KR100915789B1 - Stress-strain measuring control method using bellows structure - Google Patents

Stress-strain measuring control method using bellows structure

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KR100915789B1 KR1020070120395A KR20070120395A KR100915789B1 KR 100915789 B1 KR100915789 B1 KR 100915789B1 KR 1020070120395 A KR1020070120395 A KR 1020070120395A KR 20070120395 A KR20070120395 A KR 20070120395A KR 100915789 B1 KR100915789 B1 KR 100915789B1
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Abstract

벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법이 개시된다. 개시된 본 발명은 설정시간 동안 균일한 하중을 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서, 설정시간 및 목표하중을 입력하는 제1단계(S110); 시험편(T)에 걸리는 하중이 목표하중까지 도달되도록 탄성적으로 신축되며 가스 압력에 의해 추력(推力)이 발생되는 벨로우즈 구조체에 가스가 유입되도록 하는 유입가스솔레노이드밸브를 개방하는 단계; 상기 유입가스솔레노이드밸브를 폐쇄하고 목표하중과 로드셀로부터 측정된 실제하중의 미세한 차이를 비교하는 단계; 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 오차량에 비례해서 유입가스조절밸브를 개방하는 단계; 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 오차량에 비례해서 유출가스조절밸브를 개방하는 단계; 설정시간이 경과하지 않은 경우 실시간으로 반복하여 일정한 하중을 유지하는 단계; 및 설정시간이 경과된 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 가스가 유출되도록 하는 유출가스솔레노이드밸브를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. Disclosed is a load-strain measurement control method using a bellows structure. According to the present invention, in the load-strain measurement control method using a bellows structure for controlling a deformation according to a load by adding a uniform load to a test piece for a set time, a first step of inputting a set time and a target load (S110) ); Opening the inlet gas solenoid valve which allows the gas to flow into the bellows structure elastically stretched so that the load applied to the test piece T reaches the target load and the thrust is generated by the gas pressure; Closing the inlet gas solenoid valve and comparing a minute difference between a target load and an actual load measured from the load cell; If the actual load does not reach the target load, opening the inlet gas control valve in proportion to the error amount; Opening the outflow gas control valve in proportion to the amount of error if the actual load exceeds the target load; Maintaining a constant load by repeating in real time when the set time has not elapsed; And recovering the added load by opening the effluent gas solenoid valve which allows the gas to flow out of the bellows structure 100 when the set time has elapsed.

이에 의하면, 유압펌프 및 유압 실린더를 채용하지 않고 금속 벨로우즈관(110)을 사용한 하중-변형 측정기의 제어방법을 제공하고, 상기 벨로우즈관 내부 가스압을 정밀하게 제어함으로써 시험편에 다양한 모드의 하중을 부과 및 측정할 수 있는 효과가 있다. The present invention provides a control method of a load-strain measuring device using a metal bellows pipe 110 without employing a hydraulic pump and a hydraulic cylinder, and precisely controls the gas pressure inside the bellows pipe to impose various modes of load on the test piece. There is a measurable effect.

Description

벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법{Stress-strain measuring control method using bellows structure}Stress-strain measuring control method using bellows structure

본 발명은 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 관한 것으로, 특히 전기적으로 작동하는 유압 펌프 및 유압 실린더를 사용하지 않고 가스 압력에 의해 탄성적으로 신축하여 추력을 발생시키는 금속 벨로우즈관을 채용하여, 상기 벨로우즈관 내부 가스압을 정밀하게 제어함으로써 시험편에 다양한 모드의 하중을 부과 및 측정할 수 있는 측정 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a load-strain measurement control method using a bellows structure, and in particular, employs a metal bellows tube that elastically expands and contracts by gas pressure without using an electrically operated hydraulic pump and a hydraulic cylinder. The present invention relates to a measurement control method capable of imposing and measuring various modes of load on a test piece by precisely controlling the gas pressure inside the bellows pipe.

통상적인 하중-변형 측정기는 시험편에 하중을 부과하기 위해 전기 모터 또는 유압 펌프 및 유압 실린더를 구비하고, 유체의 압력이 유압 실린더의 피스톤에 작용함으로써 큰 하중을 얻을 수 있도록 제작된다. 그러나 상기와 같이 구성된 종래의 측정장치는 동력을 발생시키려면 전기 모터, 유압 펌프, 실린더, 피스톤 및 유압 전달 구조가 필수적으로 구비되어야 하므로 장치의 복잡화 및 대형화가 필연적이다.Conventional load-strain gauges are equipped with an electric motor or a hydraulic pump and a hydraulic cylinder to apply a load to a test piece, and are designed to obtain a large load by the pressure of the fluid acting on the piston of the hydraulic cylinder. However, the conventional measuring device configured as described above must be equipped with an electric motor, a hydraulic pump, a cylinder, a piston, and a hydraulic transmission structure to generate power, so that the complexity and enlargement of the device are inevitable.

원자로에 사용되고 있는 재료의 건전성을 평가하기 위해서는 원자로의 가동중에 원전 구조 재료의 검사(in-service system) 및 연구용 원자로의 조사 시험공(irradiation test hole)에서 모의 조사 시험 등이 필수적이다. 원전 가동 중 검사 및 연구용 원자로의 조사 시험공에서 재료의 특성 시험은 통상 길고 협소한 공간에서 수행되며 중성자가 조사되는 열악한 환경이므로, 시험 장치, 특히 하중 부과 수단은 소형화가 필수적이고 원거리에서 정밀하게 조작 제어될 수 있는 특징이 있어야 한다. 또한, 종래의 액상 유체를 이용한 하중 부과 시스템은 원자로의 노심에 액상 유체의 누출 위험이 크고 원천적으로 피스톤과 실린더 내벽의 밀봉 누설문제가 존재하여 고온 밀봉성을 유지하기 어려워 원자로의 안전성에 큰 영향을 주므로 원자로 환경에서 재료 시험을 안전하게 수행할 수 있도록 시험편에 하중 부과용 유체의 고온 밀봉성을 확보할 수 있는 구조의 장치가 요구된다.In order to evaluate the integrity of materials used in nuclear reactors, it is essential to inspect the nuclear reactor structural materials (in-service system) and simulated irradiation tests in the irradiation test hole of the research reactor during operation of the reactor. In-service inspection and investigation of research reactors The testing of material properties in test holes is usually carried out in long, narrow spaces and in harsh environments where neutrons are irradiated. There must be features that can be controlled. In addition, the load application system using the conventional liquid fluid has a high risk of liquid fluid leakage at the core of the reactor and there is a problem of sealing leakage between the piston and the inner wall of the cylinder. In order to safely perform material testing in a nuclear reactor environment, a device is required to ensure the high temperature sealability of the load-bearing fluid on the specimen.

