KR20090083853A

KR20090083853A - 측정 장치

Info

Publication number: KR20090083853A
Application number: KR1020090003591A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 이이지마
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2008-01-30
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2009-08-04
Also published as: CN101498594A; JP2009180603A; US20090188328A1; KR101072418B1; US7878072B2

Abstract

측정 장치는 개구(6a)를 포함하는 용기(1), 용기(1)의 내면에 부착된 라이닝(2), 개구에 설치된 전극(3), 및 용기(1)의 내부로부터 외부 방향으로 전극(3)을 바이어스하는 스프링(7)을 포함한다. 전극(3)은 전극 헤드(3a), 전극 헤드(3a)의 외주부에 형성된 앵커(4), 전극 헤드(3a)와 일체로 형성된 전극 샤프트(3b), 및 앵커(4)로부터 전극 샤프트로 그 직경이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 되어 개구에 끼워 맞춰지는 전극 테이퍼부(5)를 포함한다. 전극(3)은 용기(1)의 내부로부터 삽입되어 전극 샤프트(3b)의 일부가 용기(1)의 외부로 노출된다.

측정 장치, 개구, 용기, 라이닝, 전극, 스프링

Description

측정 장치{MEASUREMENT DEVICE}

본 발명은 액체, 가스 또는 분말과 같은 피측정물의 다양한 특징, 상태량 등을 측정하는 측정 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 밀봉성이 우수한 전극 탑재 구조체가 설치된 측정 장치에 관한 것이다.

물리량을 측정하는 종래의 측정 장치로서는 액체의 유량을 측정하도록 구성된 전자기 유량계(electromagnetic flow meter)가 공지되어 있다. 전자기 유량계는 코일에 전류를 인가하여 측정관 내부에 자장을 발생시키고, 이어서 측정관 내부에 흐르는 액체의 전기 전도도에 비례하여 발생된 기전력을 전극으로 픽업(pick up)한 후, 기전력의 크기를 검출함으로써 유량을 측정한다. 일반적으로, 이 전자기 유량계의 측정관의 내면에는 부식을 방지하도록 불소 수지, 폴리우레탄 수지 등으로 형성된 수지 라이닝(lining)이 부착된다.

이 전자기 유량계에서 사용된 전극은 피측정물과 직접 접촉된다. 일반적으로, 이 전극의 구조로서는 두 가지 형태의 구조가 공지되어 있다. 이들 구조는 각각 외부 삽입형 및 내부 삽입형이라 한다. 외부 삽입형에서는, 피측정물이 흐르거나 밀봉되는 용기의 외부로부터 용기의 내부로 전극이 삽입된다. 용기에 대해 스 프링 등을 사용하여 외부로부터 전극을 가압하여서 용기의 밀봉성을 확보한다(일본 공개 특허 공보 제2003-262544호, 평04-95719호 및 제2004-163193호 참조). 내부 삽입형에서는, 전극이 용기의 내부로부터 외부로 삽입되고, 용기의 외부로부터 스프링을 사용하여 전극을 외측으로 당긴다. 이 방식으로, 전극 헤드가 용기에 밀착되게 부착되고, 이로써 용기의 밀봉성이 확보된다(일본 공개 특허 공보 평11-83569호, 평04-198816호(도 2의 (a)), 제2007-240231호, 평04-95819호, 및 평03-55865호 참조).

상술한 바와 같이, 상기 외부 삽입형의 전극은 스프링 등을 사용하여 외부로부터 가압하여서 밀봉성이 확보된다. 따라서, 노화 또는 다른 요소에 의해 스프링의 바이어스 힘(biasing force)이 약해진다면, 용기의 내압에 대해 전극을 가압하는 힘도 약해진다. 결과적으로, 밀봉성이 손상되고, 피측정물이 용기의 외부로 누출된다.

또한, 외부 삽입형의 전극에서, 밀봉성 리테이너(retainer)(밀봉 유닛)는 용기 내부에서 피측정물과 직접 접촉되는 전극 헤드가 아닌, 용기의 외부에 근접한 위치에서 위치 결정되는 O-링 또는 개스킷(gasket)에 의해 구성된다. 따라서, 피측정물이 밀봉성 리테이너에 스며든다. 결과적으로, 피측정물이 부식성을 가지면, 피측정물이 스며든 부분에서 산소농담전지(oxygen concentration cell) 등의 형성에 의해 전극은 부식된다. 피측정물이 침전성을 가지면, 피측정물이 스며든 부분에서 피측정물이 침전되고, 이로써 용기와 전극 사이의 공간에 퍼짐으로써, 용기의 밀봉성을 손상시킨다.

