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KR102303677B1 - 유량계용 가열 장치 및 이를 포함하는 박막 열식 유량계 - Google Patents

유량계용 가열 장치 및 이를 포함하는 박막 열식 유량계 Download PDF

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KR102303677B1
KR102303677B1 KR1020190166837A KR20190166837A KR102303677B1 KR 102303677 B1 KR102303677 B1 KR 102303677B1 KR 1020190166837 A KR1020190166837 A KR 1020190166837A KR 20190166837 A KR20190166837 A KR 20190166837A KR 102303677 B1 KR102303677 B1 KR 102303677B1
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heating
heating device
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pipe
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김인철
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포항공과대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유량계용 가열 장치는, 소정의 물질인 검측 물질 - 상기 검측 물질은 유체만으로 이루어진 물질유체와 유체가 일부 얼어 형성된 고체가 혼합된 물질 또는 고체만으로 이루어진 물질임 -이 위치될 수 있는 소정의 내측 공간인 유동 공간을 제공하는 배관에 연결되어, 상기 유동 공간 상에서 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 검측하기 위한 유량계의 일 구성인 유량계용 가열 장치에 있어서, 상기 유동 공간 상에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열부; 및 상기 가열부가 상기 유동 공간 상에 위치될 수 있도록, 상기 가열부와 상기 배관부에 연결되어, 상기 가열부를 지지하는 지지부;를 포함하고, 상기 지지부는, 상기 검측 물질이 부피 변화되는 것에 따라 상기 가열부에 인가되는 외력이 분산되도록, 벤딩 가능할 수 있다.

Description

유량계용 가열 장치 및 이를 포함하는 박막 열식 유량계 {HEATING DEVICE FOR FLOWMETER AND THIN MEMBRANE THERMAL FLOWMETER COMPRISING THE SAME}
본 발명은 배관 상에 유동되는 검측 물질의 유량을 검측하기 위한 유량계용 가열 장치 및 이를 포함하는 박막 열식 유량계에 관한 것이다.
박막 열식 유량계는 배관 상에서 유동되는 유체에 전달된 열량을 이용하여 유량을 측정하는 장치이다. 구체적으로 설명하자면, 박막 열식 유량계가 구비하며 배관에 유동되는 유체와 접촉되는 유량계용 가열 장치의 표면 온도가 유체 온도보다 일정 정도 높도록 유지될 수 있다. 여기서, 유체가 유동될 경우, 유량계용 가열 장치의 표면 온도를 일정하게 유지하기 위하여, 유량계용 가열 장치에 유입되는 전력의 양이 변화될 것이고, 이를 기초로 배관에서 유동되는 유체의 유량을 측정하는 원리이다.
도 1(a)를 참조하면, 종래의 박막 열식 유량계(X10)는 배관(D10)의 일부 면이 관통되어 형성된 관통부(R10)에 설치되며, 박막 열식 유량계(X10)가 관통부(R10)를 통해 유체와 접촉되어 유체에 열을 인가하였다. 다만, 배관(D10) 상에서 유동되는 유체가 얼게 되는 경우, 유체의 부피가 팽창되게 되어, 배관(D10)의 외측 방향으로 박막 열식 유량계가 외력을 받게 된다. 이 때, 박막 열식 유량계(X10)의 몸체는 실리콘을 이용하여 제작되며, 실리콘은 유리와 같은 취성 물질이기에 약간의 외부 힘에 의한 변형에도 쉽게 깨질 수 있다. 따라서, 배관(D10) 내의 유체의 부피 팽창으로 인해, 박막 열식 유량계(X10)가 변형 혹은 파손되는 문제가 발생되고 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위해서, 동결에 의해 파손되지 않는 박막 열식 유량계를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유량계용 가열 장치는, 소정의 물질인 검측 물질 - 상기 검측 물질은 유체만으로 이루어진 물질, 유체와 유체가 일부 얼어 형성된 고체가 혼합된 물질 또는 고체만으로 이루어진 물질임 -이 위치될 수 있는 소정의 내측 공간인 유동 공간을 제공하는 배관에 연결되어, 상기 유동 공간 상에서 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 검측하기 위한 유량계의 일 구성인 유량계용 가열 장치에 있어서, 상기 유동 공간 상에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열부; 및 상기 가열부가 상기 유동 공간 상에 위치될 수 있도록, 상기 가열부와 상기 배관부에 연결되어, 상기 가열부를 지지하는 지지부;를 포함하고, 상기 지지부는, 상기 검측 물질이 부피 변화되는 것에 따라 상기 가열부에 인가되는 외력이 분산되도록, 벤딩 가능할 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 상기 가열부의 정면의 폭이 상기 가열부의 측면의 폭 보다 더 좁도록, 형성되고, 상기 가열부의 정면이 상기 검측 물질의 전체적인 이동 방향과 둔각을 이루도록, 상기 유동 공간 상에서 배치될 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 상기 가열부의 정면의 폭이 상기 가열부의 측면의 폭 보다 더 좁도록, 형성되고, 상기 가열부의 정면이 상기 검측 물질의 전체적인 이동 방향과 직교되도록, 상기 유동 공간 상에서 배치될 수 있다.