또한, 시험편에 다양한 모드의 하중을 부과하고 이를 측정할 수 있는 장치 및 이를 정확하게 측정할 수 있도록 제어하는 방법이 요구되고 있다. In addition, there is a need for an apparatus capable of applying a load of various modes to a specimen and measuring the same, and a method for controlling the measurement to accurately measure the same.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 안출한 것으로, 전기적으로 구동되는 전동기, 유압 펌프 및 유압 실린더 및 액상 유체를 사용하지 않고, 고온에서 밀봉성을 유지할 수 있고 탄성적으로 신축할 수 있는 금속 벨로우즈관을 이용하여 피시험 재료에 다양하고 정밀한 하중을 부과하여 이에 따른 변형률을 측정하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and does not use electrically driven electric motors, hydraulic pumps and hydraulic cylinders and liquid fluids, and can maintain elasticity at high temperatures and elastically expandable metal bellows. It is an object of the present invention to provide a load-strain measurement control method using a bellows structure in which various and precise loads are applied to a material under test by using a tube to measure strain accordingly.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 설정시간 동안 균일한 하중을 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서, 설정시간 및 목표하중을 입력하는 제1단계(S110); 시험편(T)에 걸리는 하중이 목표하중까지 도달되도록 탄성적으로 신축되며 가스 압력에 의해 추력(推力)이 발생되는 벨로우즈 구조체(100)에 가스가 유입되도록 하는 유입가스솔레노이드밸브(331)를 개방하는 제2단계(S120); 상기 유입가스솔레노이드밸브(331)를 폐쇄하고 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 미세한 차이를 비교하는 제3단계(S130); 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 오차량에 비례해서 벨로우즈 구조체(100)에 유입되는 가스의 양을 조절하는 유입가스조절밸브(321)를 개방하는 제4단계(S140); 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 오차량에 비례해서 벨로우즈 구조체(100)로부터 유출되는 가스의 양을 조절하는 유출가스조절밸브(322)를 개방하는 제5단계(S150); 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제3단계 내지 제5단계를 실시간으로 반복하여 일정한 하중을 유지하는 제6단계(S160); 및 설정시간이 경과된 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 가스가 유출되도록 하는 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제7단계(S170);를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the present invention for achieving the above object, in the load-strain measurement control method using a bellows structure to control the deformation according to the load by adding a uniform load to the test piece during the set time, the set time and the target load A first step of inputting (S110); The inlet gas solenoid valve 331 which elastically expands and contracts so that the load applied to the test piece T reaches the target load and induces gas into the bellows structure 100 in which thrust is generated by the gas pressure is opened. Second step (S120); Closing the inlet gas solenoid valve 331 and comparing a minute difference between a target load and an actual load measured from the load cell 410 (S130); A fourth step (S140) of opening the inflow gas control valve 321 for adjusting the amount of gas introduced into the bellows structure 100 in proportion to an error amount when the actual load does not reach the target load in the third step; A fifth step (S150) of opening the outflow gas control valve (322) for controlling the amount of gas flowing out of the bellows structure (100) in proportion to the amount of error when the actual load exceeds the target load in the third step; A sixth step (S160) of maintaining a constant load by repeating the third to fifth steps in real time when a set time has not elapsed; And a seventh step S170 of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332 to allow gas to flow out from the bellows structure 100 when the set time has elapsed.

또한, 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제8단계(S180);를 더 포함한다. In addition, the eighth step (S180) for recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332 when the test piece (T) is broken.

설정시간 동안 설정된 패턴에 따라 증가하는 하중을 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서, 설정시간 및 일차함수의 기울기(증가패턴)를 입력하는 제1단계(S210); 시간에 따른 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 미세한 차이를 비교하는 제2단계(S220); 상기 제2단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 탄성적으로 신축되며 가스 압력에 의해 추력(推力)이 발생되는 벨로우즈 구조체(100)에 유입되는 가스의 양을 조절하는 유입가스조절밸브(321)를 오차량에 비례해서 개방하는 제3단계(S230); 상기 제2단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 유출되는 가스의 양을 조절하는 유출가스조절밸브(322)를 오차량에 비례해서 개방하는 제4단계(S240); 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제2단계 내지 제4단계를 실시간으로 반복하여 연속적으로 증가되는 하중을 부여하는 제5단계(S250); 및 설정시간이 경과된 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 가스가 유출되도록 하는 유출가스솔레노이브밸브를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제6단계(S260);를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the load-strain measurement control method using a bellows structure that adds a load that increases according to a pattern set for a set time to measure the deformation according to the load, inputting the set time and the slope of the first function (increase pattern) First step (S210) to; A second step (S220) of comparing a minute difference between the target load over time and the actual load measured from the load cell 410; In the second step, when the actual load does not reach the target load, the inlet gas control valve 321 elastically stretches and adjusts the amount of gas flowing into the bellows structure 100 in which thrust is generated by the gas pressure. A third step (S230) of opening in proportion to the error amount; A fourth step (S240) of opening the outflow gas control valve (322) for adjusting the amount of gas flowing out of the bellows structure (100) in proportion to the amount of error when the actual load exceeds the target load in the second step; A fifth step (S250) of applying a load which is continuously increased by repeating the second to fourth steps in real time when the set time has not elapsed; And a sixth step (S260) of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve allowing the gas to flow out of the bellows structure 100 when the set time has elapsed.

또한, 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제7단계(S270);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, when the test piece (T) is broken, the seventh step (S270) of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332, characterized in that it further comprises.

설정시간 동안 설정된 패턴에 따라 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서, 설정시간, 최대하중, 최소하중, 반복주기를 입력하는 제1단계(S310); 반복주기(s)를 판단하는 제2단계(S320); 상기 제2단계에서 반복주기(s)가 60초(s)보다 작다(=주기가 빠르다)라고 판단되는 경우 시간에 따른 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 차이를 비교하는 제3단계(S330); 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 벨로우즈 구조체(100)로 가스가 유입되도록 하는 유입가스솔레노이드밸브(331)를 오차량에 비례해서 개방하는 제4단계(S340); 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 가스가 유출되도록 하는 유출가스솔레노이드밸브(332)를 오차량에 비례해서 개방하는 제5단계(S350); 설정시간이 경과되지 않은 경우 상기 제3단계 내지 제5단계를 실시간으로 반복하여 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 부여하는 제6단계(S360); 상기 제2단계에서 반복주기(s)가 60초(s)보다 크다(=주기가 늦다)라고 판단되는 경우 시간에 따른 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 차이를 비교하는 제7단계(S370); 상기 제7단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 유입되는 가스의 양을 조절하는 유입가스조절밸브(321)를 오차량에 비례해서 개방하는 제8단계(S380); 상기 제7단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 유출되는 가스의 양을 조절하는 유출가스조절밸브(322)를 오차량에 비례해서 개방하는 제9단계(S390); 및 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제7단계 내지 제9단계를 실시간으로 반복하여 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 부여하는 제10단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다. In the load-strain measurement control method using a bellows structure which repeatedly increases or decreases a load according to a set pattern during a set time and measures deformation according to the load, the set time, maximum load, minimum load, A first step (S310) of inputting a repetition period; A second step S320 of determining a repetition period s; A third step of comparing the difference between the target load over time and the actual load measured from the load cell 410 when it is determined that the repetition period s is smaller than 60 seconds (s) in the second step (= period is fast). Step S330; A fourth step (S340) of opening the inflow gas solenoid valve (331) in proportion to an error amount to allow gas to flow into the bellows structure (100) when the actual load does not reach the target load in the third step; A fifth step (S350) of opening the outflow gas solenoid valve (332) in proportion to an error amount so that the gas flows out of the bellows structure (100) when the actual load exceeds the target load in the third step; A sixth step (S360) of repeatedly applying a load which increases and decreases in real time by repeating the third to fifth steps when the set time has not elapsed; A seventh step of comparing the difference between the target load over time and the actual load measured from the load cell 410 when it is determined that the repetition period s is greater than 60 seconds (s) in the second step. Step S370; An eighth step S380 of opening the inflow gas control valve 321 for controlling the amount of gas introduced from the bellows structure 100 in proportion to an error amount when the actual load does not reach the target load in the seventh step; A ninth step (S390) of opening the outflow gas control valve (322) for adjusting the amount of gas flowing out of the bellows structure (100) in proportion to the error amount when the actual load exceeds the target load in the seventh step; And a tenth step (S400) of repeatedly applying a load which increases and decreases in real time by repeating the seventh to ninth steps when the set time has not elapsed.

