KR101011574B1 - 액위제어 실험장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공정제어 교육을 위한 액위제어 실험장치에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명은 액체를 저장하고, 펌프와 연결되는 제1탱크와, 딜레이유닛이 전단에 연결되고, 상기 제1탱크로부터 액체가 유입되는 제2탱크와, 수압센서가 후단에 연결되고, 상기 제2탱크로부터 액체가 유입되는 제3탱크와, 상기 제1탱크로부터 펌핑된 액체를 상기 제2탱크와 제3탱크 및 외부로 분기하는 분기부와, 상기 펌프와 상기 제1탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제1밸브와, 상기 제2탱크 하단과 상기 제3탱크 하단을 연결하는 유로에 배치되는 제2밸브와, 상기 제3탱크와 상기 제1탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제3밸브와, 상기 제1밸브 및 상기 제3밸브와 상기 제1탱크 사이에 배치되는 흡입기를 포함하되, 상기 제2탱크와 제3탱크가 동일한 높이를 갖도록 병렬로 배치되고, 상기 제1밸브 내지 제3밸브 및 상기 분기부의 설정에 따라 제어시스템을 구현하는 액위세트와; 상기 펌프 및 분기부를 제어하여 상기 각 탱크들로 유입되는 액체의 유량을 조절하는 제어부;를 포함하여 탱크 내부의 액위를 제어하는 액위제어실험장치에 관한 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액위제어실험장치는 탱크를 동일 높이의 병렬로 구비함으로써, 크기를 축소시켜 장치의 이동성을 향상시키고, 다양한 시스템에 대한 실험이 가능하도록 하여 공정제어 교육 시 시스템에 대한 내용을 쉽게 이해하고, 또한 실험 할 수 있도록 하여 교육의 효과를 극대화시키는 효과가 있다.
액위제어, 유량제어, 공정제어, 탱크, 아스퍼레이터

Description

액위제어 실험장치 {Apparatus for liquid level controlling experiment}
본 발명은 공정제어 교육을 위한 액위제어실험장치에 관한 것으로, 액체를 저장하는 탱크를 동일 높이의 1단으로 병렬 구비함으로써 크기가 축소되어 장치의 이동성을 향상시킬 뿐만 아니라 다양한 시스템에 대한 실험이 가능하도록 하여 본 장치의 사용효율을 증가시킬 수 있는 액위제어실험장치에 관한 것이다.
학교와 산업현장에서 주로 사용되는 각종 공정시스템이 기술의 발전에 따라 급속히 발달할수록, 상기 공정시스템을 제어하기 위한 각종 공정제어방법이 대두되고 있다.
이러한 여러 공정제어 방법 중, 액위제어 실험장치에 대해 살펴보면 다음과 같다. 상기 액위제어실험장치는 액체를 보관하는 탱크의 액체위치 즉, 액위를 제어하여 측정하는 실험장치로서, 간단하고, 위험한 물질을 사용하지 않으면서 폐기물을 내보내지 않는 등의 장점을 가진다.
하지만 이러한 액위제어실험장치는 높이차를 이용하여 액체를 흘려보내기 때 문에, 이를 위해 실험장치의 크기가 커지는 것은 불가피하였다. 뿐만 아니라, 상기 실험장치를 통해 구현할 수 있는 제어기능의 특징이 한정된다는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 액위실험장치의 탱크를 동일한 높이의 1단으로 병렬 구비함으로써, 상기 액위제어실험장치의 크기를 축소화시켜 시스템의 이동성을 향상시킬 수 있고, 다양한 제어기능을 수행할 수 있는 액위제어실험장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 액위제어실험장치는 액체를 저장하고, 펌프와 연결되는 제1탱크와, 딜레이유닛이 전단에 연결되고, 상기 제1탱크로부터 액체가 유입되는 제2탱크와, 수압센서가 후단에 연결되고, 상기 제2탱크로부터 액체가 유입되는 제3탱크와, 상기 제1탱크로부터 펌핑된 액체를 상기 제2탱크와 제3탱크 및 외부로 분기하는 분기부와, 상기 펌프와 상기 제1탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제1밸브와, 상기 제2탱크 하단과 상기 제3탱크 하단을 연결하는 유로에 배치되는 제2밸브와, 상기 제3탱크와 상기 제1탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제3밸브와, 상기 제1밸브 및 상기 제3밸브와 상기 제1탱크 사이에 배치되는 흡입기를 포함하되, 상기 제2탱크와 제3탱크가 동일한 높이를 갖도록 병렬로 배치되고, 상기 제1밸브 내지 제3밸브 및 상기 분기부의 설정에 따라 제어시스템을 구현하는 액위세트와; 상기 펌프 및 분기부를 제어하여 상기 각 탱크들로 유입되는 액체의 유량을 조절하는 제어부;를 포함한다.
