KR101059939B1 - Load Cell for Displacement Water Level Transmitter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탱크 내 저장물의 수위 변화에 따라 디스플레이서에 작용하는 부력에 따른 힘의 변화량이 토크튜브의 비틀림 응력변화로 발생되고, 비틀림각이 일정 메카니즘을 통해 직선운동으로 바뀌어 전달된 힘의 변화를 분석하여 수위를 측정할 수 있도록 한 로드셀에 관한 것이다. 본 발명은 고저항 저소모전류 구성에 의해 전력소모를 절감할 수 있도록 하고, 전원선을 별도로 구성하지 않고 신호선만으로도 동작이 가능토록 할뿐만 아니라, 온도센서 구성에 의해 온도변화에 따른 로드셀의 히스테리시스(履歷) 변화를 보상할 수 있도록 한다.According to the present invention, the amount of change in force due to the buoyancy acting on the displacer according to the change in the level of the stock in the tank is caused by the change in the torsional stress of the torque tube, and the torsion angle is changed to the linear motion through a certain mechanism to change the transmitted force. It relates to a load cell that can be analyzed to measure the water level. According to the present invention, power consumption can be reduced by a high resistance, low power consumption configuration, and not only a power line can be operated but also a signal line can be operated, as well as a hysteresis of a load cell according to a temperature change due to a temperature sensor configuration. Iii) to compensate for changes;

수위, 로드셀, 토크튜브, 전송기 Water level, load cell, torque tube, transmitter

Description

디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀{Road cell for Displacement type level transmitter}Load cell for displacement type level transmitter

본 발명은 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀에 관한 것으로써, 특히 탱크내 액체 저장물의 레벨(수위) 변화에 따라 디스플레이서에 작용하는 부력에 따른 힘의 변화량이 토크튜브에 비틀림 응력으로 발생되면, 비틀림각이 일정 메카니즘을 통해 직선운동으로 바뀌어 전달된 힘의 변화를 분석하여 액체 레벨을 측정할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a load cell for a displacement water level transmitter, in particular, if the amount of force change due to the buoyancy acting on the displacer according to the level (level) of liquid storage in the tank is torsionally stressed in the torque tube, The angle is transformed into a linear motion through a constant mechanism, allowing the liquid level to be measured by analyzing the change in force transmitted.

본 발명은 석유화학 플랜트의 액체탱크나 화력발전소의 터빈 등에 연결되는 응축수 탱크 등과 같은 고온, 고압형의 탱크 내 액체 레벨을 표시하는데 사용된다. The present invention is used to display the liquid level in a high temperature, high pressure tank, such as a condensate tank connected to a liquid tank of a petrochemical plant or a turbine of a thermal power plant.

일반적으로 공지된 탱크 내 수위 변화 측정수단으로는 레벨트랜스미터를 들 수 있다.Generally known level change measurement means in tanks include level transmitters.

레벨트랜스미터는 탱크 내에 채워진 액체에 잠긴 디스플레이서의 부력에 의한 미소변위를 토션바를 통해 로드셀에 전달함으로써 선형적인 전기신호로 출력하 여 이 신호 크기에 따른 레벨을 표시하는 방식과, 탱크내 액체 유압이 레벨에 따라 변하는 점을 이용하여 탱크내에 설치된 압력센서에서 검출된 압력을 선형적인 전기신호로 출력하고 상기에서와 마찬가지 방식으로 표시하는 방식 등 다양한 방식이 있다.The level transmitter transmits the micro displacement caused by the buoyancy of the displaced submerged liquid in the tank to the load cell through the torsion bar and outputs it as a linear electric signal to indicate the level according to the magnitude of the signal. There are various methods, such as a method of outputting the pressure detected by the pressure sensor installed in the tank as a linear electric signal using the point that changes according to the level and displaying the same manner as above.

구체적인 수위 변화 측정을 위한 구성을 도시한 도 1은 여러 가지 방식 중 디스플레이서 및 로드셀을 이용하여 탱크내 레벨을 측정하는 레벨트랜스미터의 동작원리를 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating the operation of a level transmitter for measuring a level in a tank using a displacer and a load cell.

