KR102248296B1 - 솔레노이드 액츄에이터 및 그 솔레노이드 액츄에이터를 사용하는 질량유량계 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 솔레노이드 액츄에이터에는, 솔레노이드; 상기 솔레노이드의 전자기력에 의해서 동작되는 자성체; 상기 자성체의 일측에 마련되어, 변위량에 따라서 유로의 개도를 조절하는 작용체; 및 상기 작용체에 상기 솔레노이드의 전자기력과는 반대방향의 복원력을 인가하는 스프링이 포함되고, 상기 스프링에는, 상기 스프링의 바깥쪽에 놓이는 외부고정부; 상기 스프링의 안쪽에 놓이는 내부고정부; 및 상기 외부고정부와 상기 내부고정부의 사이에서, 상기 작용체의 변위에 따라서 점진적으로 상기 작용체에 닿는 영역이 변하는 간섭부가 포함된다.

Description

솔레노이드 액츄에이터 및 그 솔레노이드 액츄에이터를 사용하는 질량유량계{Solenoid actuator and mass flow meter using the same}

본 발명은 솔레노이드 액츄에이터 및 그 솔레노이드 액츄에이터를 사용하는 질량유량계에 관한 것이다.

질량유량계는 가스를 포함하는 유체의 유량을 측정하는 장치이다.

상기 질량유량계는, 도관과, 상기 내의 질량유량을 측정하는 유량측정센서와, 상기 유량측정센서가 설치되는 도관을 통과하는 유량에 비례하여 대부분의 유체가 흐르도록 구성되는 바이패스 유로와, 유량을 조절하는 유량조절밸브를 포함한다.

상기 도관과 상기 바이패스 유로는 병렬구조로 제공된다. 상기 병렬 구조는, 상기 도관과 상기 바이패스 유로 양단의, 입구 및 출구를 공유한다는 것을 의미한다.

상기 유량측정센서는 유동이 선형적인 특성을 유지하는 저유속 층류유동에 대하여 작동하도록 설계된다. 센서를 흐르는 유량이 커지면 유속이 증가하여 난류로 천이된다. 이 경우 유동은 비선형 특성을 나타내어 정확한 유량계측을 하려면 비선형 특성에 대한 다양한 상관계수를 알아야 하기 때문에, 계측기로서 비합리적이다. 그러므로 센서 유동을 층류로 유지하려면 계측유량의 범위는 제한적일 수밖에 없다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 상기 바이패스 유로가 사용된다.

상기 바이패스 유로는, 계측하고자 하는 전체유량 중, 센서를 통과하는 소량의 유량을 제외한 대부분의 유체가 이를 통과하도록 유로를 설계한다. 이때, 바이패스를 흐르는 유량은 센서를 흐르는 유량과 비례하도록 설계한다. 즉, 센서를 흐르는 유량을 측정하면, 이에 비례하는 바이패스의 유량이 결정되므로 총 유량을 알 수 있다.

상기 유량조절밸브는, 유로의 개도를 조절하여 질량유량계를 통과하는 유량을 조절할 수 있다.

상기 유량조절밸브로는 솔레노이드 액츄에이터가 사용될 수 있다. 상기 솔레노이드 액츄에이터는 솔레노이드 밸브라고도 부를 수 있다. 상기 솔레노이드 액츄에이터는. 솔레노이드에 인가되는 전류와, 스프링의 힘이 균형을 이루는 위치에서, 작용체가 정지하도록 한다. 상기 작용체가 정지하는 유로 상의 위치로, 유로의 개도가 조절되어, 상기 질량유량계를 흐르는 유체의 유량이 조절될 수 있다.

솔레노이드 액츄에이터가 사용되는 질량유량계의 종래기술로는 20150008450A, 가스의 질량유량을 측정하기 위한 방법 및 장치가 제안된 바가 있다. 상기 질량유량계를 비롯하여 솔레노이드 액츄에이터에는 스프링과 솔레노이드가 마련된다.

