KR20230033318A

KR20230033318A - 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계

Info

Publication number: KR20230033318A
Application number: KR1020210116137A
Authority: KR
Inventors: 노성남; 김현태
Original assignee: 노성남
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2023-03-08
Also published as: KR102644198B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계는, 관재 내부를 유동하는 유체의 유량을 자동으로 측정하는 유량계로서, 빛이 투과하는 재질로 형성되고, 그 하단이 상기 관재의 상류측과 연통되어 상하로 유체가 유동하는 내부공간이 형성되며, 상단으로 갈수록 내부공간의 단면적이 넓어지는 파이프 형상의 제1실린더; 상기 제1실린더의 내부공간에 수용되고, 상기 관재 내부를 유동하는 유체의 유량에 따라 부상하는 플로트; 빛이 투과하는 재질로 형성되고, 상기 제1실린더의 외측을 감싸도록 형성되며, 상기 제1실린더의 상단을 통해 배출된 유체를 상기 관재의 하류측으로 회수하는 제2실린더; 상기 제2실린더의 일측면에 설치되고, 상기 제2실린더의 길이방향과 수직한 방향으로 복수개의 광선을 조사하는 발광부; 상기 제2실린더의 타측면에 설치되고, 상기 발광부에서 조사된 복수개의 광선을 개별적으로 감지하는 수광부; 및 상기 발광부에서 조사된 광선이 상기 수광부에서 감지되는지 여부를 통해 상기 플로트의 위치를 판단하는 제어부;를 포함한다.

Description

자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계 {AREA FLOW METER WITH AUTOMATIC MEASUREMENT FUNCTION}

본 발명은 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 면적식 유량계의 플로트 위치에 따라 유량을 자동으로 판정하는 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계에 관한 것이다.

유량계는 소정의 관재 내부를 유동하는 유체의 유동량을 측정하기 위한 측정 장치로서, 차압식, 면적식, 전자식, 초음파, 터빈식, 용적식, 볼텍스, 오리피스 등 다양한 종류가 존재한다.

이 중에서 면적식 유량계는, 수직으로 설치된 테이퍼형 제1실린더 관 내에 플로트를 설치하고, 그 관의 하부에 유체를 흐르도록 하여 유체의 힘과 플로트의 질량이 균형을 이루는 지점으로부터 유량을 측정하는 방식의 장치이다. 이러한 면적식 유량계는 구성이 간단하고 가격이 저렴하여, 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.

한편, 플로트는 일반적으로 금속재질의 구슬을 사용하는데, 유리나 플라스틱 재질의 제1실린더에 새겨져 있는 눈금의 어느 부분에 구슬이 위치하는지를 측정자가 눈으로 관측하고 이를 기록하는 식으로 유량을 측정하는 바, 일일이 목측으로 수치를 인식하고 기록하는 과정이 불편할 뿐만 아니라, 연속적으로 유량을 계속해서 측정할 수 없기 때문에 급격한 유량 변화에 대응하기 어려운 문제가 있었다.

이에 종래에 플로트를 자성체로 마련하고, 자성체의 위치를 감지하는 센서를 이용하여 유량값을 자동으로 검출하는 장치가 사용되었지만, 이렇게 자성체 감지 센서를 사용할 경우 플로트의 위치를 정확하게 측정하기 어렵고, 주변의 다른 자성체에 의한 오신호가 발생되기 쉽기 때문에, 지속적으로 정확한 유량을 측정하기 어려운 한계가 있었다.

따라서, 플로트의 위치를 정확하게 측정할 수 있고, 주변의 노이즈에 의한 오신호 발생을 최소화할 수 있는 새로운 면적식 유량계의 유량을 자동으로 측정하여 기록할 수 있는 장치가 요구되고 있는 실정이다.