또한, 외부 삽입형의 전극의 경우에, 전극은 용기의 외부로부터 스프링을 사용하여 가압되고, 따라서 스프링을 유지하기 위한 벽(일반적으로 보스(boss)라 함)을 설치할 필요가 있다. 따라서, 이 보스를 용접 등에 의해 용기에 부착하는데 필요한 비용에 의해 가공 비용의 상승하는 문제가 있다.

한편, 내부 삽입형의 전극의 경우에, 외부에 위치 결정된 스프링을 사용하여 전극을 외측으로 당김으로써, 전극 헤드가 용기의 내면에 밀착되게 부착된다. 전극 헤드를 가압하는 용기의 내압에 의해서 밀봉성은 더 향상된다. 따라서, 내부 삽입형의 전극은 양호한 밀봉성을 달성하는데 이점이 있다. 그러나, 일본 공개 특허 공보 평11-83569호에 개시된 기술에 따르면, 용기 및 전극 상에 각각 형성된 테이퍼부 사이에 위치되는 개스킷은 피측정물이 부식성을 가지면 용융되는 문제가 있다.

한편, 일본 공개 특허 공보 평04-198816호에 개시된 기술에 따르면, 밀봉성 리테이너는 전극 상에 설치된 테이퍼부와 용기 상에 설치된 테이퍼부 사이의 접촉에 의해 이루어지는 영역 밀봉(area sealing)에 의해서 형성된다. 따라서, 용기의 내면에 설치된 수지 라이닝이 불소 수지 등의 비교적 경질의 수지로 이루어지면, 밀봉성을 유지하는데 필요한 접촉 압력을 획득 및 지속할 수가 없다.

한편, 일본 공개 특허 공보 제2007-240231호에 개시된 기술에 따르면, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)뿐만 아니라 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 피측정물과 접촉되는 면의 반대측에는 전극(36)의 전극 헤드(30)의 외주부 주위에 반원형 단면을 가지는 돌출부(31)가 설치된다. 이 구조에서, 밀봉성 리테이너는 넓은 영역에 위치되지 않고, 좁은 영역에 집중된다. 또한, 밀봉성 리테이너를 스프링(32)으로 당김으로써, 용기(33)의 내면에 설치된 라이닝(34)이 불소 수지 등의 비교적 경질의 수지로 이루어지는 경우에도 밀봉성을 유지하는데 필요한 접촉 압력을 얻을 수 있다. 여기에서, 도 1의 (a)는 도 1의 (b)에 나타낸 용기(33)의 축선 방향을 포함하는 단면도를 나타낸다. 도 2의 (a)는 도 2의 (b)에 나타낸 용기(33) 의 직경 방향을 포함하는 단면도를 나타낸다.

이 기술에서, 전극 샤프트(35)와 돌출부(31) 사이에는 평평한 면이 존재한다. 따라서, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 축선 방향의 단면(S1)(도 1의 (b) 참조)에는, 이 평평한 면이 용기에 밀착되게 부착된다. 그러나, 용기(33)는 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 직경 방향에서의 단면(S2)(도 2의 (b) 참조)이 원형이다. 따라서, 이 기술은 이 평평한 면과 원통형 용기(33)의 내면 사이에 갭(gap)이 형성되므로 밀봉성을 상실하는 문제를 가진다.

또한, 일본국 공개 특허 공보 평04-95819호에 개시된 기술에 따르면, 전극 헤드는 용기에 매설되고, 밀봉성 리테이너는 전극 헤드보다 깊게 위치 결정된 밀봉 부재이다. 외부 삽입형의 전극과 마찬가지로, 이 구성은 산소농담전지로 인한 전극의 부식, 퇴적된 물질에 의한 밀봉성의 손상, 및 부식에 의한 밀봉 부재의 용융의 문제를 가진다.

