KR100784671B1 - 자가진단 및 설치상태로 조정이 가능한 압력전송기 및 상기압력전송기의 조정값의 조정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 자가진단 및 설치상태로 조정이 가능한 압력전송기 및 상기 압력전송기의 조정값의 조정방법은 압력전송부와 상기 압력전송부에 착탈가능하게 조립되며 압력/진공을 가하는 압력조정부로 구성되고, 상기 압력전송부의 내부에 설치된 압력센서의 압력이 정상측정되는 방향의 반대편으로 압력/진공을 가할 수 있는 보정 전용 투입구가 형성되고, 상기 보정 전용 투입구를 통하여 상기 압력센서의 반대편으로 표준압력을 인가하는 압력조정부에 의하여 압력전송부의 압력센서의 출력신호를 표준압력과 비교하여 보정계수를 계산한 후 압력전송기의 내부에 있는 비휘발성 저장장치에 그 값을 저장함으로서 배관으로부터 압력전송기를 분리하지 않고 압력전송기의 압력센서의 조정값을 조정할 수 있도록 하므로서 조정값의 조정이 간편하게 되고 설비의 가동을 장기간 중단시킬 필요가 없으므로 생산성이 향상되며, 센서부로 흐르는 전류를 일정 간격으로 측정하여 초기 출하시 전류값과 비교함으로서 센서의 노화 및 경년변화 상태를 실시간으로 알 수 있도록 하였으며, 상기 보정 전용 투입구를 통하여 착탈가능하게 압력전송기와 결합되는 압력조정기를 이용하여 조정할 경우에도 계산된 보정계수와 초기 출하시의 보정계수를 비교함으로서 센서의 노화 및 경년변화 상태를 알 수 있도록 하였으므로 이 기능을 이용하여 제품 교체시기를 미리 알 수 있도록 하는 장점을 갖는다.
압력전송기, 자가진단, 조정, EEPROM, 실시간
Description
도 1은 압력전송기와 조정기의 구성을 나타낸 블럭도
도 2는 압력 전송기와 조정기의 동작순서를 나타내는 흐름도
도 3은 압력센서를 개략적으로 도시한 종단면도
도 4는 조정기를 이용하여 센서의 출력에 대한 보정값을 조정하는 종단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
본 발명은 자가진단이 가능하고 설치된 상태에서 전압이 압력값으로 변환되는 보정변수의 조정값(이하 '조정값'이라 함)의 조정이 가능한 압력전송기 및 상기 압력전송기의 조정값의 설정방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 내부 의 압력측정이 필요한 배관에 설치된 상태에서도 조정값의 조정작업을 수행할 수 있어 설비전체의 가동을 멈출 필요가 없어 사용이 편리하고 그 조정값을 내부 저장장치에 저장하여 자가보정할 수 있으며 간헐적으로 센서에 흐르는 전류를 측정하여 센서 저항을 모니터링 함으로서 센서의 노화상태를 자가진단할 수 있는 압력 전송기및 상기 압력전송기의 조정값의 설정방법에 관한 것이다.
기존의 압력 전송기의 경우 압력측정이 필요한 배관에 설치된 후에는 압력센서의 노화 및 경년변화가 발생하는 상황을 실시간으로 알 수 없었으며, 이러한 노화에 따라 변화되는 조정값의 변환상태를 조정하기 위해서는 설비의 가동을 정지시키고 압력전송기를 배관으로부터 분리한 후 조정값을 설정하는 조정 설비에 연결하여 조정작업을 수행하였다. 따라서 센서의 노화 및 경년변화가 발생하여도 그 사실을 알 수 없기 때문에 잘못된 압력값을 공정변수로 사용하여 공정이 잘못되는 경우가 발생하였다. 또한 센서의 노화 및 경년변화 상태를 확인하기 위해서는 배관으로부터 분리해야 하기 때문에 번거롭거나 공정을 멈추어야 하는 상황이 발생하거나 공정이 오염되는 경우가 발생하였다.
