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KR101289096B1 - High-temperature pressure sensor and fabrication method thereof - Google Patents

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KR101289096B1
KR101289096B1 KR1020110118137A KR20110118137A KR101289096B1 KR 101289096 B1 KR101289096 B1 KR 101289096B1 KR 1020110118137 A KR1020110118137 A KR 1020110118137A KR 20110118137 A KR20110118137 A KR 20110118137A KR 101289096 B1 KR101289096 B1 KR 101289096B1
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housing
high temperature
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hole
pressure sensor
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김영덕
이경일
김동수
박권선
박성덕
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재단법인 포항산업과학연구원
주식회사 포스코
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Abstract

본 발명은 고온 압력센서장치 및 그 제조방법을 제공한다.
상기 고온 압력센서장치의 제조방법은 센서지지대의 하측에 형성된 중앙홀에 지지부재의 일측을 삽입 고정하는 지지부재 연결단계와, 상기 지지부재에 센서홀이 형성된 센서부를 끼운 후 상기 센서지지대를 상기 하우징에 끼우고, 관통홀이 형성된 다이어프램을 상기 지지부재를 관통하면서 상기 하우징의 일측에 장착하는 센서부 및 다이어프램 장착단계와, 상기 지지부재를 통하여 상기 다이어프램에 프리스트레스를 도입하는 프리스트레스 도입단계와, 상기 하우징의 타측을 밀폐하고, 하우징 내부를 진공상태로 만드는 진공단계와, 상기 다이어프램의 관통홀을 밀폐함으로서 상기 하우징 내부를 밀폐시키는 밀폐단계로 구성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치 및 그 제조방법에 의하면, 고온 압력센서장치의 내부를 진공상태로 유지함으로써, 상기 고온 압력센서장치가 고온 환경에서 압력을 검출하는 경우에 내부의 잔류하는 수분 등이 증발로 인해 압력센서장치의 기능을 저하시키는 문제를 방지하여, 고온, 고압의 환경에서도 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공한다.
The present invention provides a high temperature pressure sensor device and its manufacturing method.
The method of manufacturing the high temperature pressure sensor device includes a support member connection step of inserting and fixing one side of a support member into a central hole formed at a lower side of a sensor support, and inserting a sensor part in which a sensor hole is formed in the support member, and then attaching the sensor support to the housing. A sensor unit and a diaphragm mounting step of inserting a diaphragm having a through hole formed therein through the support member, and introducing a prestress into the diaphragm through the support member; The other side of the sealing, and the vacuum step of making the interior of the housing in a vacuum state, and by sealing the through hole of the diaphragm may be composed of a sealing step of sealing the inside of the housing.
As described above, according to the high temperature pressure sensor device and the manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention, when the inside of the high temperature pressure sensor device is maintained in a vacuum state, the high temperature pressure sensor device detects pressure in a high temperature environment. The remaining moisture and the like prevents the problem of deteriorating the function of the pressure sensor device due to evaporation, thereby providing an effect that can be accurately measured even in a high temperature and high pressure environment.

Description

고온 압력센서장치 및 그 제조방법{HIGH-TEMPERATURE PRESSURE SENSOR AND FABRICATION METHOD THEREOF}High temperature pressure sensor device and its manufacturing method {HIGH-TEMPERATURE PRESSURE SENSOR AND FABRICATION METHOD THEREOF}

본 발명은 고온압력센서 및 그 제조방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 고온 고압의 환경에서 적용 가능한 고온 압력센서장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a high temperature pressure sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a high temperature pressure sensor device and a method of manufacturing the same applicable in an environment of high temperature and high pressure.

압력센서(pressure sensor)는 액체 또는 기체의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기신호로 변환하여 전송하는 장치 및 소자이다.Pressure sensors are devices and devices that detect the pressure of liquids or gases, convert them into electrical signals that are easy to use for measurement or control, and transmit them.

한편, LNG 발전기 연소실에서 연소에 의한 고온, 고압의 진동 즉, 연소진동이 발생하여 버너 자체의 연소실 손상을 유발하고 터빈의 출력을 감소시키는 등의 문제를 발생한다. On the other hand, in the LNG generator combustion chamber, vibrations of high temperature and high pressure due to combustion, that is, combustion vibrations, occur, causing damage to the combustion chamber of the burner itself, and reducing the output of the turbine.

따라서, 연소기 튜닝시와 연소기의 동작안정성에 큰 영향을 미치는 Screech tone을 측정하여 이러한 연소진동을 실시간 감시할 수 있는 압력센서가 필요한 실정이다. 그리고, 이때 사용되는 압력센서는 약 500℃이상의 온도와 20bar 정도의 압력을 견딜 수 있어야 한다. Therefore, there is a need for a pressure sensor that can monitor the combustion vibration in real time by measuring the screech tone which greatly affects the operation stability of the combustor and the combustor tuning. And, the pressure sensor used at this time should be able to withstand a temperature of about 500 ℃ or more and a pressure of about 20bar.

종래 이러한 고온 고압의 진동을 측정하는데 댐핑코일(damping coil)을 이용하여 외부에 압력센서를 설치하고 발전기의 동압(dynamic pressure)을 측정하는 방법이 있지만, 이 경우 고주파인 screech tone의 측정이 불가능한 문제가 있다. 따라서, 발전기에 직접 설치할 수 있는 압력센서가 개발되고 있다. Conventionally, there is a method of installing a pressure sensor on the outside using a damping coil to measure the vibration of high temperature and high pressure and measuring the dynamic pressure of the generator, but in this case, it is impossible to measure the high frequency screech tone. There is. Therefore, a pressure sensor that can be installed directly on the generator has been developed.

그런데, 이러한 압력센서는 발전기의 연소실 등의 내부에 존재하는 상당히 높은 온도를 견뎌야 하는데, 고온의 환경에서 압력센서 내부에 잔류하는 수분 등이 증발하여 부정확한 측정 또는 오류가 발생하는 등 센서의 기능을 저하되는 문제가 발생할 수 있다. However, such a pressure sensor has to withstand a considerably high temperature present in a combustion chamber of a generator, and the sensor functions in such a way that an incorrect measurement or an error occurs due to evaporation of moisture remaining in the pressure sensor in a high temperature environment. Degradation problems may occur.

따라서, 이러한 고온의 환경에서 압력을 측정하기에 접합한고 정밀한 측정결과를 제공하는 고온 압력 센서가 필요한 실정이다.
Therefore, there is a need for a high temperature pressure sensor that is bonded to measure pressure in such a high temperature environment and provides accurate measurement results.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 고온 압력센서장치의 내부를 진공상태로 유지함으로써, 상기 고온 압력센서장치가 고온 환경에서 압력을 검출하는 경우에 내부의 잔류하는 수분 등이 증발로 인해 압력센서장치의 기능을 저하시키는 문제를 방지하여 압력센서의 불량을 최소화할 수 있는 고온 압력센서장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to maintain the interior of the high temperature pressure sensor device in a vacuum state, when the high temperature pressure sensor device detects the pressure in a high temperature environment, The present invention provides a high temperature pressure sensor device and a method of manufacturing the same, which can prevent a problem of deteriorating the function of the pressure sensor device due to evaporation of residual water and minimize defects of the pressure sensor.

