KR102258580B1 - 압력 트랜스미터 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 압력 트랜스미터는, 일 측이 개방되고, 내부에 압력전달유체가 채워진 제1 압력측정공간; 상기 제1 압력측정공간의 개방된 상기 일 측을 덮는 제1 가요성 부재; 일 측이 개방되고, 내부에 압력전달유체가 채워진 제2 압력측정공간; 상기 제2 압력측정공간의 개방된 상기 일 측을 덮는 제2 가요성 부재; 상기 제1 압력측정공간에 구비되어 상기 제1 압력측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제1 압력센서; 상기 제2 압력측정공간에 구비되어 상기 제2 압력측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제2 압력센서; 및 상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서와 통전 가능하게 연결되고, 상기 제1 압력센서에서 감지된 압력 값과 상기 제2 압력센서에서 감지된 압력 값을 이용하여 압력 측정 대상인 타겟 유체의 압력을 연산하는 연산부를 포함한다.
상기 제1 가요성 부재는 상기 타겟 유체에 의해 가압될 수 있도록 배치되고 상기 제2 가요성 부재는 외부 유체에 의해 가압될 수 있도록 배치된다.
상기 제1 가요성 부재는 상기 타겟 유체에 의해 가압될 수 있도록 배치되고 상기 제2 가요성 부재는 외부 유체에 의해 가압될 수 있도록 배치된다.
Description
본 발명은 압력 트랜스미터에 관한 것으로, 구체적으로 열전달유체의 열팽창에 기인하는 측정오차를 보정할 수 있는 구조의 압력 트랜스미터에 관한 것이다.
원자력 시스템 등의 설비에서는 200℃ 이상 700℃ 이하의 수백도 범위에서 운용되며, 이러한 설비에서는 상압일 때 넓은 온도 범위에서 액체 상태로 존재하는 물질이 작업 유체로서 이용된다. 예를 들어, 98℃ 의 녹는점과 890℃ 의 끓는점을 가지는 액화소듐이 작업 유체로서 사용될 수 있다.
이러한 시스템의 상태를 파악하기 위해서는 작업 유체의 차압, 정압 등의 압력을 측정할 필요가 있는데, 압력계의 센서는 작업 유체의 높은 온도를 견디지 못하므로 압력 트랜스미터를 통해 작업 유체의 압력을 측정한다.
또한, 작업 유체가 상온에서 고화될 우려가 있는 경우, 압력 트랜스미터는 별도의 매개 유체를 통하여 작업 유체의 압력이 압력계까지 전달되도록 구성된다.
이러한 압력 트랜스미터의 매개 유체는 작업 유체로부터 가압되고, 매개 유체에 구비되는 압력 센서에 의해 작업 유체의 압력이 감지될 수 있다.
한편, 설비가 안정적으로 운용되기 위해서는 작업 유체의 압력이 ㅁ 1% 이상의 높은 수준의 정밀도로 측정될 필요가 있다. 그러나, 작업 유체의 온도는 수백 도의 범위에서 변할 수 있고, 이러한 작업 유체와 인접하게 배치되는 매개 유체의 온도도 수백 도의 범위에서 변하게 된다. 매개 유체의 온도가 이와 같이 큰 폭으로 변하게 될 경우 매개 유체 자체의 부피가 온도 변화에 따라 변하게 된다.
매개 유체와 작업 유체 사이에는 다이어프램과 같은 압력을 전달하는 가요성(Flexibility) 부재가 구비되고, 온도 변화에 의해 매개 유체가 열팽창됨에 따라 가요성 부재가 만곡되어 탄성 변형될 수 있다.
다만, 탄성 변형되어 만곡된 가요성 부재에는 원래의 상태로 복원되려는 힘이 발생되고, 매개 유체는 발생된 복원력만큼 가요성 부재에 의해 가압된다.
즉, 매개 유체에 작업 유체의 압력 이외에 복원력이 가해지므로, 측정 오차가 발생된다.
가요성 부재의 크기를 증가시키는 경우 상술한 측정 오차가 감소될 수 있으나, 이 경우 가요성 부재가 과도하게 증가하는 문제가 발생될 수 있다.
선행기술문헌(미국 등록특허공보 US 7624642 B2)에는 차압 트랜스미터가 개시된다.
다만, 상기 선행기술문헌은 가요성 부재의 탄성력에 의해 발생될 수 있는 오차를 보정하는 해결방안에 대한 고찰을 개시하지 않는다는 한계가 존재한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 구조의 압력 트랜스미터를 제공함을 목적으로 한다.
먼저, 매개 유체의 열팽창에 의해 발생되는 측정오차를 보정할 수 있는 구조의 압력 트랜스미터를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 가요성 부재의 크기를 과도하게 증가시키지 않음과 동시에 매개 유체의 열팽창에 의해 발생되는 측정오차를 보정할 수 있는 구조의 압력 트랜스미터를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 작업 유체의 온도의 가변 범위가 큰 경우에도 매개 유체의 열팽창에 의해 발생되는 측정오차를 보정할 수 있는 구조의 압력 트랜스미터를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 압력 트랜스미터는 압력을 전달하는 매개 유체가 채워지고 압력을 측정하고자 하는 타겟 유체에 의해 가압되는 압력측정 챔버를 포함한다.
상기 압력측정 챔버는 일 측이 상기 타겟 유체를 향하여 개방되고, 상기 압력측정 챔버의 매개 유체와 상기 타겟 유체는 가요성 부재를 사이에 두고 서로 가압한다.
상기 가요성 부재는 열 전도성 및 탄성을 갖는 재질로 형성되고, 상기 매개 유체는 상기 타겟 유체에서 전달된 열에 의해 열팽창된다.
또한, 상기 압력 트랜스미터는 레퍼런스 챔버를 구비한다.
상기 레퍼런스 챔버는 상기 압력측정 챔버와 동일하게 구성되나, 일 측이 상기 타겟 유체를 향하여 개방되지 않고 상기 타겟 유체가 흐르는 배관의 외부 유체를 향하여 개방된다.
또한, 레퍼런스 챔버는 상기 타겟 유체에서 열을 전달받을 수 있도록 구성된다. 이에 의해, 레퍼런스 챔버의 매개 유체가 상기 타겟 유체에서 전달된 열에 의해 열팽창된다.
상기 레퍼런스 챔버 내부의 매개 유체에 열 에너지가 분포된 정도와 상기 압력측정 챔버 내부의 매개 유체에 열 에너지가 분포된 정도는 유사하게 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 가요성 부재가 가압되는 부분과 인접된 부분에서, 상기 레퍼런스 챔버 내부의 매개 유체와 상기 압력측정 챔버 내부의 매게 유체의 온도가 유사하게 형성되는 것이 바람직하다.
상기 압력측정 챔버와 상기 레퍼런스 챔버에는 각각 압력 측정 센서가 구비되고, 각 압력 측정 센서가 감지한 압력 값은 연산부에 전달되어 타겟 유체의 압력을 도출하는데 사용된다.
상기 압력측정 챔버에서 측정된 압력 값에서 상기 레퍼런스 챔버에서 측정된 압력 값을 뺌으로서 열 팽창에 의해 발생될 수 있는 측정 오차가 보정될 수 있다.
또, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 트랜스미터는, 일 측이 개방되고, 내부에 압력전달유체가 채워진 제1 압력측정공간; 상기 제1 압력측정공간의 개방된 상기 일 측을 덮는 제1 가요성 부재; 일 측이 개방되고, 내부에 압력전달유체가 채워진 제2 압력측정공간; 상기 제2 압력측정공간의 개방된 상기 일 측을 덮는 제2 가요성 부재; 상기 제1 압력측정공간에 구비되어 상기 제1 압력측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제1 압력센서; 상기 제2 압력측정공간에 구비되어 상기 제2 압력측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제2 압력센서; 및
상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서와 통전 가능하게 연결되고, 상기 제1 압력센서에서 감지된 압력 값과 상기 제2 압력센서에서 감지된 압력 값을 이용하여 압력 측정 대상인 타겟 유체의 압력을 연산하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제1 가요성 부재는 상기 타겟 유체에 의해 가압될 수 있도록 배치되고, 상기 제2 가요성 부재는 외부 유체에 의해 가압될 수 있도록 배치된다.
또한, 상기 제1 가요성 부재는 상기 제1 압력측정공간의 압력전달유체가 열팽창됨에 따라 상기 타겟 유체를 향하여 만곡 가능하게 구성되고, 상기 제2 가요성 부재는 상기 제2 압력측정공간의 압력전달유체가 열팽창됨에 따라 상기 외부 유체를 향하여 만곡 가능하게 구성된다.
또한, 상기 제2 압력측정공간의 상기 일 측은 상기 제1 압력측정공간의 개방된 상기 일 측의 반대방향을 향하여 개방된다.
또한, 상기 제1 압력측정공간의 부분 중 개방된 상기 일 측이 형성된 부분과, 상기 제2 압력측정공간의 부분 중 개방된 상기 일 측이 형성된 부분은, 열전도성을 갖는 하나의 부재에 형성된다.
또, 본 발명의 일 실시 예에 따른 압력 트랜스미터는, 압력 측정 대상인 타겟 유체가 흐르는 배관에 삽입되어 결합되고, 상기 타겟 유체와 부분적으로 접촉 가능하게 배치되는 결합부; 상기 결합부의 부분 중 상기 타겟 유체와 부분적으로 접촉 가능한 부분과 다른 부분에 연결되고, 상기 타겟 유체에서 멀어지는 방향으로 연장되며, 내부에 일 측이 상기 결합부를 향하여 개방된 제1 측정공간이 형성된 제1 압력챔버; 및 상기 결합부의 부분 중 상기 타겟 유체와 부분적으로 접촉 가능한 부분과 다른 부분에 연결되고, 상기 타겟 유체에서 멀어지는 방향으로 연장되며, 내부에 일 측이 상기 결합부를 향하여 개방된 제2 측정공간이 형성된 제2 압력챔버를 포함한다.
또한, 상기 결합부에는, 일 단이 상기 타겟 유체를 향하여 개방되고 타 단이 상기 제1 측정공간의 개방된 일 측과 연통되는 제1 연결공간이 관통 형성되고, 일 단이 상기 배관의 외부에 흐르는 외부 유체를 향하여 개방되고 타 단이 상기 제2 측정공간의 개방된 일 측과 연통되는 제2 연결공간이 관통 형성된다.
또한, 상기 제1 연결공간의 개방된 일 단은 제1 가요성 부재에 의해 덮이고, 상기 제2 연결공간의 개방된 일 단은 제2 가요성 부재에 의해 덮이며, 상기 제1 및 제2 측정공간 및 상기 제1 및 제2 연결공간에는 압력전달유체가 채워진다.
또한, 상기 제2 연결공간의 일 단은 상기 제1 연결공간의 일 단이 개방된 방향의 반대방향을 향하여 개방된다.
또한, 상기 압력 트랜스미터는, 상기 제1 측정공간에 구비되어 상기 제1 측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제1 압력센서; 상기 제2 측정공간에 구비되어 상기 제2 측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제2 압력센서; 및 상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서와 통전 가능하게 연결되고, 상기 제1 압력센서에서 감지된 압력 값과 상기 제2 압력센서에서 감지된 압력 값을 이용하여 상기 타겟 유체의 압력을 연산하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다음과 같은 효과가 도출될 수 있다.
먼저, 압력을 측정하고자 하는 타겟 유체에 의해 가압되는 압력 측정부와 배관 외부의 유체에 의해 가압되는 기준 압력 측정부가 구비된다.
또한, 상기 압력 측정부의 부분 중 타겟 유체에 의해 가압되는 부분과 상기 기준 압력 측정부의 부분 중 외부 유체에 의해 가압되는 부분이 하나의 열 전도성 부재 내부에 형성된다.
따라서, 상기 타겟 유체 및 상기 외부 유체에 의해 각각 가압되는 부분에서 상기 압력 측정부와 상기 기준 압력 측정부의 온도의 차이가 극히 미미하게 형성될 수 있다.
그러므로, 상기 압력 측정부의 매개 유체가 열팽창에 의해 가요성 부재를 가압하는 압력과 상기 기준 압력 측정부의 매개 유체가 열팽창에 의해 가요성 부재를 가압하는 압력의 차가 극히 미미하게 형성될 수 있다.
결과적으로, 상기 압력 측정부에서 매개 유체의 열팽창에 의해 발생될 수 있는 오차를 보정하는 작업의 정확성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 압력 측정부의 부분 중 타겟 유체에 의해 가압되는 부분과 상기 기준 압력 측정부의 부분 중 외부 유체에 의해 가압되는 부분이 모두 상기 타겟 유체에 인접하여 배치되므로, 상기 타겟 유체의 온도가 가변되는 경우에도 상기 압력 측정부와 상기 기준 압력 측정부의 온도 차가 극히 미미하게 형성될 수 있다.
따라서, 상기 타겟 유체의 온도가 가변되는 경우에도, 상기 압력 측정부 및 상기 기준 압력 측정부 각각의 가요성 부재 및 매개 유체의 열팽창 정도가 유사하게 형성된다.
그러므로, 상기 타겟 유체의 온도가 가변되는 경우에도, 상기 압력 측정부 및 상기 기준 압력 측정부 각각의 가요성 부재가 가압되는 압력이 유사하게 형성된다.
결과적으로, 상기 타겟 유체의 온도가 가변되는 경우에도 가변된 온도에 대응하여 열팽창에 의해 발생되는 오차를 정확하게 보정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 압력 트랜스미터를 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압력 측정부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 압력 측정부를 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3에 따른 압력 측정부를 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 절취하여 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 영역을 확대하여 도시하는 부분 단면도이다.
도 6은 도 4에 따른 결합부에서 가요성 부재가 만곡되는 과정을 도시하는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 압력 측정부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에 따른 압력 측정부를 도시하는 평면도이다.
도 4는 도 3에 따른 압력 측정부를 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 절취하여 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 영역을 확대하여 도시하는 부분 단면도이다.
도 6은 도 4에 따른 결합부에서 가요성 부재가 만곡되는 과정을 도시하는 개념도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 압력 트랜스미터를 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.
1. 용어의 정의
이하의 설명에서 사용되는 "통전"이라는 용어는, 어느 하나의 구성이 다른 하나의 구성과 전기적으로 연결되거나, 정보 통신 가능하게 연결됨을 의미한다. 상기 통전은 도선, 통신 케이블 등에 의해 형성될 수 있다.