본 발명은, 이러한 단점을 해결하기 위한 것으로, 압력전송기의 내부에 설치된 압력센서의 압력이 정상측정되는 방향의 반대편으로 압력/진공을 가할 수 있는 보정 전용 투입구가 형성되고, 상기 보정 전용 투입구를 통하여 상기 압력센서의 반대편으로 표준압력을 인가하고 압력전송기의 압력센서의 출력신호를 표준압력과 비교하여 보정계수를 계산한 후 압력전송기의 내부에 있는 비휘발성 저장장치에 그 값을 저장함으로서 배관으로부터 압력전송기를 분리하지 않고 압력전송기의 압력센 서의 조정값을 조정할 수 있도록 하였다.
또한, 본 발명은 센서로 흐르는 전류를 일정 간격으로 측정하여 초기 출하시 전류값과 비교함으로서 센서의 노화 및 경년변화 상태를 실시간으로 알 수 있도록 하였으며, 싱기 보정 전용 투입구를 통하여 착탈가능하게 압력전송기와 결합되는 압력조정기를 이용하여 조정할 경우에도 계산된 보정계수와 초기 출하시의 보정계수를 비교함으로서 센서의 노화 및 경년변화 상태를 알 수 있도록 하였다. 이 기능을 이용하여 제품 교체시기를 미리 알 수 있도록 하였다.
본 발명은 기존 압력전송기의 유지보수시의 어려움을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 운용설비에 장착된 압력전송기를 설비와 분리하지 않고 전송기의 자가진단, 센서의 수명측정 및 보정을 가능하게 하는 것이 주된 목적이다.
본 발명에서는 첫째, 압력센서의 상시 측정방향과 반대방향으로 압력측정이 가능하게 하여, 운용설비의 가동이 멈추었을 때에 상시 측정방향이 아닌 압력센서의 반대방향에 형성된 보정 전용 투입구를 통하여 압력조정기의 펌프에서 공급된 압력, 진공을 이용하여 압력전송기의 압력센서의 조정값을 측정한다. 이때 압력조정기에서도 같은 압력/진공이 가해진다. 이렇게 측정된 압력전송기의 센서 값은 압력조정기의 센서 값과 비교되어 그 차이가 기준치를 초과하여 나올 경우 압력조정기와 압력전송기사이의 통신을 통하여 압력전송기의 초과측정된 조정값을 업데이트 시켜주는 방법으로 진행한다. 이것을 실현시키기 위한 기술적인 과제는 압력전송기가 압력조정기에서 공급되는 압력/진공에 견딜 수 있는 구조가 되어야 하고 압력센 서의 측정값을 저장하고 전송하는 마이크로 프로세서 타입의 회로와 프로그램이 요구된다.
본 발명에서는 둘째, 압력센서의 수명측정 및 정상동작 유무를 판단하는 것이다. 압력센서의 저항을 일정 시간마다 체크하여 저항의 범위가 기준치를 초과하거나 미달되면 센서의 수명이 다한 것으로 판단하여 외부에 이를 알려주는 기능이다. 이를 실현하기 위한 기술적인 과제는 압력센서 내부의 브릿지 저항을 전압 분배법칙을 이용하여 각각 정밀하게 측정하는 것이다. 센서의 이상유무를 판단하기 위해서는 표준 데이터 값을 압력전송기가 자체 보유하고 있어야 한다.