바람직하게는 PWM제어신호를 발생하는 제어신호발생기 및 상기 수압센서의 측정값을 디지털신호로 변환하여 출력하는 AD컨버터를 포함하는 제어부를 포함할 수 있다.
특히 상기 제어신호발생기로부터 발생된 PWM제어신호는 상기 펌프 및 상기 분기부로 입력될 수 있다.
바람직하게는 상기 펌프로부터 펌핑된 액체를 3방향으로 분기하는 솔레노이드 밸브와; 상기 솔레노이드 밸브를 통해 유입된 액체를 외부로 전달하도록 연결된 유로에 배치되는 제4밸브와; 상기 솔레노이드 밸브와 제2탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제5밸브 및 상기 솔레노이드 밸브와 제3탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제6밸브를 포함하는 분기부를 포함할 수 있다.
특히 파이프에 패킹물질을 충전하여 구비되는 딜레이유닛을 포함할 수 있다.
특히 상기 제2밸브를 차단하고, 상기 분기부가 상기 제3탱크로만 액체를 분기하도록 설정하여 1차시스템을 구성할 수 있다.
특히 상기 분기부가 상기 제2탱크로만 액체를 분기하도록 설정하여 2차시스템을 구성할 수 있다.
특히 상기 분기부가 상기 제2탱크 및 제3탱크로 액체를 분기하도록 설정하여 역응답시스템을 구성할 수 있다.
바람직하게는 상기 액위세트를 적어도 두 개 구비하고 상호연결하여 고차시스템을 구성할 수 있다.
특히 상기 액위세트 중 제1세트의 출력신호에 의해 제2세트의 입력을 제어하여 캐스케이드시스템을 구성할 수 있다.
특히 상기 액위세트의 제1세트 중 분기부의 제1출력단과 제2세트의 제2탱크 사이에 유로가 형성되고, 상기 제1세트의 분기부의 제2출력단과 상기 제1세트의 제3탱크 사이에 유로가 형성되고, 상기 제2세트의 분기부의 제1출력단과 상기 제1세트의 제2탱크 사이에 유로가 형성되고, 상기 제2세트의 분기부의 제2출력단과 상기 제2세트의 제3탱크 사이에 유로가 형성되고, 상기 제1세트와 제2세트 중 분기부의 제3출력단이 차단되어 다변수시스템을 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액위제어실험장치는 액체를 저장하는 탱크를 동일 높이의 병렬로 구비함으로써, 크기를 축소시켜 장치의 이동성을 향상시키고, 다양한 시스템에 대한 실험이 가능하도록 하여 공정제어 교육 시 시스템에 대한 내용을 쉽게 이해하고, 또한 실험 할 수 있도록 하여 교육의 효과를 극대화시키는 효과가 있다.
본 발명에 따른 액위제어실험장치에 대한 예는 다양하게 적용될 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액위제어실험장치의 일 실시 예이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액위제어실험장치(100)는 액체를 저장하는 제1탱크(110)와 상기 제1탱크(110)로부터 액체가 유입되는 제2탱크(120)와 제2탱크(120)로부터 액체가 유입되는 제3탱크(130)와 유입된 액체를 분기하는 분기부(140) 및 수압을 높여 유로 내 남은 잔여액체를 전달하는 흡입기(150)를 포함하는 액위세트와 각 탱크들로 유입되는 액체의 유량을 조절하는 제어부(160)를 포함한다.
