KR100985925B1 - 압력 강도 테스트 장치 - Google Patents

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KR100985925B1
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Abstract

본 발명은 압력 강도 테스트 장치에 관한 것으로, 디스플레이부를 통해 테스트 과정에 대한 모니터링 및 사용자의 조작이 가능하도록 하고 피측정물의 압력 강도에 대한 양불 판단 결과를 실시간으로 출력하며, 테스트 정보를 편리하게 외부 저장 장치에 저장할 수 있도록 함으로써, 비숙련자라도 밀폐형 용기에 대한 압력 강도 테스트를 안정적이고 용이하게 수행할 수 있고, 실시간으로 피측정물에 대한 제작 안정성 및 신뢰성 여부를 판단할 수 있으며, 다양한 피측정물에 대한 정보를 데이터베이스화하여 활용함으로써 그 활용 범위를 더욱 확장시킬 수 있는 압력 강도 테스트 장치를 제공한다.

Description

압력 강도 테스트 장치{Apparatus for Testing Pressure Strength of Sealed Product}
본 발명은 압력 강도 테스트 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 디스플레이부를 통해 테스트 과정에 대한 모니터링 및 사용자의 조작이 가능하도록 하고 피측정물의 압력 강도에 대한 양불 판단 결과를 실시간으로 출력하며, 테스트 정보를 편리하게 외부 저장 장치에 저장할 수 있도록 함으로써, 비숙련자라도 밀폐형 용기에 대한 압력 강도 테스트를 안정적이고 용이하게 수행할 수 있고, 실시간으로 피측정물에 대한 제작 안정성 및 신뢰성 여부를 판단할 수 있으며, 다양한 피측정물에 대한 정보를 데이터베이스화하여 활용함으로써 그 활용 범위를 더욱 확장시킬 수 있는 압력 강도 테스트 장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 기계 부품이나 용기 등 산업 전반에 널리 사용되는 가공품 또는 주조품 등은 그 기능에 따라 내부 공간의 기밀성이 보장되어야 하는 제품들이 있는데, 이러한 밀폐형 제품은 그 구조적인 특성상 내외부 공간의 압력 차이에 의해 발생하는 변형량 또는 파괴 여부에 대한 특성이 중요한 물성치로서 테스트되어야 한다.
이러한 테스트는 일반적으로 외부와 차단된 일정 크기의 압력 챔버에 피측정물을 배치시킨 상태에서 압력 챔버에 외부로부터 압력을 가한 후 피측정물의 변형량을 측정하는 방식으로 진행된다. 이러한 과정을 통해 얻어지는 측정 결과는 피측정물에 대한 압력 강도를 나타내는 것으로, 이를 통해 피측정물이 사용될 수 있는 압력 조건을 추론할 수 있고, 또한 요구되는 압력 조건 환경에 적합한 강성을 갖도록 안전하게 제작되었는지 피측정물에 대한 신뢰성을 평가하는데 이용된다.
종래 일반적으로 수행되고 있는 이러한 테스트 진행 방식은 피측정물을 압력 챔버 내에 고정하지 않고 자유롭게 단순 배치한 상태로 압력 챔버에 압력을 가하는 방식으로 테스트가 진행되고 있으며, 이에 따라 테스트 과정에서 피측정물이 이동할 수 있으므로 피측정물의 변형량 측정값에 오차가 발생할 수 있어 테스트 신뢰성이 크게 저하되는 문제가 있었다. 또한, 압력 챔버에 압력을 가하는 방식이나 피측정물의 변형량을 측정하는 방식 또한 그 조작이 매우 어렵고 복잡하여 숙련된 사용자만이 테스트를 수행할 수 있고, 이러한 복잡한 테스트 진행 과정에 의해 테스트 결과에 대한 오차가 증가하거나 안전 사고가 발생할 수 있는 위험성이 더욱 증가하는 등의 문제가 있었다.
특히, 종래에는 이러한 테스트 진행에 전용으로 사용되는 압력 챔버나 압력 펌프 등이 구비되지 않고 범용의 부품들을 작업자가 조립 연결하여 사용하고 있는 실정인바, 작업 환경이 매우 열악하고 안전성 및 신뢰성이 크게 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명의 목적은 밀폐형 용기에 대한 압력 강도 테스트를 숙련자가 아니라도 용이하게 수행할 수 있고 더욱 정확한 측정 결과를 산출할 수 있는 압력 강도 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 밀폐형 용기에 대한 압력 강도 테스트 과정을 디스플레이부를 통해 상세하게 모니터링할 수 있고 디스플레이부를 터치 스크린 방식으로 제작하고 특히 사용자 편의성이 강화된 출력 화면으로 구성함으로써, 밀폐형 용기에 대한 압력 강도 테스트를 안정적이고 용이하게 수행할 수 있는 압력 강도 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 피측정물에 대한 압력 및 변형량을 측정하고 측정된 결과를 이용하여 제어부가 피측정물의 압력 강도에 대한 양불 판단을 수행하며, 제어부에 의해 수행된 양불 판단 결과를 디스플레이부를 통해 사용자에게 출력함으로써, 사용자가 테스트 과정 중에 실시간으로 피측정물에 대한 제작 안정성 및 신뢰성 여부를 판단할 수 있는 압력 강도 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 테스트 결과를 저장할 수 있는 임시 저장부와 이를 외부 저장 장치로 전송할 수 있는 USB 포트를 구비하여 피측정물에 대한 다양한 측정 데이터를 편리하게 저장할 수 있고, 이에 따라 다양한 피측정물에 대한 정보를 데이터베이스화하여 활용함으로써 그 활용 범위를 더욱 확장시킬 수 있는 압력 강도 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 압력 챔버 내에 배치되는 피측정물을 고정 유닛을 통해 위치 고정시킴으로써, 테스트 과정 중에 피측정물의 이동이 발생하지 않아 더욱 정확하고 신뢰성이 향상된 테스트 결과를 얻을 수 있는 압력 강도 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 압력 챔버 내에 배치되는 피측정물에 대해 다양한 지점에서 변형량을 측정할 수 있도록 함으로써, 피측정물의 종류에 따라 가장 취약한 부분이나 해석이 필요한 부분 등을 선택적으로 최적화하여 측정할 수 있고, 이에 따라 그 활용성이 더욱 확장되는 압력 강도 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 압력 조절 유닛을 통해 압력 챔버 내부 압력을 정확하게 조절하여 더욱 정확한 테스트 결과를 산출함과 동시에 사고 위험을 방지할 수 있는 안전한 압력 강도 테스트 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 피측정물에 압력을 가하며 변형 상태를 측정하여 피측정물의 압력 강도를 테스트하는 압력 강도 테스트 장치에 있어서, 내부에 수용 공간이 형성되는 본체 케이스; 상기 본체 케이스 내부에 배치되며 피측정물이 인입될 수 있도록 밀봉 가능한 압력 챔버가 형성되는 하우징; 상기 압력 챔버에 인입된 피측정물을 위치 고정하는 고정 유닛; 상기 압력 챔버와 연통되어 상기 압력 챔버의 내부 압력을 조절하는 압력 조절 유닛; 상기 압력 챔버 내에서 피측정물의 외주면에 접촉하여 압력에 의한 피측정물의 변형량을 측정하는 변위량 검출 모듈; 상기 압력 챔버의 내부 압력을 측정하는 압력 측정 센서; 상기 본체 케이스 일측에 장착되어 상기 변위량 검출 모듈 및 압력 측정 센서에 의한 측정값을 표시하며, 사용자가 입력 정보를 입력할 수 있도록 입력 조작부가 형성되는 디스플레이부; 및 사용자에 의해 입력되는 입력 정보에 따라 상기 압력 조절 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 강도 테스트 장치를 제공한다.
