KR100959629B1 - 넓은 감지 범위를 갖는 유량 적산계 - Google Patents

Abstract

본 고안은 영구자석이 부착된 로터 결합체가 유체가 통과하는 관 사이에 연결되어 회전함에 따라 자기저항 센서에 의하여 상기 로터 결합체의 회전을 감지하고, 통과하는 유체의 양을 측정하는 유량 적산계에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 얇은 판 형상의 철편 또는 링 형상의 철편을 자기저항 센서에 근접하게 밀착하여 자화시킴으로써 자기저항 센서의 감지 범위를 보다 넓게 할 수 있어, 상기 로터 결합체의 회전수를 보다 정확히 측정할 수 있도록 하여 누수되는 유량 없이 유량 적산계를 통과하는 유량을 정확히 측정할 수 있고, 감지 범위가 상대적으로 넓지 않은 자기저항 센서를 사용할 수 있으므로 유량 적산계의 제작 비용을 절감할 수 있는 매우 실용적이고 경제적인 유량 적산계에 관한 것이다.

유량계, 적산계, 자기저항 센서, 철편

Description

넓은 감지 범위를 갖는 유량 적산계{Flowmeter having wide sensing field}

본 고안은 영구자석이 부착된 로터 결합체가 유체가 통과하는 관 사이에 연결되어 회전함에 따라 자기저항 센서에 의하여 상기 로터 결합체의 회전을 감지하고, 통과하는 유체의 양을 측정하는 유량 적산계에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 얇은 판 형상의 철편 또는 링 형상의 철편을 자기저항 센서에 근접하게 밀착하여 자화시킴으로써 자기저항 센서의 감지 범위를 보다 넓게 할 수 있어, 상기 로터 결합체의 회전수를 보다 정확히 측정할 수 있도록 하여 누수되는 유량 없이 유량 적산계를 통과하는 유량을 정확히 측정할 수 있고, 감지 범위가 상대적으로 넓지 않은 자기저항 센서를 사용할 수 있으므로 유량 적산계의 제작 비용을 절감할 수 있는 매우 실용적이고 경제적인 유량 적산계에 관한 것이다.

종래에 관 내부를 흘러가는 물, 기름, 가스 등의 유체의 양을 측정하기 위한 유량계에 관하여 여러 가지 다양한 방법들이 사용되어 왔으며, 유량계는 그 작동 방식에 따라 기계식 또는 전자식으로 구분할 수 있다.

기계식 유량계는 임펠러 또는 로터가 회전함에 따라 이에 연결된 기어들이 회전하면서 그 회전량을 직접 표시하여 사용량을 측정하는 방법과, 임펠러 또는 로터에 영구자석을 부착하여 임펠러 또는 로터가 회전함에 따라 기계식 기어에 부착된 영구자석이 회전하여 기계식 기어의 회전수를 적산하여 사용량을 측정할 수 있는 방법이 사용되어 왔다.

그러나, 상기와 같은 기계식 유량계는 다수의 기어가 서로 맞물려서 회전하기 때문에 장기간 사용하게 되면 기어가 마모되어 기어의 맞물림이 어긋나게 되고, 또한 기어 사이에 이물질이 끼여 기어의 정확한 회전수를 측정할 수 없어 실제로 사용한 유체의 양과 유량계를 통해 측정한 값 사이에 점차 큰 오차가 생기게 되어 정확한 계량을 할 수 없다는 문제가 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 전자식 유량계가 많이 사용되고 있다. 전자식 유량계는 임펠러 또는 로터 상에 영구자석을 설치하고, 그 외부에 영구자석 또는 센서 등을 설치하여 자석의 자기력 또는 상호작용에 의하여 회전수를 측정하여 유체의 사용량을 측정하는 방법을 사용하고 있다.

이러한 전자식 유량계에 대한 출원으로, 대한민국 공개특허 제 2001-0008217 호에는 분리기 내에 설치되어 있는 임펠러의 회전에 의해 고정축 상단에 설치되어 있는 영구자석과 모듈커버 상의 회전축 하단에 설치되어 있는 영구자석이 회전하면서 검출날개를 동시에 회전시키고, 이 검출날개의 회전을 센서로 검출하여 유량을 계측할 수 있도록 개시되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제 2002-0037952 호에는 상부 하우징 내에 설치되어 있는 리드스위치의 일측에 부착된 자석과, 하부 하 우징 내의 축을 중심으로 회전하는 임펠러의 상단 중앙에 원통형 자석을 배치함으로써, 상호작용하는 자석의 극성에 의해 리드스위치의 소자를 작동시켜 유량을 계측할 수 있도록 개시되어 있다.