제1탱크(110)는 액체를 저장하고, 펌프(111)와 직접 연결된다. 이 때, 상기 펌프(111)와의 직접연결을 제외한 다른 방향의 상기 펌프(111)와 제1탱크(110) 사이에 제1밸브(V1)가 배치된다.
상기 펌프(111)로 PWM제어신호(PWM2)가 인가되면, 상기 펌프(111)가 제1탱크(110) 내 액체를 펌핑하고, 펌핑된 액체는 상기 제1밸브(V1)를 통해서 제1탱크(110)로 재유입된다.
제2탱크(120)는 전단에 딜레이유닛(121)이 연결되고, 제1탱크(110)로부터 펌핑된 액체가 유입된다. 상기 딜레이유닛(121)은 유량제어 시 사용되는 PWM제어신호에 의해 제2탱크(120)로 전달되는 속도를 지연시키며, 액체가 흐르는 파이프에 패킹물질을 충전하여 구비됨이 바람직하다.
제3탱크(130)는 후단에 수압센서(131)가 연결되고, 제2탱크(120)로부터 액체 가 유입된다. 또한, 제2탱크(120)와 제3탱크(130)의 사이 하단에 제2밸브(V2)가 배치된다.
따라서 제2탱크(120)의 액위가 제3탱크(130)의 액위보다 높은 경우, 제2탱크(120)에 저장된 액체가 제2밸브(V2)를 따라 제3탱크(130)로 유입되고, 상기 수압센서(131)가 상기 제3탱크(130)의 액위를 측정하여 그 측정결과 값을 출력한다.
또한 제1탱크(110)와 제3탱크(130) 사이에 제3밸브(V3)가 배치되어, 제3탱크(130)에 저장된 액체가 제1탱크(110)로 유입되는 유로를 형성한다.
제3밸브(V3)와 제1탱크(110) 사이에 흡입기(150)가 배치되고, 상기 흡입기(150)가 상기 펌프(111)에 남아있는 잔여액체 및 제3탱크(130)에 저장된 액체를 제1탱크(110)로 보다 빠르게 유입시킨다.
분기부(140)는 인가되는 PWM제어신호(PWM1)에 응답하여 제1탱크(110)로부터 펌핑된 액체를 제2탱크(120)와 제3탱크(130) 및 외부로 분기한다.
상기 분기부(140)는 액체를 3방향으로 분기하는 솔레노이드 밸브(S1) 및 상기 솔레노이드 밸브(S1)와 연결되는 제4밸브(V4)와 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)를 포함하고, 이 때, 상기 제4밸브(V4)와 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)는 상호 병렬상태로 연결된다.
상기 솔레노이드 밸브(S1)는 제어부(160)로부터 발생된 PWM제어신호(PWM1)를 인가받고, 제1탱크(110)로부터 펌핑된 액체를 전달받는다. 이 때, 상기 솔레노이드 밸브(S1)는 3방향으로 분기할 수 있어, 상기 제어신호(PWM1)에 따라 유입된 액체를 제4밸브(V4)와 제5밸브(V5) 및 제6밸브(V6)로 각각 전달한다.
제4밸브(V4)는 상기 솔레노이드 밸브(S1)를 통해 유입된 액체가 외부로 전달되도록 유로를 형성한다.
제5밸브(V5)는 상기 솔레노이드 밸브(S1)와 제2탱크(120) 사이에 배치되어, 상기 솔레노이드 밸브(S1)를 통해 전달된 액체가 제2탱크(120)로 유입되는 유로를 형성한다.
제6밸브(V6)는 상기 솔레노이드 밸브(S1)와 제3탱크(130) 사이에 배치되어, 상기 솔레노이드 밸브(S1)를 통해 전달된 액체가 제3탱크(130)로 유입되는 유로를 형성한다.