아래에서 사용되는 "전방"이라는 용어는 배관(1000)을 흐르는 타겟 유체(TF)를 향하는 방향을 의미한다.
아래에서 사용되는 "후방"이라는 용어는 배관(1000)을 흐르는 타겟 유체(TF)에서 멀어지는 방향을 의미한다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 압력 트랜스미터(1)의 구성의 설명
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 압력 트랜스미터(1)는 타겟 유체(TF)가 흐르는 배관(1000)에 결합되어 타겟 유체(TF)의 압력을 측정한다.
도시된 실시 예에서, 타겟 유체(TF)는 중공형의 배관(1000)에서 유동된다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
도시되지 않은 실시 예에서, 타겟 유체(TF)는 배관(1000)이 아닌 원자력 발전소에서 사용될 수 있는 다양한 수용공간서 흐를 수 있다.
또한, 도시되지 않은 실시 예에서, 타겟 유체(TF)가 흐르는 배관(100)은 일 측이 폐쇄되도록 형성될 수 있다. 이에 의해, 배관(1000)을 흐르는 타겟 유체(TF)의 동압이 제거될 수 있다.
압력 트랜스미터(1)는 압력 감지부(10), 연산부(20) 및 표시장치(30)를 포함한다.
(1) 압력 감지부(10)의 설명
압력 감지부(10)는 배관(1000)의 개방된 부분에 삽입되어 결합된다. 압력 감지부(10)의 부분 중 배관(1000)에 삽입된 부분은 배관(1000)을 흐르는 타겟 유체(TF)에 의해 가압된다.
압력 감지부(10)에는 제1 압력전달유체(F1)가 채워진 제1 압력측정공간(V1) 및 제2 압력전달유체(F2)가 채워진 제2 압력측정공간(V2)이 형성된다.
일 실시 예에서, 제1 압력전달유체(F1) 및 제2 압력전달유체(F2)는 시스템의 가변온도범위 내에서 액체상태를 유지할 수 있는 금속일 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 압력전달유체(F1) 및 제2 압력전달유체(F2)는 소듐(Na)을 포함하는 알칼리 금속, 소듐-포타슘(Na-K) 합금, 납-비스무스(Pb-bi) 합금, 납(Pb) 중 어느 하나 이상의 응용금속일 수 있다.
일 실시 예에서, 오차 보정의 정확성을 위하여 제1 및 제2 압력전달유체(F1, F2)는 동일한 금속일 수 있다. 또한, 오차 보정의 정확성을 위하여 제1 및 제2 압력전달유체(F1, F2)는 동일한 부피로 구비될 수 있다.
제1 압력측정공간(V1)의 일 측은 타겟 유체(TF)와 접촉될 수 있도록 배관(1000) 내부를 향하여 개방된다. 제1 압력측정공간(V1)은 타겟 유체(TF)에서 멀어지는 방향으로 연장된다.
제1 압력측정공간(V1)의 개방된 일 측은 제1 가요성 부재(191)에 의해 덮인다. 제1 압력측정공간(V1)은 제1 가요성 부재(191)에 의해 밀폐된다.
제1 가요성 부재(191)는 제1 압력전달유체(F1) 또는 타겟 유체(TF)에 의해 가압되어 탄성 변형될 수 있는 형상 및 재질로 형성될 수 있다.
제2 압력측정공간(V2)의 일 측은 배관(1000) 외부의 유체와 접촉될 수 있도록 배관(1000)의 외부를 향하여 개방된다. 제2 압력측정공간(V2)의 개방된 일 측은 제1 압력측정공간(V1)의 개방된 일 측의 반대방향을 향하여 개방된다.
도시된 실시 예에서, 제2 압력측정공간(V2)은 배관(1000)의 외측을 향하여 개방된다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
도시되지 않은 실시 예에서, 제2 압력측정공간(V2)의 개방된 일 측은 배관(1000) 외부의 유체를 향하여 개방될 수 있는 다양한 위치에 형성될 수 있다.
제2 압력측정공간(V2)의 개방된 일 측은 제2 가요성 부재(192)에 의해 덮인다. 제2 압력측정공간(V2)은 제2 가요성 부재(192)에 의해 밀폐된다.
제2 가요성 부재(192)는 제2 압력전달유체(F2) 또는 배관(1000) 외부의 유체에 의해 가압되어 탄성 변형될 수 있는 형상 및 재질로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 및 제2 가요성 부재(191, 192)는 멤브레인(Membrane), 다이어프램(Diaphragm) 등의 가요성 막일 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 및 제2 가요성 부재(191, 192)는 동일한 형상 및 재질로 형성될 수 있다.
제1 압력측정공간(V1)은 후방 측에서 전방 측을 향하여 연장되고, 전방 측 단부가 타겟 유체(TF)를 향하여 개방된다.
제2 압력측정공간(V2)은 후방 측에서 전방 측을 향하여 소정 거리만큼 연장된 후, 후방 측을 향하여 절곡된다. 절곡된 제2 압력측정공간(V2)의 일 단부는 후방 측을 향하여 개방된다.
즉, 제1 압력측정공간(V1)의 개방된 일 단과 제2 압력측정공간(V2)의 개방된 일 단은 서로 반대 방향을 향하여 개방된다.
또한, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192)는 압력 감지부(10)의 삽입방향으로 서로 중첩되도록 배치된다.
또한, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192) 사이의 최단 거리의 값은 상기 배관(1000)의 두께의 값과 같거나 작게 형성될 수 있다.
타겟 유체(TF)는 제1 가요성 부재(191)를 통해 제1 압력전달유체(F1)를 가압한다. 즉, 타겟 유체(TF)의 압력이 제1 압력전달유체(F1)에 전달될 수 있다.
또한, 제1 가요성 부재(191)는 열전도성 부재로 형성되고, 이에 의해 타겟 유체(TF)에서 제1 압력전달유체(F1)로 열이 이동될 수 있다.
따라서, 제1 압력전달유체(F1)에 열팽창이 발생되고, 제1 압력전달유체(F1)의 부피팽창에 의해 제1 가요성 부재(191)가 탄성 변형되어 타겟 유체(TF)를 향하여 만곡된다.
탄성 변형된 제1 가요성 부재(191)에는 원상태로 돌아가려는 복원력이 발생되므로, 제1 압력전달유체(F1)는 제1 가요성 부재(191)의 복원력에 의해 가압된다.
즉, 제1 압력전달유체(F1)는 타겟 유체(TF) 및 제1 가요성 부재(191)에 의해 가압된다.
제2 압력전달유체(F2)에도 타겟 유체(TF)에서 전달된 열에 의해 열 팽창이 발생된다.
따라서, 제2 압력전달유체(F2)의 부피팽창에 의해 제2 가요성 부재(192)가 탄성 변형되어 배관(1000) 외부 유체를 향하여 만곡된다.
탄성 변형된 제2 가요성 부재(192)에는 원상태로 돌아가려는 복원력이 발생되므로, 제2 압력전달유체(F2)는 제2 가요성 부재(192)의 복원력에 의해 가압된다.
즉, 제2 압력전달유체(F2)는 제2 가요성 부재(191)에 의해 가압된다.
