관통홀과 유체이동 가능하게 연결된 유입 관통홀 및 제2 관통홀과 유체이동 가능하게 연결된 유출 관통홀을 갖는 제1 지지부재; 제1 지지부재에 접촉하고, 유입 및 유출 관통홀과 각각 유체이동 가능하게 연결되며, 유입 관통홀 통과한 유체가 유출 관통홀로 유동하도록 마련된 센서 유로를 갖는 센서 유로 플레이트; 및 유량 측정 센서를 고정 지지하기 위해 마련된 제2 지지부재; 를 포함하고, 유량 측정 센서는, 센서 유로의 적어도 일부 영역에 위치되어 센서 유로를 유동하는 유체의 유량을 측정하도록 배치되는 것을 포함한다.In addition, the first support member is disposed in the first space portion, the first through-hole having an inflow through hole fluidly connected to the first through hole and an outflow through hole fluidly connected to the second through hole; A sensor flow path plate having a sensor flow path in contact with the first support member, fluidly connected to the inflow and outflow through-holes, and having a flow path through which the fluid passing through the inflow through-hole flows into the outflow through-hole; And a second support member provided to fix and support the flow measurement sensor. Including, and the flow rate measurement sensor, is located in at least a portion of the sensor flow path includes that arranged to measure the flow rate of the fluid flowing through the sensor flow path.
또한, 바디는, 제2 지지부재를 둘러싸며, 제1 공간부를 밀폐하기 위해 마련된 제1 커버; 제어보드를 둘러싸며, 제2 공간부를 밀폐하기 위해 마련된 제2 커버; 및 제3 및 제4 관통홀을 밀폐하기 위해 마련된 제3 커버를 추가로 포함한다.In addition, the body, a first cover surrounding the second support member, provided to seal the first space portion; A second cover surrounding the control board and provided to seal the second space portion; And a third cover provided to close the third and fourth through holes.
본 발명에 따르면, 별도의 센서 유로 플레이트를 이용하여 센서 유로를 형성함으로써, 센서 유로가 센서의 측정 부분에만 형성되게 하여 유량대가 낮은 영역에서도 보다 정확하게 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by forming the sensor flow path by using a separate sensor flow path plate, the sensor flow path is formed only in the measurement portion of the sensor, so that it is possible to more accurately measure the flow rate even in a region where the flow rate is low.
또한, 센서 유로 플레이트의 두께를 조절하여 센서 유로의 체적을 변경함으로써, 센서 유로로 유입되는 유체의 측정하고자 하는 유량 범위를 효과적으로 조절할 수 있다.In addition, by changing the volume of the sensor flow path by adjusting the thickness of the sensor flow path plate, it is possible to effectively control the flow range to be measured of the fluid flowing into the sensor flow path.
즉, 센서 유로로 유입되는 유량을 조절할 수 있는 효과가 있다.That is, it is possible to control the flow rate flowing into the sensor flow path.
이에 더하여, 본 발명에 따르면, 별도의 센서 유로 플레이트를 제작하여 사용함으로써 가공편차에 의해 발생되는 유로의 단면적 변화를 최소화 할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, by manufacturing and using a separate sensor flow path plate, there is an effect of minimizing the change in the cross-sectional area of the flow path caused by the machining deviation.
또한, 본 발명에 따르면, 유동채널 내에 배치된 층류 소자에 의해, 제1 공간부 내로 보다 안정적으로 유체를 분기시킬 수 있는 효과가 있다. Further, according to the present invention, by the laminar flow element disposed in the flow channel, there is an effect that can more stably flow the fluid into the first space.
또한, 본 발명에 따르면 제어보드를 바디 내부에 배치하여, 유량 측정 장치를 소형화 할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to the present invention, by placing the control board inside the body, there is an advantage that the flow measurement device can be miniaturized.
도 1은 종래의 유량 측정 장치를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 장치를 나타낸 분해사시도 이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 장치의 바디를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4의 A-A'의 단면을 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 층류 소자를 나타낸 도면이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지부재의 정면도이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 유로 플레이트를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지부재와 센서 유로 플레이트의 결합도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 센서를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 지지부재를 나타낸 도면이다.
도 13 내지 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지부재, 센서 유로 플레이트, 유량 측정 센서 및 제2 지지부재의 결합도 이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 커버 나타낸 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 내지 제3 커버를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성요소들이 제1 공간부에 배치되는 순서를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.1 is a view showing for explaining a conventional flow measurement device.
2 and 3 is an exploded perspective view showing a flow measurement device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a body of a flow measurement device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a cross section of A-A 'in FIG.
6 and 7 are views showing a laminar flow device according to an embodiment of the present invention.
8 is a front view of a first support member according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a sensor flow path plate according to an embodiment of the present invention.
10 is a combination view of the first support member and the sensor flow path plate according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a flow measurement sensor according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing a second support member according to an embodiment of the present invention.
13 to 15 are combination views of a first support member, a sensor flow path plate, a flow rate measurement sensor, and a second support member according to an embodiment of the present invention.
16 is a perspective view showing a first cover according to an embodiment of the present invention.
17 is a view illustrating the first to third covers according to an embodiment of the present invention.
18 and 20 are views illustrating an order in which components are disposed in a first space unit according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor appropriately explains the concept of terms to explain his or her invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meanings and concepts consistent with the technical spirit of the present invention.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, irrespective of the reference numerals, the same or corresponding components will be given the same or similar reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of description, the size and shape of each component member may be exaggerated or reduced. Can be.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the embodiments and the drawings described in this specification are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, and at the time of this application, various alternatives are possible. It should be understood that there may be equivalents and variations.
이하에서는, 첨부된 도 2 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 장치(10)에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a
본 발명은 유량 측정 장치(10)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 멤스(MEMS) 센서를 이용한 질량유량계(Mass Flow Meter)에 관한 것이다.The present invention relates to a flow measurement device (10), and more particularly to a mass flow meter (MEMS) using a MEMS sensor.