상기 솔레노이드 액츄에이터에 마련되는 스프링은, 스프링 상수가 고정되어 변위에 비례하여 힘이 증가하고, 상기 솔레노이드 액츄에이터에 마련되는 솔레노이드는, 변위의 제곱에 비례하여 힘이 증가한다. 이때문에, 변위에 대응하는 솔레노이드의 민감도와 변위에 대응하는 스프링의 민감도가 다르기 때문에, 안정적으로 동작되는 솔레노이드 액츄에이터의 스트로크에는 제약이 발생한다.

예를 들어, 솔레노이드의 힘이 급격하게 증가하는 변위영역에서는, 외부의 충격에 민감하에 반응하여 작용체가 발산하는 일이 밭생할 수 있다.

이와 같은 문제점으로 인하여, 솔레노이드 액츄에이터의 작용체가 움직일 수 있는 스트로크의 범위는 제한되고, 스트로크를 크게 하기 위해서는 기기 자체를 크게 하는 등의 제약이 있다.

20150008450A, 가스의 질량유량을 측정하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 상기되는 배경하에서 제안되는 것으로서, 동일한 크기의 장치에서, 작용체의 스트로크의 제약을 줄이는 솔레노이드 액츄에이터 및 그 솔레노이드 액츄에이터를 사용하는 질량유량계를 제안한다.

본 발명은, 솔레노이드 액츄에이터가 설정된 스트로크의 범위 내에서는 외부의 충격에도 강하게 견디고 설정개도를 유지할 수 있는 솔레노이드 액츄에이터 및 그 솔레노이드 액츄에이터를 사용하는 질량유량계를 제안한다.

본 발명은, 더 큰 범위의 유량범위를 조절할 수 있는 질량유량계를 제안한다.

본 발명에 따른 솔레노이드 액츄에이터에는, 솔레노이드; 상기 솔레노이드의 전자기력에 의해서 동작되는 자성체; 상기 자성체의 일측에 마련되어, 변위량에 따라서 유로의 개도를 조절하는 작용체; 및 상기 작용체에 상기 솔레노이드의 전자기력과는 반대방향의 복원력을 인가하는 스프링이 포함되고, 상기 스프링에는, 상기 스프링의 바깥쪽에 놓이는 외부고정부; 상기 스프링의 안쪽에 놓이는 내부고정부; 및 상기 외부고정부와 상기 내부고정부의 사이에서, 상기 작용체의 변위에 따라서 점진적으로 상기 작용체에 닿는 영역이 변하는 간섭부가 포함된다.

본 발명에 따르면, 스프링 상수가 변위에 대응하여 변하기 때문에, 솔레노이드 액츄에이터의 작용체의 스트로크를 크게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 스프링 상수가 변위에 대응하여 지수함수로 증가할 수 있기 때문에, 설정 스트로크의 범위 내에서는, 내충격이 강한 솔레노이드 액츄에이터를 구현할 수 있다.

본 발명에 따르면, 동일한 크기의 기기에서 더 큰 유량조절범위를 가지는 질량유량계를 구현할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 질량유량계의 정면도.
도 2는 당김부와 작용체와 스프링의 상호구성과 작용을 설명하는 도면.
도 3은 스프링의 평면도.
도 4는 다수의 전압과 다수의 스프링의 경우에 전자기력과 복원력을 그래프로 나타낸 도면.
도 5는 질량유량계에 바람직하게 사용할 수 있는 도 4의 일정 범위를 추출하여 보이는 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 이하에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 실시예에 따른 질량유량계의 정면도이다. 도 1에서 배관 들은 단면으로 표시하여 이해의 편의를 도모하였다.