또한 본 발명은 일 측면으로써, 프리스트레스를 용이하게 도입할 수 있는 고온 압력센서장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to provide a high temperature pressure sensor device and a method of manufacturing the same that can easily introduce prestress.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 센서지지대의 하측에 형성된 중앙홀에 지지부재의 일측을 삽입 고정하는 지지부재 연결단계;와, 상기 지지부재에 센서홀이 형성된 센서부를 끼운 후 상기 센서지지대를 상기 하우징에 끼우고, 관통홀이 형성된 다이어프램을 상기 지지부재를 관통하면서 상기 하우징의 일측에 장착하는 센서부 및 다이어프램 장착단계;와, 상기 지지부재를 통하여 상기 다이어프램에 프리스트레스를 도입하는 프리스트레스 도입단계;와, 상기 하우징의 타측을 밀폐하고, 하우징 내부를 진공상태로 만드는 진공단계;와, 상기 다이어프램의 관통홀을 밀폐함으로서 상기 하우징 내부를 밀폐시키는 밀폐단계;를 포함하는 고온 압력센서장치의 제조방법을 제공한다.As a technical aspect for achieving the above object, the present invention, the support member connecting step of inserting and fixing one side of the support member in the central hole formed on the lower side of the sensor support; A sensor unit and a diaphragm mounting step of fitting the sensor support to the housing and mounting a diaphragm having a through hole through the support member to one side of the housing; and prestressing the diaphragm through the support member. A pre-stress introduction step of introducing; and a vacuum step of sealing the other side of the housing and making the interior of the housing into a vacuum state; and a sealing step of sealing the inside of the housing by closing the through hole of the diaphragm. Provided is a method of manufacturing a sensor device.

바람직하게, 상기 지지부재 연결단계는, 상기 중앙홀에 형성된 제1나사산과 상기 지지부재의 상측 외주면에 형성된 제2나사산을 결합함으로써 상기 지지부재를 상기 센서지지대에 고정결합할 수 있다. Preferably, the supporting member connecting step may be fixedly coupled to the sensor support by combining the first screw thread formed in the central hole and the second screw thread formed on the upper outer peripheral surface of the support member.

한편 바람직하게, 상기 프리스트레스 도입단계는, 상기 지지부재의 하측 외주면에 형성된 제3나사산에 너트를 연결하고 토크렌치를 이용하여 너트를 회전시킴으로써 프리스트레스를 가하며, 상기 하우징과 상기 센서지지대를 용접결합할 수 있다. On the other hand, preferably, the step of introducing the prestress, by connecting the nut to the third screw thread formed on the lower outer peripheral surface of the support member and applying the prestress by rotating the nut using a torque wrench, the housing and the sensor support can be welded. have.

바람직하게, 상기 토크렌치에 인가되는 토크는 2 내지 4 kgf·cm 일 수 있다. Preferably, the torque applied to the torque wrench may be 2 to 4 kgf · cm.

바람직하게, 상기 진공단계는, 상기 하우징의 타측을 밀폐하도록 상기 하우징에 외부프레임을 결합하는 외부프레임 결합단계;와, 상기 외부프레임이 결합된 상기 하우징을 진공챔버에 투입하여 진공상태를 형성하는 챔버투입 및 진공형성단계;를 구비할 수 있다. Preferably, the vacuum step, the outer frame coupling step of coupling the outer frame to the housing so as to seal the other side of the housing; and the chamber into which the housing coupled to the outer frame into a vacuum chamber to form a vacuum state Input and vacuum forming step; may be provided.

이때 바람직하게, 상기 외부프레임 결합단계는, 상하 결합바디의 일측을 상기 센서지지대에 밀폐결합하고, 타측을 출력케이블이 관통되는 케이블 홀더에 밀폐결합하는 상하 결합바디 결합단계;와, 외부 결합바디를 상기 상하 결합바디 및 상기 케이블 홀더의 외측에 관통 결합하는 외부 결합바디 결합단계;를 포함하여 구성될 수 있다. At this time, preferably, the outer frame coupling step, the upper and lower coupling body coupling step of hermetically coupling one side of the upper and lower coupling body to the cable holder through which the output cable is penetrated; and the outer coupling body; And an outer coupling body coupling step of penetrating and coupling the outer side of the upper and lower coupling bodies and the cable holder.

바람직하게, 상기 챔버투입 및 진공형성단계는 상기 지지부재를 상기 센서지지대로부터 제거한 후 수행될 수 있다.Preferably, the chamber input and vacuum forming step may be performed after removing the support member from the sensor support.

바람직하게, 상기 밀폐단계는, 상기 다이어프램의 관통홀에 플레이트를 용접하여 하우징 내부가 진공상태로 유지되도록 하우징을 밀폐할 수 있다. Preferably, the sealing step may seal the housing so that the inside of the housing is maintained in a vacuum state by welding the plate to the through hole of the diaphragm.

이때 바람직하게, 상기 플레이트는 전자빔 용접에 의해서 상기 다이어프램에 접합될 수 있다.
In this case, preferably, the plate may be bonded to the diaphragm by electron beam welding.

한편, 다른 측면으로서 본 발명은, 하우징;과, 상기 하우징의 일측에 장착되고 관통홀이 형성되며 압력을 받는 다이어프램;과, 상기 하우징의 타측에 끼워지며, 상기 하우징에 끼워지는 측에 형성된 중앙홀과 입력케이블이 관통되는 케이블홀을 구비하는 센서지지대;와, 상기 다이어프램과 상기 센서지지대 사이에 장착되며, 상기 관통홀 및 상기 중앙홀과 연통되게 형성되는 센서홀을 구비하는 센서부;와, 상기 다이어프램의 관통홀을 밀폐하는 플레이트;를 포함하되, 상기 하우징 내부는 진공상태를 유지하면서 밀폐되며, 상기 다이어프램은 프리스트레스가 도입되는 고온 압력센서장치를 제공한다. On the other hand, the present invention as another aspect, the housing; and a diaphragm mounted on one side of the housing, the through-hole is formed and subjected to pressure; and a central hole fitted to the other side of the housing, the central hole formed on the side of the housing And a sensor support having a cable hole through which the input cable passes; and a sensor part mounted between the diaphragm and the sensor support and having a sensor hole formed in communication with the through hole and the central hole. And a plate for sealing a through hole of the diaphragm, wherein the housing is sealed while maintaining a vacuum state, and the diaphragm provides a high temperature pressure sensor device into which prestress is introduced.

바람직하게, 일측이 상기 하우징에 결합되며, 타측이 출력케이블이 관통되는 케이블 홀더에 결합됨으로써 상기 하우징 내부를 밀폐시키는 외부프레임;을 더 포함할 수 있다. Preferably, one side is coupled to the housing, the other side is coupled to the cable holder through which the output cable penetrates the outer frame for sealing the inside of the housing; may further include a.

또한 바람직하게, 상기 외부프레임은, 일측이 상기 하우징에 밀폐결합되고, 타측이 상기 케이블홀더에 밀폐결합되는 상하 결합바디;와, 상기 상하 결합바디 및 상기 케이블 홀더의 외측에 관통 결합되는 외부 결합바디;를 포함할 수 있다.
Also preferably, the outer frame, the upper and lower coupling body is one side is hermetically coupled to the housing, the other side is hermetically coupled to the cable holder; and the outer coupling body is coupled through the outer side of the vertical coupling body and the cable holder It can include;

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치 및 그 제조방법에 의하면, 고온 압력센서장치의 내부를 진공상태로 유지함으로써, 상기 고온 압력센서장치가 고온 환경에서 압력을 검출하는 경우에 내부의 잔류하는 수분 등이 증발로 인해 압력센서장치의 기능을 저하시키는 문제를 방지하여, 고온, 고압의 환경에서도 정확하게 측정할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the high temperature pressure sensor device and the manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention, when the inside of the high temperature pressure sensor device is maintained in a vacuum state, the high temperature pressure sensor device detects pressure in a high temperature environment. The remaining moisture and the like prevents the problem of deteriorating the function of the pressure sensor device due to evaporation, thereby providing an effect that can be accurately measured even in a high temperature and high pressure environment.

