KR101605653B1 - Apparatus for measuring fluid velocity - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 개의 광원에서 발광되는 빛의 굴절률을 이용하여 유체의 속도를 측정하는 유체 속도 측정 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 의한 유체 속도 측정 장치는 유체가 흐를 수 있는 통로가 마련된 채널; 상기 채널 상부 및 하부 중 어느 한 영역에 위치한 제1광원 및 제2광원; 상기 채널을 기준으로 상기 제1광원 및 제2광원이 위치한 영역의 반대 영역에 설치되어 상기 제1광원 및 상기 제2광원으로부터 발광된 빛을 수광하는 센서; 상기 센서에서 수광한 빛의 세기 변화 시점을 이용하여 상기 유체의 속도를 산출하는 속도 산출부; 및 상기 채널에 연결되어 상기 산출된 유체의 속도에 근거하여 유체의 유속을 조절하는 조절부를 포함할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid velocity measuring apparatus for measuring a velocity of a fluid by using a refractive index of light emitted from two light sources.
According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for measuring a fluid velocity, including: a channel provided with a passage through which fluid can flow; A first light source and a second light source positioned in any one of an upper portion and a lower portion of the channel; A sensor installed in an area opposite to a region where the first light source and the second light source are located based on the channel and receiving light emitted from the first light source and the second light source; A velocity calculating unit for calculating a velocity of the fluid by using a change in intensity of light received by the sensor; And an adjusting unit connected to the channel and adjusting the flow rate of the fluid based on the calculated fluid velocity.
Description
본 발명은 유체 속도 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 두 개의 광원에서 발광되는 빛의 굴절률을 이용하여 유체의 속도를 측정하는 유체 속도 측정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a fluid velocity measuring apparatus, and more particularly, to a fluid velocity measuring apparatus for measuring a velocity of a fluid by using a refractive index of light emitted from two light sources.
현대인들의 기대 수명이 증가하면서 그에 따라 수반되는 질병의 종류도 다양해짐에 따라, 질병의 예방 및 진단을 위한 다양한 진단 장치와 진단 시스템들이 개발되고 있다.As the life expectancy of modern people increases, the kinds of diseases that accompany them have also become diverse, and various diagnosis devices and diagnosis systems for the prevention and diagnosis of diseases have been developed.
그 중, 체외 진단 장치들은 혈액, 소변 등의 인체의 체액 등을 시료로 사용하여, 분석하고자 하는 물질을 검출하고, 정량 분석을 통해 질병의 유무를 신속하게 판단할 수 있어, 신속성, 효율성, 정확성 등의 장점을 가지고 있다.Among them, the in vitro diagnostic apparatuses can detect the substance to be analyzed using the body fluids of the human body such as blood and urine as a sample, and can quantitatively analyze the presence or absence of the disease quickly, so that promptness, efficiency, And so on.
한편, 임신 진단에서부터 암과 다발성경화증과 같은 각종 질병을 검사하는 데에 이르기까지 다양하게 활용될 수 있는 바이오 센서는 항체와 같은 미세한 단백질, DNA 등을 이용하므로 바이오 센서의 정확도가 중요한 과제로 대두되고 있다. 관련 선행문헌으로는 한국공개특허공보 제2009-0108428호가 있다.On the other hand, the biosensor, which can be used variously from the diagnosis of pregnancy to the inspection of various diseases such as cancer and multiple sclerosis, uses minute proteins and DNA such as antibodies, so that the accuracy of the biosensor becomes an important task have. A related prior art document is Korean Patent Publication No. 2009-0108428.
특히, 체외 진단 시장에서는 환자들마다 혈장의 점도 차이로 인해 미세유체채널 내부에서의 유속이 달라질 수 있다. 또한, flow cytometry, cell sorting, micro flow switch 등 에서도 이러한 유속 측정이 매우 중요하다. 그러나 유체의 속도 측정을 위한 장치는 복잡하거나 대형화되어 있어 고가이거나 정확도가 낮다.In particular, the flow rate in the microfluidic channel may vary due to differences in the viscosity of plasma in each patient in the in vitro diagnostic market. In addition, this flow rate measurement is very important in flow cytometry, cell sorting, and micro flow switch. However, the device for measuring the velocity of the fluid is complex or bulky, making it expensive or less accurate.