도 1에 있어서, 디스플레이서(1)는 탱크(4)내에 저장된 액체에 잠겨 있으며, 액체레벨의 하강에 따라 디스플레이서(1)에 작용하는 부력이 점차 변화하면 그에 따라 디스플레이서(1)가 연결된 토션바(2)에 일정한 힘(비틀림 응력)이 가해진다.1, the displacer 1 is immersed in the liquid stored in the tank 4, and when the buoyancy acting on the displacer 1 gradually changes as the liquid level is lowered, the displacer 1 is connected accordingly. A constant force (torsional stress) is applied to the torsion bar 2.

이러한 동작과정을 거쳐 로드셀(3)에서 선형적인 전기신호가 발생되어 신호처리장치로 전송됨으로써 전기신호 크기에 따른 액체 레벨을 분석한다.Through this operation process, a linear electric signal is generated in the load cell 3 and transmitted to the signal processing device, thereby analyzing the liquid level according to the electric signal magnitude.

그런데 이 같은 종래 수위 변화 측정장치는 스트레인 게이지에 구성되는 휘스톤브릿지회로가 저저항으로 설계 구성됨에 따라 전류가 커져 전력소모가 많아진다는 문제점이 있었다.However, such a conventional water level change measuring device has a problem in that the current is increased as the Wheatstone bridge circuit configured in the strain gauge is designed to have a low resistance, thereby increasing power consumption.

또한 이러한 회로구성은 결국 기기동작전원이 필수적으로 연결 구성되어야 하는 단초를 제공하므로 회로가 복잡해지는 문제점이 있었다.In addition, such a circuit configuration has a problem in that the circuit becomes complicated because it provides the first step that the equipment operation power supply must be connected essentially.

또한 종래 수위 변화 측정장치는 예컨대 탱크(4)내에 액체가 없어 부력이 작용하지 않을 경우 일정무게를 지닌 디스플레이서(1)에 의한 하중이 그대로 스트레인 게이지(3)에 무리한 힘으로 가해지므로 기기의 내구성에 악영향을 줄 수 있는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional water level change measuring device, for example, when there is no liquid in the tank 4 and the buoyancy is not applied, the load of the displacer 1 having a certain weight is applied to the strain gauge 3 with an excessive force, and thus the durability of the device. There was a problem that could adversely affect.

또한, 다관절 연결방식의 부력전달 구조는 탱크 내 수위의 급격한 변화나 배관 등 주변설비의 진동을 직접적으로 받는 종래의 수직형에 비해 진동이나 충격, 급격한 비정상 수위 변화에 안정적인 출력이 보장되는 장점이 있으며 이는 정밀한 출력 보장과 기기의 내구성 보장에 직접적인 영향을 미친다.In addition, the multi-joint buoyancy transmission structure has the advantage that stable output is ensured against vibration, shock, and abrupt abnormal water level change compared to the conventional vertical type which receives the sudden change of water level in the tank or the vibration of peripheral equipment such as piping. This has a direct impact on ensuring precision output and durability of the device.

본 발명은 상기와 같은 종래 수위 변화 측정장치에 내재된 문제점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 고저항 저소모전류 구성에 의해 전력소모를 절감할 수 있도록 한 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀을 제공하는데 있다.The present invention has been made in view of the problems inherent in the above-described conventional water level change measuring device, and an object of the present invention is to provide a load cell for a displacement-type water level transmitter capable of reducing power consumption by a high resistance and low power consumption configuration. To provide.

본 발명의 다른 목적은 고저항 저소모전류 구성에 의해 전원선을 별도로 구성하지 않고 신호선만으로도 동작이 가능토록 한 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a load cell for a displacement type water level transmitter that can be operated only by a signal line without separately configuring a power line by a high resistance and low power consumption configuration.

