KR20120015844A - 압력 센싱 장치 - Google Patents

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KR20120015844A KR1020100078320A KR20100078320A KR20120015844A KR 20120015844 A KR20120015844 A KR 20120015844A KR 1020100078320 A KR1020100078320 A KR 1020100078320A KR 20100078320 A KR20100078320 A KR 20100078320A KR 20120015844 A KR20120015844 A KR 20120015844A
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이경일
서호철
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Abstract

본 발명은 압력 센싱 장치에 관한 것이며, 상세하게는 센서커넥터와 압력센서부를 연결하는 부재로서 유연기판을 사용하여 하우징에서 전기적 노이즈를 제거함으로써 압력센서부가 전기적 노이즈에 영향을 받지 않고 피측정물의 압력을 측정할 수 있는 압력 센싱 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱 장치는 피측정물의 압력 변화를 감지토록 제공된 압력센서부; 압력센서부가 내장되는 하우징; 압력센서부에 연계되면서 하우징에 제공되는 센서커넥터; 하우징 내부에서, 압력센서부와 센서커넥터 사이에 연계되어 압력센서부에서 감지한 압력을 신호처리하여 센서커넥터로 전송하고, 하우징의 노이즈를 제거토록 구성된 노이즈제거형 기판부를 포함하는 것이 바람직하다.