또한, 상기 가열부는, 상기 지지부에 연결되는 가열본체부, 상기 가열본체부에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열체, 상기 가열본체부에 배치되며 상기 지지부와 전기적으로 연결되는 매개부 및 상기 가열본체부에 배치되고 매개부와 상기 가열체에 전기적으로 연결되어 상기 매개부를 통해 상기 지지부로부터 전달되는 전력을 상기 가열체에 전달하는 제1 전기연결부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 좌우 방향으로 상기 가열체의 적어도 일부와 중첩되지 않도록, 상기 가열본체부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 좌우 방향으로 상기 가열체의 전부와 중첩되지 않도록, 상기 가열본체부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 가열체는, 일 측으로 편향되도록 상기 가열본체부에 배치되고, 상기 제1 전기연결부는, 일 측으로 편향되도록 상기 가열본체부에 배치되고, 상기 지지부는, 일 측과 반대 방향인 타 측으로 편향되도록 상기 가열본체부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 매개부는, 상기 가열본체부 내측에 위치되어, 상기 제1 전기연결부와 상기 지지부에 연결될 수 있다.
또한, 상기 가열체와 상기 제1 전기연결부는, 상기 가열본체부의 일 측면에 연결되고, 상기 지지부는, 상기 가열본체부의 타 측면에 연결될 수 있다.
또한, 상기 매개부는, 상기 가열본체부의 일 측면에서 타 측면이 관통되어 형성되는 관통홀에 배치되어, 상기 제1 전기연결부와 상기 지지부를 서로 연결할 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 매개부와 연결되는 동시에 상기 가열본체부에 연결되며 외부 전원과 전기적으로 연결되어 외부 전원으로부터 전력을 전달 받는 제2 전기연결부 및 상기 제2 전기연결부에 연결되어 상기 제2 전기연결부와 함께 벤딩 가능한 지지본체부를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제2 전기연결부는, 상기 가열본체부의 타 측면에 연결될 수 있다.
또한, 상기 지지본체부는, 상기 지지본체부의 측면의 폭이 상기 제2 전기연결부의 측면의 폭보다 더 길도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지본체부는, 상기 지지본체부의 정면의 폭이 상기 제2 전기연결부의 정면의 폭 보다 더 크도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 지지본체부는, 금속 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 배관에 형성된 홈에 삽입되어 연결된 후, 미리 정해진 고정 방법에 의해 상기 배관에 고정될 수 있다.
또한, 상기 지지부는, 상기 가열부가 상기 배관과 이격되도록 상기 배관에 고정될 수 있다.
또한, 상기 미리 정해진 고정 방법은, 접착 물질에 의해 상기 지지부를 상기 배관에 고정하는 방법일 수 있다.
본 발명의 일 실싱예에 따른 유량계는, 소정의 물질인 검측 물질 - 상기 검측 물질은 유체만으로 이루어진 물질 또는 유체와 유체가 일부 얼어 형성된 고체가 혼합된 물질임 -이 유동되는 소정의 내측 공간인 유동 공간을 제공하는 배관에 연결되어, 상기 유동 공간 상에서 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 검측하기 위한 유량계에 있어서, 상기 배관에 연결되어 상기 유동 공간 상에 유동되는 상기 검측 물질에 열을 전달하는 유량계용 가열 장치; 상기 유량계용 가열 장치가 일정한 온도를 유지하게 가열되도록 상기 유량계용 가열 장치에 전력을 제공하는 전력 제공부; 및 상기 전력 제공부에서 상기 유량계용 가열 장치로 인가되는 전력의 양을 기초로 상기 유동 공간 상에 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 산출하는 유량 연산부;를 포함하고, 상기 유량계용 가열 장치는, 상기 유동 공간 상에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열부와 상기 가열부가 상기 유동 공간 상에 위치될 수 있도록, 상기 가열부와 상기 배관부에 연결되어, 상기 가열부를 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 지지부는, 상기 검측 물질이 부피 변화되는 것에 따라 상기 가열부에 인가되는 외력이 분산되도록, 벤딩 가능할 수 있다.
