KR102574986B1 - Press sensor module - Google Patents

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박창권
구현호
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에이치에스디엔진 주식회사
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Abstract

본 발명은 압력 센서 모듈에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서 모듈은 압전 소자와, 상기 압전 소자를 내부에 수용하고 일측에 내부 관통공이 형성된 내부 하우징과, 상기 압전 소자를 예압하며 상기 내부 관통공을 관통하여 상기 내부 하우징 외부로 인출되는 예압 부재, 그리고 상기 내부 하우징과 상기 예압 부재 사이에 설치되어 상기 내부 관통공을 밀폐시키는 상기 쐐기형 내부 밀봉 부재를 포함한다.The present invention relates to a pressure sensor module, and a pressure sensor module according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric element, an inner housing accommodating the piezoelectric element therein and having an internal through-hole formed on one side thereof, and preloading the piezoelectric element, and a preload member penetrating the inner through hole and drawn out of the inner housing, and the wedge-shaped inner sealing member installed between the inner housing and the preload member to seal the inner through hole.

Description

압력 센서 모듈{PRESS SENSOR MODULE}Pressure sensor module {PRESS SENSOR MODULE}

본 발명은 압력 센서 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동압을 측정하는 압력 센서 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor module, and more particularly, to a pressure sensor module for measuring dynamic pressure.

일반적으로 동압을 측정하는 압력 센서는 고온, 급격한 온도 및 압력 변화, 진동 등의 환경에서 주로 사용된다. 예를 들어, 엔진 실린더 내부의 연소실 압력 측정, 연소가스를 흡입하기 위한 흡입관 내의 압력 측정, 또는 연소 후 배기가스의 압력 측정 등 다양한 용도로 사용될 수 있다. 따라서 압력 센서는 상기한 가혹한 환경에서 정밀한 측정을 하기 위한 구조가 요구된다.In general, pressure sensors that measure dynamic pressure are mainly used in environments with high temperatures, rapid temperature and pressure changes, and vibration. For example, it can be used for various purposes, such as measuring the pressure of a combustion chamber inside an engine cylinder, measuring the pressure in an intake pipe for inhaling combustion gas, or measuring the pressure of exhaust gas after combustion. Accordingly, a pressure sensor is required to have a structure for precise measurement in the harsh environment described above.

그런데, 압력 센서가 파손될 경우, 파손된 압력 센서를 통해 가스 누설이 발생될 수 있다. 일례로, 엔진 실린더 내부의 연소실 압력 측정을 위해 설치된 압력 센서가 파손될 경우, 파손된 압력 센서를 통해 실린더 내부의 연소가스가 외부로 유출될 수 있다.However, when the pressure sensor is damaged, gas leakage may occur through the damaged pressure sensor. For example, when a pressure sensor installed to measure pressure in a combustion chamber inside an engine cylinder is damaged, combustion gas inside the cylinder may flow out through the damaged pressure sensor.

이와 같이, 압력 센서는 가혹한 환경에서 견디기 위한 내구성도 갖추어야 하지만, 파손되더라도 가스의 누설을 방지할 수 있는 기밀성을 안정적으로 확보할 수 있어야 한다.In this way, the pressure sensor should have durability to withstand harsh environments, but should be able to stably secure airtightness capable of preventing leakage of gas even if it is damaged.

하지만, 종래의 압력 센서는 하우징만 밀봉될 뿐 하우징 내부에 마련된 여러 구성들에 대한 밀봉이 완벽하게 이루어지지 않아 압력 센서가 파손될 경우 가스를 누출시키는 등의 문제점이 있다.However, the conventional pressure sensor has problems such as leaking gas when the pressure sensor is damaged because only the housing is sealed and the sealing of various components provided inside the housing is not completely performed.

본 발명의 실시예는 밀봉 구조를 개선하여 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라 파손되더라도 가스의 누출을 방지할 수 있는 압력 센서 모듈을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a pressure sensor module capable of preventing leakage of gas even if it is damaged as well as improving durability by improving the sealing structure.

본 발명의 실시예에 따르면, 압력 센서 모듈은 압전 소자와, 상기 압전 소자를 내부에 수용하고 일측에 내부 관통공이 형성된 내부 하우징과, 상기 압전 소자를 예압하며 상기 내부 관통공을 관통하여 상기 내부 하우징 외부로 인출되는 예압 부재, 그리고 상기 내부 하우징과 상기 예압 부재 사이에 설치되어 상기 내부 관통공을 밀폐시키는 쐐기형 내부 밀봉 부재를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the pressure sensor module includes a piezoelectric element, an inner housing accommodating the piezoelectric element therein and having an inner through-hole formed on one side, and preloading the piezoelectric element through the inner through-hole to pass through the inner housing. and a preload member drawn out, and a wedge-shaped inner sealing member installed between the inner housing and the preload member to seal the inner through hole.