또한, 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제11단계(S410);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, when the test piece (T) is broken, the eleventh step (S410) of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332; characterized in that it further comprises.

상기와 같은 본 발명으로 인하여 신축성 있는 금속 벨로우즈관을 채용하여 전동기, 유압 펌프 및 유압 실린더 대신하고, 상기 벨로우즈관의 내압을 정밀 조절하는 가스 압력 제어 수단을 구비함으로써 재료의 기계적 시험을 위한 하중 부과 수단을 소형화하여 연구용 원자로의 조사공과 같이 좁고 협소한 공간에서 원자로 가동 중 재료 시험을 수행할 수 있도록 하는 하중-변형 측정기를 이용하여 벨로우즈관 내부 가스압을 제어함으로써 시험편에 다양한 모드의 하중을 부과하고 하중에 따른 시험편의 변형을 측정할 수 있도록 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다. Due to the present invention as described above, by adopting a flexible metal bellows pipe, instead of an electric motor, a hydraulic pump and a hydraulic cylinder, and a gas pressure control means for precisely adjusting the internal pressure of the bellows pipe, a load applying means for mechanical testing of materials To control the gas pressure inside the bellows pipe using a load-strain gauge that allows the material test to be carried out in a narrow and narrow space, such as a research reactor for research reactors. There is an effect that can be precisely controlled to measure the deformation of the specimen according to.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법을 개략적으로 나타낸 도면,1 is a view schematically showing a load-strain measurement control method using a bellows structure according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 벨로우즈관(110)을 확대해서 나타낸 도면,2 is an enlarged view of the bellows pipe 110 of FIG. 1;

도 3은 도 1의 벨로우즈관(110)을 제어하는 가스압력제어수단(300)의 흐름을 나타낸 도면,3 is a view showing the flow of the gas pressure control means 300 for controlling the bellows pipe 110 of FIG.

도 4a는 균일한 하중을 시험편에 부과하는 시험의 하중모드를 나타낸 도면,4A is a diagram showing a load mode of a test in which a uniform load is applied to a test piece;

도 4b는 일정하게 증가하는 하중을 시험편에 부가하는 시험의 하중모드를 나타낸 도면,4b is a diagram showing a load mode of a test in which a constantly increasing load is added to a test piece;

도 4c는 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 시험편에 부가하는 시험의 하중모드를 나타낸 도면,4c shows the load mode of the test of repeatedly adding increasing and decreasing loads to the test piece;

도 5는 도 4a의 하중을 부가시 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법을 제어하는 방법을 나타낸 순서도,5 is a flowchart illustrating a method of controlling a load-strain measurement control method using a bellows structure when the load of FIG. 4A is added;

도 6은 도 4b의 하중을 부가시 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법을 제어하는 방법을 나타낸 순서도, 그리고,FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of controlling a load-strain measurement control method using a bellows structure when the load of FIG. 4B is added, and

도 7은 도 4c의 하중을 부가시 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of controlling a load-strain measurement control method using a bellows structure when the load of FIG. 4C is added.

<본 발명의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of the Present Invention>

100; 벨로우즈 구조체 110; 벨로우즈관100; Bellows structure 110; Bellows tube

120; 연결플랜지 121; 볼트120; Connection flange 121; volt

130; 밀봉판 200; 하중부과수단130; Sealing plate 200; Load-bearing means

210; 이동프레임 211; 상부이동판210; Moving frame 211; Upper plate

212; 하중전달축 213; 하부이동판212; Load transfer shaft 213; Lower transfer plate

220; 고정프레임 221; 상부고정판220; Fixed frame 221; Upper fixing plate

222; 중간고정판 223; 하부고정판222; Intermediate fixation plate 223; Bottom fixing plate

224; 연결출 225; 부싱224; Consolidation 225; bushing

230; 커플링 231; 상부고정축230; Coupling 231; Upper fixed shaft

232; 하부고정축 240; 스토퍼232; Lower fixed shaft 240; stopper

300; 가스압력제어수단 310; 가스버퍼300; Gas pressure control means 310; Gas buffer

311; 압력트랜스듀서 320; 미소가스컨트롤러311; Pressure transducer 320; Micro Gas Controller

321; 유입가스조절밸브 322; 유출가스조절밸브321; Inlet gas control valve 322; Outflow Gas Control Valve

330; 솔레노이드컨트롤러 331; 유입가스솔레노이드밸브330; Solenoid controller 331; Inlet Gas Solenoid Valve

332; 유출가스솔레노이드밸브 333; 솔레노이드개폐컨트롤러332; Outflow gas solenoid valve 333; Solenoid Switch Controller

340; 셀렉터 350; 수동밸브340; Selector 350; Manual Valve

360; 헬륨가스통 370; A/D 컨버터360; Helium gas cylinder 370; A / D converter

400; 계측수단 410; 로드셀400; Measuring means 410; Load cell

420; 마이크로메타 430; 변위트랜스듀서(LVDT)420; Micrometa 430; Displacement Transducer (LVDT)