본 발명의 또 다른 목적은 온도센서 구성에 의해 기기자체 및 주위온도변화에 따른 히스테리시스(履歷) 변화를 보상할 수 있도록 한 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a load cell for a displacement water level transmitter that can compensate for hysteresis change due to changes in the device itself and ambient temperature by the temperature sensor configuration.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀은, 탱크에 채워진 액체에 잠겨져 부력이 작용하는 디스플레이서; 상기 디스플레이서에 작용하는 부력에 의해 응력이 발생하는 토션바; 상기 토션바를 통해 발생된 응력을 토대로 변형률을 측정하는 로드셀; 상기 로드셀 내의 스트레인 게이지에 의해 측정된 변형률을 전기적신호(전압변화량)로 환산변환하는 휘스톤브릿지회로; 기기 자체 및 주위의 온도를 감지하는 온도센서; 및 상기 로드셀에 의해 전기적신호로 환산변환되어 증폭된 후 디지털데이터로 변환되어 입력된 데이터를 처리하여 탱크내 수위 변화를 측정하고, 온도센서의 감지값을 입력받아 온도변화에 따른 상기 휘스톤브릿지회로의 히스테리시스(履歷) 변화분을 보상하도록 제어하는 호스트컴퓨터로 이루어진 것을 특징으로 한다.The load cell for a displacement-type water level transmitter of the present invention for achieving the above object is a displacer which is buoyant by being submerged in liquid filled in a tank; A torsion bar in which stress is generated by buoyancy acting on the displacer; A load cell measuring strain based on the stress generated through the torsion bar; A Wheatstone bridge circuit for converting the strain measured by the strain gauge in the load cell into an electrical signal (voltage change amount); A temperature sensor for sensing the temperature of the device itself and the surroundings; And converting the electrical signal into an electrical signal by the load cell, amplifying the converted digital data, and then processing the input data to measure the water level change in the tank, and receiving the detected value of the temperature sensor, the Wheatstone bridge circuit according to the temperature change. Characterized in that consisting of a host computer for controlling to compensate for the hysteresis change of.

본 발명의 스트레인 게이지에 구성되는 휘스톤브릿지회로는 저전류 고저항으로 구성하여 저전력 소비에 의해 신호선만으로 동작이 가능토록 한 것을 특징으로 한다.The Wheatstone bridge circuit of the strain gage of the present invention is characterized by being configured with low current and high resistance so that operation can be performed only by signal lines by low power consumption.

본 발명의 호스트컴퓨터는 온도센서의 감지값에 따라 상기 휘스톤브릿지회로의 히스테리시스(履歷) 변화분을 보상하도록 비교기준값을 저장 관리하는 것을 특징으로 한다.The host computer of the present invention is characterized in that the reference value is stored and managed to compensate for the hysteresis change of the Wheatstone bridge circuit in accordance with the detected value of the temperature sensor.

본 발명의 휘스톤브릿지회로는 입력저항 5kΩ, 출력저항 5kΩ, 입력전압 3V/DC, 출력전압 3mV 이상, 절연저항이 50V DC에서 2,000MΩ 이 되도록 설정된 것을 특징으로 한다.The Wheatstone bridge circuit of the present invention is characterized in that it is set such that an input resistance of 5 kΩ, an output resistance of 5 kΩ, an input voltage of 3 V / DC, an output voltage of 3 mV or more, and an insulation resistance of 2,000 MΩ at 50 V DC.

본 발명의 신호선은 24V 신호선인 것을 특징으로 한다.The signal line of the present invention is characterized by being a 24V signal line.

본 발명의 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀은 수평변위나 경사에서 자유롭도록 싱글포인트로 하중이 가해지게 설계된 것을 특징으로 한다.The load cell for a displacement-type water level transmitter of the present invention is designed to be loaded with a single point so as to be free from horizontal displacement or inclination.

본 발명의 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀은 스트레인 게이지의 내부를 아령형상으로 통공시켜 탱크내 액체가 없을 경우 디스플레이서의 하중이 미치는 영향을 최소화한 것을 특징으로 한다.The load cell for the displacement-type water level transmitter of the present invention is characterized by minimizing the influence of the load on the displacer when there is no liquid in the tank by passing through the inside of the strain gauge in the shape of a dumbbell.

본 발명의 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀에 따르면 다음과 같은 뛰어난 효과가 있다.According to the load cell for a displacement-type water level transmitter of the present invention has the following excellent effects.

첫째, 고저항 저전류 구성에 의해 전력소모를 절감할 수 있으므로 경제적 이다.First, it is economical because power consumption can be reduced by high resistance and low current configuration.

둘째, 고저항 저전류 구성에 의해 전원선을 별도로 구성하지 않고 신호선만으로도 기기 동작이 가능하므로 회로 구성이 간단해진다. Second, the circuit configuration is simplified because the device can be operated only by the signal line without separately configuring the power line by the high resistance and low current configuration.