또한 본 발명의 실시예에 의하면, 홀과 지지부재를 이용하여 다이어프램에 압축력을 가하게 되므로, 고온 압력센서장치에 프리스트레스를 용이하게 도입할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
In addition, according to the embodiment of the present invention, since the compressive force is applied to the diaphragm by using the hole and the support member, it is possible to obtain an effect of easily introducing prestress into the high temperature pressure sensor device.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치의 제조방법에 적용되는 플레이트를 전자빔 용접하는 단계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치를 이용한 실험예이다.
1a to 1e is a schematic diagram showing a manufacturing method of a high temperature pressure sensor device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a step of electron beam welding the plate applied to the manufacturing method of the high temperature pressure sensor apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a high temperature pressure sensor device according to an embodiment of the present invention.
4 is an experimental example using a high temperature pressure sensor apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 고온 압력센서장치 및 그 제조방법의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
First, the embodiments described below are suitable embodiments for understanding the technical features of the high temperature pressure sensor device and the manufacturing method of the present invention. However, the technical features of the present invention are not limited by the embodiments to which the present invention is applied or explained in the following embodiments, and various modifications are possible within the technical scope of the present invention.

본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치(100) 및 그 제조방법은, 고온 고압 환경에서 진동 등에 의한 압력측정이 가능한 압전형 압력센서장치에 관한 것이다. 압전형 압력센서는 압전체 등에 압력을 가하면 압력에 비례한 전압이 발생하는 피에조 전기효과를 이용한 것으로 주로 동압(dynamic pressure)를 측정하는데 이용된다. The high temperature pressure sensor device 100 according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof relate to a piezoelectric pressure sensor device capable of measuring pressure by vibration or the like in a high temperature and high pressure environment. The piezoelectric pressure sensor uses a piezoelectric effect that generates a voltage proportional to the pressure when a pressure is applied to the piezoelectric body, and is mainly used to measure dynamic pressure.

도 1a 내지 도 1e 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고온 압력센서장치(100)의 제조방법에 관한 것이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고온 압력센서장치(100)이다. 1a to 1e and 2 are related to the manufacturing method of the high temperature pressure sensor device 100 according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a high temperature pressure sensor device 100 according to an embodiment of the present invention. .

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고온 압력센서장치(100)는, 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 일측에 장착되고 관통홀(121)이 형성되며 압력을 받는 다이어프램(120)과, 상기 하우징(110)의 타측에 끼워지며, 상기 하우징(110)에 끼워지는 측에 형성된 중앙홀(131)과 입력케이블(C1)이 관통되는 케이블홀(133)을 구비하는 센서지지대(130)와, 상기 다이어프램(120)과 상기 센서지지대(130) 사이에 장착되며, 상기 관통홀(121) 및 상기 중앙홀(131)과 연통되게 형성되는 센서홀(151)을 구비하는 센서부(150) 및 상기 다이어프램(120)의 관통홀(121)을 밀폐하는 플레이트(170)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to Figure 3, the high temperature pressure sensor device 100 according to an embodiment of the present invention, the housing 110, is mounted on one side of the housing 110, the through hole 121 is formed and is subjected to pressure A diaphragm 120, a central hole 131 formed on the other side of the housing 110, and a cable hole 133 through which the input cable C1 penetrates. And a sensor support 151 mounted between the sensor support 130 and the diaphragm 120 and the sensor support 130 and formed to communicate with the through hole 121 and the central hole 131. It may be configured to include a plate 170 for sealing the sensor unit 150 and the through-hole 121 of the diaphragm 120.

이때, 상기 하우징(110)은 일측과 타측이 개방되게 형성되어 관통형성되어 후술하는 바와 같이 상기 센서지지대(130)나 다이어프램(120)이 끼워질 수 있다.At this time, the housing 110 is formed so that one side and the other side is open so that the sensor support 130 or the diaphragm 120 may be fitted as described below.

상기 다이어프램(120)은 센서가 진동을 측정하기 위한 압력이 인가되는 부재로, 상기 하우징(110)의 일측에 장착되고 관통홀(121)이 형성될 수 있다. 상기 관통홀(121)은 센서지지대(130)의 중앙홀(131) 및 센서부(150)의 센서홀(151)과 연통되게 형성되어 고온 압력센서장치(100)의 제조방법에서 지지부재(200)가 삽입되는 부분으로 다이어프램(120)에 프리스트레스를 가하거나 센서장치 내부를 진공상태로 유지시킬 수 있게 한다. 이에 대한 자세한 설명은 후술한다.The diaphragm 120 is a member to which pressure for measuring vibration of the sensor is applied. The diaphragm 120 may be mounted on one side of the housing 110 and a through hole 121 may be formed. The through hole 121 is formed in communication with the central hole 131 of the sensor support 130 and the sensor hole 151 of the sensor unit 150 to support the support member 200 in the manufacturing method of the high temperature pressure sensor device 100. ) Can be prestressed to the diaphragm 120 or the inside of the sensor device can be maintained in a vacuum state. A detailed description thereof will be described later.

상기 센서지지재는 상기 하우징(110)의 타측에 끼워지며, 상기 하우징(110)에 끼워지는 측에 형성된 중앙홀(131)과 입력케이블(C1)이 관통되는 케이블홀(133)을 구비될 수 있다. The sensor support member may be provided on the other side of the housing 110, and may include a central hole 131 and a cable hole 133 through which the input cable C1 passes. .

이때, 상기 중앙홀(131)은 상기 센서지지대(130)의 일측에 형성되며, 상기 중앙홀(131)의 개구부는 상기 하우징(110)에 끼워지는 측으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 케이블홀(133)에는 상기 센서부(150)에 연결되어 센서부(150)에서 전달되는 신호를 전달할 수 있는 입력케이블(C1)이 관통 삽입될 수 있다. 이때, 상기 중앙홀(131)과 상기 케이블홀(133)은 연통홀(135)로 연결되어, 후술하는 바와 같이 센서장치 내부를 진공상태로 형성하기 용이하도록 할 수 있다.In this case, the central hole 131 may be formed at one side of the sensor support 130, and the opening of the central hole 131 may be formed to be fitted to the housing 110. In addition, an input cable C1 connected to the sensor unit 150 to transmit a signal transmitted from the sensor unit 150 may be inserted into the cable hole 133. In this case, the center hole 131 and the cable hole 133 may be connected to the communication hole 135 to facilitate the formation of the inside of the sensor device in a vacuum state, as will be described later.

그리고, 상기 입력케이블(C1)은 후술할 출력케이블(C2)에 연결되고, 이에 따라 상기 다이어프램(120)에 가해진 압력에 따른 전압을 발생시키게 된다. 이때, 상기 입력케이블(C1)은 예를 들어 MI케이블(mineral insulated cable)로 이루어질 수 있다. MI케이블은 발열도선 외부에 미네랄 재질로 절연을 한 후 그 외부에 금속관으로 피복을 한 것으로서 고온 고압의 장소에서 사용될 수 있으며, 예를 들어 250℃에서 연속 사용 가능하므로 고온 고압의 환경에 사용되는 압력센서장치에 적합하다.The input cable C1 is connected to an output cable C2 to be described later, thereby generating a voltage according to the pressure applied to the diaphragm 120. In this case, the input cable C1 may be, for example, a MI cable (mineral insulated cable). MI cable is insulated with mineral material on the outside of heating wire and coated with metal tube on the outside. It can be used at high temperature and high pressure.For example, it can be used continuously at 250 ℃, so it is used for high temperature and high pressure environment Suitable for sensor device

한편, 상기 센서부(150)는 상기 다이어프램(120)과 상기 센서지지대(130) 사이에 장착되며, 상기 관통홀(121) 및 상기 중앙홀(131)과 연통되게 형성되는 센서홀(151)을 구비할 수 있다. On the other hand, the sensor unit 150 is mounted between the diaphragm 120 and the sensor support 130, the sensor hole 151 formed in communication with the through-hole 121 and the central hole 131 It can be provided.