상술한 내용을 한 세트로 하고, 상기 세트에 제어부(160)가 더 구비된다.
상기 제어부(160)는 각 탱크들(110, 120, 130)로 유입되는 액체의 유량을 조절한다.
이하 도 2를 통해, 상기 제어부(160)에 대해 자세히 살펴보도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(160)는 AD컨버터(162), 제어모듈(164), PWM신호발생기(166)를 포함한다.
AD컨버터(162)는 상기 수압센서(131)를 통해 출력된 제3탱크(130)의 액위 측정값을 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
제어모듈(164)은 상기 액위측정값이 변환된 디지털신호를 수신하고, 상기 디지털신호에 기초하여 제3탱크(130)의 액위를 제어하는 PWM제어신호(PWM1, PWM2)를 연산한다.
PWM신호발생기(166)는 상기 연산된 PWM제어신호(PWM1, PWM2)를 생성하고, 상 기 생성된 PWM제어신호(PWM1, PWM2)를 상기 분기부(140)와 펌프(111)로 각각 전달한다.
상술한바 외에도, 본 발명의 일 실시 예인 액위세트와 제어부를 포함하여 다양한 종류의 시스템을 구성할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 7을 참조로 하여 본 발명의 다른 실시 예를 살펴보도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예인 1차시스템을 구성하는 액위제어실험장치(200)의 구성도를 나타낸 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 외부로 액체를 전달하는 제4밸브(V4)와, 제2탱크(220)와 제3탱크(230) 사이에 배치된 제2밸브(V2) 및 솔레노이드밸브(S1)와 제2탱크(220) 사이에 배치된 제5밸브(V5)를 차단한다.
상기 솔레노이드 밸브(S1)로 PWM제어신호(PWM1)가 인가되고, 펌프(211)로 PWM제어신호(PWM2)가 인가됨에 따라, 제1탱크(210)에 저장된 액체가 펌프(211)를 통해 제1밸브(V1)와 흡입기(250)로 전달되어 제1탱크(210)로 재유입되고, 제1탱크(210)로부터 펌핑된 액체 중 일부가 솔레노이드 밸브(S1)로 전달된다. 상기 액체는 상기 솔레노이드 밸브(S1)와 연결된 밸브 중 오픈된 밸브인 제6밸브(V6)를 통해 제3탱크(230)로 유입되고, 수압센서(231)가 제3탱크(230)의 액위를 측정하여 제어부(260)로 전달한다. 상기 제어부(260)는 측정된 결과값을 출력하고, 상기 측정된 결과값에 기초하여 PWM제어신호(PWM1, PWM2)를 생성하여 1차시스템을 구성하는 액위제어실험장치(200)를 제어한다.
결국, 상기 흡입기(250)가 상기 펌프(211)에 남아있는 액체를 사용하여 제1탱크(210)의 액위를 높여 각 밸브에 의한 비선형효과를 줄일 수 있고, 보다 넓은 범위의 제1탱크 액위를 이용하는 효과를 얻을 수 있다.
또 다른 실시 예로, 2차시스템을 구성하는 액위제어실험장치를 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예인 2차시스템을 구성하는 액위제어실험장치(300)의 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 외부로 액체를 전달하는 제4밸브(V4)와, 솔레노이드 밸브(S1)와 제3탱크(330) 사이에 배치된 제6밸브(V6)를 차단하고, 제2탱크(320) 전단에 배치된 딜레이유닛을 제거한다.
상기 솔레노이드 밸브(S1)로 PWM제어신호(PWM1)가 인가되고, 펌프(311)로 PWM제어신호(PWM2)가 인가됨에 따라, 제1탱크(310)에 저장된 액체가 펌프(311)를 통해 제1밸브(V1)와 흡입기(350)로 전달되어 제1탱크(310)로 재유입되고, 제1탱크(310)로부터 펌핑된 액체 중 일부가 솔레노이드 밸브(S1)로 전달된다.