이하 본 발명에 따른 자가진단 및 설치상태로 조정이 가능한 압력전송기 및 상기 압력전송기의 조정값의 조정방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 압력전송기(A)는 크게 압력전송부(1)와 상기 압력전송부(1)에 착탈가능하게 조립되며 압력/진공을 가하는 압력조정부(2)로 구성되어 있고, 상기 압력전송부(1)는 정상측정되는 방향에 설치된 주측정구(12)와 정상측정되는 방향의 반대편에 설치된 보정 전용 투입구(13)가 형성된 하우징(11)과, 상기 하우징(11)내에 설치되며 상기 주측정구(12)와 보정 전용 투입구(13)와 연통되게 설치되는 위치인 상기 주측정구(12)와 보정 전용 투입구(13) 사이에 배치된 센서부(14)와, 상기 센서부(14)에서 측정된 압력을 증폭기를 통하여 증폭시키고, 노이즈를 제거하는 입력회로부(151)와, 센서값을 수집하고 선형화하고 센서초기화, 댐핑, 보상 및 자가진단을 수행하고 4-20mA출력전송하며 상기 압력조정부(2)와의 통신을 수행하는 신호처리부(152)와, 상기 신호처리부(152)에서 인식된 정보를 저장하는 EEPROM(16)과, 신호처리부(152)의 신호를 전송하는 전송회로(154)로 구성되고, 상기 압력조정부(2)는 상기 압력전송부(1)의 보정 전용 투입구(13)와 연통되며 착탈가능하게 결합되는 하우징(21)과, 상기 하우징(21)에 설치되며 수동이나 자동으로 상기 압력전송부(1)의 센서부(14)에 압력/진공을 가하는 펌프(22)와, 상기 펌프(22)의 압력을 감지하는 센서(23)와, 압력전송부(1)의 센서부(14)에서 감지된 신호를 센서(23)의 신호와 비교하여 조정값을 계산하고 이 조정값에 관한 데이터를 압력전송부(1)의 신호처리부(152)로 전송하는 신호처리부(24)와, 상기 센서(23)에서 표시된 값을 표시하는 표시부(25)를 포함한다.
상기 압력전송부(1)의 주측정구(12)는 설비의 압력이 인가되며 보정 전용 투입구(13)에는 압력조정부(2)의 펌프(22)의 압력이 가해지게 된다.
상기 센서부(14)는 압력센서(141)와 온도센서(142)로 구성되고, 도3에 도시된 바와 같이, 압력센서(141)는 스테인레스 다이아프램(141a)위에 금속박막(141b)을 브릿지 형태로 구성하여, 압력이 가해지는 경우 그 저항의 변화가 전압의 변화로 나타나도록 설계되어 있다. 또한 주위온도 변화를 보상할 수 있는 보상저항을 함께 구성하여 주위온도가 변할 때 압력신호의 변동을 최소화 할 수 있도록 설계되어 있다. 상기 센서부(14)는 일측에는 주측정구(12)가 설치되고 반대측에는 보정 전용 투입구(13)가 설치되도록 배치된다.
상기 압력전송부(1)는 입력회로부(151), 신호처리부(152), 지시부(153) 및 전송회로(154)로 구성되고, 상기 입력회로부(151)는 센서부(14)의 신호가 입력되면 신호를 증폭시키고 노이즈를 제거하며 AD변환처리를 수행한다. 상기 신호처리 부(152)는 입력회로부(151)에서 입력된 신호를 선형화하고 온도 및 습도에 대하여 보상한 후 전송회로(154)를 통해서 전송신호를 출력한다. 또한, 상기 압력전송부(1)는 센서부(14)의 전류 및 저항측정을 이용하여 센서의 노화 및 정상동작여부를 판단하는 기능을 수행한다.
상기 EEPROM(16)은 사용자 조정값, 공장조정값 및 조정계수 등을 저장한다.어 있다.
또한, 상기 압력조정부(2)의 펌프(22)는 상기 압력전송부(1)의 보정 전용 투입구(13)를 통하여 압력을 압력조정부(2)의 센서(23)와 압력전송부(1)의 센서부(14)에 가하게 된다.
상기 센서(23)는 펌프(22)에서 가해진 압력/진공을 감지한다.
상기 신호처리부(24)는 압력전송부(1)의 센서부(14)에서 감지된 신호를 센서(23)의 신호와 비교하여 조정값을 계산하고 이 조정값에 관한 데이터를 압력전송부(1)의 신호처리부(152)로 전송시킨다.
상기 표시부(25)는 상기 센서(23)에서 감지된 압력값을 표시한다.
본 발명에 따른 압력전송기의 조정값 설정방법은 배관(3)에 설치된 압력전송부(1)의 보정 전용 투입구(13)상에 표준압력을 가하는 압력/진공발생수단인 펌프(22)가 설치된 압력조정부(2)를 부착하는 단계와,
상기 압력조정부(2)의 압력/진공발생수단을 작동시켜 압력전송부(1)의 센서부(14)상에 표준압력을 가하여 압력조정부(2)의 센서(23)와 압력전송부(1)의 센서부(14)의 압력값을 비교하는 단계와,
상기 압력값의 차이가 기준치를 초과할 경우에는 압력전송부(1)에 설정된 조정값을 보정시켜 조정값을 업데이트 시켜주는 단계를 포함한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 자가진단 및 설치상태로 조정이 가능한 압력전송기 및 상기 압력전송기의 조정값의 조정방법의 작용효과를 이하에 상세히 설명한다.