즉, 상기 센서부(150)는 상기 센서지지대(130)에 의해서 지지되며 상기 센서지지대(130)에 장착된 입력케이블(C1)의 단부에 연결되어 상기 다이어프램(120)으로부터 받은 압력에 따른 신호를 상기 입력케이블(C1)로 전달할 수 있다. That is, the sensor unit 150 is supported by the sensor support 130 and is connected to an end of the input cable C1 mounted on the sensor support 130 to receive a signal according to the pressure received from the diaphragm 120. It can be delivered to the input cable (C1).

그리고, 상기 센서홀(151)은 상기 다이어프램(120)의 관통홀(121)과 연통되며, 상기 센서지지대(130)의 중앙홀(131)과 연통될 수 있다. In addition, the sensor hole 151 may communicate with the through hole 121 of the diaphragm 120 and may communicate with the central hole 131 of the sensor support 130.

상기 플레이트(170)는 상기 다이어프램(120)의 관통홀(121)을 밀폐하도록 상기 다이어프램(120)에 결합될 수 있다. 이에 따라, 연통되는 상기 중앙홀(131)과 상기 센서홀(151) 및 상기 관통홀(121)이 밀폐될 수 있다.The plate 170 may be coupled to the diaphragm 120 to seal the through hole 121 of the diaphragm 120. Accordingly, the central hole 131, the sensor hole 151, and the through hole 121 may communicate with each other.

한편, 상기 하우징(110) 내부는 진공상태를 유지하면서 밀폐되며, 상기 다이어프램(120)에는 프리스트레스가 도입될 수 있다. Meanwhile, the inside of the housing 110 is sealed while maintaining a vacuum state, and prestress may be introduced into the diaphragm 120.

즉, 상기 고온 압력센서장치(100)를 제작시, 상기 중앙홀(131), 센서홀(151), 관통홀(121) 및 상기 중앙홀(131)과 연결된 상기 연통홀(135)을 통하여 상기 하우징(110) 내부를 진공상태로 형성할 수 있으며, 상기 하우징(110)을 밀폐하여 이러한 진공상태가 유지되도록 할 수 있다. That is, when the high temperature pressure sensor device 100 is manufactured, the central hole 131, the sensor hole 151, the through hole 121, and the communication hole 135 connected to the central hole 131 may be used. The inside of the housing 110 may be formed in a vacuum state, and the housing 110 may be sealed to maintain such a vacuum state.

이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 고온 압력센서장치(100)는, 내부가 진공상태로 유지되어 고온환경에서 동작시 수분 등에 의한 불순물의 영향을 최소화할 수 있으므로, 압력센서장치(100)의 고온 동작 특성이 안정화될 수 있다.Accordingly, the high temperature pressure sensor device 100 according to an embodiment of the present invention, since the inside is maintained in a vacuum state to minimize the influence of impurities due to moisture or the like when operating in a high temperature environment, the pressure sensor device 100 The high temperature operating characteristics of can be stabilized.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 고온 압력센서장치(100)는, 도 3에 도시된 실시예와 같이, 일측이 상기 하우징(110)에 결합되며, 타측이 출력케이블(C2)이 관통되는 케이블 홀더(H)에 결합됨으로써 상기 하우징(110) 내부를 밀폐시키는 외부프레임(190)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the high temperature pressure sensor device 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3, one side is coupled to the housing 110, the other side is the output cable (C2) is penetrated It may further include an outer frame 190 for sealing the inside of the housing 110 by being coupled to the cable holder (H).

즉, 상기 하우징(110)은 일측에 상기 플레이트(170)가 결합되고, 타측에 상기 외부프레임(190)이 결합되어 내부가 밀폐됨으로서, 내부의 진공상태가 유지되도록 형성될 수 있다. That is, the housing 110 may be formed such that the plate 170 is coupled to one side and the outer frame 190 is coupled to the other side to seal the inside thereof, thereby maintaining an internal vacuum state.

이때, 상기 외부프레임(190)은, 상하 결합바디(191)와 외부 결합바디(193)를 포함할 수 있다.In this case, the outer frame 190 may include an upper and lower coupling body 191 and an external coupling body 193.

상기 상하 결합바디(191)는, 일측이 상기 하우징(110)에 밀폐결합되고, 타측이 상기 케이블홀더(H)에 밀폐결합될 수 있다. The upper and lower coupling bodies 191 may be hermetically coupled to one side of the housing 110 and the other side hermetically coupled to the cable holder H.

즉, 상기 하우징(110)은 상부에는 상기 센서지지대(130)에 장착된 입력케이블(C1)과 연결되는 출력케이블(C2)이 장착되는 케이블홀더(H)가 구비되는데, 상기 상하 결합바디(191)는 상기 하우징(110)과 상기 케이블 홀더(H)를 연결하면서 동시에 상기 하우징(110)의 타측을 밀폐할 수 있다. 이때, 상기 상하 결합바디(191)는 일측이 상기 하우징(110)에 결합되고, 타측이 상기 케이블홀더(H)에 결합되며, 용접등에 의해서 밀폐결합될 수 있다. That is, the housing 110 is provided with a cable holder (H) that is mounted on the output cable (C2) connected to the input cable (C1) mounted on the sensor support 130, the upper and lower coupling body 191 ) May seal the other side of the housing 110 while connecting the housing 110 and the cable holder (H). At this time, the upper and lower coupling body 191 is coupled to the housing 110, the other side is coupled to the cable holder (H), it may be hermetically coupled by welding.

한편, 상기 외부 결합바디(193)는, 상기 상하 결합바디(191) 및 상기 케이블 홀더(H)의 외측에 관통되어 결합될 수 있다. On the other hand, the outer coupling body 193 may be coupled to penetrate through the outer side of the upper and lower coupling body 191 and the cable holder (H).

이에 따라, 상기 케이블 홀더(H)와 상기 상하 결합바디(191)가 견고하게 결합됨과 동시에 고온압력센서장치(100)가 밀폐되어 센서장치 내부의 진공상태의 유지가 용이해질 수 있다.
Accordingly, the cable holder H and the upper and lower coupling bodies 191 may be firmly coupled, and at the same time, the high temperature pressure sensor device 100 may be sealed to facilitate the maintenance of a vacuum inside the sensor device.

한편, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 측면인 고온 압력센서장치(100)의 제조방법을 설명한다. 이하에서는 상술한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. On the other hand, with reference to Figures 1 to 4 will be described a manufacturing method of the high temperature pressure sensor device 100 which is another aspect of the present invention. Hereinafter, detailed description of the same configuration as the above-described configuration will be omitted.

본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치(100)의 제조방법은, 지지부재 연결단계(S110)와, 센서부(150) 및 다이어프램(120) 장착단계(S120)와, 프리스트레스 도입단계(S130)와, 진공단계(S140)와, 밀폐단계(S150)를 포함하여 구성될 수 있다. Method for manufacturing a high temperature pressure sensor device 100 according to an embodiment of the present invention, the support member connection step (S110), the sensor unit 150 and the diaphragm 120 mounting step (S120), prestress introduction step ( S130, the vacuum step (S140), and may include a sealing step (S150).

상기 지지부재 연결단계(S110)는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 센서지지대(130)의 하측에 형성된 중앙홀(131)에 지지부재(200)의 일측을 삽입 고정함으로써 수행될 수 있다. The supporting member connecting step S110 may be performed by inserting and fixing one side of the supporting member 200 into the central hole 131 formed at the lower side of the sensor support 130 as shown in FIG. 1A.

