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KR101020073B1 - 로드셀을 이용한 수위 측정기 - Google Patents

로드셀을 이용한 수위 측정기 Download PDF

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KR101020073B1
KR101020073B1 KR1020100067775A KR20100067775A KR101020073B1 KR 101020073 B1 KR101020073 B1 KR 101020073B1 KR 1020100067775 A KR1020100067775 A KR 1020100067775A KR 20100067775 A KR20100067775 A KR 20100067775A KR 101020073 B1 KR101020073 B1 KR 101020073B1
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KR
South Korea
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load cell
diaphragm
holder
fluid
pressure
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KR1020100067775A
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Inventor
조은경
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청정테크주식회사
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
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    • G01L9/0008—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
    • G01L9/0016—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a diaphragm

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Abstract

본 발명은 로드셀을 이용한 수위 측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유체의 미세한 수심 변화를 용이하게 측정할 수 있고, 유체의 압력이 간접적으로 로드셀에 전달되게 하여 로드셀을 외부로부터 보호할 수 있으면서도, 유체의 출렁임에 영향을 덜 받으면서 수위를 측정할 수 있는 수위 측정값의 오차가 적은 구조의 로드셀을 이용한 수위 측정기에 관한 것으로, 로드셀(220)을 이용하여 유체의 압력에 따라 수위를 측정하므로 유체의 미세한 수심 변화를 용이하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 관로(312)를 방사상으로 등각 배치하여, 유체가 균일하게 중심관로(314)에서 합류되게 하여 유체 압력의 급격한 변화를 방지하고, 다이어프램(320)과 로드셀(220)의 사이에 압력전달매질(230)을 내장하여 다이어프램(320)에 전달되는 압력을 압력전달매질(230)을 통하여 로드셀(220)에 간접적으로 전달되게 함으로써, 로드셀(220)을 물 또는 다양한 종류의 약품으로부터 보호할 수 있고, 유체의 출렁임에 영향을 덜 받으면서 수위를 측정할 수 있다.

Description

로드셀을 이용한 수위 측정기 {Water Level Measuring Instrument Using Load Cell}
본 발명은 로드셀을 이용한 수위 측정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유체의 미세한 수심 변화를 용이하게 측정할 수 있고, 유체의 압력이 간접적으로 로드셀에 전달되게 하여 로드셀을 외부로부터 보호할 수 있으면서도, 유체의 출렁임에 영향을 덜 받으면서 수위를 측정할 수 있는 수위 측정값의 오차가 적은 구조의 로드셀을 이용한 수위 측정기에 관한 것이다.
일반적으로 수위(수심) 측정기는 물의 깊이 또는 물탱크의 수위를 측정하기 위한 것으로, 다수의 리드 스위치를 이용한 방식이 주로 사용된다.
이러한 리드 스위치를 이용한 수위 측정기는 플루트의 부력에 의하여 수면을 따라 움직이며, 플루트의 자력에 의해 몸체에 일정 간격 일렬로 배치된 리드 스위치가 on/off 됨에 따라 수심을 측정하는 방식이다.
그러나 종래의 수위 측정기는 물탱크에 물이 신규로 유입시, 물의 출렁임이 리드 스위치에 직접적으로 전달되게 되고, 그에 따라서 물의 높이 측정에 변동이 발생하게 되는 문제점이 있었다. 즉, 유체의 유입구와 레벨센서(수위 측정센서)가 가까울 때는 물의 출렁임에 영향을 많이 받게 되는 구조였다.
또한, 리드 스위치가 배치된 간격만큼의 오차가 발생하는 문제점이 있었다. 보통 2㎝ 간격이 일반적이나, 리드 스위치가 보다 조밀하게 배치된 경우에는 오차는 줄어들기는 하지만 수위 측정기의 가격이 비싸다는 문제점이 있었다.
