KR200490072Y1 - 초음파 유량계의 보호 덮개 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 초음파 유량계의 보호 덮개 장치에 관한 것으로서, 상기 초음파 유량계의 보호 덮개 장치는 내부에 초음파 유량계가 위치하는 공간을 구비하고 있고 있으며 내부면에 제1 보온 부재가 부착되어 있는 본체, 그리고 상기 본체에 개폐 가능하게 장착되고, 내부면에 제2 보온 부재가 장착되어 있으며, 상기 본체의 상부를 덮는 덮개를 포함한다.

Description

초음파 유량계의 보호 덮개 장치{PROTECTION COVER FOR ULTRASONIC FLOWMETER}

본 고안은 초음파 유량계의 보호 덮개 장치에 관한 것이다.

일반적으로 유체가 흐르는 관로(管路)나 하천의 유량을 측정하기 위해 초음파를 이용하는 초음파 유량계가 널리 사용되고 있다.

초음파 유량계는 주로 초음파 전파 시간차(transit time difference)를 이용하여 유속이나 유량을 측정하는 초음파 전파 시간차 방법이 널리 사용되고 있다.

초음파 전파 시간차 방법은 측정 유체의 유속을 유체내 초음파 전파 속도 번화 즉, 전파시간차로 측정하고 이미 알고 있는 관로의 단면적을 곱하여 유량을 측정하는 원리이다.

따라서, 초음파 유량계는 압전 효과 등을 이용하여 초음파를 발생시키는 진동자, 관로 내에 흐르는 유체의 상태 변화를 사용하여 초음파 신호를 각각 송신하고 수신하는 송신 트랜스듀서(transducer) 및 수신 트랜스듀서를 포함하고, 송신 트랜스듀서 및 수신 트랜스듀서 간에 초음파 신호의 송수신 동작을 정해진 횟수만큼 반복하여 초음파 신호의 송수신이 반복되는 동안 유체의 상태 변화에 따른 전파 시간을 측정해 유체의 유량이나 유속을 검출한다.

초음파 유량계를 이용한 측정 방식은 초음파 센서인 송신 트랜스듀서 및 수신 트랜스듀서의 설치 형태에 따라 Z법(투과법)과 V법(반사법)으로 나눠진다.

Z법은 진동자에서 생성되어 송신 트랜스듀서로 출력되는 초음파 펄스는 관로의 배관 벽을 통과하여 유체 중에 반사되고 유체 내로 전파된 초음파 펄스는 다시 반대편의 배관 벽을 통과하여 송신 트랜스듀서의 반대편에 장착된 수신 트랜스듀서를 통해 진동자로 수신되어 수신된 초음파 펄스에 해당하는 전기 신호로 변환되어, 유량의 측정이 이루어지도록 한다.

V법의 측정 원리는 초음파 펄스가 액체 내로 전파되는 거리는 Z법에 비해 2배가 되는 것을 제외하면 Z법의 측정 원리와 동일하다.

이러한 초음파 유량계는 관로의 외부면에 장착된 상태에서 유량 측정이 가능하므로, 관로 내에 검출기를 삽입해 유체와 검출기를 접촉시키지 않고도 유량 측정이 이루어진다. 따라서, 유체의 측정이 용이하고 유체이 압력 손실이 발생하지 않는다.

또한 측정 가능한 관로의 직경은 보통 10㎜부터 6m까지로서 측정 범위가 넓다.

이러한 초음파 유량계는 이미 기술한 것처럼, 관로의 외부면에 장착된 상태에 유량 측정이 이루어지므로, 초음파 유량계는 관로를 통과하는 유체의 온도에 영향을 받는다.

즉, 관로를 흐르는 유체의 온도가 매우 낮은 경우, 유체와의 온도 차이로 인하여 관로 표면에 결로가 발생하며, 유체의 온도로 인해 관로 내에는 공개 온도 역시 차갑게 냉각된다.

이로 인해, 관로의 외부면에 부착되어 있는 초음파 유량계 쪽으로 결로 발생으로 인한 습기가 유입되어 초음파 유량계의 고장의 원인으로 작용한다.