상기 센서지지대(130)는 개구부가 일측으로 형성된 중앙홀(131)이 형성될 수 있으며, 상기 중앙홀(131)에는 상기 지지부재(200)의 일측이 끼워짐으로써 삽입고정될 수 있다. 이때, 상기 지지부재(200)는 도시된 일실시예와 같이 봉 형태로 구성될 수 있으며, 상측의 일부가 상기 중앙홀(131)에 분리가능하게 삽입될 수 있다. 다만, 상기 지지부재의 형상은 도시된 봉 형상에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형실시가 가능하다. The sensor support 130 may have a central hole 131 having an opening formed at one side thereof, and may be inserted and fixed by inserting one side of the support member 200 into the central hole 131. At this time, the support member 200 may be configured in the form of a rod as shown in one embodiment, a portion of the upper side may be detachably inserted into the central hole (131). However, the shape of the support member is not limited to the illustrated rod shape, and various modifications are possible.

그리고, 상기 센서지지대(130)에는 입력케이블(C1)이 관통 삽입될 수 있는 케이블홀(133)이 헝성될 수 있고, 상기 케이블홀(133)과 상기 중앙홀(131)은 연통홀(135)에 의해서 연결될 수 있다. 상기 연통홀(135)은 상기 케이블홀(133)과 연결되어 후술하는 진공단계에서 하우징(110) 내부의 공기 등을 빼낼 수 있도록 형성될 수 있다. 그러나, 상기 연통홀(135)의 형상은 도시된 경우에 한정되는 것은 아니며, 하우징(110)의 진공상태 형성을 용이하게 할 수 있다면 다양하게 변형실시가 가능하다. In addition, a cable hole 133 through which the input cable C1 may be inserted may be formed in the sensor support 130, and the cable hole 133 and the center hole 131 may communicate with the communication hole 135. Can be connected by The communication hole 135 may be formed to be connected to the cable hole 133 so as to extract air from the inside of the housing 110 in a vacuum step to be described later. However, the shape of the communication hole 135 is not limited to the illustrated case, and may be variously modified as long as it is easy to form the vacuum state of the housing 110.

한편 바람직하게는, 상기 지지부재 연결단계(S110)는, 상기 중앙홀(131)에 형성된 제1나사산(미도시)과 상기 지지부재(200)의 상측 외주면에 형성된 제2나사산(미도시)을 결합하여 상기 지지부재(200)를 상기 센서지지대(130)에 고정결합함으로써 수행될 수 있다. On the other hand, preferably, the support member connecting step (S110), the first screw thread (not shown) formed in the central hole 131 and the second screw thread (not shown) formed on the upper outer peripheral surface of the support member 200 In combination, the support member 200 may be fixed to the sensor support 130.

즉, 상기 지지부재(200)의 상측을 상기 센서지지대(130)의 중앙홀(131)에 나사결합에 의해서 고정결합시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 지지부재(200)를 손쉽게 센서지지대(130)에 연결함과 동시에 상기 지지부재(200)를 이용하여 프리스트레스가 도입된 후에는 나사결합을 풀면서 상기 지지부재(200)를 용이하게 상기 센서지지대(130)로부터 분리할 수 있도록 구성된다.That is, the upper side of the support member 200 may be fixedly coupled to the central hole 131 of the sensor support 130 by screwing. Accordingly, the support member 200 can be easily connected to the sensor support 130, and after the prestress is introduced using the support member 200, the support member 200 can be easily loosened by loosening a screw. It is configured to be separated from the sensor support 130.

한편, 상기 센서부(150) 및 다이어프램(120) 장착단계(S120)는, 도 1b에 도시된 실시예와 같이, 상기 지지부재(200)에 센서홀(151)이 형성된 상기 센서부(150)를 끼운 후 상기 센서지지대(130)를 상기 하우징(110)에 끼우고, 관통홀(121)이 형성된 다이어프램(120)을 상기 지지부재(200)를 관통하면서 상기 하우징(110)의 일측에 장착함으로써 수행될 수 있다.Meanwhile, in the mounting of the sensor unit 150 and the diaphragm 120 (S120), as shown in FIG. 1B, the sensor unit 150 in which the sensor hole 151 is formed in the support member 200 is provided. Inserting the sensor support 130 into the housing 110 and mounting the diaphragm 120 having the through hole 121 through one side of the housing 110 while penetrating through the support member 200. Can be performed.

즉, 상기 지지부재(200)에 상기 센서홀(151)이 연결된 상기 센서부(150)를 삽입하여 상기 센서부(150)를 상기 센서지지대(130) 하부에 연결된 상태로 상기 하우징(110)의 타측 개구부에 삽입할 수 있다. 이에 따라, 상기 센서지지대(130)가 상기 하우징(110)과 연결될 수 있다.That is, the sensor unit 150 is inserted into the support member 200 so that the sensor unit 150 is connected to the lower portion of the sensor support 130. Can be inserted into the other opening. Accordingly, the sensor support 130 may be connected to the housing 110.

다음, 상기 하우징(110)의 타측 개구부에 상기 다이어프램(120)을 장착할 수 있다. 이때, 상기 다이어프램(120)은 관통홀(121)을 구비하며 상기 관통홀(121)이 상기 지지부재(200)에 끼워진 후 상기 하우징(110)에 장착된다. Next, the diaphragm 120 may be mounted in the other opening of the housing 110. In this case, the diaphragm 120 includes a through hole 121, and the through hole 121 is fitted to the support member 200 and then mounted to the housing 110.

한편, 프리스트레스 도입단계(S130)에서는, 상기 지지부재(200)를 통하여 상기 다이어프램(120)에 프리스트레스를 도입함으로써 수행될 수 있다. Meanwhile, in the prestress introduction step S130, the prestress may be introduced into the diaphragm 120 through the support member 200.

구체적으로, 상기 프리스트레스 도입단계(S130)는, 도 c에 도시된 실시예와 같이, 상기 지지부재(200)의 하측 외주면에 형성된 제3나사산(미도시)에 너트(250)를 연결하고 토크렌치를 이용하여 너트(250)를 회전시킴으로써 프리스트레스를 가하며, 상기 하우징(110)과 상기 센서지지대(130)를 용접결합하여 수행될 수 있다. Specifically, the prestress introduction step (S130), as shown in Figure c, the nut 250 is connected to the third screw thread (not shown) formed on the lower outer peripheral surface of the support member 200 and torque wrench Prestressing is applied by rotating the nut 250 using the welding method, and the housing 110 and the sensor support 130 may be welded to each other.

즉, 상기 지지부재(200)의 하측 외주면에는 제3나사산(미도시)이 형성되는데, 제3나사산이 형성된 부분에 너트(250)의 홀을 끼우고, 상기 너트(250)를 토크렌치(미도시)를 이용하여 회전함으로써 상기 다이어프램(120)에 압축력이 인가된다. 그리고, 센서부(150)는 상기 센서지지대(130) 및 상기 하우징(110)에 위치가 고정되도록 설치되어 상기 다이어프램(120)에 인가되는 압축력을 전달받는다. 이에 따라, 상기 다이어프램(120)에는 프리스트레스가 도입될 수 있다. That is, a third screw thread (not shown) is formed on the lower outer circumferential surface of the support member 200. The hole of the nut 250 is inserted into a portion where the third screw thread is formed, and the nut 250 is torque wrench (not shown). By compressing the pressure, the compressive force is applied to the diaphragm 120. Then, the sensor unit 150 is installed so that the position is fixed to the sensor support 130 and the housing 110 receives a compressive force applied to the diaphragm 120. Accordingly, prestress may be introduced into the diaphragm 120.