이때, 상기 디스플레이부는 터치 스크린 방식으로 제작되어 사용자가 터치 조작에 의해 기능 메뉴를 선택할 수 있는 메뉴 선택부를 포함하며, 상기 입력 조작부는 상기 메뉴 선택부의 터치 조작에 의해 상기 디스플레이부의 표시 화면에 새로운 입력창이 활성화되는 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 변위량 검출 모듈 및 압력 측정 센서에 의한 측정값을 인가받아 피측정물의 압력 강도에 대한 양불 여부를 판단하고, 상기 디스플레이부는 상기 피측정물의 압력 강도에 대한 양불 판단 결과를 표시하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 압력 챔버 내부 압력이 대기압보다 높은 압력으로 설정 시간 동안 유지되도록 상기 압력 조절 유닛의 동작을 제어하고, 상기 압력 측정 센서에 의한 측정값이 설정 시간 동안 일정하게 유지된 상태에서 상기 변위량 검출 모듈에 의한 측정값이 한계치 이상 변화하는 경우 피측정물의 압력 강도에 대해 불량으로 판단하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부는 상기 압력 조절 유닛을 통해 상기 압력 챔버에 압력이 가해지는 순간부터 상기 변위량 검출 모듈 및 압력 측정 센서에 의한 측정값을 시간에 대해 그래프화하여 실시간으로 표시할 수 있다.
또한, 상기 압력 강도 테스트 장치는 상기 변위량 검출 모듈 및 압력 측정 센서에 의한 측정값을 포함하는 테스트 정보를 저장할 수 있는 임시 저장부; 및 상기 임시 저장부로부터 외부 저장 매체로 데이터를 전송할 수 있도록 상기 임시 저장부에 연결 설치되는 USB 포트를 더 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 압력 강도 테스트를 위한 전용의 테스트 장치를 구성함으로써, 밀폐형 용기에 대한 압력 강도 테스트를 숙련자가 아니라도 용이하게 수행할 수 있고 더욱 정확한 측정 결과를 산출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 밀폐형 용기에 대한 압력 강도 테스트 과정을 디스플레이부를 통해 상세하게 모니터링할 수 있고 디스플레이부를 터치 스크린 방식으로 제작하고 특히 사용자 편의성이 강화된 출력 화면으로 구성함으로써, 밀폐형 용기에 대한 압력 강도 테스트를 안정적이고 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 피측정물에 대한 압력 및 변형량을 측정하고 측정된 결과를 이용하여 제어부가 피측정물의 압력 강도에 대한 양불 판단을 수행하며, 제어부에 의해 수행된 양불 판단 결과를 디스플레이부를 통해 사용자에게 출력함으로써, 사용자가 테스트 과정 중에 실시간으로 피측정물에 대한 제작 안정성 및 신뢰성 여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.
또한, 테스트 결과를 저장할 수 있는 임시 저장부와 이를 외부 저장 장치로 전송할 수 있는 USB 포트를 구비하여 피측정물에 대한 다양한 측정 데이터를 편리하게 저장할 수 있고, 이에 따라 다양한 피측정물에 대한 정보를 데이터베이스화하여 활용함으로써 그 활용 범위를 더욱 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 압력 챔버 내에 배치되는 피측정물을 고정 유닛을 통해 위치 고정시킴으로써, 테스트 과정 중에 피측정물의 이동이 발생하지 않아 더욱 정확하고 신뢰성이 향상된 테스트 결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 압력 챔버 내에 배치되는 피측정물에 대해 다양한 지점에서 변형량을 측정할 수 있도록 함으로써, 피측정물의 종류에 따라 가장 취약한 부분이나 해석이 필요한 부분 등을 선택적으로 최적화하여 측정할 수 있고, 이에 따라 그 활용성을 더욱 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 압력 챔버와 연통 결합되는 압력 조절 유닛을 통해 압력 챔버 내부 압력을 정확하게 조절하도록 구성함으로써, 더욱 정확한 테스트 결과를 산출함과 동시에 사고 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 피측정물의 위치를 고정하는 고정 유닛에 대해 조작이 용이하고 피측정물에 대한 고정력이 모든 방향에서 작용하도록 구성함과 동시에 고정 과정에서 피측정물에 대한 변형이 발생하지 않도록 구성함으로써, 피측정물을 더욱 안정적으로 고정하고 이에 따라 더욱 정확한 테스트를 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 개략적인 외부 형상을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 전체적인 구성을 개념적으로 나타내기 위해 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 내부 구성을 개념적으로 나타내기 위해 도 1의 "B-B"선을 따라 취한 단면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 고정 유닛의 구성을 개념적으로 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 변위량 검출 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 제 2 고정 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 제 1 고정 모듈의 구성을 개략적으로 도시한 사시도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치에 대한 기능 블록도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 각 구성요소에 대한 동작 선도를 도시한 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치에 의해 측정된 압력 선도와 변위 선도를 예시적으로 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 디스플레이부의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 디스플레이부에 표시되는 입력 조작부에 대한 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 13 및 도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 디스플레이부 및 입력 조작부에 대한 구성을 각각 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치는 밀폐형 제품인 피측정물을 밀봉된 압력 챔버에 배치 고정한 후 압력을 가하여 피측정물에 발생하는 변형량을 측정하는 방식으로 피측정물의 압력 강도를 테스트하는 장치로서, 이와 같이 테스트된 결과를 이용하여 밀폐형 제품의 안전성 및 제작 신뢰성을 평가하고, 압력 및 변형량에 대한 실시간 테스트 결과와 제작 신뢰성에 대한 평가 결과를 별도의 디스플레이 수단을 통해 실시간으로 출력하도록 구성된다.
이러한 압력 강도 테스트 장치는 본체 케이스(100)와, 압력 챔버(C)를 구성하는 하우징(200)과, 피측정물(M)을 압력 챔버(C) 내에 고정하는 고정 유닛(300)과, 압력 챔버(C) 내부 압력을 조절하는 압력 조절 유닛(400)과, 피측정물(M)의 변형량을 실시간 측정하는 변위량 검출 모듈(500)과, 압력 챔버(C) 내부 압력을 측정하는 압력 측정 센서(600)와, 측정 데이터를 실시간으로 디스플레이함과 동시에 사용자의 입력 조작을 가능하게 하는 디스플레이부(700)와, 압력 조절 유닛(400) 등의 동작을 제어하는 제어부(800)를 포함하여 구성된다.
본체 케이스(100)는 전체 장치의 기본 외형 및 구조를 이루는 것으로 내부에 수용 공간이 형성되어 다양한 구성 요소가 본체 케이스(100) 내부에 장착된다. 본체 케이스(100)의 형상은 사용자의 필요에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 일측면에는 사용자의 조작 및 인식이 용이한 위치에 디스플레이부(700)가 노출되게 장착될 수 있다.