본 발명에 따르면, 별도의 센서 유로 플레이트를 이용하여 센서 유로를 형성함으로써, 센서 유로가 센서의 측정 부분에만 형성되게 하여 유량대가 낮은 영역에서도 보다 정확하게 유량을 측정할 수 있고, 센서 유로 플레이트의 두께를 조절하여 센서 유로의 면적을 변경함으로써, 센서 유로로 유입되는 유체의 측정하고자 하는 유량 범위를 효과적으로 조절할 수 있다.According to the present invention, by forming the sensor flow path using a separate sensor flow path plate, the sensor flow path is formed only in the measurement portion of the sensor, so that the flow rate can be more accurately measured even in a region where the flow rate is low, and the thickness of the sensor flow path plate is reduced. By adjusting and changing the area of the sensor flow path, it is possible to effectively adjust the flow range to be measured of the fluid flowing into the sensor flow path.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 장치를 나타낸 분해사시도 이다.2 and 3 is an exploded perspective view showing a flow rate measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 유량 측정 장치(10)는 바디(100), 제1 지지부재(200), 센서 유로 플레이트(300), 유량 측정 센서(400), 제2 지지부재(500), 제1 커버(600), 실링부재(700), 층류 소자(800) 및 제어보드(900)를 포함한다.2 and 3, the
보다 구체적으로, 상기 바디(100)는 유입포트(101), 유입포트의 반대방향의 유출포트(102), 유입포트와 유출포트 사이를 연결하는 유동채널(103) 및 유동채널(103)의 외측에 마련되며, 유입포트 측 및 유출포트 측과 각각 유체 이동 가능하게 연결된 제1 공간부(110)를 갖는다.More specifically, the
여기서, 제1 공간부(110)는 유동채널(103)로부터 유체가 유입되는 제1 관통홀(112) 및 유입된 유체가 유동채널(103)로 토출되는 제2 관통홀(113)을 포함한다.Here, the
이에 더하여, 상기 유동채널(103)은, 제1 관통홀(112)과 유동채널(103)을 유체이동 가능하게 연결하는 제1 채널(120) 및 제2 관통홀(113)과 유동채널(103)을 유체이동 가능하게 연결하는 제2 채널(121)을 포함한다.In addition, the
또한, 상기 유량 측정 센서(400)는, 제1 공간부(110) 내에 배치되며, 유동채널(103)로부터 분기된 유체의 유량을 측정하기 위해 마련될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 층류 소자(800)는 유동채널(103) 내에 배치될 수 있다.Also, the
또한, 상기 제어보드(900)는 유량 측정 센서(400)와 전기적으로 연결되고, 바디(100) 내에 배치될 수 있다.In addition, the
한편, 상기 바디(100)는 유동채널(103)을 사이에 두고 제1 공간부(110)의 반대방향에 마련된 제2 공간부(130)를 갖는다.Meanwhile, the
이 때, 상기 제어보드(900)는 제2 공간부(130)에 배치될 수 있다.At this time, the
이에 더하여, 상기 제1 지지부재(200)는, 제1 공간부(110) 내에 배치되며, 제1 공간부(110)를 매개로 유입 포트(101) 측과 연결된 유입 관통홀(210) 및 유출 포트(102) 측과 연결된 유출 관통홀(220)을 갖는다.In addition to this, the
구체적으로, 상기 제1 지지부재는, 제1 공간부(110) 내에 배치되며, 제1 공간부(110)를 매개로 제1 관통홀(112)과 유체이동 가능하게 연결된 유입 관통홀(210) 및 제2 관통홀(113)과 유체이동 가능하게 연결된 유출 관통홀(220)을 갖는다.Specifically, the first support member is disposed in the
즉, 상기 유입 관통홀(210)은 제1 관통홀(112) 및 제1 채널(120)을 통해 유입 포트(101) 측과 연결될 수 있으며, 유출 관통홀(220)은 제2 관통홀(113) 및 제2 채널(121)을 통해 유출 포트(102) 측과 연결될 수 있다.또한, 상기 센서 유로 플레이트(300)는, 제1 지지부재(200)에 접촉하고, 유입 및 유출 관통홀(210,220)과 각각 유체 이동 가능하게 연결되며, 유입 관통홀(210)을 통과한 유체가 유출 관통홀(220)로 유동하도록 마련된 센서 유로(310)를 갖는다.That is, the inlet through
또한, 상기 유량 측정 센서(400)는, 센서 유로(310)의 적어도 일부 영역에 위치되어 센서 유로(310)를 유동하는 유체의 유량을 측정하도록 배치된다.In addition, the
또한, 상기 제2 지지부재(500)는 유량 측정 센서를 고정 지지하기 위해 마련될 수 있다.In addition, the
여기서, 상기 제2 지지부재(500)는 유량 측정 센서(400)가 안착되는 삽입 홈(510)을 갖는다.Here, the
또한, 상기 제1 커버(600)는, 제2 지지부재(500)를 둘러싸며, 제1 공간부(110)를 밀폐하기 위해 마련된다.In addition, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 장치의 바디를 나타낸 도면, 도 5는 도 4의 A-A'의 단면을 나타낸 도면, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 층류 소자를 나타낸 도면이다.4 is a view showing a body of a flow measurement apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a view showing a cross section of A-A 'in FIG. 4, FIGS. 6 and 7 are according to an embodiment of the present invention It is a diagram showing a laminar flow element.