그러나 종래 기술에서는, 유체가 흘러감에 따라 회전하는 임펠러의 축 주위에 영구자석을 배치하고, 영구자석의 회전을 센서로 검출하는 방식을 채택하고 있기 때문에, 영구자석의 회전반경이 매우 작아서 유체의 유동량이 많아 임펠러의 회전속도가 빨라지게 되면 이를 센서로 정확히 감지하기가 힘들고, 따라서 유량 측정이 부정확하게 되고 사용량이 누락된다는 문제점이 있다.

또한, 유량계를 오랜 기간동안 사용하게 되면 유체에 포함되어 있는 각종 노폐물들이 영구자석, 축 및 센서 주위에 침전되면서 자석의 자기력을 약화시키고 센서의 감지범위를 감소시키게 되어 회전수의 정확한 측정이 어렵고, 시간이 지날수록 유량 측정에 있어 누락되는 값이 더욱 많아지게 된다.

대한민국 등록실용신안 제 364971 호는 입출구부를 갖는 본체 내에 유체 흐름에 따라 회전하는 임펠러의 날개 상에 영구자석을 설치하고, 덮개판에는 한 쌍의 리드스위치를 설치하여 유량을 계측하도록 구성되어 유체의 노폐물에 의한 회전장애를 방지하고, 임펠러의 역류현상에 의한 에러를 검출할 수 있도록 이루어진 것이다.

그러나 이러한 종래 기술에 따르면, 일정 각도를 이격하여 설치한 리드스위치의 신호 입력으로는 연속적인 펄스 신호로 정상류와 역류를 구분하기 어려울 뿐만 아니라, 임펠러가 빠르게 회전하는 경우에는 센서가 임펠러에 부착된 자석을 정 확하게 감지하지 못하여 유량 측정에 오차가 생기게 된다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 유량계에 사용되는 영구자석의 크기를 늘려 자기력을 강하게 하거나 또는 영구자석의 자기력을 감지할 수 있는 센서의 수를 늘리거나 또는 사용되는 센서의 감도를 높이는 방법이 있지만, 영구자석의 자기력을 강하게 하기 위해서는 영구자석의 크기가 커져야 하고 이에 따라 자석의 무게가 무거워지게 되므로 임펠러 또는 로터가 회전함에 있어 저항이 커지게 되고 정확한 계측을 할 수 없는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 센서의 수를 늘리거나 센서의 감도를 높이는 방법을 사용하게 되면 유량계를 제작하는 비용이 지나치게 높아지게 되어 실용적으로 사용할 수 없게 된다.

따라서 유체가 흐르는 양을 정확하게 측정함과 동시에, 유량계를 제작하는 비용 또한 최소로 할 수 있는 유용하고 실용적인 유량 적산계가 반드시 필요한 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은,

임펠러 또는 로터에 연결된 기어들이 직접 회전하면서 유량을 측정하는 기계식 유량계가 아닌, 로터에 영구자석을 부착하고 자기저항 센서(Magneto-Resistive 센서; MR 센서)로 로터에 부착된 영구자석의 회전을 감지함으로써, 유량을 정확하게 측정하기 위함에 있다.

또한, 여러 개의 센서를 사용하거나 또는 센서의 감도를 높이지 않고서도 센서에 근접하게 얇은 판 형상의 철편 또는 링 형상의 철편을 밀착하여 부착함으로써, 자화된 철편에 의해 상기 자기저항 센서의 감지 범위를 늘릴 수 있으며, 보다 정확한 로터의 회전수를 측정하고자 함에 있다.