상기 내부 하우징은 상기 내부 관통공이 형성된 일측에 반대되는 타측이 개구될 수 있다. 그리고 상기한 압력 센서 모듈은 상기 내부 하우징의 개구된 타 영역을 커버하도록 상기 내부 하우징에 접합되어 상기 압전 소자에 외부 압력을 전달하는 다이어프램(diaphragm)을 더 포함할 수 있다.The inner housing may have an open side opposite to one side where the inner through hole is formed. The pressure sensor module may further include a diaphragm bonded to the inner housing so as to cover another open area of the inner housing and transmitting external pressure to the piezoelectric element.

상기 예압 부재는 상기 압전 소자의 중앙을 가로 질러 연장될 수 있다. 그리고 상기 예압 부재의 단부에는 상기 다이어프램과 상기 압전 소자 사이에서 상기 압전 소자를 가압하는 예압 플랜지가 형성될 수 있다.The preload member may extend across the center of the piezoelectric element. A preload flange pressing the piezoelectric element between the diaphragm and the piezoelectric element may be formed at an end of the preload member.

상기 내부 하우징의 상기 내부 관통공은 상기 예압 부재의 길이 방향을 따라 상기 압전 소자에서 멀어질수록 직경이 감소하다가 다시 증가하는 형상으로 형성될 수 있다.The inner through hole of the inner housing may be formed in a shape in which a diameter decreases and then increases again as the distance from the piezoelectric element increases along the longitudinal direction of the preload member.

상기 쐐기형 내부 밀봉 부재는 상기 내부 하우징의 내측에서 상기 내부 관통공에 끼워지며 상기 내부 관통공에 삽입될수록 단면적이 감소하는 형상을 가지는 제1 내부 밀봉 부재와, 상기 내부 하우징의 외측에서 상기 내부 관통공에 끼워지며 상기 내부 관통공에 삽입될수록 단면적이 감소하는 형상을 가지는 제2 내부 밀봉 부재를 포함할 수 있다.The wedge-shaped inner sealing member is inserted into the inner through-hole on the inside of the inner housing and has a shape in which the cross-sectional area decreases as it is inserted into the inner through-hole; A second inner sealing member fitted into the ball and having a shape in which a cross-sectional area decreases as it is inserted into the inner through hole may be included.

상기한 압력 센서 모듈은 상기 내부 하우징의 외부로 인출된 상기 예압 부재를 클램핑하며 상기 제2 내부 밀봉 부재를 가압하는 클램핑 부재를 더 포함할 수 있다.The pressure sensor module may further include a clamping member that clamps the preload member drawn out of the inner housing and presses the second inner sealing member.

상기 쐐기형 내부 밀봉 부재는 내열성 전기 절연 재료로 만들어질 수 있다.The wedge-shaped inner sealing member may be made of a heat-resistant electrical insulating material.

상기한 압력 센서 모듈은 상기 내부 하우징의 외부로 인출된 상기 예압 부재와 전기적으로 연결된 신호 인출 부재와, 상기 내부 하우징과 결합되어 상기 예압 부재와 상기 신호 인출 부재의 연결 부위와 상기 쐐기형 내부 밀봉 부재를 커버하며 상기 신호 인출 부재가 통과하는 외부 관통공이 형성된 외부 하우징, 그리고 상기 외부 하우징과 상기 신호 인출 부재 사이에 설치되어 상기 외부 관통공을 밀폐시키는 쐐기형 외부 밀봉 부재를 더 포함할 수 있다.The pressure sensor module includes a signal extraction member electrically connected to the preload member drawn out of the inner housing, and a connection portion of the preload member and the signal extraction member coupled to the inner housing and the wedge-shaped inner sealing member It may further include an outer housing covering the outer through-hole through which the signal extracting member passes, and a wedge-shaped outer sealing member installed between the outer housing and the signal extracting member to seal the external through-hole.

상기 신호 인출 부재는 상기 예압 부재와 연결되는 부위가 부르동 관(bourdon tube) 형상으로 형성될 수 있다.The signal extraction member may have a Bourdon tube shape at a portion connected to the preload member.

상기 외부 하우징의 상기 외부 관통공은 상기 신호 인출 부재의 길이 방향을 따라 상기 압전 소자에서 멀어질수록 직경이 감소하는 형상으로 형성될 수 있다.The outer through hole of the outer housing may have a shape in which a diameter decreases as the distance from the piezoelectric element increases along the length direction of the signal extracting member.

상기 쐐기형 외부 밀봉 부재는 상기 외부 하우징의 내측에서 상기 외부 관통공에 끼워지며 상기 외부 관통공에 삽입될수록 단면적이 감소하는 형상을 가질 수 있다.The wedge-shaped outer sealing member may be inserted into the outer through-hole inside the outer housing and may have a shape in which a cross-sectional area decreases as it is inserted into the outer through-hole.

