KR0148537B1 - Pressure sensor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유동하는 유체의 압력을 감지하는 압력감지기에 관한 것으로서, 특히 솔레노이드를 이용하여 유체의 압력에 비례하는 전기적 아날로그신호를 발생할 수 있도록 된 압력감지기에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor for sensing the pressure of a flowing fluid, and more particularly, to a pressure sensor that can generate an electrical analog signal proportional to the pressure of the fluid using a solenoid.
본 발명의 압력감지기는 압력을 측정하고자 하는 위치와 연통되는 개방구(10)가 상부면에 형성되어 있는 상부바디(1); 상기 상부바디(1)에 결합되는 것으로서 저부에 슬라이드공(20)이 형성되어 있는 하부바디(2); 상기 상부바디(1)와 하부바디(2) 사이에 결합되어서 내부공간을 압력측정위치와 연통되는 상부챔버(12)와, 외부대기와 연통되는 하부챔버(22)로 나누는 다이아프램(3); 상기 슬라이드공(20)에 슬라이드 가능하게 삽입되는 것으로서, 그 상부의 원판(40)이 상기 다이아프램(3)과 결합되어 있는 플런저(4); 그리고 상기 슬라이드공(20)의 외주에 구성된 솔레노이드(5)로 구성된 것을 특징으로 한다.The pressure sensor of the present invention includes an upper body (1) having an opening (10) formed in the upper surface in communication with the position to measure the pressure; A lower body 2 coupled to the upper body 1 and having a slide hole 20 formed at a bottom thereof; A diaphragm (3) coupled between the upper body (1) and the lower body (2) to divide the inner space into an upper chamber (12) in communication with the pressure measurement position, and a lower chamber (22) in communication with the outside atmosphere; A plunger 4 slidably inserted into the slide hole 20, in which an upper plate 40 of the upper portion is coupled to the diaphragm 3; And it is characterized by consisting of a solenoid (5) configured on the outer periphery of the slide hole (20).
Description
제1도는 종래 압력감지기의 측단면도.1 is a side cross-sectional view of a conventional pressure sensor.
제2도는 본 발명의 압력감지기를 도시한 것으로,2 shows the pressure sensor of the present invention,
제2a도는 본 발명의 압력감지기의 평면도.Figure 2a is a plan view of the pressure sensor of the present invention.
제2b도는 본 발명의 압력감지기의 단면도.Figure 2b is a cross-sectional view of the pressure sensor of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 상부바디 10 : 개방구1: upper body 10: opening
12 : 상부챔버 2 : 하부바디12: upper chamber 2: lower body
20 : 슬라이드공 22 : 하부챔버20: slide ball 22: lower chamber
3 : 다이아프램 4 : 플런저3: diaphragm 4: plunger
5 : 솔레노이드5: solenoid
[기술분야][Technical Field]
본 발명은 유동하는 유체의 압력을 감지하는 압력감지기에 관한 것으로서, 특히 솔레노이드를 이용하여 유체의 압력에 비례하는 전기적 아날로그신호를 발생할 수 있도록 된 압력감지기에 관한 것이다.The present invention relates to a pressure sensor for sensing the pressure of a flowing fluid, and more particularly, to a pressure sensor that can generate an electrical analog signal proportional to the pressure of the fluid using a solenoid.
[발명의 배경][Background of invention]
일반적으로 압력감지기는 가스보일러, 가스순간온수기 등에 설치되어 배출되는 연소가스(유체)의 압력을 감지하여 유체의 유동여부를 감지하는데 사용된다. 이러한 압력감지기는 유체가 배관내에서 유동할 때 벤츄리관의 원리를 이용하여, 발생되는 압력수두의 차를 전기적 신호로 발생하도록 한 것이다.In general, the pressure sensor is used to detect the flow of the fluid by detecting the pressure of the combustion gas (fluid) discharged installed in the gas boiler, gas instantaneous water heater. This pressure sensor uses the principle of the venturi tube when the fluid flows in the pipe, so that the pressure head difference is generated as an electrical signal.