그리고 리드 스위치를 이용하여 수심을 측정하기 때문에 수심의 미세한 변화를 원활하게 측정할 수 없는 문제점이 있었고, 측정하고자 하는 유체의 수위가 높을수록 수위 측정기의 제작과 이동이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 로드셀을 수위 측정센서로 적용하여, 유체의 미세한 수심 변화를 용이하게 측정할 수 있는 로드셀을 이용한 수위 측정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유체의 압력이 간접적으로 로드셀에 전달되게 하여 로드셀을 외부로부터 보호할 수 있으면서도, 유체의 출렁임에 영향을 덜 받으면서 수위를 측정할 수 있는 수위 측정값의 오차가 적은 구조의 로드셀을 이용한 수위 측정기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유체 탱크의 수위를 측정하기 위한 로드셀을 이용한 수위 측정기에 있어서, 중공형의 몸체(100); 상기 몸체(100)에 삽설되는 로드셀홀더(210)와, 상기 로드셀홀더(210)의 일단에 고정되며, 신호선(222)이 구비된 로드셀(220)과, 상기 로드셀홀더(220)의 타단에 수용되며, 상기 로드셀(220)에 압력을 전달하는 압력전달매질(230)이 봉입된 로드셀부(200); 상기 로드셀부(200)의 로드셀홀더(210)와 맞닿게 상기 몸체(100)의 하부에 고정되고, 하부에는 관로(312)가 조성되며, 중심부에는 중심관로(314)가 패어져 형성되고, 상기 로드셀부(200)의 압력전달매질(230)과 연통되는 다이어프램홀더(310)를 포함하는 다이어프램부(300); 상기 몸체(100)와 연결되고, 내측에 상기 로드셀(220)의 신호선(222)이 내장되며, 유체 탱크의 상부(G)까지 이어지는 연결파이프부(400); 및 상기 연결파이프부(400)의 상단을 덮어주는 방수커넥터부(500); 가 포함되어 이루어짐을 특징으로 한다.
여기서, 상기 관로(312)는 복수 개로 상기 중심관로(314)와 수직을 이루고, 상기 중심관로(314)를 중심축으로 하여 방사상으로 등간격을 이루도록 조성됨을 특징으로 한다.
아울러, 상기 다이어프램부(300)는 상기 다이어프램부(300)의 다이어프램홀더(310)와 상기 로드셀부(200)의 로드셀홀더(210) 사이에 개재되며, 상기 압력전달매질(230)을 덮어주는 다이어프램(320)이 더 포함되어 이루어짐을 특징으로 한다.
또한, 상기 로드셀부(200)의 로드셀홀더(210)는 상기 몸체(100)의 선단측에 나사결합되되 선단이 상기 몸체(100)의 선단과 수평을 이루고, 상기 로드셀홀더(210)의 외주연과 상기 몸체(100)의 내주연 사이에는 오링(150)이 개재되며, 상기 로드셀홀더(210)의 중심부는 패어져 형성되어 있고, 상기 로드셀(220)은 상기 로드셀홀더(210)의 후단에 나사결합되고, 상기 로드셀(220)과 상기 로드셀홀더(210)의 사이에는 오링(250)이 개재되며, 신호선(222)이 구비되며, 상기 압력전달매질(230)은 상기 로드셀홀더(210)의 선단에 수용됨을 특징으로 한다.
한편, 상기 다이어프램부(300)의 다이어프램홀더(310)는 후단이 상기 로드셀홀더(210)와 나사결합되며, 상기 로드셀홀더(210)의 선단과 상기 다이어프램홀더(310)의 후단 사이에는 오링(350)이 개재되되, 상기 다이어프램홀더(310)의 중심부는 중심관로(314)가 패어져 형성되고, 상기 다이어프램(320)은 원호 형상으로 둘레가 상기 로드셀홀더(210)의 선단과 상기 다이어프램홀더(310)의 후단 사이에 개재되어 상기 압력전달매질(230)을 차폐시켜주며, 상기 방사상으로 조성된 복수의 관로(312)는 상기 중심관로(314)와 연통되되, 상기 방사상으로 조성된 복수의 관로(312)를 통과하는 유체가 상기 중심관로(314)에서 균일하게 합류되어 상기 다이어프램(320)에 압력을 가하고, 상기 다이어프램(320)에 차폐된 압력전달매질(230)이 상기 로드셀(220)에 압력을 전달해주어 수위를 측정함을 특징으로 한다.