상기와 같은 목적을 가지는 본 발명의 구성은,

유체가 통과할 수 있도록 관 사이에 연결되는 제1하우징(21), 상기 제1하우징(21)의 내부에 위치하여 상기 관을 통과하는 유체에 따라 회전하며, 외측 둘레를 따라 자성체가 설치된 로터 결합체(24), 일측면은 상기 제1하우징(21)과 맞닿아 결합되고, 타측면의 중앙에는 홈이 형성되어 있는 제2하우징(22), 상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 입구에 설치되어 상기 로터 결합체(24)의 회전에 따라 유도되는 전기신호를 감지하는 자기저항 센서(27), 상기 자기저항 센서(27)로부터 상기 전기신호를 수신하여 통과하는 유체의 양을 산출하여 표시하는 지시부(30) 및 상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 내부에 설치되어, 일측면은 상기 자기저항 센서(27)와 밀착하여 결합하고 타측면은 상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 바닥면에 밀착하여 결합하는 철편(26)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 홈은 원통형으로 형성되고, 상기 철편(26)은 중심에 내공이 형성된 링 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 지시부(30)는 마이크로 프로세서 및 화상출력장치를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 제2하우징(22)은 자기저항 센서(27)로부터의 전기신호를 무선 송신하는 무선송신부를 더 포함하고, 상기 지시부(30)는 상기 전기신호를 무선 수신하는 무선수신부를 더 포함하여, 상기 지시부(30)는 자기저항 센서(27)로부터 발생하는 전기신호를 무선 통신 방법으로 수신할 수 있는 것이 더욱 바람직하다.

유체가 흐르면서 서로 맞물려 있는 로터 결합체(24)를 회전시킴에 따라, 로터 결합체(24)에 부착된 영구자석(25)의 회전을 자기저항 센서(27)에 의해 측정함으로써, 유체가 빠르게 흘러가더라도 로터 결합체(24)의 회전수를 누락하지 않고 정확하게 측정할 수 있고, 따라서 유체의 사용량을 정확하게 계측할 수 있다는 장점이 있다.

또한 영구자석(25) 및 이를 감지하는 자기저항 센서(27)를 사용함으로써, 유 량계를 오랜 기간동안 사용하더라도 유체에 포함되어 있는 각종 노폐물들이 임펠러 또는 로터 결합체(24)에 침전되어 회전수의 측정에 방해를 받지 않을 뿐만 아니라, 영구자석(25), 축 및 센서 주위에 각종 노폐물들이 침전되더라도 자기저항 센서(27)에 밀착하여 철편(26)을 부착시켜서 자기저항 센서(27)에 포함되어 있는 영구자석(25)에 의하여 철편(26)을 자화시킴으로써 철편(26)이 부착되어 있는 범위만큼 센서의 감지범위를 넓힐 수 있으므로, 로터 결합체(24)에 부착된 영구자석(25)의 회전수를 누락하지 않아 오랜 기간동안 정확한 유량의 측정이 가능하다.

또한, 유량을 측정한 감지신호를 표시함에 있어, 지시부(30)에 포함된 자체 전지를 사용하기 때문에 별도의 전력의 소모 없이도 오랜 기간동안 유량 적산계(10)를 구동할 수 있으며, 여러 가지 기능이 추가된 전자 지시부(30)를 사용하여 유량의 계측을 정확히 할 수 있을 뿐만 아니라, 유체의 공급량 및 잔량을 측정하거나 또는 구동장치의 작동 시간 및 작동 온도 등을 측정하여 유체의 누락이나 사용량 조작 등을 할 수 없도록 함으로써 더욱 정확하게 유체의 사용량을 계측할 수 있다.

유량계는 유체가 흘러가는 관 중간에 부착되어 유체의 흐름을 측정할 수 있도록 제작된다. 종래 유체의 흐름을 측정하는 방법으로는, 유량계 내부에 임펠러 또는 회전날개 등을 설치하여 유체의 흐름에 의한 마찰로써 임펠러 또는 회전날개 등을 회전시키고, 상기 임펠러 또는 회전날개에 다수의 기어를 연결하여 그 회전수 를 기계적으로 계측하는 방법이 사용되었다. 이러한 방법에 의하면, 다수의 기어가 회전함에 따라 기어가 마모되어 서로 맞물리지 않는 일이 빈번히 일어나며, 또한 유체에 포함된 노폐물이 임펠러 또는 기어 사이에 축적되어 회전수가 누락되어 유량을 정확하게 측정할 수 없다는 심각한 문제가 있었다.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 유체의 흐름에 따라 신호를 발생하고, 이 신호를 센서 등을 이용하여 전기적 신호로 검출함으로써 부품의 마모현상이 발생하지 않으며, 또한 노폐물 축적 등으로 인하여 회전수를 누락할 우려가 줄어든다는 장점이 있다.