본 발명의 압력전송기는 압력을 측정하기 위해 운용설비에 장착되며 압력/진공의 상태를 LCD나 FND를 이용하여 표시 하거나 타 장비로 통신라인을 이용하여 전송한다. 평상시에는 압력조정기와 분리된 상태로 사용되며 일정주기마다 압력조정기를 압력전송부(1)의 하우징(11)의 보정전용 투입구(13)장착하여 압력전송부(1)의 센서부(14)의 이상 유무 및 보정을 하게된다.
평소에는 압력전송기(A)는 압력전송부(1)의 압력센서(141)와 온도센서(142)로 구성된 센서부(14)의 신호를 증폭기에서 받아서 증폭하고 노이즈를 제거한 후 AD 변환기를 통해서 신호처리부(152)로 보내면 그 신호를 선형화하고 온도 및 습도에 대해 보상한 후 전송회로(154)를 통해서 전송신호를 출력하는 방식으로 작동한다. 그러나, 압력전송부(1)의 센서부(14)의 조정값을 점검하기 위하여 압력조정기부(2)를 부착시키고 펌프(22)를 이용하여 설정된 압력을 압력전송기의 압력전송부(1)에 장착된 압력센서(141)에 가한 후 이때 나오는 압력센서(141)의 신호를 압력조정부(2) 내부에 장착된 센서(23)의 신호와 비교하여 보정값을 계산하고 이 보정 데이터를 압력전송부(1)로 보내서 압력전송부(9) 내부에 장착된 비휘발성 저장장치인 EEPROM(16)에 저장시키는 방식으로 수행한다.
압력전송기(A)의 압력이 제거된 상태의 기준값인 최소값(ZERO)을 측정하기 위하여 배관(3)에 가해진 압력을 제거한 후 압력전송기(A)의 압력전송부(1)에서 측정된 최소값(ZERO)이 초기 출하시 값과 틀릴 경우 압력조정부(2)의 조정버튼(도시않함)을 눌러 압력전송부(1)에 최소값을 설정하기 위한 값을 전송하여 압력전송부(1)의 최소값을 업데이트한다.
압력전송기(A)의 압력전송부(1)의 압력이 가해졌을 때 나오는 최대값(SPAN)을 측정하기 위하여 압력조정부(2)의 펌프(22)를 이용해 압력전송부(1) 및 압력조정기(2)에 적절한 압력 또는 진공을 가한 후 압력전송부(1)에서 측정된 최대값(SPAN)이 압력조정부(2)에서 측정된 값과 틀릴 경우 조정버튼을 눌러 압력전송부(1)에 최대값을 설정하기 위한 값을 전송하여 보정계수를 업데이트한다.
최소값과 최대값 설정후 압력전송기의 압력전송부(1)에 최소값과 최대값이 정상적으로 설정되어 있는지를 확인하기 위해 확인버튼을 눌러 확인한다. 정상이면 압력조정부(2)를 분리한 후 운용설비를 가동시켜 압력전송기가 올바로 동작하는지 확인한다.
