KR0141559B1 - 압력센서장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압력센서 장치에 있어서, 유로내에 유체를 잔류시키지 않고 구성을 간결화하여 비용절감을 꾀하고 다이아프램을 안정하게 작동시키기 위한 압력센서장치로서, 센서지지체(21)이 유로(22)내의 평탄면(25)와, 센서지지체(21)의 외면으로 부터 그 평탄면(25)를 향해 형성된 센서용 구멍(23)을 가진다. 평탄면(25)와 일치하며 두께가 균일한 다이아프램(24)내에 유체를 잔류시키는 것 같은 유해한 오목부가 없기 때문에 퍼지를 요하는 유체의 배관계에 해당 압력센서장치를 접속하여 이용할때에 유체의 순도, 청정도를 저하시키는 일이 없다. 유로(22)내를 통과하는 유체가 원활한 유동성을 나타낸다. 다이아프램(24)가 센서지지체(21)과 일체이므로 다이아프램(24)의 설치, 싱일링처리가 필요하지 않다.

Description

압력센서장치

제1도는 본 발명에 의한 압력센서장치의 일실시예를 도시한 종단 측면도.

제2도는 본 발명에 의한 압력센서장치의 일실시예를 도시한 종단 정면도.

제3도는 본 발명에 의한 압력센서장치의 다른 실시예를 도시한 종단 정면도.

제4도는 종래의 압력센서장치를 그 사용예와 함께 개략적으로 도시한 설명도.

제5도는 종래의 압력센서장치를 나타낸 종단정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 센서지체22 : 유로

23 : 센서용 구멍24 : 다이아프램

25 : 평탄면31 : 압력센서

32 : 검지소자

본 발명은 유체의 배관계(配管系)에 설치되어 이용되는 압력센서장치의 개량에 관한 것이다.

압력제어, 유량제어등에 이용되는 압력센서로서 다이아프램과 변형 저항소자 또는 정전용량변화를 조합한 것이 주류를 이루고 있다. 이런 종류의 것이 널리 채용되고 있는 이유는 소형이며 기계구조가 간단하며 게다가 움직이는 부분이 작기 때문이다.

주지된 바와같이 반도체의 기술분야에 있어서는 소지, 디바이스등을 제작하는 경우에 이에 적합한 분위기가 형성되지만 이와같은 경우도 분위기가스, 퍼지(purge)가스를 공급하기 위한 배관계에 압력센서가 개재된다.

제4도, 제5도는 상술한 배관계에 압력센서가 장치된 예를 나타내고 있다. 제4도에 있어서, 가스공급원(1)과 가스소비설비(2)는 일차측 가스공급로(3) 및 이차측 가스공급로(4)와, 이들의 접속부간에 개재된 센서지지체(5)를 통해 상호접속되어 있다.

센서지지체(5)는 제5도를 참조하면 명백하듯이 원형단면의 유로(6)와 원형단면의 센서용 구멍(7)이 서로 교차하고 있고 그 교차개소에 얇은 다이아프램(8)이 개재되어 있고, 캡형의 케이싱(9)이 센서용 구멍(7)의 단부에 설치되어 있다.

제4도에 있어서, 변형게이지를 주체로 한 압력센서(11)는 센서지지체(5)의 센서용구멍(7)에 장착되어 있는데, 이 상태가 제5도에 도시되어 있다.

또한, 압력센서(11)에는 증폭부, 표시부등을 포함하는 지시계기(12)가 제4도와 같이 설치된다.

여기서, 가스공급원(1), 일차측 가스공급로(3), 센서지지체(5), 이차측 가스공급로(4), 가스소비설비(2)와 같이 소정의 가스가 흐를때 다이아프램(8)은 그 가스압을 받아 변형한다.

이때, 센서지지체(5)에 설치된 압력센서(11)가 다이아프램(8)의 변형을 검지하고, 그 변형검지량에 대응한 가스압을 지시계가(12)에 표시하므로 배관계의 가스압이 소정 레벨에 있는지 아닌지를 체크할 수 있다.

상술한 압렵센서장치의 경우는 센서지지체(5)에 기인한 다음의 과제가 남아 있다.

[과제 1]

유로(6)의 내면이 원곡면이면, 다이아프램(8)의 저면이 평탄면이기때문에 유로(6)내의 일부에 제5도와 같이 오목한요부(10)가 생기고 여기에 가스가 잔류한다. 이와같은 잔류가스는 반도체의 기술분야에 있어서 소자, 디바이스등을 제작하는 경우에 배관계를 통과하는 분위기가스의 순도, 청정도를 저하시켜 제품의 치명적인 결함을 야기한다.

[과제 2]

유로(6)의 단면이 원형이기 때문에 평탄한 저면을 갖는 다이아프램(8)을 센서지지체(5)와 일체로 형성하는 것이 곤란하다. 따라서, 다이아프램(8)을 센서지지체(5)와 별개로 형성하고, 이것을 센서지지체(5)에 설치하지 않을 수 없지만, 이렇게 한 경우는 압력센서장치의 가공, 조립, 시일링 처리등에 많은 수고를 요하며, 압력센서장치의 비용상승을 피할 수 없다.

