KR101232494B1 - 단일체 구조 및 전도성 폴리머 전극을 구비한 자기 유량계 - Google Patents

Abstract

부식성 유동 스트림의 측정을 위한 자기 유동 계량 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이 장치는 단일체 구조를 사용하며, 유동 도관은 금속성 외부 하우징에 의존하지 않고 전체적으로 절연성, 비전도성 재료로 구성된다. 유동 스트림과 접촉하는 전극의 부분들은 부식성 매체에 내성적인 적절한 전도성 폴리머 재료로 제조된다. 또한, 전극은 배경 전기 노이즈를 감소시키도록 전극 조립체내에 몰딩된 차폐부를 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 기전력의 보다 정확한 측정을 제공하기 위해 전극 차폐 회로(전극 및 배선)를 능동적으로 구동하는 전기적 구성을 사용한다.

부식성 매체, 자기 유량계, 전도성 폴리머, 유동 축, 길이방향 축, 전극

Description

단일체 구조 및 전도성 폴리머 전극을 구비한 자기 유량계 {MAGNETIC FLOW METER WITH UNIBODY CONSTRUCTION AND CONDUCTIVE POLYMER ELECTRODES}

본 발명은 도관내의 유체 유동을 감시 및 측정하는 것에 관한 것으로, 특히, 반도체 산업에서 사용하기 위한 자기 유량계에 관한 것이다.

자기 유량계[매그플로우 메터(magflow meter)]의 동작 원리는 자기장을 통해 유동하는 전도성 매체의 속도에 비례하는 기전력(EMF)이 발생한다는 유도 전압의 패러데이 법칙에 기초한다. 통상적으로, 매그플로우 메터의 경우에, 유동 매체는 횡단방향 자속에 노출되는 도관의 단면을 통과하는 전도성 매체이다. 전도성 유체가 도관을 통과할때, 결과적인 EMF는 도관 벽에 장착되어 매체와 물리적으로 접촉하는 전극에 의해 검출된다. EMF의 단락(shorting)을 방지하기 위해, 도관벽은 비전도성 재료로 구성되어 있다.

매그플로우 메터는 이들이 넓은 범위(통상적으로 30:1)에 걸친 낮은 측정 에러(얻을 수 있는 판독치의 0.2%)를 가지며, 동작을 위해 가동부(터빈 메터 또는 페들휠 기술과는 달리) 또는 유동 규제부(차압 메터와는 달리)를 필요로 하지 않기 때문에 처리 제어 산업(화학적, 식품-및-음료, 펄프 및 제지, 수처리)에서 사용되어왔다. 또한, 매그플로우 메터는 전극 또는 도관 벽을 위한 재료의 적절한 선택 을 통해 유동 스트림 매체의 유해 화학제의 유해한 영향에 대해 내성적이도록 구성될 수도 있다.

기존의 디자인은 원하는 전기적 격리를 제공하기 위해, 비전도성 재료로 제조된 도관을 사용하여 왔다. 전극은 팁이 내벽과 표면 일치되도록 장착된다. 다른 디자인은 전극의 팁이 유동 스트림내로 돌출하는 상태로, 금속성 외부 하우징내에 비전도성 라이너로 구성된 도관을 삽입하였다.

다양한 종래 기술 디자인은 매그플로우 메터의 완전한 이득을 실현하지 못하게하는 특정 단점들을 소유하고 있다. 대부분의 매그플로우 메터는 금속 하우징내에 유전체 슬리브를 사용한다. 유전체 라이너를 금속 하우징에 장착하는 것은 고가의 처리이다. 현용의 매그플로우 메터는 전극 및 전자기 조립체의 장착을 위해 용접 또는 다른 방식으로 금속 하우징에 하드웨어를 장착하는 것을 필요로하는 복잡한 조립체이다. 또한, 통상적으로, 이들 접근법은 금속성 전극의 사용을 제안하고 있으며, 이들은 다른 산업의 처리 및 용례와는 함께 사용하지 못할 수 있다.