상기 쐐기형 외부 밀봉 부재는 양 단부에서 상기 신호 인출 부재의 길이 방향에 교차하는 방향으로 각각 연장된 밀봉 플랜지를 포함할 수 있다.The wedge-shaped outer sealing member may include sealing flanges respectively extending in a direction crossing the longitudinal direction of the signal extracting member at both ends.

상기한 압력 센서 모듈은 상기 내부 하우징과 상기 외부 하우징의 옆면을 둘러싸는 하우징 슬리브를 더 포함할 수 있다.The pressure sensor module may further include a housing sleeve surrounding side surfaces of the inner housing and the outer housing.

본 발명의 실시예에 따르면, 압력 센서 모듈은 밀봉 구조를 개선하여 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라 파손되더라도 가스의 누출을 안정적으로 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pressure sensor module not only improves durability by improving the sealing structure, but also can stably prevent leakage of gas even if it is damaged.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈의 단면도이다.
도 2는 도 1의 압력 센서 모듈의 다이어프램이 파손된 상태를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a pressure sensor module according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a state in which the diaphragm of the pressure sensor module of FIG. 1 is damaged.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.It is advised that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. And like structures, elements or parts appearing in two or more drawings, like reference numerals are used to indicate like features.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically represent ideal embodiments of the present invention. As a result, various variations of the diagram are expected. Therefore, the embodiment is not limited to the specific shape of the illustrated area, and includes, for example, modification of the shape by manufacturing.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈(101)을 설명한다.Hereinafter, a pressure sensor module 101 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

일례로, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈(101)은 선박용 엔진의 연소실 내 압력을 측정하기 위해 사용될 수 있다.For example, the pressure sensor module 101 according to an embodiment of the present invention may be used to measure the pressure in a combustion chamber of a marine engine.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈(101)은 압전 소자(200), 내부 하우징(820), 예압 부재(300), 및 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the pressure sensor module 101 according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric element 200, an inner housing 820, a preload member 300, and a wedge-shaped inner sealing member 400. can include

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈(101)은 다이어프램(diaphragm, 700), 클램핑 부재(350), 신호 인출 부재(500), 외부 하우징(830), 쐐기형 외부 밀봉 부재(600), 및 하우징 슬리브(850)를 더 포함할 수 있다.In addition, the pressure sensor module 101 according to an embodiment of the present invention includes a diaphragm 700, a clamping member 350, a signal extraction member 500, an external housing 830, and a wedge-shaped external sealing member 600. ), and a housing sleeve 850 may be further included.

또한, 압력 센서 모듈(101)은 한 쌍의 전극(260, 270)을 더 포함할 수도 있다.Also, the pressure sensor module 101 may further include a pair of electrodes 260 and 270.

압전 소자(200)는 외부에서 가해지는 압력을 전하로 변환시킨다. 이로 인하여 압력 센서 모듈(101)은 압력의 크기를 측정할 수 할 수 있게 된다.The piezoelectric element 200 converts externally applied pressure into electric charge. Due to this, the pressure sensor module 101 can measure the magnitude of the pressure.

내부 하우징(820)은 압전 소자(200)를 내부에 수용한다. 즉, 내부 하우징(820)은 압전 소자(200)를 둘러싼다. 그리고 내부 하우징(820)의 일측에는 내부 관통공(823)이 형성되고, 일측에 반대되는 타측은 개구된다.The inner housing 820 accommodates the piezoelectric element 200 therein. That is, the inner housing 820 surrounds the piezoelectric element 200 . An internal through hole 823 is formed on one side of the inner housing 820, and the other side opposite to the one side is opened.

또한, 본 발명의 일 실시예에서, 내부 하우징(820)에 형성된 내부 관통공(823)은 압전 소자(200)가 수용된 내부에서 외부로 갈수록 직경이 감소하다가 다시 증가하는 형상으로 형성된다. 즉, 내부 하우징(820)의 내부 관통공(823)은 후술할 예압 부재(300)의 길이 방향을 따라 압전 소자(200)에서 멀어질수록 직경이 감소하다가 다시 증가하게 된다.In addition, in one embodiment of the present invention, the inner through-hole 823 formed in the inner housing 820 is formed in a shape in which the diameter decreases and then increases again from the inside where the piezoelectric element 200 is accommodated to the outside. That is, the diameter of the inner through hole 823 of the inner housing 820 decreases as it moves away from the piezoelectric element 200 along the longitudinal direction of the preload member 300 to be described later, and then increases again.

다이어프램(diaphragm, 700)은 내부 하우징(820)의 개구된 타측을 커버하도록 내부 하우징(700)에 접합된다. 이때, 다이어프램(700)은 다양한 방법으로 내부 하우징에 접합될 수 있다. 다이어프램(700)은 외부 압력을 압전 소자(200)에 전달하는 역할을 한다.A diaphragm 700 is bonded to the inner housing 700 to cover the other open side of the inner housing 820 . At this time, the diaphragm 700 may be bonded to the inner housing in various ways. The diaphragm 700 serves to transmit external pressure to the piezoelectric element 200 .