본 발명에 따른 유량계용 가열 장치 및 이를 포함하는 유량계는 다양한 온도 범위에서 유량 측정이 가능하다.
또한, 내구성이 향상될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 박막 열식 유량계를 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계의 구성 블럭도를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계가 구비하는 유량계용 가열 장치의 전체 사시도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계가 구비하는 유량계용 가열 장치가 배관에 고정되는 과정을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계가 구비하는 유량계용 가열 장치가 배관에 고정된 상태에 대한 결합 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계가 구비하는 유량계용 가열 장치와 검측 물질의 유동 방향과의 관계를 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따는 유량계용 가열 장치가 벤딩된 상태를 설명하기 위한 도면
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계의 구성 블럭도를 도시한 도면이다.
도 2(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유량계(10)는, 소정의 물질인 검측 물질 - 상기 검측 물질은 유체만으로 이루어진 물질, 유체와 유체가 일부 얼어 형성된 고체가 혼합된 물질 또는 고체만으로 이루어진 물질임 -이 위치될 수 있는 소정의 내측 공간인 유동 공간을 제공하는 배관에 연결되어, 상기 유동 공간 상에서 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 검측하기 위한 유량계에 있어서, 상기 배관에 연결되어 상기 유동 공간 상에 유동되는 상기 검측 물질에 열을 전달하는 유량계용 가열 장치(100), 상기 유량계용 가열 장치(100)가 일정한 온도를 유지하게 가열되도록 상기 유량계용 가열 장치(100)에 전력을 제공하는 전력 제공부(200) 및 상기 전력 제공부(200)에서 상기 유량계용 가열 장치(100)로 인가되는 전력의 양을 기초로 상기 유동 공간 상에 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 산출하는 유량 연산부(300)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유량계는 상기 전력 제공부(200)에 전력을 제공하는 전원부(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 제공부(200)는 상기 유량계용 가열 장치(100)가 일정한 온도를 유지할 수 있도록, 대응되는 전력을 상기 유량계용 가열 장치(100)로 전달할 수 있다.
상기 전력 제공부(200)는 상기 유량계용 가열 장치(100)가 유체보다 소정 온도 이상의 온도를 일정하게 가지도록 상기 유량계용 가열 장치(100)에 전력을 제공할 수 있다.
일례로, 상기 전력 제공부(200)는 상기 유량계용 가열 장치(100)가 유체의 온도보다 50도 높은 온도를 가지도록 상기 유량계용 가열 장치(100)에 전력을 제공할 수 있다.
다만, 이에 한정하는 것은 아니고, 상기 유량계용 가열 장치(100)가 일정하게 유지되는 온도는 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 될 수 있다.
상기 유량 연산부(300)는 상기 전력 제공부(200)에서 상기 유량계용 가열 장치(100)로 전달되는 전력의 변화 데이터를 기초로 하여 배관에 유동되는 유량을 산출할 수 있다.
유량의 산출 방법은 기존에 공지된 방법을 이용하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략될 수 있다.
상기 유량계용 가열 장치(100)가 구비하는 가열체(112)는 온도에 따라 저항이 변화될 수 있다.
상기 전력 제공부(200)는 상기 가열체(112)에 인가되는 전압 혹은 전류의 양을 기초로 상기 가열체(112)의 저항 변화를 산출할 수 있다.
상기 전력 제공부(200)는 상기 가열체(112)의 저항을 기초로 상기 가열체(112)의 온도를 산출할 수 있으며, 상기 가열체(112)의 온도가 미리 설정된 온도로 유지될 수 있도록, 상기 전력 제공부(200)는 유량계용 가열 장치(100)로 전력을 제공할 수 있다.
이와 다르게, 도 2(b)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유량계(20)는 상기 유동 공간을 유동하는 검측 물질의 온도와 관련된 정보를 제공하는 제1 온도 감지부(500) 및 상기 유량계용 가열 장치(100)의 온도와 관련된 정보를 제공하는 제2 온도 감지부(600)를 더 포함할 수 있다.
상기 전력 제공부(200)는 상기 제1 온도 감지부(500)에서 제공되는 유체의 온도 정보와 상기 제2 온도 감지부(600)에서 제공되는 유체의 온도 정보를 기초로 하여 상기 유량계용 가열 장치(100)로 전달하는 전력의 양을 조절할 수 있다.
