KR100615517B1 - 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정밀 측정기기 중 에어마이크로미터에 관한 것으로서 특히, 에어마이크로미터 한대 당 하나의 측정헤드만을 연결시킴에 따라 하나의 대상만을 측정할 수 있었던 종래의 기술을 탈피하여 한대의 에어마이크로미터에 복수개의 측정헤드를 연결시켜 측정 대상별로 필요한 측정헤드를 사용할 수 있도록 복수개의 노즐박스를 구비하도록 하는 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터에 관한 것이다.

Description

다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터{nozzle box adopted air-micrometer of injection air for multi-measuring head}

도 1은 일반적인 배압식 에어마이크로미터의 개념을 설명하기 위한 구조 예시도

도 2는 도 1에 도시되어 있는 배압식 에어마이크로미터의 상관관계 그래프

도 3은 일반적인 배압차압식 에어마이크로미터의 개념을 설명하기 위한 구조 예시도

도 4는 일반적인 유량식 에어마이크로미터의 개념을 설명하기 위한 구조 예시도

도 5는 도 4에 도시되어 있는 유량식 에어마이크로미터의 상관관계 그래프

도 6은 일반적으로 측정 대상에 따른 측정 헤드의 예시도

도 7은 본 발명에 따른 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터의 예시도

도 8은 본 발명에 따른 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터의 구성 예시도

본 발명은 정밀 측정기기 중 에어마이크로미터에 관한 것으로서, 특히 에어마이크로미터 한대 당 하나의 측정헤드만을 연결시킴에 따라 하나의 대상만을 측정할 수 있었던 종래의 기술을 탈피하여 한대의 에어마이크로미터에 복수개의 측정헤드를 연결시켜 측정 대상별로 필요한 측정헤드를 사용할 수 있도록 복수개의 노즐박스를 구비하도록 하는 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터에 관한 것이다.

일반적으로, 에어마이크로미터는 1928년에 프랑스의 마누송이 고안한 것으로서 일정한 압력의 공기를 내뿜게 하여 그 유출량(流出量)과 압력변화에 의해서 미소한 치수를 측정하는 장치이다.

이는 압축공기의 흐름을 확대 기구로서 쓴 비교기로서, 물체면과 대면하는 작은 분출구(噴出口;노즐)로부터 압력을 지닌 공기가 분출할 때 틈 치수의 자그마한 변화에도 공기의 압력 또는 유량이 크게 변하는 것을 이용해서 기계부품 치수의 극소 변화를 확대 지시하는 정밀비교측정기이다.

상기 에어마이크로미터의 장점은 물체 면과 접촉하지 않고 측정할 수 있는 점, 확대율이 큰 점(1000∼1만 배, 특수한 것은 수만∼수십만 배), 측정면이 먼지나 기름의 영향을 받지 않는 점, 정밀함에 비해서 구조가 간단하고 취급에 특별한 숙련이 필요 없다는 점 등의 장점이 있다.

그러나 큰 치수변화를 잴 수 없고(보통은 100분의 수십 ㎜까지, 특수한 것으로 0.8㎜ 정도까지), 응답속도가 전기식보다 늦으며, 측정면의 거칠음에 의한 차이가 나오지 않는다는 등의 결점이 있다.

상술한 에어마이크로미터의 구조를 간략히 첨부한 도면을 참조하여 살펴보면, 에어마이크로미터는 그 구조상 크게 배압식(背壓式)과 배압 차압식 및 유량식(流量式)으로 분류되고, 사용전력상으로는, 저압식(0.2㎏/㎠ 이하),중압식(1∼2㎏/㎠)과 고압식(2∼5㎏/㎠)으로 분류된다.

첨부한 도 1은 일반적인 배압식 에어마이크로미터의 구조 예시도로서, 압력조절기(레귤레이터)에 의해 정압력(

)으로 보전된 공기를 조리개를 통해서 지시실(指示室)에 보내고 여기에서 다시 조리개를 통해 측정헤드의 노즐에서 측정대상과 일정의 이격거리(

)를 두고 대기 중에 분출시키는 방법으로,

의 변화에 따라서 압력

가 변화한다.