도 1을 참조하면, 실시예의 질량유량계에는, 질량유량계의 동작에 필요한 다수의 전자소자가 장착되는 메인보드(1), 상기 메인보드와 일체화되어 측정대상이 되는 유체가 흐르는 배관블럭(2), 상기 배관블럭(2)에 장착되어 유체의 유량을 측정하는 유량측정센서(20), 상기 배관블럭(2)에 장착되어 유량을 조절할 수 있는 유량조절밸브(30), 상기 메인보드(1)에 장착되어 질량유량계의 제어를 수행하는 제어부(3), 및 상기 제어부(3)와 외부의 신호입력과 신호출력을 수행하는 신호입출력부(4)가 포함된다.

상기 배관블럭(2)에는 바이패스 유로를 제공하고, 바이패싱 밸브(bypassing valve)가 놓이는 바이패싱 밸브 안착부(10)가 형성된다.

상기 바이패싱 밸브(40)는, 상기 바이패스 유로를 흐르는 유량(Q1)과 상기 유량측정센서(20)로 흐르는 유량(Q2)의 비율을 조절할 수 있다. 상기 바이패싱 밸브는 유량의 비율을 조절할 수 있는 밸브를 지칭하고, 유량의 비율을 조절하지 않는 고정형의 바이패스도 설치될 수 있다. 상기 바이패스는 상기 바이패싱 밸브를 포함하는 용어로 사용될 수 있다.

상기 유량조절밸브(30)는 솔레노이드 액츄에이터가 사용될 수 있고, 유체가 흐르는 유로의 개도를 조절하여 질량유량계를 흐르는 유체의 유량을 조절할 수 있다.

상기 질량유량계의 작용을 설명한다.

메인입구(5)로 공급되는 유체는, 바이패싱 밸브(40)를 바로 통과하는 유체, 및 유량측정센서(20)를 통과하는 유체로 분기된다. 이때 분기되는 비율, 즉 상기 바이패싱 유량비율(Q1/Q2)은 상기 바이패싱 밸브(10)에 의해서 조절될 수 있는 것은 이미 설명된 바와 같다.

상기 유량측정센서(20)는, 센서입구(6)부터 센서출구(7)까지 좁은 채널로 제공되기 때문에, 채널 내부를 흐르는 유동은 안정화될 수 있다. 상기 유량측정센서(20)에서 측정한 유량과 상기 바이패싱 유량비율을 이용하여 질량유량계를 통과하는 전체 유체의 질량을 알아낼 수 있다.

분기된 후에 합류된 유체는 유량조절밸브(30)에 의해서 유량이 조절된 다음에, 메인출구(8)로 토출된다.

상기 유량조절밸브(30)에 의한 유량조절작용을 설명한다.

상기 바이패싱 유량비율(Q1/Q2)이 작아서 질량유량계가 계측할 수 있는 질량의 범위는 10~100cc/min인 경우를 예로 든다. 이 경우에, 상기 유량조절밸브(30)를 닫을 수록 10~100cc/min의 범위안에서 유량이 작아지고, 상기 유량조절밸브(30)를 열수록 10~100cc/min의 범위안에서 유량이 커지는 방향으로 움직일 수 있다.

반대의 경우로, 상기 바이패싱 유량비율(Q1/Q2)이 커서 질량유량계가 계측할 수 있는 질량의 범위는 30~180cc/min인 경우를 예로 든다. 이 경우에, 상기 유량조절밸브(30)를 닫을 수록 30~180cc/min의 범위안에서 유량이 작아지고, 상기 유량조절밸브(30)를 열수록 30~180cc/min의 범위안에서 유량이 커지는 방향으로 움직일 수 있다.

상기 유량조절밸브(30)에는, 전류가 흐를 수 있도록 전선이 감기는 솔레노이드(31), 상기 솔레노이드(31)의 내측 공간에 적어도 일부가 놓이고, 상기 솔레노이드의 전자기력에 따라서 동작이 가능한 자성체(32), 상기 자성체(32)의 일측에 마련되어 유로의 개도를 조절하는 작용체(34), 상기 작용체(34)와 상기 자성체(32)를 연결하는 당김부(33)가 포함된다.

상기 당김부(33)는 상기 작용체(34)와 일체화될 수 있고, 상기 자성체(32)의 당김 작용력을 상기 작용체(34)로 전달할 수 있다.