따라서 저가이면서도 정확하게 미세 유체의 속도를 측정할 수 있는 기술에 대한 연구가 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to study the technology that can measure the velocity of microfluidic accurately at low cost.
본 발명의 목적은 낮은 생산 단가로 생산 가능하면서도 측정의 정확도가 높은 유체 속도 측정 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a fluid velocity measuring apparatus which can be produced at a low production cost and yet has high measurement accuracy.
본 발명의 목적은 유저가 쉽게 설치 및 사용할 수 있고, 측정의 정확도가 높은 유체 속도 측정 장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a fluid velocity measuring apparatus which can be easily installed and used by a user and has high measurement accuracy.
본 발명의 목적은 두 개의 광원으로부터 발광된 빛의 굴절률을 이용하여 유체의 속도를 정확하게 측정하고, 측정된 결과에 근거하여 유체의 속도를 조절할 수 있는 유체 속도 측정 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fluid velocity measuring device capable of accurately measuring the velocity of a fluid using the refractive index of light emitted from two light sources and adjusting the velocity of the fluid based on the measured result.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 의하면, 유체가 흐를 수 있는 통로가 마련된 채널; 상기 채널 상부 및 하부 중 어느 한 영역에 위치한 제1광원 및 제2광원; 상기 채널을 기준으로 상기 제1광원 및 제2광원이 위치한 영역의 반대 영역에 설치되어 상기 제1광원 및 상기 제2광원으로부터 발광된 빛을 수광하는 센서; 및 상기 센서에서 수광한 빛의 세기 변화 시점을 이용하여 상기 유체의 속도를 산출하는 속도 산출부; 및 상기 채널에 연결되어 상기 산출된 유체의 속도에 근거하여 유체의 유속을 조절하는 조절부를 포함하는 유체 속도 측정 장치가 개시된다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus including: a channel provided with a passage through which a fluid can flow; A first light source and a second light source positioned in any one of an upper portion and a lower portion of the channel; A sensor installed in an area opposite to a region where the first light source and the second light source are located based on the channel and receiving light emitted from the first light source and the second light source; And a speed calculating unit calculating the speed of the fluid by using a change point of intensity of the light received by the sensor. And an adjusting unit connected to the channel for adjusting a flow rate of the fluid based on the calculated fluid velocity.
본 발명의 일실시예에 의한 유체 속도 측정 장치는 낮은 생산 단가의 2개의 광원과 센서를 이용하여 모든 유저가 쉽게 설치하여 손쉽게 사용할 수 있다.The fluid velocity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention can easily be installed and used by all users by using two light sources and sensors of low production cost.