상술한

와

의 관계는 첨부한 도 2에 도시된 바와 같이 노즐을 작게 하면 확대율이 커지지만 측정범위는 작아지게 된다.

또한, 배압차압식 에어마이크로미터는 첨부한 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 배압식을 2개 병렬시킨 모양으로 구성되며, 높은 쪽의 압력

의 변동에 의한 오차를 없애서 측정의 감도(感度)와 정밀도(精密度)를 높일 수 있다

또한, 유량식 에어마이크로미터는 첨부한 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 부표(플로트)와 경사진 유리관을 사용하여 유리관 속을 아래에서 위로 빠져 나가는 공기에 의해 부표의 상하면(上下面)에 생기는 압력차에 의한 부력(浮力)과, 부표의 중량과 균형을 이루는 위치로

의 치수변화를 구하는 방식으로,

와 유량과의 관계의 일례는 첨부한 도 5에 도시되어 있는 바와 같다.

이 밖에 압력이 낮은 지시실 쪽을 진공펌프로 끌어서 대기압을 고압의 일정한 압력원으로 하는 진공식과, 벤투리관으로 유속(流速)의 차를 이용해서 지시하는 유속식 등이 있다.

상술한 바와 같은 에어마이크로미터는 측정 대상에 따라 서로 다른 측정헤드를 사용하게 되는데, 측정헤드는 첨부한 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 내경 혹은 외경 혹은 홀의 깊이 등을 측정하기 위해 서로 다른 모양을 갖게 된다.

상술한 바와 같은 에어마이크로미터는 기본적으로 그 특성의 장단점이 존재하기는 하나 그 동작상에 문제점을 갖지는 않는다.

그러나 산업현장에서 에어마이크로미터를 사용하는 경우 측정하고자 하는 대상이 하나의 형상만을 갖지 않기 때문에 다수의 측정헤드를 사용하여야 하는데, 그러기 위해서는 하나의 측정대상에 대하여 하나의 에어마이크로미터를 사용하여야만 하였다.

그 이유는 첨부한 도 1내지 도 6에서 살펴본 바와 같이, 측정 대상에 따라 측정헤드가 서로 상이하고, 측정대상과 측정헤드에 따라 정압력(

)을 서로 상이하게 설정하여야 하는데, 만약 하나의 에어마이크로미터를 사용하고자 하면 측정대상의 변화에 따라 측정헤드를 교체하여야 하며 정확한 측정을 위해 정압력(

)의 설정을 재차 수행하여야 함에 기인된 것이다.

또한, 상기 정압력(

)의 설정은 동일한 타입 예를 들어 내경을 측정하는 측 정헤드 만을 사용한다 하더라도 측정헤드의 크기 변화가 발생하면 이에 따라 재설정해주어야 하였다.

따라서 산업현장에서 경우에 따라서는 무수히 많은 측정대상에 대해 하나의 에어마이크로미터를 사용한다는 것은 생상수율에 막대한 지장을 초래하게 됨에 따라 실제적으로는 각 에어마이크로미터마다 정압력(