상기와 같은 전자식 유량계에 사용되는 방법으로, 임펠러 또는 로터 등에 별도의 신호발생장치를 부착하고 외부에 수신장치를 부착하여, 전기적 신호를 발생하고 이를 수신장치에서 인식하여 회전수를 측정하는 방법이 있다. 상기와 같은 방법을 사용하면 별도의 신호발생장치를 더 부착하여야 하므로 번거로울 뿐만 아니라, 별도의 전원이 더 필요하게 되므로 오랜 기간동안 사용할 수 없다는 문제가 있다.

따라서 전력을 적게 소비하는 방법으로, 임펠러 또는 로터 등에 자성체인 영구자석(25)을 부착하고 이를 감지할 수 있는 자기저항 센서(MR 센서)를 부착하여, 임펠러 또는 로터가 회전하면서 생기는 자기장의 변화를 자기저항 센서로 감지하여 회전수를 측정하는 방법이 있다. 상기와 같은 방법을 사용하면 별도의 신호발생장치 및 수신장치를 사용하지 않아도 되므로 전력 소모가 적으며, 따라서 유량계에 사용되는 자체 전지만으로도 오랜 기간동안 사용할 수 있어 그 편의성이 높다.

다만, 상기한 것과 같은 전자식 유량계 및 영구자석을 이용하는 유량계를 이 용하더라도 임펠러 또는 로터의 회전수가 매우 빨라지면, 이 회전수를 수신장치 또는 자기저항 센서에서 누락하지 않고 정확하게 계측할 수 없어, 유체의 사용량을 정확하게 측정하기가 여전히 어렵다. 따라서 본 발명에서는 로터 결합체(24)에 영구자석(25)을 부착하여 로터 결합체(24)의 회전을 자기저항 센서(MR 센서, 27)로 감지하되, 로터 결합체(24)가 빠르게 회전하더라도 이 회전수를 정확하게 측정하기 위하여 자기저항 센서(27)에 밀접하게 철편(26), 즉 얇은 판 형상의 철편 또는 링 형상의 철편을 부착함으로써, 자화된 철편(26)에 의하여 자기장의 변화가 일어나는 범위를 넓힐 수 있으며, 따라서 로터 결합체(24)의 회전수를 더욱 정확하게 측정하여 유체의 사용량을 정확하게 계측할 수 있다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명인 유량 적산계(10)를 상세히 설명한다.

도 1 은 상기와 같은 방법을 이용하여, 영구자석(25)을 이용하여 로터 결합체(24)의 회전수를 측정하는 유량 적산계(10)를 나타낸 사시도이고, 도 2 는 본 발명인 유량 적산계(10)를 나타낸 정면도이고, 도 3 은 본 발명인 유량 적산계(10)를 나타낸 측면도이고, 도 4 는 본 발명인 유량 적산계(10)를 나타낸 분해 사시도이다. 상기 유량 적산계(10)는 유량부(20)와 지시부(30)로 이루어져 있으며, 상기 유량부(20)는 제1하우징(21), 제2하우징(22), 로터 결합체(24), 영구자석(25), 철편(26) 및 자기저항 센서(27)를 포함하여 이루어지고, 상기 지시부(30)는 마이크로 프로세서, 화상출력장치 및 전지를 포함하여 이루어져 있다.

도 5 는 본 발명인 유량 적산계(10)를 구성하는 제1하우징(21)과 로터 결합 체(24)를 나타낸 정면도이다. 상기 제1하우징(21)은 유체가 흐르는 관 사이에 연결될 수 있도록 아령 모양을 하고 있으며, 중심에는 유체가 흐를 수 있도록 내공이 형성되어 있다. 상기 제1하우징(21)은 중심부에 로터 결합체(24)가 위치하여 회전할 수 있도록 소정의 두께를 가지며, 유체가 중심부를 관통할 수 있도록 내공이 형성되어 있다.

