(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体空間を含むハウジングと、
前記ハウジングに備えられ、圧力印加物質の衝突または接触時に流体空間の体積変化を誘導するメンブレイン部材と、
前記流体空間と連通されてハウジングに備えられるセンサー手段と、
前記流体空間の内側のメンブレイン部材の下部に、センサー手段への流体集中のために設けられる隔壁部材と、を含み、
前記隔壁部材は、圧力センサーと連通する通路を密閉してその内部の流体の圧縮を具現する、センサー装置。
【請求項２】
前記センサー手段は、圧力センサーであり、
前記流体空間には、体積変化に応じて圧力センサーの圧力測定ができるように提供される気体、空気及び非圧縮性流体の何れか一つまたはこれらが複合的に充填されることを特徴とする、請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項３】
前記ハウジングにセンサー手段を内蔵するために備えられるセンサー空間と、
前記ハウジングのメンブレイン部材の上側とセンサー手段の下側に組み立てられる上部板及び下部板と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項４】
前記ハウジングの流体空間とセンサー手段との間にセンサー反応感度を向上させるために体積が減少するように備えられた通路をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項５】
前記上部板には圧力印加物質のメンブレイン部材への衝突や接触のための開口部が備えられ、メンブレイン部材を囲んでハウジングに組み立てられ、
前記下部板とハウジングの間には、センサー手段が搭載される基板がさらに備えられることを特徴とする、請求項３に記載のセンサー装置。
【請求項６】
前記ハウジングの流体空間と連通して備えられ、センサー手段の反応感度を向上させるために流体空間の雰囲気を制御するための作動管をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項７】
前記流体空間には、センサー手段の反応感度を向上させるために圧縮性ガスが充填されることを特徴とする、請求項２に記載のセンサー装置。
【請求項８】
前記メンブレイン部材は、異なる強度を有する二重構造となっていることを特徴とする、請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項９】
前記ハウジングの流体空間の内面に流体の圧縮力を増大させるために形成される体積減少部をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のセンサー装置。
【請求項１０】
前記流体空間には気体や空気が充填され、前記流体空間の少なくとも一部を囲むようにハウジングに備えられる温度制御手段をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のセンサー装置。
【請求項１１】
前記温度制御手段は、センサー空間の少なくとも一部をさらに囲むように提供され、前記温度制御手段は、前記流体空間の気体や空気の温度を制御するために前記ハウジングに提供されるヒートパイプや熱線であることを特徴とする、請求項１０に記載のセンサー装置。
【請求項１２】
前記温度制御手段は、前記ハウジングに多層または多列構造で備えられることを特徴とする、請求項１１に記載のセンサー装置。
【請求項１３】
前記温度制御手段と隣接する流体空間とセンサー空間のハウジング面のうち少なくとも一部に提供される熱伝達拡大部をさらに含むことを特徴とする、請求項１０に記載のセンサー装置。
【請求項１４】
前記温度制御手段は、前記ハウジングの前記流体空間とセンサー空間の少なくとも一部に備えられた断熱材をさらに含み、前記ヒートパイプまたは熱線は前記流体空間とセンサー空間の前記断熱材の内側に備えられることを特徴とする、請求項１１に記載のセンサー装置。
【請求項１５】
前記流体空間には、非圧縮性流体が少なくとも一部充填され、
前記ハウジングの前記流体空間とメンブレイン部材の境界部位に設けられるシーリング手段と流体収容手段のうち少なくとも一つをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のセンサー装置。
【請求項１６】
前記シーリング手段は、前記ハウジングに形成された装着部にＯリングで提供され、前記流体収容手段は、前記流体空間に隣接してハウジングに形成される１つ以上の流体挿入溝であることを特徴とする、請求項１５に記載のセンサー装置。
【請求項１７】
前記流体空間には、非圧縮性流体が全体に充填されるか、または、非圧縮性流体が一部のみに充填され、残りの空間は気体空間または空気空間に形成されることを特徴とする、請求項１５に記載のセンサー装置。
【請求項１８】
前記流体空間と連結されて空間内の流体レベルを調節するために前記ハウジングに備えられる流体供給と排出通路またはラインをさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載のセンサー装置。
【請求項１９】
前記非圧縮性流体は、水、オイル、水銀から選択される一つまたはこれらの複合物であることを特徴とする、請求項１５に記載のセンサー装置。
【請求項２０】
前記圧力印加物質は、気体、液体、注水される液柱または噴射水からなり、入力印加物質のメンブレイン部材への衝突や接触時に流体空間の体積変化による流体の圧力を圧力センサーで測定して定量的信号を発生させることを特徴とする、請求項２に記載のセンサー装置。
【請求項２１】
冷却対象素材の移動経路上のノズルが備えられた冷却ヘッダー側に設けられるセンサー搭載手段と、
前記センサー搭載手段に前記ノズルに対応して配列される請求項１から７及び８から２０のいずれか一つに記載のセンサー装置と、
を含む冷却設備の性能評価装置。
【請求項２２】
前記センサー装置に備えられたハウジングは、複数の流体空間を備えるハウジングブロックとして提供され、前記ハウジングブロックには複数の圧力センサーが内蔵され、前記ハウジングブロックには伸張されたメンブレイン部材と上下部板が組み立てられてセンサーブロックを形成し、１つ以上の前記センサーブロックが前記センサー搭載手段に搭載されることを特徴とする、請求項２１に記載の冷却設備の性能評価装置。
【請求項２３】
前記センサー搭載手段は、エルエム型センサー搭載手段、展開型搭載手段、及びマスキング型センサー搭載手段のうち一つであることを特徴とする、請求項２１に記載の冷却設備の性能評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサー装置及びそれを含む冷却設備の性能評価装置に関し、より詳細には、液体、気体、ノズルの水柱（以下、「液柱」）またはノズルの噴射水などの衝突（接触）時に印加される圧力に対応する定性的信号はもちろんのこと、定量的信号とデータの構築が可能で、さらに温度変化による測定誤り（エラー）を防止し、これに基づいて、冷却設備の性能（注水または噴射状態）を少なくとも定量的に精度よく評価できるようにして、冷却設備の補修・維持と可動性を向上させたセンサー装置及びそれを含む冷却設備の性能評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続鋳造工程により製造され、加熱炉を通過したスラブ（Ｓｌａｂ）は、粗圧延（ＲＭ）と仕上げ圧延（ＦＭ）を経て所定厚さの厚板材に生産される。
【０００３】
例えば、図１及び図２に示されたように、連続鋳造工程により製造された鋳片、例えば、スラブ（Ｓｌａｂ）は、加熱炉３１０において、鋼種による目標温度まで加熱され、加熱炉を通過した素材は、粗圧延と仕上げ圧延の圧延段階３２０を経て一定の厚さ、例えば、最終製品の所望厚さまで素材を圧延して厚板材を生産する。