)의 설정을 달리한 동일한 기능의 에어마이크로미터를 다수보유하고 있는 실정이며, 이에 따라 에어마이크로미터가 고가이므로 사용자 입장에서는 상당한 경제적 부담이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 발명의 목적은, 에어마이크로미터 한대 당 하나의 측정헤드만을 연결시킴에 따라 하나의 대상만을 측정할 수 있었던 종래의 기술을 탈피하여 한대의 에어마이크로미터에 복수개의 측정헤드를 연결시켜 측정 대상별로 필요한 측정헤드를 사용할 수 있도록 복수개의 노즐박스를 구비하도록 하는 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어마이크로미터의 특징은, 외부로부터 강제 유입되는 공기에서 불순물을 제거하기 위한 필터와; 상기 필 터를 경유한 공기를 제어신호에 따라 일정 압력으로 압축하는 전압조절기와; 제어신호에 따라 상기 전압조절기에서 압축되어 출력되는 압축공기의 배출량을 조정하는 가변조리개와; 사용자가 에어마이크로미터의 동작모드를 조절하기 위한 모드설정부; 및 상기 모드설정부의 설정에 따라 상기 전압조절기와 가변조리개를 제어하는 중앙처리부를 포함하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어마이크로미터의 부가적인 특징은, 상기 모드설정부에는 사용자가 에어마이크로미터의 동작모드를 임의의 채널별로 설정하면 이를 저장하여 추후 설정된 채널만을 선택하면 상기 중앙처리부측에 상기 전압조절기와 가변조리개를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 메모리를 구비하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터의 특징은, 채널별 설정되는 데이터에 따라 선택되어진 채널에 대응하는 소정의 압력에 따른 압축공기를 출력하며 내부 공기압의 변화를 감지 표시하는 에어마이크로미터와; 상기 에어마이크로미터로부터 유입되는 압축공기를 채널별로 분기시키는 압축공기 분기박스와; 상기 압축공기 분기박스에서 분기되는 채널별 압축공기의 분기경로에 위치하며 해당 분기경로 상으로의 압축공기 배출유무를 제어하는 밸브들; 및 상기 밸브들로부터 배출되는 압축공기를 플렉시블한 호스를 통해 전달받는 다수의 측정헤드들을 포함하는 데 있다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부한 도 7은 본 발명에 따른 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터의 예시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터의 구성 예시도이다.

첨부한 도 8에 도시되어 있는 구성은 배압식 에어마이크로미터에 본 발명을 적용한 것으로서, 본 발명은 본 실시예에 한정되는 것이 아니라 모든 종류의 에어마이크로미터에 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

첨부한 도 7과 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 살펴보면, 설정되는 소정의 압력에 따른 압축공기를 출력하며 내부 공기압의 변화를 감지하는 에어마이크로미터(100)와, 상기 에어마이크로미터(100)로부터 유입되는 압축공기를 분기시키는 압축공기 분기박스(200)와, 상기 압축공기 분기박스(200)에서 분기되는 압축공기의 분기경로에 위치하며 해당 분기경로 상으로의 압축공기 배출유무를 제어하는 밸브(210)들과, 상기 밸브(210)들로부터 배출되는 압축공기를 구비되어 있는 측정헤드(3)측으로 전달하는 플렉시블한 호스(220) 및 상기 에어마이크로미터(100)와 분기박스(200)간의 압축공기를 전달하는 하나의 플렉시블한 호스(300)로 구성된다.

이때, 에어마이크로미터(100)는 외부로부터 강제 유입되는 공기에서 불순물 을 제거하기 위한 필터(1)와, 상기 필터(1)를 경유한 공기를 제어신호에 따라 일정 압력으로 압축하는 전압조절기(2)와, 상기 전압조절기(2)의 압력변동을 감지하는 압력계(참조번호 미부여)와, 제어신호에 따라 상기 전압조절기(2)에서 압축되어 출력되는 압축공기의 배출량을 조정하는 가변조리개(참조번호 미부여)와, 상기 가변조리개를 통해 배출량이 조절되어 출력되는 압축공기의 압력이 변동되는 것을 감지하기 위한 지시계(참조번호 미부여)와, 사용자가 에어마이크로미터(100)의 동작모드를 조절하기 위한 모드설정부(110) 및 상기 모드설정부(110)의 설정에 따라 상기 전압조절기(2)와 가변조리개를 제어하는 중앙처리부(120)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

우선 이하에서 사용되는 용어를 먼저 정의하면, 압축공기 분기박스(200)에서 압출공기가 분기되는 경로를 채널이라 정의하며, 각 채널은 두개가 동시에 운영되는 것이 아니라 구비되는 다수의 채널 중 임의의 시점에는 단 하나의 채널만 운영된다.

따라서 상기 압축공기 분기박스(200)는 임의의 시점에 사용자의 요청에 따라 어떤 하나의 채널로 상기 에어마이크로미터(100)에서 유입되는 압축공기를 전달하는 역할을 수행하게 된다.

검사자는 상기 압축공기 분기박스(200)의 각 채널에 연결되어 있는 측정헤드(3)들 중 측정 대상에 맞는 어떤 하나의 측정헤드를 선택하게 된다.