KR

10-2054932

B1 (2019.12.05)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기존의 투명 실린더(유리, 플라스틱 등)를 사용하는 면적식 압력계에 추가적인 가공이나 개조 없이 그대로 적용하여 사용할 수 있고, 플로트의 위치를 실시간으로 정확하게 파악하여 유량 변화를 정밀하게 모니터링할 수 있으며, 외부의 자력 등 노이즈에 의한 오차를 방지할 수 있는 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

상기 발광부는, 상하로 나란히 설치된 복수개의 발광소자를 포함하고, 상기 수광부는, 상하로 나란히 설치된 복수개의 수광센서를 포함하며, 상기 발광소자 및 상기 수광센서는 동일 개수 형성되어 서로 같은 높이에 설치된 대응되는 쌍의 발광소자에서 발생된 광선을 수광센서에서 감지하도록 형성될 수 있다.

상기 발광부가 설치되고 상기 제2실린더의 일측면을 감싸는 제1블록, 상기 수광부가 설치되어 상기 제2실린더의 타측면을 감싸는 제2블록 및 상기 제1블록의 상단과 상기 제2블록의 상단을 연결하는 제3블록을 포함하는 하우징;을 더 포함하고, 상기 제2실린더와 대면하는 상기 제1블록의 일측면 및 상기 제2블록의 일측면은, 오목하게 형성되어 상기 제2실린더의 외주면과 맞물리도록 형성될 수 있다.

상기 제1블록에는, 상하로 나란히 상기 발광소자와 동일한 수의 발광홀이 형성되고, 상기 제2블록에는, 상하로 나란히 상기 수광센서와 동일한 수의 수광홀이 형성되며, 상기 발광부는 상기 제1블록의 타측면에 설치되고, 상기 수광부는 상기 제2블록의 타측면에 설치되어, 상기 발광소자에서 발생된 광선이 상기 발광홀을 통과하여 상기 제2실린더 및 상기 제1실린더를 투과한 후 상기 수광홀을 통과하여 상기 수광센서로 전달될 수 있다.

상기 제3블록에는, 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 전기적으로 연결하는 연결도선이 설치되고, 상기 발광부는, 상기 연결도선의 일단과 연결되는 발광부소켓을 더 포함하며, 상기 수광부는, 상기 연결도선의 타단과 연결되는 수광부소켓 및 상기 수광부센서에서 감지된 신호를 전송하는 전송모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 수광부는, 복수개의 상기 수광센서에서 각각 광선이 감지되지 않았을 때 제1신호를 반환하고, 광선이 감지되었을 때 제2신호를 반환하며, 상기 전송모듈은, 유선 또는 무선으로 상기 제1신호 및 상기 제2신호를 상기 제어부로 전송하며, 상기 제어부는, 복수개의 상기 수광센서 중 어느 하나 또는 그 이상에서 제1신호가 반환되었을 때, 해당되는 수광센서의 높이에 상기 플로트가 위치하는 것으로 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 제1실린더의 직경, 상기 플로트의 형상 및 무게, 상기 관재 내부를 유동하는 유체의 종류 및 상기 수광센서의 설치 위치를 포함하는 기준 데이터를 이용하여 상기 플로트의 높이에 따른 유량을 계산할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 측정자가 목측에 의해 플로트의 위치를 눈금과 대조하여 유량을 판단하고 기록하는 과정을 생략할 수 있어 작업자의 부하가 줄어들고, 플로트의 위치를 정확히 측정하여 유량 변화를 정밀하게 추적할 수 있을 뿐만 아니라, 측정된 데이터를 지속적으로 자동 기록할 수 있고, 외부의 자력 등 노이즈에 의한 측정값 변화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 관재에 설치된 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계의 전체 모습을 나타낸 도면이고,
도 2는 플로트가 소정의 제1위치에 있을 때의 모습을 나타낸 정면 단면도이고,
도 3은 플로트가 소정의 제2위치에 있을 때의 모습을 나타낸 정면 단면도이고,
도 4는 제1,2실린더와 하우징의 결합관계를 나타낸 평면 단면도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.

