KR20020038475A - 압력 센서 - Google Patents

Abstract

다이어프램의 하방에 데드 볼륨을 없애는 것에 의해 데드 볼륨에 공기나 유체가 체류하는 것을 방지하는 압력 센서를 제공한다. 본 발명에 따른 압력 센서는 유체가 일단으로부터 타단으로 흐르는 유로(10a)를 구비한 압력 센서로서, 유체의 압력에 반응하는 압력감지부를 가지는 센서헤드(14)와 유체의 압력을 직접 받는 압력수용면을 가지는 다이어프램(2)을 구비하고, 상기 압력수용면이 유로의 내측에 돌출하도록 배치되고, 상기 압력감지부가 다이어프램(2)에서의 압력수용면과 반대쪽 면에 배치되어 있다.

Description

압력 센서 {PRESSURE SENSOR}

본 발명은 유체의 압력을 검지하는 압력 센서에 관한 것이다. 더욱 바람직하게는 여러 가지 기체 또는 약액, 예를 들면 반도체 제조 공정 등에 이용되는 약액의 압력을 검지하는 압력 센서에 관한 것이다.

이하, 종래의 압력 센서에 대해 설명한다.

압력 센서는 약액 등의 액체가 일단으로부터 타단으로 흐르는 유로를 구성하는 도관을 구비하고 있다. 유로의 일부의 상부에는 작은 공간(데드 볼륨)이 형성되어 있으며, 이 데드 볼륨 상에는 액체의 압력을 직접 받는 두께가 얇은 다이어프램이 배치되어 있다.

다이어프램 상에는 센서 헤드가 배치되어 있다. 센서 헤드에는 액체의 압력에 반응하는 압력감지부가 형성되어 있고, 이 압력감지부는 다이어프램에 접촉하고 있다. 센서 헤드의 압력감지부는 유로 상에 데드 볼륨, 다이어프램을 통하여 위치하고 있다. 따라서, 유로 내의 압력은 상기 데드 볼륨에 고인 액체 및 다이어프램을 통하여 센서 헤드의 압력감지부에 전해진다.

상기 압력 센서를 사용하는 경우, 먼저 도관의 양단을 약액 등의 액체를 흐르게 하는 배관에 접속하고, 유로 내에 액체를 흐르게 하면 데드 볼륨에 액체가 고이고, 그 고인 액체를 통하여 다이어프램에 액체의 압력이 전해지고, 그 압력이 다이어프램을 통하여 센서 헤드의 압력감지부에서 검지된다.

그러나 상기 종래의 압력 센서에서는 유로의 일부의 상부에 데드 볼륨을 설치하고 그 위에 다이어프램을 배치하고 있기 때문에, 유로 내에 액체를 흐르게 했을 때 데드 볼륨에 공기나 액체가 체류하는 경우가 있다. 또, 데드 볼륨이 선호되지 않는 경향이 있다. 이로 인하여 데드 볼륨을 없앨 것이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 다이어프램의 하방에 데드 볼륨을 없애는 것에 의해, 데드 볼륨에 공기나 유체가 체류하는 것을 방지한 압력 센서를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 압력 센서를 나타내는 단면도.

도 2는 도 1에 나타낸 압력 센서의 측면도.

도 3의 (a)는 도 1에 나타낸 다이어프램의 평면도이고, (b)는 (a)에 나타낸 12b-12b 선에 따른 단면도.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 압력 센서는 유체가 일단으로부터 타단으로 흐르는 유로를 구비한 압력 센서로서, 유체의 압력에 반응하는 압력감지부를 가지는 센서 헤드와, 유체의 압력을 직접 받는 압력수용면을 가지는 다이어프램을 구비하며, 상기 압력수용면이 유로의 내측에 돌출하도록 배치되고 상기 압력감지부가 다이어프램의 압력수용면과 반대쪽 면에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 여기서 말하는 유체란 기체와 액체의 총칭의 의미이다.

상기 압력 센서에 의하면, 다이어프램의 압력수용면을 유로의 내측에 돌출하도록 배치하고 있기 때문에, 다이어프램의 하방으로 데드 볼륨이 형성되는 일이 없다. 따라서, 데드 볼륨에 공기나 유체가 체류하는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명에 따른 압력 센서에서는 상기 센서 헤드가 다이어프램에 의해서 덮여 있는 것도 가능하다.