여기서는 상기 전력 제공부(200)는 유량계용 가열 장치(100)의 가열체(112)의 저항을 기초로 상기 유량계용 가열 장치(100)로 전달하는 전력의 양을 조절하지 않을 수 있다.
여기서, 다른 실시예에 따른 유량계(20)는 일 실시예에 따른 유량계(10)와 마찬가지로, 유량계용 가열 장치(100), 전력 제공부(200), 유량 연산부(300) 및 전원부(400)를 포함할 수 있다.
이하, 일 실시예에 따른 유량계와 중복되는 내용에 대해서는 생략될 수 있다.
이하, 유량계용 가열 장치(100)에 대해서 자세하게 서술하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계가 구비하는 유량계용 가열 장치의 전체 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유량계용 가열 장치(100)는, 소정의 물질인 검측 물질 - 상기 검측 물질은 유체만으로 이루어진 물질 또는 유체와 유체가 일부 얼어 형성된 고체가 혼합된 물질임 -이 유동되는 소정의 내측 공간인 유동 공간을 제공하는 배관에 연결되어, 상기 유동 공간 상에서 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 검측하기 위한 유량계의 일 구성인 유량계용 가열 장치(100)에 있어서, 상기 유동 공간 상에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열부(110) 및 상기 가열부(110)가 상기 유동 공간 상에 위치될 수 있도록, 상기 가열부(110)와 상기 배관부에 연결되어, 상기 가열부(110)를 지지하는 지지부(120)를 포함할 수 있다.
여기서, 가열부(110)는 상기 지지부(120)에 연결되는 가열본체부(111), 상기 가열본체부(111)에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열체(112), 상기 가열본체부(111)에 배치되며 상기 지지부(120)와 전기적으로 연결되는 매개부(113) 및 상기 가열본체부(111)에 배치되고 매개부(113)와 상기 가열체(112)에 전기적으로 연결되어 상기 매개부(113)를 통해 상기 지지부(120)로부터 전달되는 전력을 상기 가열체(112)에 전달하는 제1 전기연결부(114)를 구비할 수 있다.
또한, 지지부(120)는 상기 매개부(113)와 연결되는 동시에 상기 가열본체부(111)에 연결되며 외부 전원(일례로, 전원부(400))과 전기적으로 연결되어 외부 전원으로부터 전력을 전달 받는 제2 전기연결부(121) 및 상기 제2 전기연결부(121)에 연결되어 상기 제2 전기연결부(121)와 함께 벤딩 가능한 지지본체부(122)를 구비할 수 있다.
가열본체부(111)는 소정의 두께를 가지는 판 형상일 수 있다.
일례로, 가열본체부(111)는 실리콘 재질로 이루어질 수 있다.
일례로, 상기 가열본체부(111)는 폴리실리콘 또는 백금과 같은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고 상기 가열본체부(111)의 재질은 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.
상기 가열부(110)의 정면의 폭이 상기 가열부(110)의 측면의 폭 보다 더 좁도록, 상기 가열부(110)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 가열본체부(111)의 정면()의 폭이 가열본체부(111)의 측면()의 폭보다 더 좁도록 형성될 수 있다.
상기 가열체(112)는 일 측으로 편향되도록 상기 가열본체부(111)에 배치될 수 있다.
상기 제1 전기연결부(114)는 일 측으로 편향되도록 상기 가열본체부(111)에 배치될 수 있다.
상기 가열체(112)와 상기 제1 전기연결부(114)는 상기 가열본체부(111)의 일 측면에 연결될 수 있다.
구체적인 일례로서, 가열본체부(111)의 우 측면()에는 상기 가열체(112)가 위치될 수 있다.
또한, 상기 가열본체부(111)의 우 측면()에는 상기 제1 전기연결부(114)가 위치될 수 있다.
상기 가열본체부(111)의 일 측면(우 측면)에서 타 측면(좌 측면)이 관통되어 형성되어 관통홀(h10)이 형성될 수 있다.
상기 관통홀(h10)에는 상기 매개부(113)가 위치될 수 있다.
상기 가열체(112)는 상측으로 치우치게 상기 가열본체부(111)에 연결될 수 있고, 상기 제1 전기연결부(114)는 하측으로 치우치게 상기 가열본체부(111)에 연결될 수 있다.
가열체(112)에 전기가 유동될 경우 외부로 열을 방출할 수 있다.
상기 가열체(112)는 저항이 높은 물질로 이루어질 수 있다.