이후 에어마이크로미터(100)의 모드설정부(110)를 조작하여 자신이 선택한 측정헤드와 연결되어 있는 채널을 선택하게 된다.

이때, 검사자가 상기 모드설정부(110)를 조작하여 적절한 공기압력과 배출량을 조절함으로써 상기 전압조절기(2)와 가변조리개를 직접 제어할 수도 있으며, 모드설정부(110) 내부에 구비되어 있는 메모리에 저장되어 있는 기 설정값을 단순히 억세스하여도 된다.

그러나 통상 측량장치는 그 사용 목적과 측정대상이 선택되어지는 경우가 많기 때문에 초기에 상기 모드설정부(110)를 통해 각 채널당 연결되는 측정헤드의 종류에 따른 최적의 공기압력과 배출량이 세팅시키게 됨에 따라, 검사자는 특별한 경우를 제외하고 상기 모드설정부(110)를 통해 자신이 사용하고자 하는 채널을 선택하는 동작만 하게 된다.

이후, 검사자는 상기 모드설정부(110)를 통해 자신이 사용하고자 하는 채널을 선택하고 도시하지 않은 표시부를 통해 에어마이크로미터(100)가 정상상태인가를 확인한 후 상기 압축공기 분기박스(200)에 구비되어 있는 밸브(210)들 중 자신이 선택한 채널에 대응하는 밸브(210)를 오픈하게 된다.

따라서 상기 에어마이크로미터(100)에서 출력되는 압축공기는 오픈되어진 밸브(210)와 플렉시블한 호스(220)를 통해 검사자가 사용하고자 하는 측정헤드(3)에 공급되어진다.

이에 따른 측정값이 표시부(미도시)에 표시되는 과정은 종래의 기술과 동일하므로 설명은 생략한다.

마찬가지로 상기 검사자가 다른 측정 대상에 대하여 측정을 하고자 하는 경 우 이에 적합한 측정헤드를 선택하고 해당 측정헤드와 연결되어 있는 채널을 선택하는 것으로 측정을 위한 준비를 시행하게 된다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터를 제공하면, 에어마이크로미터 한대 당 하나의 측정헤드만을 연결시킴에 따라 하나의 대상 만을 측정할 수 있었던 종래의 기술을 탈피하여 한대의 에어마이크로미터에 복수개의 측정헤드를 연결시켜 측정 대상별로 필요한 측정헤드를 사용할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 외부로부터 강제 유입되는 공기에서 불순물을 제거하기 위한 필터(1)와;

   상기 필터(1)를 경유한 공기를 제어신호에 따라 일정 압력으로 압축하는 전압조절기(2)와;

   제어신호에 따라 상기 전압조절기(2)에서 압축되어 출력되는 압축공기의 배출량을 조정하는 가변조리개와;

   사용자가 동작모드를 조절 세팅하기 위한 모드설정부(110); 및

   상기 모드설정부(110)의 설정에 따라 상기 전압조절기(2)와 가변조리개를 제어하는 중앙처리부(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어마이크로미터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 모드설정부(110)에는 사용자가 에어마이크로미터의 동작모드를 임의의 채널별로 설정하면 이를 저장하여 추후 설정된 채널만을 선택하면 상기 중앙처리부측에 상기 전압조절기와 가변조리개를 제어하기 위한 데이터를 제공하는 메모리를 구비하는 것을 특징으로 하는 에어마이크로미터.
3. 채널별 설정되는 데이터에 따라 선택되어진 채널에 대응하는 소정의 압력에 따른 압축공기를 출력하며 내부 공기압의 변화를 감지 표시하는 에어마이크로미터(100)와;

   상기 에어마이크로미터(100)로부터 유입되는 압축공기를 채널별로 분기시키는 압축공기 분기박스(200)와;

   상기 압축공기 분기박스(200)에서 분기되는 채널별 압축공기의 분기경로에 위치하며 해당 분기경로 상으로의 압축공기 배출유무를 제어하는 밸브(210)들; 및

   상기 밸브(210)들로부터 배출되는 압축공기를 플렉시블한 호스(220)를 통해 전달받는 다수의 측정헤드(3)들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 측정헤드용 분사공기 노즐 박스를 이용한 에어마이크로미터.

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