예압 부재(300)는 압전 소자(200)를 예압하며 내부 관통공(823)을 관통하여 내부 하우징(820)의 외부로 인출된다. 압전 소자(200)는 압력에는 강하나 인장에는 상대적으로 약한 소재로 만들어진다. 따라서, 압전 소자(200)에 갑자기 인장력이 가해질 경우 압전 소자(200)가 손상되기 쉽다. 이에, 예압 부재(300)가 압전 소자(200)에 가해지는 인장력을 완충시키는 역할을 한다. 즉, 예압 부재(300)는 압전 소자(200)에 일정한 예압(pre-load)을 가하여 압전 소자(200)가 갑자기 인장되는 것을 방지함으로써 압전 소자(200)의 수명을 증대시킨다.The preload member 300 preloads the piezoelectric element 200 and is drawn out of the inner housing 820 through the inner through hole 823 . The piezoelectric element 200 is made of a material that is strong against pressure but relatively weak against tension. Therefore, when a tensile force is suddenly applied to the piezoelectric element 200, the piezoelectric element 200 is easily damaged. Thus, the preload member 300 serves to buffer the tensile force applied to the piezoelectric element 200 . That is, the preload member 300 increases the lifespan of the piezoelectric element 200 by preventing the piezoelectric element 200 from being suddenly stretched by applying a predetermined pre-load to the piezoelectric element 200 .

본 발명의 일 실시예에서, 예압 부재(300)는 압전 소자(200)의 중앙을 가로 질러 연장될 수 있다. 그리고 예압 부재(300)의 연장된 단부에는 다이어프램(700)과 압전 소자(200) 사이에서 압전 소자(200)를 가압하는 예압 플랜지(320)가 형성될 수 있다. 즉, 예압 플랜지(320)는 다이어프램(700)과 압전 소자(200) 사이에 배치되어 압전 소자(200)를 다이어프램(700) 방향에 반대 방향으로 당겨 압전 소자(200)를 가압하게 된다.In one embodiment of the present invention, the preload member 300 may extend across the center of the piezoelectric element 200 . Also, a preload flange 320 pressing the piezoelectric element 200 between the diaphragm 700 and the piezoelectric element 200 may be formed at an extended end of the preload member 300 . That is, the preload flange 320 is disposed between the diaphragm 700 and the piezoelectric element 200 to pressurize the piezoelectric element 200 by pulling the piezoelectric element 200 in a direction opposite to the direction of the diaphragm 700 .

쐐기형 내부 밀봉 부재(400)는 내부 하우징(820)과 예압 부재(300) 사이에 설치되어 내부 관통공(823)을 밀폐시킨다. 내부 관통공(823)은 중앙으로 갈수록 직경이 감소되는 형상을 가지므로, 쐐기형 밀봉 부재(400)는 압력을 받을수록 내부 관통공(823)에 강하게 끼워지게 된다. 즉, 쐐기형 밀봉 부재(400)는 강한 압력에도 안정적으로 내부 관통공(823)의 밀폐를 유지할 수 있다.The wedge-shaped inner sealing member 400 is installed between the inner housing 820 and the preload member 300 to seal the inner through hole 823 . Since the inner through hole 823 has a shape in which the diameter decreases toward the center, the wedge-shaped sealing member 400 is strongly inserted into the inner through hole 823 as pressure is applied to the wedge-shaped sealing member 400 . That is, the wedge-shaped sealing member 400 may stably maintain the sealing of the inner through hole 823 even under strong pressure.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)는 제1 내부 밀봉 부재(410)와 제2 내부 밀봉 부재(420)를 포함한다.In particular, according to one embodiment of the present invention, the wedge-shaped inner sealing member 400 includes a first inner sealing member 410 and a second inner sealing member 420 .

제1 내부 밀봉 부재(410)는 내부 하우징(820)의 내측에서 내부 관통공(823)에 끼워지며, 내부 관통공(823)에 삽입될수록 단면적이 감소하는 형상을 갖는다.The first inner sealing member 410 is inserted into the inner through hole 823 inside the inner housing 820 and has a shape whose cross-sectional area decreases as it is inserted into the inner through hole 823 .

제2 내부 밀봉 부재(420)는 내부 하우징(820)의 외측에서 내부 관통공(823)에 끼워지며, 마찬가지로 내부 관통공(823)에 삽입될수록 단면적이 감소하는 형상을 갖는다.The second inner sealing member 420 is inserted into the inner through-hole 823 from the outside of the inner housing 820, and has a shape in which the cross-sectional area decreases as the second inner sealing member 420 is inserted into the inner through-hole 823.