상기 작용체(34)는 스프링(35)의 복원력이 전달될 수 있다. 상기 스프링(35)은 바깥쪽부분은 솔레노이드 액츄에이터의 하우징으로 예시되는 외부에 걸리고, 스프링(35)의 안쪽부분은 작용체(34)에 지지된다. 상기 스프링(35)은 상기 하우징을 지지점으로 하여 상기 작용체(34)에 복원력을 인가할 수 있다.

상기 작용체(34)는, 상기 당김부(33)로부터 전달되는 위로 당겨지는 힘과, 스프링(35)이 아래로 당겨지는 힘의 합력이 평형을 이루는 지점에서, 위치가 유지될 수 있다.

상기 작용체(34)에 의해서 결정되는 유로 상의 개도가, 유체가 통과하는 양을 결정하여 유량조절작용을 만들어 낼 수 있다.

이하에서는 상기 작용체에 작용하는 힘의 관계를 더 상세하게 설명한다.

도 2는 상기 당김부와 상기 작용체와 상기 스프링의 상호구성 및 상호작용을 설명하는 도면이다. 도 2에서 왼쪽 도면은 상기 당김부가 당김작용을 하기 전에 스프링이 변형되기 전을 보이고, 오른쪽 도면은 상기 당김부가 당김작용을 하여 스프링이 변형된 상태를 보인다.

도 2를 참조하면, 상기 작용체(34)에는, 상기 당김부(33)와 일체화될 수 있는 제 1 면(341), 상기 제 1 면(341)의 바깥쪽에서 하측으로 연장되는 제 2 면(342), 및 상기 제 2 면(342)의 하측에서 안쪽에서 연장되고 유로를 제공할 수 있는 제 3 면(343)이 포함된다.

상기 스프링(35)은, 상기 당김부(33)의 당김작용에 의해서 변형이 됨에 따라서 스프링 상수가 변하는, 스프링 상수 가변 스프링이 적용될 수 있다. 이에 따르면, 상기 작용체(34)의 변위에 따라서 스프링(35)이 작용체(34)에 가하는 힘은 지수함수로 커질 수 있다.

상기 스프링(35)이 스프링 상수 가변 스프링이 되도록 하기 위해서는, 다수의 스프링을 연속적으로 연결하는 것에 의해서 수행될 수 있다. 예를 들어, 다수의 스프링 중의 어느 일 스프링은 상기 작용체(34)가 변위하는 초기부터 복원력을 작용하고, 다수의 스프링 중의 어느 일 스프링은 상기 작용체(34)가 일정 수준 변위한 뒤부터 복원력을 작용하는 구성으로 제공될 수 있다.

물론, 그 외의 다른 방법으로서 스프링 상수 가변 스프링을 제공할 수도 있을 것이다.

이하에서는 실시예에서 바람직하게 제시하는 스프링 상수 가변 스프링을 제시한다.

다시 도 2를 참조하면, 상기 스프링(35)의 바깥쪽은, 솔레노이드 액츄에이터에서 움직이지 않는 어느 고정된 부분, 예를 들어, 하우징에 고정될 수 있다. 상기 스프링(35)의 안쪽은 상기 작용체(33)의 제 1 면(341)의 안쪽 부분에 접할 수 있다.

상기 제 1 면(341)의 안쪽 부분은, 상기 당김부(33)의 당김작용이 개시되는 초기부터 스프링이 접촉하는 부분으로서, 처음부터 스프링(35)에 의한 복원력이 작용할 수 있다.

상기 제 1 면(341)의 바깥쪽 부분은, 상기 당김부(33)의 당김작용이 개시되는 초기에는 스프링이 접촉하지 않고, 일정변위 이상으로 상기 작용체(34)가 변위하였을 때 접촉한다.