본 발명의 일실시예에 의하면, 생산단가가 낮으면서, 측정의 정확도가 높다. According to the embodiment of the present invention, the production cost is low and the measurement accuracy is high.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치를 통해 유체의 속도 측정의 원리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치를 통해 유체의 속도 측정 및 유속 제어의 원리를 설명하기 위한 그래프이다.1 and 2 are views showing a fluid velocity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph for explaining the principle of velocity measurement of fluid through a fluid velocity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a fluid velocity measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
5 to 7 are graphs for explaining the principle of fluid velocity measurement and flow rate control through a fluid velocity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 하겠다.Hereinafter, a fluid velocity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprising ", or" comprising "and the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치를 나타내는 도면이다.1 and 2 are views showing a fluid velocity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 유체 속도 측정 장치(100)는 채널(110), 제1광원(121), 제2광원(122), 센서(130) 및 속도 산출부(140)를 포함할 수 있다.The fluid
상기 채널(110)에는 유체가 흐를 수 있는 통로가 마련되어 있다. 상기 유체는 미세유체를 포함할 수 있으며 검체가 될 수 있다. 검체란 검출대상용액을 의미하는 것으로, 분석물질을 함유하는 것으로 의심되는 물질을 의미한다. 예를 들어, 검체는 혈액, 타액, 뇌척수액, 땀, 소변, 젖, 복수, 점액, 비강 유체(nasal fluid), 객혈, 관절혈액, 복강액 및 기타 등을 포함하여 생리적 유체와 같은 어떠한 생물학적 공급원(예컨대, 사람, 동물 등)으로부터 기인할 수 있다.The
또한, 검체는 생물학적 공급원으로부터 직접 얻어 사용할 수 있거나, 또는 검체의 특성을 개질하는 사전 처리가 수행되어 사용할 수 있다. 사전 처리로는 여과, 침전, 희석, 혼합, 농축, 간섭 성분의 불활성화, 용해(lysis), 시약 첨가 등의 방법이 포함될 수 있다. 일 예로, 혈액으로부터 혈장을 분리하는 등의 조치가 수행될 수 있다.In addition, a sample can be obtained directly from a biological source, or can be used after pretreatment to modify the characteristics of the sample. The pretreatment may include filtration, precipitation, dilution, mixing, concentration, inactivation of interference components, lysis, addition of reagents, and the like. As an example, measures such as separating plasma from blood may be performed.
상기 제1광원(121) 및 제2광원(122)은 상기 채널(110) 상부 영역에 위치하고, 센서(130)는 상기 채널의 하부 영역에 설치될 수 있다. The
물론, 도시되지는 않았지만, 제1광원(121) 및 제2광원(122)은 상기 채널(110) 하부 영역에 위치하고, 센서(130)는 상기 채널의 상부 영역에 설치될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 채널(110)을 기준으로 제1광원(121) 및 제2광원(122)이 위치하고 있는 영역과 반대 영역에 센서(130)가 설치되면 된다.Of course, although not shown, the
제1광원(121) 및 제2광원(122)은 상기 채널(110)에 대해 90도가 아닌 소정각을 이루면서 빛이 입사되게 위치할 수 있다. 제1광원(121) 및 제2광원(122)으로부터 발광되는 빛이 상기 채널(110)에 대해 90도를 이루면서 입사되면, 빛의 반사나 산란 등에 빛이 퍼지는 현상이 발생해 측정의 민간도가 떨어질 수 있다.The
또한, 제1광원(121) 및 제2광원(122)이 서로 이루는 각도가 평행하지 않게 위치할 수 있다. 제1광원(121) 및 제2광원(122)이 이루는 각 180도를 이루면(즉, 평행하게 되면), 상기 제1광원(121) 및 제2광원(122)에서 발광된 빛을 수광하기 위한 센서(130)의 사이즈가 커져야 하기 때문에 비용이 증가된다.In addition, the angles formed by the