이때, 상기 다이어프램(120)에 프리스트레스가 가해진 상태에서 상기 하우징(110)과 상기 센서지지대(130)를 용접결합하고(w1), 상기 하우징(110)과 상기 다이어프램(120)을 용접결합(w2)하여 프리스트레스가 도입된 상태를 유지하도록 할 수 있다.In this case, the housing 110 and the sensor support 130 are welded to the diaphragm 120 in a prestressed state (w1), and the housing 110 and the diaphragm 120 are welded to the diaphragm 120. It is possible to maintain the state in which the prestress is introduced.

이와 같이 고온 압력센서장치(100)에 프리스트레스를 도입하면, 상기 고온압력센서가 장착되는 연소실 등의 장치 내부의 동압을 측정할 때, 증가하는 압력뿐만 아니라 감소하는 압력을 측정할 수 있게 된다.In this way, when the prestress is introduced into the high temperature pressure sensor device 100, when measuring the dynamic pressure inside the apparatus such as a combustion chamber in which the high temperature pressure sensor is mounted, not only the increasing pressure but also the decreasing pressure can be measured.

이때, 본 발명의 일실시예에 따른 고온 압력센서장치(100)는 상기 센서지지대(130)에 연결된 상기 중앙홀(131)의 제1나사산과 상기 지지부재(200)의 제2나사산 및 제3나사산을 이용하여 너트(250)를 회전시킴으로써 다이어프램(120)에 압축력을 가하게 되므로, 센서장치에 프리스트레스를 용이하게 도입할 수 있다. At this time, the high temperature pressure sensor device 100 according to an embodiment of the present invention, the first screw thread of the central hole 131 connected to the sensor support 130 and the second screw thread and the third screw thread of the support member 200. Since the compressive force is applied to the diaphragm 120 by rotating the nut 250 using a screw thread, prestress can be easily introduced into the sensor device.

그리고, 상기 너트(250)에 상기 토크렌치(미도시)를 이용하여 토크를 인가하므로, 필요한 만큼의 정확한 프리스트레스를 가할 수 있는 이점이 있다.In addition, since torque is applied to the nut 250 by using the torque wrench (not shown), there is an advantage in that accurate prestress can be applied as necessary.

한편, 상기 토크렌치에 인가되는 토크는 2 내지 4 kgf·cm 일 수 있다. Meanwhile, the torque applied to the torque wrench may be 2 to 4 kgf · cm.

도 4에는 상기 너트(250)에 토크값을 2 내지 4 kgf·cm로 하여 회전력을 가했을 때, 다이어프램(120)의 압력에 따른 출력전압을 나타낸 그래프이다. 도시된 바와 같이, 토크값을 2 내지 4 kgf·cm로 한 경우에 고온 환경에서 압력(특히, 고압)에 따른 출력전압을 명확히 알 수 있다.4 is a graph showing the output voltage according to the pressure of the diaphragm 120 when a torque is applied to the nut 250 at a torque value of 2 to 4 kgf · cm. As shown, when the torque value is 2 to 4 kgf · cm, the output voltage according to the pressure (especially high pressure) in the high temperature environment can be clearly seen.

한편, 상기 프리스트레스 도입단계(S130) 이후에는 진공단계(S140)가 수행될 수 있다.Meanwhile, a vacuum step S140 may be performed after the prestress introduction step S130.

상기 진공단계(S140)는, 도 1d에 도시된 실시예와 같이, 상기 하우징(110)의 타측을 밀폐하고, 상기 하우징(110) 내부를 진공상태로 만드는 것으로써 수행될 수 있다. The vacuum step S140 may be performed by sealing the other side of the housing 110 and making the inside of the housing 110 in a vacuum state, as shown in the embodiment illustrated in FIG. 1D.

이와 같이, 상기 하우징(110)의 내부를 진공상태로 만들고, 후술하는 바와 같이, 상기 하우징(110)의 양측을 밀폐하여 상기 하우징(110) 내부를 진공상태로 유지함으로써, 상기 고온 압력센서장치(100)가 고온 환경에서 압력을 검출하는 경우에 내부의 잔류하는 수분 등이 증발하여 압력센서장치(100)의 기능을 저하시키는 문제를 방지할 수 있다.As such, the inside of the housing 110 is made into a vacuum state, and as will be described later, both sides of the housing 110 are sealed to maintain the inside of the housing 110 in a vacuum state, thereby providing the high temperature pressure sensor device ( When 100 detects the pressure in a high temperature environment, it is possible to prevent the problem of deterioration of the function of the pressure sensor device 100 due to evaporation of remaining moisture.

구체적으로, 상기 진공단계(S140)는, 상기 하우징(110)의 타측을 밀폐하도록 상기 하우징(110)에 외부프레임(190)을 결합하는 외부프레임 결합단계(S145)와, 상기 외부프레임(190)이 결합된 상기 하우징(110)을 진공챔버(310)에 투입하여 진공상태를 형성하는 챔버투입 및 진공형성단계(S147)로 구성될 수 있다.Specifically, the vacuum step (S140), the outer frame coupling step (S145) for coupling the outer frame 190 to the housing 110 to seal the other side of the housing 110, and the outer frame 190 The combined chamber 110 may be introduced into a vacuum chamber 310 to form a chamber input and vacuum forming step (S147) to form a vacuum state.

즉, 도 1d에 도시된 실시예와 같이 외부프레임 결합단계(S145)는, 상기 외부프레임(190)을 상기 하우징(110)과 상기 케이블홀더(H)에 용접 등으로 결합하여 하우징(110)의 타측을 밀폐하게 된다. That is, as shown in the embodiment shown in Figure 1d external frame coupling step (S145), the outer frame 190 is coupled to the housing 110 and the cable holder (H) by welding or the like of the housing 110 The other side is sealed.

그리고, 챔버투입 및 진공형성단계(S147)는, 상기 외부프레임(190)이 결합된 상기 하우징(110)을 진공챔버(310)에 넣어 상기 하우징(110) 내부의 공기를 빼냄으로서 센서부(150)가 장착된 상기 하우징(110) 내부를 진공상태로 형성할 수 있다. In the chamber input and vacuum forming step (S147), the sensor unit 150 may be extracted by inserting the housing 110 coupled to the outer frame 190 into the vacuum chamber 310 to extract air from the inside of the housing 110. ) May be formed in a vacuum state inside the housing 110.

이때, 상기 챔버투입 및 진공형성단계(S147)는 상기 지지부재(200)를 상기 센서지지대(130)로부터 제거한 후 수행될 수 있다. At this time, the chamber input and vacuum forming step (S147) may be performed after removing the support member 200 from the sensor support 130.

즉, 상기 지지부재(200)가 제거되면, 상기 중앙홀(131)과 상기 센서홀(151) 및 상기 관통홀(121)이 형성하는 홀부를 통하여 공기를 뽑아냄으로써 상기 하우징(110) 내부를 진공상태로 만들 수 있다. 이때, 상기 중앙홀(131)은 상기 케이블홀(133)과 연통되는 연통홀(135)이 형성되고 상기 케이블홀(133)은 상기 하우징(110) 내부와 연결되므로, 상기 하우징(110) 전체를 진공상태로 형성할 수 있다.That is, when the support member 200 is removed, the inside of the housing 110 is vacuumed by extracting air through the hole formed by the central hole 131, the sensor hole 151, and the through hole 121. You can make it state. In this case, the central hole 131 is formed with a communication hole 135 to communicate with the cable hole 133 and the cable hole 133 is connected to the inside of the housing 110, the entire housing 110 It can be formed in a vacuum state.