자기 유량계의 기술적 장점에도 불구하고, 통상적으로, 이들은 반도체 산업에는 사용 또는 적용되지 못하고 있다. 이는 이 산업에서 일반적으로 사용되는 액체(산 또는 HCL 및 NH₄OH 같은 염기) 및 가스의 초 순수성 및 고 부식성 특성에 기인한 것으로 판단된다. 1/10억("PPB") 미만의 레벨에서 순도가 유지되어야만 한다. 이 순도 레벨을 유지하기 위해, 부식성 유체와 접촉하는 재료는 부식되지도 않아야하며, 어떠한 이온 오염물도 생성하지 않아야 한다. 따라서, 완전히 PTFE 또는 PFA(또는 다른 유사 계열의 폴리머) 같은 비금속성 및 비부식성 피습윤 재료(non-corroding wetted material)로 구성된 유량계가 매우 바람직하다. 이런 요구조건은 자기 유량계를 사용하지 못하게 하며, 그 이유는 자기 유량계는 액체와 접촉하는 전극이 EMF 신호를 전도할 수 있어야만 하며, 따라서, 이 전극들이 일반적으로 316 스테인레스 강, 하스텔로이 또는 백금 같은 금속으로 구성되기 때문이다.

부가적으로, 매그플로우 메터는 통상적으로, 큰 대형의 장치이며, 반도체 산업의 작은 크기 및 유량 요구조건에 부합되지 않는다. 크기의 주 요인은 처리 산업에서는 광범위한 압력 및 온도에 걸쳐 적절히 기능하는 것을 필요로 하며, 이는 세라믹이나 PTFE 또는 PFA가 라이닝된 금속 파이프 같은 값비싼 재료 중 어느 하나로 도관을 형성하는 것을 필요로 한다는 것이다.

하기의 예시적 실시예에서 본 발명은 유동 도관이 전체적으로, 금속성 외부 하우징을 갖지 않는 절연성, 비전도성 재료로 구성되는 자기 유량계이다. 비전도성 도관은 유동 단면에 대해 수직인 축을 따라 유동하는 유체를 수납하는 피습윤 외주(wetted perimeter) 를 형성하는 유동 단면을 갖는다. 도관에는 한 쌍의 자극(magnetic pole)이 설치되며, 이 자극은 직경 방향으로 대향한 구조로 유동 단면에 걸쳐진다. 자극은 실질적으로 유동 축과 교차하는 제1 측방향 축을 형성한다. 또한, 도관의 다른 측부상에는 한 쌍의 전극이 배치되어 자극에 의해 형성된 제1 측방향 축과 유동 축 양자 모두와 교차하는 제2 측방향 축을 형성한다. 전극은 유동 스트림의 부식성 매체에 내성적인 전도성 폴리머 재료로 이루어진다. 전극은 내부의 유체 유동과 접촉하기 위해 도관의 피습윤 외주를 뚫고 들어간다.

본 발명의 다양한 실시예의 장점은 도관이 금속성 외부 하우징을 포함하지 않고, 유전체 재료로 제조되며, 따라서, 도관의 라이닝의 비용 및 복잡성을 감소시킨다는 것이다. 또한, 도관은 전극 및 전자기 조립체를 쉽고 직접적으로 수용하도록 제조되어 비용 및 조립 복잡성을 추가로 감소시킨다.

본 발명의 다양한 실시예의 다른 장점은 전도성 폴리머(또는 플라스틱) 전극이 화학적 침범에 대해 내성적이라는 것이다. 미국 특허 제5,449,017호에 개시된 바와 같이, 전도성 폴리머(또는 플라스틱) 전극은 PTFE나 PFA의 혼합물을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는, 특정 측정 대상 매체에 적합한 폴리머 재료로 구성될 수 있다. 또한, 이들 전극은 배경 전기 노이즈를 감소시키도록 전극 조립체에 성형되는 차폐부를 특징으로 한다.

