KR890004755Y1 - 스트레인 게이지를 이용한 수면 검출기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스트레인 게이지를 이용한 수면 검출기

제1도는 본 고안의 구조를 보인 사시도.

제2도는 본 고안의 단면도.

제3도는 본 고안의 사용상태를 보인 예시도.

제4도는 제3도의 증폭기 회로의 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기체 2 : 다이아프람

3 : 수압 감지편 4 : 지지판

5, 5', 5", 5"' : 스트레인 게이지 6 : 공기도관

7 : 리이드 선

본 고안은 속이 빈 원통체로 된 기체의 한쪽 단부에는 수압을 감지하는 다이아프람을 장착하고 기체 내부에는 수압감지편을 다이아프람의 중앙 내면에 직각으로 연접되게 형성하여 부릿치형으로 결선된 4개의 스트레인 게이지를 수압감지편의 양면에 부착하며 기체의 다른쪽 단부에 대기압이 미칠 수 있는 공기도관 및 스트레인 게이지의 리이드선을 유도되게 형성하여 수압에 의하여 다이아프람과 수압감지편의 변형에 따라 변화는 스트레인 게이지의 저항값으로 수압을 측정하여서 측정된 수압에 의하여 수면의 높이를 정확하게 검출할 수 있게 한 스트레인 게이지를 이용한 수면 검출기에 관한 것이다.

종래 각종 산업체의 대형 물탱크의 수면을 검출하는데는 주로 물에 뜨는 뜨개를 검출 수면에 설치하여 수면변동에 따라 오르고 나리는 뜨개의 높이를 기계적 전기적으로 측정하여 수면을 검출하였으나 구조가 복잡할뿐아니라 가동 (可動) 부분이 고장을 이르키면 전혀 수면을 감지할 수 없고 또한 수면 검출의 값에 대한 오차가 커서 정확한 수면의 검출이 어렵고 사용이 불편한 문제점이 있었다.

본 고안의 종래의 물탱크의 수면을 감지하는 검출기와는 달리 물의 1m 깊이마다 0.1㎏/㎠식 수압이 비례적으로 증가하는 점을 착안하고 스트레인 (strain)현상에 따라 정항값이 변하는 통상의 스트레인 게이지를 이용하여 수압을 측정하므로서 수압의 높이를 검출할 수 있게 한 것으로 즉, 속이 빈 원통형으로 된 기체의 한 단부에는 수압을 감지하는 얇은 다이아프람을 장착하고 기체의 내부에는 수압 감지편을 다이아프람의 중앙 내면에 직각으로 연접되게 형성하여 다이아프람의 변형을 확대적으로 나타낼 수 있게 하며 수압 감지편의 상하 양면에는 이른바 호스톤 부릿치형으로 결선된 4개의 스트레인 게이지를 대칭적으로 부착하고 기체의 다른쪽 단부에는 대기압이 기체 내부로 미칠 수 있게 하는 공기도관 및 스트레인 게이지의 리이드선을 유도하여서 수면 검출기를 구성한 다음 스트레인 게이지의 리이드선은 공지의 전자지시기의 증폭 회로의 입력 단자에 결선하고 공기도관은 기체 내부에 대기압이 미칠 수 있는 조건으로 물밖으로 유도하여 검출기를 임의의 측정코저 하는 물탱크의 저면에 넣으면 수압에 의하여 기체에 장착된 다이아프람이 변형되면서 수압 감지편에 전달되어 확대적으로 수압 감지편이 변형되고 이 수압 감지편의 변형에 따른 스트레인 게이지의 저항값을 가산적으로 검촐하되 수온변화에 의한 스트레인 게이지의 저항값의 번화분은 부릿치형의 결선에 의하여 대칭적으로 상쇄돼어 수온의 변화에 관계없이 수압만을 정확하게 측정하게 되고 측정된 수압을 수면높이로 환산 지지하여서 즉석에서 정확하게 수면의 높이를 알 수 있는 동시 전자적으로 수압을 측정하여 수면의 높이를 계산적으로 검출하는 것이므로 구조가 간단하면서 이른바 가동부분이 없으므로 고장이 일어날 우려가 거의 없이 종래 뜨개로 된 수면 검출기에 비하여 보다 안전하고 편리하게 사용할 수 있게 안출한 것으로 이를 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