한편, 상기 외부프레임 결합단계(S145)는, 상하 결합바디(191)의 일측을 상기 센서지지대(130)에 밀폐결합하고, 타측을 상기 케이블 홀더(H)에 밀폐결합하는 상하 결합바디 결합단계(S141)와, 외부 결합바디(193)를 상기 상하 결합바디(191) 및 상기 케이블 홀더(H)의 외측에 관통 결합하는 외부 결합바디 결합단계(S142)를 포함하여 구성될 수 있다. On the other hand, the outer frame coupling step (S145), one side of the upper and lower coupling body 191 is hermetically coupled to the sensor support 130, the upper and lower coupling body coupling step of sealing the other side to the cable holder (H) ( S141 and the outer coupling body 193 may be configured to include an outer coupling body coupling step (S142) for penetrating the outer coupling body 191 and the outside of the cable holder (H).

이때, 상기 상하 결합바디(191)와 상기 케이블 홀더(H) 및 상기 센서지지대(130)를 용접결합(w3,w4)하고 상기 외부 결합바디(193)와 상기 상하 결합바디(191) 및 상기 케이블 홀더(H)를 용접결합함(w6,w7)으로써, 상기 하우징(110)의 일측의 공기의 유입을 방지하도록 밀폐할 수 있다. 다만, 상기 외부프레임(190)의 결합방식은 용접결합에 한정하는 것을 아니며, 하우징(110)의 밀폐가 가능하다면 다양한 변형실시가 가능하다.At this time, the upper and lower coupling body 191 and the cable holder (H) and the sensor support 130 are welded (w3, w4) and the outer coupling body 193 and the upper and lower coupling body 191 and the cable By welding the holder (H6) (w6, w7), it can be sealed to prevent the inflow of air on one side of the housing (110). However, the coupling method of the outer frame 190 is not limited to the welding coupling, various modifications are possible if the sealing of the housing 110 is possible.

한편, 상기 진공단계 이후에는 밀폐단계가 수행될 수 있다. On the other hand, after the vacuum step may be a sealing step.

상기 밀폐단계(S150)는, 도 1e에 도시된 실시예와 같이, 상기 다이어프램(120)의 관통홀(121)을 밀폐함으로서 상기 하우징(110) 내부를 밀폐시킴으로써 수행될 수 있다. The sealing step S150 may be performed by sealing the inside of the housing 110 by closing the through hole 121 of the diaphragm 120 as shown in FIG. 1E.

구체적으로 상기 밀폐단계(S150)는, 상기 다이어프램(120)의 관통홀(121)에 플레이트(170)를 용접하여 하우징(110) 내부가 진공상태로 유지되도록 하우징(110)을 밀폐함으로써 수행될 수 있다. Specifically, the sealing step (S150), by welding the plate 170 to the through-hole 121 of the diaphragm 120 may be performed by sealing the housing 110 so that the inside of the housing 110 is maintained in a vacuum state. have.

즉, 상기 외부프레임(190) 등의 결합으로 상기 하우징(110)의 타측이 밀폐된 후, 상기 중앙홀(131), 센서홀(151) 및 관통홀(121)을 통하여 하우징(110) 내부를 진공상태로 만든 다음, 상기 하우징(110)의 일측을 상기 플레이트(170)를 접합하여 밀폐함으로써, 상기 하우징(110) 내부의 진공상태가 유지될 수 있다. That is, after the other side of the housing 110 is sealed by the coupling of the outer frame 190, the inside of the housing 110 through the central hole 131, the sensor hole 151 and the through hole 121. After making the vacuum state, by sealing one side of the housing 110 by bonding the plate 170, the vacuum state inside the housing 110 can be maintained.

한편, 상기 플레이트(170)는 도 1e 및 도 2에 도시된 실시예와 같이, 전자빔 용접에 의해서 상기 다이어프램(120)이 접합될 수 있다. Meanwhile, the diaphragm 120 may be bonded to the plate 170 by electron beam welding, as shown in FIGS. 1E and 2.

전자빔 용접(Electron Beam Welding : EBW)은 고유의 우수한 용접 특성을 가지고 있어서 우주 항공산업, 원자력산업, 반도체 장비 산업 등의 특수한 분야에서 사용되고 있으며, 사용분야가 차츰 확대되고 있다. 이러한 전자빔 용접은 전자빔 용접기에서 전자총은 전자를 발생시키고 발생된 전자를 가속화시켜 피용접물 표면에 집속시킴으로써 고밀도의 에너지를 이용하여 피용접부위를 용접하는데, 이러한 전자총에 의한 용접은 진공상태에서만 가능하기 때문에 전자빔용접기는 진공챔버의 내부에 설치될 수 있다. Electron Beam Welding (EBW) is used in special fields such as aerospace, nuclear, and semiconductor equipment industries because of its inherent superior welding properties, and its field of use has gradually expanded. In the electron beam welding, the electron gun generates electrons, accelerates the generated electrons and focuses them on the surface of the welded object, and uses the high density of energy to weld the welded parts. The electron beam welder may be installed inside the vacuum chamber.

따라서, 도 2에 도시된 실시예와 같이, 진공챔버(310)에서 상기 하우징(110) 내부를 진공상태로 형성한 후, 전자총을 이용하여 상기 플레이트(170) 및 다이어프램(120)을 용접하여, 상기 플레이트(170)를 상기 다이어프램(120)에 접합시킬 수 있다. 이때, 상기 외부프레임이 결합된 상기 하우징(110)은 고정대에 고정 설치되고, 상기 플레이트(170)는 진공챔버(310)에 설치된 로봇팔(330)에 의해 상기 다이이프램(120)에 인접하게 위치된 후 용접될 수 있다. Therefore, as shown in FIG. 2, after the inside of the housing 110 is formed in a vacuum state in the vacuum chamber 310, the plate 170 and the diaphragm 120 are welded using an electron gun. The plate 170 may be bonded to the diaphragm 120. In this case, the housing 110 to which the outer frame is coupled is fixedly installed on a fixing table, and the plate 170 is positioned adjacent to the diaphragm 120 by the robot arm 330 installed in the vacuum chamber 310. And then welded.

이에 따라, 상기 다이어프램(120)의 관통홀(121)이 밀폐됨으로써, 상기 하우징 내부가 밀폐될 수 있다.
Accordingly, the through-hole 121 of the diaphragm 120 is sealed, so that the inside of the housing may be sealed.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 고온 압력센서장치 및 그 제조방법에 의하면, 고온 압력센서장치의 내부를 진공상태로 유지함으로써, 상기 고온 압력센서장치가 고온 환경에서 압력을 검출하는 경우에 내부의 잔류하는 수분 등이 증발로 인해 압력센서장치의 기능을 저하시키는 문제를 방지하여 압력센서의 불량을 최소화할 수 있는 효과를 제공한다.As described above, according to the high temperature pressure sensor device and the manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention, when the inside of the high temperature pressure sensor device is maintained in a vacuum state, the high temperature pressure sensor device detects pressure in a high temperature environment. Water remaining in the inside prevents the problem of deteriorating the function of the pressure sensor device due to evaporation, thereby providing an effect of minimizing the failure of the pressure sensor.

또한, 홀과 지지부재를 이용하여 다이어프램에 압축력을 가하게 되므로, 고온 압력센서장치에 프리스트레스를 용이하게 도입할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
In addition, since the compressive force is applied to the diaphragm by using the hole and the support member, it is possible to obtain an effect of easily introducing prestress into the high temperature pressure sensor device.

본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한 도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments so far, it will be appreciated that the invention can be variously modified and varied without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.