또한, 관로의 온도 감소로 인해 초음파 유량계의 온도 역시 감소하여 초음파 유량계는 동작 환경을 가혹하게 만들어, 초음파 유량계의 동작에 악영향을 미치며 수명을 단축시킨다.

또한, 초음파 유량계는 외부로 노출되어 있으므로, 파손의 위험성이 높다.

대한민국 등록특허 등록번호 제10-1513697호(공고일자: 2015년 04월 22일, 발명의 명칭: 파이프 두께 측정이 가능한 초음파 변환 장치 및 이를 이용한 유속 측정 장치) 대한민국 등록특허 등록번호 제 10-0276462(공고일자: 2000년12월15일, 발명의 명칭: 초음파 유속측정 장치)

본 고안이 해결하려는 과제는 관로를 흐르는 유체로부터 초음파 초음파 유량계를 보호하기 위한 것이다.

본 고안이 해결하려는 과제는 초음파 유랑계의 파손 위험을 감소시키기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 고안의 초음파 유량계의 보호 덮개 장치는 내부에 초음파 유량계가 위치하는 공간을 구비하고 있고 있으며 내부면에 제1 보온 부재가 부착되어 있는 본체, 그리고 상기 본체에 개폐 가능하게 장착되고, 내부면에 제2 보온 부재가 장착되어 있으며, 상기 본체의 상부를 덮는 덮개를 포함한다.

상기 본체는 반대편에서 서로 마주보며 이격되어 있는 전면과 후면, 그리고 상기 전면과 후면의 하단에 각각 위치하는 복수 개의 삽입홈을 포함할 수 있다.

상기 덮개는 각각 초음파 유량계의 송신 트랜스듀서와 수신 트랜스듀서에 각각 연결되어 있는 연결구를 노출시키는 제1 노출구를 포함하고, 상기 제1 보온 부재는 상기 제1 노출구와 대응되게 위치하는 제2 노출구를 포함할 수 있다.

상기 본체와 상기 덮개는 서로 동일한 재료로 이루어질 수 있다.

상기 본체와 상기 덮개는 알루미늄으로 이루어질 수 있다.

상기 제1 보온 부재는 상기 초음파 유량계의 장착부 외부면과 접하게 위치할 수 있다.

이러한 특징에 따르면, 본체 내에 위치하는 초음파 유량계가 본체와 덮개에 부착되어 있는 제1 및 제2 보온 부재로 에워싸여져 있어, 제1 및 제2 보온 부재에 의한 초음파 유량계의 보온 효과가 발휘된다.

이때, 제1 보온 부재가 초음파 유량계의 장착부의 외부면에 접하게 위치하여 제1 보온 부재와 장착부의 외부면 사이의 빈 공간의 형성을 최소화한다. 이로 인해, 초음파 유량계를 통해 보호 덮개 장치로 유입되는 냉기가 좀 더 효과적으로 차단된다.

따라서, 냉기로 인해 본체 내의 온도가 감소하지 않으며, 제1 및 제2 보온 부재로 인해, 본체 내의 온도가 상승하는 효과가 발휘되어 보호 덮개 장치가 장착되는 관로 외부면에서의 결로 현상이 감소하거나 방지되어, 결로 현상으로 인해 발생하는 수분으로 인한 초음파 유량계의 고장 줄어들고, 본체 내의 온도 상승으로 인해 냉기로 인한 초음파 유량계의 오동작과 수명 단축 현상이 방지된다.

또한, 초음파 유량계가 보호 덮개 장치 내에 위치하여 보호 덮개 장치로 보호되므로, 외부 충격 등이나 장애물로 초음파 유량계가 파손되는 현상이 크게 줄어든다.

또한, 덮개에 형성된 제1 및 제2 노출구에 의해 송신 트랜서듀서와 수신 트랜스듀서의 위치 이동이 자유로우므로, 측정 위치의 변경으로 인해 유속이나 유량 측정의 정확도가 향상되며, 제1 및 제2 노출구의 폭은 가능하면 좁게 형성하므로, 제1 및 제2 노출구를 통한 공기의 흐름량을 최소화시켜 덮개 내의 온도 변화폭을 최소화시킬 수 있다.