상기 특징들을 갖도록 구성되는 본 발명은 로드셀(220)을 이용하여 유체의 압력에 따라 수위를 측정하므로 유체의 미세한 수심 변화를 용이하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 관로(312)를 방사상으로 등각 배치하여, 유체가 균일하게 중심관로(314)에서 합류되게 하여 유체 압력의 급격한 변화를 방지하고, 다이어프램(320)과 로드셀(220)의 사이에 압력전달매질(230)을 내장하여 다이어프램(320)에 전달되는 압력을 압력전달매질(230)을 통하여 로드셀(220)에 간접적으로 전달되게 함으로써, 로드셀(220)을 물 또는 다양한 종류의 약품으로부터 보호할 수 있고, 유체의 출렁임에 영향을 덜 받으면서 수위를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 정면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 부분 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 동작을 나타낸 부분 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 몸체(100), 로드셀부(200), 다이어프램부(300)의 동작을 나타낸 부분 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. 첨부된 도면들에서 구성에 표기된 참조번호는 다른 도면에서도 동일한 구성을 표기할 때 가능한 한 동일한 도면번호를 사용하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지의 기능 또는 공지의 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고 도면에 제시된 어떤 특징들은 설명의 용이함을 위해 확대 또는 축소 또는 단순화된 것이고, 도면 및 그 구성요소들이 반드시 적절한 비율로 도시되어 있지는 않다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 정면도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 분해 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 부분 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기는 몸체(100), 로드셀부(200), 다이어프램부(300), 연결파이프부(400) 및 방수커넥터부(500)가 포함되어 구성된다.
상기 몸체(100)는 양단에 단턱이 형성된 중공형의 파이프 형상으로 양단에 각각 로드셀부(200)와 연결파이프부(400)가 고정된다. 상기 로드셀부(200)는 상기 몸체(100)의 선단에 나사결합되고, 상기 연결파이프부(400)는 상기 몸체(100)의 후단에 본딩 또는 융착(용접)되어 긴밀하게 결합된다.
상기 로드셀부(200)는 로드셀홀더(210), 로드셀(220) 및 압력전달매질(230)가 포함되어 구성된다.
상기 로드셀홀더(210)는 중심부가 관통된 원통 형상으로 상기 몸체(100)의 선단 내주연에 맞는 지름으로 조성되며, 상기 몸체(100)의 선단과 나사결합된다. 이때, 상기 로드셀부(200)의 선단은 상기 몸체(100)의 선단과 나사결합되되, 상기 몸체(100)의 선단에 맞게 단턱이 형성된다.
그리고, 상기 로드셀부(200)의 후단 외주연에는 적어도 한 개 이상의 오링홈(도시하지 않음)이 형성되고, 상기 오링홈에 오링(150)이 개재된다. 상기 오링(150)은 상기 몸체(100)와 상기 로드셀홀더(210)이 결합되었을 때, 유체가 몸체(100)의 내부로 들어오는 것을 막아준다.
또한, 상기 로드셀홀더(210)의 후단 둘레에는 나사홈(도시하지 않음)이 복수개 관통형성되어 있으며, 선단면에는 오링홈(도시하지 않음)이 복수 개 형성된다.
한편, 상기 로드셀홀더(210)의 선단면 중심부는 돌출형성되는데, 이는 다이어프램부(300)의 다이어프램(320)을 견고하게 고정하기 위함이다.
상기 로드셀(220)은 상기 로드셀홀더(210)의 후단 중심부에 나사결합되며, 유체의 압력에 따라 유체의 깊이를 측정하는 역할을 한다. 이때, 상기 로드셀(220)과 상기 로드셀홀더(210)의 사이에는 오링(250)이 개재된다. 상기 오링(250)은 상기 로드셀(220)이 상기 로드셀홀더(210)에 결합되었을 때, 상기 로드셀(220)과 상기 로드셀홀더(210)의 사이를 밀폐시켜준다. 그리고 상기 로드셀(220)에는 신호선(222)이 연결되어 있다.
상기 압력전달매질(230)은 상기 로드셀홀더(210)의 선단 중심부에 내장된다. 여기서, 상기 압력전달매질(230)은 다이어프램(320)이 받은 압력을 상기 로드셀(220)로 전달해주는 물질로 본 발명에서는 증류수 및 무독성 부동액 등이 사용되나 이에 제한되지 아니하며, 유체의 종류와 어는점에 따라 달라진다.