본 발명의 일 태양은 전자기 유량계의 신호 감쇠의 문제점을 해결한다. 전극이 전해질 유체(예로서, 물 또는 산이나 염기)와 접촉할 때, 유체와 전극 사이의 전기 접속은 단순한 저항이 아니다. 오히려, 유체/전극 계면은 복합 임피던스를 생성하며(반작용 성분을 갖는 임피던스), 이 임피던스도 접촉하는 유체의 전기 전도성 및 전극의 크기와 재료 같은 다수의 물리적 특성 또는 인자의 함수이다. 표준 금속 전극에서, 이 복합 임피던스는 전극을 전자장치에 접속하는 전기 접속 수단의 커패시턴스와 함께 전압 분할자(voltage divider)를 형성한다. 따라서, 증폭기에 감쇠된 전압이 제공되며, 감쇠는 유체/전극 계면의 복합 임피던스에 대한 접속 수단의 커패시턴스의 함수이다. 전압 분할자 영향의 현저성은 특히, 소형 자기 유량계에서 두드러지며, 그 이유는 전극이 소형이고, 유체/전극 계면에서 높은 복합 임피던스를 갖기 때문이다.

본 발명의 다양한 실시예 중 하나의 다른 장점은 전극 차폐 회로(전극 및 배선)를 전기적으로 구동하는 전극 구조를 활용하며, 그에 의해, 기전력의 보다 정확한 측정을 제공하도록 유체/전극 계면의 복합 임피더스에 대한 유효 케이블 임피던스를 감소시킨다는 것이다.

첨부 도면과 연계한 하기의 본 발명의 다양한 실시예의 상세한 설명을 고려하여 본 발명을 보다 완전히 이해할 수 있을 것이다.

도1은 종래 기술 자기 유량계의 단면도이다.

도2는 장치가 개략적으로 도시되어 있는 본 발명의 유동 채널에 수직인 단면도이다.

도3A는 유동 채널에 수직인, 본 발명의 단면도이다.

도3B는 본 발명의 등각 투영도이다.

도3C는 유동 채널에 수직인, 본 발명의 단면도이다.

도3D는 유동 채널에 수직인, 본 발명의 단면도이다.

도4A는 유동 채널의 평면을 통한, 본 발명의 단면도이다.

도4B는 유동 채널의 평면을 통한 본 발명의 단면도이다.

도5는 종래의 전극 조립체의 개략도이다.

도5A는 종래의 전극 조립체의 개략도이다.

도5B는 종래의 전극 조립체의 개략도이다.

도6은 본 발명에 따른 전극 조립체의 개략도이다.

본 발명은 다양한 변형 및 대안적 형태를 가질 수 있지만, 그 중 특정 형태를 도면에 예로서 도시하고, 상세히 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 설명된 특정 실시예에 한정하고자 하는 것은 아니라는 것을 이해하여야 하다. 반대로, 첨부된 청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 개념 및 범주내에 포함되는 모든 변형, 등가물 및 대안을 포함하고자 하는 것이다.

본 발명은 일반적으로, 반도체 제조 설비내의 부식성 화학 유체의 유속을 측정하기 위한 장치 및 시스템에 관한 것이다. 본 발명이 반드시 이런 용례에 제한될 필요는 없지만, 본 발명은 이런 특정 관련 예시적 실시예의 설명을 사용하여 보다 양호하게 이해될 수 있다.

자기 유량계는 전기 전도성 액체의 체적 유량을 측정하기 위해 사용된다. 이들은 이하의 수학식으로 표현되는 유도 전압의 페러데이의 원리에 따라 동작한다.

여기서, emf는 기전력(volt)이고, B는 자속 밀도(gauss)이며, L은 스팬방향 길이 또는 emf가 가로질러 생성되는 전도성 액체를 통한 두께(예로서, cm)이고, U 는 계량 대상 전도성 액체의 국지 속도(예로서, cm/sec)이다.

도1을 참조하면, 중앙 유동 축(4)과, 피습윤 외주(5)를 구비하며 및 유동 축(4)에 실질적으로 평행하게 유동하는 유체 유동(6)을 수납하는 도관(3)을 형성하는 하우징(2)을 포함하는 종래 기술 자기 유량계(1)가 예시되어 있다. 한 쌍의 자극(7)이 하우징(2)의 외주에 배치되어 그 사이에 자기장(B)을 생성한다. 한 쌍의 전극(8)은 하우징(2)의 각 측부상에 배치되며, 유체 유동(6)과 접촉하도록 피습윤 외주(5)를 관통한다. 전극(8)은 기전 자속(emf)의 검출을 위해 판독 장치(9)에 연결되어 있다.