다시 말하면, 상기 제 1 면(341)의 안쪽 부분의 곡률반경(R1)과 상기 제 1 면(341)의 바깥쪽 부분이 곡률반경(R2)이 서로 다르게 제공될 수 있다. 여기서, R1>R2의 관계를 가질 수 있다. 위의 곡률반경에서 곡률중심의 방향은 모두 아래로 제공될 수 있다. 상기 자성체가 상기 작용체의 위에 놓일 때, 상기 제 1 면의 적어도 일부는 위로 볼록한 형상으로 제공될 수 있다.

실시예에서는 상기 제 1 면(341)의 안쪽에서 바깥쪽으로 갈수록 두 개의 곡률반경이 있는 것으로 설명이 되지만, 더 많은 수의 부분이 다수개의 곡률반경으로 나뉘어질 수 있다. 곡률반경을 상기 제 1 면(341)의 바깥쪽으로 갈수록 더 작아질 수 있다. 곡률반경이 서로 다른 부분은 서로 부드러운 연속면으로 제공될 수 있다.

상기 제 1 면(341)의 적어도 일부는 상기 스프링(35)과 접하는 부분이 된다. 상기 제 1 면(341)과 상기 스프링(35)의 접하는 부분은, 상기 작용체(34)가 위로 변위하면 할 수록 더 커지게 된다.

이 현상을 상기 스프링(35)의 관점에서 설명한다.

상기 스프링(35) 중에서 상기 제 1 면(341)이 접하는 부분과 대응되는 스프링(35)의 접촉부분은, 더이상 변형하지 않는다. 상기 스프링의 접촉부분은, 이미 발생된 복원력을 넘어서 더 이상 스프링(35)으로 작용하지 않는다.

다시 말하면, 더 이상 상기 작용체(34)가 위로 변위하더라도 스프링으로서 작용하지 않는다. 이 상태, 즉, 상기 스프링 중에서 상기 제 1 면(341)과 접촉하는 상기 스프링의 접촉부분이 발생한 이후에는, 상기 스프링(35)의 스프링 상수는, 상기 스프링의 접촉부분의 끝단부터 스프링의 바깥쪽 단부까지로 정의할 수 있다.

이와 같은 작용에 의해서, 상기 작용체(34)가 상방으로 변위하는 중에, 상기 스프링(35) 중에서 스프링으로 작용하는 부분은 변하게 된다. 이때, 스프링(35) 중에서 스프링으로 작용하는 부분은 그 영역이 점진적으로 작아져서 강성이 커지게 된다.

결국, 상기 스프링(35)의 스프링 상수는 점진적으로 커지게 되고, 스프링이 상기 작용체에 가하는 복원력은 지수함수로 커질 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 스프링(35)도 스프링 상수 가변 스프링이라고 할 수 있고, 예를 들어, 스프링 상수가 비선형으로 변한다고 할 수도 있다.

이에 따르면, 솔레노이드의 전자기력으로 정의되는 지수함수와 마찬가지로, 스프링의 복원력도 지수함수로 발생할 수 있다. 솔레노이드의 힘과 스프링 상수 가변스프링

도 3은 스프링의 평면도이다.

도 3을 참조하면, 실시예에 따른 스프링(35)에는, 바깥쪽에서 다른 물체에 고정되는 외부고정부(353), 내부에서 상기 제 1 면(341)에 걸리는 내부고정부(351), 상기 내부고정부와 상기 외부고정부를 연결하는 레그(352)가 포함될 수 있다. 상기 레그(352)는 실시예에서는 세 개의 레그가 벤딩되는 형태로 제공될 수 있다. 상기 레그의 벤딩 및 레그의 수를 조절함으로써, 강성을 조절하는 것에 의해서 스프링 상수의 변경을 조절할 수 있을 것이다.