도 1은 관재에 설치된 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계의 전체 모습을 나타낸 도면이고, 도 2 및 도 3은 플로트가 소정의 제1위치 및 제2위치에 있을 때의 모습을 나타낸 정면 단면도이고, 도 4는 제1,2실린더와 하우징의 결합관계를 나타낸 평면 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계는, 관재(10) 내부를 유동하는 유체의 유량을 자동으로 측정하는 유량계로서,

빛이 투과하는 재질로 형성되고, 그 하단이 관재(10)의 상류측과 연통되어 상하로 유체가 유동하는 내부공간이 형성되며, 상단으로 갈수록 내부공간의 단면적이 넓어지는 파이프 형상의 제1실린더(100), 제1실린더(100)의 내부공간에 수용되고, 관재(10) 내부를 유동하는 유체의 유량에 따라 부상하는 플로트(F), 빛이 투과하는 재질로 형성되고, 제1실린더(100)의 외측을 감싸도록 형성되며, 제1실린더(100)의 상단을 통해 배출된 유체를 관재의 하류측으로 회수하는 제2실린더(200), 제2실린더(200)의 일측면에 설치되고, 제2실린더(200)의 길이방향과 수직한 방향으로 복수개의 광선을 조사하는 발광부(400), 제2실린더(100)의 타측면에 설치되고, 발광부(400)에서 조사된 복수개의 광선을 개별적으로 감지하는 수광부(500) 및 발광부(400)에서 조사된 광선이 수광부(500)에서 감지되는지 여부를 통해 플로트(F)의 위치를 판단하는 제어부(600)를 포함하여 구성된다.

관재(10)는 유체가 유동하는 경로로서, 유체를 이송하는 일반적인 파이프일 수도 있고, 고압가스 등의 기체를 저장하는 탱크로부터 가스를 공급하는 밸브일 수도 있다. 관재(10)의 구체적인 형상이나 용도에 대해서는 특별히 한정하지 않는다.

한편 관재(10)는 상류측과 하류측으로 구분되는데, 이들 사이에는 격벽(11)이 형성되어 유체의 흐름을 차단하게 된다.

관재(10)의 상류측은 제1실린더(100)와 연통되고, 하류측은 제2실린더(200)와 연통되는 바, 관재(10)의 상류측을 통해 공급된 유체는 제1실린더(100), 제2실린더(200)를 거쳐 관재(10)의 하류측으로 이송된다.

제1실린더(100)는 그 내부에 플로트(F)를 수용하는 구성으로서, 하단은 관재(10)의 상류측에 연통되고, 상단은 개방되어 있으며, 상방으로 갈수록 단면적이 넓어지는 테이퍼관 형상으로 형성된다. 제2실린더(200)는 제1실린더(100)를 감싸 밀폐하면서, 그 하단이 관재(10)의 하류측에 연통되도록 구성된다.

제1실린더(100) 및 제2실린더(200)는 유리 또는 투명 플라스틱 재질로 형성되어 빛이 투과할 수 있도록 마련되는 바, 후술할 발광부(400)에서 발생된 광선이 투과하여 지나갈 수 있다.

관재(10)로부터 제1실린더(100)로 유입된 유체는 플로트(F)를 상방으로 밀어올리는 압력으로서 작용하게 되고, 이러한 압력과 플로트(F)의 자중에 의한 중력이 균형을 이루는 지점에서 플로트(F)가 정지하게 된다.

이때 제1실린더(100)의 평면 단면은 원형으로 형성되고, 플로트(F)의 형상은 구체로 형성되어, 제1실린더(100)와 플로트(F) 사이의 틈새가 모든 방향에서 균일한 두께로 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 또한 제2실린더(200)의 평면 단면 역시 원형으로 형성되어, 제1실린더(100)와 제2실린더(200)가 동심원 형상을 이루도록 함이 바람직할 것이다.