상기 제1하우징(21)의 중심부에는 반구형 또는 원기둥형의 내부 공간이 형성되어 있으며, 상기 내부 공간에는 타원 형태의 두 개의 로터가 서로 맞물리도록 위치하고 있다. 상기 로터 결합체(24)는 상기 제1하우징(21)의 내부 공간에 딱 맞는 크기로 내부 공간에 밀착하여 회전한다. 유체가 상기 로터 결합체(24) 주위를 흐를 때, 각각의 로터 주위에서는 차압이 발생하고, 차압은 각각의 로터에 번갈아가면서 작용하여 상기 로터 결합체(24)가 회전하게 되며, 상기 로터 결합체(24)와 상기 제1하우징(21)의 내부 공간 사이의 용적만큼의 이동횟수를 측정하여 유량 적산계(10)를 통과한 유체의 양을 산출한다.

상기 로터 결합체(24)의 회전수를 측정하기 위한 방법으로, 본 발명에서는 자성체인 영구자석(25) 및 자기저항 센서(27)를 사용한다. 즉, 상기 제1하우징(21)의 내부에 위치한 로터 결합체(24)의 외측 둘레를 따라, 로터 결합체(24)의 회전수를 측정하기 위한 영구자석(25)이 상기 로터 결합체(24)의 회전축을 중심으로 대칭을 이루며 부착되어 있고, 상기 제1하우징(21)과 맞닿아 있는 제2하우징(22)의 내부에는 자기저항 센서(27)가 부착되어 있어 상기 로터 결합체(24)의 회전수를 측정한다. 상기 영구자석(25)은 상기 로터 결합체(24)의 둘레를 따라 다수 부착할 수도 있지만, 고속으로 회전하는 로터 결합체(24)의 균형상, 회전축을 중심으로 서로 대칭을 이루도록 짝수개를 부착하는 것이 바람직하다.

상기 제1하우징(21)과 일측면이 맞닿아 있는 제2하우징(22)은 소정의 두께로 이루어져 있으며, 제1하우징(21)의 내부로 유체가 흐를 때 유체가 외부로 새어나가지 않도록 막아주는 역할을 한다. 또한 상기 제2하우징(22)의 타측면에는 지시부(30)가 더 결합하고 있다. 상기 제2하우징(22)의 일측면은 상기 제1하우징(21)과 맞닿아 결합되고, 타측면의 중앙에는 홈이 형성되어 있으며, 상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 입구에는 로터 결합체(24)가 회전함에 따라 부착되어 있는 영구자석(25)의 회전을 감지할 수 있는 자기저항 센서(27)가 위치하고 있으며, 상기 자기저항 센서(27)가 감지한 로터 결합체(24)의 회전에 따라 감지신호를 발생시키면 상기 제2하우징에 결합된 상기 지시부(30)에 감지신호를 전달하여 준다.

상기 자기저항 센서(27)는 영구자석(25)에 코일을 감아 도체에 가까지 가져가면 전압이 발생하는 자기유도작용의 원리를 이용한 것으로, 주로 회전축의 속도나 위치를 확인하는데 사용된다. 즉, 회전하는 각각의 로터 둘레에 영구자석(25)을 부착하고 회전하는 로터 결합체(24)에 근접하게 자기저항 센서(27)를 위치하면, 자석의 N극과 S극이 서로 엇갈리면서 자계강도의 변화에 따라 저항값이 변화되고 이에 따라 사인파 전압이 반복적으로 발생하게 되며, 이러한 사인파형이 완성되는 시간을 측정하거나 또는 발생하는 주파수를 측정하여 로터 결합체(24)의 회전수를 계측할 수 있다. 자기저항 센서(27)는 응답속도가 빠르고, 약한 자계에서 고감도를 가지며, 먼지나 오일 등의 영항을 거의 받지 않는다는 특징이 있다. 이와 같이 상 기 자기저항 센서(27)에서 발생한 감지신호는 상기 지시부(30)에 포함된 마이크로 프로세서에 보내지고, 마이크로 프로세서에서는 전달받은 감지신호에 따라 유체의 사용량을 산출하여 화상출력장치로 출력하는 신호를 전달하여 화상출력장치로 유체의 사용량을 출력한다.