셋째, 온도센서 구성에 의해 기기자체 및 주위온도변화에 따른 휘스톤브릿지회로의 히스테리시스(履歷) 변화를 보상하여 동작의 불안정을 방지하므로 정확한 수위 변화 측정이 가능하다.Third, the temperature sensor configuration compensates for hysteresis change in the Wheatstone Bridge circuit due to changes in the device itself and the ambient temperature, thereby preventing instability of the operation.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 로드셀의 기구적인 구조도, 도 3은 본 발명의 탄성체(로드셀)가 하중을 받는 원리도, 도 4는 본 발명의 로드셀에 구성된 휘스톤브릿지 회로 도, 도 5는 본 발명의 로드셀의 감지신호 처리 구성도, 도 6은 본 발명의 로드셀의 감지신호 처리 흐름도, 도 7은 본 발명의 로드셀의 온도 감지신호 처리 흐름도이다.2 is a structural diagram of a load cell of the present invention, FIG. 3 is a principle diagram in which an elastic body (load cell) of the present invention receives a load, FIG. 4 is a Wheatstone bridge circuit diagram configured in the load cell of the present invention, and FIG. 5 is a present invention. 6 is a detection signal processing flowchart of the load cell of the present invention, and FIG. 7 is a temperature detection signal processing flowchart of the load cell of the present invention.

일반적으로 로드셀이란 하중계(荷重計)의 일종으로 외부로부터 가해지는 힘(하중)에 비례한 전압이나 압력에 의해 변환하는 변환기로써 일반적으로 변형게이지식이 널리 쓰인다. 변형게이지식 로드셀은 무게를 받으면 탄성 변형하는 곳에 전기저항 변형게이지를 접착하여 브리지를 구성시켜 무게에 비례한 전압으로 변환할 수 있게끔 되어 있다.In general, a load cell is a type of load gauge, which is a transducer that converts voltage or pressure in proportion to a force applied from the outside. The strain gage load cell is configured to bond an electrical resistance strain gage to an elastically deformable place when it receives weight, thereby forming a bridge and converting it into a voltage proportional to the weight.

로드셀은 힘이나 하중 등의 물리량을 전기적 신호로 변환시켜 이에 비례하는 변형이 발생하며 단위 길이당 발생하는 변형량을 변형률(Strain)이라고 한다. 이때 발생되는 변형률은 힘이나 하중의 크기에 비교적 직선적으로 변화된다는 특징을 가지고 있다. 공학적 필요에 의하여 변형률의 측정이 요구되었으며 이를 위하여 개발된 측정소자(Sensor)가 스트레인 게이지이다.The load cell converts a physical quantity such as a force or a load into an electrical signal to generate a deformation proportional thereto. The amount of deformation per unit length is called strain. In this case, the strain generated is relatively linear in the magnitude of the force or load. Strain measurement was required due to engineering needs, and the developed strain sensor is a strain gauge.

요약하면, 로드셀은 탄성 변형체(Elastic strain member)(스트레인 게이지)의 수감부에서 발생하는 물리적 변형이 전기저항 변화로 변환되면 이를 휘스톤브릿지라는 전기회로를 통해 정밀한 전기적신호로 변환시킴에 따라 그 전기적신호를 토대로 측정치를 확인하는 것이다.In summary, the load cell converts a physical strain occurring at the receiver of an elastic strain member (strain gauge) into a change in electrical resistance and converts it into a precise electrical signal through an electrical circuit called a Wheatstone bridge. Based on this, the measurement is confirmed.

이러한 원리로 동작하는 로드셀을 본 발명에서는 저전류, 고저항으로 설계하고 온도센서를 부착하여 전력소모를 줄이고 수위 측정의 정확성을 향상시켰다.In the present invention, the load cell operating on this principle is designed with low current and high resistance, and is attached with a temperature sensor to reduce power consumption and improve accuracy of water level measurement.