431; 측정코어 T; 시험편431; Measuring core T; Test piece

본 발명의 상기와 같은 목적 및 다른 특징들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The above objects and other features of the present invention will become more apparent by describing the preferred embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 도면으로는, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 하중-변형 측정기를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 벨로우즈관(110)을 확대해서 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 벨로우즈관(110)을 제어하는 가스압력제어수단(300)의 흐름을 나타낸 도면이고, 도 4a는 균일한 하중을 부가하는 시험의 하중모드를 나타낸 도면이고, 4b는 일정하게 증가하는 하중을 부가하는 시험의 하중모드를 나타낸 도면이고, 도 4c는 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 부가하는 시험의 하중모드를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4a의 하중을 부가시 하중-변형 측정을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 도 4b의 하중을 부가시 하중-변형 측정을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이고, 그리고, 도 7은 도 4c의 하중을 부가시 하중-변형 측정을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a view schematically showing a load-strain measuring device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an enlarged view showing the bellows pipe 110 of Figure 1, Figure 3 1 is a view showing the flow of the gas pressure control means 300 for controlling the bellows pipe 110 of Figure 1, Figure 4a is a view showing the load mode of the test to apply a uniform load, 4b is a constant increasing load Figure 4c is a view showing the load mode of the test to add the, Figure 4c is a view showing the load mode of the test to add increasing and decreasing load repeatedly, Figure 5 controls the load-strain measurement when adding the load of Figure 4a 6 is a flowchart illustrating a method of controlling a load-strain measurement when the load of FIG. 4B is added, and FIG. 7 is a method of controlling a load-strain measurement when the load of FIG. 4C is added. Indicate It is a flow chart.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명은 탄성적으로 신축되면서 추력(推力)이 발생되는 벨로우즈 구조체(100), 상기 벨로우즈 구조체(100)에 의해 발생된 추력을 시험편(T)에 전달하는 하중부과수단(200) 상기 벨로우즈 구조체(100)에 유입, 유출되는 가스의 압력을 조절하는 가스압력제어수단(300) 및 시험편(T)에 부과되는 하중 및 변형을 연속적으로 측정하는 계측수단(400)을 포함한다.Referring to Figures 1 to 3, the present invention is elastically stretched while the bellows structure 100 is generated thrust (推力), the load for transmitting the thrust generated by the bellows structure 100 to the test piece (T) Imposing means 200 Measuring means 400 for continuously measuring the load and deformation imposed on the gas pressure control means 300 and the test piece (T) to adjust the pressure of the gas flowing into the bellows structure 100, outflow It includes.

상기 벨로우즈 구조체(100)는, 탄성적으로 신축되며 가스 압력에 의해 추력(推力)이 발생되는 벨로우즈관(110); 상기 벨로우즈관(110)의 상, 하단에 각각 연장되어 체결수단을 통해 상기 하중부과수단(200)과 연결되는 연결플랜지(120); 및 상기 연결플랜지(120)와 상기 하중부과수단(200) 사이에 각각 개재되어 상기 벨로우즈관(110)을 밀봉하며, 가스 압력에 의해 발생된 추력을 상기 하중부과수단(200)에 전달하는 밀봉판(130);을 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 체결수단은 볼트(121)로 도시하였다. 또한, 상기 벨로우즈관(110)의 재질은 스테인리스로 이루어지므로 높은 내구성을 가지는 것이 특징이다.The bellows structure 100, the bellows pipe 110 is elastically stretched and the thrust generated by the gas pressure (110); Connecting flanges 120 which extend to upper and lower ends of the bellows pipe 110 and are connected to the load-bearing means 200 through fastening means; And a sealing plate interposed between the connection flange 120 and the load applying means 200 to seal the bellows pipe 110 and transmitting a thrust generated by gas pressure to the load applying means 200. 130; characterized in that it comprises a. Wherein the fastening means is shown as a bolt (121). In addition, since the material of the bellows pipe 110 is made of stainless steel, it has a high durability.

상기 하중부과수단(200)은, 상기 벨로우즈 구조체(100)의 상단이 고정되는 상부고정판(221)과, 상기 상부 고정판(221)의 하부에 이격되어 설치되는 하부고정판(223)과, 상기 상부이동판(211)과 상기 하부이동판(213) 사이에 고정되는 중간고정판(222) 및 상기 상부고정판(221)과 중간고정판(222) 그리고 하부고정판(223)을 연결하는 연결축(224)을 포함한 고정프레임(220)이 구성된다.The load applying means 200, the upper fixing plate 221 is fixed to the upper end of the bellows structure 100, the lower fixing plate 223 is provided to be spaced apart below the upper fixing plate 221 and the upper movement An intermediate fixing plate 222 fixed between the plate 211 and the lower movable plate 213 and a connecting shaft 224 connecting the upper fixing plate 221 and the intermediate fixing plate 222 and the lower fixing plate 223. The fixed frame 220 is configured.

또한, 상기 하중부과수단(200)에는 상기 벨로우즈 구조체(100)의 하단에 고정되며 상기 벨로우즈 구조체(100)에서 발생되는 추력에 따라 승하강되는 상부이동판(211)과, 상기 중간고정판(222)의 하부에 이격되어 설치되며 상부이동판(211)과 연동되는 하부이동판(213)과, 상기 상부이동판(211)과 상기 하부이동판(213)을 연결하는 하중전달축(212)과, 상기 중간고정판(222)에 고정되며 상기 중간고정판(222)의 하부로 설치되는 상부고정축(231)과, 상기 하부이동판(213)에 고정되며 상기 하부이동판(213)의 상부로 설치되는 하부이동축(232) 및 상기 상부고정축(231)과 하부이동축(232)의 단부에 각각 설치되어 시험편(T)의 양단을 지지하며 상기 시험편(T)의 착탈이 가능한 커플링(230)을 포함하는 이동프레임(210)이 구성된다.In addition, the load-carrying means 200 is fixed to the lower end of the bellows structure 100 and the upper movable plate 211 is lowered in accordance with the thrust generated in the bellows structure 100 and the intermediate fixing plate 222 A lower portion of the movable plate 213 spaced apart from the upper movable plate 211 and interlocked with the upper movable plate 211, and a load transfer shaft 212 connecting the upper movable plate 211 and the lower movable plate 213; The upper fixing shaft 231 is fixed to the middle fixing plate 222 and installed below the middle fixing plate 222, and is fixed to the lower moving plate 213 and installed to the upper portion of the lower moving plate 213. It is installed at the end of the lower movable shaft 232 and the upper fixed shaft 231 and the lower movable shaft 232 to support both ends of the test piece (T) and includes a coupling 230 that can be attached and detached of the test piece (T) The moving frame 210 is configured.

또한, 상기 하부 고정판(223)의 상부에는 상기 시험편(T) 파단시 상기 이동프레임(210)의 충격을 완화하는 스토퍼(240)가 구비되며, 상기 중간고정판(222)은 상기 하중전달축(212)과 결합되어 상기 하중전달축(212)을 안내하는 부싱(225)이 구비된다.In addition, the upper portion of the lower fixing plate 223 is provided with a stopper 240 to mitigate the impact of the moving frame 210 when the test piece (T) is broken, the intermediate fixing plate 222 is the load transfer shaft 212 Is coupled to the bushing 225 for guiding the load transfer shaft 212.