【０００４】
また、圧延により所定の板厚に圧延された厚板材Ｓは、結晶粒の微細化や変態組織の制御のために加速冷却器２００を通過する。
【０００５】
そして、圧延製品（厚板製品）の質を上げるために、矯正機３３０を介して熱間矯正され、冷却台３４０で最終製品に完成される。
【０００６】
一方、無矯正及び無変形製品を生産するためには、加熱炉３１０から加速冷却器２００に至るまで最適化された条件を設定し、設備を管理し、圧延素材（厚板材）Ｓの温度不均一を引き起こす因子を除去する過程が必要である。当該温度不均一を引き起こす因子は、図１及び２に示された加速冷却器２００における素材の温度制御と関係している。
【０００７】
このとき、図２には概略的に示されているが、加速冷却器２００は４〜７つのバンク２１０ａ〜２１０ｄからなり、それぞれの単位バンクはそれぞれ４〜６つの冷却ヘッダー、即ち、上部及び下部ヘッダー（ｈｅａｄｅｒ）２２０、２３０で構成される。
【０００８】
単位ヘッダー、例えば、上部ヘッダー２２０には、液柱を形成するノズル（図６ｃの２４０）の約１０００個が間隔と列を合わせて配列されている。
【０００９】
しかし、当該加速冷却器２００のヘッダーに備えられたノズル２４０は、その構成成分のイオン化の差異、加熱及び冷却によってノズルの内部と出口部分（噴射孔）に目詰まりが発生しやすい。
【００１０】
例えば、このようなヘッダーのノズルの目詰まりは、主に劣化により発生したスケールが孔を塞いで発生する。
【００１１】
従って、１つの単位ヘッダーだけにも相当な量で設けられるノズルの一部が詰まったり、その他異物や腐食などでノズルの孔が狭くなると、目標冷却温度（Ｆｉｎｉｓｈ  Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ、ＦＣＴ）まで厚板材Ｓを冷却することが困難となるか、冷却不良をもたらす。
【００１２】
そして、ノズルの孔が詰まったり狭くなると、加速冷却器の設備の内部圧力が増加して、連結された配管、計測器及びポンプなどの関連部品に故障を引き起こす。
【００１３】
そのため、加速冷却器のヘッダーのノズル径、材質、ノズル間隔、配管デザインなどの構造改善に対する研究が成されているが、その実効性は未だ大きくない。
【００１４】
特に、加速冷却器の注水状態、即ち、ノズルから正常な液柱が形成されているか否かを、自動的に把握することはさらに困難であった。
【００１５】
例えば、従来では、カメラを用いてノズルの液柱を撮影し、その画像を解析し、または、手作業でノズルから注水される液柱の長さを測定することで、ノズルの正常動作有無を評価した。
【００１６】
そのため、従来の方法では、ノズルの注水状況を把握するのに相当な時間が必要であり、また、実際に加速冷却器が構築されたラインにおける作業空間が極めて狭く、手作業で行われるため、精密な注水状態を判断することが困難である。
【００１７】
従って、本発明の出願人は、冷却設備、特に、加速冷却器のヘッダーのノズルの注水状況（設備の性能）を迅速、かつ定量的な方法で容易に把握できる本発明を提案するに至った。
【００１８】
しかし、以下に説明する本発明の注水状態を評価することができるセンサー装置は、冷却設備のみに適用されるものではない。上記センサー装置は、有害な液体や気体などの衝突による圧力印加時に定性的または定量的信号を発生させる構造であるため、ガス漏れや液体漏れなどを確認するためにも十分に使用可能である。但し、以下では、加速冷却器のヘッダーのノズルに関して説明する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従って、当技術分野では、（漏出または漏水される）気体、液体、またはノズルから注水されたり、噴射される液柱と噴射水などの圧力印加体の衝突（接触）時に印加される圧力に対応する定性的信号はもちろんのこと、定量的信号を発生させるセンサー構築が可能なセンサー装置が求められてきた。
【００２０】
また、印加される圧力をセンサーに伝達する気体（空気）の温度制御を具現して、冷却水や周辺の大気温度による気体の密度変化を一定にすることで、測定誤り（エラー）を防止し、測定精度を確保することができるセンサー装置が求められてきた。
【００２１】
さらに、温度による密度変化が少ない、または、無い非圧縮性流体（液体、水など）を作動空間に充填させて、温度の影響を受けずに安定的、かつ定量的な評価が可能なセンサー装置が求められてきた。
【００２２】
従って、上記のような本発明のセンサー装置を用いて冷却設備の性能（注水状態）を定量的に、迅速、かつ精密に評価できるようにして、冷却不良を防止し、特に、劣悪で狭い環境において、自動的に冷却設備のノズル状態を把握することができるようにし、設備の補修及び維持管理が容易な冷却設備の性能評価装置を提供する
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記のようなニーズを達成するための技術的な一側面として、本発明は、流体空間を含むハウジングと、上記ハウジングに備えられ、圧力印加物質の衝突または接触時に流体空間の体積変化を誘導するメンブレイン部材と、上記流体空間と連通されてハウジングに備えられるセンサー手段と、を含むセンサー装置を提供する。
【００２４】
さらに、他の技術的な側面として、本発明は、冷却対象素材の移動経路上のノズルが備えられた冷却ヘッダー側に提供されたセンサー搭載手段と、上記センサー搭載手段に上記ノズルに対応して配列されるように提供された上記センサー装置と、を含む冷却設備の性能評価装置を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、液体、気体、ノズルの液柱またはノズルの噴射水などの衝突（接触）時に印加される圧力に対応する定性的信号はもちろんのこと、定量的信号とデータの構築が可能なセンサー構成を構築することができる。
【００２６】
さらに、本発明は、印加される圧力をセンサーに伝達する作動流体、即ち、気体や空気の温度制御を具現して、冷却水や周辺の大気温度による気体の密度変化を一定にすることで、測定誤り（エラー）を防止し、測定精度を確保することができる。
【００２７】
また、本発明は、温度による密度変化のない非圧縮性流体（液体）を作動空間に充填させて、温度の影響を受けずに安定的、かつ定量的な評価が可能である。
【００２８】
従って、本発明のセンサー装置を用いて冷却設備の性能（注水または噴射状態）を定量的に精密に評価できるため、劣悪で狭い環境において、自動的に冷却設備のノズルの状態はもちろんのこと、全体的な冷却能力の評価及び把握に非常に有利である。
【００２９】
よって、本発明は、冷却設備の補修・維持を容易にし、可動率を最大化させる上、冷却品質、製品品質及び生産性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】周知の厚板製造工程を示した工程図である。
【図２】図１の冷却器（加速冷却器）を示した概略図である。
【図３】本発明による第１実施例のセンサー装置の使用状態と作動状態を示した構成図である。
【図４】図３の本発明の装置を示した一部切開斜視図である。
【図５】図３の本発明のセンサー装置を示した構成図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明のセンサー装置の作動概念を示した模式図とグラフである。
【図７】本発明のセンサー装置の使用例であり、測定データを示したグラフである。
【図８】本発明による第１実施例のセンサー装置の変形例を示した構成図である。
【図９】本発明による第１実施例のセンサー装置の変形例を示した構成図である。