종래에는 이러한 제1실린더(100) 또는 제2실린더(200)의 표면에 새겨져 있는 눈금을 통해 플로트(F)의 위치를 특정하고, 이를 바탕으로 유량을 수동으로 측정한 바, 측정자의 숙련도에 따라 측정 정확도에 차이가 발생할 수 있고, 지속적인 측정 및 기록에 불편한 점이 있었다.

본 발명에서는, 이러한 플로트(F)의 위치를 정확하고 지속적으로 측정 및 기록하기 위하여, 상술한 발광부(400), 수광부(500) 및 제어부(600)를 부가한 것이다.

발광부(400)는 제2실린더(200)의 일측면에 설치되어 제2실린더(200)의 길이방향에 수직한 방향, 즉 수평 방향으로 복수 개의 광선을 조사하는 구성이다.

이때, 발광부(400)에서 조사하는 광선은 상하 방향으로 나란히 설치된 복수개의 광원으로부터 발생하는 것으로서, 각각의 광원이 특정 높이에 대응된다.

발광부(400)에서 발생된 광선은 제1실린더(100) 및 제2실린더(200)를 관통하여 수광부(500)에서 감지되는데, 이때 플로트(F)의 위치에 따라 복수개의 광선 중 일부는 수광부(500)에서 감지되지 않게 된다. 제어부(600)는 이렇게 감지되지 않는 광선의 위치에 플로트(F)가 위치했음을 판단하여, 현재의 유량을 측정하게 된다.

발광부(400) 및 수광부(500)를 보다 구체적으로 살펴보면, 발광부(400)는 상하로 나란히 설치된 복수개의 발광소자(410)를 포함하고, 수광부(500)는 상하로 나란히 설치된 복수개의 수광센서(510)를 포함하는데, 발광소자(410) 및 수광센서(510)는 서로 1:1 대응되도록 동일 개수로 형성되어 서로 같은 높이에 설치된 대응되는 쌍의 발광소자(410)에서 발생된 광선을 수광센서(510)에서 감지하게 된다.

바람직하게는, 복수개의 발광소자(410)간의 간격은 서로 일정하게 형성되고, 마찬가지로 복수개의 수광센서(510)도 동일 간격으로 형성되어, 플로트(F)의 위치 변화를 정밀하게 감지할 수 있다.

발광부(400) 및 수광부(500)는 예를 들어 소정의 기판에 복수개의 발광소자(410) 또는 수광센서(510)가 설치되어 구성될 수 있고, 필요에 따라 발광 처리 및 감지 처리를 위한 처리용 IC칩이나 전력 공급을 위한 배터리 등이 설치될 수 있다.

한편, 본 발명은 바람직하게는 하우징(300)을 더 포함한다.

하우징(300)은 그 일측면이 제2실린더(200)의 일측면을 감싸도록 형성되고 타측면에 발광부(400)가 설치된 제1블록(310)과, 그 일측면이 제2실린더(200)의 타측면을 감싸도록 형성되고 타측면에 수광부(500)가 설치된 제2블록(320)과, 제1블록(310) 및 제2블록(320)의 상단을 연결하여 제1실린더(100)의 상측을 감싸는 제3블록(330)을 포함하여 구성된다.

제1블록(310), 제2블록(320) 및 제3블록(330)은 잔넬(ㄷ자)형상을 이루도록 형성되는 바, 그 양단부를 이루는 제1블록(310)과 제2블록(320)이 제2실린더(200)의 양측면을 감싸고, 중앙부를 이루는 제3블록(330)이 제2실린더(200)의 상단을 감쌈으로써, 하우징(300)이 제2실린더(200)의 외측에 고정 설치될 수 있다.

이때, 제1블록(310) 및 제2블록(320)의 일측면은 오목하게 형성되는 바, 이러한 오목부에 원통형의 제2실린더(200)의 외주면이 맞물리면서 제2실린더(200)에 견고하게 고정될 수 있다.