도 1은 관로에 설치되어 초음파 유량계에 대한 예시적인 사사도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 보호 덮개 장치의 사시도이다.
도 3는 본 고안의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 보호 덮개 장치가 관로에 장착될 때의 사시도이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 보호 덮개 장치가 관로에 장착될 때의 측면도이다.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 보호 덮개 장치의 덮개가 열렸을 때의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 고안을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 고안의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 고안의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 고안을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함하는'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 초음파 유량계의 보호 덮개(이하, 초음파 유량계의 보호 덮개 장치를 '보호 덮개 장치'라 함)에 대하여 설명한다.

먼저, 본 고안의 보호 덮개 장치(100)를 설명하기 전에, 도 1을 참고로 하여 관로(300)에 장착되는 초음파 유량계(200)를 살펴보면, 초음파 유량계(200)는 각각 초음파를 송신하고 수신하며 연결부(2011, 2021)를 통해 외부의 다른 기기와 연결되는 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202) 그리고 이들 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202)가 장착되어 있는 장착부(203)을 구비한다.

장착부(203)는 사각형의 바 형태로 이루어져 있고, 내부에는 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202)가 장착되는 장착홈(G203)을 구비하고 있다.

이때, 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202)는 장착부(203)의 장착홈(G203)의 연장 방향[즉, 장착홈(G203)의 길이 방향)]을 따라서 이동 가능한 형태로 장착된다. 따라서, 장착부(203)는 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202)의 위치 이동 시 가이드 바(guide bar) 기능을 수행한다.

이처럼, 장착홈(G203) 내에 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202)가 창착되는 초음파 유량계(200)는 도 1에 도시한 것처럼 케이블 타이(cable tie) 등과 같은 복수 개의 묶음띠(310)를 이용하여 관로(300)의 외부면 묶여 위치가 고정되게 장착된다.

이처럼, 관로(300)에 장착된 초음파 유량계(200)는, 도 2에 도시한 것처럼, 본 예의 보호 덮개 장치(100)에 의해 덮여 보호된다.

본 예의 보호 덮개 장치(100)는, 도 2 내지 도 5에 도시한 것처럼, 본 예의 보호 덮개 장치(100)는 본체(10)와 본체(10)에 연결되어 있는 덮개(20)를 구비한다.

본체(10)는 내부에 초음파 유량계(100)를 내장하여, 내장된 초음파 유량계(100)를 보호하는 기능을 수행한다.

따라서 본체(10)의 크기와 형상은 초음파 유량체(100)의 크기와 형상에 따라 정해진다.

한 예로서, 본 예의 본체(10)는 하부와 상부는 개방되어 있고, 전면, 후면 및 서로 대면하고 있는 두 개의 측면을 구비하고 있으며 직육면체의 형상을 갖고 있다.

여기서 전면과 후면은 관로(300)의 연장 방향과 동일한 방향으로 위치하는 면이고, 측면은 관로(300)의 연장 방향과 교차하는 방향에 위치하는 면이며, 전면과 후면은 그 사이에 위치하는 측면의 폭만큼 반대편에서 서로 마주보며 이격되어 있다.

본체(10)는 알루미늄(aluminum)과 같이 경량이면서도 내구성이 양호한 재료로 이루어져 있다. 이때, 본체(10)가 알루미늄으로 이루어진 경우, 본체(10)의 표면은 애노다이징(anodizing) 처리 될 수 있다.

또한, 본체(10)의 내부에는 내부에는 관로(300)의 외부면에 장착되어 있는 초음파 유량계(200)이 위치하는 빈 공간(S10)을 구비한다.

이때, 서로 반대 방향에서 대면하고 있는 전면과 후면의 구조와 두 측면의 구조는 서로 대면하고 있는 면과 동일한 구조를 갖고 있다.

따라서, 도 2에 도시한 것처럼, 본체(10)의 하단, 즉 전면의 하단 양측 가장자리 부분에 서로 이격되게 위치하는 두 개의 삽입홈(G11, G12)을 구비하고 있으므로, 후면에도 이들 두 개의 삽입홈(G11, G12)에 대응되는 양측 가장자리 부분에 역시 두 개의 삽입홈(도시하지 않음)을 구비하고 있다.