상기 가스압력제어수단(300)은, 상기 벨로우즈 구조체(100)의 내부 가스압력이 급격히 변화되는 것을 방지하도록 상기 벨로우즈 구조체(100)에 가스를 공급 또는 회수하는 가스버퍼(310); 상기 가스버퍼(310)의 압력을 측정하고 전기적 신호로 변환하는 압력트랜스듀서(311); 상기 가스버퍼(310)로 유입 또는 유출되는 가스의 양을 정밀하게 조절하는 유입가스조절밸브(321)와 유출가스조절밸브(322), 상기 가스버퍼(310)로 유입 또는 유출되는 가스의 양을 급격하게 조절하는 유입가스솔레노이드밸브(331)와 유출가스솔레노이드밸브(332); 상기 유입가스조절밸브(321)와 유출가스조절밸브(322)를 제어하는 미소가스컨트롤러(320); 유입가스솔레노이드밸브(331)와 유출가스솔레노이드밸브(332)를 제어하는 솔레노이드컨트롤러(330)와 이의 개폐시간을 제어하는 솔레노이드개폐컨트롤러(333); 상기 압력트랜스듀서(311) 또는 상기 계측수단(400)으로부터 전기적신호를 받아 제어를 수행할 컨트롤러를 선택하는 셀렉터(340);를 포함하는 것을 특징으로 한다. 설명되지 않은 도면부호 350은 소요위치에 복수개 구비되어 유량을 수동으로 조작 가능하도록 구성되는 수동밸브(350)를 나타내고, 360은 가스가 최초로 저장되어 공급되는 헬륨가스통(360), 370은 로드셀(410) 또는 변위트랜스듀서(430)에서 측정된 값을 전압신호로 변환하여 컴퓨터의 표시장치로 보내는 A/D 컨버터(370)이다.The gas pressure control means 300 may include: a gas buffer 310 supplying or recovering gas to the bellows structure 100 to prevent the internal gas pressure of the bellows structure 100 from being rapidly changed; A pressure transducer 311 measuring the pressure of the gas buffer 310 and converting the pressure into an electrical signal; The amount of gas flowing into or out of the inlet gas control valve 321 and the outflow gas control valve 322 and the gas buffer 310 to precisely control the amount of the gas flowing into or out of the gas buffer 310. An inlet gas solenoid valve 331 and an outlet gas solenoid valve 332 which are rapidly adjusted; A micro gas controller 320 for controlling the inflow gas control valve 321 and the outflow gas control valve 322; A solenoid controller 330 for controlling the inflow gas solenoid valve 331 and the outflow gas solenoid valve 332 and a solenoid opening and closing controller 333 for controlling the opening / closing time thereof; And a selector 340 that selects a controller to perform control by receiving an electrical signal from the pressure transducer 311 or the measuring means 400. Reference numeral 350, which is not described, denotes a manual valve 350 provided with a plurality of required positions and configured to manually operate the flow rate, where 360 is a helium gas cylinder 360 in which gas is first stored and supplied, and 370 is a load cell 410. Or A / D converter 370 converts the value measured by the displacement transducer 430 to a voltage signal and sends it to the display device of the computer.

상기 계측수단(400)은, 상기 상부고정축(231) 상에 설치되어 시험편(T)에 걸리는 하중을 측정하고 이를 전기적 신호로 변환하여 상기 가스압력제어수단(300)의 A/D 컨버터(370)를 통해 퍼스날 컴퓨터의 표시장치에 전달되거나, 하중을 제어하기 위한 각 컨트롤러로 전달하는 로드셀(410); 상기 중간고정판(222)의 하단에 배치되어 이동프레임(210)의 이동거리의 절대량을 측정하는 마이크로메타(420); 및 상기 중간고정판(222)과 상기 하부이동판(213)에 고정 설치되어 시험편(T)과 동일하게 변형되는 측정코어(431)를 통해 시험편(T)의 변화량을 측정하여 이를 전기적 신호로 변환하는 변위트랜스듀서(430)(LVDT);을 포함하는 것을 특징으로 한다.The measuring means 400 is installed on the upper fixed shaft 231 to measure the load applied to the test piece (T) and converts it into an electrical signal to the A / D converter 370 of the gas pressure control means 300 A load cell 410 which is transmitted to the display device of the personal computer or transmitted to each controller for controlling the load; A micrometer 420 disposed at a lower end of the intermediate fixing plate 222 to measure an absolute amount of a moving distance of the moving frame 210; And measuring a change amount of the test piece T through the measuring core 431 fixedly installed on the intermediate fixing plate 222 and the lower movable plate 213 to be deformed in the same manner as the test piece T, and converting the converted amount into an electrical signal. Displacement transducer 430 (LVDT); characterized in that it comprises a.

상기와 같은 구조로 인하여 벨로우즈관(110)에 가스로 인한 내압이 작용되어 추력이 발생되며, 발생되는 추력에 의해 상부이동판(211)이 아래쪽으로 이동하고 이에 따라 하중전달축(212)이 부싱(225)을 통과하여 하부이동판(213)을 밀게 된다. 하부이동판(213)에 작용하는 힘은 커플링(230)에 의해서 시험편(T)에 전달되어 인장력으로 작용하게 된다. 여기서, 벨로우즈관(110)에서 발생되는 추력은 (벨로우즈 단면적)x(벨로우즈 내부 압력) - (벨로우즈 스프링 상수) x (벨로우즈 변형량)의 식으로 계산된다. Due to the structure as described above, the internal pressure due to the gas is applied to the bellows pipe 110, the thrust is generated, the upper transfer plate 211 is moved downward by the generated thrust, and thus the load transfer shaft 212 bushing The lower movable plate 213 is pushed through 225. The force acting on the lower movable plate 213 is transmitted to the test piece T by the coupling 230 to act as a tensile force. Here, the thrust generated in the bellows pipe 110 is calculated by the formula (bellows cross-sectional area) x (bellows internal pressure)-(bellows spring constant) x (bellows deformation amount).

이하, 본 발명의 제어방법에 대하여 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명한다. 시험편(T)에 작용하는 하중은 도 4 에 각각 도시한 것과 같이 3가지 모드로 부과할 수 있다. 첫째, 시험편(T)에 일정 시간 동안 정 하중을 부과하는 경우, 둘째, 하중을 점차 증가시키는 경우, 셋째, 하중의 크기가 증가와 반복을 반복하는 피로 하중을 부과할 수 있다.Hereinafter, the control method of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 7. The load acting on the test piece T can be imposed in three modes as shown in Fig. 4, respectively. First, when a static load is applied to the specimen (T) for a certain time, second, when the load is gradually increased, third, the magnitude of the load can be imposed a fatigue load repeating the increase and repetition.

