KR20020097132A - 유속(流速)센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 유량을 측정하기 위한 복잡한 임펠라방식 또는 유압, 온도의 영향을 받는 반도체 방식과는 달리 간단한 구조로 구성되어 압력 전달봉(3)의 길이와 볼(2)의 크기를 조정하여 어떤 외경의 파이프라도 흐르는 유속을 측정하여 유량을 계산할 수 있고, 기존 건축물의 라디에이터등에 쉽게 부착하여 개별유량 및 전체 유량을 측정하도록 유로 중앙부에 부식되지 않는 금속재질의 볼(2)형상의 유체 저항체와 금속판(4)구조와 스트레인 게이지(5)를 설치하여 금속판(4)의 휨 정도를 측정하고, 전달봉(3)의 길이를 바꿈으로서 감도 또는 파이프 외경에 따른 위치 결정을 할 수 있도록 구성되고, 스트인 게이지(5)를 통해 유체의 속도에 비례한 전기적 신호를 검출할 수 있도록하여 마이크로 프로세서에 의해 제어하여 유속과 온도의 함수로 계산하도록함으로서 기존건물의 라디에이터등에 쉽게 부착하여 사용할 수 있다.

Description

유속(流速)센서{the speed of a current sensor}

본 발명은 파이프 내에 흐르는 유체의 속도를 측정하고 온도를 측정하기 위한 복합센서를 구성하여 흐르는 유체의 압력과 온도에 무관한 유속을 측정하여 난방용 열량계등을 구현하기 위한 것으로 더욱 상세하게는 기체 또는 액체등의 유체의 속도를 측정하여 또다른 부가 기능을 실현코자하는 유속 센서로서 난방용 열량계, 수도미터, 유량계, 가스미터등에 사용되어지는 센서를 제공코자 하는 것이다.

일반적으로 알려진 유량을 측정하는 방법은 유로에 흐르는 유량에 비례하여 돌아가는 익차(VANE WHEEL)를 설치하여 유체가 흐르는 양에 비례하여 돌아가도록하고 외부에서 카운트하여 연산하던가 두 개의 써미스터등을 이용하여 유체의 압력, 속도에 비례한 함수를 계산하여 유속을 측정하고 유로의 단면적을 곱하여 유량을 측정하는 등의 방식이 알려져 있다.

상기와 같은 방법은 기계적 구조가 복잡하거나 크기가 커지고 유체의 압력, 온도에 따른 변수가 많아 정확도를 기하기 어렵고 고비용이 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 유체가 흐르는 파이프와 동일한 체결 사이즈로 구성된 유로부와, 상기 유로부 중아에 센서 삽입구를 만들고 센서를 봉입한 다음 내부 스트레인 게이지, 온도센서의 전기적 접속부를 일정압력하에서 견디도록 구성한 밀폐구조와 외부 접속 터미널이 상기 터미널과 접속되어 전기적 신호를 증폭 연산하고 외부로 통신을 하거나 자체 디스플레이하는 연산 표시부등이 결합되어 유량 및 온도를 측정할 수 있도록하는 것이다.

도1은 본 발명을 설명키 위한 센서의 구조도,

도2는 센서부 내부 구조설명도,

도3은 부품도이며,

도4는 유로 일체형 외관설명도이며,

도5는 동작 설명도이며,

도6은 라디에이터에 응용한예시도이며,

도7은 유로에 직접 센서를 설치한 예시도이다.

도면중 부호의 설명

1은 유로관, 2는압력 검지부의 볼, 3은 압력 전달봉, 4는 금속판, 5는 저항소자인 스트레인 게이지, 6은 신호전달 터미널, 7은 취부용파이프, 8은 온도센서, 9는 방수용 도포제, 10은 방수 에폭시 몰딩, 11,12는 유로 취부용 나사구조이다.

이하 본 발명을 실시예의 도면에 따라 상세히 설명한다.

도1은 본 발명을 설명키 위한 센서의 외관 설명도이며, 도2는 센서의 내부설명도이며, 도3은 부붐설명도이며, 도4는 유로와의 일체형 설명도이며, 도5는 본 발명을 설명키 위한 동작원리도이며, 도6은 본 발명을 라디에이터에 응용한예시도이며, 도7은 유로에 직접 본 발명 센서를 설치한 예시도이다.

본 발명의 이해를 돕기 위하여 본 발명의 원리를 설명하는 도5를 먼저 설명한다. 즉 도5에 도시한 바와 같이 유량이 통과하는 유로관(1)을 통과하는 유체는 유로관(1)의 중앙에 위치하는 압력검지부의 볼(2)에 의해 유체의 유속에 비례한 압력을 체크하는 압력 검지부를 이루고 있고, 이와 같은 압력은 전달봉(3)을 통해 전달된 압력에 비례한 휨을 일으키는 금속판(4)에 전달되도록 되어 있다. 상기와 같은 휨을 측정하는 저항소자인 금속판(4)에 밀착된 스트레인 게이지(5)는 전기적 저항의 변화를 일으키게되고, 이와 같은 전기적 변화를 도시하지 않은 전자회로를 통해 공지의 마이크로 프로세서에 전달하도록되어 있다.

