KR930007637B1 - Pressure sensor - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도 내지 제3도 및 제5도는 이 발명의 각 실시예를 표시하는 종단면도.1 to 3 and 5 are longitudinal cross-sectional views showing respective embodiments of the present invention.
제4도는 제3도의 열감응부가 변형한 상태를 표시하는 단면도.4 is a cross-sectional view showing a state in which the heat sensitive portion of FIG. 3 is deformed.
제6도는 종래의 압력센서의 한예를 표시하는 종단면도이다.6 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional pressure sensor.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 케이스 2 : 압력검지부1 case 2 pressure detection unit
5 : 다이어프램 6 : 압력전달액5: diaphragm 6: pressure transfer liquid
7 : 압력전달실 11 : 서브다이어프램7: pressure transfer chamber 11: sub-diaphragm
12 : 압력조정실 14 : 간극부12 pressure control room 14 gap portion
15 : 링 16 : 서브스프링15: ring 16: subspring
17 : 스프링 18 : 열감응부17: spring 18: heat sensitive portion
19 : 슬라이딩부 20 : 압력전달액19: sliding part 20: pressure transfer liquid
이 발명은 압력검지부와 다이어프램간의 압력전달실에 압력전달액이 밀봉된 압력센서에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor in which a pressure transfer liquid is sealed in a pressure transfer chamber between a pressure detector and a diaphragm.
제6도는 종래 엔진의 연소실내의 압력을 검출하기 위하여 사용된 압력센서의 한예를 표시하는 종단면도이며, 1은 엔진에 부착된 케이스, 2는 케이스(1)내에 설치된 반도체스트레인 케이지(strain gauge)로 압력검지부, 3은 압력검지부(2)에 선단부가 접속된 신호선, 4는 케이스(1)를 밀폐하기 위한 플러그, 5는 케이스(1)의 하단부에 설치된 다이어프램, 66은 다이어프램(5)과 압력검지부(2)간에 형성된 압력전달실(7)내에 밀봉되고 고비등점의 실리콘오일로 된 압력전달액이다.FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing an example of a pressure sensor used to detect pressure in a combustion chamber of a conventional engine, where 1 is a case attached to the engine and 2 is a semiconductor strain gauge installed in the case 1 Furnace pressure detection unit, 3 is a signal line connected to the end of the pressure detection unit 2, 4 is a plug for sealing the case 1, 5 is a diaphragm provided in the lower end of the case 1, 66 is a diaphragm 5 and pressure It is a pressure transfer liquid made of silicon oil having a high boiling point sealed in the pressure transfer chamber 7 formed between the detection units 2.
상기와 같이 구성된 압력센서에 있어서는 연소실내의 압력상승에 의하여 다이어프램(5)이 변형하고 이 변형에 수반하여 압력전달액(6))내의 압력이 상상하며 이 상승압력을 압력검지부(2)가 검지한다.In the pressure sensor configured as described above, the diaphragm 5 deforms due to the pressure rise in the combustion chamber, and the pressure in the pressure transfer liquid 6 is imagined by the deformation, and the pressure detecting unit 2 detects this rising pressure. do.
이 검지결과에서 연소실내의 연소상태를 검지하게 되고 이 정보에 의하여 예컨대 점화플러그의 점화시기가 제어된다.From this detection result, the combustion state in the combustion chamber is detected, and for example, the ignition timing of the spark plug is controlled by this information.
상기와 같이 구성된 종래의 압력센서에서는 압력센서의 주위온도변화에 따라서 압력전달액(6)의 체적이 변동하는 동시에 압력전달액(6)의 압력이 변동되며 이 결과를 압력검지부(2)가 연소실내의 압력변동으로서 검지한다는 문제점이 있었다.In the conventional pressure sensor configured as described above, the volume of the pressure transfer liquid 6 is varied at the same time as the ambient temperature of the pressure sensor changes, and the pressure of the pressure transfer liquid 6 is changed. There was a problem of detecting as a pressure change in a room.