제1 전기연결부(114)는 상기 매개부(113)와 연결되어, 상기 매개부(113)로부터 전달되는 되는 전기를 상기 가열체(112)로 전달할 수 있다.
상기 제1 전기연결부(114)는 제1-1 전기연결부(114a) 및 상기 제1-1 전기연결부(114a)와 이격된 제1-2 전기연결부(114b)를 구비할 수 있다.
상기 제1-1 전기연결부(114a)는 상기 가열체(112)의 일단부에 연결될 수 있고, 상기 제1-2 전기연결부(114b)는 상기 가열체(112)의 타단부에 연결될 수 있다.
상기 매개부(113)는 상기 가열본체부(111) 내측에 위치되어, 상기 제1 전기연결부(114)와 상기 지지부(120)에 연결될 수 있다.
상기 매개부(113)는 상기 제1-1 전기 연결부에 연결되는 제1 매개부(113a)와 상기 제1-2 전기연결부(114b)에 연결되는 제2 매개부(113b)를 구비할 수 있다.
이에 따라, 상기 관통홀(h10)은 상기 제1 매개부(113a)와 상기 제2 매개부(113b)가 각 각 배치될 수 있도록 2 개가 상기 가열본체부(111)에 형성될 수 있다.
지지부(120)는, 일 측과 반대 방향인 타 측으로 편향되도록 상기 가열본체부(111)에 연결될 수 있다.
지지부(120)는 상기 가열본체부(111)의 타 측면에 연결될 수 있다.
제2 전기연결부(121)는 상기 가열본체부(111)의 타 측면에 연결될 수 있다.
다시 말해서, 제2 전기연결부(121)는 가열본체부(111)의 좌 측면에 연결될 수 있다.
좌우 방향으로 상기 지지부(120)가 상기 가열체(112)의 적어도 일부와 중첩되지 않도록, 상기 지지부(120)는 상기 가열본체부(111)에 연결될 수 있다.
좌우 방향으로 상기 지지부(120)가 상기 가열체(112)의 전부와 중첩되지 않도록, 상기 지지부(120)는 상기 가열본체부(111)에 연결될 수 있다.
이는, 상기 가열체(112)가 위치되는 상기 가열본체부(111)의 두께를 최소화 하여, 열관성이 증가함에 따른 유량계의 응답성 저하를 방지하기 위함일 수 있다.
구체적인 일례로, 상기 제2 전기 연결부는 제1 매개부(113a)와 연결되는 제2-1 전기연결부(121a)와 상기 제2-1 전기연결부(121a)와 이격되며 제2 매개부(113b)와 연결되는 제2-2 전기연결부(121b)를 구비할 수 있다.
상기 제2-1 전기연결부(121a)의 적어도 일부가 좌우 방향으로 상기 제1-1 전기연결부(114a)와 중접되도록, 상기 제2-1 전기연결부(121a)는 가열본체부(111)의 좌 측면에 연결될 수 있다.
일례로, 좌우 방향으로 상기 제1-1 전기연결부(114a)의 전체가 상기 제2-1 전기연결부(121a)와 중첩되도록, 상기 제2-1 전기 연결부는 가열본체부(111)의 좌 측면에 연결될 수 있다.
상기 제2-2 전기연결부(121b)의 적어도 일부가 좌우 방향으로 상기 제1-2 전기연결부(114b)와 중접되도록, 상기 제2-2 전기연결부(121b)는 가열본체부(111)의 좌 측면에 연결될 수 있다.
일례로, 좌우 방향으로 상기 제1-2 전기연결부(114b)의 전체가 상기 제2-2 전기연결부(121b)와 중첩되도록, 상기 제2-2 전기연결부(121b)는 가열본체부(111)의 좌 측면에 연결될 수 있다.
제2 전기연결부(121) 일부는 상기 가열본체부(111)에 연결되며, 상기 제2 전기연결부(121) 나머지는 상기 가열본체부(111)의 하측 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
이에 따라 상기 제2 전기연결부(121)의 우측 면 일부는 외부에 노출될 수 있다.
상기 제2 전기연결부(121)의 좌 측면에는 지지본체부(122)가 연결될 수 있다.
구체적인 일례로서, 제2-1 전기연결부(121a)는 후방 방향으로 편향되게 지지본체부(122)에 연결될 수 있고, 제2-2 전기연결부(121b)는 전방 방향으로 편향되게 지지본체부(122)에 연결될 수 있다.
일례로, 지지본체부(122)는 금속 재질로 이루어질 수 있다.