제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 압력감지기는 일측에 개방구(110)가 형성되어 있고, 중심부에 개구부(130)가 형성되어 있는 상부바디(100); 상기 상부바디(100)와 결합하는 것으로서 일측에 개방구(210)가 형성되어 있는 하부바디(200); 상기 상부바디(100)와 하부바디(200)의 사이에 설치되어 내부공간을 상부챔버(120)와 하부챔버(220)로 나누는 것으로서 중심부에 제1의 가압돌기(310)가 형성되어 있고, 저면에 원판(320)이 부착되어 있는 제1의 다이아프램(300); 상기 상부바디(100)의 개구부(130)를 폐쇄하는 것으로서 제1의 다이아프램(300)의 제1의 가압돌기(310)와 접촉하는 제2의 가압돌기(360)가 중심부에 형성되어 있는 제2의 다이아프램(350); 상기 상부바디(100)의 상부에 설치되어 그 접촉단자(410)가 상기 제2의 다이아프램(350)의 제2의 가압돌기(360)에 접촉하는 마이크로스위치(400); 상기 하부바디(200)의 하부챔버(220)에 설치되어 제1의 다이아프램(300)에 상향의 힘을 가하는 스프링(330); 그리고 상기 스프링(330)을 하부챔버(220)내로 삽입한 후 그 삽입구를 막는 플러그(340)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the conventional pressure sensor includes: an upper body 100 having an opening 110 formed at one side thereof and an opening 130 formed at a central portion thereof; A lower body 200 which is coupled to the upper body 100 and has an opening 210 formed on one side thereof; It is installed between the upper body 100 and the lower body 200 to divide the internal space into the upper chamber 120 and the lower chamber 220, the first pressing projection 310 is formed in the center, the bottom A first diaphragm 300 having a disc 320 attached thereto; The second pressing protrusion 360 contacting the first pressing protrusion 310 of the first diaphragm 300 is formed in the center by closing the opening 130 of the upper body 100. Two diaphragms 350; A micro switch 400 installed at an upper portion of the upper body 100 and having a contact terminal 410 contacting the second pressing protrusion 360 of the second diaphragm 350; A spring 330 installed in the lower chamber 220 of the lower body 200 to apply an upward force to the first diaphragm 300; Then, the spring 330 is inserted into the lower chamber 220, and is formed of a plug 340 that blocks the insertion hole.
상기와 같은 종래 압력감지기는 개방구(110)는 측정하고자 하는 배관에 연결되고, 개방구(210)는 대기에 개방된 상태로 놓이게 된다.In the conventional pressure sensor as described above, the opening 110 is connected to the pipe to be measured, and the opening 210 is placed in an open state to the atmosphere.
상기 압력감지기는 다음과 같이 작용한다.The pressure sensor acts as follows.
압력감지기의 개방구(110)가 연결된 배관에 유체가 흐르면 벤츄리관(미도시)의 원리에 의해서 배관내압이 감소하므로 상부챔버(120)의 압력이 회부대기와 연통된 하부챔버(220)의 압력(대기압)보다 낮아진다. 따라서, 상기 압력차에 의해서 제1의 다이아프램(300)은 상향으로 이동하여 그 중심에 형성된 제1의 가압돌기(310)가 제2의 가압돌기(360)를 위로 누르고 제2의 가압돌기(360)는 마이크로스위치(400)의 접촉단자(410)를 누른다. 따라서 마이크로스위치(400)가 온 되어서 유체의 흐름을 감지하게 되고 그 전기적 신호를 다른 장치로 보낸다.When fluid flows through the pipe connected to the opening 110 of the pressure sensor, the internal pressure of the pipe is reduced according to the principle of a venturi tube (not shown), so that the pressure of the upper chamber 120 communicates with the pressure of the lower chamber 220. Lower than (atmospheric pressure). Therefore, the first diaphragm 300 moves upward by the pressure difference, and the first pressing protrusion 310 formed at the center thereof pushes the second pressing protrusion 360 upward, and the second pressing protrusion ( 360 presses the contact terminal 410 of the micro switch 400. Therefore, the micro switch 400 is turned on to detect the flow of the fluid and sends the electrical signal to another device.