전면 및 후면에 각각 장착된 이들 삽입홈(G11, G12)은 각 해당 면의 하부 끝단에서부터 가로폭과 세로폭을 갖는 사각형 형태를 갖고 있지만, 반원 형태와 같이 다양한 형태를 가질 수 있다.

이들 삽입홈(G11, G12)은 초음파 유량계(200)를 관로(300)에 장착하기 위한 묶음띠(310)가 삽입되어 위치하는 곳으로서, 각 면에 형성되는 삽입홈(G11, G12)의 개수는 관로(300)에 장착되는 묶음띠(310)의 개수와 동일하다.

또한, 본체(10)의 내부면(즉, 전면, 후면 및 양 측면의 내부면)에는 보온 부재(예, 제1 보온 부재)(11)가 장착되어 있다.

제1 보온 부재(11)는 고무발포 보온재 등으로 이루어질 수 있다.

따라서, 개방된 하부를 통해 관로(300)에 장착된 초음파 유량계(200)가 보호 덮개 장치(100)의 내부 공간(S10) 내에 위치한다.

이때, 보호 덮개 장치(100)의 내부 공간(S10) 내에 위치하는 초음파 유량계(200)는 보온 효과를 높이기 위하여 장착부(203)의 외부면과 제1 보온 부재(11)가 서로 접하게 위치하는 것이 좋다.

이로 인해, 장착부(203)와 제1 보온 부재(11) 사이에 빈 공간이 존재하지 않으므로, 장착부203)를 통해 보호덮개 장치(100) 내부로 유입되는 냉기가 효과적으로 차단된다.

이때, 본체(10)의 전면 및 후면의 하단에 이미 기술한 것처럼 삽입홈(G11, G12)이 위치하므로, 이 삽입홈(G11, G12) 내로 묶음띠(310)가 위치한다.

덮개(20)는 개방된 본체(10)의 상부를 덮는 것으로서 본체(10)의 전면이나 후면 중 하나의 상단 가장자리에 장착되어 있다.

이러한 덮개(20)는 경첩 등과 같은 연결 부재(22)을 이용하여 해당 면(예, 후면)에 개폐 가능하게 힌지(hinge) 결합되어 있다.

덮개(20)의 가운데 부분에는 도 2에 도시한 것처럼, 각 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202)에 각각 연결되어 있는 연결부(2011, 2021)를 노출시키는 노출구(예, 제1 노출구)(H20)를 구비한다.

이미 기술한 것처럼, 연결부(2011, 2022)에 연결되어 있는 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202)는 필요에 따라 위치가 가변되고 이에 따라 연결부(2011, 2022)의 위치 역시 가변되므로, 제1 노출구(H20)는 이러한 연결부(2011, 2022)의 이동 범위에 따라 정해져 연결부(2011, 2022)의 위치 범위가 가능한 영역에 대응하도록 덮개(20)의 길이 방향으로 연장되어 있다.

이로 인해, 연결부(2011, 2022) 중 적어도 하나의 위치가 변경될 경우에도, 덮개(20)를 별도로 열지 않고 외부 기기와의 연결 동작이 이루어지고, 송신 트랜서듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202) 중 적어도 하나가 유량 측정의 정확도를 높이기 위해 덮개(20)의 방해없이 위치 변경이 가능하도록 한다.

또한, 제1 노출구(H20)의 폭은 연결부(2011, 2022)의 이동이 가능한 범위 내에서 가능한 한 좁게 형성되는 것이 좋다. 따라서, 제1 노출구(H20)를 통한 공기의 흐름량을 최소화시켜 덮개(20) 내의 온도 변화폭을 최소화시킬 수 있도록 한다.

이러한 덮개(20) 역시 본체(10)처럼 무게가 가볍고 내구성이 우수한 재료로 이루어질 수 있고, 본체(10)와 동일한 재료(예, 알루미늄)로 이루질 수 있다.

덮개(20)의 내부면 즉, 본체(10)의 공간(S10)에 대면하고 있는 면에는 보온 부재(예, 제2 보온 부재)(21)가 부착되어 있고, 이러한 제2 보온 부재(21)는 재료는 제1 보온 부재(11)와 동일하게 고무발포 보온재 등으로 이루어질 수 있다.