상기 액체는 상기 솔레노이드 밸브(S1)와 연결된 밸브 중 오픈된 밸브인 제5밸브(V5)를 통해 제2탱크(320)로 유입된다. 이 때, 상기 제2탱크(320) 전단에 배치된 딜레이유닛이 제거되었으므로, 상기 솔레노이드 밸브(S1)로 인가된 PWM제어신호(PWM1)가 제2탱크(320)로 시간지연 없이 바로 전송되어, 상기 액체 또한 빠른 속도로 제2탱크(320)로 유입된다.
이에 따라, 제2탱크(320)의 액위가 제3탱크(330)의 액위보다 높아지면, 제2 탱크(320)와 제3탱크(330) 사이에 배치된 제2밸브(V2)를 따라 상기 제2탱크(320)에 저장된 액체가 제3탱크(330)로 유입되고, 수압센서(331)가 제3탱크(330)의 액위를 측정하여 그 결과값을 제어부(360)로 전달한다. 상기 제어부(360)는 측정된 결과값을 출력하고, 상기 측정된 결과값에 기초하여 PWM제어신호(PWM1, PWM2)를 생성하여 2차시스템을 구성하는 액위제어실험장치(300)를 제어한다.
따라서 제2탱크의 사용으로 인해 1차시스템의 간섭연결을 통해 2차시스템을 구성하는 액위제어실험장치를 구현할 수 있다.
또 다른 실시 예로, 역응답시스템을 구성하는 액위제어실험장치를 구성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예인 역응답시스템을 구성하는 액위제어실험장치(400)의 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 외부로 액체를 전달하는 제4밸브(V4)를 차단한다.
상기 솔레노이드 밸브(S1)로 PWM제어신호(PWM1)가 인가되고, 펌프(411)로 PWM제어신호(PWM2)가 인가됨에 따라, 제1탱크(410)에 저장된 액체가 펌프(411)를 통해 제1밸브(V1)와 흡입기(450)로 전달되어 제1탱크(410)로 재유입되고, 제1탱크(410)로부터 펌핑된 액체 중 일부가 솔레노이드 밸브(S1)로 전달된다.
상기 액체는 상기 솔레노이드 밸브(S1)와 연결된 밸브 중 오픈된 밸브인 제5밸브(V5)와 제6밸브(V6)를 통해 제2탱크(320)와 제3탱크(330)로 각각 유입된다.
제5밸브(V5)를 통해 전달되는 액체는 딜레이유닛(421)에 의해 상대적으로 천천히 제2탱크(420)로 유입되고, 제6밸브(V6)를 통해 전달되는 액체는 상대적으로 빨리 제3탱크(430)로 유입된다.
제2탱크(420)의 액위가 제3탱크(430)의 액위보다 높은 경우, 제2탱크(420)에 저장된 액체가 제2밸브(V2)를 통해 제3탱크(430)로 전달되며, 수압센서(431)가 제3탱크(430)의 액위를 측정하여 그 결과값을 제어부(460)로 전달한다. 상기 제어부(460)는 측정된 결과값을 출력하고, 상기 측정된 결과값에 기초하여 PWM제어신호(PWM1, PWM2)를 생성하여 역응답시스템을 구성하는 액위제어실험장치(400)를 제어한다.
이 때, 상기 역응답시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 모델식을 살펴보면 다음과 같다.
식1) Adh1/dt = Cv2 √(h2-h1) - Cv3√(h1-α1) +α2 - β1q1
식2) Adh2/dt = - Cv2 √(h2-h1) +α3 - β2q1
여기서, A는 제2탱크(420)와 제3탱크(430)의 단멱적이고, h1와 h2는 제3탱크(430)와 제2탱크(420)의 액위를 나타내며, Cv2와 Cv3는 제2밸브(V2)와 제3밸브(V3)의 스템위치에 따른 상수이다. 또한, α1은 흡입기(450)에서 발생되는 상수이고, α2와 α3는 제어입력 q1의 정상상태 값을 보정하는 상수이고, β1와 β2는 제5밸브(V5)와 제6밸브(V6)의 스템위치에 따른 조절가능한 상수를 나타내며, q1은 제어입력으로 솔레노이드 밸브(S1)의 온오프에 대한 PWM값이다.