또, 본 발명에 따른 압력 센서에서는 상기 다이어프램에 형성되고, 센서 헤드의 근방의 공기를 외부로 빼어내기 위한 공기 구멍을 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 유체의 압력을 더욱 정확하게 검지하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 발명에 따른 압력 센서에서는, 상기 압력감지부에는 유로 내를 흐르는 유체의 압력이 상기 압력수용면을 통해서 전해지는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 따른 압력 센서에서는, 상기 유로를 형성하는 도관을 추가로 포함하는 것도 가능하다.

또, 본 발명에 따른 압력 센서에서는, 상기 도관과 일체로 설치한 본체를 추가로 포함하는 것도 가능하다.

또, 본 발명에 따른 압력 센서에서는, 상기 본체에는 유로에 연결되는 관통공이 형성되어 있으며 이 관통공에는 상기 다이어프램 및 상기 센서 헤드가 배치되어 있는 것도 가능하다.

또, 본 발명에 따른 압력 센서에서는, 상기 도관은 그 양단을 유체가 흐르는 배관에 접속하는 것도 가능하다.

또, 본 발명에 따른 압력 센서에서는, 상기 다이어프램은 불소수지로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 압력 센서를 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1에 나타낸 압력 센서의 측면도이다. 도 3(a)는 도 1에 나타낸 다이어프램의 평면도이며, 도 3(b)는 도 3(a)에 나타낸 12b-12b 선에 따른 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 압력 센서는 유체(예를 들면 약액)가 일단으로부터 타단으로 흐르는 유로(10a)를 구성하는 도관(10)을 구비하고 있다. 이 도관(10)은 테플론(불소수지)제의 본체(1)(하우징)와 일체로 형성되어 있다. 즉, 유로(10a)는 본체(1) 및 도관(10)에 의해서 구성되어 있다. 유로(10a)의 내벽은 내약액성을 가지는 재질로 형성되어 있다.

본체(11)의 상부 중앙에는 오목부(10b)가 형성되어 있으며, 이 오목부(10b)는 유로(10a)에 연결되어 있다. 이 오목부 내에는 테플론(불소수지)제의 다이어프램(2)이 배치되어 있다. 다이어프램(2)은 내약액성을 가진다. 이 다이어프램(2)은 도 3(a), (b)에 도시한 바와 같이, 유체의 압력을 직접 받는 압력수용면을 가지는 두께가 얇은 부분(2a)과, 센서 헤드(14)를 덮는 피복부(2b)로 구성되어 있다.

다이어프램(2)은 주발을 닮은 형상으로 이루어진다. 즉, 두께가 얇은부분(2a)은 두께가 얇은 원판 형상을 가지고 있고, 피복부(2b)는 두께가 얇은 부분(2a)의 주위에 배치된 경사진 벽 형상으로 이루어진다. 따라서, 두께가 얇은 부분(2a)의 위에 센서 헤드(14)를 탑재했을 때, 이 센서 헤드(14)는 피복부(2b)에 의해서 덮이게 된다.

두께가 얇은 부분(2a)의 압력수용면은 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 유로(10a)의 내측에 돌출하도록 위치하고 있다.

센서 헤드(14)에는 유체의 압력에 반응하는 압력감지부가 형성되어 있고, 이 압력감지부는 두께가 얇은 부분(2a)에 접촉하여 배치되어 있다. 센서 헤드의 압력감지부는 유로(10a) 상에 두께가 얇은 부분(2a)을 개재하여 위치하고 있어, 유로 내의 유체의 압력이 두께가 얇은 부분(2a)을 통해 전해지도록 구성되어 있다.

센서 헤드(14)의 위에는 센서가압부(3)가 배치되어 있고, 이 센서가압부(3)에 의해서 센서 헤드(14)가 본체(1) 내에 고정되어 있다. 본체(1)와 다이어프램(2)의 피복부(2b) 사이에는 O링(16)이 배치되어 있고, 이 O링(16)에 의해서 유로(10a) 내를 흐르는 유체로부터 센서 헤드(14)를 차단하고 있다.

센서가압부(3) 및 본체(1)는 상판(7) 및 하판(6)에 의해 사이에 끼여져 있고, 상판(7), 본체(1) 및 하판(6)은 나사(18)에 의해 고정되어 있다. 기판 브래킷(9)은 센서가압부(3)에 나사(20)에 의해 고정되어 있다. 케이블(13)의 일단은 기판(15)에 전기적으로 접속되어 있다. 기판(15)은 나사(2l)에 의해 기판 브래킷에 고정되어 있다.