따라서, 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)는 내부 하우징(820)의 내부에서 큰 압력이 걸리는 경우뿐만 아니라 내부 하우징(820)의 외부에 큰 압력이 걸리는 경우에도 안정적으로 내부 관통공(823)을 밀폐시킬 수 있게 된다.Therefore, the wedge-shaped inner sealing member 400 stably seals the inner through hole 823 even when a large pressure is applied to the outside of the inner housing 820 as well as when a large pressure is applied from the inside of the inner housing 820. be able to do

이와 같은 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)로 인하여, 다이어프램(700)이 파손되더라도 압력 센서 모듈(101)이 측정하던 대상, 예를 들어 엔진 실린더 내부의 연소가스가 내부 관통공(823)을 통해 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.Due to such a wedge-shaped inner sealing member 400, even if the diaphragm 700 is damaged, the object that the pressure sensor module 101 is measuring, for example, the combustion gas inside the engine cylinder, passes through the inner through hole 823 to the outside. leakage can be prevented.

또한, 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)는 내부 하우징(820)의 외부에 큰 압력이 걸리는 경우에도 안정적으로 내부 관통공(823)을 밀폐시키므로, 내부 하우징(820)에 수용된 압전 소자(200)를 안정적으로 보호할 수 있다.In addition, since the wedge-shaped inner sealing member 400 stably seals the inner through hole 823 even when a large pressure is applied to the outside of the inner housing 820, the piezoelectric element 200 accommodated in the inner housing 820 can be reliably protected.

또한, 본 발명의 일 실시에에서, 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)는 내열성 전기 절연 재료로 만들어질 수 있다.Also, in one embodiment of the present invention, the wedge-shaped inner sealing member 400 may be made of a heat-resistant electrical insulating material.

클램핑 부재(350)는 내부 하우징(820)의 외부로 인출된 예압 부재(300)를 클램핑할 수 있다. 그리고 클램핑 부재(350)는 예압 부재(300)를 클램핑하면서 동시에 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)의 제2 내부 밀봉 부재(420)를 내부 하우징(820)의 내부 관통공(823)에 삽입되는 방향으로 가압할 수 있다. 따라서, 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)는 안정적으로 내부 관통공(823)을 밀폐할 수 있게 된다.The clamping member 350 may clamp the preload member 300 drawn out of the inner housing 820 . And the clamping member 350 clamps the preload member 300 and at the same time inserts the second inner sealing member 420 of the wedge-shaped inner sealing member 400 into the inner through hole 823 of the inner housing 820. can be pressurized. Thus, the wedge-shaped inner sealing member 400 can stably seal the inner through hole 823 .

일례로, 클램핑 부재(350)는 너트일 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 클램핑 부재(350)는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다양한 방법으로 예압 부재(300)를 클램핑할 수 있다.In one example, the clamping member 350 may be a nut. However, one embodiment of the present invention is not limited thereto, and the clamping member 350 may clamp the preload member 300 in various ways known to those skilled in the art.

또한, 예압 부재(300)와 클램핑 부재(350)는 도전성 소재로 만들어질 수 있다. 즉, 예압 부재(300)와 클램핑 부재(350)는 전기적으로 연결된다. 그리고 클램핑 부재(350)는 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)에 의해 내부 하우징(820)과는 전기 절연된다.Also, the preload member 300 and the clamping member 350 may be made of a conductive material. That is, the preload member 300 and the clamping member 350 are electrically connected. And the clamping member 350 is electrically insulated from the inner housing 820 by the wedge-shaped inner sealing member 400 .

한 쌍의 전극(260, 270) 중 어느 하나(260)는 예압 부재(300)의 예압 플랜지(320)와 압전 소자(200) 사이에 개재될 수 있다.Any one 260 of the pair of electrodes 260 and 270 may be interposed between the preload flange 320 of the preload member 300 and the piezoelectric element 200 .

그리고 한 쌍의 전극(260, 270) 중 다른 하나(270)는 압전 소자(200)와 내부 관통공(823)이 형성된 내부 하우징(820)의 일측 사이에 개재되어 후술할 신호 인출 부재(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 전극(270)은 예압 부재(300)를 통해 신호 인출 부재(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 전극(260, 270)의 위치는 다양하게 변경 실시될 수 있다.In addition, the other one 270 of the pair of electrodes 260 and 270 is interposed between the piezoelectric element 200 and one side of the inner housing 820 on which the inner through hole 823 is formed, thereby forming a signal extraction member 500 to be described later. can be electrically connected with In this case, the electrode 270 may be electrically connected to the signal extraction member 500 through the preload member 300 . However, an embodiment of the present invention is not limited to the above, and positions of the electrodes 260 and 270 may be variously changed.

신호 인출 부재(500)는 내부 관통공(823)을 통해 내부 하우징(820)의 외부로 인출된 예압 부재(300)와 전기적으로 연결된다. 그리고 신호 인출 부재(500)는 예압 부재(300)와 연결되는 부위가 부르동 관(bourdon tube) 형상(530)으로 형성될 수 있다.The signal take-out member 500 is electrically connected to the preload member 300 drawn out of the inner housing 820 through the inner through hole 823. In addition, a portion of the signal extraction member 500 connected to the preload member 300 may be formed in a Bourdon tube shape 530 .