Description

압력 센싱 장치{APPARATUS FOR SENSING PRESSURE}
본 발명은 압력 센싱 장치에 관한 것이며, 상세하게는 센서커넥터와 압력센서부를 연결하는 부재로서 유연기판을 사용하여 하우징에서 전기적 노이즈를 제거함으로써 압력센서부가 전기적 노이즈에 영향을 받지 않고 피측정물의 압력을 측정할 수 있는 압력 센싱 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 압력 센싱 장치의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 압력 센서(10)는 피측정물과 연결되는 베이스(11), 베이스(11)에 고정되어 피측정물의 압력을 측정하기 위한 다이아프램(12), 다이아프램(12)에 연결되어 다이아프램(12)의 변화량을 전기적신호로 전환하는 신호처리부(40), 이들을 외부 충격으로부터 보호하기 위한 외부하우징(20), 외부하우징(20)에 연결되어 신호처리된 전기적신호를 외부로 출력하는 센서커넥터(30)를 포함한다. 그리고, 종래의 압력 센서(10)는 외부하우징(20)에 센서커넥터(30)를 장착시키기 위해, 하우징 내부에 베이스(11)에 고정된 커넥터안착부(21)를 구비하였다.
종래의 압력 센서 제조 과정은 다음과 같다.
우선, 베이스(11)에 다이아프램(12)을 고정한 후, 다이아프램(12)에 인접한 위치에 신호처리부(40)를 고정하였다. 이후, 동판으로 제작되어 센서커넥터(30)가 안착되는 커넥터안착부(21)가 다이아프램(12)과 이격되어 베이스(11)에 고정된다.
다음으로, 외부하우징(20)이 다이아프램, 커넥터안착부(21)를 보호하도록 베이스(11)에 고정된다. 이어, 센서커넥터(30)가 외부하우징(20)의 상부에서 커넥터안착부(21)에 안착되어 외부하우징(20)과 결합된다. 여기서, 외부하우징(20) 및 커넥터안착부(21)의 재질은 일반적으로 강판이 사용된다.
상기와 같이 과정을 통해 제조된 압력 센서(10)는 하우징의 재질로 인하여 정전기와 같은 전기적 노이즈가 발생되어, 다이아프램(12)이 피측정물의 압력을 정밀하게 측정하는데 영향을 받는 문제점이 있다.
본 발명은 센서커넥터와 압력센서부를 연결하는 부재로서 유연기판을 사용하여 하우징에서 전기적 노이즈를 제거함으로써 압력센서부가 전기적 노이즈에 영향을 받지 않고 피측정물의 압력을 측정할 수 있도록 하는 압력 센싱 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱 장치는 피측정물의 압력 변화를 감지토록 제공된 압력센서부; 압력센서부가 내장되는 하우징; 압력센서부에 연계되면서 하우징에 제공되는 센서커넥터; 하우징 내부에서, 압력센서부와 센서커넥터 사이에 연계되어 압력센서부에서 감지한 압력을 신호처리하여 센서커넥터로 전송하고, 하우징의 노이즈를 제거토록 구성된 노이즈제거형 기판부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하우징은 센서커넥터가 안착되는 커넥터지지부가 더 구비된 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 압력센서부는 일단이 피측정물에 연결되도록 제공된 베이스; 베이스의 타단에 고정되고, 베이스의 일단으로부터 전달된 피측정물의 압력변화에 의해 변위가 가변되는 다이아프램; 및 다이아프램에 연결되어 가변된 변위를 전기적신호로 전환하는 스트레인게이지를 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 노이즈제거형 기판부는 압력센서부에 구비된 스트레인게이지와 전기적으로 연결되어, 스트레인게이지로부터 전기적신호를 전송받아 신호처리하는 고정기판; 및 고정기판에서 신호처리된 압력값을 센서커넥터로 전달토록, 고정기판과 센서커넥터를 연결하는 유연기판을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 유연기판은 센서커넥터와 고정기판 사이에서 연계되되, 하우징에 존재하는 노이즈를 전달받아 접지시킴으로써, 하우징에서 발생한 전기적 노이즈를 제거토록 제공된 노이즈제거형 접지부; 및 하우징의 내면에 접하도록 위치되어, 전기적 노이즈를 노이즈제거형 접지부를 전달하는 노이즈전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
노이즈전달부는 전기적 노이즈가 노이즈제거형 접지부로 용이하게 전달토록 얇은 박판으로 이루어진 것이 바람직하다.
본 발명은 센서커넥터와 압력센서부를 연결하는 부재로서 유연기판을 사용하여 하우징에서 전기적 노이즈를 제거함으로써 압력센서부가 전기적 노이즈에 영향을 받지 않고 피측정물의 압력을 측정할 수 있다.
아울러, 본 발명은 커넥터지지부와 하우징을 일체로 형성하여 별도의 커넥터지지부를 생산하지 않아도 됨에 따라 생산 비용 및 생산 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 하우징과 커넥터지지부를 일체로 형성하여, 압력 센싱 장치의 제작 공정을 단순화시킬 수 있고, 더불어 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 종래 기술에 따른 압력 센싱 장치에 대한 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱 장치의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연기판의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 압력 센싱 장치를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱 장치의 단면도를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유연기판의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 센싱 장치(100)는 압력센서부(110), 하우징(120), 센서커넥터(130), 노이즈제거형 기판부(140)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서부(110)는 피측정물에 연결되어 피측정물의 압력 변화를 감지토록 제공된 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서부(110)는 베이스(111), 베이스(111)에 고정된 다이아프램(113), 다이아프램(113)에 연결된 스트레인게이지(115)를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서, 베이스(111)는 압력 측정 대상인 피측정물에 연결가능한 구조 및 형상을 가지는 것이 바람직하다. 베이스(111)의 형상 및 크기는 가변가능하며, 본 발명의 일 실시예에 도시된 것에 의해 한정되지 않는다.
한편, 다이아프램(113)은 용접결합으로 베이스(111)에 고정된다. 다만, 베이스(111)와 다이아프램(113)의 결합방식은 본 발명의 일 실시예에 의해 한정되는 것이 아니며 당업자의 입장에서 자명한 범위 내에서 가변가능하다.
일반적으로 다이아프램(113)은 미소 압력 변화에도 민감하게 반응하는 얇은 막을 이용하여 압력을 감지한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압력센서부(110)에서 다이아프램(113)은 피측정물의 압력을 감지하고, 압력 변화만큼 변위가 가변된다. 그리고, 이러한 다이아프램에는 스트레인게이지(115)가 연결되어, 상기 변위를 전기적신호로 변환한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(120)은 다이아프램, 이에 연결된 스트레인게이지(115), 그리고 후술할 노이즈제거형 기판부(140)를 외부 충격으로부터 보호하기 위한 부재로서 베이스(111)의 타단에 고정된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(120)은 다이아그램, 스트레인게이지(115) 및 노이즈제거형 기판부(140)를 보호할 수 있는 형상이라면, 본 발명의 일 실시예에 도시된 것에 의해 한정되지 않고 다양하게 가변가능하다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(120)에는 내면에 센서커넥터(130)가 안착되는 커넥터지지부(121)가 형성되는데, 커넥터지지부(121)는 하우징(120)과 일체로 형성된 것이 바람직하다. 아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터지지부(121)는 하우징(120)의 내면에서 하우징(120)의 내부 공간을 향해 돌출되어 형성된다.