이제, 도2를 참조하면, 본 발명에 따른 자성 유량계(10)의 실시예가 단면으로 도시되어 있다. 유량계(10)는 단일체 하우징(20)을 포함하며, 이는 유체 유동(40)을 수납하도록 구성된, 도관(30) 및 피습윤 외주(37)를 형성하는 중공 실린더로서 표현되어 있다. 자극(50)은 하우징(20)의 상면 및 저면에 장착되어 있다. 하우징(20)이 유전체 재료로 구성되기 때문에, 각 자극(50)은 하우징(20)의 벽내에 형성된 유저 포트(52; bottomed port)에 장착된다. 유저 포트(52)는 그들이 피습윤 외주(37)를 관통하지 않고, 대신, 하우징(20)내에서 종결되어 저면부(57)를 형성하도록 형성되어 있다. 유저 포트(52)는 유동 축(35)을 통과하는 제1 측방향 축(95)을 따라 정렬되어 있다.

또한, 도2의 실시예는 자극(50)과 동일 평면상에서 자극(50)에 관하여 약 90도로 배치되어 있는 한 쌍의 전극(70)을 예시한다. 각 전극(70)은 하우징(20) 및 피습윤 외주(37)를 관통하는 관통 포트(72)내에 장착되고, 따라서, 관통 포트(72) 와 도관(30) 사이의 유체 연통을 생성한다. 전극(70)은 제1 측방향 축(95) 및 유동 축(35) 양자 모두와 교차하는 제2 측방향 축(105)을 따라 정렬된다. 90도 배향은 바람직하기는 하지만 자기 유량계의 동작을 위해 필수적인 것은 아니다. 도 2의 단면은 자기장(60)과 전극(70) 사이에서 감지되는 기전 자속("EMF") 필드(90) 사이의 관계를 보여 준다.

전극(70)은 또한, EMF(90)에 의해 유발되는 전압 전위를 감지하는 판독 장치(80)에 연결된다. 판독 장치(80)는 표시 이전에, 전압을 공학 단위(예로서, cm/sec)로 변환하도록 구성될 수 있다.

도3A를 참조하면, 자기 유량계(10)가 절연성, 비오염, 화학적 불활성 재료 질량체 또는 바디(110)로 형성되는 본 발명의 다른 실시예가 단면으로 도시되어 있다. 본 명세서에서 사용시, 용어 "절연성"은 부식성 화학 유체 유동(40)에 대해 화학적으로 내성적이며, 불활성이어서 유체 유동(40)을 "격리"시키고, 전기적으로 비전도성인 양자 모두의 특성을 가지는 재료 질량체 또는 바디(110)의 특성을 지칭한다. 도관(30)은 절연성 질량체(110)를 통해 유동시키도록 형성된다. 한 쌍의 전자기 코일(130)이 질량체(또는 바디)(110)내에 수납된다. 이 구조에서, 자극(50)은 전자기 코일(130)에 의해 구동되며, 이는 자기 복귀 경로(100)에 의해 연결되어 있다. 도3A는 또한 전극 커넥터(120)에서 종결되는 전극(70)을 도시한다. 전극 커넥터(120)는 중계 케이블(125)에 각각 연결되고, 중계 케이블은 후속하여 판독 장치(80)(미도시)로 이어진다.

도3B는 외피가 입혀져 환경으로부터 보호된 본 발명의 다른 실시예의 등각 투영도를 도시한다. 유로(30)는 절연성 질량체(또는 본체)(110)를 통해 형성되며, 절연성 질량체(110)내에는 다양한 구성요소[자극(50), 전자기 코일(130), 차폐형 전극(70) 및 자기 복귀 경로(100)]가 수납되어 있다. 절연성 질량체(110)내에 구성요소를 수납함으로써, 구성요소는 먼지 및 분진, 정비 세척 및 화학제 누설물 같은 제조 환경의 통상적인 작업으로부터 보호된다. 제조의 비용 및 복잡성도 현저히 감소된다.