이 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 주위의 온도변화에 영향을 받는일 없이 정확하게 검지하는 압력센서를 얻는것을 목적을 한다.The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to obtain a pressure sensor that detects accurately without being affected by changes in ambient temperature.
이 발명의 압력센서는 케이스에 설치된 다이어프램과, 상기 케이스내에 설치되어 압력을 검지하는 압력검지부와, 이 압력검지부와 상기 다이어프램간에 형성되고 압력전달액이 밀봉된 압력전달실과, 주위온도의 변화에 수반하는 상기 압력전달액의 체적변동을 흡수하는 수단을 구비한 것이다.The pressure sensor of the present invention includes a diaphragm installed in a case, a pressure detector installed in the case for detecting pressure, a pressure transfer chamber formed between the pressure detector and the diaphragm and sealed with a pressure transfer liquid, and accompanied by a change in ambient temperature. And a means for absorbing the volume variation of the pressure transfer liquid.
이 발명에 있어서는 압력센서의 주위온도변화에 대응하여 압력전달액의 체적이 변동한 경우, 그 변동량은(1) 서브다이어프램에서 흡수되고 또 다이어프램이 급격한 압력변동을 받은 경우 그 압력변동이 서브다이어프램으로 전달되지 않고 압력검지부로 직접 전달된다.In the present invention, when the volume of the pressure transfer liquid changes in response to the change in the ambient temperature of the pressure sensor, the amount of change is (1) absorbed by the subdiaphragm and when the diaphragm receives a sudden pressure change, the pressure fluctuation becomes the subdiaphragm. Instead of being delivered, it is delivered directly to the pressure detector.
(2) 열감응부의 열변형에 수반하여 이동하는 간막이부에 의하여 체적이 변동하는 압력 조정실로 흡수된다.(2) The volume is absorbed into the pressure regulation chamber by the partitioning part which moves with thermal deformation of a heat sensitive part.
(3) 열감응부의 변형에 의하여 흡수된다.(3) Absorbed by deformation of the heat sensitive portion.
(4) 그 변동량은 작고 또 그 변동량은 케이스의 온도에 의한 체적변동에 의하여 흡수된다.(4) The fluctuation amount is small and the fluctuation amount is absorbed by the volume change caused by the temperature of the case.
다음은 이 발명의 실시예를 도면에 의하여 설명한다.Next, an embodiment of this invention will be described with reference to the drawings.
제1도는 이 발명의 제1실시예를 표시하면 제6도와 동일 또는 상당부분은 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.1 shows the first embodiment of the present invention, in which the same or corresponding parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
도면에서, 10은 케이스(1)내의 하부에 설치된 서브케이스, 11은 서브케이스(10)내에 설치된 서브다이어프램, 12는 서브다이어프램(11)의 상부공간에 형성된 압력조정실, 13은 케이스(1)에 형성되고 선단이 압력조정실(12)로 관통된 통기구멍, 14는 서브케이스(10)의 하부플랜지(10a)와 케이스(1)간에 형성된 미소한 간극부이다.In the figure, 10 is a subcase installed in the lower part of the case 1, 11 is a subdiaphragm installed in the subcase 10, 12 is a pressure adjusting chamber formed in the upper space of the subdiaphragm 11, 13 is a case 1 The vent hole 14 formed at the tip and penetrating the pressure adjusting chamber 12 is a minute gap portion formed between the lower flange 10a of the subcase 10 and the case 1.
상기와 같이 구성된 압력센서에서는 압력센서의 주위의 온도 변화에 대응하여 압력전달액(6)의 체적이 완막하게 변동한 경우, 그 변동량은 서브다이어프램(11)에서 흡수되고 압력전달실(7)내의 압력전달액(6)의 압력은 통기구멍(13)을 통하여 외기와 동일압으로 유지되므로 압력검지부(2)가 연소실내의 압력변동으로서 검지되는 일은 방지된다.In the pressure sensor configured as described above, when the volume of the pressure transfer liquid 6 completely fluctuates in response to the temperature change around the pressure sensor, the variation is absorbed by the subdiaphragm 11 and the pressure transfer chamber 7 Since the pressure of the pressure transfer liquid 6 is maintained at the same pressure as the outside air through the vent hole 13, the pressure detection unit 2 is prevented from being detected as a pressure change in the combustion chamber.