커넥터지지부(121)의 형상에 대해 구체적으로 예를 들어 설명하면, 커넥터지지부(121)는 하우징(120)과 직각 단면을 이루도록 하우징(120)의 내면으로부터 돌출된 형상을 가지는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 커넥터지지부(121)는 센서커넥터(130)의 형상에 따라 다양하게 가변가능한 형상을 가질 수 있으며, 본 발명의 일 실시예를 위해 도시된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 하우징(120)은 재질이 스테인레스 스틸과 같은 강판이 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 하우징(120)의 재질로 인해, 하우징(120)에는 압력 센싱 장치(100)의 작동시 인가되는 전류에 의해, 또는 외부적인 요인에 의해 정전기와 같은 전기적 노이즈가 발생한다. 본 발명의 일 실시예에서는 이러한 전기적 노이즈를 제거하기 위해 압력센서부(110)와 센서커넥터(130)를 연결하는 부재로서 유연기판(150)을 사용한다. 유연기판(150)에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 센서커넥터(130)는 후술할 노이즈제거형 기판부(140)의 유연기판(150)에 의해 고정기판(142)과 연계되고, 커넥터지지부(121)에 안착되어 하우징(120)에 결합되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈제거형 기판부(140)에 대해 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 노이즈제거형 기판부(140)는 하우징(120) 내부에 위치되어, 압력센서부(110)와 센서커넥터(130)를 연결하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서, 노이즈제거형 기판부(140)는 기판지지유닛(141), 기판지지유닛(141)에 고정되는 고정기판(142), 및 고정기판(142)과 센서커넥터(130)를 연결하는 유연기판(150)을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서, 기판지지유닛(141)은 다이아프램과 이격되어 베이스(111)의 타단에 고정되는 것이 바람직하다. 여기서, 기판지지유닛(141)은 전류가 통하지 않도록 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 기판지지유닛(141)은 후술할 고정기판(142)이 압력센서부(110)의 스트레인게이지(115)에 인접하게 위치하도록, 고정기판(142)을 지지하는 부재이다.
본 발명의 일 실시예에서, 고정기판(142)은 신호전달기판(142a), 신호처리기판(142b), 및 신호전달기판(142a)과 신호처리기판(142b)을 연결하는 연결핀(143)을 포함하는 것을 바람직하다.
여기서, 신호전달기판(142a)은 스트레인게이지(115)에 인접한 위치에서 연결핀(143)에 의해 기판지지유닛(141)에 고정되는 것이 바람직하다. 신호전달기판(142a)은 스트레인게이지(115)와 전기적으로 연결되어 스트레인게이지(115)로부터 전기적신호를 받아 이를 1차적으로 신호처리한다. 신호전달기판(142a)은 PCB(Printed Circuit Board)인 것이 바람직하다.
그리고, 신호처리기판(142b)은 신호전달기판(142a)의 상부에 위치되어, 연결핀(143)에 의해 신호전달기판(142a) 및 기판지지유닛(141)에 고정되는 것이 바람직하다. 여기서, 연결핀(143)은 신호전달기판(142a)에서 1차적으로 신호처리된 전기적 신호를 신호처리기판(142b)으로 전송하는 신호선의 일종이다.
신호처리기판(142b)은 유연기판(150)을 통해 센서커넥터(130)와 연결되는 것이 바람직하다. 신호처리기판(142b)은 신호전달기판(142a)에서 1차적으로 신호처리된 전기적신호를 받아 2차적으로 신호처리하여 압력값을 산출한다. 여기서, 산출된 압력값은 유연기판(150)을 통해 센서커넥터(130)로 전송되고, 센서커넥터(130)를 통해 외부로 출력된다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서, 신호처리기판(142b)도 신호전달기판(142a)와 마찬가지로 PCB(Printed Circuit Board)인 것이 바람직하다.
이하에서, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유연기판(150)에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유연기판(150)은 도 2에 도시된 바와 같이, 신호처리기판(142b)과 센서커넥터(130) 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서, 유연기판(150)은 노이즈전달부(146) 및 노이즈제거형 접지부(147)를 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서, 유연기판(150)은 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)인 것이 바람직하다.
노이즈전달부(146)는 하우징(120)의 내면에 접하도록 위치되어, 하우징(120)에서 발생한 전기적 노이즈를 노이즈제거형 접지부(147)로 전달한다. 상세하게는, 노이즈전달부(146)는 신호처리기판(142b)과 센서커넥터(130) 사이에서 하우징(120)의 내면에 접하도록 커넥터지지부(121)에 안착되어, 하우징(120)에서 발생한 전기적 노이즈를 전달받아 노이즈제거형 접지부(147)로 전달하는 것이 바람직하다.
노이즈전달부(146)는 하우징(120) 내면과 접하여, 하우징(120)에서 전달받은 전기적 노이즈를 노이즈제거형 접지부(147)로 전달할 수 있는 형상이라면, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3에 도시된 것에 한정되지 않고 가변가능하다. 한편, 본 발명의 일 실시예에서 노이즈전달부(146)는 하우징에서 발생한 전기적 노이즈의 전달이 용이하게 하도록 얇은 박판으로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 노이즈제거형 접지부(147)는 연결판(147a), 접지선(148), 전원인가선(149) 및 신호출력선(145)을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서, 연결판(147a)에는 접지선(148), 전원인가선(149) 및 신호출력선(145)이 고정된다. 아울러, 연결판(147a)에는 노이즈전달부(146)가 연결되는 것이 바람직하다.
그리고, 접지선(148)은 노이즈전달부(146)로부터 노이즈를 전달받아 이를 접지시키는 것으로서, 노이즈전달부(146)에 인접하게 연결판(147a)에 고정된 것이 바람직하다. 유연기판(150)이 센서커넥터(130)와 신호처리기판(142b)을 연결할 때, 접지선(148)의 일 터미널(148a)은 센서커넥터(130)와 접하고, 다른 터미널(148b)은 신호처리기판(142b)에 연결된 것이 바람직하다.
그리고, 전원인가선(149)은 연결판(147a)으로 전원을 인가하는 것이다. 전원인가선(149)도 접지선(148)과 마찬가지로, 유연기판(150)이 센서커넥터(130)와 신호처리기판(142b)을 연결할 때, 전원인가선(149)의 일 터미널(149a)은 센서커넥터(130)와 접하고, 다른 터미널(149b)은 신호처리기판(142b)에 연결된 것이 바람직하다. 한편, 신호출력선(145)은 신호처리기판(142b)으로부터 전송받은 압력값을 센서커넥터(130)로 전송하는 신호선으로서, 일 터미널(145a)은 센서커넥터(130)와 접하고 다른 터미널(145b)은 신호처리기판(142b)에 연결된 것이 바람직하다.
위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명들로부터 얻어질 수 있는 많은 변형 및 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형 및 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.
100: 압력 센싱 장치 110: 압력센서부
120: 하우징 130: 센서커넥터
140: 노이즈제거형 기판부 150: 유연기판