도 4를 참조하면, 상기 바디(100)는 유입포트(101) 및 유입포트(101)의 반대방향의 유출포트(102)를 갖고, 유입포트와 유출포트 사이를 유체가 유동하도록 마련된 유동채널(103)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the
또한, 상기 제1 공간부(110)는 유입포트(101)로 유입된 유체가 유동채널(103)을 유동하며 유출포트(102)로 토출되는 과정에서, 유동하는 유체 중 일부를 유동채널(103)의 외측으로 분기하여 유체의 유량을 측정하도록 마련될 수 있다. In addition, the
여기서, 상기 유동채널(103)은 바디(100) 내측에 형성되며, 제1 공간부(110)는 바디 외측에 형성되되, 소정 공간을 갖는 제1 공간부(110)의 일부 영역은 유동채널(103)의 외주면 일부 영역을 이룰 수 있다.Here, the
특히, 제1 공간부(110)는 바디 일측의 외부면(104)에서 유동채널이 형성된 내측 방향으로 소정 깊이(h1)를 갖도록 형성될 수 있다.In particular, the
일 예로, 상기 제1 공간부(110)는 소정의 높이(h1)를 갖고 일면이 외부로 개방된 직육면체 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the
또한, 상기 제1 공간부(110)는 유동 채널의 적어도 일부 영역을 형성하는 제1 바닥면(111)을 포함한다.In addition, the
이에 더하여, 상기 제1 바닥면(111)은, 유동채널(103)과 유입 관통홀(210)을 연결하기 위한 제1 관통홀(112) 및 유출 관통홀(220)과 유동채널(103)을 연결하기 위한 제2 관통홀(113)을 포함한다.In addition, the first
보다 구체적으로, 도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 유동채널(103)은, 유동채널(103)을 유동하는 유체가 제1 관통홀(112)을 통과하여 제1 공간부(110)로 유입되기 위해 마련된 제1 채널(120)을 포함한다. 상기 제1 채널(120)은 유동채널(103)의 적어도 일부 영역과 제1 관통홀(112)을 유체이동 가능하게 연결할 수 있다.More specifically, referring to FIGS. 5 to 7, in the
상기 제1 채널(120) 및 제1 관통홀(112)은, 유입포트(101)로 유입된 유체가 유동채널(103)을 유동하며 유출포트(102)로 토출되는 과정에서, 유동채널(103)을 유동하는 유체의 일부를 유입 관통홀(210)을 통과하여 센서 유로(310)로 공급하기 위해 마련될 수 있다.The
또한, 제2 관통홀(113)은, 상기 센서 유로(310)로 유입된 유체가 센서 유로(310)를 유동하여 유출 관통홀(220)을 통과하여 유동채널(103)로 토출 되도록 마련될 수 있다.In addition, the second through
특히, 유동채널(103)은, 제1 공간부(110)로 유입된 유체 즉, 센서 유로(310)로 유입된 유체가 유동채널(103)로 토출되도록 마련된 제2 채널(121)을 포함한다.In particular, the
상기 제2 채널(121)은 유동채널(103)의 적어도 일부 영역과 제2 관통홀(113)을 유체 이동 가능하게 연결할 수 있다.The
또한, 제1 채널(120)과 제2 채널(121)은 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다.Also, the
한편, 상기 층류 소자(800)는, 복수의 미세관(810)을 포함한다.Meanwhile, the
상기 복수의 미세관(810)은, 유동 채널(103)의 축방향을 따라 연장 형성된 미세관들이 다발로 구성될 수 있으며, 유동 채널(103) 내에 배치될 수 있다.The plurality of
특히, 상기 복수의 미세관(810)은 제1 채널(120)과 제2 채널(121) 사이 영역에 배치될 수 있다.In particular, the plurality of
따라서, 상기와 같이 배치된 층류 소자(800) 즉, 복수의 미세관(810)에 의해 제1 공간부(110)로 분기되는 유체의 흐름, 보다 구체적으로, 후술할 유량 측정 유로(313)로 유입되는 유체의 흐름을 안정화 시킬 수 있는 효과가 있다.Thus, the
한편, 상기 제1 바닥면(111)은 유동채널(103)의 일부 영역을 형성함으로써, 유입포트 측 및 유출포트 측과 각각 유체 이동 가능하게 연결된다.On the other hand, the first
여기서, 상기 제1 관통홀(112)은, 유입포트로 유입된 유체가 유입포트 측 유동채널을 유동하여 제1 공간부(110)로 분기되도록 유입포트(101) 측에 인접한 제1 바닥면(111)의 제1 단부(111a) 측에 마련될 수 있다.Here, the first through
즉, 제1 채널(120)의 일단부(120a) 또한 유입포트(101) 측에 인접한 유동채널 소정영역에 마련될 수 있으며, 제1 채널(120)의 타단부(120b)는 제1 관통홀(112)과 연결 구비 될 수 있다. That is, one end 120a of the
이와 반대로, 제2 관통홀(113)은, 제1 공간부(110)로 유입된 유체가 센서 유로(310)를 유동하여 유체의 유량이 측정된 후 제1 공간부(110)에서 유동채널(103)로 토출되도록 유출포트(102) 측에 인접한 제1 바닥면(111)의 제2 단부(111b) 측에 마련될 수 있다.On the contrary, the second through
즉, 제2 채널(121)의 일단부(121a) 또한 유출포트(102) 측에 인접한 유동채널 소정영역에 마련될 수 있으며, 제2 채널(121)의 타단부(121b)는 제2 관통홀(113)과 연결 구비 될 수 있다.That is, one end 121a of the
또한, 상기 제1 바닥면(111)에는 후술할 복수 개의 체결 수단이 안착되는 복수 개의 체결 홀과 대응하는 위치에 마련된 복수 개의 제1 안착홈(114)이 마련될 수 있다.In addition, the first
이에 더하여, 상기 바디(100) 외부면(104) 측에는 제1 공간부(110)를 실링하도록 실링 부재(700)가 삽입되는 실링부재 홈(115)이 마련될 수 있다. In addition, a sealing
여기서, 상기 실링 부재(700)는 실링부재 홈(115)에 삽입되어, 제1 공간부(110)를 실링할 수 있다. 일 예로, 실링 부재(700)는 종래에 사용되는 패킹에 적합한 고무재질 등으로 이루어진 고무패킹 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the sealing
이에 더하여, 도 8을 참조하면, 상기 바디(100)는 유동채널(103)을 사이에 두고 제1 공간부(100)의 반대방향에 마련된 제2 공간부(130)를 갖을 수 있다.In addition, referring to FIG. 8, the
따라서, 상기 유동채널(103)은 바디(100) 내측에 형성되며, 제1 및 제2 공간부(110,130)는 바디 외측에 형성되되, 소정 공간을 갖는 제1 및 제2 공간부(110,130)의 일부 영역은 유동채널(103)의 외주면 일부 영역을 이룰 수 있다.Accordingly, the
특히, 상기 제2 공간부(130)는 바디 일측의 외부면(104)에서 유동채널(103)이 형성된 내측 방향으로 소정 깊이(h2)를 갖도록 형성될 수 있다.In particular, the
일 예로, 상기 제2 공간부(130)는 소정의 높이(h2)를 갖고 일면이 외부로 개방된 직육면체 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the
또한, 상기 제2 공간부(130)는 유동 채널의 적어도 일부 영역을 형성하는 제2 바닥면(131)을 포함한다.In addition, the
상기 제1 및 제2 공간부(110, 130)는 유동채널(103)을 사이에 두고, 제1 공간부(110)는 바디의 일측에 형성될 수 있고, 제2 공간부(130)는, 바디 타측에 형성될 수 있다.이에 더하여, 상기 바디(100)는 제1 공간부(110)를 외부로 연결하기 위해 마련된 제3 관통홀(116) 및 제2 공간부(130)를 외부로 연결하기 위해 마련된 제4 관통홀(136)을 포함한다.The first and
보다 구체적으로, 제3 관통홀(116)은 제1 공간부(110)의 제1 바닥면 일단부 측에 적어도 일부 영역이 내측으로 소정 깊이만큼 함몰되어, 인접하는 바디(100)의 외주면 일측과 관통하도록 마련되어 제1 공간부와 외부를 연결할 수 있다.More specifically, at least a portion of the third through
또한, 제4 관통홀(136)은 제2 공간부(130)의 제2 바닥면 일단부 측에 적어도 일부 영역이 내측으로 소정 깊이만큼 함몰되어, 인접하는 바디(100)의 외주면 일측과 관통하도록 마련되어 제2 공간부와 외부를 연결할 수 있다.In addition, at least a portion of the fourth through
여기서, 상기 제3 관통홀(116)과 제4 관통홀(136)이 각각 관통하는 인접하는 바디(100)의 외주면은, 일 예로, 바디의 상부면 일 수 있다.Here, the outer circumferential surface of the
또한, 제3 관통홀(116)과 제4 관통홀(136)은 서로 마주하는 위치에 마련될 수 있다.In addition, the third through
또한, 제3 관통홀(116)과 제4 관통홀(136)은 서로 연통되도록 마련될 수 있다.In addition, the third through
상기 유량 측정 센서(400)가 제1 공간부 내에 장착된 후 후술할 핀부(403)가 상기 제3 관통홀(116)을 통과하여 바디 외측으로 돌출되어 제2 공간부 내에 배치된 제어보드와 제4 관통홀(136)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.After the
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지부재의 정면도, 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 유로 플레이트를 나타낸 도면, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지부재와 센서 유로 플레이트의 결합도이다.8 is a front view of a first support member according to an embodiment of the present invention, FIG. 9 is a view showing a sensor flow path plate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a first view according to an embodiment of the present invention It is a combined view of the support member and the sensor flow path plate.