제1 압력전달유체(F1)에도 열 팽창에 기인하는 복원력이 가해지고, 제2 압력전달유체(F2)에도 열 팽창에 기인하는 복원력이 가해지므로, 제1 압력전달유체(F1)에서 측정된 압력 값에서 제2 압력전달유체(F2)에서 측정된 압력 값을 제외하면 열 팽창에 의해 발생되는 측정 오차가 보정될 수 있다.
다만, 정확한 오차 보정을 위하여, 제1 가요성 부재(191)에서 발생되는 복원력과 제2 가요성 부재(191)에서 발생되는 복원력의 크기가 가능한 동일하게 형성되는 것이 바람직하다.
다만, 제1 가요성 부재(191)가 배치되는 부분과 제2 가요성 부재(192)가 배치되는 부분에서 제1 압력전달유체(F1) 열 팽창 정도와 제2 압력전달유체(F2)의 열 팽창 정도가 다른 경우, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192)의 탄성변형에 의해 발생되는 복원력의 크기가 다르게 형성될 수 있다.
또한, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192)의 크기 및 재질이 다르게 형성되는 경우, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192)의 탄성변형에 의해 발생되는 복원력의 크기가 다르게 형성될 수 있다.
따라서, 제1 가요성 부재(191) 및 제2 가요성 부재(192)는 동일한 크기 및 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 제1 가요성 부재(191)가 배치되는 부분과 제2 가요성 부재(192)가 배치되는 부분이 모두 타겟 유체(TF)에서 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192) 사이의 최단 거리의 값은 상기 배관(1000)의 두께의 값과 같거나 작게 형성될 수 있다.
이에 의해, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192)가 배치된 부분의 온도 차이가 극히 미미하게 형성될 수 있다.
제1 압력측정공간(V1)에는 제1 압력센서(181)가 구비되고, 제2 압력측정공간(V2)에는 제2 압력센서(182)가 구비된다.
제1 압력센서(181)는 제1 압력전달유체(F1)의 압력을 측정할 수 있도록 구성된다. 또한, 제2 압력센서(182)는 제2 압력전달유체(F2)의 압력을 측정할 수 있도록 구성된다.
제1 압력센서(181)에 의해 타겟 유체(TF)의 압력 및 제1 가요성 부재(191)의 탄성 변형에 의해 발생되는 압력에 대한 정보가 감지되고, 제2 압력센서(182)에 의해 제2 가요성 부재(192)의 탄성 변형에 의해 발생되는 압력에 대한 정보가 감지된다.
제1 압력센서(181) 및 제2 압력센서(182)는 각각 연산부(20)와 통전 가능하게 연결된다. 제1 압력센서(181)에서 감지된 정보 및 제2 압력센서(182)에서 감지된 정보는 연산부(20)로 전달된다.
(2) 연산부(20) 및 표시장치(30)의 설명
연산부(20)는 정보의 입력, 출력 및 연산 등이 가능한 임의의 형태로 구비될 수 있다. 일 실시 예에서, 제어부(20)는 마이크로프로세서, 중앙처리장치(CPU), 인쇄회로기판(PCB) 등의 형태로 구비될 수 있다.
연산부(20)는 전달받은 각 정보들을 이용해 기 설정된 방법으로 타겟 유체(TF)의 압력에 대한 정보를 연산한다.
일 실시 예에서, 상기 기 설정된 방법은 제1 압력센서(181)에서 전달 받은 압력 값에서 제2 압력센서(182)에서 전달 받은 압력 값을 차감하는 방식일 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 압력 트랜스미터(1)의 설계 조건에 따라 발생될 수 있는 추가적인 오차를 보정하는 연산이 추가될 수 있다.
연산부(20)에서 연산된 타겟 유체(TF)의 압력에 대한 정보는 표시장치(30)로 전달된다.
표시장치(30)는 전달받은 정보를 시각적인 형태의 정보로 변환하여 출력한다.
일 실시 예에서, 표시장치(30)는 입력 트랜스미터(1)에 구비되는 디스플레이를 갖는 인터페이스(미도시)일 수 있다. 사용자는 표시장치(30)에 출력된 정보를 통해 타겟 유체(TF)의 압력 값에 대한 정보를 인지한다.
2. 본 발명의 실시 예에 따른 압력 감지부(10)의 구성의 설명
도 2 내지 도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 압력 감지부(10)가 도시된다.
본 실시 예에 따른 압력 감지부(10)는 상술된 바와 같이 오차 보정을 통해 타겟 유체(TF)의 압력을 측정한다.
압력 감지부(10)는 배관(1000)의 관통 형성된 부분에 삽입 결합되는 결합부(110), 결합부(110)와 결합되는 제1 및 제2 압력챔버(140, 150), 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)를 감싸는 중공형 메인 바디(160) 및 중공형 메인 바디(160)와 결합되는 리어 바디(170)를 포함한다.
(1) 결합부(110) 및 가요성 부재(191, 192)의 설명
결합부(110)는 타겟 유체(TF)가 유동되는 배관(1000)에 부분적으로 삽입되어 결합되며, 결합부(110)의 일부는 타겟 유체(TF)와 접촉된다. 결합부(110)의 전방 측면이 타겟 유체(TF)와 접촉된다.
결합부(110)에는 제1 압력전달유체(F1)가 채워지는 제1 연결공간 및 제2 압력전달유체(F2)가 채워지는 제2 연결공간이 형성된다.
제1 연결공간은 후술할 제1 굴곡유로(121) 및 제1 직선유로(131)로 구성되고, 제2 연결공간은 후술할 제2 굴곡유로(122) 및 제2 직선유로(132)로 구성된다.
결합부(110)는 타켓 유체(TF)에서 멀어지는 방향으로 순차적으로 배열되는 제1 결합부(120) 및 제2 결합부(130)를 포함한다.
제1 결합부(120)는 전체가 배관(1000)에 삽입되고, 제2 결합부(130)는 일부분이 배관(1000)에 삽입된다.
제1 결합부(120)에는 제1 굴곡유로(121) 및 제2 굴곡유로(122)가 형성된다.
제1 굴곡유로(121)의 일단은 제1 결합부(120)의 전방측 면에 형성되고, 타단은 후방측 면에 형성된다. 제1 굴곡유로(121)는 개방된 일단과 타단이 서로 연통되도록 형성된다. 일 실시 예에서, 제1 굴곡유로(121)의 일 단은 전방측 면의 중앙부에 형성되고, 타 단은 후방측 면의 둘레에 인접되서 형성될 수 있다.
제1 굴곡유로(121)의 일 단이 형성된 부분에는 제1 홈(123)이 함몰 형성된다. 즉, 제1 홈(123)의 중심부에 제1 굴곡유로(121)의 일 단이 형성된다.
제1 홈(123)에는 제1 가요성 부재(191)가 결합되어 제1 굴곡유로(121)의 개방된 일 단을 덮는다. 제1 가요성 부재(191)에 대한 설명은 상술한 바, 이에 갈음한다.
제1 가요성 부재(191)는 후방측 면의 둘레가 제1 홈(123)과 결합된다. 이에 의해, 제1 가요성 부재(191)의 둘레의 내측부분은 탄성 변형되어 제1 홈(123)과 이격될 수 있다.
제2 굴곡유로(122)의 일 단과 타 단은 모두 제1 결합부(120) 후방측 면에 형성된다. 제2 굴곡유로(122)는 개방된 일단과 타단이 서로 연통되도록 형성된다. 즉, 제2 굴곡유로(122)는 제1 결합부(120)의 후방측 면에서 전방 측으로 소정거리만큼 연장된 후 절곡되어 후방 측을 향하여 연장된다.