또 서브다이어프램(11)은 직전에 간극부(14)가 설치되어 있으므로 연소실내의 급격한 압력변동이 생긴 경우 그 압력변동이 서브다이어프램(11)에 전달되는 것은 간극부(14)에서 저지된다.In addition, since the gap portion 14 is provided immediately before the subdiaphragm 11, when a sudden pressure change occurs in the combustion chamber, the pressure change is transmitted to the subdiaphragm 11 to be prevented by the gap portion 14.
그러므로 연소실내의 압력은 주위온도변화에 따른 압력전달액(6)의 체적변동이나 연소실내의 급격한 압력변동으로 인한 악영향을 받는일없이 압력검지부(2)에서 정확히 감지된다.Therefore, the pressure in the combustion chamber is accurately detected by the pressure detector 2 without being adversely affected by the volume change of the pressure transfer liquid 6 or the sudden pressure change in the combustion chamber according to the change in the ambient temperature.
다음은 이 발명의 제2실시예를 도면에 의하여 설명한다.Next, a second embodiment of this invention will be described with reference to the drawings.
제2도는 이 발명의 제2실시예를 표시하는 것으로 제1도 및 제6도와 동일 또는 상당부분은 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.2 shows a second embodiment of the present invention, in which the same or corresponding parts as those in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
도면에서, 15는 서브케이스(10)의 하부에 슬라이딩자재하게 설치되고 압력조정실(12)을 형성하는 간막이부로서의 링, 16은 압력조정실(12)내에 설치되고 링(15)을 압압하는 서브스프링, 17은 압력전달실(7)에 설치된 스프링이며 열감응부인 형상기억합금으로된 스프링(17)은 압력절달액(6)의 온되변화에 의하여 변형하여 링(15)의 위치를 변동시키도록 되어 있다.In the figure, 15 is a ring as a partitioning part which is installed in the lower part of the sub-case 10 and forms the pressure regulation chamber 12, 16 is a sub-spring which is installed in the pressure regulation chamber 12 and presses the ring 15. , 17 is a spring installed in the pressure transfer chamber (7) and the spring (17) made of a shape-memory alloy, which is a heat-sensitive part, is deformed by the warming change of the pressure transfer liquid (6) to change the position of the ring (15). have.
상기와 같이 구성된 압력센서에서는 압력센서의 주위온도변화에 대응하여서 압력전달액(6)의 온도가 변동하여 체적이 변동한 경우, 압력전달액(6)의 온도변화에 대응하여서 스프링(17)이 열반형한다.In the pressure sensor configured as described above, when the temperature of the pressure transfer liquid 6 fluctuates in response to the change in the ambient temperature of the pressure sensor and the volume changes, the spring 17 responds to the temperature change of the pressure transfer liquid 6. Nirvana.
예컨대 압력전달액(6)의 온도가 상승하여 압력전달액(6)의 체적이 팽창한 경우에는 압력전달액(6)의 체적팽창한만큼 스프링(17)이 열변형으로 신장하여 링(15)을 밀어올려 압력 조정실(7)의 체적이 증대하여, 따라서 열전달액 (6)의 온도상승 전후에 있어서 압력전달실(7)내의 압력은 같게된다.For example, when the temperature of the pressure transfer liquid 6 rises and the volume of the pressure transfer liquid 6 expands, the spring 17 expands in thermal deformation as much as the volume of the pressure transfer liquid 6 expands, so that the ring 15 is opened. The volume of the pressure adjusting chamber 7 is pushed up, so that the pressure in the pressure transfer chamber 7 becomes equal before and after the temperature rise of the heat transfer liquid 6.