이러한 종래의 압력감지기는 마이크로 스위치(400)를 온 시키기 위해서는 상부챔버(120)와 하부챔버(220)의 압력차가 일정치 이상(마이크로스위치 작동하중)이 되어야 하는 단점이 있다. 따라서 배관내에 유체가 소량 흐를 때는 유체흐름을 감지할 수 없다는 문제가 있다. 또한 배관내의 압력변화, 즉 유량변화에 따라서 아날로그신호를 발생하지 못하고, 단지 온,오프신호만을 발생하기 때문에 그 사용용도가 극히 제한된다는 문제가 있다.The conventional pressure sensor has a disadvantage in that the pressure difference between the upper chamber 120 and the lower chamber 220 must be a predetermined value (micro switch operating load) in order to turn on the micro switch 400. Therefore, when a small amount of fluid flows in the pipe, there is a problem that can not detect the fluid flow. In addition, there is a problem that its use is extremely limited because it does not generate an analog signal according to the pressure change in the pipe, that is, the flow rate change, and generates only an ON / OFF signal.
그리고, 종래의 압력감지기는 장기간 사용시 스프링(330)이 피로하게 되므로 수명이 짧다는 문제점도 있다.In addition, the conventional pressure sensor also has a problem that the life is short because the spring 330 fatigues when used for a long time.
[발명의 목적][Purpose of invention]
본 발명은 전술한 종래 압력감지기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유동하는 유체의 압력변화에 대하여 전기적인 아날로그신호를 발생할 수 있는 압력감지기를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the pressure sensor, an object of the present invention is to provide a pressure sensor that can generate an electrical analog signal to the pressure change of the flowing fluid.
본 발명의 다른 목적은 고장 없이 반영구적으로 사용할 수 있느 압력감지기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a pressure sensor that can be used semi-permanently without failure.
[발명의 요약][Summary of invention]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 압력감지기는 개방구가 상부면에 형성되어 있는 상부바디; 상기 상부바디에 결합되는 것으로서 저부에 슬라이드공이 형성되어 있는 하부바디; 상기 상부바디와 하부바디 사이에 결합되는 다이아프램; 상기 슬라이드공에 슬라이드 가능하게 삽입되는 것으로서, 그 상부의 원판이 상기 다이아프램과 결합되어 있는 플런저; 그리고 상기 슬라이드공의 외주에 구성된 솔레노이드로 구성되어 있다.Pressure sensor of the present invention for achieving the above object is the upper body is formed in the upper opening; A lower body coupled to the upper body and having a slide hole formed at a bottom thereof; A diaphragm coupled between the upper body and the lower body; A plunger slidably inserted into the slide hole, the disc having an upper portion coupled to the diaphragm; And it is comprised by the solenoid comprised in the outer periphery of the said slide ball.
[발명의 구체적 실시예에 대한 설명][Description of Specific Embodiment of the Invention]
이하, 본 발명의 압력감지기를 첨부된 제2도를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the pressure sensor of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2.