결국 제3탱크(430)로 유입되는 액체의 유량이 많아지면, 상대적으로 제2탱 크(420)로 유입되는 액체의 유량이 줄어든다. 따라서 식1에서 h1와 h2에 관한 미분방정식에 반영되는 부호는 반대가 되고, 이러한 반대의 효과가 역응답을 가능하도록 한다.
또 다른 실시 예로, 앞서 설명한 2차시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 액위세트를 적어도 두 개 구비 후, 상호연결하여 고차시스템을 구성하는 액위제어실험장치를 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예인 캐스케이드시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1액위세트(500)의 수압센서(531)로부터 출력된 출력신호가 제2액위세트(500a)의 PWM제어신호(PWM1, PWM2)로 각각 입력되도록 제어된다. 이 때, 제1액위세트(500) 및 제2액위세트(500a)는 앞서 설명한 2차시스템을 구성하는 액위제어실험장치(300)와 유사하게 동작된다.
결국 2차시스템을 구성하는 액위제어실험장치(300)의 세트를 상호연결하여 크기가 축소되면서도 중간에 출력신호를 얻어지게 되므로, 캐스케이드 제어가 가능한 효과를 얻을 수 있다.
또 다른 실시 예로, 상호간섭을 통한 다변수시스템을 구성하는 액위제어실험장치를 구성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예인 다변수시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1액위세트(600)의 제4밸브(V4)가 제2액위세트(600a)의 제2탱크(620a)와 연결되고, 제1액위세트(600)의 제5밸브(V5)가 제1액위세트(600)의 제3탱크(630)와 연결되며, 제1액위세트(600)의 제6밸브(V6)는 차단된다. 또한, 제2액위세트(600a)의 제4밸브(V4)는 제1액위세트(600)의 제2탱크(620)와 연결되고, 제2액위세트(600a)의 제5밸브(V5)는 제2액위세트(600a)의 내부 제3탱크(630a)와 연결되며, 제2액위세트(600a)의 제6밸브(V6)는 차단된다.
각 액위세트(600, 600a)의 제5밸브(V5)를 통해 펌핑된 액체가 제3탱크(630, 630a)로 유입된다. 따라서 수압센서(631, 631a)가 제3탱크(630, 630a)의 액위를 측정하고, 그 결과값을 출력하므로, 각 액위세트(600, 600a)의 제5밸브(V5)를 통해 제3탱크(630, 630a)로 유입되는 액체는 각 액위세트(600, 600a)의 제2탱크(620, 620a)로 유입되는 액체보다 빠른 특성을 보이므로, 일반적으로 사용되는 4-탱크 실험장치의 동일한 밸브와 탱크기능을 갖는다. 결국 각 액위세트의 밸브를 조절하여 본 발명의 일 실시 예인 다변수시스템을 구성하는 액위제어실험장치에서 상대이득값을 양수부터 음수까지 조절 가능한 효과를 얻을 수 있다.
결과적으로, 동일한 높이를 갖는 적어도 두 개의 탱크를 1단으로 병렬연결하여 구성함으로써, 본 발명의 일 실시 예인 액위제어실험장치의 크기를 축소시켜 이동성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 펌프에 남아있는 잔여액체를 흡입기를 통해 제1탱크로 전달함으로써, 제1탱크의 유효한 액위를 높여주고, 결과적으로 액위제어실험장치의 크기를 더욱 축소화시킬 수 있다.
이와 더불어, 상기 액위제어실험장치 중 밸브의 개폐를 통해 1차, 2차, 역응답 등과 같은 시스템 및 상기 액위제어실험장치 내 세트를 적어도 두 개 연결하여 고차, 캐스케이드, 다변수시스템 등의 다양한 기능을 갖는 시스템을 구현할 수 있다.