본 발명에서는 유체의 사용량이 많아서 로터 결합체(24)가 빠른 속도로 회전하는 경우라도, 상기 자기저항 센서(27) 주위에 철편(26)을 더 부착하여 상기 철편(26)을 자화시킴으로써 자기저항 센서(27)의 감지범위를 넓힐 수 있고, 따라서 로터 결합체(24)에 부착된 영구자석(25)의 회전수를 누락하지 않고 정확하게 측정할 수 있다. 이와 같은 철편(26)은 상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 내부에 설치되어, 일측면은 상기 자기저항 센서(27)와 밀착하여 결합하고 타측면은 상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 바닥면에 밀착하여 결합시킨다. 이러한 철편(26)의 부착과정은 기존의 유량 적산계(10)의 제작과정에 있어서, 자기저항 센서(27)의 부착 전에 추가하면 되므로 매우 간단하고 편리하게 제작할 수 있는 이점이 있으며, 또한 영구자석(25)의 크기를 크게 하거나 자기저항 센서(27)의 숫자를 늘리지 않고서도 더욱 향상된 감지 범위를 가질 수 있어 매우 실용적이고 경제적이다.

본 발명에 사용되는 철편(26)은 상기 제2하우징에 형성된 홈에 끼울 수 있는 크기이며, 내부가 모두 막혀있는 원판 형상 또는 중심에 내공이 형성되어 있는 링 형상으로 이루어질 수 있다. 원판 형상 또는 링 형상의 철편(26)을 부착했을 경우에는 주위의 공기로 흩어지는 자력을 철편(26) 주위로 모아서 집중시킬 수 있으므로, 철편(26)을 부착하지 않았을 경우보다 영구자석(25)의 자기력을 감지하는 범위 가 매우 향상된다. 다만, 중심부에 내공이 형성되어 있지 않은 원판 형상의 철편(26)을 사용하는 경우에는, 철편(26)의 뒷부분에 상기 자기저항 센서(27)가 부착되므로 로터 결합체(24)에 부착된 영구자석(25)을 감지하는 감도가 약해지게 된다. 이에 반해 상기 철편(26)의 중심에 내공을 형성하여 링 형상의 철편(26)을 사용하면, 상기 자기저항 센서(27)의 감지부를 상기 링 형상의 철편(26)의 내공에 부착할 수 있으므로, 상기 로터 결합체(24)에 부착된 영구자석(25)을 감지하는 감도가 보다 강해지게 되고 상기 로터 결합체(24)에 부착된 영구자석(25)의 회전수를 보다 정확하게 측정할 수 있다.

도 6 은 본 발명인 유량 적산계(10)를 구성하는 제2하우징(22)을 나타낸 정면도이고, 도 7 은 도 6 의 A-A'선에 따른 단면도이고, 도 8 은 본 발명인 유량 적산계(10)를 구성하는 제2하우징(22)을 나타낸 배면도이다. 상기 제2하우징(22)의 외측면은 연결부(23) 또는 지시부(30)와 결합하기 위하여 외부로 돌출되어 있고, 제1하우징(21)과 맞닿는 내측면은 평평하게 이루어져 있으며, 상기 제1하우징(21)과 상기 제2하우징(22)은 볼트에 의하여 결합된다. 도 7 에서 도시된 바와 같이, 상기 제2하우징(22)의 중심부에는 외측면으로부터 내측면을 향하여 홈이 형성되어 있으며, 상기 홈에는 철편(26) 및 자기저항 센서(27)가 위치하고 홈의 외부는 실리콘 등의 고정물질로 덮여있다.