설정시간 동안 균일한 하중을 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서, 제1단계(S110)에서는 설정시간 및 목표하중을 컴퓨터에 입력한다. 제2단계(S120)에서는 시험편(T)에 걸리는 하중이 목표하중까지 도달되도록 헬륨가스통(360)을 열고 유입가스솔레노이드밸브(331)를 개방하여 가스가 가스버퍼(310) 및 벨로우즈관(110)에 주입되도록 한다. 이때, 벨로우즈관(110) 내부의 압력과 가스버퍼(310)의 압력은 거의 동시에 평형압력에 도달하므로 가스버퍼(310)의 압력을 제어함으로써 벨로우즈관(110) 내부 압력을 조절하고 최종적으로 시험편(T)에 걸리는 하중을 조절하게 된다. 제3단계(S130)에서는 시험편(T)에 걸리는 하중이 목표하중에 도달하는 순간 유입가스솔레노이드밸브(331)를 닫는다. 이때, 제어신호 입력시간과 유입가스솔레노이드밸브(331)의 조작시간의 순간적인 차이에 의해서 시험편(T)에 걸리는 실제하중은 목표하중과 약간의 차이를 두게 된다. 따라서 이 단계에서는 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 미세한 차이를 비교한다. 제4단계(S140)는 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 벨로우즈관(110)으로 유입되는 가스의 양을 조절하는 유입가스조절밸브(321)를 오차량에 비례해서 개방하여 가스버퍼(310)로 유입되는 가스량을 조절하고, 이에 따라 벨로우즈관(110)의 내부 압력이 목표하중에 상당하는 압력을 가지도록 한다. 만약 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 벨로우즈관(110)으로부터 유출되는 가스의 양을 조절하는 유출가스조절밸브(322)를 오차량에 비례해서 개방하는 제5단계(S150)가 이루어진다. 상기 유입가스조절밸브(321)와 유출가스조절밸브(322)는 미소가스컨트롤러(320)를 사용하여 제어한다. 제6단계(S160)는 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제3단계 내지 제5단계를 실시간으로 반복하여 일정한 하중을 유지하는 단계이다. 설정시간이 경과된 경우 벨로우즈관(110)으로부터 가스가 유출되도록 하는 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제7단계(S170)가 수행되고 상기 제2단계 내지 제6단계 수행중에 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제8단계(S180)가 수행된다.In the load-strain measurement control method using a bellows structure in which a uniform load is added to the test piece for setting time to control the deformation according to the load, in the first step S110, the setting time and the target load are input to the computer. . In the second step (S120), the helium gas cylinder 360 is opened and the inflow gas solenoid valve 331 is opened so that the load applied to the test piece T reaches the target load, thereby allowing the gas to flow into the gas buffer 310 and the bellows pipe 110. To be injected into. At this time, since the pressure inside the bellows pipe 110 and the pressure of the gas buffer 310 reach an equilibrium pressure at about the same time, the pressure inside the bellows pipe 110 is controlled by controlling the pressure of the gas buffer 310 and finally, the test piece ( The load on T) is adjusted. In the third step S130, the inlet gas solenoid valve 331 is closed at the moment when the load applied to the test piece T reaches the target load. At this time, due to the instantaneous difference between the control signal input time and the operating time of the inlet gas solenoid valve 331, the actual load on the test piece (T) is slightly different from the target load. Therefore, in this step, a minute difference between the target load and the actual load measured from the load cell 410 is compared. In the fourth step S140, when the actual load does not reach the target load in the third step, the inlet gas control valve 321 for adjusting the amount of gas introduced into the bellows pipe 110 is opened in proportion to the error amount. The amount of gas introduced into the gas buffer 310 is adjusted, so that the internal pressure of the bellows pipe 110 has a pressure corresponding to the target load. If the actual load exceeds the target load in the third step, the fifth step (S150) of opening the outflow gas control valve 322 for adjusting the amount of gas flowing out from the bellows pipe 110 in proportion to the error amount Is done. The inflow gas control valve 321 and the outflow gas control valve 322 are controlled using the micro gas controller 320. In the sixth step S160, when the set time has not elapsed, the third to fifth steps are repeated in real time to maintain a constant load. When the set time has elapsed, a seventh step S170 of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332 to allow gas to flow out from the bellows pipe 110 is performed and the second to sixth steps are performed. When the test piece T breaks during the execution, the eighth step S180 of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332 is performed.

미소 하중을 일정한 값으로 연속 조절하는 기능은 연구용 원자로와 같은 중성자 조사 환경에서 재료 시험시 극히 중요한 기능이다. 중성자 조사 환경에서 벨로우즈관(110)의 내부 가스온도는 원자로 출력 증가와 감소에 의해 계속 변화하므로 일정한 하중을 시험편(T)에 유지하기 위해서는 연속적으로 하중의 미소한 변화를 정밀하게 조절하는 것이 필요하다.The ability to continuously adjust micro loads to a constant value is extremely important when testing materials in neutron irradiation environments such as research reactors. In the neutron irradiation environment, the internal gas temperature of the bellows tube 110 continuously changes due to the increase and decrease of the reactor output. Therefore, in order to maintain a constant load on the test piece T, it is necessary to precisely control the minute change of the load continuously. .

설정시간 동안 설정된 패턴에 따라 증가하는 하중을 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서, 제1단계(S210)는 설정시간 및 미소가스컨트롤러(320)에 일차함수의 기울기(증가패턴)를 입력하는 단계이다. 시간에 따라 연속적으로 일차함수 값으로 변화하는 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 미세한 차이를 비교하는 제2단계(S220), 상기 제2단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 유입가스조절밸브(321)를 오차량에 비례해서 개방하는 제3단계(S230), 상기 제2단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 유출가스조절밸브(322)를 오차량에 비례해서 개방하는 제4단계(S240)가 순차적으로 실행되어 시험편(T)에 부가되는 하중이 점차 증가되도록 한다. 다음은 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제2단계 내지 제4단계를 실시간으로 반복하여 연속적으로 증가되는 하중을 부여하는 제5단계(S250), 설정시간이 경과된 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제6단계(S260) 및 상기 제2단계 내지 제5단계 수행 중에 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제7단계(S270)가 수행된다. 이러한 제어로 인하여 시험편(T)에 부가되는 하중이 일차 함수적으로 증가된다.In the load-strain measurement control method using a bellows structure for controlling the deformation according to the load by adding a load that increases according to the pattern set during the set time, the first step (S210) is the set time and the micro gas controller In operation 320, a slope (increase pattern) of the linear function is input. In the second step (S220) of comparing the minute difference between the target load continuously changing to the primary function value with time and the actual load measured from the load cell 410, when the actual load does not reach the target load in the second step The third step (S230) of opening the inlet gas control valve 321 in proportion to the error amount, if the actual load exceeds the target load in the second step, opening the outflow gas control valve 322 in proportion to the error amount The fourth step (S240) is performed sequentially so that the load added to the test piece (T) is gradually increased. Next, when the set time has not elapsed, a fifth step (S250) of applying a continuously increasing load by repeating the second to fourth steps in real time, and the outflow gas solenoid valve 332 when the set time has elapsed. When the test piece (T) is broken during the sixth step (S260) and the second to fifth steps to recover the added load by opening the outlet gas solenoid valve 332 to recover the added load A seventh step S270 is performed. Due to this control, the load applied to the test piece T increases linearly.