예를 들어 유체가 물이라면 압력전달매질(230)로써 증류수가 사용되고, 어는점이 0도 이하인 화학 약품인 경우에는 무독성 부동액을 사용하는 것이 좋다.
그리고 상기 압력전달매질(230)은 상기 로드셀(220)에 간접적으로 압력이 전달되도록하는 매개체 역할을 함으로써, 물과 다양한 종류의 약품으로부터 상기 로드셀(220)을 보호하고 내구성을 높여준다.
상기 다이어프램부(300)는 다이어프램홀더(310), 다이어프램(320)을 포함하여 구성되고, 상기 다이어프램홀더(310)에는 관로(312)와 중심관로(314)가 형성된다.
상기 다이어프램홀더(310)는 선단이 막히고, 후단의 중심부가 깊게 패어져 중심관로(314)가 형성되며, 상기 중심관로(314)가 시작되는 부분에는 관로(312)가 복수개 관통형성된 원통형상으로 상기 다이어프램(320)을 고정시켜주며, 유체의 압력을 상기 다이어프램(320)으로 고르게 전달해주는 역할을 한다.
또한, 상기 다이어프램홀더(310)의 후단은 상기 로드셀홀더(210)의 선단에 나사로 결합된다. 그에 따라 상기 다이어프램홀더(310)의 후단 둘레에는 나사홈(도시하지 않음)이 패어져 형성된다. 그래서, 상기 로드셀홀더(210)의 후단에 관통형성된 나사홈과 상기 다이어프램홀더(310)의 후단 나사홈을 동일한 위치로 맞춘 후 상기 로드셀홀더(210) 후단 측에서 나사를 조임하여 결합하게 된다.
이때, 상기 로드셀홀더(210) 선단과 상기 다이어프램홀더(310)의 후단 사이에는 오링(350)이 개재된다. 상기 오링(350)은 상기 로드셀홀더(210)에 형성된 오링홈에 끼워지는 것으로 상기 다이어프램홀더(310)와 상기 로드셀홀더(210)의 결합을 더욱 견고하게 해주며, 유체가 상기 다이어프램홀더(310)와 상기 로드셀홀더(210)가 결합된 틈으로 들어오는 것을 방지한다.
상기 관로(312)는 복수 개로 상기 중심관로(314)와 수직을 이루고, 상기 중심관로(314)를 중심축으로 하여 방사상(도 1의 A-A' 단면도 참조)으로 조성되어 상기 중심관로(314)와 연결되며, 이때 복수의 관로(312)는 등간격을 이룬다.
상기 관로(312)는 유체가 상기 다이어프램홀더(310)의 내부로 들어오는 통로 역할을 하는 것으로, 균등한 간격으로 복수 개 형성되어 있기 때문에 유체가 고르게 상기 중심관로(314)로 들어오게 된다. 다시 말해서, 상기 관로(312)를 통하여 유체의 압력이 전달되므로 압력의 급격한 변화를 줄이는 것이다.
따라서, 상기 중심관로(314)로 유체가 들어올 때 외부의 영향(유체 탱크에 유체가 새로 유입될 때 발생하는 유체의 출렁임 또는 다른 외부의 영향으로 인한 유체의 출렁임)을 덜 받게 된다.
상기 중심관로(314)는 상기 관로(312)를 통하여 들어오는 유체가 한 곳으로 모이는 공간이다.
상기 다이어프램(320)은 끝이 포물선 형상을 이루는 젖꼭지 모양의 얇은 고무재질로 상기 다이어프램홀더(310)의 후단과, 상기 로드셀부(200)의 로드셀홀더(210) 사이에 끼워져 고정된다. 이때, 상기 로드셀홀더(210)의 선단면에 돌출된 부분에 상기 다이어프램(320)이 끼워지고, 상기 다이어프램(320)의 끝단은 오링(350)으로 감싸져 견고하게 고정된다. 그리고, 상기 다이어프램(320)의 내부에는 압력전달매질(230)이 채워진다.