제1블록(310) 및 제2블록(320)의 오목부 형상은 제2실린더(200)의 외주면과 동일하게 곡면 형상으로 형성되어 빈틈 없이 맞물릴 수도 있지만, 잔넬 형상의 오목홈으로 형성하더라도, 제1실린더의 외주면과 오목부가 선접촉하여 고정될 수 있으므로, 오목부의 형상은 크게 한정되지 않는다.

제1블록(310)에는 양측면을 관통하는 복수개의 발광홀(311)이 상하로 나란히 형성되고, 제2블록(320)에는 양측면을 관통하는 복수개의 수광홀(321)이 상하로 나란히 형성되는 바, 발광부(400)는 제1블록(310)의 타측면에 설치되고, 수광부(500)는 제2블록(320)의 타측면에 설치되어, 발광소자(410)에서 발생된 광선이 발광홀(311)을 통과하여 제1실린더(100) 및 제2실린더(200)를 투과한 뒤 수광홀(321)을 통과하여 수광센서(510)에 진입하여 감지되도록 설치된다.

이에 따라, 발광홀(311) 및 수광홀(321)은 발광소자(410) 및 수광센서(510)와 동일 개수가 형성되어 각각의 발광소자-수광소자 쌍마다 하나씩 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 제3블록(330)에는 발광부(400)와 수광부(500) 사이를 전기적으로 연결하는 연결도선(331)이 설치되고, 발광부(400)는, 연결도선(331)의 일단과 연결되는 발광부소켓(420)을 더 포함하며, 수광부(500)는, 연결도선(331)의 타단과 연결되는 수광부소켓(520) 및 수광센서(510)에서 감지된 신호를 제어부(600)로 전송하는 전송모듈(530)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이는 제1블록(310)에 설치된 발광부(400)와 제2블록(320)에 설치된 수광부(500)를 전기신호적으로 연결하면서, 발광부(400)와 수광부(500) 둘 중 어느 하나에 전원공급장치 또는 배터리를 설치하여, 나머지 구성에 전기를 공급하기 위해 설치되는 것이다.

바람직하게는, 측정신호를 제어부(600)에 공급하기 위한 전송모듈(530)을 포함하고 있는 수광부(500)에 전기공급장치(미도시) 또는 배터리(미도시)를 설치하는 것이 유리할 것이다.

제어부(600)는 데스크톱이나 노트북 등의 컴퓨터나, 워크스테이션 등의 기타 처리장치, 가스 유량을 측정하거나 기록하기 위한 디스플레이 수단일 수 있고, 전송모듈(530)로부터 유/무선으로 신호를 전송받아 유량을 측정/기록하는 구성이다.

신호 전달 방법은 케이블로 유선을 통해 연결되어 신호를 직접 전송할 수도 있고, Wifi, Bluetooth, LF, 광신호, 기타 다양한 무선 신호를 통해 신호를 전송할 수도 있다.

이는 본 발명에 따른 유량계의 설치 환경이나 기타 필요에 따라 달리 구성될 수 있을 것이다.

이에 더해서, 제1실린더(100)의 상단에는 배기구가 형성되고, 제1실린더(100)의 상단에 설치되어 플로트(F)가 일정 이상 상승하지 못하도록 차단하는 완충스프링(110)이 설치되는 것이 바람직하다.

유량계 제1실린더(100)의 하부로 공급된 유체는 제1실린더(100)의 상단으로 빠져나가면서 플로트(F)를 상승시키게 되는데, 이때 플로트(F)가 과도하게 상승하여 제1실린더(100)의 상단에 충돌하면 그 충격에 의해 제1실린더(100)가 파손될 수 있다. 따라서, 이러한 문제를 방지하기 위하여 제1실린더(100)의 내측 상단에 완충스프링(110)을 설치하여, 플로트(F)가 갑작스러운 유량 증가로 튀어오르더라도 제1실린더(100)의 파손을 방지할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 유량계의 실질적인 작동 과정에 대해 설명하도록 한다.