설정시간 동안 설정된 패턴에 따라 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서, 제1단계(S310)는 설정시간, 최대하중, 최소하중, 반복주기를 입력하는 단계이다. 다음은 반복주기(s)를 판단하는 제2단계(S320), 상기 제2단계에서 반복주기(s)가 60초(s)보다 작다(=주기가 빠르다)라고 판단되는 경우 시간에 따른 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 차이를 비교하는 제3단계(S330), 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 유입가스솔레노이드밸브(331)를 오차량에 비례해서 개방하는 제4단계(S340), 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 오차량에 비례해서 개방하는 제5단계(S350), 설정시간이 경과되지 않은 경우 상기 제3단계 내지 제5단계를 실시간으로 반복하여 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 부여하는 제6단계(S360)가 차례로 수행된다. In the load-strain measurement control method using a bellows structure for controlling the deformation according to the load by repeatedly adding a decreasing load to the test piece repeatedly according to the set pattern during the set time, the first step (S310) Enter the maximum load, minimum load, and repetition cycle. Next, in the second step (S320) of determining the repetition period (s), if the repetition period (s) in the second step is determined to be less than 60 seconds (s) (= period is faster) the target load over time And comparing the difference between the actual load measured from the load cell 410 and the third step (S330), when the actual load does not reach the target load in the third step, the inlet gas solenoid valve 331 is opened in proportion to the error amount. In the fourth step (S340), the fifth step (S350) for opening the outflow gas solenoid valve 332 in proportion to the error amount when the actual load exceeds the target load in the third step, the set time has not elapsed In this case, a sixth step S360 of repeatedly applying the increasing and decreasing loads is sequentially performed by repeating the third to fifth steps in real time.

만약에 상기 제2단계에서 반복주기(s)가 60초(s)보다 크다(=주기가 늦다)라고 판단되는 경우 시간에 따른 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 차이를 비교하는 제7단계(S370), 상기 제7단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 유입가스조절밸브(321)를 오차량에 비례해서 개방하는 제8단계(S380), 상기 제7단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 유출가스조절밸브(322)를 오차량에 비례해서 개방하는 제9단계(S390), 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제7단계 내지 제9단계를 실시간으로 반복하여 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 부여하는 제10단계(S400) 및 상기 제3단계 내지 제10단계 수행 중에 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제11단계(S410)가 차례로 수행된다.If it is determined in the second step that the repetition period (s) is greater than 60 seconds (s) (= period is late), the difference between the target load over time and the actual load measured from the load cell 410 is compared. In the seventh step (S370), when the actual load does not reach the target load in the seventh step, the eighth step (S380) to open the inflow gas control valve 321 in proportion to the error amount, the actual load in the seventh step When the target load is exceeded, the ninth step S390 of opening the outflow gas control valve 322 in proportion to the error amount is increased, and if the set time has not elapsed, the seventh to ninth steps are repeatedly increased in real time. When the test piece T is broken during the tenth step S400 and the third to tenth steps of repeatedly applying a decreasing load, the outlet gas solenoid valve 332 is opened to recover the added load. The eleventh step S410 is performed in sequence.

상기와 같은 제어방법을 통하여 벨로우즈관(110)의 내압에 의한 추력이 전달되어 시험편(T)에 인장력이 걸리면 재료는 고유의 특성에 따라 연신된다. 재료가 연신되면 중간고정판(222)의 아랫면에 부착되어 있는 마이크로메타(420)를 누르고 있는 변위트랜스듀서(430)의 측정코아의 길이가 변화한다. 시험편(T)의 연신량은 이 측정코아의 위치 변화와 동일하므로 측정코아의 위치 변화는 변위트랜스듀서(430)에 의해 측정되고, 시험편(T)에 걸리는 하중은 중간고정판(222)의 아랫면에 부착되어 있는 로드셀(410)에 의해 측정된다. 변위트랜스듀서(430)에 의해 측정된 연신량 및 로드셀(410)에 의해 측정된 하중은 전압신호로 변환되어 A/D 컨버터(370)를 통해 컴퓨터의 표시 장치로 보내진다. Through the control method as described above, when the thrust due to the internal pressure of the bellows pipe 110 is transmitted and the tensile force is applied to the test piece (T), the material is stretched according to its inherent characteristics. When the material is stretched, the length of the measurement core of the displacement transducer 430 that holds the micrometer 420 attached to the lower surface of the intermediate fixing plate 222 is changed. Since the amount of extension of the test piece T is equal to the change in the position of the measuring core, the change in the position of the measuring core is measured by the displacement transducer 430, and the load applied to the test piece T is placed on the lower surface of the intermediate fixing plate 222. It is measured by the load cell 410 attached. The amount of stretching measured by the displacement transducer 430 and the load measured by the load cell 410 are converted into voltage signals and sent to the display device of the computer through the A / D converter 370.

본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구항의 범주 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.The present invention has been described in an exemplary manner. The terminology used herein is for the purpose of description and should not be regarded as limiting. Many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. Accordingly, the invention may be freely practiced within the scope of the claims unless otherwise stated.

Claims (6)