【図１０】本発明による第１実施例のセンサー装置の変形例を示した構成図である。
【図１１】本発明による第１実施例のセンサー装置の変形例を示した構成図である。
【図１２】本発明による第１実施例のセンサー装置の変形例を示した構成図である。
【図１３】本発明のセンサー装置に基づいたセンサーブロックを示した組立状態図である。
【図１４】本発明のセンサー装置に基づいたセンサーブロックを示した分解図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明のセンサーブロックを利用した冷却設備の性能評価装置を示した構成図及びエルエム型センサー搭載手段を示した構成図である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明のセンサーブロックが搭載される展開型センサー搭載手段を示した作動状態図及び正面図である。
【図１７】本発明のセンサーブロックが搭載されるマスキング型センサー搭載手段を示した全体構成図である。
【図１８】本発明のセンサーブロックが搭載されるマスキング型センサー搭載手段を示した正面構成図である。
【図１９】本発明のセンサーブロックが搭載されるマスキング型センサー搭載手段を示した平面構成図である。
【図２０】本発明による第２実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２１】本発明による第２実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２２】本発明による第２実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２３】本発明による第２実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２４】本発明による第２実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２５】本発明による第２実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２６】本発明による第３実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２７】本発明による第３実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２８】本発明による第３実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図２９】本発明による第３実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【図３０】本発明による第３実施例のセンサー装置の一形態を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００３２】
図１〜図１９には、本発明による第１実施例のセンサー装置及び第１実施例のセンサー装置におけるセンサー搭載手段の様々な形態が示されており、図２０〜２５には、本発明の第２実施例のセンサー装置の様々な形態が示されており、図２６〜図３０には、第３実施例のセンサー装置の様々な形態が示されている。
【００３３】
本発明による第１〜第３実施例のセンサー装置は、センサー装置の基本構造が同一であるため、第１実施例のセンサー装置１に対して詳細に説明し、第２及び第３実施例のセンサー装置を説明するにおいて、第１実施例のセンサー装置で説明した構成要素に対してはその説明を省略する。
【００３４】
図３〜図５には、本発明による第１実施例のセンサー装置１が示されている。
【００３５】
即ち、図３〜図５に示されたように、本発明による第１実施例のセンサー装置１は、例えば、以下に詳細に説明する非圧縮性気体（空気）、圧縮性ガス、または非圧縮性流体（液体、水、オイル、水銀など）などの作動流体が収容される流体空間１２を含むハウジング１０と、上記ハウジングに流体空間を密閉するように提供され、圧力印加物質が印加（衝突）されるメンブレイン部材３０と、上記流体空間１２と連通するように上記ハウジングに提供され、圧力印加物質のメンブレイン部材への衝突時に圧力を測定するセンサー手段５０と、を含むことができる。
【００３６】
ここで、第１〜第３実施例のセンサー装置における圧力印加物質は、気体、液体、冷却設備、即ち、加速冷却器２００の冷却ヘッダー、即ち、上部ヘッダー２２０に備えられたノズル２４０から注水される液柱Ｗまたは噴射水などであってもよい。
【００３７】
但し、以下の本実施例において、上記圧力印加物質は、図３及び図５に示されたように、上述の加速冷却器２００の上部ヘッダー２２０のノズル２４０から注水される液柱Ｗ（水柱または噴射水）に限定して説明する。
【００３８】
また、以下では、センサー手段を圧力センサー５０で説明する。
【００３９】
一方、上記ハウジング１０の上記流体空間１２に充填される作動流体は、体積変化時に応答する圧力センサー５０を媒介にして圧力（変化量）の測定が可能なものであればよく、例えば、第１及び第２実施例のセンサー装置に適用できる非圧縮性気体、即ち、気体や空気のうち好ましくは空気か、第３実施例のセンサー装置に適用できる非圧縮性流体、即ち、水、油、水銀等であってもよい。また、特定目的のための特定圧縮性ガスを流体空間１２に充填できることは言うまでもない。
【００４０】
図３及び図５に示されたように、本発明のセンサー装置１は、上部ヘッダー２２０から正常に液柱Ｗが注水されると、センサー装置のメンブレイン部材３０に衝突する。このとき、メンブレイン部材３０は薄い膜であるため、衝突の反対方向に垂れる。
【００４１】
よって、液柱がノズル２４０から正常に注水されるか、上述したようにノズル２４０の一部または全体が詰まって液柱が異常流量で注水されるか、または液柱自体がメンブレイン部材３０に衝突する程度によって、液柱の衝突力が異なるため、圧力センサー５０で測定される測定値が異なる。
【００４２】
しかし、このような圧力センサー５０は応答時間が速いため、以下の図７の説明から分かるように、圧力変化量を精密に測定することができる。
【００４３】
例えば、図５に示されたように、上部ヘッダーから注水される液柱Ｗがメンブレイン部材３０に落下して衝突すると、メンブレイン部材３０が垂れる程度に応じて流体空間１２の流体、即ち、空気や水の流動量が大きくなり、圧力センサーでは圧力値を測定（電圧信号を発生する）する。
【００４４】
このとき、メンブレイン部材３０に圧力が印加されない基準圧力値を予め設定し、測定された圧力値との差圧を制御部で比較すると、下記図７のような定量的な測定データを構築することができる。
【００４５】
一方、本発明のセンサー装置１の上記メンブレイン部材３０は、その材質や厚さが適正であることが好ましく、例えば、ウレタン、シリコン、またはステンレススチールなどであってもよく、メンブレイン部材の厚さは０．５〜１．５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００４６】
即ち、上記メンブレイン部材３０の厚さが０．５ｍｍより薄いと、センサーの反応感度はよいが、耐久性が低下し、１．５ｍｍより厚いと、耐久性は確保できるが、圧力印加物質の衝突時の垂れ量が少なくて反応速度や感度が低下する。
【００４７】
また、上記メンブレイン部材の厚さが０．５ｍｍより薄いと、メンブレイン部材の寿命や液柱衝突後に元の位置に復帰する弾力が少なくて、全般的に寿命が短いという問題が発生する恐れがある。
【００４８】
一方、上記メンブレイン部材３０は、液柱の繰り返し衝突による耐久性の確保及び液柱衝突後の元の位置への復帰などを考慮すると、ステンレス材質であることがよい。