본 발명의 전체적인 구성은, 탱크에 채워진 액체에 잠겨져 부력이 작용하는 디스플레이서(1); 상기 디스플레이서(1)에 작용하는 부력에 의해 응력이 발생하는 토션바(2); 상기 토션바(2)를 통해 발생된 응력을 토대로 변형률을 측정하는 스트레인 게이지(3); 상기 스트레인 게이지(3)에 의해 측정된 변형률을 전기적신호(전압변화량)로 환산변환하는 휘스톤브릿지회로(11); 기기 자체 및 주위의 온도를 감지하는 온도센서(12); 및 상기 휘스톤브릿지회로(11)에 의해 전기적신호로 환산변환되어 증폭된 후 디지털데이터로 변환되어 입력된 데이터를 처리하여 탱크(4)내 수위 변화를 측정하고, 온도센서(12)의 감지값을 입력받아 온도변화에 따른 상기 휘스톤브릿지회로(11)의 히스테리시스(履歷) 변화분을 보상하도록 제어하는 호스트컴퓨터(100)로 이루어진다.The overall configuration of the present invention, the displacer (1) is buried in the liquid filled in the tank acts; A torsion bar (2) in which stress is generated by buoyancy acting on the displacer (1); A strain gauge (3) for measuring strain based on the stress generated through the torsion bar (2); A Wheatstone bridge circuit 11 for converting the strain measured by the strain gauge 3 into an electrical signal (voltage change amount); A temperature sensor 12 for sensing the temperature of the device itself and the surroundings; And converting and amplifying the electrical signal into the electrical signal by the Wheatstone bridge circuit 11, and then converting the digital data into the digital data to measure the water level change in the tank 4, and the detected value of the temperature sensor 12. And a host computer 100 for controlling to compensate for the hysteresis change of the Wheatstone bridge circuit 11 according to the temperature change.

이와 같이 구성된 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이 탱크(도시 생략)에 채워진 액체에 잠겨진 디스플레이서(1)에 부력이 작용하여 토션바(2)를 통해 스트레인 게이지(3)에 의해 변형률이 측정되면 도 4에 도시한 휘스톤브릿지회로(11)를 통해 전기적신호(전압변화량)로 환산변환되고, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 데이터처리에 적합한 값으로 증폭되어 디지털데이터로 변환된 후 하트인터페이스(HART Interface)를 통해 호스트컴퓨터(100)에 입력됨에 따라 탱크(4)내 수위 변화를 측정(분석 판단)한다.In the present invention configured as described above, the buoyancy acts on the displacer 1 immersed in the liquid filled in the tank (not shown) as shown in FIG. 2 and the strain is measured by the strain gauge 3 through the torsion bar 2. 4 is converted into an electrical signal (a change in voltage) through the Wheatstone bridge circuit 11 shown in FIG. 4, and amplified to a value suitable for data processing as shown in FIGS. 5 and 6, and then converted into digital data. The water level change in the tank 4 is measured (analyzed) as it is input to the host computer 100 through the heart interface (HART Interface).

평상시(탱크 내 액체의 수면이 동일하게 유지되는 경우)에는 전기적 평형이 유지되어 극히 미세한 전류가 흐르다가 어느 한쪽의 불균형이 발생하면(상기 휘스톤브릿지회로의 히스테리시스(履歷)이 변하면) 그쪽으로 전류가 흘러 이 전류의 흐름이 전압의 변화로 나타나므로 이러한 상태를 이용하여 수위 변화를 검출하는 것이다.Under normal conditions (when the surface of the liquid in the tank remains the same), the electrical equilibrium is maintained and extremely minute current flows, and if any one imbalance occurs (when the hysteresis of the Wheatstone bridge circuit changes) As the current flows as a change in voltage, it is used to detect a change in water level.

이러한 변화를 정확하게 감지하기 위하여 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 휘스톤브릿지회로는 저전류 고저항 설정으로 전력소모가 적도록 하는바, 입력저항 5kΩ, 출력저항 5kΩ, 입력전압 3V/DC, 출력전압 3mV 이상, 절연저항이 50V DC에서 2,000MΩ 이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.In order to accurately detect such a change, as shown in FIG. 4, the Wheatstone Bridge circuit of the present invention has a low current and high resistance setting so that the power consumption is low. The input resistance is 5kΩ, the output resistance is 5kΩ, the input voltage is 3V / DC, It is preferable that the output voltage is set to 3 mV or more and the insulation resistance is 2,000 MΩ at 50 V DC.

따라서 본 발명에 따르면 별도의 전원이 필요없이 24V의 측정값을 입출력하는 신호선 전력만으로도 기기 동작이 가능하다.Therefore, according to the present invention, the device can be operated with only the signal line power for inputting and outputting the measured value of 24V without the need for a separate power supply.