일 실시 예에서, 제2 굴곡유로(122)의 일 단은 제1 결합부(120)의 후방측 면의 중앙부에 형성되고, 제2 굴곡유로(122)의 타 단은 후방측 면의 둘레에 인접되서 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 제2 굴곡유로(122)의 일 단은, 제2 굴곡유로(122)의 타 단과 제1 굴곡유로(121)의 타 단 사이에 위치될 수 있다.
제2 굴곡유로(122)의 일 단이 형성된 부분에는 제2 홈(124)이 함몰 형성된다. 즉, 제2 홈(124)의 중심부에 제2 굴곡유로(122)의 일 단이 형성된다.
제2 홈(124)에는 제2 가요성 부재(192)가 결합되어 제2 굴곡유로(122)의 개방된 일 단을 덮는다. 제2 가요성 부재(192)에 대한 설명은 상술한 바, 이에 갈음한다.
제2 가요성 부재(192)는 전방측 면의 둘레가 제2 홈(124)과 결합된다. 이에 의해, 제2 가요성 부재(192)의 둘레의 내측부분은 탄성 변형되어 제2 홈(124)과 이격될 수 있다.
일 실시 예에서, 제1 결합부(120)는 원통형으로 형성될 수 있다.
제1 결합부(120)의 후방측 면에는 제2 결합부(130)가 결합된다.
제2 결합부(130)에는 전방 측에서 후방 측을 향하여 제1 직선유로(131), 제2 직선유로(132) 및 외부유체 유입유로(134)가 관통 형성된다.
제1 및 제2 직선유로(131, 132)는 양 단이 개방되어 서로 연통되며, 일 단이 제2 결합부(130)의 전방측 면에, 타 단이 후방측 면에 형성된다.
제1 직선유로(131)의 일 단은 결합 시 제1 굴곡유로(121)의 타 단과 연통되는 위치에 형성된다. 이에 의해, 제1 굴곡유로(121)와 제1 직선유로(131)가 서로 연통된다.
제2 직선유로(132)의 일 단은 결합 시 제2 굴곡유로(122)의 타 단과 연통되는 위치에 형성된다. 이에 의해, 제2 굴곡유로(122)와 제2 직선유로(132)가 서로 연통된다.
외부유체 유입유로(134)는 양 단이 개방되어 서로 연통되며, 일 단이 제2 결합부(130)의 전방측 면에, 타 단이 후방측 면에 형성된다.
또한, 외부유체 유입유로(134)의 일 단이 형성된 부분에는 외부유체 유입홈(133)이 함몰 형성된다.
외부유체 유입홈(133)은 제1 결합부(120)의 부분 중 제2 가요성 부재(192)가 설치된 부분에 의해 덮이게 된다. 외부유체 유입홈(133)과 제1 결합부(120)의 후방측 면 사이에 외부유체 유입공간(V3)이 형성된다.
외부유체 유입공간(V3)은 외부유체 유입유로(134)에 의해 배관(1000) 외부의 연통되며, 배관(1000) 외부의 유체가 외부유체 유입유로(134)를 통해 외부유체 유입공간(V3)으로 유입된다. 외부의 유체는 소정의 압력으로 제2 가요성 부재(192)를 가압한다. 상기 소정의 압력은 대기압일 수 있다.
타겟 유체(TF)에서 멀어지는 방향으로, 제2 가요성 부재(192)는 외부유체 유입공간(V3)과 중첩되도록 형성된다. 이에 의해, 제2 가요성 부재(192)의 후방측 면 전체가 외부 유체에 의해 가압될 수 있다.
제2 가요성 부재(192)가 제1 결합부(120) 및 제2 결합부(130)의 사이에 배치된다. 즉, 제2 가요성 부재(192)가 제2 결합부(130)의 후방측 면에서 전방 측을 향하여 소정 거리만큼 이격되어 배치된다.
이에 의해, 제2 가요성 부재(192)가 타겟 유체(TF)에 보다 인접하게 배치될 수 있다. 즉, 제2 가요성 부재(192)와 제1 가요성 부재(191) 사이의 거리가 감소된다.
일 실시 예에서, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192) 사이의 거리의 값은 배관(1000)의 두께의 값보다 작게 형성될 수 있다.
제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192) 사이의 거리가 인접됨에 따라, 제1 가요성 부재(191)가 위치된 부분과 제2 가요성 부재(192)가 위치된 부분 사이의 온도 차가 감소될 수 있다.
구체적으로, 제1 가요성 부재(191)와 제2 가요성 부재(192) 사이의 거리의 값은 배관(1000)의 두께의 값보다 작게 형성됨에 따라, 제1 가요성 부재(191)가 위치된 부분과 제2 가요성 부재(192)가 위치된 부분 사이의 온도 차가 극히 미미하게 형성될 수 있다.
결과적으로, 열팽창에 의해 제1 및 제2 가요성 부재(191, 192)에 형성되는 복원력이 서로 유사하게 형성될 수 있다. 즉, 열팽창에 의해 발생되는 오차 보정의 정확도가 향상될 수 있다.
타겟 유체(TF)가 일정하게 형성되는 경우 특정된 오차 값을 지속적으로 보정해주는 방식으로 오차보정이 가능하다. 다만, 타겟 유체(TF)의 온도의 지속적으로 가변되는 경우 보정해주어야 하는 오차의 값이 변경되므로, 특정 값을 지속적으로 보정해주는 방식을 적용하는데 문제가 있다.
하지만, 본 실시 예에 따른 압력 감지부(10)는, 타겟 유체(TF)의 온도가 가변되는 경우에도 제1 및 제2 가요성 부재(191, 192)가 배치된 부분의 온도 역시 서로 유사하게 가변된다. 따라서, 타겟 유체(TF)의 온도가 가변되는 경우에도 열팽창에 의해 발생되는 오차가 정확하게 보정될 수 있다.
제2 결합부(130)는 원기둥형상을 구비하며, 제2 결합부(130)의 외주면에는 원주방향을 따라 플렌지부(135)가 돌출 형성된다.
체결부재(미도시)가 플렌지부(135)를 관통하여 배관(1000)에 삽입 결합되고, 체결부재(미도시)와 배관(1000) 사이의 체결력에 의해 결합부(110)가 배관(1000)에 결합된다.
제2 결합부(120)의 후방측 면에는 제1 압력챔버(140) 및 제2 압력챔버(150)가 결합된다.
(2) 제1 압력챔버(140) 및 제2 압력챔버(150)의 설명
제1 압력챔버(140)는 내부에 전방 측을 향하여 개방된 제1 측정공간(141)이 형성되고, 제2 압력챔버(150)는 내부에 전방 측을 향하여 개방된 제2 측정공간(142)이 형성된다.
제1 측정공간(141)은 제1 연결공간(121, 131)과 연통되어 제1 압력측정공간(V1)을 형성하고, 제2 측정공간(142)은 제2 연결공간(122, 132)과 연통되어 제2 압력측정공간(V2)을 형성한다.
제1 압력측정공간(V1)에는 제1 압력전달유체(F1)가 채워지고, 제2 압력측정공간(V2)에는 제2 압력전달유체(F2)가 채워진다.