【００４９】
次に、図３〜図５に示されたように、本発明のセンサー装置１における上記ハウジング１０は、圧力センサー５０が内蔵されるセンサー空間１４を有する。
【００５０】
そして、ハウジング１０の上側には、メンブレイン部材３０を上から圧迫する上部板１６が組み立てられ、上部板１６には、液柱Ｗがメンブレイン部材３０に衝突する空間を提供する開口部１６ａが備えられている。
【００５１】
例えば、図２７に示されたように、上記上部板１６の開口部１６ａの周囲にボルト締結孔１６ｂが形成され、ハウジング１０にもボルト締結孔１６ｃが形成されて、上部板がメンブレイン部材３０を囲みながら圧迫する状態でハウジングに組み立てられる。
【００５２】
メンブレイン部材は実際には一つの部材（図１４の３０’参照）であり、上記上部板の開口部の周辺でメンブレイン部材を均一に圧迫して固定するため、上部板の開口部のみで露出される構造となり、均一な作動性能を提供する。
【００５３】
図４及び図５に示されたように、圧力印加物質、即ち、上部ヘッダーのノズルから注水される液柱Ｗがメンブレイン部材３０に衝突すると、メンブレイン部材３０は瞬間的に垂れ、このとき、流体空間１２の体積変化に応じて流体、例えば、空気や水などが圧縮されるため、下部の圧力センサー５０で圧力を測定することができる。
【００５４】
そして、圧力センサー５０が搭載される基板５２はハウジングの下部に装着され、連結ケーブル５４はソケット５６を介して外部機器、即ち、制御部Ｃと連結されることができる。
【００５５】
好ましく、図４に示されたように、上記下部板１８とハウジング１０の圧力センサー装着部１４との間には、圧力センサー５０が搭載される回路基板５２が提供され、上記回路基板は、外部との電気的連結を可能にするコネクタ５６と連結されてもよい。また、ケーブル５４がコネクタ５６と連結されてもよい。
【００５６】
よって、本発明のセンサー装置１は、液柱のメンブレイン部材への衝突による微細な圧力差も連続的に測定することができる。
【００５７】
一方、図４及び図５に示されたように、本発明のセンサー装置１の上記ハウジング１０に備えられた流体空間１２と圧力センサー５０との間には、流体空間１２より体積（断面積）が減少する通路１２ａを形成することが好ましい。
【００５８】
上記通路１２ａは流体空間１２より体積が減少する。よって、メンブレイン部材１２に圧力印加物質、即ち、液柱Ｗが衝突すると、空間に充填されている流体、即ち、空気が空間の体積変化によって流動し、上記狭くなった通路１２ａを通過しながら集中されて圧力センサー５０の反応感度がさらに向上する。
【００５９】
また、このように通路の代わりに圧力センサーと当接するチューブ等を設けてもよい。
【００６０】
次に、図６ａ〜図６ｃを参照して、本発明によるセンサー装置１の基本的な作動を説明する。また、図７には、本発明のセンサー装置１による定量的測定データがグラフで示されている。
【００６１】
例えば、図６ａに示されたように、上部ヘッダー２２０から正常に液柱Ｗが注水されると、本発明のセンサー装置１のメンブレイン部材３０には、液柱が連続的に正常に衝突する。従って、グラフを参照すると、時間当たりの電圧、即ち、圧力センサー５０で発生させる電気的信号は直線の出力信号を発生させる。
【００６２】
しかし、図６ｂに示されたように、ヘッダーのノズル２４０の一部が詰まって正常な液柱が注水されずに不連続的な液柱Ｗ’が注水されると、圧力センサー５０から伝達される電圧信号が短絡されるようになる。
【００６３】
従って、本発明のセンサー装置１は、正常液柱Ｗまたは異常液柱Ｗ’のメンブレイン部材３０への衝突による流体空間１２の体積変化に応じた信号を連続測定することで、冷却設備の性能状態、即ち、ノズルの性能状態を評価することができる。
【００６４】
即ち、図６ａ〜図６ｃに示されたように、本発明のセンサー装置１は、冷却ヘッダー２２０のノズル２４０を介して注水される正常液柱Ｗ、異常液柱Ｗ’などを評価することができ、液柱が正常に注水されてもその注水方向が正常でない場合（図６ｃ）は、センサー装置１が反応しないため、結果的に図５及び図６ｃに示されたように、正常液柱が注水される場合のみに、メンブレイン部材３０に液柱が衝突する。
【００６５】
これにより、本発明のセンサー装置１は、液柱Ｗが正常にセンサー装置１のメンブレイン部材３０と衝突するか否かによって、ノズルの完全塞がりを評価することができ、また、注水される液柱の流量が正常でないか、不連続な液柱を形成する場合も評価することができる。
【００６６】
図７には、本発明のセンサー装置１による冷却設備の定量的な評価状態がグラフで示されている。
【００６７】
例えば、以下の図１３及び図１４に示し説明している、センサー装置１を含むセンサーブロック１’が上部ヘッダー２２０の下部を通過すると、実際に注水される液柱Ｗは、メンブレイン部材３０の端部から中央部に移動して、信号のピーク値を示し、再び端部に移動するため、図７のように信号（電圧）は、山形に連続して現れる。
【００６８】
このとき、図７において、信号値が発生していない２番目と３番目の１列で信号のない部分は、ノズルに異常があることを示す。
【００６９】
従って、本発明のセンサー装置１を用いると、ヘッダーのノズルの性能状態を評価することができ、結果的に、冷却設備、例えば、加速冷却器の性能を評価することができる。
【００７０】
結局、本発明のセンサー装置１とこれらを複数含むセンサーブロック１’は、冷却設備の制御冷却を厚板の素材や冷却条件に合わせて最適に設計することができる。
【００７１】
例えば、上述した図７は、センサー装置１が２列に配列されたセンサーブロック１’を冷却ヘッダー２２０の下部で移動させて測定した測定値をグラフに示したものである。センサーブロックのセンサー装置の配列は、適正に調整してもよい。
【００７２】
次に、図８〜図１２には、上述した本発明の第１実施例のセンサー装置１の他の変形例が示されている。
【００７３】
但し、以下の本実施例では、流体空間１２を空気や気体が充填される気体空間１２で説明する。
【００７４】
即ち、図８に示されたように、本発明のセンサー装置１に提供されるハウジング１０に備えられた気体空間１２と連通して設けられ、気体空間の真空雰囲気または空気雰囲気を制御するための作動管２０をさらに含んでもよい。
【００７５】
このとき、別途の図面で示さなかったが、上記作動管２０は、実際にはハウジングを貫通して形成された通路（孔）に外部管が連結される構造であってもよく、上記作動管には、気体空間１２内の空気を吸引して空間を真空雰囲気にし、または、逆にメンブレイン部材の復帰のために空気を供給する制御バルブが提供されてもよい。
【００７６】
また、作動管２０は、真空ポンプやエアーブローイング（図示せず）と連結されてもよい。
【００７７】
図９に示されたように、上記ハウジング１０に備えられた気体空間１２には、センサーの反応感度を向上させるために圧縮性ガスＧが充填されてもよい。例えば、ヘリウム（Ｈｅ）または窒素（Ｎ２）などが充填されると、メンブレイン部材３０に液柱Ｗが衝突するとき、圧力センサー５０の反応感度を向上させることができる。
【００７８】
従って、液柱の流量が少ない場合でも、圧力センサー５０を介して精密に定量的に冷却設備の性能（注水状態）を評価することができる。
【００７９】
一方、図９のように圧縮性ガスを気体空間１２に充填する場合には、図２６〜２７を参照して説明する第３実施例のセンサー装置に備えられるシーリング手段８０をさらに含んで気体空間１２の密封性を保持することが好ましい。
【００８０】
例えば、ハウジングの気体空間の周辺に装着溝１０ａを形成し、パッキンやＯリングのシーリング部材を装着してメンブレイン部材３０とハウジングとの間のガス漏れを防止することができる。