한편, 도 8 및 도 10을 참조하면, 상기 제1 지지부재는(200), 유입포트(101) 측 유동채널(103)에서 공급되는 유체를 센서 유로(310)로 안내하며, 센서 유로(310) 일측을 실링 하도록 마련될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 8 and 10, the
보다 구체적으로, 상기 제1 지지부재(200)에 형성된 유입 관통홀(210) 및 유출 관통홀(220) 각각은 유동채널(103)에서 공급되는 유체를 센서 유로(310)로 공급하도록 제1 관통홀(112) 및 제2 관통홀(113)과 대응되는 위치에 동일한 크기로 마련될 수 있다.More specifically, each of the inflow through
여기서, 상기 제1 지지부재에 형성되는 유입 관통홀, 유출 관통홀, 복수 개의 체결 홀(C) 및 제2 삽입홀은 각각 제1 지지부재를 관통하여 형성될 수 있다.Here, the inflow through hole, the outflow through hole, the plurality of fastening holes C and the second insertion hole formed in the first support member may be formed through the first support member, respectively.
한편, 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 유로 플레이트(300)는 제1 지지부재(200)에 접촉하며, 센서 유로 플레이트(300)를 관통하도록 형성된 센서 유로(310)를 포함한다.On the other hand, referring to Figure 9, the sensor
특히, 상기 센서 유로(310)는 상기 유입 관통홀(210) 및 유출 관통홀(220)과 유체이동 가능하게 각각 연결된다.In particular, the
즉, 상기 센서 유로(310)는 유동채널(103)에서 분기된 유체의 유량을 측정하기 위해 유체가 유동하도록 마련될 수 있다.That is, the
여기서, 적어도 하나 이상의 센서 유로 플레이트(300)가 제1 공간부 내에 배치될 수 있다.Here, at least one sensor
보다 구체적으로, 센서 유로 플레이트(300)의 센서 유로(310)는, 유체가 유입 및 유출되도록 각각 소정의 폭(W1)을 갖는 유입부(311) 및 유출부(312)를 포함한다.More specifically, the
또한, 상기 유입부(311) 및 유출부(312) 사이를 유체이동 가능하게 연결하되, 유입부(311) 및 유출부(312)의 폭(W1) 보다 작은 폭(W2)를 갖도록 마련된 유량 측정 유로(313)를 포함한다.In addition, the fluid flow between the
특히, 상기 유입부(311) 및 유출부(312)는 상기 유입 관통홀(210) 및 유출 관통홀(220)과 유체이동 가능하게 각각 연결된다.In particular, the
특히, 상기 센서 유로(310)는 플레이트(300)에 에칭(etching) 가공 함으로써, 유체가 유동하도록 형성될 수 있다.In particular, the
따라서, 종래에 바디 및 센서 커버에 직접 센서 유로를 형성하기 위해 가공할 때 보다 센서 유로를 용이하게 제작할 수 있는 이점이 있다.Therefore, there is an advantage in that the sensor flow path can be more easily fabricated than when processing to form the sensor flow path directly on the body and the sensor cover.
여기서, 상기 플레이트의 재질은 일 예로 SUS 일 수 있으며, 금속의 재질로써 종래에 사용되는 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the material of the plate may be, for example, SUS, and a material conventionally used as a metal material may be used, but is not limited thereto.
특히, 상기 재질은 측정하고자 하는 기체와의 반응성에 따라 적절히 선택하여 사용할 수 있다.In particular, the material may be appropriately selected and used according to reactivity with a gas to be measured.
여기서, 상기 제1 지지부재(200) 또한, 에칭 가공으로 제작할 수 있다.Here, the
또한, 상기 에칭(etching, 식각)이란, 화학약품의 부식작용을 응용한 표면가공 방법으로, 사용하는 소재에서 필요한 부위만 방식(防蝕) 처리한 후, 부식시켜 불필요한 부분을 제거하여 원하는 모양을 얻는 가공방법을 의미한다.In addition, the etching (etching, etching) is a surface processing method that applies the corrosion action of chemicals, after only the necessary part of the material used in the method (防蝕) treatment, corrosion to remove unnecessary parts to obtain the desired shape It means the processing method.