일례로, 상기 지지본체부(122)는 상기 가열본체부(111)보다 더 큰 굽힘 외력을 견딜 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고 상기 지지본체부(122)의 재질은 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.
지지본체부(122)의 측면의 폭이 상기 제2 전기연결부(121)의 측면의 폭보다 더 길도록, 상기 지지본체부(122)는 형성될 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 지지본체부(122)의 우 측면에 상기 제2-1 전기연결부(121a)와 상기 제2-2 전기연결부(121b)가 배치될 수 있다.
상기 지지본체부(122)의 우 측면 상에 상기 제2-1 전기연결부(121a)의 우 측면과 상기 제2-2 전기연결부(121b)의 우 측면이 포함될 수 있다.
지지본체부(122)의 정면의 폭이 상기 제2 전기연결부(121)의 정면의 폭 보다 더 크도록 상기 지지본체부(122)가 형성될 수 있다.
이로 인해, 상기 유량계용 가열장치에 외력이 작용되는 경우, 상기 지지본체부(122)가 파손되지 않고 효과적으로 벤딩될 수 있다.
상기 전력 제공부(200)는 상기 제2 전기연결부(121)에 연결될 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 전력 제공부(200)는 상기 제2-1 전기연결부(121a)와 상기 제2-2 전기연결부(121b) 각 각에 연결될 수 있다.
상기 전력 제공부(200)에서 상기 제2-1 전기 연결부로 전력이 유동되고, 상기 제2-2 전기 연결부에서 상기 전력 제공부(200)를 통해 전력이 유동될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계가 구비하는 유량계용 가열 장치가 배관에 고정되는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계가 구비하는 유량계용 가열 장치가 배관에 고정된 상태에 대한 결합 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 배관의 일부가 내 측면에서 외 측면까지 관통되어 형성된 홈(h20)에 상기 지지부(120)가 삽입되어 연결된 후, 미리 정해진 고정 방법에 의해 상기 지지부(120)는 상기 배관에 고정될 수 있다.
상기 지지부(120)는 상기 가열부(110)가 상기 배관과 이격되게 상기 배관에 고정될 수 있다.
구체적인 일례로서, 배관에 형성된 홈에 상기 제2 전기연결부(121)와 상기 지지본체부(122)가 삽입될 수 있다.
여기서, 상기 가열본체부(111)와 상기 배관의 내 측면은 서로 이격될 수 있다.
이는, 상기 지지본체부(122)가 벤딩되는 경우, 상기 가열본체부(111)가 상기 배관에 충돌되어 파손되는 것을 방지하기 위함일 수 있다.
상기 미리 정해진 고정 방법은 접착 물질에 의해 상기 지지부를 상기 배관에 고정하는 방법일 수 있다.
여기서, 접착 물질은 배관과 상기 지지부가 충분히 밀폐되고, 고정 강성을 갖도록 하는 적당한 접착 물질일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 박막 열식 유량계가 구비하는 유량계용 가열 장치와 검측 물질의 유동 방향과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6(a)를 참조하면, 가열부의 정면이 상기 검측 물질의 전체적인 이동 방향(Y110)과 직교되도록, 상기 가열부는 상기 유동 공간 상에서 배치될 수 있다.
구체적인 일례로서, 가열본체부(111)의 정면은 상기 검측 물질의 전체적인 이동 방향과 직교할 수 있다.
이로 인해, 상기 검측 물질의 유동에 방해를 최소화 할 수 있다.
다만, 이에 한정하지 않고 상기 배관 상의 상기 가열부의 위치는 통상의 기술자에게 자명한 수준에서 다양하게 변형 가능하다.
도 6(b)를 참조하면, 가열부의 정면이 상기 검측 물질의 전체적인 이동 방향(Y10)과 둔각을 이루도록, 상기 가열부는 상기 유동 공간 상에서 배치될 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 가열본체부(111) 후단부 부근에서 와류 생성에 의해 상기 가열본체부(111)가 진동되지 않는 한도에서, 가열본체부(111)의 정면은 상기 검측 물질의 전체적인 이동 방향과 둔각을 이룰 수 있다.
다만, 도 6(a)와 같이 상기 가열본체부(111)가 배치되는 것이 바람직한 배치일 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따는 유량계용 가열 장치가 벤딩된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
온도의 저하로, 상기 배관 상에서 유동되는 검측 물질이 팽창하게 되는 경우, 상기 가열부에 외력이 인가될 수 있다.
여기서, 검측 물질은 액체와 고체의 혼합물일 수 있다.
여기서, 검측 물질은 액체만으로 이루어질 수 있다.