다시 말해서, 상기 다이어프램(320)은 상기 로드셀홀더(210)의 중심부 선단측에 끼움결합되고, 상기 압력전달매질(230)은 상기 다이어프램(320)의 내부에서 상기 로드셀홀더(210)의 중심부 선단까지 내장되는 것으로 상기 다이어프램(320)은 상기 압력전달매질(230)을 덮어주어 새는 것을 방지해준다.
그리고 상기 다이어프램(320)은 물과 다양한 종류의 약품으로부터 상기 압력전달매질(230)과 상기 로드셀(220)을 보호해주고, 내구성을 높여준다.
한편, 상기 다이어프램(320)의 재질은 용이한 압력 전달을 위하여 부드럽고 내약품성이 강한 얇은 라텍스(천연고무) 재질을 사용하는 것이 좋다. 이로써, 물의 높이는 물론, 액상 화학약품의 높이도 미세하게 측정할 수 있게 된다.
본 발명에 있어서 다이어프램(320)을 끝이 포물선 형상을 이루는 젖꼭지 모양으로 형성한 것은 미세한 변동이 오차없이 용이하게 로드셀(220)로 전달되게 하기 위함이다. 판상으로 다이어프램(320)을 형성하면 자체 장력에 의하여 오차가 발생하기 때문이다.
따라서, 상기 관로(312)에 유체가 들어오면, 상기 유체는 중심관로(314)에 균일하게 모이게 되고, 물의 깊이에 따라 유체의 압력이 증가하게 되어 상기 중심관로(314)에 모인 유체는 상기 다이어프램(320)에 압력을 가해주게 된다.
그리고 다이어프램(320)에 가해진 압력은 상기 압력전달매질(230)을 통하여 상기 로드셀(220)로 전해지며, 상기 로드셀(220)을 보호하면서 물의 높이를 측정할 수 있다.
한편, 상기 오링(150)(250)(350)은 로드셀(220)을 보호하기 위하여 바이톤 재질을 사용하는 것이 좋으며, 필요 시 오링(150)(250)(350)을 끼운 후 실리콘 재질로 몰딩할 수 있다.
상기 연결파이프부(400)는 제1연결파이프(410)와, 제2연결파이프(420)를 포함하여 구성된다.
상기 제1연결파이프(410)는 중공형의 긴 파이프로 상기 몸체(100)의 후단에 삽입된다. 상기 제1연결파이프(410)는 억지끼움 결합하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 제1연결파이프(410)는 상기 몸체(100)의 후단에서 시작되어 유체 탱크의 상부(G)까지 길게 조성된다.
또한, 상기 제1연결파이프(410)의 내부에는 상기 로드셀(220)의 신호선(222)이 내장되며, 상기 신호선(222)을 보호해주는 역할을 한다.
한편, 상기 제1연결파이프(410)는 얇으면서도 강도가 강한 스테인레스 재질을 사용하는 것이 좋다.
상기 제2연결파이프(420)는 중공형의 긴 파이프로 상기 제1연결파이프(410)를 감싸며, 선단은 상기 몸체(100)의 후단에 본딩 또는 융착(용접)으로 긴밀하게 결합되며, 후단은 유체 탱크의 상부(G)까지 상기 제1연결파이프(410)와 동일한 길이로 형성된다. 그리고 상기 제2연결파이프(420)는 상기 제1연결파이프(410)를 보호해주는 역할을 하는 것으로, 재질은 독성이 없는 PVC 또는 테프론 재질을 사용하는 것이 바람직하며, PVC나 테프론 재질을 사용함으로써 내약품성을 가지게 된다. 이로써, 물의 높이는 물론, 액상 화학약품의 높이를 측정하는데 이용할 수 있게 된다.
한편, 강도가 높은 상기 제1연결파이프(410)가 상기 제2연결파이프(420)의 내부에 내장됨으로써, 상기 제2연결파이프(420)의 길이가 길어져도, 휘어지는 것을 방지할 수 있다.
상기 방수커넥터부(500)는 제1방수커넥터(510), 방수캡(530) 및 제2방수커넥터(530)를 포함하여 구성된다.