압력전송기를 정상적으로 운용 중에 정기적으로 센서부(14)의 저항 및 전류 변화를 측정한다. 이때 센서의 경년변화가 발생하거나 수명이 다한 경우 이를 지시하거나 타 제어기에 전송한다
이상과 같이 본 발명에 따른 자가진단 및 설치상태로 조정이 가능한 압력전송기 및 상기 압력전송기의 조정값의 조정방법은 압력전송부와 상기 압력전송부에 착 탈가능하게 조립되며 압력/진공을 가하는 압력조정부로 구성되고, 상기 압력전송부의 내부에 설치된 압력센서의 압력이 정상측정되는 방향의 반대편으로 압력/진공을 가할 수 있는 보정 전용 투입구가 형성되고, 상기 보정 전용 투입구를 통하여 상기 압력센서의 반대편으로 표준압력을 인가하는 압력조정부에 의하여 압력전송부의 압력센서의 출력신호를 표준압력과 비교하여 보정계수를 계산한 후 압력전송기의 내부에 있는 비휘발성 저장장치에 그 값을 저장함으로서 배관으로부터 압력전송기를 분리하지 않고 압력전송기의 압력센서의 조정값을 조정할 수 있도록 하므로서 조정값의 조정이 간편하게 되고 설비의 가동을 장기간 중단시킬 필요가 없으므로 생산성이 향상되며, 센서부로 흐르는 전류를 일정 간격으로 측정하여 초기 출하시 전류값과 비교함으로서 센서의 노화 및 경년변화 상태를 실시간으로 알 수 있도록 하였으며, 상기 보정 전용 투입구를 통하여 착탈가능하게 압력전송기와 결합되는 압력조정기를 이용하여 조정할 경우에도 계산된 보정계수와 초기 출하시의 보정계수를 비교함으로서 센서의 노화 및 경년변화 상태를 알 수 있도록 하였으므로 이 기능을 이용하여 제품 교체시기를 미리 알 수 있도록 하는 장점을 갖는다.
Claims (4)
- 배관내의 압력을 측정하고 전송하는 압력전송기(A)에 있어서,상기 압력전송기(A)는 크게 압력전송부(1)와 상기 압력전송부(1)에 착탈가능하게 조립되며 압력/진공을 가하는 압력조정부(2)로 구성되어 있고,상기 압력전송부(1)는 정상측정되는 방향에 설치된 주측정구(12)와 정상측정되는 방향의 반대편에 설치된 보정 전용 투입구(13)가 형성된 하우징(11)과, 상기 하우징(11)내에 설치되며 상기 주측정구(12)와 보정 전용 투입구(13)와 연통되게 설치되는 위치인 상기 주측정구(12)와 보정전용투입구(13) 사이에 배치된 센서부(14)와, 상기 센서부(14)에서 측정된 압력을 증폭시키고 노이즈를 제거하는 증폭기와, 센서값을 수집하고 선형화하고 센서초기화, 댐핑, 보상 및 자가진단을 수행하고 출력을 전송하며 상기 압력조정부(2)와의 통신을 수행하는 신호처리부(152)와, 상기 신호처리부(152)에서 인식된 정보를 저장하는 EEPROM(16)과, 신호처리부(152)의 신호를 전송하는 전송회로(154)로 구성되고,상기 압력조정부(2)는 상기 압력전송부(1)의 보정 전용 투입구(13)와 연통되며 착탈가능하게 결합되는 하우징(21)과, 상기 하우징(21)에 설치되며 수동이나 자동으로 상기 압력전송부(1)의 센서부(14)에 압력/진공을 가하는 펌프(22)와, 상기 펌프(22)의 압력을 감지하는 센서(23)와, 압력전송부(1)의 센서부(14)에서 감지된 신호를 센서(23)의 신호와 비교하여 조정값을 계산하고 이 조정값에 관한 데이터를 압력전송부(1)의 신호처리부(152)로 전송하는 신호처리부(24)와, 상기 센서(23)에서 표시된 값을 표시하는 표시부(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력전송기
- 제1항에 있어서, 상기 센서부(14)는 일측에는 주측정구(12)가 설치되고 반대측에는 보정 전용 투입구(13)가 설치되도록 배치된 것을 특징으로 하는 압력전송기
- 제1항에 있어서, 상기 압력전송부(1)의 상기 신호처리부(152)는 센서부(14)의 전류 및 저항측정을 이용하여 센서의 노화 및 정상동작여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 압력전송기
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| JPS6325524A (ja) | 1986-07-17 | 1988-02-03 | Kiyou Eng Kk | 圧力較正装置 |
| JPH102975A (ja) | 1996-06-18 | 1998-01-06 | Toshiba Corp | 高機能型計装ラック |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20070101922A (ko) | 2007-10-18 |
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