또한, 상기 제1광원(121)과 상기 제2광원과이 상기 채널(110)에 대해 이루는 각도 및 방향은 조절 가능하다. 도 2은 도 1에서 제1광원(121) 및 제2광원(122)이 채널(110)에 대해 이루는 각도가 조절된 예를 나타낸다. The angle and direction of the
예를 들어, 제1광원(121) 및 제2광원(122)에서 발광되는 레이저 종류에 따라 제1광원(121) 및 제2광원(122)의 각도 및 방향 조절 가능하다. 또한, 칩 지지대(미도시)의 구조에 따라 또는 칩 형상에 따라 제1광원(121) 및 제2광원(122)의 각도 및 방향 조절이 가능하다. For example, the angle and direction of the
상기 센서(130)는 채널(110) 하부 영역에 설치되어 상기 제1광원(121) 및 제2광원(122)에서 발광된 빛을 수광할 수 있다. 상기 센서(130)는 두 개의 광원(121, 122)에서 발광된 빛이 모두 수광되도록 설치될 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 의한 유체 속도 측정 장치는 하나의 센서가 두 개 광원의 빛을 모두 수광하는 구조를 가짐으로써, 비용을 절감할 수 있다.The
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 제1광원(121) 및 상기 제2광원(122)으로부터 발광된 빛이 상기 채널(110) 하부 영역에서 서로 교차된 후에 상기 센서(130)로 수광되도록, 상기 제1광원(121), 상기 제2광원(122) 및 상기 센서(130)가 위치할 수 있다. 상기와 같이, 채널(110) 하부 영역에서 교차된 빛이 상기 센서(130)로 수광되도록 함으로써, 센서(130)의 사이즈를 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after the light emitted from the
또한, 상기 센서(130)와 상기 채널(110) 사이의 거리(k)가 클수록 센서(130)가 수광되는 빛의 세기가 약해지므로, 측정의 정확도가 떨어질 수 있다. 따라서 미세 유체의 종류 및 광원과의 거리 등을 고려하여 거리 k는 0.1mm~10mm로 할 수 있다. In addition, the greater the distance k between the
또한, 상기 제1광원(121)에서 발광한 빛이 상기 채널(110)과 만나는 제1입사 지점과 상기 제2광원(122)에서 발광한 빛이 상기 채널(110)과 만나는 제2입사 지점 사이의 거리(d)에 따라 상기 센서(130)의 크기가 달라질 수 있다. 따라서 측정되는 미세 유체인 점 등을 고려하여 상기 거리 d는 1mm~10mm가 될 수 있다.A first incident point where light emitted from the
속도 측정부(140)는 상기 센서(130)에서 수광의 빛의 세기를 이용하여 유체의 속도를 측정할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치를 통해 유체의 속도 측정의 원리를 설명하기 위한 그래프이다.3 is a graph for explaining the principle of velocity measurement of fluid through a fluid velocity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도시된 그래프는 세로 축 점선에 의해 3개의 영역으로 구분될 수 있다. 왼쪽 영역은 처음 채널(110) 내부에 유체가 흐르지 않아 제1광원(121) 및 제2광원(122)에서 발광된 2개의 빛 모두 굴절이 되지 않고 상기 센서(130)로 수광된 상태를 나타낸다. 가운데 영역은 채널(110) 내부에 유체가 일부 영역까지만 흘러 제1광원(121)에서 발광된 빛은 굴절되어 센서(130)로 수광되지만, 제2광원(122)에서 발광된 빛은 모두 굴절이 되지 않고 상기 센서(130)로 수광된 상태를 나타낸다. 오른쪽 영역은 처음 채널(110) 내부에 유체가 충분히 흘러 제1광원(121) 및 제2광원(122)에서 발광된 2개의 빛 모두 굴절이 되어 상기 센서(130)로 수광된 상태를 나타낸다.The graph shown can be divided into three regions by the vertical dashed line. In the left region, no fluid flows inside the
도 3의 그래프에서 확인할 수 있듯이, 빛의 세기는 제1굴절 시점(제1광원의 빛이 굴절이 시작되는 시점) 및 제2굴절 시점(제2광원의 빛이 굴절이 시작되는 시점)에서 빛의 세기의 변화가 일어난다.As shown in the graph of FIG. 3, the intensity of the light is changed from a first refraction point (a point at which the light of the first light source starts refraction) and a second refraction point (a point at which the light of the second light source starts refraction) A change in the intensity of the magnetic field occurs.
상기 굴절 시점의 차이(time difference)를 유체가 거리 d를 흐르는 시간(t)이 측정될 수 있다.The time (t) at which the fluid flows through the distance d can be measured as the time difference of the refraction time.