제1 및 제2 압력챔버(140, 150)는 전방 측에서 후방 측으로 연장되는 중공형으로 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 압력챔버(140)의 개방된 전방 단은 제2 결합부(130)에 형성된 제1 직선유로(131)의 후방 측 타단과 결합된다. 결합부위에서 제1 압력전달유체(F1)가 누설되는 것을 방지하기 위해 실링구조가 구비될 수 있다.
제2 압력챔버(150)의 개방된 전방 단은 제2 결합부(130)에 형성된 제2 직선유로(132)의 후방 측 타단과 결합된다. 결합부위에서 제2 압력전달유체(F2)가 누설되는 것을 방지하기 위해 실링구조가 구비될 수 있다.
제1 압력챔버(140) 및 제2 압력챔버(150)는 중공형 메인 바디(160)에 의해 감싸진다.
(3) 중공형 메인 바디(160)의 설명
중공형 메인 바디(160)는 외부의 충격으로부터 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)를 보호함과 동시에, 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)의 열을 방열시킨다.
중공형 메인 바디(160)는 전방 측에서 후방 측으로 연장되는 중공형으로 형성되고, 제2 결합부(130)의 후방 측면과 결합되는 접속부(161) 및 접속부(161)의 후방 단과 결합되는 방열부(162)를 구비한다.
접속부(161)는 원기둥에서 후방 측 모서리가 모따기 가공된 형태의 외면을 구비하고, 내부가 양 측으로 개방되어 있는 중공형으로 형성된다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형태로 형성될 수 있다.
방열부(162)는 전방 측에서 후방 측으로 연장되는 중공형 원통형상으로 형성된다. 방열부(162)의 외주면에는 복수 개의 방열공(162a)이 관통 형성된다. 방열공(162a)이 형성됨에 따라 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)에서 방출되는 열이 방열부(162)의 외측으로 원활하게 방열될 수 있다.
방열부(162)의 후방 단에는 리어 바디(170)가 결합된다.
(4) 리어 바디(170)의 설명
리어 바디(170)는 압력 트랜스미터(1)의 신뢰성 향상을 위해 구비될 수 있다.
측정의 정확성을 위해 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)는 작은 직경을 구비하는 관 형태로 구비되는데, 이 경우, 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)가 외부 충격에 의해 파손될 위험이 존재한다. 또한, 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)의 내부 면적이 작아, 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)의 내부에 후술할 압력센서(181, 182)를 직접 삽입하는데 발생되는 비용이 증가될 수 있다.
따라서, 별도의 리어 바디(170)에 제1 압력센서 수용공간(171) 및 제2 압력센서 수용공간(172)을 형성하고, 제1 및 제2 압력챔버(140, 150)와 연결한다.
제1 및 제2 압력센서 수용공간(171, 172)은 전후방과 교차하는 방향으로 리어 바디(170)의 양측에 형성된다.
또한, 리어 바디(170)의 외면에서 제1 압력센서 수용공간(171)까지 연통되는 제1 결합공(170a)이 관통 형성되고, 리어 바디(170)의 외면에서 제2 압력센서 수용공간(172)까지 연통되는 제2 결합공(170b)이 관통 형성된다.
제1 및 제2 압력챔버(140, 150)의 후방 측은 방열공(162a)을 통해 중공형 메인 바디(160)의 외측으로 빠져 나온 후, 절곡되어 제1 및 제2 결합공(170a, 170b)에 각각 삽입된다.
제1 압력챔버(140)의 후방 단에는 제1 결합공(170a)과 나사 결합될 수 있는 구조의 제1 결합부재(173)가 결합된다. 제1 결합부재(173)가 제1 결합공(170a)에 결합됨에 따라 제1 압력챔버(140)의 제1 측정공간(141)이 제1 압력센서 수용공간(171)과 연통된다. 제1 압력센서 수용공간(171)에는 제1 압력센서(181)가 구비된다.
제1 연결공간(111), 제1 측정공간(141) 및 제1 압력센서 수용공간(171)이 서로 연통되어 제1 압력측정공간(V1)을 형성한다.
제1 압력전달유체(F1)에는 제1 연결공간(111)에 구비된 제1 가요성 부재(191)에 가해진 타겟 유체(TF)의 압력 및 제1 가요성 부재(191)의 탄성변형에 의한 압력이 가해진다.
제1 압력센서 수용공간(171)에 위치되는 제1 압력센서(181)가 제1 압력전달유체(F1)에 의해 가압되어 제1 가요성 부재(191)에 가해진 타겟 유체(TF)의 압력 및 제1 가요성 부재(191)의 탄성변형에 의해 가해지는 압력을 측정한다.
제2 압력챔버(150)의 후방 단에는 제2 결합공(170b)과 나사 결합될 수 있는 구조의 제2 결합부재(174)가 결합된다. 제2 결합부재(174)가 제2 결합공(170b)에 결합됨에 따라 제2 압력챔버(150)의 제2 측정공간(142)이 제2 압력센서 수용공간(172)과 연통된다. 제2 압력센서 수용공간(172)에는 제2 압력센서(182)가 구비된다.
제2 연결공간(112), 제2 측정공간(142) 및 제2 압력센서 수용공간(172)이 서로 연통되어 제2 압력측정공간(V2)을 형성한다.
제2 압력전달유체(F2)는 제2 가요성 부재(192)의 탄성변형에 의한 압력에 의해 가압된다.
제2 압력센서 수용공간(172)에 위치되는 제2 압력센서(182)가 제2 압력전달유체(F2)에 의해 가압되어 제2 가요성 부재(192)의 탄성변형에 의해 가해지는 압력을 측정한다.
제1 및 제2 압력센서(181, 182)는 타겟 유체(TF)에서 멀어지는 방향으로 제1 및 제2 압력측정공간(V1, V2)의 후방 측에 위치되는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 압력센서(181, 182)가 타겟 유체(TF)에 근접되는 경우, 제1 및 제2 압력센서(181, 182)가 과도한 열에 의해 손상되는 문제가 발생될 수 있다.
제1 및 제2 압력센서(181, 182)를 리어 바디(170)에 위치시켜 타겟 유체(TF)에서 이격시키고, 이에 의해 제1 및 제2 압력센서(181, 182)가 열에 의해 손상되는 것이 억제될 수 있다.
제1 압력센서(181) 및 제2 압력센서(182)는 리어 바디(170)의 외부에 외치되는 연산부(20, 도 1 참조)와 통전 가능하게 연결된다.
연산부(20)는 제1 압력센서(181) 및 제2 압력센서(182)가 감지한 정보를 이용하여 기설정된 방법으로 타겟 유체(TF)의 압력에 대한 정보를 연산한다.
연산부(20)가 타겟 유체(TF)의 압력정보를 연산하는 방법에 대한 설명은 상술한 바, 이에 갈음한다.
연산부(20)에서 연산된 타겟 유체(TF)의 압력 정보는 시각적인 형태로 변환되어 표시장치(30)에 출력된다.
3. 본 발명의 실시 예에 따른 측정 구조에 의한 효과에 대한 설명
도 6을 참조하면, 제1 압력전달유체(F1)의 열팽창에 의해 제1 가요성 부재(191)가 탄성 변형되어 만곡되고, 제2 압력전달유체(F2)의 열팽창에 의해 제2 가요성 부재(192)가 탄성 변형되어 만곡된다.