이에 더하여, 센서 유로 플레이트(300)는, 소정의 두께(T)를 갖고, 두께(T)를 변경함에 따라 센서 유로(310)의 체적(S)을 조절하여, 측정하고자 하는 유량 범위를 조절할 수 있다. In addition to this, the sensor
즉, 센서 유로(310)의 체적을 조절하여, 센서 유로(310)로 유입되는 유량을 조절할 수 있는 효과가 있다.That is, the volume of the
상기와 같이 센서 유로(310)로 유입되는 유량을 조절하면, 유량대가 낮은 영역의 유체의 유량을 측정할 때, 측정하고자 하는 유량 범위를 증가 시킬 수 있어 보다 정확하게 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다.When the flow rate flowing into the
예를 들어, 상기 센서 유로로 유입되는 유량 범위를 조절함에 있어서, 센서 유로 플레이트(300)의 두께(T)를 증가 시키면 그에 따라 센서 유로의 체적이 증가하여 유입되는 유체의 유량을 증가시킬 수 있고, 이와 반대로 센서 유로 플레이트(300)의 두께(T)를 감소 시키면 그에 따라 센서 유로의 체적이 감소하여 유입되는 유체의 유량을 감소 시키도록 유입되는 유체의 유량 범위를 조절할 수 있게 된다.For example, in adjusting the flow rate range that flows into the sensor flow path, if the thickness T of the sensor
여기서, 상기와 같이 센서 유로 플레이트(300)의 두께를 조절하여 유체의 유량 범위를 조절하는 것 외에도, 도시하지는 않았지만, 소정 두께로 형성된 센서 유로 플레이트(300)를 복수 개 적층하여 배치 함으로써, 전술한 바와 같이 센서 유로의 유량 범위를 조절할 수도 있다. Here, in addition to controlling the flow rate range of the fluid by adjusting the thickness of the sensor
이에 더하여, 상기 센서 유로 플레이트에 형성된 센서유로, 복수 개의 체결 홀 및 제1 삽입홀은 각각 센서 유로 플레이트를 관통하여 형성될 수 있다.In addition, the sensor flow path formed on the sensor flow path plate, the plurality of fastening holes and the first insertion hole may be formed through the sensor flow path plate, respectively.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 센서를 나타낸 도면, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 지지부재를 나타낸 도면, 도 13 내지 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 지지부재, 센서 유로 플레이트, 유량 측정 센서 및 제2 지지부재의 결합도 이다.11 is a view showing a flow measurement sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 12 is a view showing a second support member according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 13 to 15 are according to an embodiment of the present invention It is a combined view of the first support member, the sensor flow path plate, the flow measurement sensor, and the second support member.
한편, 도 11을 참조하면 본 발명의 유량 측정 센서(400)는 상기 센서 유로(310)의 적어도 일부 영역에 위치되어 센서 유로(310)를 유동하는 유체의 유량을 측정할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 11, the
보다 구체적으로, 상기 유량 측정 센서(400)는 후술할 제2 지지부재(500)의 삽입 홈(510)에 안착되는 제1면(410) 및 센서 유로 플레이트와 접촉하는 제2면(420)을 포함한다.More specifically, the
상기 유량 측정 센서(400)의 제2면(420)에는, 유량을 측정하도록 마련된 센싱부(401), 센싱에 필요한 전자 소자들을 보호 하기 위한 센서회로 보호부(402) 및 센싱부(401)에서 계측된 신호를 제어보드(900)로 전달하도록 마련된 핀부(403)을 포함한다.On the
즉, 핀부(403)는 제어보드와 전기적으로 연결 구비될 수 있다.That is, the
특히, 상기 센서회로 보호부(402)는 유량 측정 센서의 외측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.In particular, the sensor
상기와 같이 제2 면(420)에 외측으로 돌출된 센서회로 보호부(402)가 삽입되어 고정되도록 센서 유로 플레이트(300)는 센서회로 보호부(402)와 대응하는 위치에 제1 삽입홀(320)이 마련될 수 있다.As described above, the sensor
또한, 제1 지지부재(200)도 외측으로 돌출된 유량 측정 센서의 센서회로 보호부(402)가 삽입되어 고정되도록 센서회로 보호부(402)와 대응하는 위치에 제2 삽입홀(230)이 마련될 수 있다.In addition, the
특히, 상기 센서회로 보호부(402)의 돌출 높이는 제1 삽입홀(320)의 두께 및 제2 삽입홀(230)의 두께의 합 이하 일 수 있다.In particular, the protruding height of the sensor
즉, 제1 삽입홀(320) 및 제2 삽입홀(230) 각각의 두께의 합은 센서회로 보호부(402)의 돌출 높이보다 크게 제작될 수 있다.That is, the sum of the thicknesses of each of the
이에 더하여, 상기 유량 측정 센서의 센싱부(401)는 센서 유로(310)의 유량 측정 유로(313)의 중앙영역에 배치되어 유체의 유량을 측정할 수 있다.In addition, the
여기서, 상기 유량 측정 센서(400)는 일 예로, 멤스 질량유량센서 일 수 있으며, MEMS 기술로 제작된 박막형 Hot film 센서이며, Hot film 센서는 기존의 열선식 질량유량센서(Hot wire)의 높은 생산 비용 및 종래의 바이패스 관에 노출된 열선이 오염되어 계측 정밀도가 손상되는 단점을 보완함으로써 보다 정밀한 계측이 가능하게 한다.Here, the
즉, 상기 멤스 질량유량센서는 상기 센서 유로(310)를 통해 이동하는 유체의 유량을 측정함으로써, 전체적으로 유동채널(103)에 공급되는 유체의 양을 판단할 수 있다.That is, the MEMS mass flow sensor may determine the amount of fluid supplied to the
상기 제어보드(900)는, 전원부, 계측부, 신호처리부, 통신부 및 제어부 등을 포함할 수 있고, 상기 유량 측정 센서(400)로부터 측정되는 유체의 유량을 바탕으로 펌프의 출력 등을 제어할 수 있다.The
한편, 도 12 내지 도 15를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 지지부재(500)는 유량 측정 센서(400)가 안착되는 삽입 홈(510)을 갖는다.Meanwhile, referring to FIGS. 12 to 15, the
상기 삽입 홈(510)은 유량 측정 센서와 대응되는 크기로 형성되어 제2 지지부재 일면에서 내측으로 소정 깊이만큼 삽입되도록 형성될 수 있다.The
따라서, 상기 유량 측정 센서는 삽입 홈(510)에 안착되어 지지 고정될 수 있다. Accordingly, the flow measurement sensor may be seated in the
보다 구체적으로, 상기 제2 지지부재(500)는 삽입 홈(510)을 갖는 제1면(501) 및 반대방향의 제2면(502)을 갖는다.More specifically, the
여기서, 상기 삽입 홈(510)은, 삽입 홈(510)에서 내측으로 소정 공간(S)을 형성하는 내측 홈(511)이 추가로 형성될 수 있다.Here, the
즉, 제2 지지부재의 삽입 홈에 안착된 유량 측정 센서와 제2 지지부재 사이에는 소정 공간(S)이 형성된다.That is, a predetermined space S is formed between the flow measurement sensor and the second support member seated in the insertion groove of the second support member.