종래에 사용되던 유량계에는 자기저항 센서(27)만이 부착되어, 로터에 부착된 영구자석(25)의 회전을 감지하는데에 어려움이 있었다. 따라서 유량을 정확하게 측정하기 위해서는 로터에 부착된 영구자석(25)의 크기를 크게 증가시키거나, 또는 제2하우징(22)에 부착된 자기저항 센서(27)의 수를 늘리거나, 또는 자기저항 센서(27)의 감도를 매우 향상시켜야 했었다. 그러나 로터에 부착된 영구자석(25)의 크기를 증가시키면 로터 결합체(24)의 무게가 무거워져서 유체가 흘러가는 것이 원활하지 않다는 문제점이 있었다. 뿐만 아니라 자기저항 센서(27)의 수를 늘리거나 또는 고감도의 자기저항 센서(27)를 사용하기 위해서는 비용이 증가하여, 유량 적산계(10)를 제작하는 제작비용이 높아져 실용적이지 못하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 로터에 부착되는 영구자석(25)의 크기를 유지하고 종래의 자기저항 센서(27)를 그대로 사용하는 동시에, 자기저항 센서(27)에 밀착하여 얇은 판 형상의 철편(26) 또는 링 형상의 철편(26)을 더 부착함으로써 부착된 철편(26)을 자화시킬 수 있고 이에 따라 적은 제작비용만으로 고감도의 자기저항 센서(27)를 사용한 것과 같은 효과를 낼 수 있기 때문에 매우 실용적이고 경제적이다.

종래 자기저항 센서(27)만을 사용하였을 경우에는 제2하우징(22)에 형성된 홈의 크기에 해당하는 좁은 범위에만 자기저항 센서(27)의 감지 범위가 형성되어, 유체의 사용량이 많아 로터 결합체(24)가 빠른 속도로 회전하는 경우에는 로터 결합체(24)에 부착된 영구자석(25)의 회전을 정확하게 측정하지 못하였다. 그러나 본 발명에서는 제2하우징(22)에 부착된 자기저항 센서(27)와 제2하우징(22)에 형성된 홈의 바닥면 사이에 소정의 두께의 철편(26)을 더 부착함으로써, 홈의 크기보다 더 넓은 범위까지 자기저항 센서(27)의 감지범위가 미칠 수 있으므로 로터 결합체(24)에 부착된 영구자석(25)의 회전을 누락하지 않고 정확하게 감지할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 제2하우징(22)의 홈은 원통형으로 형성되고, 원통형 홈에 부착된 상기 철편(26)은 상기 홈 내부 및 상기 자기저항 센서에 끼워 맞춰지도록 중심에 내공이 형성된 링 형상으로 이루어지는 것이 좋다.

도 9 는 본 발명인 유량 적산계(10)를 구성하는 지시부(30) 중 또다른 형태가 결합된 것을 나타낸 사시도이다. 상기 지시부(30)는 도 4 에서 검토했던 지시부(30)와 더불어, 자기저항 센서(27)에서 감지한 유도 전기신호를 수신하여 통과하는 유체의 양을 산출하는 마이크로 프로세서 및 상기 마이크로 프로세서로부터 전달받은 출력신호에 따라 이를 측정자가 알아볼 수 있도록 외부에 표시하는 화상출력장치를 포함하여 이루어진다.

상기 마이크로 프로세서는 상기 제2하우징에 결합된 연결부(23)를 통하여 상기 로터 결합체(24)의 회전에 따라 발생하는 사인파 형태의 유도 전기신호를 수신하여, 상기 전기신호를 미리 저장된 값에 따라 연산하여 상기 로터 결합체(24)의 회전수를 산출하고, 상기 로터 결합체(24)의 회전수에 따라 제1하우징(21) 내부로 유체가 통과한 양을 계산하여, 그 결과인 출력신호를 상기 화상출력장치로 전달하여 표시하는 과정 전체를 제어하는 기능을 한다.

상기 화상출력장치는 LCD 또는 LED 등이 사용될 수 있고, 순시유량과 적산유량을 동시에 표시할 수 있으므로 관측이 용이하며, 적산유량으로는 총적산(Grand Total)과 부분적산(Sub Total)을 선택적으로 전환할 수 있으므로 기록 관리가 매우 용이하다. 또한, 상기 유량 적산계(10)에 사용되는 전지의 남은 잔량을 표시하여주는 배터리 잔량 예측용 인디케이터를 더 부가하여 배터리 교체시기를 확인할 수 있 으므로 유량 측정에 있어 누락되는 양을 최소화 할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 지시부(30)에 전원을 공급하기 위하여 배터리를 사용할 수 있고, 또한 외부 전원에 직접 연결하여 사용할 수도 있다. 뿐만 아니라, 상기 유량부(20)에서 로터 결합체(24)의 회전수를 측정한 뒤, 이를 지시부(30)의 마이크로 프로세서에 전달하는 방법으로 유선 또는 무선 전달 방식 모두를 사용할 수도 있다. 즉, 지시부(30)가 유량부(20)에 결합하여 있거나 근접한 거리상에 위치하는 경우에는 유선 전달 방식을 사용하여 신호를 전달할 수도 있고, 지시부(30)가 유량부(20)에서 멀리 떨어져 있어 유선 연결 방식이 용이하지 않은 경우에는 제2하우징(22)에 연결된 연결부(23)에 자기저항 센서(27)로부터의 전기신호를 무선 송신하는 무선송신부를 더 포함하고, 상기 지시부(30)는 상기 전기신호를 무선 수신하는 무선수신부를 더 포함하여, 상기 지시부(30)는 자기저항 센서(27)로부터 발생하는 전기신호를 무선 통신 방법으로 수신할 수도 있다.