도 5에 도시한 것처럼, 덮개(20)의 노출구(H20)와 대응되는 제2 보온 부재(21)의 부분에는 노출구(H20)와 동일한 형성 길이와 형상을 갖는 노출구(예, 제2 노출구)(H21)가 위치한다.

따라서, 본체(10)의 내부 공간(S10)은 제2 및 제1 노출구(H21, H20)를 통해 외부에 노출된다.

이러한 덮개(20)로 인해, 개방된 본체(10)의 상부는 덮개(20)로 덮이고, 덮개(20)가 닫히면, 송신 트랜스듀서(201)와 수신 트랜스듀서(202)의 연결부(2011, 2021)의 일부만이 제2 및 제1 노출구(H21, H20)를 통해 외부로 노출되고, 본체(10) 내에 위치하고 있는 초음파 유량계(100)는 본체(10) 내부에 위치한다.

이와 같이, 본체(10) 내에 위치하는 초음파 유량계(100)는 본체(10)와 덮개(20)에 부착되어 있는 제1 및 제2 보온 부재(11, 21)로 에워싸여져 있으므로 제1 및 제2 보온 부재(11, 21)에 의한 초음파 유량계(100)의 보온 효과가 발휘된다.

이로 인해, 본체(10) 내의 온도가 상승하여 보호 덮개 장치(100)가 장착된 관로(100)이 외부면에는 유체로 인해 발생하는 결로 현상이 감소하거나 방지된다.

이로 인해, 결로 현상으로 인해 발생하는 수분으로 인한 초음파 유량계(100)의 고장 등이 줄어들고, 본체(10) 내의 온도 상승으로 인해 냉기로 인한 초음파 유량계(100)의 오동작이 방지되며 수명 단축의 우려가 크게 줄어든다.

또한, 외부로 노출되었던 초음파 유량계(100)가 보호 덮개 장치(100)로 덮여 있으므로, 외부 충격 등이나 장애물 등으로부터 초음파 유량계(100)가 안전하게 보호되며 주변 사람들의 부주의로 인해 외부로 노출된 송신 트랜스듀서(201)나 수신 트랜스듀서(202)와 같은 구성요소가 파손되거나 손상될 위험이 크게 줄어든다.

이상, 본 고안의 초음파 유량계의 보호 덮개 장치의 실시예들에 대해 설명하였다. 본 고안은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 고안의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 초음파 유량계의 보호 덮개 장치 200: 초음파 유량계
300: 관로 10: 본체
20: 덮개 11, 21: 보온 부재
H20, H21: 노출구 G11, G12: 삽입홈

Claims (6)

1. 내부에 초음파 유량계가 위치하는 공간을 구비하고 있으며 내부면에 제1 보온 부재가 부착되어 있는 본체, 그리고
   상기 본체에 개폐 가능하게 장착되고, 내부면에 제2 보온 부재가 장착되어 있으며, 상기 본체의 상부를 덮는 덮개
   를 포함하고,
   상기 덮개는 각각 초음파 유량계의 송신 트랜스듀서와 수신 트랜스듀서에 각각 연결되어 있는 연결구를 노출시키고 상기 덮개의 길이 방향으로 연장되어 있는 제1 노출구를 포함하고,
   상기 제1 보온 부재는 상기 제1 노출구와 대응되게 위치하여 상기 덮개의 길이 방향으로 연장되어 있는 제2 노출구를 포함하는
   초음파 유량계의 보호 덮개 장치.
2. 제1항에서,
   상기 본체는,
   반대편에서 서로 마주보며 이격되어 있는 전면과 후면, 그리고
   상기 전면과 후면의 하단에 각각 위치하는 복수 개의 삽입홈
   을 포함하는 초음파 유량계의 보호 덮개 장치.
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 본체와 상기 덮개는 서로 동일한 재료로 이루어져 있는 초음파 유량계의 보호 덮개 장치.
5. 제4항에서,
   상기 본체와 상기 덮개는 알루미늄으로 이루어져 있는 초음파 유량계의 보호 덮개 장치.
6. 제1항에서,
   상기 제1 보온 부재는 상기 초음파 유량계의 장착부 외부면과 접하게 위치하는 초음파 유량계의 보호 덮개 장치.

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