본 발명의 압력감지기는 압력을 측정하고자 하는 위치와 연통되는 개방구(10)가 상부면에 형성되어 있는 상부바디(1); 상기 상부바디(1)에 결합되는 것으로서 저부에 슬라이드공(20)이 형성되어 있는 하부바디(2); 상기 상부바디(1)와 하부바디(2) 사이에 결합되어서 내부공간을 압력측정위치와 연통되는 상부챔버(12)와, 외부대기와 연통되는 하부챔버(22)로 나누는 다이아프램(3); 상기 슬라이드공(20)에 슬라이드 가능하게 삽입되는 것으로서, 그 상부의 원판(40)이 상기 다이아프램(3)과 결합되어 있는 플런저(4); 그리고 상기 슬라이드공(20)의 외주에 구성된 솔레노이드(5)로 구성되어 있다.The pressure sensor of the present invention includes an upper body (1) having an opening (10) formed in the upper surface in communication with the position to measure the pressure; A lower body 2 coupled to the upper body 1 and having a slide hole 20 formed at a bottom thereof; A diaphragm (3) coupled between the upper body (1) and the lower body (2) to divide the inner space into an upper chamber (12) in communication with the pressure measurement position, and a lower chamber (22) in communication with the outside atmosphere; A plunger 4 slidably inserted into the slide hole 20, in which an upper plate 40 of the upper portion is coupled to the diaphragm 3; And it is comprised by the solenoid 5 comprised in the outer periphery of the said slide hole 20.
상기 하부바디(2)의 하부챔버(22)는 슬라이드공(20)과 플런저(4) 사이의 틈새를 통하여 외부대기와 연통되어 있다. 상기 슬라이드공(20)과 플런저(4) 사이의 틈새는 하부챔버(22)의 압력이 항상 대기압이 될 수 있는 공차를 가진다. 상기 다이아프램(3)과 플런저(4)는 다이아프램(3)에 형성된 다수의 돌기(30)가 플런저(4)의 상부의 원판(40) 상에 형성된 구멍에 탄성적으로 끼워져 상호 결합된다. 다이아프램(3)은 상부바디(1)와 하부바디(2)의 접촉면을 밀폐시키는 팩킹기능도 한다. 상부바디(1)의 개방구(10)는 호스등에 의해서 압력을 측정하고자 하는 배관과 연통된다. 그리고 솔레노이드(5)에는 일정전압이 인가된다.The lower chamber 22 of the lower body 2 is in communication with the outside atmosphere through the gap between the slide hole 20 and the plunger 4. The gap between the slide hole 20 and the plunger 4 has a tolerance such that the pressure in the lower chamber 22 can always be atmospheric pressure. The diaphragm 3 and the plunger 4 are coupled to each other by a plurality of projections 30 formed on the diaphragm 3 elastically fitted in a hole formed on the disc 40 of the upper portion of the plunger 4. The diaphragm 3 also has a packing function to seal the contact surface between the upper body 1 and the lower body 2. The opening 10 of the upper body 1 is in communication with the pipe to measure the pressure by a hose or the like. A constant voltage is applied to the solenoid 5.
상기와 같은 본 발명의 압력감지기는 다음과 같이 작용한다.The pressure sensor of the present invention as described above acts as follows.
상부바디(1)의 개방구(10)와 연통된 압력측정위치인 배관내부가 외부대기와 연통된 경우에 대해서 설명한다.The case where the inside of the pipe which is the pressure measurement position in communication with the opening 10 of the upper body 1 is in communication with the external atmosphere will be described.
배관에 연소가스등의 유체가 흐르면 배관내의 압력은 벤츄리관의 원리에 의해서 대기압보다 낮아진다. 배관내의 압력변동은 개방구(10)를 통하여 상부바디(1)의 상부챔버(12)내에 즉시 전달되므로 측정하고자 하는 배관내의 압력과 상부챔버(12)내의 압력은 동일하다.When fluid such as combustion gas flows through the pipe, the pressure in the pipe becomes lower than atmospheric pressure according to the principle of the venturi pipe. Since the pressure fluctuation in the pipe is immediately transmitted to the upper chamber 12 of the upper body 1 through the opening 10, the pressure in the pipe to be measured and the pressure in the upper chamber 12 are the same.