상기 제1방수커넥터(510)는 중공형의 원통형상으로 선단은 상기 제2연결파이프(420)의 유체 탱크의 상부(G)측 상단과 연결되면, 후단은 상기 방수캡(530)이 끼워진다. 상기 제1방수커넥터(510)의 선단에는 플랜지(600)가 나사결합되어, 상기 제1방수커넥터(510)를 고정시켜준다. 그리고, 상기 제1방수커넥터(510)의 내부에는 몸체(100) 내부로 물이 들어가는 것을 방지하기 위하여 내약품성이 강한 실리콘 재질로 채우는 것이 좋다.
한편, 상기 플랜지(600)와 상기 제1방수커넥터(510)의 사이에는 오링(650)이 개재되어, 상기 플랜지(600)와 상기 제1방수커넥터(510)가 더욱 밀착되어 결합하게 한다.
상기 방수캡(520)은 제1방수커넥터(510)의 후단에 끼워져 상기 제1방수커넥터(510)의 상단을 덮어 주는 것으로, 상기 제1방수커넥터(510)에 이물질이 들어가는 것을 방지해준다. 그리고 상기 방수캡(520)은 중공형의 원통형으로 측면은 돌출되어 있다.
상기 제2방수커넥터(530)은 상기 방수캡(520)의 측면에 돌출된 부분에 나사결합되는 것이다. 상기 제2방수커넥터(530)는 중공형으로 상기 로드셀(220)의 신호선(222)이 상기 제2방수커넥터(530)를 통과하여 외부로 배출된다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 사용을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 동작을 나타낸 부분 단면도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 몸체(100), 로드셀부(200), 다이어프램부(300)의 동작을 나타낸 부분 단면도이다.
도 4 및 도 5에 의하면 본 발명의 실시예에 따른 로드셀을 이용한 수위 측정기의 작동을 설명하면 아래와 같이 이루어진다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 로드셀을 이용한 수위 측정기를
유체 탱크의 상부(G)에 설치한다. 이때, 몸체(100), 로드셀부(200), 다이어프램부(300)는 탱크 내부의 측정 대상물(W)에 잠기게 설치하며, 연결파이프부(400)를 상기 몸체(100)에서 유체 탱크의 상부(G)까지 연결하고, 연결파이프부(400)를 방수커넥터부(500)로 덮어준다.
여기서, 상기 측정 대상물(W)은 물, 다양한 종류의 액상 화학 약품을 의미하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 일반적으로 수위 측정기로 측정할 수 있는 다양한 유체가 포함된다.
그리고 로드셀부(200)의 로드셀(220)에 연결된 신호선(222)은 연결파이프부(400)를 지나 방수커넥터부(500)를 통과하여, 측정단말기(도시하지 않음)에 연결된다.
다음으로, 도 5를 참조하며, 물의 깊이가 측정되는 것을 설명하면, 다이어프램부(300)의 하부에 형성된 복수의 관로(312)를 통하여 측정 대상물(W)이 유입되고, 상기 다이어프램부(300)의 중앙부에 형성된 중심관로(314)에 측정 대상물(W)이 합류되게 된다.
그리고 합류된 측정 대상물(W)은 도 5의 확대도와 같이 다이어프램(320)에 압력을 가하게 된다. 상기 다이어프램(320)은 압력에 따라 수축되면서 압력전달매질(230)에 압력을 가하게 되며, 압력전달매질(230)을 매개로 하여 로드셀(220)에 압력이 전달된다.
또한, 로드셀(220)에 전해지는 압력값을 신호선(222)을 통해 측정단말기로 보내주게 된다. 그리고, 물의 깊이에 따라 수압에 의해 상기 로드셀(220)에 전해지는 압력값이 달라지게 되고, 상기 측정단말기는 상기 로드셀(220)의 압력값을 물의 깊이로 환산하여 물의 깊이를 측정하는 것이다.
한편, 상기 측정단말기는 사용상 편의를 위하여 무선방식을 사용할 수 있으며, 그에 따라 상기 로드셀(220)에는 무선 데이터 송수신 모듈(도시하지 않음)이 포함된다. 이러한 무선으로 데이터를 송수신하는 기술은 다수 공지되어 있으므로 이에대한 상세한 설명은 생략한다.