또한 상기 휘스톤브릿지회로(11)의 히스테리시스(履歷)의 변화가 스트레인에 의해서만 나타나지 않고 온도나 습도에 따라 변할 수도 있으므로 이에 대한 보상이 반드시 필요한바, 본 발명의 로드셀은 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 일정위치에 온도센서(12)를 부착하고, 온도센서(12)에서 감지된 온도신호가 디지털데이터로 변환되어 호스트컴퓨터(100)에 입력되면, 호스트컴퓨터(100) 저장 관리되는 기준치와 비교되어 그 비교결과에 따라 휘스톤브릿지회로(11)에 구성된 히스테리시스(履歷)를 그대로 유지하거나 일정값으로 변화(보상)시켜 측정의 부정확성을 방지토록 한다. 이 같은 동작흐름은 도 7에 도시되어 있다.In addition, since a change in hysteresis of the Wheatstone bridge circuit 11 may not change due to strain but may change according to temperature or humidity, compensation for this is necessary. The load cell of the present invention is illustrated in FIGS. 2 to 4. As described above, when the temperature sensor 12 is attached to a predetermined position, and the temperature signal detected by the temperature sensor 12 is converted into digital data and input to the host computer 100, the host computer 100 stores and manages the reference value. In comparison, according to the comparison result, the hysteresis configured in the Wheatstone bridge circuit 11 is maintained as it is or changed (compensated) to a constant value to prevent measurement inaccuracy. This operating flow is illustrated in FIG.

또한 본 발명의 로드셀은 도 3에 도시한 바와 같이 수평변위나 경사에서 자유롭도록 싱글포인트로 하중이 가해지게 설계되며, 결과적으로 본 발명의 금속 탄성체에 싱글포인트로 하중이 가해졌을 때 정확하게 감지된 탄성체의 변형량(스트레인)을 전기저항으로 변환시켜 측정치를 알 수 있다.In addition, the load cell of the present invention is designed to be applied to a single point to be free from horizontal displacement or inclination, as shown in Figure 3, as a result, the elastic body accurately sensed when a single point is applied to the metal elastic body of the present invention The measured value can be obtained by converting the amount of strain (strain) into electrical resistance.

또한 본 발명은 로드셀의 성능을 결정하는 가장 중요한 요소가 탄성변형체의 구조로써, 이 구조는 측정하고자 하는 하중 특성, 용량 그리고 정밀도 등에 의해 결정되고, 탄성변형체는 가해진 하중에 반응하여 스트레인 게이지를 부착한 지점에 집중적으로 균일한 변형률을 발생시킬 수 있어야 한다는 점을 고려하여, 상술한 바와 같이 싱글포인트로 하중이 가해지도록 설계됨과 동시에 로드셀의 형상을 도 6에 도시한 바와 같이 구성한다.In addition, in the present invention, the most important factor for determining the performance of the load cell is the structure of the elastic deformable body, which is determined by the load characteristics, capacity, and precision to be measured, and the elastic deformable body is attached to the strain gauge in response to the applied load. In consideration of the fact that a uniform strain can be generated at the point, the load cell is designed as shown in FIG. 6 while being designed to apply a load to a single point as described above.

탱크(4)내에 액체가 전혀 채워져 있지 않으면 디스플레이서(1)에 부력이 전혀 부력이 작용하지 않는 상태이므로 이를 장시간 방치할 경우 디스플레이서(1)의 하중이 그대로 토션바를 통해 스트레인 게이지에 미치게 되어 내구성을 악화시킨다.If no liquid is filled in the tank 4, the buoyancy is not buoyant at all in the displacer 1, so if it is left for a long time, the load of the displacer 1 will be exerted on the strain gauge through the torsion bar. Worsens.

따라서 이 같은 상황을 방지하기 위하여 본 발명은 도 2에 도시한 바와 같이 디스플레이서(1)로부터의 하중으로 인한 장치에 대한 악영향을 최소화하기 위하여 내부를 아령형상(13)으로 통공시켜 하중을 흡수하는 면적을 최소화함으로써 기기의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.Therefore, in order to prevent such a situation, the present invention absorbs the load through the inside of the dumbbell shape 13 to minimize the adverse effect on the device due to the load from the displacer 1 as shown in FIG. By minimizing the area, the durability of the device can be improved.

도 1은 일반적인 로드셀의 기본 동작 원리도.1 is a basic operation principle diagram of a general load cell.

도 2는 본 발명의 로드셀의 기구적인 구조도.2 is a structural diagram of a load cell of the present invention.

도 3은 본 발명의 싱글타입 탄성체(로드셀)가 하중을 받는 원리도.3 is a principle diagram in which a single type elastic body (load cell) of the present invention receives a load.

도 4는 본 발명의 로드셀에 구성된 휘스톤브릿지 회로도.4 is a Wheatstone bridge circuit diagram configured in the load cell of the present invention.