하우징(200)은 본체 케이스(100)와 일체로 형성되거나 또는 도 2에 도시된 바와 같이 본체 케이스(100) 내부에 결합되는 형태로 분리 형성될 수 있으며, 내부 공간에 피측정물(M)을 인입할 수 있는 압력 챔버(C)를 형성한다. 이러한 압력 챔버(C)에는 테스트 과정에서 고압이 작용하기 때문에 압력 유지를 위해 외부 공간으로부터 밀봉되게 형성된다. 예를 들면, 하우징(200)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상면이 개방된 형태로 형성되며, 개방된 상면에는 하우징(200)의 압력 챔버(C)를 회동 개폐할 수 있도록 별도의 하우징 도어(210)가 힌지축(213)을 중심으로 회동 가능하게 힌지 결합될 수 있다. 이때, 하우징 도어(210)와 하우징(200) 사이에는 하우징 도어(210)가 닫힌 상태에서 압력 챔버(C)가 밀봉될 수 있도록 별도의 실링부재(212)가 삽입 개재되는 것이 바람직하다. 또한, 하우징 도어(210)와 하우징(200) 간의 상호 밀착력 강화를 위해 하우징 도어(210)의 가장자리 부분에는 별도의 결합 볼트(211)가 장착되고 하우징(200)의 상부에는 결합 볼트(211)가 체결될 수 있도록 나사홀(미도시)이 대응되게 형성된다. 또한, 하우징 도어(210)의 일측에는 하우징 도어(210)의 개폐를 위한 손잡이부(230)가 형성되며 손잡이부(230)의 일단에는 결합돌기(231)가 형성된다. 이러한 손잡이부(230)는 도 1에 도시된 바와 같이 수직 방향의 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되며, 본체 케이스(100)의 상면에는 손잡이부(230)에 대응되는 위치에 결합홈부(110)가 형성된다. 따라서, 손잡이부(230)가 회전하면 결합돌기(231)가 결합홈부(110)에 삽입되거나 삽입 해제되어 하우징 도어(210)의 회동이 구속되거나 구속 해제되도록 구성된다. 이러한 손잡이부(230)는 전술한 결합 볼트(211)와 함께 하우징 도어(210)의 밀착력 강화를 위한 수단으로 작용하며, 이를 통해 압력 챔버(C)에 고압이 발생하더라도 하우징 도어(210)가 개방되지 않고 안전한 테스트 과정을 수행할 수 있다.
고정 유닛(300)은 압력 챔버(C)에 인입된 피측정물(M)을 위치 고정하기 위한 구성으로, 본 발명의 일 실시예에 따라 피측정물(M)에 대해 제 1 방향의 양측면을 각각 가압하며 밀착 고정하는 제 1 고정 모듈(310)과, 제 1 방향과 직각을 이루는 제 2 방향으로 피측정물(M)의 양측면을 각각 가압하며 밀착 고정하는 제 2 고정 모듈(320)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 제 1 고정 모듈(310) 및 제 2 고정 모듈(320)의 구성은 다양한 기계 요소를 사용하여 다양하게 구성할 수 있는데 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
압력 조절 유닛(400)은 하우징(200)의 압력 챔버(C)와 연통되게 결합되어 압력 챔버(C)의 내부 압력을 조절하도록 구성된다. 즉, 테스트 과정에서 피측정물(M)에 높은 압력을 가하기 위해 압력 챔버(C)에 고압을 제공한 상태로 일정시간 유지시키고, 테스트 과정이 완료되면 압력 챔버(C)에 작용한 압력을 해제하는 방식으로 작동한다. 이러한 압력 조절 유닛(400)의 압력 조절 성능은 테스트 결과의 신뢰성에 중요한 역할을 하므로, 압력 조절 유닛(400)은 압력 챔버(C)에 제공하는 압력의 크기 및 압력 유지 시간 등이 정확하게 제어되도록 구성되는 것이 바람직하다.
이를 위해 압력 조절 유닛(400)은 도 2에 도시된 바와 같이 압력 챔버(C)에 대기압 이상의 압력을 제공하도록 압력 챔버(C)와 연결 배관(T1)을 통해 연결되는 압축 펌프(410)와, 연결 배관(T1) 상에 장착되어 연결 배관(T1)을 개폐하는 제 1 개폐 밸브(420)와, 일단이 연결 배관(T1)에 연결되고 타단이 외부와 연통되게 개방된 분기 배관(T2) 상에 장착되어 분기 배관(T2)을 개폐하는 제 2 개폐 밸브(430)를 포함하여 구성된다. 이때, 연결 배관(T1) 및 분기 배관(T2)과 하우징(200)이 결합되는 부위에는 압력 챔버(C)의 밀봉을 위해 별도의 실링 부재(P)가 삽입 장착되는 것이 바람직하다.
또한, 제 1 개폐 밸브(420)와 제 2 개폐 밸브(430)는 좀 더 정확한 동작을 위해 전기적으로 개폐 동작하는 솔레노이드 밸브 형태로 구성되는 것이 바람직한데, 제 1 개폐 밸브(420)는 상시 열림형으로 구성되고 제 2 개폐 밸브(430)는 상시 닫힘형으로 구성된다. 이러한 구성에 따라 제 1 개폐 밸브(420)가 열린 상태이고 제 2 개폐 밸브(430)가 닫힌 상태에서 압축 펌프(410)가 작동하게 되면, 연결 배관(T1)을 통해 압력이 전달되어 압력 챔버(C)에 고압이 발생하게 되고, 이후 테스트가 완료되면, 압축 펌프(410)의 작동을 정지시키고 제 1 개폐 밸브(420) 및 제 2 개폐 밸브(430)를 열린 상태로 동작시킨다. 이에 따라 압력 챔버(C)의 압력은 분기 배관(T2)을 통해 외부로 배출되며 외부와 동일한 대기압 상태를 이루게 되며, 아울러 압축 펌프(410) 및 연결 배관(T1)의 압력 또한 분기 배관(T2)을 통해 외부로 배출되며 최초 대기압 상태를 이루게 된다.
이러한 제 1 개폐 밸브(420) 및 제 2 개폐 밸브(430)의 개폐 동작 및 압축 펌프(410)의 동작은 전기적 신호에 따라 개폐되도록 제어부(800)에 의해 동작 제어되는 것이 바람직하며, 이는 사용자에 의해 입력되는 입력 정보에 따라 제어부(800)가 압력 조절 유닛(400)의 동작을 제어하는 방식으로 구성되는데 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. 또한 제어부(800)는 압력 조절 유닛(400)의 동작을 제어하는 것뿐만 아니라 도 2 및 도 8에 도시된 바와 같이 후술하는 압력 측정 센서(600), 변위량 검출 모듈(500) 및 디스플레이부(700) 등과 전기적 신호를 송수신하며 제어하도록 구성된다.