상기와 같이 내측 홈(511)은 유량 측정 센서의 제1면(410)에 형성된 홀(411)로 유체가 유동될 수 있는 공간(S)을 형성할 수 있다.As described above, the
보다 구체적으로, 유량 측정 센서가 삽입 홈(510)에 안착되고 센서 유로 플레이트 및 제1 지지부재가 조립되어 센서 유로 플레이트로 유체가 유동 시, 유량 측정 센서와 삽입 홈(510) 사이의 미세한 간격을 통해 유체가 상기와 같이 소정 공간(S)을 형성하는 내측 홈(511)으로 유입되어 소정 공간(S)을 채우게 된다.More specifically, when the flow measurement sensor is seated in the
이 때, 소정 공간(S)으로 유입된 유체는 홀(411)로 유입됨으로써, 글라스(glass)재질로 형성된 센싱부 측의 압력과 홀(411) 측의 압력이 동일하게 되어, 즉, 센서 유로 플레이트로 유입되는 유입 압력이 보상되어 유량 측정 시 압력이 높은 경우 유량 측정 센서의 파손 및 손상을 방지할 수 있게 된다. At this time, the fluid introduced into the predetermined space (S) is introduced into the
또한, 제2 지지부재(500)는 삽입 홈(510)에 안착된 유량 측정 센서(400)를 센서 유로 플레이트(300) 및 제1 지지부재(200)와 결합 고정하도록 마련된 복수 개의 체결 수단(520)을 추가로 포함할 수 있다.In addition, the
상기 복수 개의 체결 수단(520)은 일 예로 볼트 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 확산 접합에 의해 결합 고정 될 수 있다.The plurality of fastening means 520 may be, for example, a bolt, but is not limited thereto, and may be coupled and fixed by, for example, diffusion bonding.
특히, 상기 제1 지지부재(200), 센서 유로 플레이트(300) 및 제2 지지부재(500)는 차례로 복수 개의 체결 수단이 관통하도록 동일한 위치에 각각 마련된 복수 개의 체결 홀(C1, C2, C3)을 포함한다.In particular, the
또한, 상기 복수 개의 체결 수단(520)의 일단부(520a)가 안착되도록 바디의 제1 바닥면(111)에는 복수 개의 제1 안착홈(114)이 복수 개의 체결 홀(C)과 대응되는 위치에 각각 마련될 수 있다.In addition, a plurality of
또한, 상기 제2 지지부재(500)의 복수 개의 체결 홀(C3)은 복수 개의 체결 수단의 타단부(520b)가 제2 지지부재(500)의 제2면(502) 바깥 측으로 돌출되도록 체결될 수 있다.In addition, the plurality of fastening holes C3 of the
즉, 상기 복수 개의 체결 수단(520)은 제1 지지부재를 관통하고, 센서 유로 플레이트를 관통한 후 제2 지지부재를 관통하여 체결함으로써, 상기 제1 지지부재(200), 센서 유로 플레이트(300), 유량 측정 센서(400) 및 제2 지지부재(500)를 일체로 결합 고정시킬 수 있다.That is, the plurality of fastening means 520 penetrates the first support member, penetrates the sensor flow path plate, and then fastens through the second support member, so that the
여기서, 제1 지지부재 및 센서 유로 플레이트는 각각 제1 면과 제1 면의 반대방향의 제2 면을 갖고, 상기 체결홀(C)들은 제1 면과 제2 면을 관통하여 형성되고, 제1 면과 제2 면은 각각 평탄면으로 형성된다. Here, the first support member and the sensor flow path plate have a first surface and a second surface opposite to the first surface, respectively, and the fastening holes C are formed through the first surface and the second surface. Each of the first and second surfaces is formed as a flat surface.
보다 구체적으로, 제1 지지부재는 제1 바닥면과 마주하는 제1 면, 센서 유로 플레이트와 마주하는 제2 면을 갖는다. More specifically, the first support member has a first surface facing the first bottom surface and a second surface facing the sensor flow path plate.
또한, 센서 유로 플레이트는 제1 지지부재와 마주하는 제1 면, 유량 측정 센서와 마주하는 제2 면을 갖는다.In addition, the sensor flow path plate has a first surface facing the first support member and a second surface facing the flow measurement sensor.
즉, 제1 지지부재 및 센서 유로 플레이트는 평탄면에 의해 체결 시 서로 밀착 접촉 할 수 있어 틈이 발생하지 않아 보다 정확한 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다.That is, the first support member and the sensor flow path plate can be in close contact with each other when fastened by a flat surface, so that there is no gap, and thus an accurate flow rate can be measured.
이에 더하여, 제1 바닥면(111) 또한 제1 지지부재의 제1면과 마주하는 평탄면을 갖는다. 따라서, 제1 지지부재와 접촉하는 제1 바닥면은 평탄면으로 형성됨으로써, 제1 공간부 내에 밀착하게 장착되어 보다 기밀하게 유체를 센서 유로로 안내할 수 있게 된다. In addition to this, the first
또한, 상기와 같이 제작함에 있어서, 종래에 바디 내부에 유로를 가공하는 것에 비해 보다 용이하게 제작할 수 있고, 이에 따라 가공편차에 의해 발생되는 유로의 단면적 변화를 최소화 할 수 있는 효과가 있다. In addition, in manufacturing as described above, it is possible to manufacture more easily than conventionally processing the flow path inside the body, and accordingly, there is an effect of minimizing the change in the cross-sectional area of the flow path caused by the machining deviation.
한편, 상기 센서 유로(310)의 유입부(311) 및 제1 지지부재의 유입관통홀(210)은 제1 관통홀(112)과 대응되는 위치에 마련되고, 센서 유로의 유출부(312) 및 제1 지지부재의 유출관통홀(220)은 제2 관통홀(113)과 대응되는 위치에 마련될 수 있다. On the other hand, the
여기서, 상기 유입관통홀(210)의 직경(D1')은, 제1 관통홀(112)의 직경(D1)과 동일한 길이를 갖도록 길이방향으로 확장되게 형성될 수 있다.Here, the diameter (D1 ') of the inflow through-
또한, 상기 유출관통홀(220)의 직경(D2')은, 제2 관통홀(113)의 직경(D2)과 동일한 길이를 갖도록 길이방향으로 확장되게 형성될 수 있다.In addition, the diameter (D2 ') of the outlet through-
상기와 같이 유입관통홀 및 유출관통홀의 직경을 형성함으로써, 제1 및 제2 관통홀을 각각 통과하는 유체가 센서 유로 이외의 경로로 새어나가지 않도록 할 수 있다.By forming the diameters of the inlet through hole and the outlet through hole as described above, it is possible to prevent the fluid passing through the first and second through holes from leaking into a path other than the sensor flow path.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 커버 나타낸 사시도, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 내지 제3 커버를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.16 is a perspective view illustrating a first cover according to an embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a view illustrating a first to third cover according to an embodiment of the present invention.