속도 산출부(140)는 상기 시간(t)와 거리 d를 이용하여 유체의 속도를 산출할 수 있다.The
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 유체 속도 측정 장치는 측정된 유체의 속도에 근거하여 유체의 유속을 조절할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fluid velocity measuring device can adjust the flow rate of the fluid based on the measured fluid velocity.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a fluid velocity measuring apparatus according to another embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 유체 속도 측정 장치(200)는 채널(210), 제1광원(221), 제2광원(222), 센서(230), 속도 산출부(240), 및 조절부(250)를 포함할 수 있다.The fluid velocity measuring apparatus 200 includes a
상기 채널(210)에는 유체가 흐를 수 있는 통로가 마련되어 있다. 상기 유체는 미세유체를 포함할 수 있으며 검체가 될 수 있다. The
상기 제1광원(221) 및 제2광원(222)은 상기 채널(210) 상부 영역에 위치하고, 센서(230)는 상기 채널의 하부 영역에 설치될 수 있다. The first
물론, 도시되지는 않았지만, 제1광원(221) 및 제2광원(222)은 상기 채널(210) 하부 영역에 위치하고, 센서(230)는 상기 채널의 상부 영역에 설치될 수도 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 채널(210)을 기준으로 제1광원(221) 및 제2광원(222)이 위치하고 있는 영역과 반대 영역에 센서(230)가 설치되면 된다.Of course, although not shown, the first
제1광원(221) 및 제2광원(222)은 상기 채널(210)에 대해 90도가 아닌 소정각을 이루면서 빛이 입사되게 위치할 수 있다. 제1광원(221) 및 제2광원(222)으로부터 발광되는 빛이 상기 채널(210)에 대해 90도를 이루면서 입사되면, 빛의 반사나 산란 등에 빛이 퍼지는 현상이 발생해 측정의 민간도가 떨어질 수 있다.The first
또한, 제1광원(221) 및 제2광원(222)이 서로 이루는 각도가 평행하지 않게 위치할 수 있다. 제1광원(221) 및 제2광원(222)이 이루는 각 180도를 이루면(즉, 평행하게 되면), 상기 제1광원(221) 및 제2광원(222)에서 발광된 빛을 수광하기 위한 센서(230)의 사이즈가 커져야 하기 때문에 비용이 증가된다.In addition, the angles formed by the first
또한, 상기 제1광원(221)과 상기 제2광원과이 상기 채널(210)에 대해 이루는 각도 및 방향은 조절 가능하다. The angle and direction of the first
예를 들어, 제1광원(221) 및 제2광원(222)에서 발광되는 레이저 종류에 따라 제1광원(221) 및 제2광원(222)의 각도 및 방향 조절 가능하다. 또한, 칩 지지대(미도시)의 구조에 따라 또는 칩 형상에 따라 제1광원(221) 및 제2광원(222)의 각도 및 방향 조절이 가능하다. For example, the angles and directions of the first
상기 센서(230)는 채널(210) 하부 영역에 설치되어 상기 제1광원(221) 및 제2광원(222)에서 발광된 빛을 수광할 수 있다. 상기 센서(230)는 두 개의 광원(221, 222)에서 발광된 빛이 모두 수광되도록 설치될 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 의한 유체 속도 측정 장치는 하나의 센서가 두 개 광원의 빛을 모두 수광하는 구조를 가짐으로써, 비용을 절감할 수 있다.The
한편, 본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 제1광원(221) 및 상기 제2광원(222)으로부터 발광된 빛이 상기 채널(210) 하부 영역에서 서로 교차된 후에 상기 센서(130)로 수광되도록, 상기 제1광원(221), 상기 제2광원(222) 및 상기 센서(230)가 위치할 수 있다. 상기와 같이, 채널(210) 하부 영역에서 교차된 빛이 상기 센서(230)로 수광되도록 함으로써, 센서(230)의 사이즈를 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, after light emitted from the first
속도 측정부(240)는 상기 센서(130)에서 수광의 빛의 세기를 이용하여 유체의 속도를 측정할 수 있다. 유체의 속도 측정은 도 3의 설명이 그대로 적용될 수 있다.The