신호 인출 부재(500)의 부르동 관 형상(530)으로 형성된 부분은 내부 하우징(820)과는 전기 절연된 클램핑 부재(350)와 접촉할 수 있으며, 결과적으로 신호 인출 부재(500)와 예압 부재(300)는 도전 접속될 수 있다.The portion formed in the Bourdon tube shape 530 of the signal take-out member 500 can contact the clamping member 350 electrically insulated from the inner housing 820, and consequently the signal take-out member 500 and the preload member. 300 may be conductively connected.

이에, 압전 소자(200)가 외부에서 가해지는 압력을 다이어프램(700)을 통해 전달받아 전기적인 신호로 변환시키면 이를 전극(270)이 출력하여 예압 부재(300)를 거쳐 신호 인출 부재(500)에 전달된다. 그리고 신호 인출 부재(500)는 압력이 변환된 전기적인 신호를 외부로 인출시킨다.Accordingly, when the piezoelectric element 200 receives external pressure through the diaphragm 700 and converts it into an electrical signal, the electrode 270 outputs the pressure to the signal extraction member 500 via the preload member 300. It is passed on. And, the signal fetching member 500 extracts the pressure-converted electrical signal to the outside.

외부 하우징(830)은 내부 하우징(820)과 결합되어, 예압 부재(300)와 신호 인출 부재(500)의 연결 부위와, 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)를 커버한다. 일례로, 외부 하우징(830)과 내부 하우징(820)은 서로 용접될 수 있다.The outer housing 830 is coupled to the inner housing 820 and covers a connection portion between the preload member 300 and the signal extraction member 500 and the wedge-shaped inner sealing member 400 . For example, the outer housing 830 and the inner housing 820 may be welded to each other.

그리고 외부 하우징(830)은 신호 인출 부재(500)가 통과하는 외부 관통공(835)이 형성된다. 이때, 외부 하우(830)징의 외부 관통공(835)은 신호 인출 부재(500)의 길이 방향을 따라 압전 소자(200)에서 멀어질수록 직경이 감소하는 형상으로 형성될 수 있다.In addition, the outer housing 830 is formed with an external through hole 835 through which the signal extraction member 500 passes. In this case, the external through hole 835 of the external housing 830 may be formed in a shape in which the diameter decreases as the distance from the piezoelectric element 200 increases along the length direction of the signal extraction member 500 .

쐐기형 외부 밀봉 부재(600)는 외부 하우징(830)과 신호 인출 부재(500) 사이에 설치되어 외부 관통공(835)을 밀폐시킨다. 이때, 쐐기형 외부 밀봉 부재(600)는 외부 하우징(830)의 내측, 즉 내부 하우징(820) 방향에서 외부 관통공(835)에 끼워질 수 있다.The wedge-shaped external sealing member 600 is installed between the external housing 830 and the signal extraction member 500 to seal the external through hole 835 . At this time, the wedge-shaped outer sealing member 600 may be inserted into the outer through hole 835 inside the outer housing 830, that is, in the direction of the inner housing 820.

따라서, 도 2에 도시한 바와 같이, 다이어프램(700)이 파손된 경우 고압의 가스가 쐐기형 내부 밀봉 부재(400)를 뚫고 내부 하우징(820)을 통과하는 경우가 발생하더라도 2차적으로 쐐기형 외부 밀봉 부재(600)가 외부 하우징(830)의 외부 관통공(835)을 밀폐시켜 가스의 누출을 안정적으로 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈(101)은 내부에 이중 밀폐 구조를 가질 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 2 , when the diaphragm 700 is broken, even if the high-pressure gas pierces the wedge-shaped inner sealing member 400 and passes through the inner housing 820, the second wedge-shaped outer The sealing member 600 seals the external through hole 835 of the external housing 830 to stably prevent leakage of gas. That is, the pressure sensor module 101 according to an embodiment of the present invention may have a double sealing structure inside.

특히, 내부 하우징(820)을 통과한 가스는 쐐기형 외부 밀봉 부재(600)를 외부 관통공(835)에 밀어 넣는 방향으로 압력을 가하게 되므로, 쐐기형 외부 밀봉 부재(600)의 밀폐력이 강해져 안정적으로 가스의 누출을 방지할 수 있게 된다.In particular, since the gas passing through the inner housing 820 applies pressure in the direction of pushing the wedge-shaped outer sealing member 600 into the outer through hole 835, the sealing force of the wedge-shaped outer sealing member 600 becomes stronger and stable This can prevent gas leakage.

그리고 쐐기형 외부 밀봉 부재(600)는 양 단부에서 신호 인출 부재(500)의 길이 방향에 교차하는 방향으로 각각 연장된 밀봉 플랜지(603, 605)를 가질 수 있다. 이에, 쐐기형 외부 밀봉 부재(600)의 이탈을 방지하고, 더욱 안정적으로 외부 관통공(835)을 밀폐시킬 수 있게 된다.In addition, the wedge-shaped external sealing member 600 may have sealing flanges 603 and 605 respectively extending in a direction crossing the longitudinal direction of the signal extraction member 500 at both ends. Accordingly, it is possible to prevent the wedge-shaped external sealing member 600 from being separated and more stably seal the external through hole 835 .