또한, 일본 공개 실용신안 공보 평03-55865호 공보에 개시된 기술에 따르면, 전극 헤드는 평평한 면을 가지도록 형성된다. 따라서, 용기의 내면에 설치된 수지 라이닝이 불소 수지 등의 비교적 경질의 수지로 이루어지면, 밀봉성을 유지하는데 필요한 접촉 압력을 얻기에 곤란하다. 또한, 용기는 그 단면이 직경 방향에서 원형으로 형성되므로, 전극 헤드의 평평한 면과 원통형 용기의 내면 사이에 갭이 형성되며, 이는 밀봉성에 손상을 준다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 밀봉성이 우수한 전극 탑재 구조체가 설치된 염가의 측정 장치를 제공하는 것 이다.

본 발명의 일 양태는 피측정물이 내부에서 흐르거나 밀봉되며, 개구를 포함하는 용기, 상기 용기의 내면에 부착되는 라이닝(lining), 상기 개구에 설치되는 전극, 및 상기 전극을 상기 용기의 내부로부터 외부 방향으로 바이어스하도록 구성되는 스프링을 포함하는 측정 장치를 제공하고, 상기 전극은 상기 용기의 내부에 노출되고 상기 피측정물과 접촉되는 제 1 면 및 상기 제 1 면의 반대측에 위치 결정된 제 2 면이 설치되는 전극 헤드, 상기 전극 헤드의 외주부에 형성되어 상기 제 2 면으로부터 돌출되고 상기 라이닝에 매설되는 앵커(anchor), 상기 전극 헤드와 일체로 형성되어 상기 제 1 면의 반대측을 향해 연장되는 전극 샤프트(shaft), 및 상기 앵커로부터 상기 전극 샤프트까지 직경이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 되어 상기 개구에 끼워 맞춰지는 전극 테이퍼부를 포함하고, 상기 전극은 상기 용기의 내부로부터 삽입되어 상기 전극 샤프트의 일부를 상기 용기의 외측으로 노출시킨다.

상기 제 1 면은 반구형(semispherical shape)과 평평한 형상 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 앵커는 상기 전극의 축선을 포함하는 단면에서의 형상이 반원형과 삼각형 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 전극 테이퍼부의 면에는 상기 전극 테이퍼부의 원주 방향으로 V 형상의 홈이 형성될 수 있다.

상기 측정 장치는 밀봉 부재를 더 포함할 수 있다. 상기 개구는 상기 용기의 외면으로부터 내면으로 직경이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 된 테이퍼부를 더 포함하고, 상기 밀봉 부재는 상기 개구 상의 테이퍼부에 끼워 맞춰지고 상기 스프링에 의해 상기 용기의 외부로부터 내부로 바이어스될 수 있다.

본 발명에 따르면, 밀봉성이 우수한 전극 탑재 구조체가 설치된 염가의 측정 장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술한다. 다음의 설명에서는, 본 발명의 전극 탑재 구조체를 포함하는 측정 장치의 예로서 전자기 유량계를 사용하고 있음을 유념한다.

(제 1 실시예)

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전자기 유량계에서, 피측정물로서의 유체가 흐르는 측정관(1)에는 서로 대향하도록 위치 결정된 한 쌍의 코일(21a, 21b)이 설치된다. 측정관(1)은 금속 또는 세라믹 재료와 같은 절연체 등으로 이루어진다. 또한, 서로 대향하는 한 쌍의 전극(3A, 3B)은 한 쌍의 코일(21a, 21b)에 수직으로 설치된다.

한 쌍의 코일(21a, 21b)에는 여자 유닛(excitation unit)(22)으로부터 여자 전류(excitation current)가 공급된다. 여자 유닛(22)은 시한 회로(timing circuit)(23)로부터 송신된 구형파(square-wave) 타이밍 신호에 대응하는 여자 전 류를 발생시키고 상술한 바와 같이 이 전류를 한 쌍의 코일(21a, 21b)에 전송한다. 시한 회로(23)는, 예를 들면 마이크로 컴퓨터로 형성되며 측정 타이밍을 규정하는 구형파 타이밍 신호를 발생시키고 이 신호를 여자 유닛(22) 및 유량 조작 유닛(25)에 송신하도록 구성된다.

한 쌍의 전극(3A, 3B)에 의해 검출된 신호는 신호 프로세서(24)에 송신된다. 신호 프로세서(24)는 한 쌍의 전극(3A, 3B)으로부터 송신된 신호를 증폭 및 노이즈 필터링 등의 처리를 수행하고, 이어서 신호 사이의 전위차를 검출하고, 전위차를 디지털 신호로 변환하여, 디지털 신호를 유량 조작 유닛(25)에 송신한다. 유량 조작 유닛(25)은 시한 회로(23)로부터 송신된 타이밍 신호에 응해서, 신호 프로세서(24)로부터 송신된 신호에 기초하여 유량을 계산하고, 유량을 지시하는 신호를 디스플레이 유닛(26)에 송신한다. 디스플레이 유닛(26)은, 예를 들면 LCD(liquid crystal display)로 형성되고 유량 조작 유닛(25)으로부터 송신된 유량을 지시하는 신호에 응해서 유량을 표시하도록 구성된다.

