KR20000010221U - 가스 흐름(gasflow)량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스 흐름(gas flow)량 측정장치에 관한 것으로 각 MFC로 유입되는 미소량의 가스 흐름량을 측정하기 위한 측정수단을 구비하여 상기 측정수단에 의해 각 MFC로 유입되는 각 가스 흐름량을 비교 측정함에 따라 상기 가스 흐름량이 정확하게 측정되어 시스템의 안정화를 도모하도록 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 가스관(6)을 통해 유입되는 가스 흐름량을 측정하는 복수개의 질량흐름조절부(MFC)(1)를 설치하고, 상기 질량흐름조절부(1)와 연결되어 가스가 유입되는 반응실(2)에는 반응실(2) 내로 유입된 가스 흐름량을 측정하는 압력계(3)를 설치하며, 상기 반응실(2)에 형성된 펌핑유로(4) 내에는 반응실(2)의 외부로 가스를 차단 및 토출시키도록 개폐되는 가변밸브(5)가 설치된 것에 있어서, 상기 질량흐름조절부(1)의 전방에 질량흐름조절부(1) 내로 유입되기 전의 가스량에 따라 가변적으로 작동되면서 상기 가스 흐름량을 측정하는 가스 흐름량 측정수단이 설치된 것이다.

Description

가스 흐름(Ｇａｓｆｌｏｗ)량 측정장치

본 고안은 가스 흐름(Gas flow)량 측정장치에 관한 것으로써, 좀 더 구체적으로는 가스 흐름량을 비교하여 정확하게 측정하도록 하는 가스 흐름량 측정장치에 관한 것이다.

종래 가스 흐름(Gas flow)량 측정장치는 도 1에서 도시한 바와 같이, 유입되는 각 가스의 량이 측정된 자체 신호(signal)에 따라 가스의 량을 조절하는 복수개의 질량흐름조절부(mass flow controller, MFC)(1)와, 상기 각 MFC(1)에 연결되어 각 MFC(1) 내로 가스를 유입하는 가스관(6)과, 상기 각 MFC(1)와 연결되어 각 MFC(1)를 통과한 가스가 유입되는 반응실(2)과, 상기 반응실(2)에 설치되어 반응실(1) 내로 유입되는 가스를 단위시간당 압력 증가분을 측정하여 상기 가스의 흐름량을 간접 측정하는 압력계(pressure gauge)(3)와, 상기 반응실(2)에 형성되어 반응실(2) 내의 가스를 반응실(2)의 외부로 토출하는 펌핑라인(4)과, 상기 펌핑라인(4) 내에 개폐가능하게 설치되어 반응실(2) 내의 가스를 반응실(2)의 외부로 차단 및 토출하는 가변밸브(5)로 구성되어 있다.

이러한 구조의 가스 흐름(gas flow)량 측정장치는 각 가스관(6)을 따라 유동하는 가스는 복수개의 질량흐름조절부(MFC)(1)로 각각 유입되고, 상기 각 MFC(1) 내로 유입된 가스의 량은 MFC(1)에서 측정되어 상기 MFC(1)의 자체 신호(signal)에 따라 가스가 조절되면서 각 MFC(1)와 연결된 반응실(2) 내로 유입된다.

상기와 같이, 각 MFC(1)를 통과하여 반응실(2) 내로 유입된 가스는 상기 반응실(2) 내에서 가스 흐름량이 측정되는데, 즉 반응실(2)에 설치된 압력계(3)는 반응실(2) 내로 유입된 가스의 단위시간당 압력증가를 측정하므로 상기 반응실(2) 내로 유입된 가스 흐름량이 측정된다.

그리고, 반응실(2) 내의 가스는 펌핑라인(4) 내에 설치되어 상기 펌핑라인(4)을 개폐하는 가변밸브(5)에 의해 상기 반응실(2)의 외부로의 차단 및 토출되는데, 가변밸브(5)가 닫히면 반응실(2) 내의 가스는 반응실(2)의 외부로 토출되는 것이 차단되고, 상기 가변밸브(5)가 열리면 반응실(2) 내의 가스는 펌핑라인(4)을 통해 반응실(2)의 외부로 토출된다.

그러나, 이러한 종래 가스 흐름량 측정장치는 각 MFC(1)로 유입되어 통과하는 가스 흐름량을 측정할 때 상기 각 MFC(1)의 자체 신호결함이 있는 경우에는 상기 각 MFC(1)를 통과하는 실 가스 흐름량과 측정된 가스 흐름량의 차이가 발생되는 문제점이 있었다.