한편, 도 16을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 유량 측정 장치(10)는 상기 제1 공간부(110)를 밀폐하기 위해 마련된 제1 커버(600)를 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 16, the flow
상기, 제1 커버(600)는 제2 지지부재(500)를 둘러싸며, 제1 공간부(110)를 밀폐할 수 있다.보다 구체적으로, 상기 제1 커버(600)는 제1면(601) 및 제1면의 반대방향의 제2면(602)을 갖고, 제1 공간부를 개폐함과 동시에 내부의 유체가 외부로 새어나오지 않도록 바디(100) 일측과 결합하도록 볼트 등을 이용하여 고정 연결 시킬 수 있다.The
특히, 상기 제1 커버(600)의 제1면(601)에는 전술한 복수 개의 체결 수단(520)의 타단부(520b)가 각각 안착되는 복수 개의 제2 안착홈(610)을 포함한다.In particular, the
상기 제2 안착홈(610)은 복수 개의 체결 홀(C)과 각각 대응되는 위치에 마련될 수 있다.The
따라서, 상기 제1 커버(600)는 제1 공간부에 전술한 구성요소들을 모두 배치 한 후 최상단에 장착하여 제1 공간부를 기밀하게 할 수 있다.Therefore, the
또한, 도 17을 참조하면, 본 발명의 유량 측정 장치(10)는, 상기 제어보드(900)를 둘러싸며, 제2 공간부를 밀폐하기 위해 마련된 제2 커버(630)를 포함한다.In addition, referring to FIG. 17, the flow
상기 제2 커버(630)는 제2 공간부(130) 내에 제어 보드를 배치한 후 최상단에 장착하여 볼트 등의 연결수단을 통해 제2 공간부를 기밀하게 할 수 있다.The
이에 더하여, 제3 및 제4 관통홀(116, 136)을 밀폐하기 위해 마련된 제3 커버(650)를 추가로 포함한다.In addition to this, the
상기 제3 커버(650)는 제3 및 제4 관통홀(116, 136)이 서로 연통되되, 제3 및 제4 관통홀이 외부와 연통되지 않도록 기밀하게 밀폐할 수 있다.The
특히, 상기 제1 내지 제3 커버(600,630,650)는 단면에서 대략 'ㄷ'자 형상을 갖을 수 있다.In particular, the first to
보다 구체적으로, 유입포트(101)를 정면에서 바라보았을 때, 제1 커버(600)는 바디의 좌측면에 배치되고, 제2 커버(600)는 바디의 우측면에 배치되고, 제3 커버(650)는 바디의 상부면에 배치되어 그 형상이 단면에서 'ㄷ'자 형상을 갖을 수 있다.More specifically, when looking at the
한편, 본 발명의 유량 측정 장치(10)는 제1 바닥면(111)을 기준으로, 제1 지지부재(200), 센서 유로 플레이트(300), 유량측정센서(400) 및 제2 지지부재(500)가 차례로 각각 제1 공간부(110) 내부에 밀착 결속되게 배치되고, 제1 공간부 내부는 제1 커버(600) 및 실링부재(700)에 의해 밀폐될 수 있다.On the other hand, the
또한, 제2 바닥면(131)을 기준으로, 제어 보드가 제2 공간부(130) 내부에 밀착 결속되게 배치되고, 제2 공간부 내부는 제2 커버(630)에 의해 밀폐될 수 있다.보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성요소들이 제1 공간부에 배치되는 순서를 설명하기 위해 나타낸 도 18 및 도 20을 참조하면, 먼저 유량 측정 센서의 제1 면(410)이 제2 지지부재의 삽입 홈(510)에 안착되도록 배치하고 유량 측정 센서의 제2면(420)에 접촉하도록 센서 유로 플레이트(300)를 배치한다.In addition, based on the second
그 후, 센서 유로 플레이트(300)와 접촉하도록 제1 지지부재(200)를 배치한다.Thereafter, the
이 때, 유량 측정 센서의 센서회로 보호부(402)가 상기 제1 삽입홀(320) 및 제2 삽입홀(230)을 차례로 통과하도록 배치될 수 있다.At this time, the sensor
상기와 같이 배치된 상태에서 복수 개의 체결 수단(520)이 제1 지지부재 측에서 제2 지지부재 측 방향으로 복수 개의 체결 홀을 차례로 관통하도록 체결하여 제1 지지부재, 센서 유로 플레이트, 유량 측정 센서 및 제2 지지부재가 결합될 수 있다.The first support member, the sensor flow path plate, and the flow measurement sensor by fastening so that the plurality of fastening means 520 sequentially pass through the plurality of fastening holes in the direction from the first support member side to the second support member in the state arranged as above. And a second support member.
상기와 같이 결합된 상태에서 유량 측정 센서의 핀 부(403)가 바디에 마련된 제3 관통홀(116)을 통과하도록 제1 공간부 내에 밀착되게 장착 된다.In the combined state as described above, the
이 때, 상기 핀 부(403)는 제4 관통홀(136)을 통해, 제2 공간부(130)에 장착된 제어보드(900)와 전기적으로 연결된다.At this time, the
또한, 복수 개의 체결 수단의 일단부(520a)는 제1 바닥면의 제1 안착홈(114)에 안착되어 제1 지지부재는 제1 공간부 내에 밀착될 수 있다. In addition, one
그 다음 실링부재(700)를 실링부재 홈에 장착하여 제1 공간부 내를 보다 기밀하게 한다. 여기서, 상기 실링부재(700)의 배치는 순서에 상관 없이 배치 가능하다.Then, the sealing
그 후 제2 지지부재(500)의 제2면(502) 바깥 측으로 돌출되도록 체결 된 복수 개의 체결 수단의 타단부(520b) 각각이 제1 커버(600)의 제1면(601)에 마련된 복수 개의 제2 안착홈(610)에 안착되도록 장착하여 최종적으로 제1 공간부를 기밀하게 한다. Thereafter, each of the other ends 520b of the plurality of fastening means fastened to protrude outwardly of the
이에 더하여, 상기 핀 부(403)와 제어보드(900)가 전기적으로 연결된 후, 제3 커버(650)를 장착하여 제3 및 제4 관통홀(116,136)을 기밀하게 한다.In addition, after the
본 발명은 도 15 및 도 20에 나타낸 바와 같이, 유량을 측정하기 위한 별도의 센서 유로 플레이트를 제작하여 사용함으로써, 보다 기밀하게 밀착될 수 있어 종래에 유로에서 발생하는 틈을 최소화 함으로써, 센서 유로가 센서의 측정 부분에만 형성되게 하여 유량대가 낮은 영역에서 뿐만 아니라, 전 유량대에서 보다 정확하게 유량을 측정할 수 있는 효과가 있다.15 and 20, the present invention is made by using a separate sensor flow path plate for measuring the flow rate, so that it can be more tightly adhered, thereby minimizing the gap generated in the flow path, thereby reducing the sensor flow path. Since it is formed only in the measurement part of the sensor, it is possible to measure the flow rate more accurately not only in a region where the flow rate is low, but also in the entire flow rate.