또한, 신호 인출 부재(500)는 외부 하우징(830)의 내부에서 쐐기형 외부 밀봉 부재(400)를 다이어프램 방향에 반대 방향으로 가압하기 위해 신호 인출 부재(500)의 길이 방향에 교차하는 방향으로 연장된 걸림부(560)를 포함할 수 있다.In addition, the signal extraction member 500 extends in a direction crossing the longitudinal direction of the signal extraction member 500 to press the wedge-shaped outer sealing member 400 in the opposite direction to the diaphragm direction inside the outer housing 830. It may include a hanging portion 560.

하우징 슬리브(850)는 내부 하우징(820)과 외부 하우징(830)의 옆면을 둘러싼다. 일례로, 하우징 슬리브(850)는 내부 하우징(820) 및 외부 하우징(830)과 용접될 수 있다.The housing sleeve 850 surrounds the sides of the inner housing 820 and the outer housing 830 . In one example, housing sleeve 850 may be welded to inner housing 820 and outer housing 830 .

하우징 슬리브(850)는 압력 센서 모듈(101)이 설치될 측정 보어에 삽입되거나 결합될 수 있다.The housing sleeve 850 can be inserted into or coupled to the measuring bore where the pressure sensor module 101 will be installed.

이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈(101)은 밀봉 구조를 개선하여 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라 파손되더라도 가스의 누출을 안정적으로 방지할 수 있다.With this configuration, the pressure sensor module 101 according to an embodiment of the present invention not only improves durability by improving the sealing structure, but also can stably prevent leakage of gas even if it is damaged.

특히 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센서 모듈(101)은 내부에 이중 밀폐 구조를 가질 수 있다.In particular, the pressure sensor module 101 according to an embodiment of the present invention may have a double sealing structure inside.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명은 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting, and the scope of the present invention is indicated by the following detailed description of the claims, the meaning and scope of the claims, and All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.

101: 압력 센서 모듈
200: 압전 소자
300: 예압 부재
320: 예압 플랜지
350: 클램핑 부재
400: 쐐기형 내부 밀봉 부재
410: 제1 내부 밀봉 부재
420: 제2 내부 밀봉 부재
500: 신호 인출 부재
530: 부르동 관 형상
560: 걸림부
600: 쐐기형 외부 밀봉 부재
603, 605: 밀봉 플랜지
820: 내부 하우징
823: 내부 관통공
830: 외부 하우징
835: 외부 관통공
850: 하우징 슬리브101: pressure sensor module
200: piezoelectric element
300: preload member
320: preload flange
350: clamping member
400: wedge-shaped inner sealing member
410: first inner sealing member
420: second inner sealing member
500: Absence of signal extraction
530: Bourdon tube shape
560: hanging part
600: wedge-shaped outer sealing member
603, 605: sealing flange
820: inner housing
823: inner through hole
830: outer housing
835: external through hole
850: housing sleeve

Claims (13)