수광부(500)는, 복수개의 수광센서(510)에서 각각 광선이 감지되지 않았을 때 제1신호를 반환하고, 광선이 감지되었을 때 제2신호를 반환하며, 제어부(600)는, 복수개의 수광센서(510) 중 어느 하나 또는 그 이상에서 제1신호가 반환되었을 때, 해당되는 수광센서(510)의 높이에 플로트(F)가 위치하는 것으로 판단하게 된다.

즉, 플로트(F)에 아무런 유체 압력이 전달되지 않으면(즉, 유량이 0이면) 플로트(F)는 가장 하단에 위치하면서 모든 수광센서(510)에서 제2신호를 지속적으로 반환하는 상태가 유지된다.

이때 관재(10)에 유체가 유동하기 시작하여 접속부(20)를 통해 제1실린더(100)로 유체가 공급되면, 유체의 압력에 의해 플로트(F)가 상승하게 된다.

플로트(F)가 상승하면서, 도 2에 도시된 바와 같이, 플로트(F)가 가장 하단에 위치한 제1발광소자(410-1)의 위치에 도달하게 되면, 제1수광센서(510-1)에서 광선의 감지가 끊어지면서 제1신호를 반환하게 된다. 이때 나머지 수광센서들은 모두 지속적으로 제2신호를 반환하고 있는 상태이다.

이러한 신호를 전송받은 제어부(600)는 플로트(F)가 제1발광소자(410-1)와 제1수광센서(510-1)가 위치한 평면상에 도달하였다고 판단하여, 해당 위치의 높이에 따라 미리 입력된 유량을 기록하게 된다.

관재(10)에 흐르는 유체의 양이 더욱 증가하여 플로트(F)가 더 상승하게 되면, 순차적으로 제2, 3, 4 발광소자(410-2,3,4)에서 발생된 광선이 제2, 3, 4 수광센서(510-2,3,4)에 도달하지 못 하게 되어, 해당 수광센서들은 제1신호를 반환하게 된다.

한편 제1발광소자(410-1)에서 발생되어 제1수광센서(510-1)에 도달하는 광선의 경로보다 플로트(F)의 하단이 높아지게 되면서 제1수광센서(510-1)에서는 다시 제2신호를 반환하게 된다.

이 경우, 제어부(600)에서는 제 2, 3, 4 수광센서에서 각각 반환하는 제1신호를 입력받는 바, 이의 중간값인 제3수광센서(510-3)의 높이에 플로트(F)가 위치한다고 판단하여, 해당 위치의 높이에 따라 미리 입력된 유량을 기록하게 된다.

만약 두 개의 수광센서에서만 제1신호를 반환하였다면, 그 두 수광센서의 높이의 중간값에 플로트(F)가 위치한다고 판단할 수 있을 것이다.

동일한 방식으로, 제n발광소자(410-n)와 제n수광센서(510-n)까지 복수개의 발광소자와 수광센서를 이용하여, 현재 플로트(F)의 위치를 판단하여 유량을 계산할 수 있게 되는 것이다.

이를 위하여, 제어부(600)에는, 제1실린더(100)의 직경, 플로트(F)의 형상 및 무게, 관재(10) 내부를 유동하는 유체의 종류 및 수광센서(510)의 설치 위치를 포함하는 기준 데이터 테이블을 입력해두고, 제1신호를 반환하는 수광센서(510)의 위치에 따른 플로트(F) 높이를 판단하여 유량을 계산할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 관재 11: 격벽
100: 제1실린더 110: 완충스프링
200: 제2실린더 300: 하우징
310: 제1블록 320: 제2블록
330: 제3블록 400: 발광부
410: 발광소자 500: 수광부
510: 수광센서 F: 플로트