변위량 검출 모듈(500)은 압력 챔버(C) 내에서 피측정물(M)의 외주면에 이동 접촉하며 압력에 의한 피측정물(M)의 변형량을 측정하는데, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 압력 챔버(C)를 관통하도록 하우징(200)의 양측에 결합되며 외주면에 수나사산(S)이 형성되는 회전 로드(510)와, 중앙부에 회전 로드(510)가 관통하도록 암나사산이 형성된 나사홀(H)이 형성되어 회전 로드(510)에 나사 결합되는 이동 블록(520)과, 피측정물(M)의 외주면에 접촉하도록 이동 블록(520)에 고정 결합되는 변위 센서(530)를 포함하고, 회전 로드(510)가 회전함에 따라 이동 블록(520)이 회전 로드(510)의 길이 방향을 따라 직선 이동하도록 구성된다. 즉, 이동 블록(520)과 회전 로드(510)가 나사 결합되므로, 회전 로드(510)가 회전하게 되면 나사산을 따라 이동 블록(520)이 직선 이동하게 된다. 이때, 회전 로드(510)의 일단에는 회전 손잡이(511)가 형성되어 사용자에 의해 회전 조작 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 따라 변위량 검출 모듈(500)은 변위 센서(530)의 위치를 다양하게 이동시킬 수 있기 때문에, 피측정물(M)의 다양한 지점에서 변형량을 측정할 수 있고, 특히, 피측정물(M)의 종류 및 형상에 따라 취약한 부분의 강도를 더욱 정확하게 측정할 수 있다.
이때, 피측정물(M)의 변형량를 측정하는 변위 센서(530)는 다양한 종류가 사용될 수 있는데, 예를 들면, 센서 프로브 부분이 피측정물(M)의 외주면에 탄성 가압되며 접촉하고 센서 프로브의 탄성 이동량에 의해 변위를 측정하는 방식의 변위 센서(530)가 사용될 수 있다. 이러한 변위 센서(530)는 센서 프로브의 물리적인 탄성 이동량을 전기적 신호로 변환하여 제어부(800)에 송신하도록 구성되며, 이는 일반적으로 널리 사용되는 것으로 공지된 기술에 해당하므로 상세한 설명은 생략한다.
한편, 변위량 검출 모듈(500)은 도 2에 도시된 바와 같이 사용자에 의해 조작 가능하도록 회전 로드(510)의 일측단부가 하우징(200) 일측면을 관통하여 본체 케이스(100)의 외측에 위치하도록 결합되는데, 이때, 회전 로드(510)와 하우징(200)이 관통 결합되는 부위에는 회전 로드(510)의 회전을 위한 회전 베어링(R)과, 압력 챔버(C)의 밀봉을 위한 별도의 실링 부재(P)가 장착되는 것이 바람직하다. 또한, 회전 로드(510)가 하우징(200)의 내측면에 결합되는 부위에도 마찬가지로 회전 베어링(R)이 장착되는 것이 바람직할 것이다.
압력 측정 센서(600)는 압력 챔버(C) 내부의 압력을 실시간으로 측정할 수 있는 구성으로, 이를 통해 압력 조절 유닛(400)에 의해 압력 챔버(C)에 전달되는 압력의 크기 및 유지 시간 등을 체크할 수 있다는 점에서 더욱 정확한 테스트를 진행할 수 있다. 압력 측정 센서(600)는 도 2에 도시된 바와 같이 압력 챔버(C)의 압력이 전달되도록 압력 챔버(C)와 연통되게 결합되며, 결합 부위에는 압력 챔버(C)의 밀봉을 위해 전술한 바와 같은 실링 부재(P)가 장착된다. 이러한 압력 측정 센서(600)는 일반적으로 압력을 측정하기 위해 널리 사용되는 것으로 공지된 기술에 해당하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
디스플레이부(700)는 본체 케이스(100)의 일측에 장착되어 변위량 검출 모듈(500) 및 압력 측정 센서(600)에 의한 측정값을 표시하며, 디스플레이부(700)에는 사용자가 테스트를 위한 입력 정보를 입력할 수 있도록 별도의 입력 조작부(730)가 형성되는데, 이러한 디스플레이부(700)에 대한 상세한 설명은 도 11 내지 도 14를 참조로 후술한다.
이와 같은 구성에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치는 고정 유닛(300)을 통해 피측정물(M)을 압력 챔버(C) 내에 위치 고정시킨 상태에서 테스트를 진행할 수 있어 더욱 정확한 테스트가 가능하고, 압력 조절 유닛(400)을 통해 정확한 압력 제공 및 압력 유지 시간을 제어할 수 있으며, 변위량 검출 모듈(500)을 통해 피측정물의 다양한 지점에서 변형량을 측정할 수 있다. 또한, 압력 챔버(C)의 내부 압력 및 피측정물의 변형량을 실시간으로 측정하여 디스플레이부(700)에 출력하도록 구성됨으로써, 테스트 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있다.
이러한 압력 강도 테스트 장치의 동작 상태를 동작 흐름에 따라 살펴보면, 먼저 하우징 도어(210)를 개방하여 압력 챔버(C) 내부에 측정 대상인 피측정물(M)을 인입하고, 고정 유닛(300)을 조작하여 피측정물(M)을 압력 챔버(C) 내부의 특정 위치에 고정시킨다. 이후 하우징 도어(210)를 폐쇄한 후 압력 챔버(C)가 완전 밀봉되도록 결합 볼트(211) 및 손잡이부(230)를 회전 조작한다. 이와 같이 압력 챔버(C)의 밀봉 상태가 완료되면, 변위량 검출 모듈(500)이 피측정물(M)의 특정 위치에 접촉하도록 조작하고, 압력 조절 유닛(400)을 작동시켜 압력 챔버(C)에 높은 압력을 제공한다. 압력 조절 유닛(400)은 압력 챔버(C) 내부 압력이 설정 압력까지 도달한 후 설정 압력 상태가 일정 시간 동안 유지되도록 작동되며, 일정 시간이 지난 후 압력 챔버(C)의 높은 압력 상태를 해제한다. 이때, 압력 챔버(C) 내부 압력은 압력 측정 센서(600)에 의해 실시간으로 측정되며, 이는 제어부(800)를 통해 디스플레이부(700)에 출력된다. 또한, 압력 챔버(C)에 높은 압력이 제공 유지되는 동안 변위량 검출 모듈(500)에 의해 피측정물(M)의 변형량이 측정되며, 이러한 변형량 데이터 또한 제어부(800)를 통해 디스플레이부(700)에 출력된다. 따라서, 사용자는 테스트 과정에서 압력 챔버(C)의 내부 압력 상태 및 피측정물(M)의 변형량을 인식할 수 있으며, 비정상적인 상황 발생과 같은 경우에는 테스트 과정을 중간에 정지시킬 수도 있을 것이다.
이러한 각 구성요소의 동작 상태는 도 9에 도시되는데, 테스트 과정을 압력 챔버(C)의 압력 변화 구간으로 구분하면, 도 9에 도시된 바와 같이 최초 압력이 가해지며 압력이 증가하는 압력 발생 구간과, 압력 챔버(C)의 내부 압력이 설정 압력에 도달하면 그 상태로 일정 시간 유지하는 압력 유지 구간과, 일정 시간이 지나면 압력을 해제하는 압력 해제 구간으로 구분할 수 있다. 압력 측정 센서(600) 및 변위 센서(530)는 테스트 과정의 전 구간에서 on 상태가 유지되도록 작동하고, 압축 펌프(410)는 전술한 바와 같이 테스트 시작과 함께 압력 발생 구간에서만 on 상태가 되도록 작동한다. 또한, 제 1 개폐 밸브(420)는 상시 열림형으로 압력 유지 구간에서만 close 상태가 되도록 작동하며, 제 2 개폐 밸브(430)는 상시 닫힘형으로 압력 해제 구간에서만 open 상태가 되도록 작동한다. 이러한 동작을 통해 전술한 테스트 과정이 수행 완료된다.