또한, 각 MFC(1)를 통과하여 반응실(2) 내로 유입된 가스 흐름량은 상기 반응실(2)에 설치된 압력계(3)에의해 측정되는데, 비교적 용량이 큰 가스 흐름인 경우에는 반응실(2)에서 압력계(3)에 의해 정확하게 측정할 수 있지만 상기 가스 흐름량이 극미소량일 경우에는 반응실(2)의 면적이 크고 상기 압력계(3)의 정밀도가 떨어지므로(반응실 압력변화에 미약함) 상기 반응실(2) 내로 유입된 극미소량의 실 가스 흐름량을 측정하기가 어려운 문제점도 있었다.

본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 각 질량흐름조절부(MFC)로 유입되는 미소량의 가스 흐름량을 측정하기 위한 측정수단을 구비하여 상기 측정수단에 의해 각 질량흐름조절부로 유입되는 각 가스 흐름량을 비교 측정함에 따라 상기 가스 흐름량이 정확하게 측정되어 시스템의 안정화를 도모하도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 가스관을 통해 유입되는 가스 흐름량을 측정하는 복수개의 질량흐름조절부를 설치하고, 상기 질량흐름조절부와 연결되어 가스가 유입되는 반응실에는 반응실 내로 유입된 가스 흐름량을 측정하는 압력계를 설치하며, 상기 반응실에 형성된 펌핑유로 내에는 반응실의 외부로 가스를 차단 및 토출시키도록 개폐되는 가변밸브가 설치된 것에 있어서, 상기 질량흐름조절부의 전방에 질량흐름조절부 내로 유입되기 전의 가스량에 따라 가변적으로 작동되면서 상기 가스 흐름량을 측정하는 가스 흐름량 측정수단이 설치된 것을 특징으로 하는 가스 흐름량 측정장치가 제공된다.

도 1은 종래 가스 흐름량 측정장치를 나타낸 구조도.

도 2는 본 고안 가스 흐름량 측정장치를 나타낸 구조도.

도 3은 본 고안 가스 흐름량에 따른 압력차에 의해 연결관 내의 이동판이 작동되는 상태를 나타낸 작동상태도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

101: 연결관 102: 이동판

103: 센서

이하, 본 고안의 일 실시예를 첨부도면 도 2와 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

가스 흐름량 측정장치는 종래의 구성에서 언급한 바 있으므로 중복되는 부분은 그 설명을 생략하고, 동일한 구조에 한해서는 종래와 동일한 부호를 부여키로 한다.

도 2는 본 고안 가스 흐름량 측정장치를 나타낸 구조도이고, 도 3은 본 고안 가스 흐름량에 따른 압력차에 의해 연결관 내의 이동판이 작동되는 상태를 나타낸 작동상태도로써, 본 고안은 가스관(6)을 통해 유입되는 가스 흐름량을 측정하는 복수개의 질량흐름조절부(MFC)(1)가 설치되어 있고, 상기 각 MFC(1)와 연결되어 가스가 유입되는 반응실(2)에는 반응실(2) 내로 유입된 가스 흐름량을 측정하는 압력계(3)가 설치되어 있으며, 상기 반응실(2)에 형성된 펌핑유로(4) 내에는 반응실(2)의 외부로 가스를 차단 및 토출시키도록 개폐되는 가변밸브(5)가 설치되어 있다.

상기 질량흐름조절부(1)의 전방에 질량흐름조절부(1) 내로 유입되기 전의 가스량 즉, 가스의 압력차에 따라 가변적으로 작동되면서 상기 가스 흐름량을 측정하는 가스 흐름량 측정수단이 설치되어 있다.

상기 가스 흐름량 측정수단은 각 가스관(6) 사이에 상기 각 가스관(6)을 연결하는 연결관(101)이 형성되어 있고, 상기 연결관(101) 내에는 각 MFC(1) 내로 유입되기 전의 가스 압력차에 따라 왕복이동하는 이동판(102)이 설치되어 있으며, 상기 연결관(101)의 내주연부에는 왕복이동되는 이동판(102)과 접촉되면서 각 MFC(1) 내로 유입되기 전의 가스 압력을 감지하는 복수개의 센서(103)가 설치되어 있다.

상기 가스 흐름량 측정수단은 각 MFC(1) 내로 유입되는 가스 흐름량을 정확하게 측정하기 위해서 복수개로 형성할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.