【００８１】
次に、図１０に示されたように、本発明の上記気体空間１２の内側の上記メンブレイン部材３０の下部に隔壁部材３２が一体に設けられてもよい。
【００８２】
従って、図１０のように、メンブレイン部材３０に液柱Ｗが衝突すると、メンブレイン部材が凹み、このとき、隔壁部材３２が圧力センサー５０と連通する通路１２ａを密閉してその内部の流体（空気）を圧縮し、圧縮された空気は圧力センサーの測定感度を強化させて、応答がより速く、精密な測定を可能にする。
【００８３】
次に、図１１に示されたように、本発明のメンブレイン部材３０を異なる強度を有する二重構造にする。
【００８４】
即ち、液柱Ｗが主に衝突する中央部３０ａを、その外縁に一体となり、ハウジング１０と上部板１６との間に組み立てられる外縁部３０ｂより硬質の材料にしたり、厚くすると、液柱の衝突時、硬質の中央部３０ａは平坦な面積を有しながら垂れ、中央部より軟質であるか、薄い外縁部３０ｂが弾力的に伸びて外縁部３０ｂによる垂れを容易にする。これにより、気体空間１２の気体（空気）の圧縮性が向上し、圧力センサーの反応感度も高くなる。
【００８５】
従って、精密な圧力測定を誘導し、圧力印加がなくなると、弾力性のある外縁部３０ｂによってメンブレイン部材が元の位置に速やかに戻る。
【００８６】
また、図１１の場合、液柱が衝突する中央部３０ａが外縁部より硬質であるか、厚いため、摩耗が少なく、外縁部３０ｂは弾力性があるため、より多いメンブレイン部材の変位量を提供して、圧力センサーの測定感度を強化させる。
【００８７】
次に、図１２に示されたように、上記ハウジング１０の流体空間１２に一体に形成される一つ以上の体積減少部１２ｂが備えられる。
【００８８】
即ち、ハウジング１０の流体空間１２側に、圧力センサーに向かうほど流体空間の断面積が狭くなるよう傾斜面に形成された体積減少部１２ｂが備えられる。
【００８９】
この場合、液柱Ｗがメンブレイン部材３０に衝突すると、メンブレイン部材３０が凹み、このとき、流体空間１２の内部空気の圧縮力が体積減少部１２ｂによって増大するため、圧力センサーの測定感度が向上する。
【００９０】
図１３及び図１４には、図１５〜図１９を参照して説明する本発明による冷却設備の性能評価装置１００に提供される様々な形態のセンサー搭載手段１１０、１３０、１５０に搭載されるセンサーブロック１’の組立状態及び分解状態が示されている。
【００９１】
一方、図１３及び図１４のセンサーブロック１’は、図２０〜図２５を参照して説明する第２実施例のセンサー装置、及び図２６〜図３０を参照して説明する第３実施例のセンサー装置にも適用できる。
【００９２】
即ち、図１３及び図１４に示されたように、ハウジング１０は、複数の気体空間１２を備えるハウジングブロック１０’となり、該本発明のハウジングブロックは、複数の流体空間１２と連通する複数のセンサー空間１４を有する。
【００９３】
従って、複数の圧力センサー５０がハウジングに内蔵され、これらの圧力センサー５０は一つの基板５２に組み立てられ、基板５２はハウジングの下部に装着され、ハウジング（ハウジングブロック）の下部に長く伸張された下部板１８’が組み立てられる。
【００９４】
このとき、ハウジングブロック１０’の上部には伸張されたメンブレイン部材３０’が空気、気体または非圧縮性流体の空間１２を密閉するように密着され、その上に、開口部１６ａの周辺で気体空間１２の露出部位に位置するメンブレイン部材３０’を囲みながら圧迫する伸張された上部板１６’が組み立てられ、例えば、ボルトＢがハウジングブロック１０’に締結されて、メンブレイン部材がハウジングに組み立てられる。
【００９５】
そして、上記伸張された下部板１８’は、両端部においてボルトＢがハウジングブロック１０’を貫通してナットＮと締結される。特に、ハウジングブロック１０’と下部板１８’を組み立てる際には、少なくとも両側にＯリング（ＯＲ）が介在されて、少なくともハウジングブロックと下部板の間に水が浸透しないようにする。
【００９６】
即ち、センサーブロック１’は、加速冷却器２００のような冷却設備の性能評価装置１００に用いられるため、ハウジングブロック１０’と上部及び下部板１６’、１８’とを水密する必要がある。
【００９７】
そして、図１４に示されたように、センサーブロックの上部として上部板１６’をハウジングブロックに締結し、メンブレイン部材３０’を圧着固定するボルトＢも水密のためのパッキンを介在して組み立てることが好ましく、そのヘッド部分もできる限り水が溜まらない構造にすることが好ましい。
【００９８】
一方、図１３に示されたセンサーブロック１’におけるセンサー装置１の装着パターンは容易に調整できる。
【００９９】
図１５〜図１９には、本発明による冷却設備の性能（注水状態）評価装置１００が示されているが、基本的に本発明の冷却設備の性能評価装置１００は、図１３及び図１４を参照して説明したように、単位センサー装置１が適切な列で提供される一つ以上のセンサーブロック１’を用いる。例えば、上部ヘッダー２２０のノズル２４０の配列に対応して備えられる一つ以上のセンサーブロック１’を利用する。
【０１００】
例えば、図１５に示されたように、本発明の冷却設備の性能評価装置１００は、上述した複数の単位センサー装置１が配列されたセンサーブロック１’が一つ以上搭載されるセンサー搭載手段１１０を含んでもよい。
【０１０１】
該センサーブロック１’は、図１５に示されたように、上部ヘッダー２２０の幅方向に伸張された状態で、上部ヘッダー２２０の長さ方向に移動しながら、上部ヘッダーのノズルの液柱の注水状態を評価することができ、図７に示されたような連続的な定量的測定によりリアルタイムで評価可能であり、ディスプレイしながら、制御冷却を具現することができ、少なくとも詰まったノズルの位置を自動的に把握して評価することができる。
【０１０２】
一方、図１５ａに示されたように、センサーブロック１’が一つ以上搭載されるセンサー搭載手段（図１５の１１０参照）の評価装置１００側にセンサーブロック１’の圧力センサー５０−＞基板５２−＞ケーブル５４−＞コネクター５６の経路で収集された定量的な電気的信号を収集する第１制御部Ｃ１を構築し、そこに無線送受信機Ｍを連結し、無線送受信機能を有する無線処理制御部Ｃ２及び無線処理制御部Ｃ２と無線で連結されるメイン制御部Ｃ３を有し、第１制御部Ｃ１、無線処理制御部Ｃ２及びメイン制御部Ｃ３で１つの装置制御部を構築すると、自動的に上部ヘッダー２２０の液柱Ｗの注水状態を精密に測定及び評価することができる。
【０１０３】
次に、図１５ｂ、図１６〜１９には、本発明による冷却設備の性能評価装置１００において、センサーブロック１’が一つ以上搭載されて上部ヘッダーの下部で移動するセンサー搭載手段の様々な形態が示されている。
【０１０４】
まず、図１５ｂに示されたように、本発明のエルエム型センサー搭載手段１１０は、上部ヘッダー２２０に連結されたエルエムガイド１１２に装着され、モータ（図示せず）駆動されるスクリューバー１１６が締結される移動ブロック１１４を含み、上記移動ブロック１１４には、センサーブロック１’が一つ以上搭載されるセンサー搭載ブロック１１８が連結され、センサー搭載ブロック１１８は、上部ヘッダーの幅の長さに対応して伸張されており、センサー搭載ブロックには一つ以上の予め設計されたセンサーブロック１’が搭載される。
【０１０５】
従って、上記スクリューバー１１６の作動によって、移動ブロック１１４がエルエムガイド１１２に沿って上部ヘッダーの下部でその長さ方向に移動し、センサーブロック１’のセンサー装置１は、液柱がメンブレイン部材に衝突すると、連続的に圧力を測定して冷却設備のノズルの性能評価を行う。
【０１０６】
次に、図１６ａ及び図１６ｂには、本発明の冷却設備の性能評価装置１００のセンサー搭載手段である展開型センサー搭載手段１３０が示されている。