도3C를 참조하면, 하우징(20C)의 내부 부분(140)을 포함하는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 내부 부분(140)은 외부 부분(150A, 150B)과 캡으로 격리(cap off) 되어 있다. 이 배열은 전자기 코일(130)이 하우징(20C)내에 장착되고, 추후 환경으로부터 보호되도록 캡으로 격리될 수 있게 한다.

본 발명의 유사한 실시예가 도3D에 도시되어 있다. 이 실시예는 조개껍질 배열로 구성된 외부 부분(150A, 150B)을 도시한다. 본 실시예에서, 외부 부분(150A, 150B)은 내부 부분(140)을 한정하도록 조합된다. 전극 커넥터(120)가 그후 전극(70)에 연결되고, 내부 구성요소를 환경으로부터 보호하는 기밀 밀봉부를 형성한다.

도4A를 참조하면, 도3C의 실시예의 측면도가 단면으로 도시되어 있다. 이 도면은 유동 축(35)을 따른 내부 부분(140)을 통과하는 유동 도관(30)을 도시한다. 또한, 전극(70)의 단부(75)는 유동 도관(30)의 피습윤 외주(37)상에서 볼 수 있다. 단부(75)는 유체 유동(40)과 유체 접촉한다는 것을 유의하여야 한다.

유동 도관(30)이 수렴/발산 유로(160)로 형성되는 본 발명의 다른 관련 실시 예가 도4B에 예시되어 있다. 이 도관(30) 형상은 유체 유동이 자기장(60)을 통과할때 유체 유동(40)을 규제하도록 작용하여, 유속(U)을 증가시킨다. 생성된 기전 자속이 U에 비례하기 때문에, 수렴/발산 유로(160)는 보다 큰 기전 자속(90)을 생성하도록 작용하여, 판독 장치(80)에 의해 검출되는 신호-대-잡음 비율을 증가시킨다.

이제, 도5A 및 도5B를 참조하면, 종래 기술 전극 조립체(165)가 도식적 및 개략적으로 도시되어 있다. 조립체(165)는 전기 접속 수단(215)을 경유하여 증폭기(250)의 반전 입력부(253)에 연결된 중앙 전도성 부재(190)를 포함한다. 증폭기(250)의 비반전 입력부(257)는 전기 접지(230)에 접속되어 있다. 중앙 전도성 부재(190)는 하우징(2) 및 유전체 라이너(193)를 통과하며, 절연성 슬리브(191)에 의해 하우징(2)으로부터 전기적으로 격리된다. 중앙 전도체(190)는 전해질 유체(195)(예로서, 물 또는 산 또는 염기)와 유체/전도체 계면(198)에서 접촉한다. 작용 성분(201) 및 반작용 성분(202)을 갖는 복합 임피던스(200)가 유체(195)와 중앙 전도체(190) 사이에 발생한다. 복합 임피던스(200)는 전기 접속 수단(215)의 임피던스와 함께 전압 분할자를 형성한다. 따라서, 부정확 또는 감쇠된 전압이 신호 증폭기(220)에 제공된다. 이 "전압 분할자 효과"는 복합 임피던스(200)와 접속 수단(215)(도6에 가상으로 커패시터로 표시됨)의 기생 커패시턴스(260)의 함수이다. 전압 분할자 효과의 현저성은 금속성 프로브를 갖는 소형 자기 유량계에서 특히 현저하며, 그 이유는 전극이 작고, 따라서, 계면(198)의 복합 임피던스(200)가 높기 때문이다. 또한, 임피던스(200)는 유체(195)의 전기 전도성, 중앙 전도 체(190)의 크기 및 중앙 전도체(190)의 재료를 포함하는 다수의 물리적 특성의 함수이다. 유체의 전도성이 유량에 무관하게 변하기 때문에, 감쇠는 동적일 수 있다.