도 10은 이러한 테스트 과정을 통해 측정되는 압력 챔버(C)의 압력 선도(G1)와 피측정물(M)의 변위 선도(G2)를 예시적으로 도시한 그래프로서, 테스트가 정상적으로 진행된다면 압력 발생 구간에서 압력은 계속 증가하고(a1-a2), 압력 유지 구간에서는 설정 압력으로 일정하게 유지되며(a2-a3), 압력 해제 구간에서는 급격이 압력이 감소하며 최초 상태인 대기압 상태로 복귀되는 과정을 거치게 된다(a3-a4). 이때, 피측정물(M)의 변위는 전체 테스트 과정에서 변화없는 상태로 유지될 수도 있고(b1-b2-b3-b4), 이와 달리 예를 들면 압력 유지 구간에서 시간에 따라 변위량이 증가하는 변화를 나타낼 수도 있다(b1-b2-b5-b4). 이러한 피측정물(M)의 변위 변화량에 따라 피측정물(M)이 충분한 압력 강도를 갖도록 제작되었는지 신뢰성을 평가할 수 있다. 즉, 설정 압력 상태를 일정 시간 유지한 경우에도 피측정물(M)에 변형이 발생하지 않는다면, 피측정물(M)이 양호한 압력 강도를 갖는 것으로 판단하고, 피측정물(M)에 변형이 발생하는 경우라면, 피측정물(M)이 충분한 압력 강도를 갖지 않는 것으로 판단할 수 있다. 이는 피측정물(M)이 압력 챔버(C)의 높은 압력 상태를 견디지 못하고 적어도 일부 지점에서 찌그러지는 등의 변형이 발생되었기 때문에 나타나는 현상이므로, 피측정물(M)이 요구되는 충분한 압력 강도를 갖지 못한 상태로 제작되었음을 의미한다.
이와 같은 피측정물(M)에 대한 제작 신뢰성 판단은 본 발명의 일 실시예에 따라 제어부(800)가 측정 데이터를 연산하여 수행하는 방식으로 구성된다. 즉, 제어부(800)는 변위량 검출 모듈(500) 및 압력 측정 센서(600)에 의한 측정 데이터를 인가받아 이를 연산하여 피측정물(M)의 압력 강도에 대한 양불 여부를 판단하도록 구성된다. 이러한 판단 작업은 전술한 바와 같이 압력 변화가 정상적으로 이루어진 상태에서 피측정물(M)의 변위량이 변화하는지 여부를 판단하는 방식으로 수행되며, 이와 같이 수행된 양불 판단 결과는 테스트 완료 후 디스플레이부(700)에 표시되도록 구성된다.
즉, 제어부(800)는 압력 챔버(C)의 내부 압력이 대기압보다 높은 압력으로 설정 시간 동안 유지되도록 압력 조절 유닛(400)의 동작을 제어하고, 이에 따라 제어부(800)에 인가된 압력 측정 센서(600)의 측정값이 설정 시간 동안 일정하게 정상적으로 유지되면, 이는 압력 챔버(C)에 정상적으로 압력 제공이 되었음을 의미하므로, 이 상태에서 변위량 검출 모듈(500)에 의한 측정값이 한계치 이상 변화하는 경우 피측정물(M)의 압력 강도에 대해 불량으로 판단하고, 한계치 이하로 변화하는 경우 양호한 것으로 판단한다. 이때, 한계치는 피측정물(M)에 허용될 수 있는 변형량에 따라 다양하게 설정될 수 있는데, 한계치의 최소값은 "0"이 될 것이며, 이 경우 해당 압력 하에서 피측정물(M)에 전혀 변형이 발생되지 않아야 함을 의미한다. 그러나, 측정 오차 등을 고려하여 필요에 따라 일정 크기로 설정하는 것이 바람직할 것이다. 이와 같이 제어부(800)에 의해 판단된 피측정물(M)에 대한 양불 판단은 디스플레이부(700)로 전송되어 후술할 결과 표시부(740)를 통해 출력되도록 구성된다.
다음으로, 압력 챔버(C) 내부에서 피측정물(M)을 위치 고정하는 고정 유닛(300)의 구성에 대해 좀 더 자세히 살펴본다.
고정 유닛(300)은 전술한 바와 같이 제 1 고정 모듈(310)과 제 2 고정 모듈(320)을 포함하여 구성되는데, 제 1 고정 모듈(310)과 제 2 고정 모듈(320)은 예를 들면 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 좌우 방향인 제 1 방향 및 전후 방향인 제 2 방향에서 피측정물을 고정하므로, 피측정물(M)은 전후 좌우 사방으로 고정된다.
이때, 피측정물(M)에 대해 상하 방향으로 고정력을 제공하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 하우징 도어(210)에는 제 1 방향 및 제 2 방향과 직각인 방향으로, 즉 하부 방향으로 피측정물(M)을 탄성 가압하는 탄성 고정구(220)가 더 장착될 수 있다. 탄성 고정구(220)는 하우징 도어(210)에 관통 결합되며, 별도의 탄성 스프링(221)에 의해 하향 탄성 편의되도록 구성되고, 탄성 고정구(220)가 하우징 도어(210)에 관통 결합되는 부위에는 탄성 고정구(220)의 슬라이딩 이동을 위한 슬라이딩 베어링(Q)과 압력 챔버(C)의 밀봉을 위한 실링 부재(P)가 결합된다. 이러한 탄성 고정구(220)에 의해 피측정물(M)은 테스트 과정에서 압력 챔버(C)에 고압이 작용하더라도 상향 이동 구속됨과 동시에 고정 유닛(300)에 의해 전후 좌우 방향으로 이동 구속된다.
제 1 고정 모듈(310)은 본 발명의 일 실시예에 따라 제 1 방향으로 피측정물(M)의 양측면에 각각 밀착될 수 있도록 배치되는 제 1 접촉 블록(311)과, 제 1 접촉 블록(311)의 중앙부에 각각 결합되며 제 1 접촉 블록(311)이 제 1 방향을 따라 이동할 수 있도록 하우징(200)의 양측에 각각 직선 이동 가능하게 결합되는 이동 로드(312)와, 제 1 방향을 따라 배치되도록 하우징(200)의 외측면 양측에 돌출 결합되며 외주면에 수나사산(S)이 형성되는 고정 로드(313)와, 중앙부에 고정 로드(313)가 관통하도록 암나사산이 형성된 나사홀(H)이 형성되어 고정 로드(313)에 각각 나사 결합되는 조작 플레이트(314)를 포함하여 구성된다. 이때, 조작 플레이트(314)는 고정 로드(313)를 중심축으로 하여 회전하며 고정 로드(313)를 따라 제 1 방향으로 직선 이동하고, 이동 로드(312)는 이러한 조작 플레이트(314)의 직선 이동에 연동하여 제 1 방향으로 이동하도록 조작 플레이트(314)와 연결 결합된다.