즉 압력센서는 주위온도변화에 대응하여서 압력전달액(6)의 체적이 변동한 경우에도 압력검지부(2)가 압력변동을 검지하는 일은 없다.That is, the pressure sensor does not detect the pressure change even when the volume of the pressure transfer liquid 6 changes in response to the change in the ambient temperature.
또 열감응부로서 형상기억합금으로 된 스프링(17)에 대하여 설명하였으나 이 스프링 (17)이 가역성이 있는 것이라면 서브스프링 (16)은 불필요하다.Moreover, although the spring 17 which consists of shape memory alloy as a heat sensitive part was demonstrated, if this spring 17 is reversible, the subspring 16 is unnecessary.
또 압력조정실(12)이 진공인 경우에는 통기구멍 (13)도 불필요하다.In addition, when the pressure adjusting chamber 12 is vacuum, the vent hole 13 is also unnecessary.
또한 상기 실시예에서는 스프링(17)은 압력전달액(6)의 온도변화에 의한 체적변화를 완전히 흡수하고 온도변화에 대하여 압력전달액(6)의 압력이 일정하게 유지된 경우에 관하여 설명하였으나 압력전달액(6)의 온도변환에 의한 체적변화가 부분적으로 밖에 흡수되지 않으며, 그 결과 압력전달액(6)에 다소 압력변동이 생기는 경우도 있음은 물론이다.In addition, in the above embodiment, the spring 17 completely absorbs the volume change caused by the temperature change of the pressure transfer liquid 6 and has been described in the case where the pressure of the pressure transfer liquid 6 is kept constant with respect to the temperature change. The volume change due to the temperature change of the transfer liquid 6 is only partially absorbed, and as a result, the pressure transfer liquid 6 may have some pressure fluctuations.
다음은 이 발명의 제3실시예를 도면에 의하여 설명한다.Next, a third embodiment of this invention will be described with reference to the drawings.
제3도는 이 발명의 제3실시예를 표시하면 제1도 및 제6와 동일 또는 상당부분은 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.3 shows the third embodiment of the present invention, the same or equivalent parts as those in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
도면에서, 18은 케이스(1)내에 설치된 압력전달실(7)과 구획하여 압력조정실(12)을 헝성하는 열감응부이며 형상기억합금으로 된 열감응부(18)는 압력전달액(6)의 온도변화에 의하여 변동하는 체적변화에 맞추어서 변형하도록 되어있다.In the figure, 18 denotes a heat sensitive portion for partitioning the pressure transfer chamber 7 installed in the case 1 to form the pressure adjusting chamber 12, and a heat sensitive portion 18 made of a shape memory alloy is a pressure transfer liquid 6. It is designed to deform in accordance with the volume change which changes due to the temperature change.
상기와 같이 구성된 압력센서에 있어서는 압력센서의 주위온도 변화에 대응하여 압력전달액(6)의 체적이 변동한 경우, 그 변동량에 대응하여서 열감응부(18)가 변형한다.In the pressure sensor configured as described above, when the volume of the pressure transfer liquid 6 changes in response to the change in the ambient temperature of the pressure sensor, the heat sensitive portion 18 deforms in response to the change amount.
예를 들면, 압력전달액(6)의 온도가 상승하여 압력전달액(6)의 체적이 팽창한 경우에는 열감응부(18)는 제4도에 표시한 바와 같이 압력조정실(12)내로 돌출변형하므로 열전달액(6)의 온도상승 전후의 압력전살실(7)내 압력이 같으며 따라서 압력센서의 주위 온도변화에 대응하여서 압력전달액(6)의 체적이 변동한 경우에도 압력검지부(2)가 압력번동을 검지하는 일은 없다.For example, when the temperature of the pressure transfer liquid 6 rises and the volume of the pressure transfer liquid 6 expands, the heat sensitive portion 18 protrudes into the pressure adjusting chamber 12 as shown in FIG. Since the pressure deforms in the pressure preheating chamber 7 before and after the temperature rise of the heat transfer liquid 6, the pressure detector 2 is changed even when the volume of the pressure transfer liquid 6 is changed in response to the change in the ambient temperature of the pressure sensor. ) Does not detect pressure fluctuations.