속이 빈 원통형으로 된 기체 (1)의 한쪽 단부에 극히 얇은 탄성질의 다이아프람 (2)을 장착하고 기체 (1)의 내부에는 얇은 탄성질의 수압 감지편 (3)의 한쪽 단부 (3')를 다이아프람 (2)의 중앙 내면에 직각으로 결접하며 수압 감지편 (3)의 다른쪽 단부 (3")를 기체 (1) 내부에 형성된 지지판 (4)에 결접하여 다이아프람 (2)의 변형에 따라 수압 감지편 (3)이 확대적으로 변형될 수 있게 하고 이른바 호스톤 부릿치형으로 결선된 4개의 동일 스트레인 (5) (5') (5") (5"')를 대칭적으로 수압 감지편 (3)의 상하 양면에 부착 수압 감지편의 변형에 따라 각 스트레인 게이지의 저항값을 가산적으로 측정할 수 있게 하며 기체 (1)의 다른쪽 단부에는 기체 내부에 대기압력이 미칠 수 있게 하는 공기도관 (6) 및 각 스트레인 게이지에 연결된 리이드선 (7)을 임의 길이로 유도하여 수면검출기 (1a)를 구성하여서 된 것이다.

도면중 미설명부호 8은 물탱크, 9는 전자지시기 (9')가 형성된 증폭기, F는 증폭회고, FT는 트렌지스터, VK₁, VR₃는 가변저항 R는 저항이다.

이와 같이 된 본 고안은 제3와 같이 스트레인 게이지의 리이드선 (7)은 증폭기 (9)의 입력 단자에 결선하고 공기도관 (6)은 수면 밖으로 유도하여 기체 (1)의 내부에 대기압이 미칠 수 있는 조건으로 한 다음 임의의 수면 (WL)을 측정코저하는 물탱크 (8)의 저면에 검출기 (1)를 침하되게 넣으면 제2도에 점선으로 표시한 바와 같이 대기압과 수압이 양면에서 대치한 다이아프람 (2)이 수압에 의하여 대기압을 이기고 기체 (1)의 안쪽으로 만곡되게 변형되며 이 변형은 수압 감지편 (3)에 전달되어서 수압 감지편 (3)의 양단부 (3') (3")는 지지편 (4)과 변형된 다이아프람 (3)의 중앙 내면의 위치간의 거리만큼 좁게 되면서 다이아프람 (2)의 변형에 따라 확대적으로 변형되며 따라서 수압 감지편 (3)의 변형에 의한 각 스트레인 게이지 (5) (5') (5") (5"')의 변화된 저항값을 가산적으로 검출하되 이때 부릿치 연결에 따라 수온의 변화에 의하여 각 스트레인 게이지의 저항의 변화분은 대칭적으로 상쇄됨으로 수은의 변화에 관계없이 결과적으로 수압에 대한 저항값만을 검출하게 되고 검출된 저항값은 제4도에 표시된 바와 같이 증폭회로 (F)에 의하여 증폭된 다음 트렌지스터 (FT)을 통하여 게이지 (9')에 나타나며 이 게이지의 눈금은 미리 수압과 저항값의 상관에 의하여 수면의 높이로 환산 지시할 수 있게 표시하여 즉석에서 수면의 높이로 읽을 수 있게 하거나 적당한 디지탈 표시기에 의하여 숫자로 표시하는 것으로 수압감지용 다이아프람이 장착된 기체의 내부에 수압 감지편을 다이아프람의 중앙 내면에 직각으로 연접되게 형성하여 수압 감지편에 부릿치형으로 결선된 4개의 스트레인 게이지를 대칭적으로 부착하고 기체의 다른쪽 단부에 공기도관을 관접하여 대기압이 기체 내부에 미칠 수 있게 공기도관을 관접하여 수면 검출기를 구성하였기 때문에 수압에 따른 다이아프람의 변형을 수압 감지편에 의하여 확대적으로 변형하게 되어 작은 수압 변동에도 감지할 수 있는 폭이 그만큼 크게 되는 동시 4개의 스트레인 게이지의 저항값을 가산적으로 검출하게 됨으로 보다 예민하게 수위를 측정할 수 있고 또한 전자적으로 수압을 측정하여 수위를 검출하는 것이므로 구조가 간단하고 가동 부분이 없어 고장의 우려가 거의 없이 종래 뜨개 방식에 비하여 안전하고 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 속이 빈 원통형의 기체 (1)의 한쪽 단부에 수압 감지용 다이아프람 (2)을 장착하고 기체 내부에는 수위감지편 (3)을 다이아프람의 중앙 내면에 직각으로 연접되게 지지판 (4)에 형성하여 호스통 부릿치형으로 결선된 4개의 스트레인 게이지 (5) (5') (5") (5"')를 수위 감지편 (3)의 양면에 대칭적으로 부착하며 기체 (1)의 다른쪽 단부에는 공기도관 (6)과 리이드선 (7)이 유도되게 형성하여서 된 수위 감지 검출기.