본 발명에 따른 전극 조립체(167)의 실시예가 도6에 도시되어 있다. 조립체(165)는 전기적으로 차폐된 전극(170)을 포함한다. 전극(170)은 중앙 전도성 부재(190)가 그를 따라 배치되는 길이방향 축(180)을 갖는다. 중앙 전도체(190)는 환형 전도성 부재(225)와 동심 배열체이다. 중앙 전도성 부재 및 환형 전도성 부재 양자 모두는 전기 접속 수단[215(215A, 215B)]을 경유하여 신호 증폭기(220)에 접속되어 있다. 환형 전도성 부재(225) 및 중앙 전도성 부재(190)는 제1 절연 부재(210)에 의해 서로 전기적으로 격리되어 있다. 차폐 부재(240)는 환형 전도성 부재(225)와 동심으로 그를 둘러싸고 있다. 차폐 부재(240)는 전기 접지(230)에 연결되어 있다. 신호 증폭기(220)의 개략도는 환형 전도성 부재(225)에 접속된 반전 입력부(253)와 중앙 전도체(190)에 접속된 비반전 입력부(257)를 갖는 오피 앰프(250; op amp)를예시한다. 점퍼 접속부(270)는 반전 입력부(253)를 오피 앰프 출력부(280)에 접속시킨다. 도6의 실시예는 고유 커패시턴스(260)를 저 임피던스로 구동하며, 그에 의해, 복합 임피던스(200) 사이의 상호작용에 의해 유발되는 동적 에러를 감소시킨다.

전도성 부재(190, 225)는 양자 모두가 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 미국 특허 제5,316,035호 및 제5,449,017호에 개시된 바와 같이, 전도성 플라스틱으로 제조될 수 있다. 여기서, 용어 "플라스틱"은 일반적으로, 폴리머, 플루오로폴 리머 또는 특히, 자기 유량계 외부 및 내부 양자 모두의 부식성 분위기 환경의 열화 영향에 견디기에 적합한 기타 유전체 재료를 의미한다. "플라스틱"의 예는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 화학적 내성에 적합한 본 기술의 숙련자들에게 공지된 다른 재료를 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는다. 본 출원에서, "전도성 플라스틱"을 언급할 때, 이 플라스틱은 플라스틱과 일체로 추가되어, 플라스틱 전반에 걸쳐 분포되어 있는 전도성 재료의 입자 또는 섬유로 충전된다. 이렇게 주입되는 전도성 재료는 탄소 또는 강철 또는 양자 모두를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 이런 플라스틱은 중앙 및 환형 전도성 플라스틱 감지 요소(190, 225)와 차폐 부재(240)에 사용될 수 있다.

예시 및 상술된 특정 자기 유량계 실시예는 상술한 목적을 완전히 달성할 수 있으며, 상술한 장점을 제공할 수 있지만, 이들은 단지 본 발명의 예시일 뿐이라는 것을 이해하여야 한다. 본 기술의 숙련자들은 여기에 제공된 설명의 범주내에 있는, 본 발명을 실시할 수 있는 다양한 다른 변형 및 변경을 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (15)

1. 유동 축을 갖는 도관이 관통하는 하우징과,

   직경방향으로 대향된 관계로 상기 도관의 양쪽에 배치되며, 상기 유동 축과 실질적으로 교차하는 제1 측방향 축상에서 제1 측방향 축과 정렬되어 배치되어 있는 한 쌍의 자극과,

   직경방향으로 대향된 관계로 상기 도관의 양쪽에 배치되고, 상기 유동 축 및 상기 제1 측방향 축 양자 모두와 실질적으로 교차하는 제2 측방향 축을 형성하며, 상기 도관과 유체 연통하는 한 쌍의 전기적으로 차폐된 전극을 포함하고,

   상기 차폐된 전극 각각은 길이방향 축을 가지며, 중앙 전도성 부재와, 환형 전도성 부재와 차폐 부재로 구성되고, 차폐 부재는 적어도 하나의 전기 전도성 재료로 이루어지고, 상기 길이방향 축상에 배치된 상기 중앙 전도성 부재와 실질적으로 동심으로 배열되며, 상기 환형 부재는 상기 중앙 전도성 부재와 상기 차폐 부재 사이에 배치되고,