먼저, 각 가스관(6)을 따라 유동하는 가스는 복수개의 질량흐름조절부(MFC)(1)로 각각 유입되고, 상기 각 MFC(1) 내로 유입된 가스 흐름량은 MFC(1)에서 측정되어 상기 MFC(1)의 자체 신호(signal)에 따라 가스가 조절되면서 각 MFC(1)와 연결된 반응실(2) 내로 유입된다.

이 때, 각 MFC(1) 내로 가스를 각각 유입시키도록 상기 각 MFC(1)와 연결된 가스관(6)의 소정위치에는 상기 가스관(6)을 연결하는 연결관(101)이 형성되어 있으므로 상기 각 MFC(1) 내로 유입되기 전의 각 가스관(6) 내를 흐르는 가스의 압력차에 따라 상기 연결관(101) 내에 설치된 이동판(102)이 왕복이동하게 된다.

즉, 각 가스관(6) 내를 흐르는 가스의 압력차에 의해 왕복이동하는 이동판(102)은 연결관(101)의 내주연부에 설치된 복수개의 센서(103)와 접촉되면서 상기 센서(103)에서 신호가 발생됨에 따라 상기 각 MFC(1) 내로 유입되기 전의 가스 흐름량이 간접 상대비교되므로 상기 각 MFC(1) 내로 유입되는 실 가스 흐름량이 정확하게 측정된다.

상기와 같이, 가스의 압력차 즉, 가스 흐름량에 따라 센서(103)에서 감지되어 발생하는 신호를 피드백(feedback)시켜 상기 각 가스관(6) 내를 유동하는 가스의 량을 조절함에 따라 즉, 상기 각 MFC(1) 내로 유입되는 가스 흐름량을 일정하게 조절하므로 전체 시스템의 가스 비율안정화를 이루므로 상기 시스템의 안정화를 도모할 수 있다.

상기 각 MFC(1)를 통과하여 반응실(2) 내로 유입된 가스는 상기 반응실(2)에 설치된 압력계(3)에서 가스의 단위시간당 압력증가를 측정하므로 상기 반응실(2) 내로 유입된 가스 흐름량이 측정된다.

여기서, 가스 흐름량 측정수단에 의해 측정된 가스 흐름량과 반응실(2)의 압력계(3)에 의해 측정된 가스 흐름량은 서로 관계없는 독립된 시스템이다.

상기 가스 흐름량이 측정된 반응실(2) 내의 가스는 가변밸브(5)의 개폐에 따라 펌핑라인(4)을 통해 반응실(2)의 외부로 차단 및 토출된다.

이상에서와 같이, 본 고안은 각 질량흐름조절부(MFC)의 전방에 가스 흐름량 측정수단을 구비함으로써, 상기 각 MFC 내로 가스가 유입되기 전에 가스 흐름량을 상기 가스 흐름량 측정수단에 의해 비교측정하므로 상기 가스 흐름량이 정확하게 측정될 뿐만 아니라 상기 측정된 값을 피드백시켜 각 MFC 내로 가스가 일정하게 유입되게 하여 전체 시스템의 가스 비율안정화가 이루어지므로 상기 시스템의 안정화를 도모할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 가스관을 통해 유입되는 가스 흐름량을 측정하는 복수개의 질량흐름조절부를 설치하고, 상기 질량흐름조절부와 연결되어 가스가 유입되는 반응실에는 반응실 내로 유입된 가스 흐름량을 측정하는 압력계를 설치하며, 상기 반응실에 형성된 펌핑유로 내에는 반응실의 외부로 가스를 차단 및 토출시키도록 개폐되는 가변밸브가 설치된 것에 있어서,

   상기 질량흐름조절부의 전방에 질량흐름조절부 내로 유입되기 전의 가스량에 따라 가변적으로 작동되면서 상기 가스 흐름량을 측정하는 가스 흐름량 측정수단이 설치된 것을 특징으로 하는 가스 흐름량 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   가스 흐름량 측정수단은 각 가스관 사이에 형성되어 상기 각 가스관을 연결하는 연결관과, 상기 연결관 내에 설치되어 각 질량흐름조절부 내로 유입되기 전의 가스 압력차에 따라 왕복이동하는 이동판과, 상기 연결관의 내주연부에 설치되어 왕복이동되는 이동판과 접촉되면서 각 질량흐름조절부 내로 유입되기 전의 가스 압력을 감지하는 복수개의 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 가스 흐름량 측정장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   가스 흐름량 측정수단은 복수개로 형성한 것을 특징으로 하는 가스 흐름량 측정장치.