또한, 상기 지시부(30)에 펄스보정장치를 더 부가하여 다양하게 사용할 수 있다. 펄스보정장치는, 상기 마이크로 프로세서가 상기 로터 결합체(24)에서 발생한 유도 전기신호를 수신하여 출력신호로 변환하였을 때, 상기 출력신호가 지시부(30)의 최소 적산단위에 대하여 일치하지 않는 경우 필요한 범위로 펄스를 보정하여 화상출력장치에 표시할 수 있도록 하는 것이므로 사용자의 필요에 따라 용이하게 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

도 1 은 본 발명인 유량 적산계를 나타낸 사시도이다.

도 2 는 본 발명인 유량 적산계를 나타낸 정면도이다.

도 3 은 본 발명인 유량 적산계를 나타낸 측면도이다.

도 4 는 본 발명인 유량 적산계를 나타낸 분해 사시도이다.

도 5 는 본 발명인 유량 적산계를 구성하는 제1하우징과 로터 결합체를 나타낸 정면도이다.

도 6 은 본 발명인 유량 적산계를 구성하는 제2하우징을 나타낸 정면도이다.

도 7 은 도 6 의 A-A'선에 따른 단면도이다.

도 8 은 본 발명인 유량 적산계를 구성하는 제2하우징을 나타낸 배면도이다.

도 9 는 본 발명인 유량 적산계를 구성하는 지시부 중 또다른 형태가 결합된 것을 나타낸 사시도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 유량 적산계 20 : 유량부

21 : 제1하우징 22 : 제2하우징

23 : 연결부 24 : 로터 결합체

25 : 영구자석 26 : 철편

27 : 자기저항 센서 30 : 지시부

Claims (4)

1. 삭제
2. 유체가 통과할 수 있도록 관 사이에 연결되는 제1하우징(21);

   상기 제1하우징(21)의 내부에 위치하여 상기 관을 통과하는 유체에 따라 회전하며, 외측 둘레를 따라 자성체가 설치된 로터 결합체(24);

   일측면은 상기 제1하우징(21)과 맞닿아 결합되고, 타측면의 중앙에는 원통형의 홈이 형성되어 있는 제2하우징(22);

   상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 입구에 설치되어 상기 로터 결합체(24)의 회전에 따라 유도되는 전기신호를 감지하는 자기저항 센서(27);

   상기 자기저항 센서(27)로부터 상기 전기신호를 수신하여 통과하는 유체의 양을 산출하여 표시하는 지시부(30); 및

   상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 내부에 설치되어, 일측면은 상기 자기저항 센서(27)와 밀착하여 결합하고 타측면은 상기 제2하우징(22)에 형성된 홈의 바닥면에 밀착하여 결합하며, 중심에 내공이 형성된 링 형상으로 이루어지는 철편(26); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유량 적산계(10).
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 지시부(30)는 마이크로 프로세서 및 화상출력장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유량 적산계(10).
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제2하우징(22)은 자기저항 센서(27)로부터의 전기신호를 무선 송신하는 무선송신부를 더 포함하고, 상기 지시부(30)는 상기 전기신호를 무선 수신하는 무선수신부를 더 포함하여, 상기 지시부(30)는 자기저항 센서(27)로부터 발생하는 전기신호를 무선 통신 방법으로 수신하는 것을 특징으로 하는 유량 적산계(10).

Images