이어서, 상술한 구성을 가지는 전자기 유량계의 조작을 설명한다. 우선, 시한 회로(23)는 소정의 측정 타이밍에 타이밍 신호를 발생시키고 이 타이밍 신호를 여자 유닛(22) 및 유량 조작 유닛(25)에 송신한다. 여자 유닛(22)은 시한 회로(23)로부터 송신된 타이밍 신호에 응해서 여자 전류를 발생시키고 이 여자 전류를 한 쌍의 코일(21a, 21b)에 전달한다. 이로써, 측정관(1) 내부의 코일(21a)과 코일(21b) 사이에는 자장이 발생한다. 이 자장 내에 피측정 유체가 흘러서 자속을 자름으로써, 피측정 유체 내에는 기전력이 발생한다. 이와 같이 피측정 유체 내에 발생된 기전력을 지시하는 신호는 한 쌍의 전극(3A, 3B)을 통해 신호 프로세서(24)에 송신된다.

신호 프로세서(24)는 한 쌍의 전극(3A, 3B)으로부터 송신된 신호 사이의 전위차를 계산함으로써 기전력의 크기를 검출하고, 전위차를 디지털 신호로 변환하고, 디지털 신호를 유량 조작 유닛(25)에 송신한다. 유량 조작 유닛(25)은 시한 회로(23)로부터 송신된 타이밍 신호에 응해서, 신호 프로세서(24)로부터 송신된 신호에 기초하여 유량을 계산하고, 유량을 지시하는 신호를 디스플레이 유닛(26)에 송신한다. 디스플레이 유닛(26)은 유량 조작 유닛(25)으로부터 송신된 유량을 지시하는 신호에 응해서 유량을 표시한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 플랜지(1a, 1b)가 측정관(1)의 양 단부에 설치되어 배관(도시 생략)에 접속된다. 또한, 전극(3A)을 포함하는 전극 유닛(20)은 측정관(1)의 거의 중심에 설치된다. 여기에서, 전자기 유량계는 전극(3B)을 포함하는 전극 유닛도 포함한다. 그러나, 도 4는 하나의 전극 유닛(20)만을 나타낸다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 전극 유닛(20)은 전극(3), 스프링(7), 스페이서(spacer)(8), 및 너트(9)를 포함한다. 도 6은 전극(3)의 외부 사시도이다.

피측정물이 흐르거나 밀봉되는 용기로서 기능하는 측정관(1)에는 개구(6a)가 설치된다. 개구(6a)는 측정관(1)의 내면으로부터 그 외면을 향해 직경이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 된 용기 테이퍼부(6)를 포함한다. 라이닝(2)은 측정관(1)의 내면 및 개구(6a)에 부착되어 측정관(1)이 피측정물에 의해 부식되는 것을 방지한다. 전극(3)은 측정관(1)의 내부로부터 이 개구(6a)에 삽입된다.

전극(3)은 전극 헤드(3a) 및 이 전극 헤드(3a)에 이어지는 전극 샤프트(3b)를 포함한다. 전극 헤드(3a)는 측정관(1)의 내부에 노출되어 피측정물에 직접 접촉되는 면을 갖추게 된다. 나사산(3c)은 측정관(1)의 외부로 위치 결정된 부분의 전극 샤프트(3b)를 넘어서 형성되고, 이 나사산(3c)에는 너트(9)가 나사결합된다. 피측정물과 접촉되는 전극 헤드(3a)의 면, 즉 측정관(1)의 내부에 노출된 면(제 1 면:정상부(vertex))은 측정관(1)의 내부로 돌출되는 반구형(semispherical shape)으로 형성된다.

앵커(4)는 피측정물과 접촉하는 면의 반대측 면(제 2 면)에서 전극 헤드(3a)의 외주부에 형성된다 . 앵커(4)는 돌출부이다. 이 돌출부는 전극(3)의 축선을 포함하는 단면에서 전극 샤프트(3b)의 반경보다 작은 반원형(semicircular shape)을 가지도록 형성된다.