여기서, 검측 물질은 고체만으로 이루어질 수 있다.
다시 말하면, 유량계용 가열 장치가 배치된 위치를 기준으로 전 후에 위치되는 액체가 전부 얼게되어, 검측 물질이 고체만으로 이루어질 수 있다.
여기서, 검측 물질은 기체와 고체의 혼합물일 수 있다.
상기 검측 물질이 부피 변화되는 것에 따라 상기 가열부에 인가되는 외력이 분산되도록, 상기 지지부는 벤딩 가능할 수 있다.
도 7(a)를 참조하면, 상기 검측 물질의 팽창에 의해 상기 가열부에 좌측 방향(W20)의 외력이 인가될 수 있다.
반대로, 도 7(b)를 참조하면, 상기 검측 물질의 팽창에 의해 상기 가열부에 우측 방향(W10)으로 외력이 인가될 수 있다.
또한, 도 7(a) 및 도 7(b)의 상황이 동시에 발생되어, 상기 검측 물질의 팽창에 의해 상기 가열부에 좌-우측 방향(W20, W10)으로 불 균일한 외력이 인가될 수 있다.
도 7(a) 또는 도 7(b)과 같이 상기 가열부에 편향된 외력이 인가되는 경우, 상기 지지본체부(122)가 벤딩되어, 상기 가열부의 가열본체부(111)가 벤딩되어 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 7(a) 및 도 7(b)의 상황이 동시에 발생되어, 상기 가열본체부(111)에 압축력이 발생되는 경우, 상기 가열본체부(111)가 실리콘 재질로 이루어져 있기 때문에, 상기 가열본체부(111)가 파손되지 않을 수 있다.
상기 지지본체부(122)가 상기 가열본체부(111) 대신에 벤딩됨으로서, 상기 가열본체부(111)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기 검측 물질이 팽창되면서 발생되는 불 균일 힘들을 지지본체부(122)가 벤딩되면서 대부분 흡수할 수 있다.
상기 가열본체부(111)에는 작은 압축 응력만 발생될 수 있다.
일례로, 상기 가열본체부(111)가 실리콘 재질일 경우, 강한 압축 응력에 대해서도 견딜 수 있다.
상기 검측 물질이 원래 상태(액체)로 돌아오면, 상기 지지본체부(122)는 원 위치로 돌아올 수 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 표현하기 위해, 본 발명의 기술적 사상과 관련성이 없거나 떨어지는 구성에 대해서는 간략하게 표현하거나 생략하였다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
10 : 유량계 100 : 유량계용 가열 장치
110 : 가열부 120 : 지지부
200 : 전력 제공부 300 : 유량 연산부

Claims (19)

  1. 소정의 물질인 검측 물질 - 상기 검측 물질은 유체만으로 이루어진 물질, 유체와 유체가 일부 얼어 형성된 고체가 혼합된 물질, 또는 고체만으로 이루어진 물질임 -이 위치될 수 있는 소정의 내측 공간인 유동 공간을 제공하는 배관에 연결되어, 상기 유동 공간 상에서 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 검측하기 위한 유량계의 일 구성인 유량계용 가열 장치에 있어서,
    상기 유동 공간 상에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열부; 및
    상기 가열부가 상기 유동 공간 상에 위치될 수 있도록, 상기 가열부와 상기 배관에 연결되어, 상기 가열부를 지지하는 지지부;를 포함하고,
    상기 지지부는,
    상기 검측 물질이 얼면서 부피 변화되는 것에 따라 상기 가열부에 인가되는 외력이 분산되도록, 벤딩 가능하고,
    상기 지지부는,
    상기 배관에 형성된 홈에 삽입되어 연결된 후, 미리 정해진 고정 방법에 의해 상기 배관에 고정되며
    상기 지지부는,
    상기 가열부가 상기 배관과 이격되도록 상기 배관에 고정되는,
    유량계용 가열 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 가열부의 정면의 폭이 상기 가열부의 측면의 폭 보다 더 좁도록, 형성되고,
    상기 가열부의 정면이 상기 검측 물질의 전체적인 이동 방향과 둔각을 이루도록, 상기 유동 공간 상에서 배치되는,
    유량계용 가열 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 가열부의 정면의 폭이 상기 가열부의 측면의 폭 보다 더 좁도록, 형성되고,
    상기 가열부의 정면이 상기 검측 물질의 전체적인 이동 방향과 직교되도록, 상기 유동 공간 상에서 배치되는,
    유량계용 가열 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는,
    상기 지지부에 연결되는 가열본체부, 상기 가열본체부에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열체, 상기 가열본체부에 배치되며 상기 지지부와 전기적으로 연결되는 매개부 및 상기 가열본체부에 배치되고 매개부와 상기 가열체에 전기적으로 연결되어 상기 매개부를 통해 상기 지지부로부터 전달되는 전력을 상기 가열체에 전달하는 제1 전기연결부를 구비하는,