조절부(250)는 산출된 유체의 속도에 근거하여 흐르는 유체의 유속을 조절할 수 있다. 상기 조절부(250)는 밴트홀부(251), 튜브(252), 밸브(253), 및 제어부(254)를 포함할 수 있다.The
상기 밴트홀부(251)는 상기 채널(210)의 외부와 연결되어 상기 채널(210) 내부의 공기를 외부로 배출시킬 수 있다. The
밸브(253)는 상기 벤트홀부(251)의 입구부에 튜브(252)를 통해 연결되어 미리 설정된 시간에 따라 상기 벤트홀부(251)의 입구부를 개폐시킬 수 있다. The
또한, 제어부(254)는 상기 밸브(253)의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(254)는 상기 산출된 유체의 속도에 근거하여 상기 밸브(253)에 온(on) 신호 및 오프(off) 신호를 인가할 수 있다. 구체적으로 제어부(254)는 상기 온 신호와 상기 오프 신호의 인가되는 시간, 인가되는 횟수, 인가되는 순서 등을 결정할 수 있다. 특히 제어부(254)에는 상기 유체의 유속에 따른 밸브(253)의 상기 온 신호와 상기 오프 신호의 인가되는 시간, 인가되는 횟수, 인가되는 순서 등은 테이블화되어 저장될 수 있다.In addition, the
한편, 상기와 같이 상기 유체의 유속에 따라 밸브(253)의 상기 온 신호와 상기 오프 신호가 결정되면, 제어부(254)는 밸브(253)를 제어할 수 있다. 구체적으로 제어부(254)는 상기 온 신호와 상기 오프 신호를 교번하여 밸브(253)에 인가할 수 있다.Meanwhile, when the ON signal and the OFF signal of the
또한, 제어부(254)는 상기 온 신호가 인가되는 시간과 상기 오프 신호가 인가되는 시간을 서로 상이하도록 설정할 수 있다. 구체적으로 상기 온 신호가 인가되는 시간은 상기 오프 신호가 인가되는 시간보다 짧게 형성될 수 있다.In addition, the
예를 들면, 제어부(254)는 상기 유체의 유속이 제 1 유속인 경우 상기 온 신호를 제 1 시간동안 밸브(253)에 인가할 수 있다. 또한, 제어부(254)는 상기 오프 신호를 제 2 시간동안 밸브(253)에 인가할 수 있다. 이때, 상기 제 1 시간과 상기 제 2 시간은 상기에서 설명한 바와 같이 서로 상이하게 형성될 수 있다. For example, the
도 5는 본 발명의 일실시예와 관련된 유체 속도 측정 장치를 통해 유속 제어의 원리를 설명하기 위한 그래프이다. 5 is a graph for explaining the principle of flow rate control through a fluid velocity measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
tp는 벨브 개폐시간의 합으로 단위 주기시간을 나타낸다. tp= 밸브가 열리는 시간(to)+ 밸브가 닫히는 시간(tc)이다. v는 측정된 유속을 의미한다.t p is the sum of the valve opening and closing times and represents the unit cycle time. t p = the time the valve is open (t o ) + the time the valve closes (t c ). v means the measured flow rate.
채널(210)과 연결되는 벤트홀부(251)이 닫히게 되면 채널(210) 내부를 유동하는 물질은 채널(210) 내부의 공기로 인하여 공기 압력이 가해지고 공기 압력으로 인한 저항이 채널에 의한 모세관력과 동일하게 되면 채널 내부의 물질은 이동하지 못할 수 있다. 그리고 시간의 흐름에 따라 유체의 점도가 변화기 때문에 변화되는 유체의 점도를 고려하여 유속을 조절할 수 있다.When the
도 6는 tp가 일정할 때, 유속과 시간 관계를 나타내며, 도 7은 측정된 유속과 유체의 이동 거리와의 관계를 나타낸다.Fig. 6 shows the relationship between the flow velocity and the time when t p is constant, and Fig. 7 shows the relationship between the measured flow velocity and the movement distance of the fluid.
유속이 빠르면 같은 오픈 시간에 이동거리가 많아지기 때문에 열린 시간을 줄여야 하고, 닫는 시간을 증가 시켜야 한다. 또한, 유속이 빨라질수록 단위시간당 이동거리가 늘어남으로 열린 시간을 조정함으로써 유속을 일정하게 해야한다.As the flow rate increases, the travel time increases at the same open time, so the open time must be reduced and the closing time increased. Also, as the flow rate increases, the travel distance per unit time increases, so the flow rate must be constant by adjusting the open time.