또한, 전극 헤드(3a)의 앵커(4)와 전극 샤프트(3b) 사이의 부분에는 전극 테이퍼부(5)가 마련된다. 전극 테이퍼부(5)는 앵커(4)로부터 전극 샤프트(3b)까지 직경이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 되어 개구(6a) 상의 용기 테이퍼부(6)에 끼워 맞춰진다.

전극 샤프트(3b)를 측정관(1)의 내부로부터 삽입하고, 스페이서(8) 사이에 끼워지는 스프링(7)을 개재하는 동시에, 너트(9)를 측정관(1)의 외부로부터 전극 샤프트(3b)의 부분에 나사결합한다. 이로써, 전극(3)은 측정관(1)의 내부로부터 외부 방향으로 항상 바이어스된다.

상술한 바와 같이 구성된 제 1 실시예에서, 측정관(1)의 내부에 노출된 부분 의 전극 헤드(3a)는 반구형으로 형성된다. 따라서, 피측정물이 측정관(1) 내부에 흐르는 경우에, 이 형상은 전극 헤드(3a)의 정상부에서 피측정물의 유속을 증가시키도록 작용한다.

전극 헤드(3a)에 형성된 앵커(4)는 비교적 직경이 작은 반원형 돌출부를 포함한다. 따라서, 앵커(4)는 측정관(3)의 내부로부터 외부로 전극(3)을 당기는 비교적 작은 힘으로 라이닝(2)에 용이하게 매설된다. 결과적으로, 앵커(4)는 면(face) 밀봉 대신에 선(line) 밀봉을 이루고, 이로써 접촉 압력을 증가시키도록 작용한다.

또한, 측정관(1) 내부의 압력이 증가하고, 이로써 전극 헤드(3a)를 가압하는 경우에, 전극 헤드(3a)의 전극 테이퍼부(5)는 증가된 압력에 의해 측정관(1)의 용기 테이퍼부(6)에 밀착되게 부착된다. 이 방식으로, 전극 테이퍼부(5)와 용기 테이퍼부(6) 사이의 접촉 압력은 증가된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 전극 헤드(3a)는 그 정상부를 반구형으로 형성함으로써 피측정물의 유속을 증가시킨다. 따라서, 전극 헤드(3a) 상의 피측정물의 점착 또는 침전을 저감하고 전극 헤드(3a) 상의 피측정물의 퇴적을 저감할 수 있다.

또한, 라이닝(2)이 불소 수지 등의 비교적 경질의 수지로 이루어지는 경우에도, 전극 헤드(3a) 상에 형성된 앵커(4)는 작은 힘으로 라이닝(2)에 용이하게 매설된다. 따라서, 측정관(1)의 밀봉성을 유지하는데 필요한 접촉 압력을 얻을 수 있다.

또한, 측정관(1) 내부의 압력이 증가하는 경우에, 전극 헤드(3a)를 가압하는 힘도 증가한다. 이에 따라서, 상기 가압하는 힘은 전극 헤드(3a)의 전극 테이퍼부(5)를 용기 테이퍼부(6)에 가압하는 힘을 증가시킨다. 따라서, 전극 테이퍼부(5)와 용기 테이퍼부(6) 사이의 접촉 압력은 더 강해지고, 이로써 밀봉성이 향상된다. 결과적으로, 자체 밀봉 효과를 얻을 수 있다.

또한, 스프링(7)은 측정관(1)의 내부로부터 외부로 전극(3)을 항상 당긴다. 따라서, 노화로 인해 라이닝(2)의 두께가 변하거나, 측정관(1)의 내압의 변화로 인한 전극 헤드(3a)를 가압하는 힘의 편차에 의해 전극(3)의 위치가 변위되더라도, 전극(3)이 이 위치 변화를 추종함으로써 밀봉성을 확보 및 유지할 수 있다.

(제 2 실시예)

도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 측정 장치에서는, 제 1 실시예의 전극(3)의 전극 헤드(3a)의 구조를 변경한다. 다음의 설명에서, 제 1 실시예와 동일한 구성 부분에는 제 1 실시예에서 사용된 동일 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제 2 실시예에서, 전극 헤드(3a)는 측정관의 내부에 노출되어 피측정물과 직접 접촉되는 평평한 면(제 1 면:정상부)을 가지도록 형성된다.