【０１０７】
即ち、図１６に示されたように、一つ以上のセンサーブロック１’が搭載され、順に展開できるように重畳される多段の展開型センサー搭載ブロック１３２、１３４、１３６を含み、上記センサー搭載ブロックのうち先端のブロックには、連結台３８を媒介にして駆動源１４０、即ち、水平駆動シリンダが連結されて冷却ヘッダーに沿って展開される。
【０１０８】
このとき、上記展開型センサー搭載手段１３０のセンサー搭載ブロックには、ブロックの展開及び重畳のための移動を容易にするガイドローラー１３４ａ、１３６ａがさらに含まれ、上記ブロックの中央にはガイド１４２が備えられる。
【０１０９】
従って、上記駆動源１４０、即ち、水平駆動シリンダが前進すると、連結された先端のセンサー搭載ブロック１３６が順に後行するセンサー搭載ブロックを展開させ、水平駆動シリンダが後進すると、上記先端のセンサー搭載ブロック１３６が元の位置に戻り、センサーブロック１’が配列された展開型センサー搭載ブロック１３２、１３４、１３６が展開または重畳されることによってセンサーブロック１’による液柱の定量的な評価が行われる。
【０１１０】
上記ブロックは、断面上、先端部が狭くなる形状であるため、それぞれ先行するブロックが後続するセンサー搭載ブロックから脱落しない。このとき、図１６ａにおける図面符号「Ｃ」は、制御部を包括的に示したものである。
【０１１１】
図１６の展開型センサー搭載手段１３０は、多数のセンサーブロック１’が多段に装着されるため、大容量の冷却設備に適用することが有利であり、上記展開型センサー搭載手段１３０は、図示していない移動手段、例えば、エルエム型移送ユニットなどと連結されて自立的に移動してもよい。
【０１１２】
図１７〜図１９には、本発明による冷却設備の性能評価装置１００に備えられる他の形態のセンサー搭載手段、即ち、マスキング型センサー搭載手段１５０が示されている。
【０１１３】
即ち、図１７〜図１９に示されたように、本発明のマスキング型センサー搭載手段１５０は、冷却設備におけるヘッダーの注水を厚板の幅に対応して両側の注水を遮断する周知のマスキング手段１７０と連結して提供される。
【０１１４】
但し、図１７には、マスキング手段１７０のマスキング板が示されていない。
【０１１５】
例えば、上記マスキング型センサー搭載手段１５０は、多段のシリンダー１５２、１５４が水平に装着され、エッジマスキング手段１７０の垂直な移動板１７８と連結されて移動可能に提供される板状のベース１５２を含む。
【０１１６】
このとき、図１７のように、上記エッジマスキング手段１７０は、鋼板の幅に対応して上部ヘッダー２２０の長さ方向に注水される液柱Ｗを遮断するもので、上部ヘッダー２２０の上部に長く伸張されて２段に提供され、モータ１７２により回転駆動されるスクリューバー１７４に締結された移動ブロック１７６の下方に伸張された移動板１７８が連結される。上記移動板１７８には、上部ヘッダーに提供されたレール１７５に沿って移動するローラ１７７が設けられてもよい。
【０１１７】
図１７及び図１８のように、上記移動板１７８の下端部にマスキング型センサー搭載手段１５０のベース１５２が連結され、上記ベースには２段のシリンダーとセンサー搭載板が設けられる。
【０１１８】
即ち、上記ベース１５２に一対の第１及び第２シリンダーが装着され、第１シリンダー１５４が前進すると、その先端のロッドに移動板１５６により連結された第２シリンダー１５８が前進し、第１シリンダーのストロークに対応する長さ分だけ前進した第２シリンダー１５８が再び前進することで、第２シリンダーと連結された上側のセンサーブロック搭載板１６０に提供されるセンサーブロック１’は、液柱がセンサー装置のメンブレイン部材３０’に衝突して性能が評価される位置に展開される。
【０１１９】
そして、冷却設備の性能評価が必要ない場合には、上記第１及び２シリンダーは後進してベース上の元の位置に戻り、エッジマスキング手段１７０の移動板１７８が、図１７のように冷却ヘッダーの一側端部に移動して待機する。
【０１２０】
一方、２段の第１及び２シリンダーを構築した理由は、一つのシリンダーの作動ストロークが制限されるので、センサーブロックの十分な前進ストロークを提供するためである。
【０１２１】
このとき、上記マスキング型センサー搭載手段１５０のベース１５２は、輻射熱がセンサーブロック１’に影響を与えることを遮断する遮断板の機能をすることもできる。
【０１２２】
これにより、図１５〜図１９に示された様々な形態のセンサー搭載手段を通じてセンサーブロック１’は冷却ヘッダー、即ち、上部ヘッダー２２０の幅方向（例えば、センサー搭載手段の位置を調整するだけで、上部ヘッダーの幅方向にも十分に可能）に移動したり、展開されながら、ノズルから注水または噴射される液柱と噴射水の状態、即ち、ノズルの状態を通じて冷却設備の性能状況をリアルタイムで自動的に定量的、かつ精密に評価することができる。
【０１２３】
図２０〜図２５には、本発明による第２実施例のセンサー装置１の様々な形態が示されている。
【０１２４】
第２実施例のセンサー装置１は、センサー搭載手段１１０、１３０、１５０に備えられることができる。例えば、本発明の第２実施例のセンサー装置１をブロック化したセンサーブロック１’がセンサー搭載手段に搭載されて用いられてもよく、該センサー搭載手段１１０は、図１５ｂ〜図１９を参照して説明した通りであるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【０１２５】
但し、以下の本実施例の説明では、上述した流体空間１２を気体空間１２に限定して説明する。
【０１２６】
従って、図２０〜図２５を参照して説明する本発明の第２実施例のセンサー装置１は、液体または気体、特にノズルから注水される液柱または高圧の噴射水などの衝突（接触）面積や強さに対応する電気信号を発生させるもので、特に印加圧力をセンサーに伝達する気体（空気）の温度制御を具現して、冷却水や周辺の大気温度による気体の密度変化を一定にすることで、測定誤り（エラー）を防ぎ、測定の精密性が確保できるようにし、これに基づいて高温（圧延）素材の冷却設備の精密な定量的評価を可能にする。
【０１２７】
即ち、図２０及び図２１に示されたように、本発明の第２実施例のセンサー装置１は、第１実施例のセンサー装置１と同様に、空気、その他特定成分のガスのような作用気体（空気）が収容される気体空間１２及びセンサー空間１４を備えるハウジング１０と、上記気体空間１２を密閉するために提供され、圧力印加物質が衝突するメンブレイン部材３０と、センサー空間１４に搭載されて圧力印加物質のメンブレイン部材への衝突や接触時に発生する圧力を測定するセンサー５０と、を含んでもよい。
【０１２８】
一方、本発明の第２実施例のセンサー装置１の基本的な作動は、上述の第１実施例のセンサー装置の作動と同様であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【０１２９】
特に、本発明の第２実施例のセンサー装置１は、以下に詳細に説明するが、上記気体空間１２とセンサー空間１４の少なくとも一部を囲むように上記ハウジング１０に備えられ、測定誤りを防止する温度制御手段を含む。
【０１３０】
例えば、気体空間１２の空気（気体）の密度は、冷却水や外部大気の温度変化に応じて変化するため、同じ条件の液柱がメンブレイン部材３０に衝突して同じ量が垂れても、上記気体空間１２における空気（気体）の密度変化による測定誤り（エラー）が発生する。
【０１３１】
従って、本発明の第２実施例のセンサー装置に備えられる上記温度制御手段は、気体空間１２とセンサー空間１４の少なくとも一部を囲む形態で上記ハウジング１０に備えられ、温度変化による測定エラーを防止するためのものである。