적어도 상기 레그(352)의 적어도 일부를 포함하는 영역은, 상기 작용체(34)의 상방변위 중에 상기 제 1 면(341)과 접하는 영역이 될 수 있다. 이 영역은 간섭부(352)로 정의할 수 있다. 상기 간섭부(352) 중에서 상기 제 1 면(341)과 접하는 면은, 상기 작용체(34)의 상방 변위 중에, 가장 안쪽에서 바깥쪽으로 점진적으로 증가할 것이다. 상기 간섭부(352)에 의해서, 상기 스프링(35)의 강성이 조절될 수 있고, 결국, 스프링 상수가 가변될 수 있다.

상기 솔레노이드(31)에 의한 전자기력과 상기 스프링(35)에 의한 복원력을 그래프로 더 상세하게 설명한다. 먼저, 상기 솔레노이드에 의한 전자기력은, 하기 수학식 1로 주어질 수 있다.

여기서, F는 전자기력이고, Θ는 기자력이고, μ₀는 진공투자율이고, δ는 간격이고, A는 단면적이다.

상기 수학식 1에 따르면 간격의 제곱의 반비례하고 간격이 작아질수록 지수함수로 전자력은 커진다.

상기 스프링(35)은 상기 작용체(34)의 변위에 대응하여 스프링 상수가 커지고, 소정의 지수함수로 복원력은 커질 수 있다.

도 4는 다수의 전압과 다수의 스프링의 경우에 전자기력과 복원력을 그래프로 나타낸 도면이고, 도 5는 질량유량계에 바람직하게 사용할 수 있는 도 4의 일정 범위를 추출하여 보이는 도면이다.

도 4 및 도 5에서 스프링 1은 스프링 2에 비하여 스프링 상수가 작은 경우이고, 스프링 3은 스프링 상수가 가변하는 것으로서, 스프링 상수가 증가하는 경우이다.

도 5를 참조하면, 스프링 상수가 변하는 상기 스프링 3의 경우에는 작용체(34)의 변위에 따른 스프링의 복원력이 지수함수로 증가한다. 솔레노이드의 전자기력은, 전압이 커짐에 따라서 커지고, 변위가 커짐에 따라서 지수함수적으로 증가한다고 할 수 있다.

상기되는 그래프를 분석하면 다음과 같은 차이점이 명확해 진다.

상기 스프링 1의 경우에는, 최고 3V까지의 솔레노이드 전압에 대응하여 제로부터 P1지점까지 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 P1지점에서 솔레노이드 전압 3V와 스프링 1의 복원력은 일치한다. 이 지점 이후로는 솔레노이드의 전자기력의 경사가 스프링의 복원력의 경사보다 완만하다. 그러면, 외부의 작은 충격에 의해서 작용체(34)가 요동할 때, 순간적으로 스프링의 복원력이 더 켜지고 작용체(34)는 스프링의 힘에 의해서 복원될 수 있기 때문이다. 예를 들어, 다른 조건은 동일하고, 변위가 P1 지점보다 조금 커졌을 때, 스프링 1의 복원력이 솔레노이드의 전자기력에 비하여 더 커져서, 작용체(34)가 발산하는 것이다.

결국, 상기 스프링 1의 경우에도, 더 큰 전압으로 작용체(34)를 변위시킬 수는 있지만, 외부조건에 따라서 힘의 균형이 파괴되어, 솔레노이드가 자기 기능을 수행할 수 없는 것이다.

상기 스프링 2의 경우에는, 최고 7V까지 솔레노이드를 동작시킬 수 있고, 제로부터 P2지점까지 사용할 수 있다. 그 작용은 상기 스프링 1의 경우와 마찬가지이다.

상기 스프링 3은, 스프링 상수 가변 스프링이기 때문에, 상기 작용체(34)의 변위에 대응하여, 솔레노이드의 전자기력과 마찬가지로, 복원력이 지수함수로 증가한다. 따라서, 솔레노이드 전압조건(7V)에서 제로부터 P3지점까지 사용할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 스프링 상수 가변 스프링이 적용되는 것에 의해서 솔레노이드 액츄에이터의 가동 스토로크 범위가 커질 수 있다. 여기서 스트로크의 범위는 솔레노이드 액츄에이터가 안정적 동작될 수 있는 스트로크의 범위라고 할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 동일한 솔레노이드가 적용되는 질량유량계의 경우에, 유로의 개도조절범위가 커질 수 있고, 더 넓은 유량범위를 안정적으로 정밀하게 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 솔레노이드 액츄에이터의 안정적인 동작범위를 크게 할 수 있고, 질량유량계의 안정적 동작범위를 더 크게 할 수 있다.