이 제 2 실시예는 피측정물의 점착, 침전 및 퇴적을 방지하는 효과가 저감될 수는 있지만, 제 1 실시예와 유사한 동작 및 효과를 달성할 수 있다. 제 2 실시예는 피측정물이 점착성, 침전성 또는 퇴적성을 가지지 않는다면, 제 1 실시예와 정확히 동일한 동작 및 효과를 달성한다는 점에 유의해야 한다.

(제 3 실시예)

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 측정 장치에서는, 제 1 실시예에 따른 전극(3)의 전극 헤드(3a) 상에 형성된 앵커(4)를 앵커(4a)로 대체한다. 다음의 설명에서, 제 1 실시예와 동일한 구성 부분에는 제 1 실시예에서 사용된 동일 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

앵커(4a)는 전극(3)의 축선을 포함하는 단면에서 삼각형의 돌출부로 형성된다.

제 3 실시예는 제 1 실시예와 동일한 동작 및 효과 외에도, 앵커 효과로서 밀봉된 상태를 유지하는데 있어서 제 1 실시예보다 효과가 크다.

제 3 실시예에서는, 제 1 실시예에 따른 전극 헤드(3a) 상에 형성된 앵커(4)를 앵커(4a)로 대체한다. 그러나, 제 2 실시예에 따른 전극 헤드(3a) 상에 형성된 앵커(4)를 앵커(4a)로 대체하는 것도 가능하다.

(제 4 실시예)

도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 측정 장치에서는, 제 1 실시예에 따른 전극(3) 상의 전극 테이퍼부(5)에 전극 테이퍼부(5)의 원주 방향을 따라 V 형상의 홈(10)이 설치된다. 다음의 설명에서, 제 1 실시예와 동일한 구성 부분에는 제 1 실시예에서 사용된 동일 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제 4 실시예에서, 라이닝(2)은 V 형상의 홈(10) 내로 매설된다. 따라서, 제 1 실시예에 의해 얻어진 것과 동일한 동작 및 효과 외에도, 제 4 실시예는 전극 테 이퍼부(5)와 용기 테이퍼부(6) 사이에 형성된 밀봉된 면에 의해서 보다 높은 밀봉성을 추가로 달성한다.

제 4 실시예에서, V 형상의 홈(10)은 제 1 실시예에 따른 전극 헤드(3a)의 전극 테이퍼부(5) 상에 설치된다. 그러나, V 형상의 홈(10)은 제 2 또는 제 3 실시예에 따른 전극(3)의 전극 테이퍼부(5) 상에 설치될 수도 있다.

(제 5 실시예)

도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 측정 장치는 제 4 실시예의 변형이다. 다음의 설명에서, 제 1 실시예와 동일한 구성 부분에는 제 1 실시예에서 사용된 동일 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

제 5 실시예에 따른 측정 장치에서, 측정관(1)의 개구(6a)는 측정관(1)의 외면으로부터 그 내면을 향해 직경이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 된 제 2 테이퍼부(12)를 포함한다. 라이닝(2)은 측정관(1)의 내면으로부터 용기 테이퍼부(6)와 제 2 테이퍼부(12) 사이의 지점까지의 범위에 걸쳐 부착된다. 또한, 제 2 테이퍼부(12)와 스프링(7) 사이에는 스페이서(8) 중 하나가 개재되고, 여기에 밀봉 부재(11)(O-링 등)가 끼워 맞춰진다. 밀봉 부재(11)는 라이닝에 스며드는 가스의 유입을 방지하고 밀봉성을 유지하는 작용을 한다. 밀봉 부재는 전극(3)과 라이닝(2) 사이에 갭이 형성될지라도 용기의 밀봉성을 유지한다. 구체적으로, 예를 들면 점선(A)에 의해 지시된 바와 같이 피측정물이 누출되거나 점선(B)에 의해 지시된 바와 같이 액체 또는 가스가 라이닝(2)에 스며드는 경우에, 이들 재료의 누출을 추가로 방지할 수 있다.

제 4 실시예에 의해 얻어진 바와 동일한 동작 및 효과 외에도, 제 5 실시예는 전극 헤드(3a) 상에 설치된 밀봉성 유지 구조체를 피측정물이 우연히 통과할지라도, 라이닝(2)에 스며드는 액체 또는 가스의 누출 또는 측정관(1)의 외부로의 피측정물의 누출을 추가로 회피할 수 있다.

