KR930001161Y1 - 감열식 유량센서 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

감열식 유량센서

제1도(a)는 본 고안의 한 실시예에 의한 감열식 유량센서의 감열저항체의 배치상태를나타내는 사시도.

제1도(b)는 동상 감열저항체의 유량으 흐름방향에 대한 배치상태를 나타내는 설명도.

제2도는 종래의 감열식 유량센서의 모식(模式) 구성도.

제3도는 종래의 감열식 유량센서의 감열저항체가, 유체흐름방향에 대해 배치된 상태를 나타내는 설명도.

제4(a)및 제5도는 감열저항체의, 공기흐름방향에 대해 배치된 각도를 변화시킨 경우, 실험결과의 검출 특성도.

제4(b)는 제4(a)및 제5도의 실험결과를 얻기위한 감열저항체의 배치상태 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 기부(基部)

7a : 박판기판 70b : 감열저항부

8 : 지지부재 R_H: 감열저항체

본 고안은 감열저항체를 사용하여 유체의 유량을 검출하는 감열식 유량센서에 관한 것이다.

유체 중에 배치된 감열저항체를 포함하는 브리지회로의 열평형상태로 부터 유량을 검출하는 방식이, 예로서 일본국 실개소 61-108930호 공보에 개시되어 있고, 이에 따라 유량센서가 종래로 사용되고 있으나, 세라믹기판 위에 백금의 박막저항체를 형성한 감열저항체를 가열저항체로 하는 종래의 공기유량센서에 대해 도면에 따라 설명한다.

제2도는 종래의 감열식 유량센서의 감열저항체의 배치를 나타내는 모식구성도이고, 이 제2도에 있어서, 1은 유량의 주통로가 되는 하우징이고, 이 하우징(1)내의 소정의 위치에 기부(2)가 배치되어 있다.

이 기부(2)에 감열저항체(R_H)와 공기온(空氣溫)센서(R_C)가 배치되어 있다.

감열저항체(R_H)와 저항(R₁), 공기온센서(R_C)와 저항(R₂)가 각각 직렬로 접속되고, 이 들이 브리지회로를 구성하고 있다.

감열저항체(R_H)는 제3도에 나타나 있는 바와 같이 구성되어 있고, 박판기판(7a)의 한쪽 평면 상에 감열저항부(7b)가 형성되어 있으며, 유체(공기)의 흐름방향(6)에 평행으로 박판기판(7a)가 배치되어 있다.

이는 공기 중의 먼지가 퇴적함에 따라 특성변화가 일어나는 것을 방지하기 위한 것이다.

또, 제2도는 제어회로(10)은 이하와 같이 구성되어 있고, 브리지회로의 감열저항체(R_H)와 공기온센서(R_C)의 접속점(a)는 트랜지스터(4)의 에미터에 접속되어 있다.

또, 감열저항체(R_H)와 저항(R₁)과의 접속점(b), 공기온센서(R_H)와 저(R₂)와의 접속접(f)는 각각 차동증폭기(3)의 입력단에 접속되어 있다.

이 차동증폭기(3)의 출력은 트랜지스터(4)의 베이스에 가해지도록 되어 있다.

트렌지스터(4)의 콜렉터는 직류전원(5)의 플러스극에 접속되고, 그 마이너스극은 접지되어 있다.

다음에는, 동작에 대해 설명한다.

감열식 유량센서의 동작은 다 아는 내용이므로 상세한 설명을 생략하나, 접속점(b), (f)의 전압이 같이 된 경우에, 브리지회로는 평형상태를 이루고, 이때 감열저항체(R_H)에는 공기의 유량에 대응한 전류(IH)가 흐르고, b점의 전암(V₀)는 I_H×R₁으로 표시되며, 이 전압(V₀)이 유량신호로서 사용된다.

또, 감열저항체(R_H)는 제3도에 나타나 있는 바와 같이 공기가 흐르는 방향(6)에 대해 평행으로 배치되어 있으므로 공기 중에 혼입된 먼지는 감열저항체(R_H)의 박판기판(7a)의 상류측 두께면의 부분(11)에만 퇴적하여, 먼지퇴적에 의한 감열저항체(R_H)의 감열특성의 변화는 미소하여 무시할 수 있다.

종래의 감열식 유량센서는 이상과 같이 구성되어 있고, 감열저항체(R_H)의 배치는 제3도에 나타나 있는 바와같이, 공기흐름방향(6)에 평행으로 배치되어 있으므로, 감열저항체(R_H)를 공기의 유량센서로서 배치할 경우의 공기흐름방향(6)에 대해 평행한 각도가 조금이라도 틀어지면 바람을 받는 면적의 변환율이 크기 때문에 작은 배치각도의 변화에 대해서도 검출오차가 크게되는 문제점이 있었다.

제4도(a)및 제5도는 제4도(b)에 나타나 있는 바와 같이, 감열저항체(R_H)가 공기흐름방향(6)에 대해 이루는 배치각도(θ)가 변화할 경우, θ=0도인 경우의 특성을 기준으로 한 검출특성의 변화를 실험에 의해 얻어진 특성예로서 나타낸 것이다.