    유량계용 가열 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지부는,
    좌우 방향으로 상기 가열체의 적어도 일부와 중첩되지 않도록, 상기 가열본체부에 연결되는,
    유량계용 가열 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지부는,
    좌우 방향으로 상기 가열체의 전부와 중첩되지 않도록, 상기 가열본체부에 연결되는,
    유량계용 가열 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 가열체는,
    일 측으로 편향되도록 상기 가열본체부에 배치되고,
    상기 제1 전기연결부는,
    일 측으로 편향되도록 상기 가열본체부에 배치되고,
    상기 지지부는,
    일 측과 반대 방향인 타 측으로 편향되도록 상기 가열본체부에 연결되는,
    유량계용 가열 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 매개부는,
    상기 가열본체부 내측에 위치되어, 상기 제1 전기연결부와 상기 지지부에 연결되는,
    유량계용 가열 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가열체와 상기 제1 전기연결부는,
    상기 가열본체부의 일 측면에 연결되고,
    상기 지지부는,
    상기 가열본체부의 타 측면에 연결되는,
    유량계용 가열 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 매개부는,
    상기 가열본체부의 일 측면에서 타 측면이 관통되어 형성되는 관통홀에 배치되어, 상기 제1 전기연결부와 상기 지지부를 서로 연결하는,
    유량계용 가열 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 매개부와 연결되는 동시에 상기 가열본체부에 연결되며 외부 전원과 전기적으로 연결되어 외부 전원으로부터 전력을 전달 받는 제2 전기연결부 및 상기 제2 전기연결부에 연결되어 상기 제2 전기연결부와 함께 벤딩 가능한 지지본체부를 구비하는,
    유량계용 가열 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 전기연결부는,
    상기 가열본체부의 타 측면에 연결되는,
    유량계용 가열 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 지지본체부는,
    상기 지지본체부의 측면의 폭이 상기 제2 전기연결부의 측면의 폭보다 더 길도록 형성되는,
    유량계용 가열 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 지지본체부는,
    상기 지지본체부의 정면의 폭이 상기 제2 전기연결부의 정면의 폭 보다 더 크도록 형성되는,
    유량계용 가열 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지본체부는,
    금속 재질로 이루어진,
    유량계용 가열 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 고정 방법은,
    접착 물질에 의해 상기 지지부를 상기 배관에 고정하는 방법인,
    유량계용 가열 장치.
  19. 소정의 물질인 검측 물질 - 상기 검측 물질은 유체만으로 이루어진 물질, 유체와 유체가 일부 얼어 형성된 고체가 혼합된 물질 또는 고체만으로 이루어진 물질임 -이 위치될 수 있는 소정의 내측 공간인 유동 공간을 제공하는 배관에 연결되어, 상기 유동 공간 상에서 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 검측하기 위한 유량계에 있어서,
    상기 배관에 연결되어 상기 유동 공간 상에 유동되는 상기 검측 물질에 열을 전달하는 유량계용 가열 장치;
    상기 유량계용 가열 장치가 일정한 온도를 유지하게 가열되도록 상기 유량계용 가열 장치에 전력을 제공하는 전력 제공부; 및
    상기 전력 제공부에서 상기 유량계용 가열 장치로 인가되는 전력의 양을 기초로 상기 유동 공간 상에 유동되는 상기 검측 물질의 유량을 산출하는 유량 연산부;를 포함하고,
    상기 유량계용 가열 장치는,
    상기 유동 공간 상에 배치되어 상기 검측 물질에 열을 전달하는 가열부와 상기 가열부가 상기 유동 공간 상에 위치될 수 있도록, 상기 가열부와 상기 배관에 연결되어, 상기 가열부를 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 지지부는,
    상기 검측 물질이 얼면서 부피 변화되는 것에 따라 상기 가열부에 인가되는 외력이 분산되도록, 벤딩 가능하고,
    상기 지지부는,
    상기 배관에 형성된 홈에 삽입되어 연결된 후, 미리 정해진 고정 방법에 의해 상기 배관에 고정되며
    상기 지지부는,
    상기 가열부가 상기 배관과 이격되도록 상기 배관에 고정되는,
    유량계.
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