도 5는 본 발명의 로드셀의 감지신호 처리를 위한 전체적인 구성도.5 is an overall configuration diagram for processing the detection signal of the load cell of the present invention.

도 6은 본 발명의 로드셀의 하중 감지신호 처리 흐름도.6 is a flowchart illustrating a load sensing signal processing of a load cell of the present invention.

도 7은 본 발명의 로드셀의 온도 감지신호 처리 흐름도.7 is a flowchart illustrating a temperature sensing signal processing of a load cell of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 디스플레이서 2 : 토션바1: Displacer 2: Torsion Bar

3 : 스트레인 게이지 4 : 탱크3: strain gauge 4: tank

11 : 휘스톤브릿지회로 12 : 온도센서11: Wheatstone bridge circuit 12: Temperature sensor

13 : 아령형상13: dumbbell shape

Claims (7)

탱크에 채워진 액체에 잠겨져 부력이 작용하는 디스플레이서(1);A displacer 1 which is immersed in the liquid filled in the tank and thus buoyant; 상기 디스플레이서(1)에 작용하는 부력에 의해 응력이 발생하는 토션바(2);A torsion bar (2) in which stress is generated by buoyancy acting on the displacer (1); 상기 토션바(2)를 통해 발생된 응력을 토대로 변형률을 측정하는 스트레인 게이지(3);A strain gauge (3) for measuring strain based on the stress generated through the torsion bar (2); 상기 스트레인 게이지(3)에 의해 측정된 변형률을 전기적신호(전압변화량)로 환산변환하는 휘스톤브릿지회로(11);A Wheatstone bridge circuit 11 for converting the strain measured by the strain gauge 3 into an electrical signal (voltage change amount); 기기 자체 및 주위의 온도를 감지하는 온도센서(12); 및A temperature sensor 12 for sensing the temperature of the device itself and the surroundings; And 상기 휘스톤브릿지회로(11)에 의해 전기적신호로 환산변환되어 증폭된 후 디지털데이터로 변환되어 입력된 데이터를 처리하여 탱크(4)내 수위 변화를 측정하고, 온도센서(12)의 감지값을 입력받아 온도변화에 따른 상기 휘스톤브릿지회로(11)의 히스테리시스(履歷) 변화분을 보상하도록 제어하는 호스트컴퓨터(100)로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀.The Wheatstone Bridge circuit 11 converts the signal into electrical signals, amplifies the signals, converts them into digital data, processes the input data, and measures the change in the water level in the tank 4, and detects the detected value of the temperature sensor 12. A load cell for a displacement water level transmitter, comprising: a host computer (100) configured to receive input and control to compensate for hysteresis variation of the Wheatstone bridge circuit according to temperature change. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스트레인 게이지(3)에 구성되는 휘스톤브릿지회로(11)를 저전류 고저항으로 구성하여 저전력 소비에 의해 신호선만으로 동작이 가능토록 한 것을 특징으로 하는 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀.A load cell for a displacement-type water level transmitter, characterized in that the Wheatstone bridge circuit (11) of the strain gauge (3) is configured to have a low current and high resistance to operate only by a signal line by low power consumption. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 호스트컴퓨터(100)는 온도센서(10)의 감지값에 따라 상기 휘스톤브릿지회로(11)의 히스테리시스(履歷) 변화분을 보상하도록 비교기준값을 저장 관리하는 것을 특징으로 하는 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀.The host computer 100 transmits and stores a comparison reference value so as to compensate for the hysteresis change of the Wheatstone bridge circuit 11 according to the detected value of the temperature sensor 10. Load cell. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 휘스톤브릿지회로(11)는 입력저항 5kΩ, 출력저항 5kΩ, 입력전압 3V/DC, 출력전압 3mV 이상, 절연저항이 50V DC에서 2,000MΩ 이 되도록 설정된 것을 특징으로 하는 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀.The Wheatstone bridge circuit 11 is a load cell for a displacement water level transmitter, characterized in that the input resistance 5kΩ, output resistance 5kΩ, input voltage 3V / DC, output voltage 3mV or more, insulation resistance is set to be 2,000MΩ at 50V DC . 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 신호선은 24V 신호선인 것을 특징으로 하는 디스플레이먼트식 수위 전송기용 로드셀.The signal line is a load cell for a displacement level transmitter, characterized in that the 24V signal line. 삭제delete 삭제delete
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