즉, 이동 로드(312)에는 도 7에 도시된 바와 같이 조작 플레이트(314)의 일단이 맞물림되도록 결합홈(316)이 형성되어 조작 플레이트(314)가 고정 로드(313)를 따라 직선 이동하게 되면 이에 연동하여 이동 로드(312)가 동시에 직선 이동하게 된다. 따라서, 사용자는 조작 플레이트(314)를 회전 조작하여 고정 로드(313)를 따라 직선 이동시킴으로써, 이동 로드(312) 및 이에 결합된 제 1 접촉 블록(311)을 제 1 방향을 따라 직선 이동시킬 수 있다. 이때, 제 1 접촉 블록(311)의 길이 방향 양단부에는 각각 별도의 지지 로드(315)가 장착되어 제 1 방향을 따라 직선 이동 가능하게 하우징(200)에 관통 결합되며, 이에 따라 제 1 접촉 블록(311)의 직선 이동은 양단이 뒤틀어짐 없이 균일한 이동 경로를 따라 이동할 수 있다. 따라서, 2개의 제 1 접촉 블록(311)이 항상 평행하게 이동하기 때문에, 피측정물(M)의 형상에 관계없이 피측정물(M)에 균일한 가압력을 제공하며 균일한 접촉 압력을 통해 피측정물을 고정시킬 수 있다. 이는 고정 유닛(300)의 가압력에 의해 피측정물(M)에 변형이 발생되는 현상을 방지할 수 있어 더욱 정확한 테스트 수행을 가능하게 한다.
제 2 고정 모듈(320)은 제 1 방향과 직각인 제 2 방향으로 피측정물(M)의 양측면을 가압하여 밀착 고정시키는 것으로, 제 1 고정 모듈(310)과의 이동 간섭을 방지하기 위해 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 제 1 고정 모듈(310)의 하부에 배치될 수 있다. 이러한 제 2 고정 모듈(320)은 본 발명의 일 실시예에 따라 제 2 방향으로 피측정물(M)의 양측면에 각각 밀착될 수 있도록 배치되며 일측에는 암나사산이 형성된 나사홀(H)이 형성되는 제 2 접촉 블록(321)과, 제 2 방향을 따라 배치되도록 양단이 하우징(200)의 양측에 결합되고 외주면에는 중심으로부터 양측 방향으로 각각 서로 반대 방향의 수나사산(S1,S2)이 형성되는 2중 회전 로드(323)와, 제 2 방향을 따라 배치되어 제 2 접촉 블록(321)의 이동 경로를 가이드하도록 제 2 접촉 블록(321)과 관통 결합되는 가이드 로드(324)를 포함하여 구성된다. 이때, 제 2 접촉 블록(321)은 나사홀(H)을 통해 2중 회전 로드(323)의 서로 다른 수나사산(S1,S2)에 각각 나사 결합되며, 2중 회전 로드(323)가 회전함에 따라 제 2 접촉 블록(321)이 제 2 방향을 따라 각각 서로 반대 방향으로 직선 이동하도록 구성된다. 또한, 2중 회전 로드(323)의 일단에는 사용자에 의해 조작될 수 있도록 별도의 회전 손잡이(325)가 형성되어 본체 케이스(100)의 외부에 위치하도록 구성된다.
이러한 구성에 따라 사용자가 회전 손잡이(325)를 회전 조작하여 2중 회전 로드(323)를 회전시키면, 서로 반대 방향의 수나사산(S1,S2)에 각각 나사 결합되는 제 2 접촉 블록(321)은 나사산 방향에 따라 서로 대칭되게 반대 방향으로 이동하게 된다. 이때, 제 2 접촉 블록(321)의 이동 경로는 가이드 로드(324)에 의해 가이드되어 항상 서로 평행한 상태로 이동하게 된다. 따라서, 전술한 제 1 고정 모듈(310)과 마찬가지로 제 2 고정 모듈(320) 또한 제 2 접촉 블록(321)이 피측정물(M)에 균일한 가압력을 제공하며 균일한 접촉 압력을 통해 피측정물을 고정시킴으로써, 피측정물(M)의 변형을 방지하여 더욱 정확한 테스트 수행을 가능하게 한다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치의 테스트 방법 및 구성에 대해 주로 살펴보았는데, 이하에서는 디스플레이부(700)의 구성 및 조작 방법과 제어부(800)에 대해 좀 더 자세히 살펴본다.
디스플레이부(700)는 본 발명의 일 실시예에 따라 도 11에 도시된 바와 같이 표시 화면 상에 출력 표시부(710)와, 메뉴 선택부(720)와, 결과 표시부(740)와, 목표값 표시부(750)를 포함하며, 입력 조작부(730)는 도 12에 도시된 바와 같이 별도의 입력창을 통해 디스플레이부(700)의 화면 상에 표시된다.
이때, 사용자가 조작할 수 있도록 형성되는 메뉴 선택부(720) 및 입력 조작부(730)는 별도의 화면이나 버튼으로 디스플레이부(700)와 별도로 구성되고 디스플레이부(700)는 출력 표시 기능만 수행하도록 구성될 수도 있으나, 이와 달리 사용자의 조작 편의성을 위해 디스플레이부(700)는 터치 스크린 방식으로 제작되어 사용자가 터치 조작에 의해 메뉴 선택부(720) 및 입력 조작부(730)를 조작할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
출력 표시부(710)는 도 11에 도시된 바와 같이 압력 조절 유닛(400)을 통해 압력 챔버(C)에 압력이 가해지는 순간부터 변위량 검출 모듈(500) 및 압력 측정 센서(600)에 의한 측정값을 시간에 대해 그래프화하여 실시간으로 표시하는 그래프 표시부(711)와, 이러한 측정값을 문자화하여 실시간으로 각각 표시하는 현재 압력 표시부(714) 및 현재 변위 표시부(715)로 구성된다. 이때, 그래프 표시부(711)에는 그래프가 표시되는 영역에 직교 좌표 라인이 표시되는 좌표 표시부(712)가 형성되며, 그래프 표시부(711)의 가장자리에는 직교 좌표 라인의 각 단위 좌표값을 표시하는 단위 표시부(713)가 형성된다. 예를 들어, 단위 표시부(713)에 변위 1 mm, 시간 0.5 sec 라고 표시된다면, 직교 좌표 라인의 각 단위 좌표값은 세로축으로 1 라인당 1 mm 변위를 의미하며, 가로축으로 1 라인당 0.5초 시간을 의미한다. 이때, 각 단위 좌표값은 별도의 입력 조작부(730)를 통해 입력하거나 변경하도록 구성되는데, 이에 대한 설명은 후술한다.
결과 표시부(740)는 도 11에 도시된 바와 같이 출력 표시부(710)와는 별도의 영역에 표시되는 것이 바람직하며, 여기에는 제어부(800)에 의한 피측정물(M)의 양불 판단 결과를 표시한다. 표시하는 방법은 파랑/빨강과 같은 색상을 이용하거나 O/X와 같은 기호를 이용하여 양불 판단 결과를 표시하는 방법 등 다양하게 구성할 수 있으며, 도 11에 도시된 바와 같이 OK/NG 와 같은 문자를 이용하여 양불 판단 결과를 표시할 수도 있다.