탄성 변형된 제1 가요성 부재(191)가 원상태로 복원되려는 힘이 제1 압력전달유체(F1)에 가해지므로 타겟 유체(TF)의 압력 측정에 오차가 발생될 수 있다.
발생되는 오차는 탄성 변형된 제2 가요성 부재(192)가 원상태로 복원되려는 힘을 측정한 후, 제1 압력센서(181)가 측정한 압력 값에서 차감시켜서 보정될 수 있다.
보정의 정확성을 위하여, 제1 및 제2 가요성 부재(191, 192)가 원상태로 복원되려는 힘의 차이가 가능한 미미하게 형성되는 것이 바람직하다.
본 실시 예에 따른 압력 트랜스미터(1)의 구조에 따르면 제1 및 제2 가요성 부재(191, 192)가 원상태로 복원되려는 힘의 차이를 가능한 미미하게 형성하는 효과가 있다.
구체적으로, 상기 효과는 다음과 같다.
먼저, 압력을 측정하고자 하는 타겟 유체(TF)에 의해 가압되는 제1 압력측정공간(V1)과 배관(1000) 외부의 유체에 의해 가압되는 제2 압력측정공간(V2)이 구비된다.
또한, 제1 압력측정공간(V1)의 부분 중 타겟 유체(TF)에 의해 가압되는 부분과 제2 압력측정공간(V2)의 부분 중 외부 유체에 의해 가압되는 부분이 모두 제1 결합부(120) 내부에 형성된다.
따라서, 상기 타겟 유체(TF) 및 상기 외부 유체에 의해 각각 가압되는 부분에서 상기 제1 압력측정공간(V1)과 상기 기준 제1 압력측정공간(V1)의 온도의 차이가 극히 미미하게 형성될 수 있다.
그러므로, 제1 압력측정공간(V1)의 제1 압력전달유체(F1)가 열팽창에 의해 제1 가요성 부재(191)를 가압하는 압력과 제2 압력측정공간(V2)의 제2 압력전달유체(F2)가 열팽창에 의해 제2 가요성 부재(192)를 가압하는 압력의 차가 극히 미미하게 형성될 수 있다.
결과적으로, 상기 제1 압력측정공간(V1)에서 제1 압력전달유체(F1)의 열팽창에 의해 발생될 수 있는 오차를 보정하는 작업의 정확성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 제1 압력측정공간(V1)의 부분 중 타겟 유체(TF)에 의해 가압되는 부분과 제2 압력측정공간(V2)의 부분 중 외부 유체에 의해 가압되는 부분이 모두 상기 타겟 유체(TF)에 인접하여 배치되므로, 상기 타겟 유체(TF)의 온도가 가변되는 경우에도 상기 제1 압력측정공간(V1)과 제2 압력측정공간(V2)의 온도 차가 극히 미미하게 형성될 수 있다.
따라서, 상기 타겟 유체(TF)의 온도가 가변되는 경우에도, 상기 제1 압력측정공간(V1) 및 제2 압력측정공간(V2) 각각의 가요성 부재(191, 192) 및 압력전달유체(F1, F2)의 열팽창 정도가 유사하게 형성된다.
그러므로, 상기 타겟 유체(TF)의 온도가 가변되는 경우에도, 상기 제1 압력측정공간(V1) 및 제2 압력측정공간(V2) 각각의 가요성 부재(191, 192)가 가압되는 압력이 유사하게 형성된다.
결과적으로, 상기 타겟 유체(TF)의 온도가 가변되는 경우에도 가변된 온도에 대응하여 열팽창에 의해 발생되는 오차를 정확하게 보정할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 압력 트랜스미터
10: 압력 감지부
110: 결합부
111: 제1 연결공간
112: 제2 연결공간
120: 제1 결합부
121: 제1 굴곡유로
122: 제2 굴곡유로
123: 제1 홈
124: 제2 홈
130: 제2 결합부
131: 제1 직선유로
132: 제2 직선유로
133: 외부유체 유입홈
134: 외부유체 유입유로
135: 플렌지부
140: 제1 압력챔버
141: 제1 측정공간
150: 제2 압력챔버
151: 제2 측정공간
160: 중공형 메인 바디
161: 접속부
162: 방열부
162a: 방열공
170: 리어 바디
170a: 제1 결합공
170b: 제2 결합공
171: 제1 압력센서 수용공간
172: 제2 압력센서 수용공간
173: 제1 결합부재
174: 제2 결합부재
181: 제1 압력센서
182: 제2 압력센서
191: 제1 가요성 부재
192: 제2 가요성 부재
20: 연산부
30: 표시장치
1000: 배관
F1: 제1 압력전달유체
F2: 제2 압력전달유체
TF: 타겟 유체
V1: 제1 압력측정공간
V2: 제2 압력측정공간
V3: 외부유체 유입공간
10: 압력 감지부
110: 결합부
111: 제1 연결공간
112: 제2 연결공간
120: 제1 결합부
121: 제1 굴곡유로
122: 제2 굴곡유로
123: 제1 홈
124: 제2 홈
130: 제2 결합부
131: 제1 직선유로
132: 제2 직선유로
133: 외부유체 유입홈
134: 외부유체 유입유로
135: 플렌지부
140: 제1 압력챔버
141: 제1 측정공간
150: 제2 압력챔버
151: 제2 측정공간
160: 중공형 메인 바디
161: 접속부
162: 방열부
162a: 방열공
170: 리어 바디
170a: 제1 결합공
170b: 제2 결합공
171: 제1 압력센서 수용공간
172: 제2 압력센서 수용공간
173: 제1 결합부재
174: 제2 결합부재
181: 제1 압력센서
182: 제2 압력센서
191: 제1 가요성 부재
192: 제2 가요성 부재
20: 연산부
30: 표시장치
1000: 배관
F1: 제1 압력전달유체
F2: 제2 압력전달유체
TF: 타겟 유체
V1: 제1 압력측정공간
V2: 제2 압력측정공간
V3: 외부유체 유입공간
Claims (19)
- 일 측이 개방되고, 내부에 압력전달유체가 채워진 제1 압력측정공간;
상기 제1 압력측정공간의 개방된 상기 일 측을 덮는 제1 가요성 부재;
일 측이 개방되고, 내부에 압력전달유체가 채워진 제2 압력측정공간;
상기 제2 압력측정공간의 개방된 상기 일 측을 덮는 제2 가요성 부재;
상기 제1 압력측정공간에 구비되어 상기 제1 압력측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제1 압력센서;
상기 제2 압력측정공간에 구비되어 상기 제2 압력측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제2 압력센서; 및
상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서와 통전 가능하게 연결되고, 상기 제1 압력센서에서 감지된 압력 값과 상기 제2 압력센서에서 감지된 압력 값을 이용하여 압력 측정 대상인 타겟 유체의 압력을 연산하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 가요성 부재는 상기 타겟 유체에 의해 가압될 수 있도록 배치되고, 상기 제2 가요성 부재는 외부 유체에 의해 가압될 수 있도록 배치되는,