상기 금속판(4)의 휨도나 스트레인 게이지(5)의 전기적 저항의 변화는 유체의 온도에 따라 다소 차이를 보이는데 이를 보정하고 유체의 온도를 파악하기 위한 복합센서를 구성하기 위한 온도 센서로서의 서미스터(8)를 부착하고 있다.

도5에서 미설명부호 6은 유압에 의한 누설이 방지되도록 유리방수구조의 전기적 신호전달 터미널이며, 부호 7은 센서를 보호하기 위한 보호관 겸 센서 취부용 파이프를 의미한다.

상기 설치되는 파이프 또는 유로관의 외경 또는 유속에따라 압력감지부의 볼(2)의 크기를 바꾸던가 압력 전달봉(3)의 길이를 바꿈으로서 기존 흐르는 유량에 따라 지금까지 알려진 설계된 유량계, 열량계와는 달리 하나의 센서로 적용할 수있고, 도6에 도시와 같이 난방용 라디에이터에 설치하여 개별 라디에이터의 방열량을 측정할 수 있고, 또한 라디에이터 열량을 통신을 통해 취합하여 단위 지역의 열량을 측정할 수도 있다.

도1에서 상기한 센서부의 상세도가 도시되어 있다.

즉 센서보호 덥게 보호관겸 파이프(7)의 한쪽에 유로 취부용 나사구조(11)또는 전기적 스포트용접이 되도록한 구조이고, 반대쪽은 밀폐형 유리재질의 봉입형 신호전달 터미널(6)로 구성되어 있다. 상기 보호관겸 센서취부용 파이프(7)내의 스트레인 게이지(5) 및 온도센서인 서미스터(8)연결 전극부는 절연을 위하여 도5에서 처럼 에폭시 몰딩(10)되고, 스트레인 게이지(5)역시 방수 코팅(9)되어있다.

또 도3에 도시와 같이 유체의 속도에 비례한 저항을 받도록하면서 최대한 와류현상을 방지하기 위한 구조의 압력 볼(2) 및 전달봉(3)은 열팽창에 강하고 부식에 강한 유리 또는 스테인레스 재질이고, 전달봉(3)과 직결되어 압력에 비례한 휨을 발생시키는 스트레인 게이지(5)의 취부 금속판(4)역시 강한 스테인레스 재질의 판형구조물로 구성된다. 또한 전극을 구성하면서 스트레인 게이지(5)취부용 금속판을 강하게 고정시키면서 방수형 밀폐구조인 터미널(6)은 외부 보호대와 전극간을 유리로 봉입하여 열팽창계수를 맞추어 장기 사용시 문제가 없도록한다. 이와 같은 터미널(6)에는 온도센서인 서미스터(8)와 스트레인 게이지(5)가 전기적으로 연결되고 이 연결 전극이 수분에 노축되지 않도록 보호덥개 겸 취부용파이프(7)이 터미널(6)과 결합된 뒤 에폭시 수지가 주입되어 몰딩함으로서 완성되는 것이다.

상기에서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당 업자가 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명으로부터 본 발명의 사상 및 영역에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

본 발명은 기존의 유량을 측정하기 위해 복잡한 임펠라의 방식이나 유압, 온도의 영향을 받는 반도체방식과는 달리 간단한 구조로 구성됨이 특징이다. 즉 압력전달봉의 길이와 볼의 크기를 조정함으로서 어떠한 외경의 파이프에서라도 유속을 측정하여 유량을 계산할 수 있고 기존의 건축물에 설치된 라디에이터 등에 쉽게 부착하여 개별적으로 또는 전체적으로 유량을 측정할 수 있고, 공사의 편의상 각각의 라디에이터의 위치별 설치되어 있는 공공건물이나 아파트등에도 설치할 수 있는 유효한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 유로관(1)의 중앙부에 볼(2)형상의 유체 저항체와 금속판(4)의 구조에 스트레인 게이지(5)를 설치하여 금속판(4)의 휨의 정도를 측정할 수 있도록되고, 길이를 바꿈으로서 감도 또는 파이프의 외경에 따른 위치설정을 할수 있는 연결봉(3)으로 구성됨을 특징으로하는 유속센서.
2. 청구항1에 있어서,

   유로관(1)은 양단에 나사형 체결구조(12)를 갖으며, 중앙부에는 상기한 센서를 수용하는 센서보호관 겸 센서취부용 파이프(7)일측의 나선형 체결구조(11)에 의해 체결 연결하도록되고 상기한 파이프(7)의 타측에는 전기적 신호전달 터미널(6)이 설치됨을 특징으로하는 유로센서.
3. 청구항 2에 있어서,

   전기적 신호전달 터미널(6)은 저항소자인 스트레인 게이지(5)에의해 속도와 온도를 전기적 신호로 변환한 값을 마이크로 프로세서에 전달하도록됨을 특징으로하는 유로센서.