또 열강응부(18)로서 형상기억합금으로 된것에 대하여 설명하였으나 압력전달액(6)의 온도변화에 의한 체적변화를 흡수하도록 변형하는 것이면 이에 한정되지 않는다.In addition, the heat-resisting portion 18 has been described as a shape memory alloy, but is not limited thereto so long as it deforms to absorb the volume change caused by the temperature change of the pressure transfer liquid 6.
또, 상기 실시예에서는 열감응부(18)는 압력전달액(6)의 온도변화에 의한 체적변화를 완전히 흡수되고 온도변화에 대하여 압력전달액(6)의 압력이 일정하게 유지된 경우에 관하여 설명하였으나 압력전달액(6)의 온도변화에 의한 체적변화에 부분적으로 밖에는 흡수되지 않으며 그 결과 압력전달액(6)에 다소의 압력변동이 생기는 경우도 있을 수 있음은 물론이다.In addition, in the above embodiment, the heat sensitive portion 18 completely absorbs the volume change caused by the temperature change of the pressure transfer liquid 6 and the pressure of the pressure transfer liquid 6 is kept constant with respect to the temperature change. Although described, it is only partially absorbed by the volume change caused by the temperature change of the pressure transfer liquid 6, and as a result, some pressure fluctuations may occur in the pressure transfer liquid 6 as a matter of course.
다음은 이 발명의 제4실시예를 도면에 의하여 설명한다.Next, a fourth embodiment of this invention will be described with reference to the drawings.
제5도는 이 발명의 제4실시예를 표시한 것으로 제6도와 동일 또는 상당부분은 동일부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.5 shows a fourth embodiment of the present invention, in which the same or corresponding parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
도면에서, 19는 압력전달실(7)에 슬라딩자재하게 설치된 열팽창계수가 작은 슬라이딩부, 20은 슬라이딩부(19)와 압력검지부(2)간에 밀봉된 고비등점의 실리콘오일로된 압력전달액이다.In the figure, 19 is a sliding portion having a small coefficient of thermal expansion installed in the pressure transfer chamber 7 in a sliding manner, and 20 is a pressure transfer liquid made of high boiling point silicon oil sealed between the sliding portion 19 and the pressure detecting portion 2. to be.
상기와 같이 구성된 압력센서에 있어서는 종래의 압력전달액(6)의 용량과 비교하여 이 실시예에서의 압력전달액(20)의 용량은 극단적으로 작게 되어 있으므로 예를 들어 압력센서의 주위온도 상승에 대응하여 압력전달액(20)의 체적은 팽창하지만 그 팽창량은 종래의 압력전달액(6)과 비교하여 극단적으로 작다.In the pressure sensor configured as described above, the capacity of the pressure transfer liquid 20 in this embodiment is extremely small compared to the capacity of the conventional pressure transfer liquid 6, so that, for example, the pressure sensor increases in ambient temperature. Correspondingly, although the volume of the pressure transfer liquid 20 expands, the amount of expansion thereof is extremely small compared with the conventional pressure transfer liquid 6.
또 압력전달액(20)의 팽창에 수반하여 압력전달액(20)보다도 열팽창계수의 작은 케이스(1)도 열팽창하기 때문에 압력전달액(20)이 온도사승에 의하여 체적팽창한 경우에도 그 팽창량은 케이스(1)의 열팽창이 흡수되는 결과 압력전달액(20)은 압력상승하지 않으며, 압력센서의 주위온도 상승으로 압력검지부(2)가 연소실내의 압력상승으로서 검지하는 일은 반지된다.In addition, since the case 1 having a smaller coefficient of thermal expansion than the pressure transfer liquid 20 also expands with the expansion of the pressure transfer liquid 20, the amount of expansion even when the pressure transfer liquid 20 expands in volume due to temperature rise. As a result of the thermal expansion of the silver case 1 being absorbed, the pressure transfer liquid 20 does not rise in pressure, and the detection of the pressure detection unit 2 as a rise in pressure in the combustion chamber by the rise in the ambient temperature of the pressure sensor is prohibited.