[과제 3]

유로(6)내의 중요개소(다이아프램(8)의 저면측)에 오목한요부(10)가 있고, 이 요부(10)가 원활한 가스의 유동성을 저해하므로 다이아프램(8)이 안정되게 동작하기 어렵고 검지압력에 오차를 수반하기 쉽다.

이러한 압력센서장치는 부식성유체(기체 또는 액체)의 배관계, 응고성액체의 배관계등에 장치되는 경우에 있어서도 공통적인 과제이다.

본 발명은 이와같은 기술적 과제를 해결하기 위한것으로써 압력센서장치의 유로내에 유체를 잔류시키지 않으며 다이아프램을 포함한 구성을 간결화하여 압력센서장치의 비용절감을 도모하는 것과, 압력센서장치의 다이아프램을 안정하게 동작시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 소기의 목적을 달성하기 위하여 내부가 유로에 의해 개통되어 있는 센서지지체와, 센서지지체에 장착되는 압력센서를 구비한 압력센서장치에 있어서, 센서지지체가 유로내면의 적어도 일부에 그 유로방향을 따라서 평탄면을 가지면서 센서지지체의 외면으로 부터 그 평탄면을 향하여 형성된 센서용 구멍을 가지고 있는 것과, 이들 유로평탄면과 센서용 구멍저면의 사이에 내면이 유로의 평탄면과 일치하여 두께가 균일한 다이아프램이 개재되어 있는 것과, 압력센서가 센서지지체의 센서용 구멍에 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서 센서지지체의 유로는 평탄면을 갖는 단면이 다각형 또는 평탄면을 갖는 단면이 원호형으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 압력센서장치는 유체의 배관계에 접속하여 이용한다. 이렇게한 경우는 센서지지체의 유로내부가 여기를 통과하는 유체의 압력을 받으므로 그 유체압에 따른 변형이 다이아프램에 발생하고, 또한 다이아프램의 변형이 센서지지체의 센서용 구멍에 장착된 압력센서에 의해 검지되므로 배관계의 압력을 검지할 수 있다.

본 발명에 의한 압력센서장치의 경우는 다이아프램의 내면과 유로의 평탄면이 일치하므로 유로의 내면에 유해한 오목한요부가 생기지 않는다.

즉 유로내면에 유해한 요부가 없기때문에 유체가 센서지지체의 유로내를 원활히 흐르게 되고, 퍼지시에도 센서지지체의 유로내에 유체를 잔류시키지 않고 다이아프램도 원활히 흐르는 유체의 압력을 받아 안정하게 동작한다.

본 발명에 의한 압력센서장치를 도시한 실시예에 의거하여 설명한다.

제1도-제3도에 있어서, (21)은 센서지지체, (31)은 압력센서, (41)은 지시계기를 각각 나타낸다.

센서지지체(21)는 금속 또는 경질 합성수지로 이루어지며, 그 대표적인 예로서는 스테인레스 강(SUS316L)으로 이루어진다.

센서지지체(21)가 예를들어 금속으로 이루어지는 경우, 해당 센서지지체(21)는 금속성형가공 및/또는 기계가공(와이어 컷터에 의한 가공포함) 및/또는 전기가공(방전가공을 포함)을 통해 형성된 유로(22), 센서용구멍(23), 다이아프램(24)등을 구비한다.

센서지지체(21)의 내부의 일단으로 부터 타단에 걸쳐 개통하고 있는 유로(22)는 제2도와 같이 사각형 단면 또는 제3도와 같이 원호형 단면으로 형성된 것이다. 따라서, 유로(22)는 유로내면의 적어도 일부에 그 유로방향을 따르는 평탄면(25)를 갖는다.

유로(22)로서는 평탄면(25)를 갖는 것이라면 사각형이외의 다각형단면(삼각형이상)과 원호형이외의 이형단면의 것이라도 좋다.

센서용구멍(23)은 센서지지체(21)의 외면으로 부터 평탄면(25)를 향하여 형성된 것이다.

이와같이 센서용구멍(23)의 단면형상은 원형단면, 다각형단면의 어느것도 좋으며, 통상센서용구멍(23)의 단면형상으로는 원형 또는 사각형이 채용된다.

다이아프램(24)는 센서용구멍(23)이 센서지지체(21)에 형성됨에 따라서 동시에 형성된다. 이러한 다이아프램(24)의 경우는 센서용구멍(23)의 저면이 유로(22)의 평탄면(25)과 평행한 평탄면이기때문에 균일한 두께를 가지며, 또한 그 내면이 평탄면(25)와 일치한다.

그외에 센서지지체(21)에는 각 단부(접속개구부)의 외주에 배관접속용의 나사부(26),(27)이 형성되어 있고 센서용구멍(23)을 갖는 부분의 외주에 케이싱 장착용 나사부(28)가 형성되어 있다.