31: 솔레노이드
34: 작용체
341: 제 1 면
34: 스프링

Claims (9)

1. 유량을 측정하는 유량측정센서;
   바이패스 유로와 상기 유량측정센서로 유로를 분기하는 바이패스; 및
   상기 유량측정센서 및 바이패서의 하류에 놓여서 통과하는 유량을 조절하는 유량조절밸브가 포함되고,
   상기 유량조절밸브는 솔레노이드 액츄에이터이고,
   상기 솔레노이드 액츄에이터에는,
   솔레노이드;
   상기 솔레노이드의 전자기력에 의해서 동작되는 자성체;
   상기 자성체의 일측에 마련되어, 유로의 개도를 조절하는 작용체; 및
   상기 작용체에 상기 솔레노이드의 전자기력과는 반대방향의 복원력을 인가하는 스프링이 포함되고,
   상기 스프링은 스프링 상수 가변 스프링이 적용되고,
   상기 스프링 상수 가변 스프링에는,
   상기 스프링 상수 가변 스프링의 바깥쪽에 놓이는 외부고정부;
   상기 스프링 상수 가변 스프링의 안쪽에 놓이는 내부고정부; 및
   상기 외부고정부와 상기 내부고정부의 사이에서, 상기 작용체의 변위에 따라서 점진적으로 상기 작용체에 닿는 영역이 변하는 간섭부가 포함되는,
   질량유량계.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스프링 상수 가변 스프링의 스프링 상수는, 솔레노이드의 전자기력이 커질 수록 커지는 질량유량계.
3. 솔레노이드;
   상기 솔레노이드의 전자기력에 의해서 동작되는 자성체;
   상기 자성체의 일측에 마련되어, 변위량에 따라서 유로의 개도를 조절하는 작용체; 및
   상기 작용체에 상기 솔레노이드의 전자기력과는 반대방향의 복원력을 인가하는 스프링이 포함되고,
   상기 스프링에는,
   상기 스프링의 바깥쪽에 놓이는 외부고정부;
   상기 스프링의 안쪽에 놓이는 내부고정부; 및
   상기 외부고정부와 상기 내부고정부의 사이에서, 상기 작용체의 변위에 따라서 점진적으로 상기 작용체에 닿는 영역이 변하는 간섭부가 포함되는 솔레노이드 액츄에이터.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 작용체에는,
   상부의 제 1 면;
   상기 제 1 면의 바깥쪽에서 하측으로 연장되는 제 2 면; 및
   상기 제 2 면의 하측에서 안쪽으로 연장되는 제 3 면이 포함되는 솔레노이드 액츄에이터.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 면에는, 상기 작용체의 변위가 커짐에 따라서,
   상기 간섭부와 먼저 접하는 안쪽 부분과, 상기 간섭부와 나중에 접하는 바깥쪽 부분이 포함되는 솔레노이드 액츄에이터.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 면에는 곡률반경이 다른 부분이 적어도 두 개가 제공되는 솔레노이드 액츄에이터.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 곡률반경이 다른 부분은 서로 부드럽게 연속되는 솔레노이드 액츄에이터.
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 자성체가 상기 작용체의 위에 놓일 때, 상기 제 1 면의 적어도 일부는 위로 볼록한 형상으로 제공되는 솔레노이드 액츄에이터.
9. 제 4 항에 있어서,
   상기 자성체의 힘을 상기 작용체에 전달하기 위하여 상기 작용체와 일체화되는 당김부가 더 포함되고,
   상기 당김부는 상기 제 1 면에 체결되는 솔레노이드 액츄에이터.

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