Claims

관재 내부를 유동하는 유체의 유량을 자동으로 측정하는 유량계로서,
빛이 투과하는 재질로 형성되고, 그 하단이 상기 관재의 상류측과 연통되어 상하로 유체가 유동하는 내부공간이 형성되며, 상단으로 갈수록 내부공간의 단면적이 넓어지는 파이프 형상의 제1실린더;
상기 제1실린더의 내부공간에 수용되고, 상기 관재 내부를 유동하는 유체의 유량에 따라 부상하는 플로트;
빛이 투과하는 재질로 형성되고, 상기 제1실린더의 외측을 감싸도록 형성되며, 상기 제1실린더의 상단을 통해 배출된 유체를 상기 관재의 하류측으로 회수하는 제2실린더;
상기 제2실린더의 일측면에 설치되고, 상기 제2실린더의 길이방향과 수직한 방향으로 복수개의 광선을 조사하는 발광부;
상기 제2실린더의 타측면에 설치되고, 상기 발광부에서 조사된 복수개의 광선을 개별적으로 감지하는 수광부; 및
상기 발광부에서 조사된 광선이 상기 수광부에서 감지되는지 여부를 통해 상기 플로트의 위치를 판단하는 제어부;를 포함하는, 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계.
청구항 1에 있어서,
상기 발광부는, 상하로 나란히 설치된 복수개의 발광소자를 포함하고,
상기 수광부는, 상하로 나란히 설치된 복수개의 수광센서를 포함하며,
상기 발광소자 및 상기 수광센서는 동일 개수 형성되어 서로 같은 높이에 설치된 대응되는 쌍의 발광소자에서 발생된 광선을 수광센서에서 감지하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계.
청구항 2에 있어서,
상기 발광부가 설치되고 상기 제2실린더의 일측면을 감싸는 제1블록, 상기 수광부가 설치되어 상기 제2실린더의 타측면을 감싸는 제2블록 및 상기 제1블록의 상단과 상기 제2블록의 상단을 연결하는 제3블록을 포함하는 하우징;을 더 포함하고,
상기 제2실린더와 대면하는 상기 제1블록의 일측면 및 상기 제2블록의 일측면은, 오목하게 형성되어 상기 제2실린더의 외주면과 맞물리도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계.
청구항 3에 있어서,
상기 제1블록에는, 상하로 나란히 상기 발광소자와 동일한 수의 발광홀이 형성되고,
상기 제2블록에는, 상하로 나란히 상기 수광센서와 동일한 수의 수광홀이 형성되며,
상기 발광부는 상기 제1블록의 타측면에 설치되고, 상기 수광부는 상기 제2블록의 타측면에 설치되어, 상기 발광소자에서 발생된 광선이 상기 발광홀을 통과하여 상기 제2실린더 및 상기 제1실린더를 투과한 후 상기 수광홀을 통과하여 상기 수광센서로 전달되는 것을 특징으로 하는, 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계.
청구항 4에 있어서,
상기 제3블록에는, 상기 발광부와 상기 수광부 사이를 전기적으로 연결하는 연결도선이 설치되고,
상기 발광부는, 상기 연결도선의 일단과 연결되는 발광부소켓을 더 포함하며,
상기 수광부는, 상기 연결도선의 타단과 연결되는 수광부소켓 및 상기 수광부센서에서 감지된 신호를 전송하는 전송모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계.
청구항 5에 있어서,
상기 수광부는, 복수개의 상기 수광센서에서 각각 광선이 감지되지 않았을 때 제1신호를 반환하고, 광선이 감지되었을 때 제2신호를 반환하며,
상기 전송모듈은, 유선 또는 무선으로 상기 제1신호 및 상기 제2신호를 상기 제어부로 전송하며,
상기 제어부는, 복수개의 상기 수광센서 중 어느 하나 또는 그 이상에서 제1신호가 반환되었을 때, 해당되는 수광센서의 높이에 상기 플로트가 위치하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계.
청구항 6에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1실린더의 직경, 상기 플로트의 형상 및 무게, 상기 관재 내부를 유동하는 유체의 종류 및 상기 수광센서의 설치 위치를 포함하는 기준 데이터를 이용하여 상기 플로트의 높이에 따른 유량을 계산하는 것을 특징으로 하는, 자동 측정 기능을 갖는 면적식 유량계.