   상기 중앙 전도성 부재 및 상기 환형 전도성 부재는 제1 간극 절연 부재에 의해 분리되어 있고,

   상기 중앙 전도성 부재 및 상기 환형 전도성 부재는 신호 증폭기에 연결되도록 구성되며, 상기 차폐 부재는 전기 접지에 연결되도록 구성되는 자기 유량계.
2. 제1항에 있어서, 상기 신호 증폭기는 반전 입력부와, 비반전 입력부와, 출력부를 구비하는 증폭기를 포함하고,

   상기 중앙 전도성 감지 부재 및 상기 환형 전도성 부재는 각각 상기 증폭기의 상기 반전 입력부 및 상기 비반전 입력부에 연결되고,

   상기 반전 입력부는 상기 증폭기 출력부에 전기적으로 접속되는 자기 유량계.
3. 제2항에 있어서, 상기 중앙 전도성 부재 및 상기 환형 전도성 부재는 전도성 플라스틱으로 구성되는 자기 유량계.
4. 유동 축을 가지는 도관을 구비한 하우징과,

   직경방향으로 대향한 관계로 상기 도관의 양쪽에 배치되며, 상기 유동 축과 실질적으로 교차하는 제1 측방향 축과 정렬된 한 쌍의 자극과,

   직경방향으로 대향한 관계로 상기 도관의 양쪽에 배치된 한 쌍의 전극을 포함하고,

   상기 전극은, 상기 유동 축 및 상기 제1 측방향 축 양자 모두와 실질적으로 교차하는 제2 측방향 축과 정렬되며, 폴리에테르에테르케톤 및 플루오로폴리머 재료로 구성되는 그룹으로부터의 적어도 하나로 구성된 전도성 플라스틱 감지 부재를 포함하는 자기 유량계.
5. 제4항에 있어서, 상기 전극 각각은 길이방향 축과, 중앙 전도성 부재와, 환형 전도성 부재와, 차폐 부재를 가지는 차폐된 구조체로 구성되며, 차폐 부재는 적어도 하나의 전기 전도성 재료로 형성되고, 상기 길이방향 축상에 배치된 상기 중앙 전도성 부재와 실질적인 동심으로 배열되며, 상기 환형 부재는 상기 중앙 전도성 부재와 상기 차폐 부재 사이에 배치되고,

   상기 중앙 전도성 부재 및 상기 환형 전도성 부재는 제1 간극 절연 부재에 의해 분리되고,

   상기 중앙 전도성 부재 및 상기 환형 전도성 부재는 신호 증폭기에 결합되도록 구성되며, 상기 차폐 부재는 전기 접지에 연결되도록 구성되는 자기 유량계.
6. 제4항에 있어서, 상기 전도성 플라스틱은 탄소 입자 또는 탄소 섬유가 주입된 플루오로폴리머를 포함하는 자기 유량계.
7. 하우징과, 한 쌍의 자극과, 한 쌍의 전극을 포함하고,

   상기 하우징은, 절연성, 비오염성, 화학적 불활성 재료로 형성되고, 내부 부분과, 적어도 하나의 외부 부분과, 유동 축을 갖고 상기 하우징을 관통하는 유체 유동을 위한 도관을 구비하고,

   상기 하우징은 상기 도관과 인접하게 내부에 형성된 한 쌍의 직경방향으로 대향한 유저 포트를 구비하고, 상기 유저 포트는 상기 유동 축과 실질적으로 교차하는 제1 측방향 축과 정렬되며, 상기 유저 포트 각각은 자극을 고정하도록 구성되고,

   상기 하우징은 상기 도관과 유체 연통하는 상태로 관통 형성된 한 쌍의 직경방향으로 대향한 관통 포트를 구비하고, 상기 관통 포트는 상기 유동 축 및 상기 제1 측방향 축 양자 모두와 실질적으로 교차하는 제2 측방향 축과 정렬되고, 상기 관통 포트 각각은 전극을 고정하도록 구성되며,