제4도(a)는 유량특성의 변동(기준치에 대해 벗어난 정도)을 나타내고, 제5도는 제4도(a)에 나타난 유량(a), (b)및 (c)에 대해 검출출력의 배치각도(θ)를 변화시킨 경우의 변화특성을 나타내고, 배치각도가 0도인 경우를 기준으로 하고 작은 배치각도의 변동에 의해 검출특성이 크게 변화하는 것을 나타내고 있다.

예를들면, 유량 C에 있어서 배치각도 θ가 5도 변화하면, 검출특성의 변화는 약 +13% 변화한다.

또, 배치각도 θ가 큰 값으로 되면 배치각도의 변동에 따른 검출특성의 변화가 작게 된다는 것을 나타낸다.

예를 들면 유량 C에 있어서, 배치각도가 30도인 경우 30도를 기준으로 하고 5도 변화하여도 검출특성은 변화하지 않는다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소시키기 위해 이루어진 것으로, 조립시에 감열저항체의 유체의 흐름방향에 대한 배치각도 및 검출특성의 오차 변동을 없앨 수 있으며, 공기 중의 먼지의 퇴적에 의한 특성변화를 무시할 수 있고, 장시간에 걸쳐서 안정된 유량검출이 가능한 감열식 유량센서를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 고안에 관한 감열식 유량센서는, 유체의 유선방향에 대해 미리 소정의 각도를 이루어 설치함과 아울러, 감열저하부를 박판기판의 흐름하류측의 면에 설치한 감열저항체를 갖추고 있는 것이다.

본 고안에 있어서의 감열저항체는 유체의 유선에 대해 미리 각도를 이루어 설치되고 있으므로, 설치각도의 틀어짐에 의해 특성의 변화에 대한 영향을 작게하고, 또 감열저항부를 유체하류측의 면에 설치하고 있으므로, 공기 중에 혼입한 먼지가 감열저항부에 직접 퇴적하는 것을 억제하고, 먼지퇴적에 의한 검출특성의 변화를 억제하도록 작용하고 있다.

이하 본 고안의 감열식 유량센서의 실시예를 도면과 같이 설명한다.

제1도(a)는 그 한 실시예에 있어서의 감열저항체의 유체 중에서의 배치상태를 나타내는 사시도이고, 평판상의 감열저항체(R_H)를 기부(2)에 도전성지지부재(8)을 사이에 거치게 하여 유체의 흐름방향(6)에 대해, 배치각도(θ)가 제5도에 나타나 있는 실험결과로부터 배치각도의 변화의 영향이 작은 20도 이상으로 초기설정되어있다.

또, 제1도(b)에 나타나 있는 바와 같이, 감열저항체(R_H)의 감열저항부(7b)는 유체의 흐름방향(6)의 하류측, 즉 박판기판(7a)의 하면측에 설치되어 있다.

기타의 구성은 제1도와 같다.

이와같이 구성함으로써, 예를 들면 감열저항체(R_H)의 조립시, 조립각도오차가 발생해도 제5도에 나타나 있는 바와 같이 초기설정각도가 0도인 경우에 비해 검출특성의 각도의 미소한 오차 변동에 의한 영향이 작아지고, 정밀도 높은 감열식 유량센서를 얻을 수 있다.

또, 배채각도(θ)는 클수록 바람직한 것이나, 60도 이상되면 공기 중의 먼지가 박판기판(7a)의 흐름의 상류측면에 퇴적하기 쉽고 배치각도(θ)를 60도 이하로 설정함으로써, 공기 중의 먼지는 제1도(b)에 나타나 있는 유선(9)에 따라 흘려보내고, 먼지의 부착이 미량으로 된다.

또, 만일, 미량의 먼지가 퇴적해도 감열저항부(7b)의 표면에는 직접 부착하는 일 없고, 먼지퇴적에 의한 검출특성의 변화는 무시할 수 있는 범위가 된다.

이상과 같이, 본 고안에 다르면 감열저항체를 유체의 흐름방향에 대해 20도∼60도의 범위 내에서 각도를 이루어 배치하도록 구성하였으므로, 조립시 등 부착각도의 오차변동에 따른 검출특성의 변동을 작게 할 수 있다.

또, 검열저항부를 박판기판의 유체흐름하류측의 면에 배치하고 있으므로, 공기 중의 먼지퇴적에 의한 특성변화도 무시할 수 있는 수준으로 저감되고, 검출특성의 오차변동이 작고, 장기간에 걸쳐서 유량검출을 안정적으로 행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 유체통로 중에 배치된 박판기판(7a)에 평판상으로 되고 온도에 따라 저항치가 변화하는 감열저항부(7b)를 갖는 감열저항체(R_H)와 복수의 저항(R₁), (R₂)로 구성된 브리지회로와, 상기 감열저항체(R_H)에 대한 통전전류를 제어하여 상기 브리지회로가 소정의 평형상태를 이루도록 제어함과 아울러, 이 평형상태에서 상기 유체유량을 검출하는 제어회로를 갖춘 감열식 유량센서에 있어서, 상기 감열저항체(R_H)를 상기 유체의 흐름방향(6)에 대해 20도∼60도의 배치각도를 이루어 배치함과 함께, 상기 감열저항부(7b)를 상기 박판기판(7a)의 상기 유체흐름방향(6)의 하류측의 면에 설치한 것을 특징으로 하는 감열식 유량센서.