이상 본 발명에 의한 액위제어실험장치에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액위제어실험장치의 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액위제어실험장치 중 제어부의 블록도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예인 1차시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 구성도이고,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예인 2차시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 구성도이고,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예인 역응답시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 구성도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예인 캐스케이드시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 구성도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예인 다변수시스템을 구성하는 액위제어실험장치의 구성도이다.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
110: 제1탱크 120: 제2탱크
130: 제3탱크 140: 분기부
150: 흡입기 160: 제어부

Claims (11)

  1. 액체를 저장하고, 펌프와 연결되는 제1탱크와,
    딜레이유닛이 전단에 연결되고, 상기 제1탱크로부터 액체가 유입되는 제2탱크와,
    수압센서가 후단에 연결되고, 상기 제2탱크로부터 액체가 유입되는 제3탱크와,
    상기 제1탱크로부터 펌핑된 액체를 상기 제2탱크와 제3탱크 및 외부로 분기하는 분기부와,
    상기 펌프와 상기 제1탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제1밸브와,
    상기 제2탱크 하단과 상기 제3탱크 하단을 연결하는 유로에 배치되는 제2밸브와,
    상기 제3탱크와 상기 제1탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제3밸브와,
    상기 제1밸브 및 상기 제3밸브와 상기 제1탱크 사이에 배치되는 흡입기를 포함하되,
    상기 제2탱크와 제3탱크가 동일한 높이를 갖도록 병렬로 배치되고, 상기 제1밸브 내지 제3밸브 및 상기 분기부의 설정에 따라 제어시스템을 구현하는 액위세트와;
    상기 펌프 및 분기부를 제어하여 상기 각 탱크들로 유입되는 액체의 유량을 조절하는 제어부;를 포함하는 액위제어실험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    PWM제어신호를 발생하는 제어신호발생기 및
    상기 수압센서의 측정값을 디지털신호로 변환하여 출력하는 AD컨버터를 포함함을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어신호발생기로부터 발생된 PWM제어신호는 상기 펌프 및 상기 분기부로 입력됨을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분기부는
    상기 펌프로부터 펌핑된 액체를 3방향으로 분기하는 솔레노이드 밸브와;
    상기 솔레노이드 밸브를 통해 유입된 액체를 외부로 전달하도록 연결된 유로에 배치되는 제4밸브와;
    상기 솔레노이드 밸브와 제2탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제5밸브 및
    상기 솔레노이드 밸브와 제3탱크를 연결하는 유로에 배치되는 제6밸브를 포 함함을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 딜레이유닛은 파이프에 패킹물질을 충전하여 구비됨을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2밸브를 차단하고, 상기 분기부가 상기 제3탱크로만 액체를 분기하도록 설정하여 1차시스템을 구성함을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분기부가 상기 제2탱크로만 액체를 분기하도록 설정하여 2차시스템을 구성함을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분기부가 상기 제2탱크 및 제3탱크로 액체를 분기하도록 설정하여 역응 답시스템을 구성함을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 액위세트를 적어도 두 개 구비하고 상호연결하여 고차시스템을 구성함을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 액위세트 중 제1세트의 출력신호에 의해 제2세트의 입력을 제어하여 캐스케이드시스템을 구성함을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 액위세트의 제1세트 중 분기부의 제1출력단과 제2세트의 제2탱크 사이에 유로가 형성되고,
    상기 제1세트의 분기부의 제2출력단과 상기 제1세트의 제3탱크 사이에 유로가 형성되고,
    상기 제2세트의 분기부의 제1출력단과 상기 제1세트의 제2탱크 사이에 유로가 형성되고,
    상기 제2세트의 분기부의 제2출력단과 상기 제2세트의 제3탱크 사이에 유로가 형성되고,
    상기 제1세트와 제2세트 중 분기부의 제3출력단이 차단되어 다변수시스템을 구성함을 특징으로 하는 액위제어실험장치.
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