압력센서(31)는 공지 또는 주지된 것으로 이루어지며, 기계적인 것, 전기적 또는 전자적인 것, 또는 이들의 복합된 것을 들 수 있다.

보다 구체적인 압력센서(31)로서, 변형식센서, 반도체 변형저항식 센서, 정전용량식 센서, 힘평형식 트랜스미터등이 임의 채용된다.

일례로서 압력센서(31)가 반도체 변형 저항센서로 이루어지는 경우는 변형게이지, IC등을 포함한 검지소자(32)가 센서지지체(21)의 센서용구멍(23)에 장착되어 검지소자(32)와 전기적으로 접촉된 출력부(전기장치부)(33)가 센서지지체(21)의 나사부(28)에 장착된다.

지시계기(41)도 공지 또는 주지의 것으로 이루어지며, 증폭부, 표시부등을 구비하고 있다. 지시계기(41)는 압력센서(31)의 출력부(33)와 전기적으로 접속되어 있다.

본 발명에 의한 압력센서장치는, 이를 압력검지할 배관계에 접속할 때 나사부(26),(27)을 통해 소정의 배관과 접속된다.

이와같은 배관계에 있어서, 소정의 유로를 고압가스가 흐를때 다이아프램(24)은 센서지지체(21)의 유로(22)내를 통과하는 고압가스의 압력을 받아 변형이 생기게 된다.

고압가스의 압력에 따른 다이아프램(24)의 변형량은 센서지지체(21)의 센서용 구멍(23)에 장착된 압력센서(31)의 검지소자(32)를 통하여 검지되며, 그 검지신호(전기적으로 변환된 압력치)가 압력센서(31)의 출력부(33)를 통해 지시계기(41)로 입력되므로 지시계기(41)상에 있어서 배관계의 압력을 감시할 수 있다.

본 발명에 따른 압력센서장치의 경우는 센서지지체(21)의 유로(22)의 내면에 가스를 잔류시키는 것 같은 유해한 오복한부위가 없다.

따라서, 처음에 원료가스를 배관계에 흐르게하고 다음에 원료가스의 공급으로 멈추어 퍼지가스를 배관계로 흐르게하고, 그후 별도의 원료가스를 배관계에 흐르게할때에 센서지지체(21)의 유로(22)내에 가스가 잔류하지 않아 공급가스의 순도, 청정도를 유지할 수 있다.

또한, 센서지지체(21)의 유로(22)내를 가스가 원활하게 흐르기때문에 다이아프램(24)도 안정되게 동작한다.

본 발명에 따른 압력센서장치의 경우는 액체의 배관계에 사용하여도 그 배관계의 압력을 검지할 수 있다.

본 발명에 의한 압력센서장치에 있어서 센서지지체(21)로서는 직선형이외에 엘보형, T형, 크로스형(+자형)등도 채용되며, 특히 T형, 크로스형의 센서 지지체(21)은 관이음매를 겸한다.

본 발명에 의한 압력센서장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

[효과1]

센서지지체에 있어서, 유로의 내면이 평탄면을 가지며, 다이아프램의 내면이 유로의 평탄면과 일치하므로 유로내에 유체를 잔류시키는 것같은 유해한 오목부위가 생기지 않는다.

따라서, 퍼지를 요하는 유체의 배관계에 해당 압력센서장치를 접속하여 이용할 때에 유체의 순도, 청정도를 저하시키지 않는다.

[효과 2]

센서용구멍을 센서지지체에 형성할때 이에따라서 다이아프램이 형성되기 때문에 요부의 가공이 용이하게 되고, 다이아프램의 정밀도를 충분히 확보할 수 있다. 특히 다이아프램이 센서지지체와 일체이므로 다이아프램의 설치, 시일링처리등이 불필요하게 된다. 따라서, 압력센서장치의 비용절감을 꾀할 수 있다.

[효과 3]

센서지지체에 있어서 유로내의 요부(다이아프램의 저면측)에 유해한 오목한부위가 없고, 유로내를 통과하는 유체가 원활한 유동성을 나타내므로 다이아프램이 안정하게 동작하게 된다. 따라서, 미소한 오차 또는 거의 오차없이 압력을 검지할 수 있다.

Claims (3)

1. 내부가 유로에 의해 개통되어 있는 센서지지체와, 센서지지체에 장착되는 압력센서를 구비한 압력센서장치에 있어서, 센서지지체가 유로내면의 적어도 일부에 그 유로방향을 따르는 평탄면을 가짐과 동시에 센서지지체의 외면으로 부터 그 평탄면을 향해 형성된 센서용 구멍을 가지는 것과, 이들 유로의 평탄면과 센서용 구멍저면사이에 내면이 유로의 평탄면과 일치하고 두께가 균일한 다이아프램이 개재되어 있는 것과, 압력센서가 센서지지체의 센서용 구멍에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 압력센서장치.
2. 제1항에 있어서, 센서지지체의 유로가 평탄면을 다각형 단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력센서장치.
3. 제1항에 있어서, 센서지지체의 유로가 평탄면을 가지는 원호형 단면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력센서장치.