【０１３２】
以下では、本発明の第２実施例のセンサー装置１に備えれた温度制御手段の様々な形態について説明する。
【０１３３】
まず、図２０及び図２１に示されたように、本発明の第２実施例のセンサー装置１に備えられる温度制御手段は、ハウジング１０の気体空間１２とセンサー空間１４の少なくとも一部を囲むようにハウジング１０に備えられ、空気（気体）の温度を制御するためのヒートパイプ７０または熱線（図示せず）であってもよい。
【０１３４】
このとき、上記温度制御手段であるヒートパイプ７０や熱線は、上記気体空間１２とセンサー空間１４の両方を囲み、ハウジングの気体空間面、通路面及びセンサー空間面に隣接して備えられることが好ましい。
【０１３５】
本発明のヒートパイプ７０（または熱線）は、ハウジング１０に多層または多列構造で備えられることがより好ましい。
【０１３６】
このとき、本発明のヒートパイプ７０または熱線（図示せず）は、気体空間１２の側面と下部、及びセンサー空間１４の上部と側面に配列されるため、狭い気体空間やセンサー空間の内部空気（気体）の温度制御を急速に行うことができる。
【０１３７】
従って、本発明のセンサー装置１の気体空間１２とセンサー空間１４のうち少なくとも１つ以上の内部空気の温度が一定に保持され、外部温度の変化に影響を受けずに気体空間の空気密度を一定に保持することができる。従って、センサー装置は、測定誤り（エラー）を解消することができる。
【０１３８】
一方、図２０及び図２１に示されたように、本発明の温度制御手段、即ち、ヒートパイプ７０は、ハウジング１０の内部空間１２、１４に対応してその規格（直径）を適切に調整するが、例えば、通路１２ａの周りには直径の大きいヒートパイプを多列に設置し、気体空間とセンサー領域の周りには直径の小さいヒートパイプ７０を多層に設置する。
【０１３９】
このとき、図２３に示されたように、本発明の温度制御手段であるヒートパイプ７０は、ヒートパイプ７０を介して流通する温水、高温水、スチームまたは熱媒体などのラインＬ１〜Ｌ４と連結されてもよく、上記ラインＬ１〜Ｌ４はセンサー装置１の下部板１８（単位長さまたは伸張された形態）に沿って提供される。但し、これは実施例に過ぎず、必ずしもこれに限定されない。
【０１４０】
例えば、ヒートパイプ７０にラインＬ１〜Ｌ４を連結し、図５のようなセンサーブロック１’の場合には、ブロックの両側にヒートパイプ７０の出入口ラインを設けてもよい。
【０１４１】
以下、本発明の温度制御手段、即ち、ヒートパイプ７０または熱線は、上記ハウジング１０に一体に埋め込まれてもよい。例えば、ハウジング１０を耐熱性樹脂製品で成形する場合には、樹脂のヒートパイプ７０を挿入して一体に製作することができる。
【０１４２】
また、図２２に示されたように、上記ハウジング１０をステンレスなどの腐食しない金属材質で形成する場合、単位板が多層に積層されながら適切な配列で形成されたヒートパイプ収容溝部７１や熱線収容溝部にヒートパイプ７０や熱線を収容することもできる。
【０１４３】
この際、上述したように、ハウジング１０は樹脂製品であるか、ステンレス材質であるかに係らず熱伝達が発生するため、ヒートパイプ７０や熱線をできる限り気体空間１２やセンサー空間１４に隣接して配置することが好ましい。
【０１４４】
このような図２の多層構造のハウジング１０は、それぞれの単位ハウジングが、長さが伸張された組立ボルトＢ’により圧着されて組み立てられてもよく、上記ボルトは圧力センサー５０が搭載された基板５２を貫通して下部板１８に締結されることができる。
【０１４５】
次に、図２４に示されたように、本発明のヒートパイプ７０や熱線の温度制御手段と隣接する気体空間１２とセンサー空間１４のハウジング面の少なくとも一部またはその両方に備えられた熱伝達拡大部をさらに含んでもよい。
【０１４６】
例えば、本発明の熱伝達拡大部は、気体空間１２やセンサー空間１４のハウジング壁面に一体に提供されるリブレット面７２、即ち、断面上、のこぎり状に提供されてもよい。これにより、気体空間やセンサー空間の温度を一定に保持する効率が向上する。
【０１４７】
次に、図２５に示されたように、本発明の温度制御手段は、上記気体空間１２とセンサー空間１４の少なくとも一部のハウジング面に提供された断熱材７４、及び上記断熱材の内側の気体空間やセンサー空間に設けられた温度制御手段、即ち、ヒートパイプ７０または熱線を含んでもよい。
【０１４８】
即ち、図２５の場合、断熱材７２が備えられ、その内部にヒートパイプや熱線が配置される構造であるため、気体空間やセンサー空間の内部温度の制御がより精密または確実に行われることができる。
【０１４９】
このとき、図２５に示されたように、断熱材７２を用いると、その内部空間にヒートパイプ７０や熱線が配置されるため、空間の温度保持にさらに有利である。このとき、気体空間１２より広いセンサー空間１４にヒートパイプ７０や熱線をより多く配置することが好ましい。
【０１５０】
一方、図２５には概略的に示されているが、ヒートパイプ７０や熱線は適切な支持具などにより気体空間１２とセンサー空間１４内に適切に提供されることができる。
【０１５１】
図２６〜図３０には、本発明の第３実施例のセンサー装置１が示されている。
【０１５２】
例えば、本発明の第３実施例のセンサー装置１は、第１及び２実施例のセンサー装置１に備えられた空間が気体空間１２（空気空間）であるのに対し、水のような非圧縮性流体Ｆが少なくとも一部充填される流体空間１２を備えることにその特徴がある。
【０１５３】
当該本発明の第３実施例のセンサー装置１は、第１及び２センサー装置と同様に、流体空間１２の他にセンサー空間１４を備えるハウジング１０と、上記ハウジング１０上に流体空間１２を密閉するために提供され、圧力印加物質、即ち、液柱Ｗが衝突するメンブレイン部材３０と、上記流体空間１２と連通するようにハウジングのセンサー空間１４に搭載されて液柱などの圧力印加物質のメンブレイン部材への衝突や接触時に発生する圧力を測定する圧力センサー５０と、を基本的に含んでもよい。
【０１５４】
一方、本発明の第３実施例のセンサー装置に備えられる流体空間１２には、基本的に非圧縮性流体Ｆが少なくとも一部に充填されればよく、当該流体Ｆは、液柱がメンブレイン部材３０に衝突して一定の流体空間１２の体積変化を形成して、圧力センサー５０に圧力（体積変化量）が伝達されるようにする水、水銀、オイル（ｏｉｌ）などであってもよいが、コストの側面で水が最も適する。
【０１５５】
従って、本発明の第３実施例のセンサー装置１は、圧力印加物質、即ち、液柱Ｗが落下し衝突して印加された圧力により、メンブレイン部材３０が中央を基点として垂れて、密閉空間である流体空間１２の内部に体積変化が発生し、流体が圧力センサー５０に差圧を伝達することで、感知する。
【０１５６】
即ち、図６ｃに示されたように、液柱Ｗの衝突力により、冷却器の上部冷却ヘッダー２２０のノズル２４０から正常に液柱が注水されているか否かを判断することができ、このことは上述した。
【０１５７】
この際、本発明の第３実施例のセンサー装置１は、図２６〜図３０に示されたように、ハウジングの上記流体空間１２とメンブレイン部材３０の境界部位に備えられるシーリング手段８０または流体収容手段９０を含むことにその特徴がある。
【０１５８】
即ち、本発明の第３実施例のセンサー装置１は、基本的に流体空間１２に非圧縮性流体Ｆ、即ち、水などが充填されるため、流体漏れなどを遮断するためのシーリング手段８０と流体収容手段９０を含む。
【０１５９】
従って、本発明の第３実施例のセンサー装置１は、上述した第１及び２実施例のセンサー装置とは異なって、空間１２に気体の代わりに少なくとも一部は水などの非圧縮性流体Ｆが充填されるため、外部の温度や冷却水の接触による温度変化に応じた流体の密度変化が、空気に比べて、殆ど発生しない。