Claims (6)

  1. 피측정물의 압력 변화를 감지토록 제공된 압력센서부;
    상기 압력센서부가 내장되는 하우징;
    상기 압력센서부에 연계되면서 상기 하우징에 제공되는 센서커넥터; 및
    상기 하우징 내부에서, 상기 압력센서부와 센서커넥터 사이에 연계되어 상기 압력센서부에서 감지한 압력을 신호처리하여 상기 센서커넥터로 전송하고, 상기 하우징의 노이즈를 제거토록 구성된 노이즈제거형 기판부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 센서커넥터가 안착되는 커넥터지지부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압력센서부는
    일단이 상기 피측정물에 연결되도록 제공된 베이스;
    상기 베이스의 타단에 고정되고, 상기 베이스의 일단으로부터 전달된 상기 피측정물의 압력변화에 의해 변위가 가변되는 다이아프램; 및
    상기 다이아프램에 연결되어 가변된 변위를 전기적신호로 전환하는 스트레인게이지;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 노이즈제거형 기판부는
    상기 압력센서부에 구비된 스트레인게이지와 전기적으로 연결되어, 상기 스트레인게이지로부터 전기적신호를 전송받아 신호처리하는 고정기판; 및
    상기 고정기판에서 신호처리된 압력값을 상기 센서커넥터로 전달토록, 상기 고정기판과 센서커넥터를 연결하는 유연기판;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 유연기판은
    상기 센서커넥터와 상기 고정기판 사이에서 연계되되, 상기 하우징에 존재하는 노이즈를 전달받아 접지시킴으로써, 상기 하우징에서 발생한 전기적 노이즈를 제거토록 제공된 노이즈제거형 접지부; 및
    상기 하우징의 내면에 접하도록 위치되어, 상기 전기적 노이즈를 상기 노이즈제거형 접지부를 전달하는 노이즈전달부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노이즈전달부는 상기 전기적 노이즈가 상기 노이즈제거형 접지부로 용이하게 전달토록 얇은 박판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 압력 센싱 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190069191A (ko) 2017-12-11 2019-06-19 주식회사 다호트로닉 토크렌치를 이용하여 세라믹 소재 센서의 고정 가압을 조절하는 압력 트랜스미터
CN114235224A (zh) * 2021-11-11 2022-03-25 天地科技股份有限公司 一种压力测量模块及传感器

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