100 : 고온 압력센서장치 110 : 하우징
120 : 다이어프램 121 : 관통홀
130 : 센서지지대 131 : 중앙홀
150 : 센서부 151 : 센서홀
170 : 플레이트 190 : 외부프레임
191 : 상하 결합바디 193 : 외부 결합바디
200 : 지지부재
100: high temperature pressure sensor device 110: housing
120: diaphragm 121: through hole
130: sensor support 131: central hole
150: sensor unit 151: sensor hole
170: plate 190: outer frame
191: up and down coupling body 193: outer coupling body
200: support member

Claims (12)

센서지지대의 하측에 형성된 중앙홀에 지지부재의 일측을 삽입 고정하는 지지부재 연결단계;
상기 지지부재에 센서홀이 형성된 센서부를 끼운 후 상기 센서지지대를 하우징에 끼우고, 관통홀이 형성된 다이어프램을 상기 지지부재를 관통하면서 상기 하우징의 일측에 장착하는 센서부 및 다이어프램 장착단계;
상기 지지부재를 통하여 상기 다이어프램에 프리스트레스를 도입하는 프리스트레스 도입단계;
상기 하우징의 타측을 밀폐하고, 하우징 내부를 진공상태로 만드는 진공단계; 및,
상기 다이어프램의 관통홀을 밀폐함으로서 상기 하우징 내부를 밀폐시키는 밀폐단계;
를 포함하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
A support member connection step of inserting and fixing one side of the support member into the central hole formed at the lower side of the sensor support;
A sensor unit and a diaphragm mounting step of inserting a sensor unit having a sensor hole formed in the support member and then inserting the sensor support unit into a housing and mounting a diaphragm having a through hole through one side of the housing while passing through the support member;
A prestress introduction step of introducing a prestress into the diaphragm through the support member;
A vacuum step of sealing the other side of the housing and making the inside of the housing into a vacuum state; And
A sealing step of sealing the inside of the housing by closing the through hole of the diaphragm;
Method of manufacturing a high temperature pressure sensor device comprising a.
제1항에 있어서, 상기 지지부재 연결단계는
상기 중앙홀에 형성된 제1나사산과 상기 지지부재의 상측 외주면에 형성된 제2나사산을 결합함으로써 상기 지지부재를 상기 센서지지대에 고정결합하는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the supporting member connection step
And a first screw thread formed in the central hole and a second screw thread formed on an upper outer circumferential surface of the support member to fix the support member to the sensor support.
제1항에 있어서, 상기 프리스트레스 도입단계는
상기 지지부재의 하측 외주면에 형성된 제3나사산에 너트를 연결하고 토크렌치를 이용하여 너트를 회전시킴으로써 프리스트레스를 가하며, 상기 하우징과 상기 센서지지대를 용접결합하는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the prestressing step
Method of manufacturing a high temperature pressure sensor device characterized in that the pre-stress is applied by connecting the nut to the third screw thread formed on the lower outer peripheral surface of the support member and by rotating the nut using a torque wrench, and welding the housing and the sensor support. .
제3항에 있어서,
상기 토크렌치에 인가되는 토크는 2 내지 4 kgf·cm 인 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
The method of claim 3,
The torque applied to the torque wrench is a manufacturing method of the high temperature pressure sensor device, characterized in that 2 to 4 kgf · cm.
제1항에 있어서, 상기 진공단계는
상기 하우징의 타측을 밀폐하도록 상기 하우징에 외부프레임을 결합하는 외부프레임 결합단계; 및,
상기 외부프레임이 결합된 상기 하우징을 진공챔버에 투입하여 진공상태를 형성하는 챔버투입 및 진공형성단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the vacuum step
An outer frame coupling step of coupling an outer frame to the housing to seal the other side of the housing; And
A chamber input and vacuum forming step of forming a vacuum state by injecting the housing, into which the outer frame is coupled, into a vacuum chamber;
Method for producing a high temperature pressure sensor device characterized in that it comprises a.
제5항에 있어서, 상기 외부프레임 결합단계는
상하 결합바디의 일측을 상기 센서지지대에 밀폐결합하고, 타측을 출력케이블이 관통되는 케이블 홀더에 밀폐결합하는 상하 결합바디 결합단계; 및,
외부 결합바디를 상기 상하 결합바디 및 상기 케이블 홀더의 외측에 관통 결합하는 외부 결합바디 결합단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the outer frame combining step
An upper and lower coupling body coupling step of hermetically coupling one side of the upper and lower coupling bodies to the sensor support, and sealing the other side to the cable holder through which the output cable passes; And
An outer coupling body coupling step of coupling an outer coupling body to the outside of the upper and lower coupling bodies and the cable holder;
Method of manufacturing a high temperature pressure sensor device characterized in that it comprises a.
제5항에 있어서, 상기 챔버투입 및 진공형성단계는
상기 지지부재를 상기 센서지지대로부터 제거한 후 수행되는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the chamber input and vacuum forming step
And removing the support member from the sensor support.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀폐단계는
상기 다이어프램의 관통홀에 플레이트를 용접하여 하우징 내부가 진공상태로 유지되도록 하우징을 밀폐하는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the sealing step
And a plate is welded to the through-hole of the diaphragm to seal the housing so that the inside of the housing is kept in a vacuum state.
제8항에 있어서,
상기 플레이트는 전자빔 용접에 의해서 상기 다이어프램에 접합되는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치의 제조방법.
9. The method of claim 8,
And said plate is joined to said diaphragm by electron beam welding.
하우징;
상기 하우징의 일측에 장착되고 관통홀이 형성되며 압력을 받는 다이어프램;
상기 하우징의 타측에 끼워지며, 상기 하우징에 끼워지는 측에 형성된 중앙홀과 입력케이블이 관통되는 케이블홀을 구비하는 센서지지대;
상기 다이어프램과 상기 센서지지대 사이에 장착되며, 상기 관통홀 및 상기 중앙홀과 연통되게 형성되는 센서홀을 구비하는 센서부; 및,
상기 다이어프램의 관통홀을 밀폐하는 플레이트;를 포함하되,
상기 하우징 내부는 진공상태를 유지하면서 밀폐되며, 상기 다이어프램은 프리스트레스가 도입되는 고온 압력센서장치.
housing;
A diaphragm mounted on one side of the housing and having a through hole formed therein and under pressure;
A sensor support fitted to the other side of the housing, the sensor support having a central hole formed at the side fitted to the housing and a cable hole through which the input cable passes;
A sensor unit mounted between the diaphragm and the sensor support and having a sensor hole formed in communication with the through hole and the central hole; And
It includes; a plate for sealing the through-hole of the diaphragm, including,
The inside of the housing is sealed while maintaining a vacuum state, the diaphragm is a high temperature pressure sensor device that is prestressed.
제10항에 있어서,
일측이 상기 하우징에 결합되며, 타측이 출력케이블이 관통되는 케이블 홀더에 결합됨으로써 상기 하우징 내부를 밀폐시키는 외부프레임;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치.
The method of claim 10,
One side is coupled to the housing, the other side is coupled to the cable holder through which the output cable penetrates the outer frame for sealing the inside of the housing; high temperature pressure sensor device further comprising.
제11항에 있어서, 상기 외부프레임은
일측이 상기 하우징에 밀폐결합되고, 타측이 상기 케이블홀더에 밀폐결합되는 상하 결합바디; 및,
상기 상하 결합바디 및 상기 케이블 홀더의 외측에 관통 결합되는 외부 결합바디;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 압력센서장치.
The method of claim 11, wherein the outer frame
One side of the upper and lower coupling body is hermetically coupled to the housing, the other side is hermetically coupled to the cable holder; And
An outer coupling body penetratingly coupled to the outer side of the upper and lower coupling bodies and the cable holder;
High temperature pressure sensor device comprising a.
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