삭제delete 설정시간 동안 균일한 하중을 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서,In the load-strain measurement control method using a bellows structure for controlling the deformation according to the load by adding a uniform load to the test piece for a set time, 설정시간 및 목표하중을 입력하는 제1단계(S110);A first step (S110) of inputting a set time and a target load; 시험편(T)에 걸리는 하중이 목표하중까지 도달되도록 탄성적으로 신축되며 가스 압력에 의해 추력(推力)이 발생되는 벨로우즈 구조체(100)에 가스가 유입되도록 하는 유입가스솔레노이드밸브(331)를 개방하는 제2단계(S120);The inlet gas solenoid valve 331 which elastically expands and contracts so that the load applied to the test piece T reaches the target load and induces gas into the bellows structure 100 in which thrust is generated by the gas pressure is opened. Second step (S120); 상기 유입가스솔레노이드밸브(331)를 폐쇄하고 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 미세한 차이를 비교하는 제3단계(S130);Closing the inlet gas solenoid valve 331 and comparing a minute difference between a target load and an actual load measured from the load cell 410 (S130); 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 오차량에 비례해서 벨로우즈 구조체(100)에 유입되는 가스의 양을 조절하는 유입가스조절밸브(321)를 개방하는 제4단계(S140);A fourth step (S140) of opening the inflow gas control valve 321 for adjusting the amount of gas introduced into the bellows structure 100 in proportion to an error amount when the actual load does not reach the target load in the third step; 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 오차량에 비례해서 벨로우즈 구조체(100)로부터 유출되는 가스의 양을 조절하는 유출가스조절밸브(322)를 개방하는 제5단계(S150);A fifth step (S150) of opening the outflow gas control valve (322) for controlling the amount of gas flowing out of the bellows structure (100) in proportion to the amount of error when the actual load exceeds the target load in the third step; 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제3단계 내지 제5단계를 실시간으로 반복하여 일정한 하중을 유지하는 제6단계(S160); 및A sixth step (S160) of maintaining a constant load by repeating the third to fifth steps in real time when a set time has not elapsed; And 설정시간이 경과된 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 가스가 유출되도록 하는 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제7단계(S170); 및A seventh step (S170) of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332 for allowing the gas to flow out of the bellows structure 100 when the set time has elapsed; And 상기 제2단계 내지 제6단계 수행중에 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제8단계(S180);를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법.A bellows structure comprising: an eighth step (S180) of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332 when the test piece T breaks during the second to sixth steps. Load-strain measurement control method using 설정시간 동안 설정된 패턴에 따라 증가하는 하중을 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서,In the load-strain measurement control method using a bellows structure for controlling the deformation according to the load by adding a load that increases according to the pattern set during the set time, 설정시간 및 일차함수의 기울기(증가패턴)를 입력하는 제1단계(S210);A first step (S210) of inputting a set time and a slope (increase pattern) of the first-order function; 시간에 따른 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 미세한 차이를 비교하는 제2단계(S220);A second step (S220) of comparing a minute difference between the target load over time and the actual load measured from the load cell 410; 상기 제2단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 탄성적으로 신축되며 가스 압력에 의해 추력(推力)이 발생되는 벨로우즈 구조체(100)에 유입되는 가스의 양을 조절하는 유입가스조절밸브(321)를 오차량에 비례해서 개방하는 제3단계(S230);In the second step, when the actual load does not reach the target load, the inlet gas control valve 321 elastically stretches and adjusts the amount of gas flowing into the bellows structure 100 in which thrust is generated by the gas pressure. A third step (S230) of opening in proportion to the error amount; 상기 제2단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 유출되는 가스의 양을 조절하는 유출가스조절밸브(322)를 오차량에 비례해서 개방하는 제4단계(S240); A fourth step (S240) of opening the outflow gas control valve (322) for adjusting the amount of gas flowing out of the bellows structure (100) in proportion to the amount of error when the actual load exceeds the target load in the second step; 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제2단계 내지 제4단계를 실시간으로 반복하여 연속적으로 증가되는 하중을 부여하는 제5단계(S250); 및A fifth step (S250) of applying a load which is continuously increased by repeating the second to fourth steps in real time when the set time has not elapsed; And 설정시간이 경과된 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 가스가 유출되도록 하는 유출가스솔레노이브밸브를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제6단계(S260);를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법.When the set time has elapsed, the sixth step (S260) for recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve to allow the gas to flow out from the bellows structure 100; Load-strain measurement control method. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제2단계 내지 제5단계 수행 중에 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제7단계(S270);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법.And a seventh step S270 of recovering the added load by opening the effluent gas solenoid valve 332 when the test piece T is broken during the second to fifth steps. Load-strain measurement control method using structure. 설정시간 동안 설정된 패턴에 따라 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 시험편에 부가하여 하중에 따른 변형을 측정하도록 제어하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법에 있어서,In the load-strain measurement control method using the bellows structure to control to measure the deformation according to the load by repeatedly adding to the test piece increases and decreases according to the set pattern during the set time, 설정시간, 최대하중, 최소하중, 반복주기를 입력하는 제1단계(S310);A first step (S310) of inputting a set time, a maximum load, a minimum load, and a repetition period; 반복주기(s)를 판단하는 제2단계(S320);A second step S320 of determining a repetition period s; 상기 제2단계에서 반복주기(s)가 60초(s)보다 작다(=주기가 빠르다)라고 판단되는 경우 시간에 따른 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 차이를 비교하는 제3단계(S330);A third step of comparing the difference between the target load over time and the actual load measured from the load cell 410 when it is determined that the repetition period s is smaller than 60 seconds (s) in the second step (= period is fast). Step S330; 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 벨로우즈 구조체(100)로 가스가 유입되도록 하는 유입가스솔레노이드밸브(331)를 오차량에 비례해서 개방하는 제4단계(S340);A fourth step (S340) of opening the inflow gas solenoid valve (331) in proportion to an error amount to allow gas to flow into the bellows structure (100) when the actual load does not reach the target load in the third step; 상기 제3단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 가스가 유출되도록 하는 유출가스솔레노이드밸브(332)를 오차량에 비례해서 개방하는 제5단계(S350); A fifth step (S350) of opening the outflow gas solenoid valve (332) in proportion to an error amount so that the gas flows out of the bellows structure (100) when the actual load exceeds the target load in the third step; 설정시간이 경과되지 않은 경우 상기 제3단계 내지 제5단계를 실시간으로 반복하여 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 부여하는 제6단계(S360);A sixth step (S360) of repeatedly applying a load which increases and decreases in real time by repeating the third to fifth steps when the set time has not elapsed; 상기 제2단계에서 반복주기(s)가 60초(s)보다 크다(=주기가 늦다)라고 판단되는 경우 시간에 따른 목표하중과 로드셀(410)로부터 측정된 실제하중의 차이를 비교하는 제7단계(S370);A seventh step of comparing the difference between the target load over time and the actual load measured from the load cell 410 when it is determined that the repetition period s is greater than 60 seconds (s) in the second step. Step S370; 상기 제7단계에서 실제하중이 목표하중에 미치지 못한 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 유입되는 가스의 양을 조절하는 유입가스조절밸브(321)를 오차량에 비례해서 개방하는 제8단계(S380);An eighth step S380 of opening the inflow gas control valve 321 for controlling the amount of gas introduced from the bellows structure 100 in proportion to an error amount when the actual load does not reach the target load in the seventh step; 상기 제7단계에서 실제하중이 목표하중을 초과하는 경우 벨로우즈 구조체(100)로부터 유출되는 가스의 양을 조절하는 유출가스조절밸브(322)를 오차량에 비례해서 개방하는 제9단계(S390); 및 A ninth step (S390) of opening the outflow gas control valve (322) for adjusting the amount of gas flowing out of the bellows structure (100) in proportion to the error amount when the actual load exceeds the target load in the seventh step; And 설정시간이 경과하지 않은 경우 상기 제7단계 내지 제9단계를 실시간으로 반복하여 증가하다 감소하는 하중을 반복적으로 부여하는 제10단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법.If the set time has not elapsed, the tenth step (S400) to repeatedly give a load that increases and decreases in real time repeating the seventh to the ninth step (S400); Strain measurement control method. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, wherein 상기 제3단계 내지 제10단계 수행 중에 시험편(T)이 파단되는 경우 유출가스솔레노이드밸브(332)를 개방하여 부가된 하중을 회수하는 제11단계(S410);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법.If the test piece (T) is broken during the third step to the tenth step, the eleventh step (S410) of recovering the added load by opening the outflow gas solenoid valve 332; bellows further comprising a Load-strain measurement control method using structure.
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