상술한 유체 속도 측정 및 유속 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The fluid velocity measurement and flow rate control methods described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable recording medium. At this time, the computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination. On the other hand, the program instructions recorded on the recording medium may be those specially designed and configured for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software.
컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. The computer-readable recording medium includes a magnetic recording medium such as a magnetic medium such as a hard disk, a floppy disk and a magnetic tape, an optical medium such as a CD-ROM and a DVD, a magnetic disk such as a floppy disk, A magneto-optical media, and a hardware device specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
한편, 이러한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.The recording medium may be a transmission medium such as a light or metal line, a wave guide, or the like including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure, and the like.
또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The program instructions also include machine language code, such as those generated by the compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the present invention, and vice versa.
상기와 같이 설명된 유체 속도 측정 장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The above-described fluid velocity measuring apparatus can be applied to not only the configuration and the method of the embodiments described above but also all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications can be made. .
100, 200: 유체 속도 측정 장치
110, 210: 채널
121, 122, 221, 222: 광원
130, 230: 센서
140, 240: 속도 산출부
250: 조절부
251: 밴트홀부
252: 튜브
253: 밸브
254: 제어부100, 200: fluid velocity measuring device
110, 210: channel
121, 122, 221, 222: light source
130 and 230:
140, 240: Speed calculation unit
250:
251:
252: tube
253: Valve
254:
Claims (5)
상기 채널 상부 및 하부 중 어느 한 영역에 위치한 제1광원 및 제2광원;
상기 채널을 기준으로 상기 제1광원 및 제2광원이 위치한 영역의 반대 영역에 설치되어 상기 제1광원 및 상기 제2광원으로부터 발광된 빛을 수광하는 하나의 센서; 및
상기 센서에서 수광한 빛의 세기 변화 시점을 이용하여 상기 유체의 속도를 산출하는 속도 산출부; 및
상기 채널에 연결되어 상기 산출된 유체의 속도에 근거하여 유체의 유속을 조절하는 조절부를 포함하되,
상기 제1광원 및 제2광원은 서로 평행하게 진행하지 않고, 일정한 각도로 가지고 진행하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 측정 장치.A channel provided with a passage through which fluid can flow;
A first light source and a second light source positioned in any one of an upper portion and a lower portion of the channel;
A sensor installed in an area opposite to an area where the first light source and the second light source are located based on the channel and receiving light emitted from the first light source and the second light source; And
A velocity calculating unit for calculating a velocity of the fluid by using a change in intensity of light received by the sensor; And
And an adjuster connected to the channel for adjusting a flow rate of the fluid based on the calculated velocity of the fluid,
Wherein the first light source and the second light source do not proceed in parallel with each other but proceed with a certain angle.
상기 채널의 외부와 연결되어 상기 채널 내부의 공기를 외부로 배출시키는 벤트홀부;
상기 벤트홀부의 입구부에 연결되어 미리 설정된 시간에 따라 상기 벤트홀부의 입구부를 개폐시키는 밸브; 및
상기 밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 측정 장치.2. The apparatus of claim 1,
A vent hole connected to the outside of the channel to discharge the air inside the channel to the outside;
A valve connected to an inlet portion of the vent hole portion and opening / closing an inlet portion of the vent hole portion according to a preset time; And
And a control unit for controlling the operation of the valve.
상기 산출된 유체의 속도에 근거하여 상기 밸브에 온(on) 신호 및 오프(off) 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 측정 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the control unit
And applies an on signal and an off signal to the valve based on the calculated fluid velocity.
상기 온 신호가 인가되는 시간과 상기 오프 신호가 인가되는 신호를 서로 상이하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 측정 장치.4. The apparatus of claim 3, wherein the control unit
Wherein the controller sets the time when the ON signal is applied and the signal to which the OFF signal is applied to be different from each other.
상기 벤트홀부의 입구부와 상기 밸브를 연결하는 튜브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 속도 측정 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein the controller
Further comprising a tube connecting the inlet portion of the vent hole portion and the valve.
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