압력 트랜스미터. - 제1항에 있어서,
상기 제1 가요성 부재는 상기 제1 압력측정공간의 압력전달유체가 열팽창됨에 따라 상기 타겟 유체를 향하여 만곡 가능하게 구성되고,
상기 제2 가요성 부재는 상기 제2 압력측정공간의 압력전달유체가 열팽창됨에 따라 상기 외부 유체를 향하여 만곡 가능하게 구성되는,
압력 트랜스미터. - 제2항에 있어서,
상기 제1 가요성 부재 및 상기 제2 가요성 부재는 열전도성을 갖는 동일한 금속재질로 형성되는,
압력 트랜스미터. - 제3항에 있어서,
상기 제1 가요성 부재 및 상기 제2 가요성 부재는 동일한 형상으로 형성되는,
압력 트랜스미터. - 제1항에 있어서,
상기 제2 압력측정공간의 상기 일 측은 상기 제1 압력측정공간의 개방된 상기 일 측의 반대방향을 향하여 개방되는,
압력 트랜스미터. - 제1항에 있어서,
상기 제1 압력측정공간의 부분 중 개방된 상기 일 측이 형성된 부분과,
상기 제2 압력측정공간의 부분 중 개방된 상기 일 측이 형성된 부분은,
열전도성을 갖는 하나의 부재에 형성되는,
압력 트랜스미터. - 제1항에 있어서,
상기 제1 압력측정공간은 소정의 깊이로 상기 타겟 유체가 유동되는 배관에 삽입되고,
상기 제1 가요성 부재와 상기 제2 가요성 부재 사이의 최단 거리는, 상기 소정의 깊이와 같거나 작게 형성되는,
압력 트랜스미터. - 압력 측정 대상인 타겟 유체가 흐르는 배관에 삽입되어 결합되고, 상기 타겟 유체와 부분적으로 접촉 가능하게 배치되는 결합부;
상기 결합부의 부분 중 상기 타겟 유체와 부분적으로 접촉 가능한 부분과 다른 부분에 연결되고, 상기 타겟 유체에서 멀어지는 방향으로 연장되며, 내부에 일 측이 상기 결합부를 향하여 개방된 제1 측정공간이 형성된 제1 압력챔버; 및
상기 결합부의 부분 중 상기 타겟 유체와 부분적으로 접촉 가능한 부분과 다른 부분에 연결되고, 상기 타겟 유체에서 멀어지는 방향으로 연장되며, 내부에 일 측이 상기 결합부를 향하여 개방된 제2 측정공간이 형성된 제2 압력챔버를 포함하고,
상기 결합부에는,
일 단이 상기 타겟 유체를 향하여 개방되고 타 단이 상기 제1 측정공간의 개방된 일 측과 연통되는 제1 연결공간이 관통 형성되고,
일 단이 상기 배관의 외부에 흐르는 외부 유체를 향하여 개방되고 타 단이 상기 제2 측정공간의 개방된 일 측과 연통되는 제2 연결공간이 관통 형성되며,
상기 제1 연결공간의 개방된 일 단은 제1 가요성 부재에 의해 덮이고, 상기 제2 연결공간의 개방된 일 단은 제2 가요성 부재에 의해 덮이며,
상기 제1 및 제2 측정공간 및 상기 제1 및 제2 연결공간에는 압력전달유체가 채워지는,
압력 트랜스미터. - 제8항에 있어서,
상기 제2 연결공간의 일 단은 상기 제1 연결공간의 일 단이 개방된 방향의 반대방향을 향하여 개방되는,
압력 트랜스미터. - 제9항에 있어서,
상기 결합부의 부분 중, 상기 타겟 유체와 마주하는 일측 면과 상기 외부 유체와 마주하는 타측 면의 사이에는,
소정 부피의 구비하는 외부유체 유입공간; 및
상기 외부유체 유입공간과 상기 타측 면 사이를 연통시켜 상기 외부 유체가 상기 외부유체 유입공간으로 유입되는 경로를 형성하는 외부유체 유입유로가 형성되고,
상기 제2 연결공간의 개방된 일 단은 상기 외부유체 유입공간과 연통되는,
압력 트랜스미터. - 제10항에 있어서,
상기 타겟 유체에서 멀어지는 방향으로, 상기 제2 가요성 부재는 상기 외부유체 유입공간과 중첩되도록 형성되는,
압력 트랜스미터. - 제10항에 있어서,
상기 결합부는, 상기 타겟 유체에서 멀어지는 방향을 따라 순차적으로 배치되어 서로 결합되는 제1 결합부 및 제2 결합부를 포함하고,
상기 외부유체 유입공간은,
상기 타겟 유체를 향하는 상기 제2 결합부의 일측 면에 함몰 형성된 외부유체 유입홈과 상기 제2 결합부와 마주하는 상기 제1 결합부의 일측 면 사이에 형성되는,
압력 트랜스미터. - 제12항에 있어서,
상기 제2 결합부의 외주면에는 플렌지부가 돌출 형성되고,
상기 플렌지부를 관통하여 상기 배관에 관통 삽입되는 체결부재를 포함하며,
상기 결합부는 상기 체결부재의 체결력에 의해 상기 배관에 결합되는,
압력 트랜스미터. - 제8항에 있어서,
상기 제1 측정공간에 구비되어 상기 제1 측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제1 압력센서;
상기 제2 측정공간에 구비되어 상기 제2 측정공간 내부의 압력전달유체의 압력을 측정하는 제2 압력센서; 및
상기 제1 압력센서 및 상기 제2 압력센서와 통전 가능하게 연결되고, 상기 제1 압력센서에서 감지된 압력 값과 상기 제2 압력센서에서 감지된 압력 값을 이용하여 상기 타겟 유체의 압력을 연산하는 연산부를 포함하는,
압력 트랜스미터. - 제14항에 있어서,
상기 제1 압력센서는, 상기 타겟 유체에서 멀어지는 방향으로 상기 제1 측정공간의 타 측에 위치되고,
상기 제2 압력센서는, 상기 타겟 유체에서 멀어지는 방향으로 상기 제2 측정공간의 타 측에 위치되는,
압력 트랜스미터. - 제8항에 있어서,
상기 제1 가요성 부재는 상기 제1 연결공간의 압력전달유체가 열팽창됨에 따라 상기 타겟 유체를 향하여 만곡 가능하게 구성되고,
상기 제2 가요성 부재는 상기 제2 연결공간의 압력전달유체가 열팽창됨에 따라 상기 외부 유체를 향하여 만곡 가능하게 구성되는,
압력 트랜스미터. - 제16항에 있어서,
상기 제1 가요성 부재 및 상기 제2 가요성 부재는 열전도성을 갖는 동일한 금속재질로 형성되고,
상기 제1 가요성 부재 및 상기 제2 가요성 부재는 동일한 형상으로 형성되는,
압력 트랜스미터. - 제8항에 있어서,
상기 결합부의 부분 중 상기 타겟 유체와 부분적으로 접촉 가능한 부분과 다른 부분에 연결되고, 상기 제1 및 제2 압력챔버를 감싸며 타겟 유체에서 멀어지는 방향으로 연장되는 중공형 메인 바디를 포함하고,
상기 중공형 메인 바디의 외주면에는 복수 개의 방열공이 형성되는,
압력 트랜스미터. - 제8항에 있어서,
상기 결합부는 상기 배관의 관통된 부분에 삽입되어 결합되고,
상기 제1 가요성 부재와 상기 제2 가요성 부재 사이의 최단 거리의 값은, 상기 배관의 두께의 값과 같거나 작게 형성되는,
압력 트랜스미터.
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