또 압력전달액(20)을 다이어프램 (5)과 슬라이딩 (19)간에 밀봉하여도 된다.In addition, the pressure transfer liquid 20 may be sealed between the diaphragm 5 and the sliding 19.
그리고 이 발명의 상기 각 실시예에서는 엔진의 연소실내의 압력을 검지하기 위한 압력센서에 대하여 설명하였으나 이 발명의 압력센서는 기타에도 적용할 수 있음은 물론이다.In the above embodiments of the present invention, the pressure sensor for detecting the pressure in the combustion chamber of the engine has been described, but the pressure sensor of the present invention can be applied to other things.
또 상기 실시예에서는 압력검지부로서 반도체스트레인게이지를 사용한 경우를 설명하였으나 그외에도 예를 들면 압전소자를 사용하여도 된다.In the above embodiment, the case where the semiconductor strain gauge is used as the pressure detection unit has been described, but for example, a piezoelectric element may be used.
또한 압력전달액(6)으로서 실리콘오일을 사용하였으나 고비등점의 다른 액체라도 된다.In addition, although silicon oil was used as the pressure transfer liquid 6, another liquid having a high boiling point may be used.
이상 설명한 바와 같이 이 발명의 압력센서에 의하면 주위온도변화에 대응하여서 압력전달액의 체적이 변동한 경우, (1) 그 변동량은 서브다이어프램에서 흡수되고 또 다이어프램이 급격한 압력 변동을 받는 경우 그 압력변동이 서브다이어프램에 흡수되는 일 없이 압력검지부에 전달되고, (2) 또는 그 변동량은 열감응부의 열변형에 수반하여 이동하는 간막이부에 의하여 체적이 변동하는 압력조정실의에서 흡수되고, (3) 또한 그 변동량은 열감응부에서 흡수되며, (4) 그리고 또한 그 변동량은 작고 또 그 변동랑은 케이스의 체적변동으로 흡수되므로서 압력전달액에는 압력변동이 생기지 않는등의 구성에 의하여 주의 온도변화에 의한 영향을 받는 일 없이 정확하게 압력을 검지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the pressure sensor of the present invention, when the volume of the pressure transfer liquid changes in response to the change in the ambient temperature, (1) the change in pressure is absorbed by the subdiaphragm and the diaphragm receives a sudden pressure change. (2) or the amount of fluctuation is absorbed in the pressure regulating chamber in which the volume is changed by the partitioning part moving along with the thermal deformation of the heat sensitive part, and (3) The fluctuation amount is absorbed by the heat-sensitive section, and the fluctuation amount is small and the fluctuation amount is absorbed by the volume change of the case, so that the pressure transfer liquid does not generate pressure fluctuations. There is an effect that can accurately detect the pressure without being affected by.
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1990
- 1990-12-10 KR KR1019900020249A patent/KR930007637B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013100546A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 주식회사 포스코 | Sensor device and cooling system performance evaluation apparatus comprising same |
| KR101406397B1 (en) * | 2012-10-24 | 2014-06-13 | 주식회사 포스코 | Sensor Device and Apparatus for Qualitatively Estimating of Cooling Machine for Hot Plate having The Same |
| KR101449179B1 (en) * | 2012-12-20 | 2014-10-08 | 주식회사 포스코 | Sensor Device and Apparatus for Qualitatively Estimating of Cooling Machine for Hot Plate having The Same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| KR920012895A (en) | 1992-07-28 |
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