   상기 한 쌍의 자극은 상기 유저 포트 쌍 각각의 내부로 각각 삽입되도록 구성되며,

   상기 한 쌍의 전극은 상기 관통 포트 쌍 각각의 내부로 각각 삽입되도록 구성되며,

   상기 적어도 하나의 외부 부분은 상기 자극 쌍 및 상기 전극 쌍을 수납하도록 구성되는 자기 유량계.
8. 제7항에 있어서, 상기 자극은 자기 복귀 경로에 의해 연결되어 있는 전자석을 포함하고, 상기 하우징은 상기 자기 복귀 경로를 수납하도록 구성되며, 상기 전극은 전도성 플라스틱 감지 부재를 가지는 자기 유량계.
9. 제7항에 있어서, 상기 전극은 탄소 주입된 폴리머 재료를 포함하는 자기 유량계.
10. 제7항에 있어서, 상기 절연성 재료는 비오염성 폴리머로 형성되는 자기 유량계.
11. 자기 유량계용 하우징이며,

    절연성, 비오염성, 화학적 불활성 재료로 제조된 본체를 포함하고,

    상기 본체는 내부 부분과, 적어도 하나의 외부 부분과, 유체의 관통 유동을 위한 도관을 구비하고, 상기 도관은 유동 축을 가지며,

    상기 본체는 내부에 형성된 한 쌍의 직경방향으로 대향한 유저 포트를 구비하고, 상기 유저 포트는 상기 도관의 상기 유동 축과 실질적으로 교차하는 제1 측방향 축상에 배치되어 제1 측방향 축과 정렬되며, 상기 제1 유저 포트 쌍은 한 쌍의 자극을 수용하도록 구성되며,

    상기 본체는 한 쌍의 직경방향으로 대향한 관통 포트를 구비하고, 상기 관통 포트는 상기 본체를 관통하여 형성되어 상기 도관에 접속하고, 그에 의해, 제2 측방향 축을 형성하며, 상기 제2 측방향 축은 상기 유동 축 및 상기 제1 측방향 축 양자 모두와 실질적으로 교차하며, 상기 관통 포트 쌍은 한 쌍의 전극을 수용하도록 구성되고,

    상기 적어도 하나의 외부 부분은 상기 유저 포트 쌍을 덮도록 구성되는 자기 유량계용 하우징.
12. 제11항에 있어서, 상기 비오염성 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 퍼플루오로알콕시(PFA) 및 기타 플루오로카본 폴리머로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 자기 유량계용 하우징.
13. 제11항에 있어서, 상기 제2 직경방향으로 대향한 관통 포트 쌍의 상기 제2 측방향 축은 상기 제1 직경방향으로 대향한 관통 포트 쌍의 상기 제1 측방향 축에 실질적으로 수직인 자기 유량계용 하우징.
14. 부식성 유체 유동 회로내에서 자기 유량계로 화학적 부식성 유체의 유동을 측정하는 방법이며,

    유체 유동이 관통하는 도관을 형성하는 유동 단면과, 상기 유동 단면에 수직인 길이방향 축을 가지는, 절연성, 비오염성, 화학적 불활성 하우징과; 상기 절연성 하우징의 상기 길이방향 축의 대향 측부에 배치되고, 서로 직경방향으로 대향한 한 쌍의 자극과; 상기 절연성 하우징의 상기 길이방향 축의 대향 측부에 배치되고, 서로 직경방향으로 대향하며, 플루오로 폴리머 재료로 구성된 한 쌍의 전극을 포함하는 자기 유량계를 상기 유체 유동 회로내에 연결하는 단계와,

    상기 길이방향 축을 통과하는 자기장을 생성하여, 상기 전극 사이에 전압차를 유도하는 단계와,

    상기 전극 사이의 상기 전압차를 측정하고, 상기 전압차를 상기 부식성 유체의 유체 유속에 상관시키는 단계를 포함하는 유동 측정 방법.
15. 유동 축을 갖는 도관이 관통하는 절연성, 비오염성, 화학적 불활성 하우징과,

    상기 유동 축에 실질적으로 수직인 자기장을 생성하기 위한 수단과,

    상기 유동 축에 실질적으로 수직인 기전 자속을 검출하기 위한 수단을 포함하고,

    상기 자속 검출 수단은 자속 검출을 최대화하기 위해 차폐되도록 구성되고, 상기 기전 자속을 감지하도록 적용되는 전도성 재료가 주입된 플루오로폴리머 재료로 구성되는 자기 유량계.

Images