【０１６０】
即ち、本発明は、空気（気体）の代わりに非圧縮性流体Ｆである水などを空間１２に充填し、水密するためにシーリング手段８０や流体収容手段９０が備えられており、外部温度による密度変化が大きくないため、測定誤りを防止または最小化することができる。
【０１６１】
以下、このような本発明の第３実施例のセンサー装置１の基本構造は、上述した第１及び２実施例のセンサー装置と同一である。
【０１６２】
例えば、本発明の第３実施例のセンサー装置１のハウジング１０には、流体空間１２とセンサー空間１４との間に圧力センサーの反応感度を向上させるために体積が減少する通路１２ａが設けられ、通路の下部のセンサー空間１４にセンサー手段、即ち、圧力センサー５０が収容されるが、上記圧力センサー５０は基板５２上に搭載され、基板がハウジングの下部に組み立てられることでセンサー空間に収容される。また、基板の下側に下部板１８が組み立てられる。
【０１６３】
従って、図２６〜図３０に示されたように、冷却ヘッダーから注水される液柱Ｗがメンブレイン部材３０に衝突すると、メンブレイン部材３０は下方に垂れ、流体空間１２の体積変化に応じて非圧縮性流体Ｆ、即ち、水に加わる圧力が圧力センサー５０に伝達されることで、センサー装置の測定が可能となる。
【０１６４】
また、図２６〜図３０には詳細に示されていないが、本発明の第３実施例のセンサー装置１は、第１実施例のセンサー装置において説明したように、センサー搭載手段１１０に搭載されて、冷却設備（上部ヘッダーのノズル）の性能評価を測定するのに用いることができる。
【０１６５】
次に、図２６及び図２７に示されたように、本発明の第３実施例のセンサー装置１は、流体空間に水などの非圧縮性流体Ｆが充填されるため、ハウジング１０のセンサー空間１４側に圧力センサー５０の圧力印加部５０ａと密着する傾斜した第１センサーシーリング部１３をさらに含んでもよい。
【０１６６】
従って、センサー装置１の組立時、圧力センサー５０の圧力印加部５０ａの傾斜面と上記第１センサーシーリング部１３が密着されて、流体Ｆ、即ち、水がセンサー空間１４に漏れることを遮断する。
【０１６７】
一方、本発明のセンサー手段、即ち、圧力センサー５０は、実際上、湿気の極めて多い環境で用いられることもあり、外側面に防水のためのコーティング処理をするため、センサー空間１４側に流体Ｆが微細に漏れてもセンサーの作動には問題ない。
【０１６８】
また、図２６及び図２７に示されたように、本発明のセンサー装置１は、ハウジングのセンサー空間１４側にセンサー手段のボディ５０ｂと密着する第２センサーシーリング部１５をさらに含んでもよい。
【０１６９】
特に、上記第２センサーシーリング部１５とセンサーボディ５０ｂとの間には、シーリング部材１５ａ、例えば、パッキンがさらに介在されてもよい。
【０１７０】
従って、本発明の場合、流体空間１２の内部流体Ｆは、メンブレイン部材３０側ではハウジング１０に備えられるシーリング手段８０または流体収容手段９０により外部漏れなどが遮断され、センサー空間側では第１及び２センサーシーリング部１３、１５により漏れが遮断される。
【０１７１】
このとき、図２６及び図２７に示されたように、上記第２センサーシーリング部１５は、ハウジングが樹脂成形物である場合にはハウジングと一体に製作されてもよく、温度などを考慮して金属加工物でハウジングを製作する場合には点線で示したように、別途のリング構造物を溶接（レーザー溶接）などで組み立てる構造であってもよい。
【０１７２】
次に、図２６及び図２７に示されたように、本発明の第３実施例のセンサー装置１における上記シーリング手段７０は、上記ハウジング１０に一体に形成された少なくとも一つの装着部１０ａに緊密に充填されるか、挿入されるＯリングであってもよい。
【０１７３】
また、図３０に示されたように、上記流体収容手段９０は、上記流体空間１２に隣接してハウジングに一つ以上形成される流体挿入溝であってもよい。
【０１７４】
無論、図２７のように、上記流体空間１２とセンサー空間１４は、実質的には平面上、円形であるため、上記流体挿入溝である流体収容手段９０は、少なくとも一つ以上がハウジングの流体空間の外郭にリング状に形成されることができる。
【０１７５】
次に、図２８に示されたように、本発明の第３実施例のセンサー装置１において、上記流体空間１２の全体を非圧縮性流体Ｆ、即ち、水で必ずしも充填しなくてもよく、一部は水で充填し、残りは空気や気体が充填される空気空間１２’または気体空間であってもセンサーの作動には問題がない。
【０１７６】
即ち、図２８のように、流体空間１２の全体の高さの３／４程度を水で充填し、残りの空間に空気を充填すると、上記空気空間へのメンブレイン部材３０の垂れが円滑になる。
【０１７７】
但し、図２８に示されたように、流体空間１の一部のみを水で充填する場合、水の水位調節に応じてセンサー装置を通じた圧力値を調整し、または、流体空間１２の水位を一定に保持しなければ、センサー作動が一定にならない。よって、ハウジング１０に流体空間１２と連通される流体（水）供給及び排出通路１７ａ、１７ｂを形成して、流体空間１２の水の水位を一定に保持することができる。
【０１７８】
このとき、上記流体空間１２に充填される水の水位を検知するレベルセンサーＳＥを流体空間の側部に配置し、上記流体供給通路１７ａと連結された供給ライン（図示せず）のバルブと制御部を介して連動するようにすれば、空間内部の水位をより精密に一定に保持することができる。
【０１７９】
次に、図２９に示されたように、本発明の第３実施例のセンサー装置１における上記流体空間１２には、空気と水の代わりに、オイルＯ（または水銀）と水を充填してもよい。
【０１８０】
即ち、図２９のように、密度の異なる水ＦとオイルＯを充填すると、水とオイルの密度差により、メンブレイン部材に液柱が衝突したときの圧縮力が水だけを充填した場合より大きいため、センサー手段、即ち、圧力センサーでの検知精度がさらに高くなる。
【０１８１】
従って、本発明の第３実施例のセンサー装置１と、当該センサー装置１を用いた冷却設備の性能評価装置１００の場合には、流体空間１２の全部または一部を水で充填し、残りの空間にはオイルや水銀を充填するため、空気（気体）だけで流体空間１２を形成する第１及び２実施例のセンサー装置に比べて、温度変化による測定誤りを最大限抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
上述した本発明によると、液体、気体、ノズルの液柱またはノズルの噴射水などの衝突（接触）時に印加される圧力に対応する定性的信号はもちろんのこと、定量的信号とデータの構築が可能なセンサー構造を構築することができる。
【０１８３】
従って、本発明のセンサー装置を用いて冷却設備の性能（注水または噴射状態）を定量的に精密に評価できるため、劣悪で狭い環境において自動的に冷却設備のノズルの状態を評価することができ、全体的な冷却能力の評価及び把握に極めてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５（ａ）】
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【図１５（ｂ）】
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【図１６（ａ）】
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【図１６（ｂ）】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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