즉, 종래에 센서 유로 외로 유량이 흘러 측정이 불가능한 경우가 발생되어 제품의 성능(정확도)에 문제가 발생하는 것을 사전에 차단할 수 있게 된다. That is, it is possible to prevent a problem in the performance (accuracy) of the product in advance because a flow rate flows out of the sensor flow path and measurement is impossible.
상기와 같은 구성을 갖는 유량 측정 장치(10)는, 종래에 사용되어 오는 연료 전지 시스템에서 연료 전지 시스템의 작동을 위해 휘발성 물질 등을 포함하는 연료 및 기체의 유량을 계측하는데 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 연료 및 기체의 유량 측정이 필요한 곳이라면 적용 가능하다.The flow
10: 유량 측정 장치
100: 바디
200: 제1 지지부재
300: 센서 유로 플레이트
400: 유량 측정 센서
500: 제2 지지부재
600: 제1 커버
630: 제2 커버
650: 제3 커버
700: 실링부재
800: 층류 소자
900: 제어보드10: flow measurement device
100: body
200: first support member
300: sensor euro plate
400: flow measurement sensor
500: second support member
600: first cover
630: second cover
650: third cover
700: sealing member
800: laminar flow element
900: control board
Claims (7)
제1 공간부 내에 배치되며, 유동채널로부터 분기된 유체의 유량을 측정하기 위해 마련된 유량 측정 센서;
유동채널 내에 배치된 층류 소자; 및
유량 측정 센서와 전기적으로 연결되고, 바디 내에 배치된 제어보드; 를 포함하고,
바디는, 유동채널을 사이에 두고 제1 공간부의 반대방향에 마련된 제2 공간부를 갖고, 제어보드는, 제2 공간부에 배치된 유량 측정 장치.An inflow port, an outflow port in the opposite direction of the inflow port, a flow channel connecting the inflow port and the outflow port, and a first space part provided on the outside of the flow channel and connected to the inflow port side and the outflow port side to be fluidly movable Having a body;
A flow measurement sensor disposed in the first space portion and provided to measure a flow rate of the fluid branched from the flow channel;
A laminar flow element disposed in the flow channel; And
A control board electrically connected to the flow measurement sensor and disposed in the body; Including,
The body has a second space portion provided in the opposite direction of the first space portion with the flow channel interposed therebetween, and the control board is a flow rate measuring device disposed in the second space portion.
제1 공간부는, 유동채널로부터 유체가 유입되는 제1 관통홀 및 유입된 유체가 유동채널로 토출되는 제2 관통홀을 포함하고,
제1 관통홀과 유동채널을 유체이동 가능하게 연결하는 제1 채널 및 제2 관통홀과 유동채널을 유체이동 가능하게 연결하는 제2 채널을 포함하는 유량 측정 장치.According to claim 1,
The first space portion includes a first through hole through which fluid flows from the flow channel and a second through hole through which the fluid flows into the flow channel,
A flow measurement device comprising a first channel for fluidly connecting a first through hole and a flow channel and a second channel for fluidly connecting a second through hole and a flow channel.
층류 소자는, 복수의 미세관을 포함하며,
복수의 미세관은 제1 채널과 제2 채널 사이 영역에 배치되는 유량 측정 장치.According to claim 3,
The laminar flow element includes a plurality of microtubes,
A plurality of micro-tubes is a flow measurement device disposed in the region between the first channel and the second channel.
바디는, 제1 공간부를 외부로 연결하기 위해 마련된 제3 관통홀 및 제2 공간부를 외부로 연결하기 위해 마련된 제4 관통홀을 포함하고,
유량 측정 센서는, 계측된 신호를 제어보드로 전달하도록 마련된 핀부를 갖고,
제3 관통홀과 제4 관통홀은 서로 연통되도록 마련되며,
핀부와 제어보드는 제3 관통홀 및 제4 관통홀을 통해 전기적으로 연결되는 유량 측정 장치.According to claim 1,
The body includes a third through hole provided to connect the first space portion to the outside and a fourth through hole provided to connect the second space portion to the outside,
The flow measurement sensor has a pin portion provided to transmit the measured signal to the control board,
The third through hole and the fourth through hole are provided to communicate with each other,
The pin part and the control board are flow rate measuring devices electrically connected through the third through-hole and the fourth through-hole.
제1 공간부 내에 배치되며, 제1 공간부를 매개로 제1 관통홀과 유체이동 가능하게 연결된 유입 관통홀 및 제2 관통홀과 유체이동 가능하게 연결된 유출 관통홀을 갖는 제1 지지부재;
제1 지지부재에 접촉하고, 유입 및 유출 관통홀과 각각 유체이동 가능하게 연결되며, 유입 관통홀을 통과한 유체가 유출 관통홀로 유동하도록 마련된 센서 유로를 갖는 센서 유로 플레이트; 및
유량 측정 센서를 고정 지지하기 위해 마련된 제2 지지부재; 를 포함하고,
유량 측정 센서는, 센서 유로의 적어도 일부 영역에 위치되어 센서 유로를 유동하는 유체의 유량을 측정하도록 배치된, 유량 측정 장치.According to claim 3,
A first support member disposed in the first space portion and having an inflow through hole fluidly connected to the first through hole and an outflow through hole fluidly connected to the second through hole through the first space portion;
A sensor flow path plate having a sensor flow path in contact with the first support member, fluidly connected to the inflow and outflow through-holes, and having a flow path through which the fluid passing through the inflow through-hole flows into the outflow through-hole; And
A second support member provided for fixedly supporting the flow measurement sensor; Including,
The flow rate measurement sensor is located in at least a portion of the sensor flow path and is arranged to measure the flow rate of the fluid flowing through the sensor flow path.
바디는, 제2 지지부재를 둘러싸며, 제1 공간부를 밀폐하기 위해 마련된 제1 커버;
제어보드를 둘러싸며, 제2 공간부를 밀폐하기 위해 마련된 제2 커버; 및
제3 및 제4 관통홀을 밀폐하기 위해 마련된 제3 커버를 추가로 포함하는 유량 측정 장치.
The method of claim 6,
The body may include a first cover surrounding the second support member and provided to seal the first space portion;
A second cover surrounding the control board and provided to seal the second space portion; And
Flow measuring device further comprises a third cover provided to close the third and fourth through-holes.
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JP2000221066A (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-11 | Stec Inc | Flow rate detection mechanism of mass flowmeter |
KR20050004262A (en) * | 2002-05-29 | 2005-01-12 | 씨케이디 가부시키 가이샤 | Thermal flowmeter |
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