압전 소자;
상기 압전 소자를 내부에 수용하고 일측에 내부 관통공이 형성된 내부 하우징;
상기 압전 소자를 예압하며 상기 내부 관통공을 관통하여 상기 내부 하우징 외부로 인출되는 예압 부재; 및
상기 내부 하우징과 상기 예압 부재 사이에 설치되어 상기 내부 관통공을 밀폐시키는 쐐기형 내부 밀봉 부재
를 포함하며,
상기 내부 하우징의 상기 내부 관통공은 상기 예압 부재의 길이 방향을 따라 상기 압전 소자에서 멀어질수록 직경이 감소하다가 다시 증가하는 형상으로 형성된 압력 센서 모듈.piezoelectric element;
an inner housing accommodating the piezoelectric element therein and having an inner through hole formed at one side thereof;
a preload member that preloads the piezoelectric element and is drawn out of the inner housing through the inner through hole; and
A wedge-shaped inner sealing member installed between the inner housing and the preload member to seal the inner through hole
Including,
The pressure sensor module of claim 1 , wherein a diameter of the inner through hole of the inner housing decreases and then increases again as the distance from the piezoelectric element increases along the longitudinal direction of the preload member. 제1항에 있어서,
상기 내부 하우징은 상기 내부 관통공이 형성된 일측에 반대되는 타측이 개구되며,
상기 내부 하우징의 개구된 타 영역을 커버하도록 상기 내부 하우징에 접합되어 상기 압전 소자에 외부 압력을 전달하는 다이어프램(diaphragm)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.According to claim 1,
The inner housing is opened on the other side opposite to the one side on which the inner through hole is formed,
The pressure sensor module of claim 1, further comprising a diaphragm bonded to the inner housing to cover the other open area of the inner housing and transmitting external pressure to the piezoelectric element. 제2항에 있어서,
상기 예압 부재는 상기 압전 소자의 중앙을 가로 질러 연장되며,
상기 예압 부재의 단부에는 상기 다이어프램과 상기 압전 소자 사이에서 상기 압전 소자를 가압하는 예압 플랜지가 형성된 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.According to claim 2,
The preload member extends across the center of the piezoelectric element,
A pressure sensor module, characterized in that a preload flange for pressurizing the piezoelectric element between the diaphragm and the piezoelectric element is formed at an end of the preload member. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 쐐기형 내부 밀봉 부재는,
상기 내부 하우징의 내측에서 상기 내부 관통공에 끼워지며 상기 내부 관통공에 삽입될수록 단면적이 감소하는 형상을 가지는 제1 내부 밀봉 부재와;
상기 내부 하우징의 외측에서 상기 내부 관통공에 끼워지며 상기 내부 관통공에 삽입될수록 단면적이 감소하는 형상을 가지는 제2 내부 밀봉 부재
를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.According to claim 1,
The wedge-shaped inner sealing member,
a first inner sealing member inserted into the inner through-hole inside the inner housing and having a shape in which a cross-sectional area decreases as the first inner sealing member is inserted into the inner through-hole;
A second inner sealing member having a shape that is inserted into the inner through-hole from the outside of the inner housing and whose cross-sectional area decreases as it is inserted into the inner through-hole
A pressure sensor module comprising a. 제5항에 있어서,
상기 내부 하우징의 외부로 인출된 상기 예압 부재를 클램핑하며 상기 제2 내부 밀봉 부재를 가압하는 클램핑 부재를 더 포함하는 압력 센서 모듈.According to claim 5,
and a clamping member clamping the preload member drawn out of the inner housing and pressurizing the second inner sealing member. 제1항에 있어서,
상기 쐐기형 내부 밀봉 부재는 내열성 전기 절연 재료로 만들어진 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.According to claim 1,
The pressure sensor module, characterized in that the wedge-shaped inner sealing member is made of a heat-resistant electrical insulating material. 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 하우징의 외부로 인출된 상기 예압 부재와 전기적으로 연결된 신호 인출 부재;
상기 내부 하우징과 결합되어 상기 예압 부재와 상기 신호 인출 부재의 연결 부위와 상기 쐐기형 내부 밀봉 부재를 커버하며, 상기 신호 인출 부재가 통과하는 외부 관통공이 형성된 외부 하우징; 및
상기 외부 하우징과 상기 신호 인출 부재 사이에 설치되어 상기 외부 관통공을 밀폐시키는 쐐기형 외부 밀봉 부재
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.The method of any one of claims 1 to 3 and 5 to 7,
a signal lead-out member electrically connected to the pre-load member drawn out of the inner housing;
an outer housing coupled to the inner housing to cover a connecting portion between the preload member and the signal take-out member and the wedge-shaped inner sealing member, and having an external through hole through which the signal take-out member passes; and
A wedge-shaped outer sealing member installed between the outer housing and the signal extraction member to seal the outer through hole
Pressure sensor module further comprising a. 제8항에 있어서,
상기 신호 인출 부재는 상기 예압 부재와 연결되는 부위가 부르동 관(bourdon tube) 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.According to claim 8,
The pressure sensor module, characterized in that the portion connected to the signal extraction member is formed in the shape of a Bourdon tube. 제8항에 있어서,
상기 외부 하우징의 상기 외부 관통공은 상기 신호 인출 부재의 길이 방향을 따라 상기 압전 소자에서 멀어질수록 직경이 감소하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.According to claim 8,
The pressure sensor module, characterized in that the diameter of the external through-hole of the outer housing decreases as the distance from the piezoelectric element along the longitudinal direction of the signal extraction member. 제10항에 있어서,
상기 쐐기형 외부 밀봉 부재는 상기 외부 하우징의 내측에서 상기 외부 관통공에 끼워지며 상기 외부 관통공에 삽입될수록 단면적이 감소하는 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.According to claim 10,
The pressure sensor module according to claim 1 , wherein the wedge-shaped outer sealing member is inserted into the outer through-hole inside the outer housing and formed in a shape in which a cross-sectional area decreases as it is inserted into the outer through-hole. 제11항에 있어서,
상기 쐐기형 외부 밀봉 부재는 양 단부에서 상기 신호 인출 부재의 길이 방향에 교차하는 방향으로 각각 연장된 밀봉 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.According to claim 11,
The pressure sensor module according to claim 1 , wherein the wedge-shaped outer sealing member includes sealing flanges each extending in a direction crossing the longitudinal direction of the signal extracting member at both ends. 제8항에 있어서,
상기 내부 하우징과 상기 외부 하우징의 옆면을 둘러싸는 하우징 슬리브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센서 모듈.
According to claim 8,
The pressure sensor module further comprises a housing sleeve surrounding side surfaces of the inner housing and the outer housing.
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