목표값 표시부(750) 또한 출력 표시부(710)와 별도의 영역에 표시되는 것이 바람직하며, 입력 조작부(730)를 통해 입력된 압력 챔버(C)의 목표 압력을 표시하는 설정 압력 표시부(751)와, 입력 조작부(730)를 통해 입력된 압력 유지 시간을 표시하는 설정 시간 표시부(752)를 포함하여 구성될 수 있다.
메뉴 선택부(720)는 사용자에 의해 터치 조작 가능하도록 구성되는데, 테스트 과정의 시작을 가능하게 하는 시작 버튼부(722)와, 테스트 과정의 정지를 가능하게 하는 정지 버튼부(723)와, 입력 조작부(730)를 활성화시키기 위한 설정 버튼부(721)를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 시작 버튼부(722)를 터치 조작하면 압력 조절 유닛(400)을 통해 압력 챔버(C)에 압력이 제공되는 방식으로 테스트 과정이 시작되고, 정지 버튼부(723)를 터치 조작하면 압력 조절 유닛(400)을 통해 압력 챔버(C)로부터 압력이 해제되는 방식으로 테스트 과정이 정지된다. 설정 버튼부(721)를 터치 조작하면 도 12에 도시된 바와 같이 디스플레이부(700)의 표시 화면에 별도의 입력창이 활성화되며 입력 조작부(730)가 형성된다.
이와 같이 활성화된 입력 조작부(730)는 도 12에 도시된 바와 같이 압력 챔버(C)의 내부 압력에 대한 목표 압력을 설정하는 압력 설정부(731)와, 목표 압력의 유지 시간을 설정하는 시간 설정부(732)와, 직교 좌표 라인에 대한 가로축 단위 좌표값을 설정하는 시간 스케일 설정부(733)와, 직교 좌표 라인에 대한 세로축 단위 좌표값을 설정하는 변위 스케일 설정부(734)를 포함하며, 입력 커서를 이동시킬 수 있는 커서 조정부(735)와, 입력 완료 기능을 수행하며 동시에 입력 조작부(730)의 입력창을 비활성화하여 표시 화면 상에서 지워지도록 하는 엔터 버튼부(736)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따라 사용자는 입력 커서를 압력 설정부(731)와 시간 설정부(732)로 이동시킨 후 커서 조정부(735)의 조작을 통해 목표 압력과 이를 유지하는 시간을 숫자 입력 방식으로 설정할 수 있다. 또한, 시간 스케일 설정부(733)와 변위 스케일 설정부(734)를 통해 시간 단위 및 변위 단위에 대한 단위 좌표값을 다양하게 설정함으로써, 압력 및 변위 그래프에 대한 전체적인 스케일을 필요에 따라 조절할 수 있다.
이때, 시간 스케일 설정부(733)에는 전체 스케일에 대한 시간을 입력하도록 구성되며, 이에 따라 단위 표시부(713)에 표시되는 단위 좌표값은 시간 스케일 설정부(733)에 입력된 시간값을 가로축에 대한 직교 좌표 라인의 총 개수로 나눈 값이 표시된다. 즉, 시간 스케일 설정부(733)에 20분이 입력되고 가로축 직교 좌표 라인의 총 개수가 30개로 구성되었다면, 시간 단위 좌표값은 (20분(1200초)/30) 이므로 40초가 되며, 단위 표시부(713)에는 가로축 시간 단위 좌표값에 대해 40초가 표시된다.
한편, 변위 스케일 설정부(734)는 도 12에 도시된 바와 같이 + 선택부 및 - 선택부와 하나의 숫자 입력부로 구성되며, + 또는 - 중 어느 하나를 선택하고 숫자 입력부에 하나의 숫자를 입력하는 방식으로 설정하여 양의 정수 또는 음의 정수를 입력하도록 구성된다. 이와 같이 설정된 입력값은 10에 대한 지수 함수(f(x)=10 (x) )의 x 변수를 의미하도록 구성되며 이러한 함수값이 전체 스케일에 대한 변위를 나타내도록 구성된다. 따라서, 이러한 함수값을 세로축에 대한 직교 좌표 라인의 총 개수로 나눈 값이 변위에 대한 단위 좌표값으로 단위 표시부(713)에 표시된다. 즉, 변위 스케일 설정부(734)를 통해 +2가 설정된 경우, 이에 대한 함수값은 10+2 가 되므로 변위 단위에 대한 전체 스케일은 100 mm 가 된다. 이때, 세로축 직교 좌표 라인의 총 개수가 20개로 구성되었다면, 100 mm/20 즉 5 mm 가 세로축의 변위 단위 좌표값으로 단위 표시부(713)에 표시된다. 만약, 변위 스케일 설정부(734)를 통해 -2가 설정된 경우라면, 이에 대한 함수값은 10-2 가 되므로 변위 단위에 대한 전체 스케일은 0.01 mm 가 된다. 이때, 세로축 직교 좌표 라인의 총 개수가 20개로 구성되었다면, 0.01 mm/20 즉 0.0005 mm 가 세로축의 변위 단위 좌표값으로 단위 표시부(713)에 표시된다.
한편, 도 13 및 도 14에는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 출력 표시부(710)에 전술한 그래프 표시부가 압력 그래프 표시부(711-1)와 변위 그래프 표시부(711-2)로 분리 형성되도록 구성된다. 이에 대응하여 각 그래프 표시부(711-1,711-2)에 각각 단위 표시부가 압력 단위 표시부(713-1)와 변위 단위 표시부(713-2)로 분리 형성되며, 직교 좌표 라인을 표시하는 좌표 표시부 또한 압력 좌표 표시부(712-1)와 변위 좌표 표시부(712-2)로 분리 형성된다. 이에 따라 도 13에 도시된 바와 같이 압력 선도(G1)와 변위 선도(G2)가 각각 별도의 표시 영역에 출력 표시된다. 이러한 배치 방식은 그래프 형태에 따라 출력 표시를 더욱 명확하게 인식할 수 있다는 점에서 유리할 수 있으며, 도시되지는 않았으나 별도의 화면 전환 기능 버튼(미도시)을 추가하고, 이를 조작하여 디스플레이부(700) 표시 화면을 전환함으로써, 도 11에 도시된 바와 같이 하나의 그래프 표시부를 갖도록 하거나 도 13에 도시된 바와 같이 두개의 그래프 표시부를 갖도록 할 수도 있을 것이다.
이와 같이 그래프 표시부(711-1,711-2)로 2개로 분리됨에 따라 각 그래프 표시부(711-1,712-2)에 각각 압력 좌표 표시부(712-1)와 변위 좌표 표시부(712-2)가 표시되는데, 변위 좌표 표시부(712-2)는 시간 좌표와 변위 좌표가 도 12에서 설명한 바와 동일한 방식으로 단위 좌표값이 표시되므로 이에 대한 설명은 생략하고, 새로운 설정 방법이 필요한 압력 좌표 표시부(712-1)의 단위 좌표값 설정 방법에 대해서만 살펴본다.