제 5 실시예에서는, 제 4 실시예에 제 2 테이퍼부(12)를 추가하고, 여기에 밀봉 부재(11)를 끼워 맞춘다. 그러나, 제 1 내지 제 3 실시예 중 어느 하나에 제 2 테이퍼부(12)를 추가하고, 여기에 밀봉 부재(11)를 끼워 맞출 수도 있다.

본 발명은 제 1 내지 제 5 실시예에 따른 전자기 유량계에만 제한되는 것은 아님을 이해해야 한다. 제 1 내지 제 5 실시예의 용기(1) 상에는 용기 테이퍼부(6)가 형성되지만, 용기(1) 상에 용기 테이퍼부(6)를 형성하지 않고 전극 테이퍼부(5)만을 형성할 수도 있다. 이 경우에도, 제 1 내지 제 5 실시예에서 설명한 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 수도 미터, 가스 미터 등에 응용될 수 있다.

도 1의 (a)는 종래의 전자기 유량계의 전극 및 그 주위 부분을 나타내는 단면도이고, 도 1의 (b)는 도 1의 (a)에 나타낸 단면의 위치를 개략적으로 나타내는 도면.

도 2의 (a)는 종래의 다른 전자기 유량계의 전극 및 그 주위 부분을 나타내는 단면도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 나타낸 단면의 위치를 개략적으로 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측정 장치로서 기능하는 전자기 유량계의 원리를 나타내는 개략도.

도 4는 전자기 유량계의 외부 사시도.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극 및 그 주위 부분의 구조체의 단면도.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전극의 외부 사시도.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전극 및 그 주위 부분의 구조체의 단면도.

도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전극 및 그 주위 부분의 구조체의 단면도.

도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전극 및 그 주위 부분의 구조체의 단면도.

도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전극 및 그 주위 부분의 구조체의 단 면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 측정관 2 : 라이닝

3 : 전극 4 : 앵커

5 : 전극 테이퍼부 6 : 용기 테이퍼부

7 : 스프링 8 : 스페이서

9 : 너트 10 : V 형상의 홈

11 : 밀봉 부재 12 : 제 2 테이퍼부

20 : 전극 유닛 22 : 여자 유닛

23 : 시한 회로 24 : 신호 프로세서

25 : 유량 조작 유닛 26 : 디스플레이 유닛

3A, 3B : 전극 21a, 21b : 코일

Claims

피측정물이 내부에서 흐르거나 밀봉되며, 개구를 포함하는 용기,

상기 용기의 내면에 부착되는 라이닝(lining),

상기 개구에 설치되는 전극, 및

상기 전극을 상기 용기의 내부로부터 외부 방향으로 바이어스하도록 구성되는 스프링을 포함하는 측정 장치에 있어서,

상기 전극은,

상기 용기의 내부에 노출되고 상기 피측정물과 접촉되는 제 1 면 및 상기 제 1 면의 반대측에 위치 결정된 제 2 면이 설치되는 전극 헤드,

상기 전극 헤드의 외주부에 형성되어 상기 제 2 면으로부터 돌출되고 상기 라이닝에 매설되는 앵커(anchor),

상기 전극 헤드와 일체로 형성되어 상기 제 1 면의 반대측을 향해 연장되는 전극 샤프트(shaft), 및

상기 앵커로부터 상기 전극 샤프트까지 직경이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 되어 상기 개구에 끼워 맞춰지는 전극 테이퍼부를 포함하고,

상기 전극은 상기 용기의 내부로부터 삽입되어 상기 전극 샤프트의 일부를 상기 용기의 외측으로 노출시키는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 면은 반구형(semispherical shape)과 평평한 형상 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 앵커는 상기 전극의 축선을 포함하는 단면에서의 형상이 반원형과 삼각형 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 전극 테이퍼부의 면에는 상기 전극 테이퍼부의 원주 방향으로 V 형상의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
제 1 항에 있어서,

밀봉 부재를 더 포함하고,

상기 개구는 상기 용기의 외면으로부터 내면으로 직경이 점점 줄어드는 테이퍼 형상으로 된 테이퍼부를 더 포함하며,

상기 밀봉 부재는 상기 개구 상의 테이퍼부에 끼워 맞춰지고 상기 스프링에 의해 상기 용기의 외부로부터 내부로 바이어스되는 것을 특징으로 하는 측정 장치.