G : 유체 탱크의 상부 W : 측정 대상물
100 : 몸체
150, 250, 350, 650 : 오링
200 : 로드셀부
210 : 로드셀홀더 220 : 로드셀 222 : 신호선
230 : 압력전달매질
300 : 다이어프램부
310 : 다이어프램홀더
312 : 관로 314 : 중심관로
320 : 다이어프램
400 : 연결파이프부
410 : 제1연결파이프 420 : 제2연결파이프
500 : 방수커넥터부
510 : 제1방수커넥터 520 : 방수캡 530 : 제2방수커넥터
600 : 플랜지

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 유체 탱크의 수위를 측정하기 위한 로드셀을 이용한 수위 측정기에 있어서,
    중공형의 몸체(100);
    상기 몸체(100)에 삽설되는 로드셀홀더(210)와, 상기 로드셀홀더(210)의 일단에 고정되며, 신호선(222)이 구비된 로드셀(220)과, 상기 로드셀홀더(210)의 타단에 수용되며, 상기 로드셀(220)에 압력을 전달하는 압력전달매질(230)이 봉입된 로드셀부(200);
    상기 로드셀부(200)의 로드셀홀더(210)와 맞닿게 상기 몸체(100)의 하부에 고정되고, 하부에는 관로(312)가 조성되며, 중심부에는 중심관로(314)가 패어져 형성되고, 상기 로드셀부(200)의 압력전달매질(230)과 연통되는 다이어프램홀더(310)를 포함하는 다이어프램부(300);
    상기 몸체(100)와 연결되고, 내측에 상기 로드셀(220)의 신호선(222)이 내장되며, 유체 탱크의 상부(G)까지 이어지는 연결파이프부(400); 및
    상기 연결파이프부(400)의 상단을 덮어주는 방수커넥터부(500); 가 포함되고,

    상기 관로(312)는 복수 개로 상기 중심관로(314)와 수직을 이루고, 상기 중심관로(314)를 중심축으로 하여 방사상으로 등간격을 이루도록 조성되며,

    상기 다이어프램부(300)는 상기 다이어프램부(300)의 다이어프램홀더(310)와 상기 로드셀부(200)의 로드셀홀더(210) 사이에 개재되며, 상기 압력전달매질(230)을 덮어주는 다이어프램(320)이 더 포함되되,

    상기 로드셀부(200)의 로드셀홀더(210)는 상기 몸체(100)의 선단측에 나사결합되되 선단이 상기 몸체(100)의 선단과 수평을 이루고, 상기 로드셀홀더(210)의 외주연과 상기 몸체(100)의 내주연 사이에는 오링(150)이 개재되며, 상기 로드셀홀더(210)의 중심부는 패어져 형성되어 있고,
    상기 로드셀(220)은 상기 로드셀홀더(210)의 후단에 나사결합되고, 상기 로드셀(220)과 상기 로드셀홀더(210)의 사이에는 오링(250)이 개재되며, 신호선(222)이 구비되며,
    상기 압력전달매질(230)은 상기 로드셀홀더(210)의 선단에 수용됨을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 수위 측정기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 다이어프램부(300)의 다이어프램홀더(310)는 후단이 상기 로드셀홀더(210)와 나사결합되며, 상기 로드셀홀더(210)의 선단과 상기 다이어프램홀더(310)의 후단 사이에는 오링(350)이 개재되되, 상기 다이어프램홀더(310)의 중심부는 중심관로(314)가 패어져 형성되고,
    상기 다이어프램(320)은 원호 형상으로 둘레가 상기 로드셀홀더(210)의 선단과 상기 다이어프램홀더(310)의 후단 사이에 개재되어 상기 압력전달매질(230)을 차폐시켜주며, 상기 방사상으로 조성된 복수의 관로(312)는 상기 중심관로(314)와 연통되되,

    상기 방사상으로 조성된 복수의 관로(312)를 통과하는 유체가 상기 중심관로(314)에서 균일하게 합류되어 상기 다이어프램(320)에 압력을 가하고, 상기 다이어프램(320)에 차폐된 압력전달매질(230)이 상기 로드셀(220)에 압력을 전달해주어 수위를 측정함을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 수위 측정기.
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