압력 좌표 표시부(712-1)는 가로축에 시간 좌표가 표시되고 세로축에 압력 좌표가 표시된다. 가로축 시간 좌표는 전술한 바와 마찬가지 방식으로 설정되고, 세로축인 압력 좌표는 새로운 조작을 통해 설정된다. 따라서, 입력 조작부(730')에는 이러한 압력 좌표 표시부(712-1)의 세로축 압력 좌표에 대한 단위 좌표값 설정을 위해 도 14에 도시된 바와 같이 별도의 압력 스케일 설정부(737)가 추가된다. 압력 스케일 설정부(737)에서는 압력 그래프 표시부(711-1)의 세로축 압력 직교 좌표 라인에 대한 단위 좌표값을 설정하는데, 다른 스케일 설정부와 마찬가지 방식으로 전체 스케일 단위를 숫자로 입력하도록 구성된다. 따라서,
압력 단위 표시부(713-1)에 표시되는 단위 좌표값은 압력 스케일 설정부(737)에 입력된 압력값을 세로축에 대한 직교 좌표 라인의 총 개수로 나눈 값이 표시된다. 즉, 압력 스케일 설정부(737)에 10 kg/cm2 이 입력되고 세로축 직교 좌표 라인의 총 개수가 10개로 구성되었다면, 압력 단위 좌표값은 (10(kg/cm2) / 10) 이므로 1 kg/cm2 이 되며, 압력 단위 표시부(713-1)에는 세로축 압력 단위 좌표값에 대해 1 kg/cm2 이 표시된다. 즉, 압력 좌표 표시부(712-1)에 표시된 세로축 직교 좌표 라인의 각 라인당 압력 단위는 1 kg/cm2 에 해당된다.
이외의 구성 및 설정 방식은 도 11 및 도 12에서 설명한 디스플레이부(700)와 동일하므로 도 13 및 도 14에 도시된 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디스플레이부(700)에 대한 상세한 설명은 중복 방지를 위해 생략한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 압력 강도 테스트 장치는 변위량 검출 모듈(500) 및 압력 측정 센서(600)에 의한 측정값과 입력 조작부(730)에 의한 사용자의 입력 정보 및 피측정물(M)에 대한 양불 판단 결과 등의 테스트 정보를 저장할 수 있는 임시 저장부(900)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 임시 저장부(900)는 제어부(800)와 통신하며 정보를 송수신하도록 구성될 수 있다. 또한, 임시 저장부(900)에 저장된 데이터를 외부 저장 매체로 전송할 수 있도록 임시 저장부(900)에 연결되는 별도의 USB 포트(910)가 설치될 수 있다. 이러한 구성에 따라 테스트 과정에서 수집된 각종 테스트 정보는 제어부(800)를 통해 임시 저장부(900)에 임시 저장되고, 사용자의 필요에 따라 USB 포트(910)를 통해 외부 저장 매체로 편리하게 전송 저장할 수 있다. 이는 다양한 피측정물에 대한 테스트 결과를 편리하게 데이터베이스화하여 활용할 수 있다는 점에서 테스트 장치의 활용 범위를 더욱 확장시키는 기능을 수행한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 본체 케이스 200: 하우징
300: 고정 유닛 310: 제 1 고정 모듈
320: 제 2 고정 모듈 400: 압력 조절 유닛
410: 압축 펌프 420: 제 1 개폐 밸브
430: 제 2 개폐 밸브 500: 변위량 검출 모듈
530: 변위 센서 600: 압력 측정 센서
700: 디스플레이부 710: 출력 표시부
720: 메뉴 선택부 730: 입력 조작부
740: 결과 표시부 750: 목표값 표시부
800: 제어부 900: 임시 저장부
910: USB 포트

Claims (6)

  1. 피측정물에 압력을 가하며 변형 상태를 측정하여 피측정물의 압력 강도를 테스트하는 압력 강도 테스트 장치에 있어서,
    내부에 수용 공간이 형성되는 본체 케이스;
    상기 본체 케이스 내부에 배치되며 피측정물이 인입될 수 있도록 밀봉 가능한 압력 챔버가 형성되는 하우징;
    상기 압력 챔버에 인입된 피측정물을 위치 고정하는 고정 유닛;
    상기 압력 챔버와 연통되어 상기 압력 챔버의 내부 압력을 조절하는 압력 조절 유닛;
    상기 압력 챔버 내에서 피측정물의 외주면에 접촉하여 압력에 의한 피측정물의 변형량을 측정하는 변위량 검출 모듈;
    상기 압력 챔버의 내부 압력을 측정하는 압력 측정 센서;
    상기 본체 케이스 일측에 장착되어 상기 변위량 검출 모듈 및 압력 측정 센서에 의한 측정값을 표시하며, 사용자가 입력 정보를 입력할 수 있도록 입력 조작부가 형성되는 디스플레이부; 및
    사용자에 의해 입력되는 입력 정보에 따라 상기 압력 조절 유닛의 동작을 제어하는 제어부
    를 포함하고, 상기 변위량 검출 모듈은
    상기 압력 챔버를 관통하도록 상기 하우징의 양측에 결합되며 외주면에 수나사산이 형성되는 회전 로드;
    중앙부에 상기 회전 로드가 관통하도록 암나사산이 형성된 나사홀이 형성되어 상기 회전 로드에 나사 결합되는 이동 블록; 및
    피측정물의 외주면에 접촉하도록 상기 이동 블록에 고정 결합되는 변위 센서
    를 포함하고, 상기 회전 로드가 회전함에 따라 상기 이동 블록이 상기 회전 로드의 길이 방향을 따라 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 압력 강도 테스트 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 터치 스크린 방식으로 제작되어 사용자가 터치 조작에 의해 기능 메뉴를 선택할 수 있는 메뉴 선택부를 포함하며, 상기 입력 조작부는 상기 메뉴 선택부의 터치 조작에 의해 상기 디스플레이부의 표시 화면에 새로운 입력창이 활성화되는 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력 강도 테스트 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 변위량 검출 모듈 및 압력 측정 센서에 의한 측정값을 인가받아 피측정물의 압력 강도에 대한 양불 여부를 판단하고, 상기 디스플레이부는 상기 피측정물의 압력 강도에 대한 양불 판단 결과를 표시하는 것을 특징으로 하는 압력 강도 테스트 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 압력 챔버 내부 압력이 대기압보다 높은 압력으로 설정 시간 동안 유지되도록 상기 압력 조절 유닛의 동작을 제어하고, 상기 압력 측정 센서에 의한 측정값이 설정 시간 동안 일정하게 유지된 상태에서 상기 변위량 검출 모듈에 의한 측정값이 한계치 이상 변화하는 경우 피측정물의 압력 강도에 대해 불량으로 판단하는 것을 특징으로 하는 압력 강도 테스트 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 압력 조절 유닛을 통해 상기 압력 챔버에 압력이 가해지는 순간부터 상기 변위량 검출 모듈 및 압력 측정 센서에 의한 측정값을 시간에 대해 그래프화하여 실시간으로 표시하는 것을 특징으로 하는 압력 강도 테스트 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변위량 검출 모듈 및 압력 측정 센서에 의한 측정값을 포함하는 테스트 정보를 저장할 수 있는 임시 저장부; 및
    상기 임시 저장부로부터 외부 저장 매체로 데이터를 전송할 수 있도록 상기 임시 저장부에 연결 설치되는 USB 포트
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 강도 테스트 장치.
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