기판(15)은 실드 케이스(shield case)(4)에 의해 덮어져 있고, 실드케이스(4)는 본체 캡(5)에 의해 덮여 있다. 실드 케이스(4)는 나사(19)에 의해 센서가압부(3)에 고정되어 있다. 본체 캡(5)의 상부에는 캡(12)이 씌워져 있다. 본체 캡(5)의 상부에는 케이블 가드(cable guard)(8)가 배치되어 있고, 이 케이블 가드(8)는 본체 캡(5)으로부터 외부로 연장되는 케이블(13)의 타단측을 보호하기 위해서 덮고 있다.

센서가압부(3) 및 피복부(2b)에는 공기 구멍(11)이 형성되어 있고, 이 공기 구멍(11)에 의해서 센서 헤드(14) 근방의 공기를 외부에 빼어내도록 구성하고 있다. 이에 따라, 유체의 압력을 더욱 정확하게 검지하는 것이 가능하게 된다.

상기 압력 센서를 사용하는 경우, 먼저 도관(10)의 양단을 약액 등의 유체를 흐르게 하는 배관에 접속하여 유로(10a) 내에 유체를 흐르게 하고, 그에 따라서, 다이어프램(2)의 두께가 얇은 부분(2a)의 압력수용면에 유체의 압력이 전해지고, 그 압력이 두께가 얇은 부분을 통해 센서 헤드(14)의 압력감지부에서 검지된다.

상기 실시예에 의하면, 본체(1)에 유로와 연결되는 오목부(10b)를 설치하고, 이 오목부 내에 다이어프램(2)을 배치하고, 이 다이어프램의 두께가 얇은 부분(2a)의 압력수용면을 유로(10a)의 내측에 돌출하도록 위치시키고 있다. 이로 인하여, 두께가 얇은 부분(2a)의 하방에 종래의 것과 같은 데드 볼륨이 형성되지 않는다. 따라서, 데드 볼륨에 공기나 유체가 체류하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 유로 내의 유체의 압력을 압력수용면이 더욱 정확하게 검지하여, 센서 헤드(14)의 압력감지부에도 더욱 정확하게 압력이 전해진다. 따라서 압력 센서의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 여러 가지로 변경하여 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 각종 구성 부재의 재질을 적절한 것으로 적당히 변경하여 실시하는 것도 가능하다.

또, 상기 실시의 형태에서는, 다이어프램(2)의 피복부(2b)에서 센서 헤드(14)를 덮고 있지만, 다이어프램은 적어도 압력수용면을 가지는 두께가 얇은 부분(2a)을 구비하고 있으면 되고, 센서 헤드(14)를 덮는 피복부는 반드시 필요하지 않다. 따라서, 센서 헤드(14)를 덮는 피복부를 갖지 않는 다이어프램에 변경한 압력 센서로서 실시하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다이어프램의 압력수용면을 유로의 내측에 돌출하도록 배치하고 있다. 따라서, 다이어프램의 하방에 데드 볼륨을 없앨 수 있고, 그에 따라서 데드 볼륨에 공기나 유체가 체류하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (9)

1. 유체가 일단으로부터 타단으로 흐르는 유로를 구비한 압력 센서로서,

   유체의 압력에 반응하는 압력감지부를 가지는 센서 헤드와, 유체의 압력을 직접 받는 압력수용면을 가지는 다이어프램을 구비하고,

   상기 압력수용면이 유로의 내측에 돌출하도록 배치되고, 상기 압력감지부가 상기 다이어프램의 압력수용면과 반대쪽 면에 배치되어 있는

   압력 센서.
2. 제1항에 있어서,

   상기 센서 헤드가 다이어프램에 의해서 덮여 있는 압력 센서.
3. 제2항에 있어서,

   상기 다이어프램에 형성되고, 상기 센서 헤드 근방의 공기를 외부로 빼어내기 위한 공기 구멍을 추가로 포함하는 압력 센서.
4. 제1항에 있어서,

   상기 압력감지부에는, 유로 내를 흐르는 유체의 압력이 상기 압력수용면을 통해서 전해지는 압력 센서.
5. 제2항에 있어서,

   상기 유로를 형성하는 도관을 추가로 포함하는 압력 센서.
6. 제5항에 있어서,

   상기 도관과 일체로 설치한 본체를 추가로 포함하는 압력 센서.
7. 제6항에 있어서,

   상기 본체에는 유로와 연결되는 관통공이 형성되어 있으며, 상기 관통공에는 상기 다이어프램 및 상기 센서 헤드가 배치되어 있는 압력 센서.
8. 제5항에 있어서,

   상기 도관이 그 양단을 유체를 흐르게 하는 배관에 접속하는 압력 센서.
9. 제1항에 있어서,

   상기 다이어프램이 불소수지로 이루어지는 압력 센서.