따라서, 배관에 유체가 흐르면 상부챔버(12)내의 압력이 하부챔버(22)내의 압력(대기압)보다 낮아지고, 그 압력차에 의해서 다이아프램(3) 및 플런저(4)가 상부챔버(12) 쪽으로 상승한다. 상부챔버(12)와 하부챔버(22)의 압력차가 클수록 다이아프램(3) 및 플런저(4)가 많이 상승하고 압력차가 작을수록 적게 상승한다. 그리고 플런저(4)는 슬라이드공(20)내에서 상하운동을 한다.Therefore, when fluid flows through the pipe, the pressure in the upper chamber 12 is lower than the pressure in the lower chamber 22 (atmospheric pressure). To the side. The larger the pressure difference between the upper chamber 12 and the lower chamber 22, the more the diaphragm 3 and the plunger 4 rise, and the smaller the pressure difference, the smaller the pressure difference. And the plunger 4 is to move up and down in the slide ball (20).
한편, 솔레노이드(5)에는 일정전압이 인가된다. 그리고 솔레노이드(5)의 임피던스값은 그 중심부의 투자율에 의해서 변한다. 즉 투자율이 높으면 솔레노이드(5)의 임피던스값이 증가하고 투자율이 낮으면 솔레노이드(5)의 임피던스값이 감소한다. 솔레노이드(5)의 중심부의 투자율은 슬라이드공(20)내에서 상하운동을 하는 플런저(4)의 위치에 따라 변한다. 투자율이 높은 플런저(4)가 상승할수록 솔레노이드중심부의 투자율은 감소하고 플런저(4)가 하강할수록 투자율은 증가한다. 따라서 솔레노이드(5)의 임피던스값은 플런저(4)가 상승할수록 임피던스값이 감소하고 플런저(4)가 하강할수록 임피던스값이 증가한다. 그리고 솔레노이드(5)의 임피던스값이 변화에 의해서 솔레노이드(5)에 흐르는 전류가 변한다.On the other hand, a constant voltage is applied to the solenoid 5. And the impedance value of the solenoid 5 changes with the permeability of the center part. That is, when the permeability is high, the impedance value of the solenoid 5 increases, and when the permeability is low, the impedance value of the solenoid 5 decreases. The permeability of the central portion of the solenoid 5 changes depending on the position of the plunger 4 which moves up and down in the slide hole 20. As the plunger 4 having a high permeability increases, the permeability of the solenoid center decreases, and as the plunger 4 falls, the permeability increases. Therefore, the impedance value of the solenoid 5 increases as the plunger 4 rises, and the impedance value increases as the plunger 4 falls. The current flowing through the solenoid 5 changes as the impedance value of the solenoid 5 changes.
결론적으로, 측정하고자 하는 배관내의 압력이 낮을수록 플런저(4)가 상승하여 솔레노이드전류가 증가하고, 배관내의 압력이 높을수록 솔레노이드전류는 감소한다.In conclusion, the lower the pressure in the pipe to be measured, the plunger 4 rises to increase the solenoid current, and the higher the pressure in the pipe, the lower the solenoid current.
본 발명의 압력감지기는 전술한 바와 같이 측정위치의 압력변화에 따라 솔레노이드전류가 변함으로써 압력을 감지하는 것이다. 솔레노이드전류변화에 의한 전기적 신호는 다른 장치의 동작에 이용된다.The pressure sensor of the present invention is to sense the pressure by changing the solenoid current in accordance with the pressure change of the measurement position as described above. Electrical signals caused by solenoid current changes are used for the operation of other devices.
본 발명에 따른 압력감지기는 유동하는 압력변화에 대한 전기적인 온, 오프신호는 물론, 모든 압력에 대응한 아날로그적인 전기신호를 발생할 수 있으며, 내부구조가 간단하고, 고장의 염려가 있는 부품이 없으므로 반영구적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.The pressure sensor according to the present invention can generate an analog electric signal corresponding to all pressures, as well as an electrical on and off signal for the flow pressure change, since the internal structure is simple and there is no component that may cause a failure. There is an advantage that can be used semi-permanently.
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20011128 Year of fee payment: 4 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |