KR101104939B1 - Tension Detecting Apparatus by Changing Contact Resistance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컨버팅 장비(Converting Equipment)에 사용되는 장력검출기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하중에 의한 변형을 접촉저항의 변화를 감지하여 단계별 검출이 가능한 센서를 구비함으로써 원단의 장력을 검출하게 되는 접촉저항의 변화를 이용한 장력검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a tension detector used in a converting equipment, and more particularly, a contact that detects the tension of a fabric by detecting a change in contact resistance and a step-by-step detection by detecting a change in contact resistance. The present invention relates to a tension detector using a change in resistance.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 접촉저항의 변화를 이용한 장력검출기는 접촉저항의 변화를 감지하여 장력을 검출하기 때문에 측정값의 간격조절이 용이하여 측정값을 보다 정밀하게 세분화하여 검출 가능한 효과가 있다. The tension detector using the change of contact resistance of the present invention having the above-described configuration detects the change in contact resistance and thus detects the tension, thereby making it easy to adjust the interval of the measured value, thereby making it possible to subdivide the measured value more precisely. have.
또한, 압력스위치 어레이를 이용한 압력센서를 적용하는 경우 센서가 장력검출롤러 및 지지대에 직접 접촉하지 않고 저항의 변화를 감지하기 때문에 기계적 접촉에 의한 변형이 없고, 진동이나 습기 같은 외부 환경의 영향을 받지 않아 정밀한 측정이 가능한 효과가 있다.In addition, when the pressure sensor using the pressure switch array is applied, the sensor detects a change in resistance without directly contacting the tension detection roller and the support, so that there is no deformation due to mechanical contact and is not affected by external environment such as vibration or moisture. As a result, accurate measurement is possible.
또한 접촉저항의 변화를 이용하는 센서는 구성이 간단하여 제작 및 유지비용이 저렴한 효과가 있다.In addition, the sensor using a change in contact resistance has a simple configuration and low cost of manufacturing and maintenance.
컨버팅, 컨버트, 접촉저항, 압력센서, 장력검출기 Converting, converting, contact resistance, pressure sensor, tension detector
Description
본 발명은 컨버팅 장비(Converting Equipment)에 사용되는 장력검출기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하중에 의한 변형을 접촉저항의 변화를 감지하여 단계별 검출이 가능한 센서를 구비함으로써 원단의 장력을 검출하게 되는 접촉저항의 변화를 이용한 장력검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a tension detector used in a converting equipment, and more particularly, a contact that detects the tension of a fabric by detecting a change in contact resistance and a step-by-step detection by detecting a change in contact resistance. The present invention relates to a tension detector using a change in resistance.
컨버팅 장비란 종이, 필름, 알루미늄박, 또는 동박(銅薄) 등 원단(Web)을 임의의 새로운 너비(수mm~수m)로 절단하면서 되감는 가공기계를 말한다. 이는 신소재와 새로운 용도개발의 필요성에 의해서 컨버팅 대상 소재와 사양이 다양화되고, 생산성 향상을 위한 고속화 및 디스플레이 패널의 대면적화 추세에 따라서 컨버팅의 마케팅 영역이 매우 넓어지고 있는 실정이다. The converting equipment refers to a processing machine that rewinds a web, such as paper, film, aluminum foil, or copper foil, by cutting it to an arbitrary new width (several mm to several m). This is due to the need for the development of new materials and new applications, the diversified materials and specifications are diversified, and the marketing area of converting is becoming very wide according to the trend of high speed and large area of display panel for productivity improvement.
대표적인 컨버팅 장비인 슬리터 리와인더(Sliter rewinder)는 도 1에 도시된 바와 같이 원단을 연속적으로 풀어주는 언와인더(100)와, 상기 언와인더(100)의 일 측에 설치되어 언와인더(100)의 원단이 안내되는 유도롤러(200)와, 상기 유도롤러(200)의 일측에 설치되어, 원단의 장력을 검출하는 장력검출기(300)와, 상기 장력검출기(300)를 거친 원단을 복수로 커팅하기 위한 슬리터(400)와, 각각의 형태로 잘린 원단을 다시 롤에 감아주는 리와인더(500)를 포함하여 이루어진다.As a representative converting equipment, a slitter rewinder is an
이때, 슬리터 리와인더의 성능에서 가장 중요한 항목은 작업속도라고 할 수 있는데 작업속도에 비례하여 원단의 생산량이 증가되므로 작업속도의 고속화는 관련기술의 가장 중요한 핵심요소라고 할 수 있다. 슬리터 리와인더의 작업속도 고속화를 위해서는 리와인더의 동적 제어에 관련된 기술개발이 필수적인데, 동적 제어는 원단의 장력 제어, 고속 권취(winding) 시 발생되는 원단의 동적 안정성 제어, 원단의 절단부위와 권취 단면의 균일화 제어 등으로 세분화 할 수 있다.At this time, the most important item in the performance of the slitter rewinder is the working speed. As the production of fabric increases in proportion to the working speed, the speeding up of the working speed is the most important key factor of the related technology. The development of technology related to the dynamic control of the rewinder is essential for the high speed of the work of the slitter rewinder.The dynamic control is the tension control of the fabric, the dynamic stability control of the fabric generated during high-speed winding, the cutting part and the winding cross section of the fabric. Can be subdivided by the control of uniformity.
이 중 고속 권취 시 발생되는 원단의 장력변화는 리와인더의 동적 제어 중 가장 중요한 요소이며, 장력을 균일하게 제어하는 것이 동적제어의 핵심 기술이라고 할 수 있다. 장력이 균일하게 제어되지 않으면 원단이 찢어지거나, 접히거나, 주름이 형성되어 감긴 롤의 형상이 불균일하게 되고, 작업 시 발생되는 장력이 원단의 탄성한계를 넘어서게 되면 감긴 후 원단 형상이 복원되지 않고 부풀어 오른 형상을 유지하거나 파손되는 문제점이 발생 한다.Among these, the tension change of the fabric generated at high speed winding is the most important factor in the dynamic control of the rewinder, and the uniform control of the tension is the core technology of the dynamic control. If the tension is not controlled uniformly, the roll of the fabric is torn, folded, or wrinkled, resulting in an uneven shape of the roll, and when the tension generated during the work exceeds the elastic limit of the fabric, the fabric is wound up without being restored. The problem is that the right shape is maintained or broken.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 센서(320)를 통해 롤(310)에 부가되는 하중(F)을 측정하는 방식이 일반적으로 사용되고 있으며, 탄성체에 부착된 스트레인게이지 방식을 이용하거나, 탄성체의 변위를 차동변압기를 이용하여 측정하는 방식이 개시된바 있다. 그러나 스트레인게이지 방식의 경우 응답성이 빠르고 상당히 정밀한 하중을 검출할 수 있으나, 기계적 접촉에 의한 지지대의 변형이나 진동, 기타 습기 등 환경에 매우 취약한 문제가 있으며, 차동변압기 방식의 경우 고가의 센서모듈이 요구되고 부가적인 신호증폭회로 등을 필요로 하고 있으며, 고장력 측정센서 모듈의 경우에는 선진국으로부터 전량 수입에 의존할 정도로 국내 기술력이 충분히 확보되어 있지 않아 장비 운용비용이 증가하는 문제점이 여전히 존재 하였다.In order to solve the above problems, a method of measuring a load F added to the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 접촉저항의 변화를 감지하여 단계별 검출이 가능한 센서를 이용하거나, 탄성 변형된 전도성 다이어프램과 압력스위치 어레이와의 물리적 접촉에 의한 전기저항 변화를 이용하여 압력을 검출하는 센서를 이용해 슬리터 리와인더 장비의 품질에 중대한 영향을 끼치는 슬리팅 전후의 원단 장력을 정밀하게 측정할 수 있는 접촉저항의 변화를 이용한 장력검출기를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to use a sensor that can detect the change in contact resistance step by step, or to physical contact between the elastically deformed conductive diaphragm and the pressure switch array The present invention provides a tension detector using a change in contact resistance that can accurately measure fabric tension before and after slitting, which has a significant effect on the quality of slitter rewinder equipment, by using a sensor that detects pressure by using a change in electrical resistance. .
본 발명의 접촉저항의 변화를 이용한 장력검출기는 원단을 연속적으로 풀어주는 언와인더와, 슬리터에 의해 잘린 원단을 다시 감아주는 리와인더 사이에 설치되어 원단의 장력을 검출하는 장력검출기(300)에 있어서, 상기 장력검출기(300)는 상기 원단의 장력을 검출하기 위한 센서(10)가 구비되는 센서부(20);를 포함하여 이루어지되, 상기 센서(10)는 접촉저항의 변화를 이용하여 장력을 측정하는 것을 특징으로 한다.The tension detector using the change of the contact resistance of the present invention is installed between the unwinder for unwinding the fabric continuously and the rewinder for rewinding the fabric cut by the slitter in the
또한, 상기 장력검출기(300)는 원단이 안내되며, 원단이 안내되는 장력을 상기 센서부(20)로 전달하기 위한 검출롤러(30); 상기 검출롤러(30)가 원단을 따라 회동 가능 하도록 연결되는 베어링유닛(40); 을 포함하여 이루어지며, 상기 센서부(20)는 상기 베어링유닛(40)의 하면에 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 장력검출기(300)는 상면이 상기 베어링유닛(40)의 하면에 결합되어 상기 베어링유닛(40)을 지지하는 지지판(50); 상기 지지판(50)이 지면으로부터 상방으로 일정거리 이격되어 설치되도록 상기 지지판(50)의 하면 일측에 결합되고, 상기 지지판(50)의 타측이 상하 회동 가능하도록 힌지부(61)가 형성되는 힌지지지대(60); 상기 힌지지지대(60)와 대향되며, 상기 지지판(50)의 하면 타측에 설치되되, 상기 지지판(50)의 타측이 상하 회동 가능하도록 결합되는 검출지지대(70); 를 포함하여 이루어지며, 상기 센서부(20)는 상기 검출지지대(70)의 측면에 설치되며, 상기 지지판(50)의 하면과 연결되어 상기 지지판(50)의 상하 운동에 따른 하중을 측정하여 원단의 장력을 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 검출지지대(70)와 상기 지지판(50)의 연결부에는 상기 지지판(50)에 하중이 전달되지 않을 경우 상기 지지판(50)을 원위치로 복원시키기 위한 탄성부재(80);가 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, an
또한, 상기 센서부(20)는 센서(21, 10)와, 상단이 상기 지지대의 하면과 결합되어 지지대(50)의 상하 운동을 상기 센서(21, 10)로 전달하는 하중전달축(22)과, 상기 센서(21, 10)가 수납되는 아웃케이스(23)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또한, 상기 센서(21)는 상기 하중전달축(22)의 하단에 결합되며 상하 길이방향으로 형성되는 전도체(21a); 상기 전도체(21a)가 삽입되며 상하 유동 가능하도록, 상부가 개방되고 상하 길이방향으로 형성되는 유동홈(21c)을 포함하는 웨이퍼(21b); 상기 유동홈의 일측에 형성되는 제 1금속판(21d); 상기 유동홈의 타측에 형성되는 제 2금속판(21e); 상기 제 1 및 제 2금속판(21d, 21e); 에 일정간격으로 상하 길이 방향을 따라 형성되는 다수개의 저항체(21f); 상기 제 1 및 제 2금속판(21d, 21e)을 전기적으로 연결하는 리드선(21g)으로 구성되는 전원부(21h)를 포함하여 이루어지되, 상기 제 1금속판(21d) 및 제 2금속판(21e)은 상기 전도체(21a)에 의해 통전되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
상기 센서(10)는 상기 하중 전달축(22)의 하단에 연결되며 전도성을 갖는 다이어프램(2)과; 상기 다이어프램(2)의 일측에 상부가 개구된 단면을 갖는 하부챔버(5)를 형성하는 상단웨이퍼(4)와; 상기 다이어프램(2)의 대향측에 형성되어 상기 하부챔버(5)를 밀폐하도록 상기 상단웨이퍼(4)의 하면에 결합되는 하단웨이퍼(1)와; 상기 하단웨이퍼(1)의 상단면 중앙부에 형성된 환형의 기준박막(11)을 기준하여 상호 이격되도록 형성되는 다수의 환형 금속박막(3)과; 상기 기준박막(11)으로부터 환형의 직경방향으로 상기 금속박막(3)과 연속적으로 직렬 연결되는 다수개의 저항체(7); 및 상기 금속박막(3)과 저항체(7)를 전기적으로 연결하는 리드선(8)으로 구성되는 전원부(9); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 접촉저항의 변화를 이용한 장력검출기는 접촉저항의 변화를 감지하여 장력을 검출하기 때문에 측정값의 간격조절이 용이하여 측정값을 보다 정밀하게 세분화 하여 검출 가능한 효과가 있다. The tension detector using the change of the contact resistance of the present invention by the above configuration detects the change in the contact resistance and thus detects the tension. have.
또한, 압력스위치 어레이를 이용한 압력센서를 적용하는 경우 센서가 장력검 출롤러 및 지지대에 직접접촉하지 않고 저항의 변화를 감지하기 때문에 기계적 접촉에 의한 변형이 없고, 진동이나 습기 같은 외부 환경의 영향을 받지 않아 정밀한 측정이 가능한 효과가 있다.In addition, when the pressure sensor using the pressure switch array is applied, the sensor detects the change in resistance without directly contacting the tension detection roller and the support, so that there is no deformation due to mechanical contact, and it is not affected by external environment such as vibration or moisture. There is no effect that can be precisely measured.
또한 접촉저항의 변화를 이용하는 센서는 구성이 간단하여 제작 및 유지비용이 저렴한 효과가 있다.In addition, the sensor using a change in contact resistance has a simple configuration and low cost of manufacturing and maintenance.
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 장력검출기의 장력검출방법을 나타낸 정면도이고, 도 4는 본 발명의 장력검출기 정면도이다. 도 5a는 본 발명의 센서 개념도 및 회로도(하중이 작을때)이고, 도 5b는 본 발명의 센서 개념도 및 회로도(하중이 클때)이다. 3 is a front view showing a tension detection method of the tension detector, Figure 4 is a front view of the tension detector of the present invention. Fig. 5A is a sensor conceptual diagram and circuit diagram (when the load is small) of the present invention, and Fig. 5B is a sensor conceptual diagram and circuit diagram (when the load is large) of the present invention.
본 발명의 접촉저항의 변화를 이용한 장력검출기의 일실시예를 설명하기에 앞서 장력을 검출하는 방법에 대해 알아보면,Before describing an embodiment of a tension detector using a change in contact resistance of the present invention, a method of detecting tension is described.
도 3에 도시된 바와 같이 원단의 장력을 검출하기 위해서 검출롤러(30)에 부가되는 힘(Force)을 측정하고, 측정된 힘(Force)을 통하여 장력을 계산할 수 있다. 그 계산식은 아래와 같다.As shown in FIG. 3, a force added to the
(F : Force, T : Tension, θ: 원단 각도, Rw : 검출롤러 중량)(F: Force, T: Tension, θ: Fabric Angle, Rw: Detection Roller Weight)
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 접촉저항의 변화를 이용한 장력검출기(300)는 센서부(20), 검출롤러(30), 베어링유닛(40), 지지판(50), 힌지지지대(60), 검출지지대(70) 및 탄성부재(80)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.4 to 6, the
상기 장력검출기(300)는 원단을 연속적으로 풀어주는 언와인더와, 슬리터에 의해 잘린 원단을 다시 감아주는 리와인더 사이에 설치되어 원단의 장력을 검출하기 위해 설치될 수 있다. The
상기 검출롤러(30)는 원통형상으로 형성될 수 있다. 상기 검출롤러(30)의 외주면에는 원단이 감싸지며, 상기 검출롤러(30)의 회전에 의해 원단이 이동될 수 있도록 형성될 수 있다. 이때 상기 원단은 상기 검출롤러(30)의 회전축을 중심으로 일정각도를 이루며 형성될 수 있다. 이는 원단의 장력이 강하면 상기 검출롤러(30)를 일방향으로 누르는 힘이 강해지고, 원단의 장력이 약하면 상기 검출롤러(30)를 누르는 힘이 약해지도록 하기 위함이다.The
상기 베어링유닛(40)은 상기 검출롤러(30)가 회동 가능하도록 양단이 상기 검출롤러(30)의 회전축에 연결되어 형성될 수 있다. 상기 베어링유닛(40)은 통상적으로 사용되는 롤러 유닛의 구성이 적용되는 바 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. Both ends of the
상기 지지판(50)은 판체형상으로 상기 힌지지지대(60) 및 검출지지대(70)를 통하여 바닥면으로부터 일정거리 이격되어 형성될 수 있다. 상기 지지판(50)은 판 체 형상으로 내구성이강한 스틸 재질이나 알루미늄 재질이 사용될 수 있다. 상기 지지판(50)의 상면에는 상기 베어링유닛(40)의 하면이 결합될 수 있다. 상기 지지판(50)과 베어링유닛(40)은 나사 또는 볼트 결합될 수 있다. The
상기 지지판(50)은 상기 검출롤러(30)를 통해 전달되는 하중을 상기 센서부(20)로 전달시키는 역할을 수행한다.The
상기 힌지지지대(60)는 상기 지지판(50)의 하면 일측에 연결될 수 있다. 상기 힌지지지대(60)는 힌지부(61)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 힌지지지대(60)는 상기 지지판(50)이 상기 검출롤러(30)의 하중에 의해 상하 이동 가능하도록 바닥면으로부터 일정거리 이격 설치되도록 하기 위해 형성될 수 있다. 또한 힌지부(61)를 구비하여 상기 지지판(50)의 일측이 상기 힌지부(61)를 중심으로 회전 가능하도록 하여, 상기 지지판(50)의 타측이 상하로 이동 가능하도록 형성될 수 있다. 상기 힌지부(61)는 통상적으로 사용되는 힌지의 구성이 적용될 수 있다.The
상기 검출지지대(70)는 상기 지지판(50)의 하면 타측에 연결될 수 있다. 상기 검출지지대(70)는 상기 힌지지지대(60)에 대향되도록 형성될 수 있다. 상기 검출지지대(70)는 상기 지지판(50)의 타측이 상하로 회동 가능하도록 연결될 수 있다. 이때, 상기 검출지지대(70)와 지지판(50)의 연결부위에는 탄성부재(80)가 구비될 수 있다. 상기 탄성부재(80)가 구비됨으로써, 상기 지지판(50)에 가해지는 하중이 상기 탄성부재(80)의 탄성력을 극복할 경우에 하방으로 이동되도록 하며, 상기 지지판(50)에 가해지는 하중이 약해져 상기 탄성부재(80)의 탄성력을 극복하지 못 할 경우 상기 지지판(50)을 원위치로 복구시키도록 할 수 있다. 상기 탄성부재(80)는 판스프링이나 코일스프링 등이 사용될 수 있다. The
상기 센서부(20)는 센서(21), 하중전달축(22) 및 아웃케이스(23)를 포함하여 이루어질 수 있다.The
상기 아웃케이스(23)는 상기 검출지지대(70)의 측면 상에 결합될 수 있다. 상기 아웃케이스(23)의 내부에는 상기 센서(21)가 내설될 수 있다. 상기 하중전달축(22)은 상하 길이방향으로 형성될 수 있다. 상기 하중전달축(22)의 상단은 상기 지지판(50)의 하면에 연결되고, 하단은 상기 아웃케이스(23)의 상면을 관통하여 형성될 수 있다. 상기 하중전달축(22)은 지지판(50)에서 전달되는 하중을 상기 센서(21)로 전달하는 역할을 수행한다.The
상기 센서(21)는 접촉저항의 변화를 이용해 압력을 측정하는 레벨센서가 사용될 수 있다. 상기 센서(21)는 전도체(21a), 웨이퍼(21b), 제 1 및 제 2금속판(21d, 21e), 저항체(21f) 및 전원부(21h)를 포함하여 이루어질 수 있다.The
상기 전도체(21a)는 상하 길이방향으로 형성되는 봉 형상일 수 있다. 상기 전도체(21a)는 상단이 상기 하중전달축(22)의 하단에 연결될 수 있다. 상기 전도체(21a)는 전기가 통할 수 있는 재질이면 어떠한 재질도 가능하나 내구성을 위해 스틸 재질이 사용될 수 있다. 상기 전도체(21a)는 상기 하중전달축(22)의 회동에 따라 상하 회동이 가능하도록 형성될 수 있다.The
상기 웨이퍼(21b)는 상기 전도체(21a)의 하단에 형성될 수 있다. 상기 웨이퍼(21b)는 상기 전도체(21a)가 삽입되도록 상방으로 개방되는 유동홈(21c)이 형성 될 수 있다. 상기 유동홈(21c)은 상기 전도체(21a)가 끼워져 상하로 회동 가능하도록 상하 길이방향으로 형성될 수 있다. 상기 웨이퍼(21b)는 실리콘 재질로 이루어질 수 있다. 상기 전도체(21a)와 상기 아웃케이스(23)를 절연시키도록 하기 위함이다. The
상기 유동홈(21c)의 측면에는 일측에 제 1금속판(21d)이 타측에 제 2금속판(21e)이 구비될 수 있다. 상기 제 1금속판(21d)과 제 2금속판(21e)은 상하 길이방향으로 형성되되, 서로 이격되어 구비될 수 있다. 상기 제 1금속판(21d)과 제 2금속판(21e)은 상기 전도체(21a)에 의해 통전되도록 형성될 수 있다. A side of the
상기 제 1금속판(21d) 및 제 2금속판(21e)에는 상하 길이방향으로 다수개의 저항체(21f)가 형성될 수 있다. 상기 저항체(21f)는 상하 길이방향을 따라 형성되되 일정거리 이격되어 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 전도체(21a)가 하방으로 이동될 수록 연결되는 저항체(21f)가 많아지게 되고 이에 따라 전기적 저항이 변하게 된다.A plurality of
상기 전원부(21h)는 상기 제1금속판(21d)과 제2금속판(21e)을 리드선(21g)을 이용하여 전기적으로 연결되도록 구성된다.The
상기와 같은 구성의 센서(21)는 도입된 압력이 상기 전도체(21a)를 하방으로 이동시키게 되고, 상기 전도체(21a)는 상기 제 1금속판(21d)과 제 2금속판(21e)을 통전시킴과 동시에 상하 길이방향으로 형성되는 저항체(21f)와 접촉하게 되며 상기 전도체(21a)가 하방으로 이동될수록 더 많은 수의 저항체(21f)와 접촉되어 가변 저항값을 변화시킴으로써 압력을 측정할 수 있게 한 것이다. In the
본 발명의 제 2실시예의 센서부(20)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The
도 6은 본 발명의 제 2실시예의 장력검출기 정면도이고, 도 7은 본 발명의 제 2실시예의 센서 단면도이다. 도 8은 본 발명의 제 2실시예의 센서 작동상태 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제 2실시예의 센서 회로도이다.Fig. 6 is a front view of the tension detector of the second embodiment of the present invention, and Fig. 7 is a sectional view of the sensor of the second embodiment of the present invention. 8 is a cross-sectional view of a sensor operating state of the second embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a sensor circuit diagram of the second embodiment of the present invention.
도 6 을 참조하면, 상기 센서부(20)는 센서(10), 하중전달축(22) 및 아웃케이스(23)를 포함하여 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 6, the
상기 아웃케이스(23)는 상기 검출지지대(70)의 측면 상에 결합될 수 있다. 상기 아웃케이스(23)의 내부에는 상기 센서(10)가 내설될 수 있다. 상기 하중전달축(22)은 상하 길이방향으로 형성될 수 있다. 상기 하중전달축(22)의 상단은 상기 지지판(50)의 하면에 연결되고, 하단은 상기 아웃케이스(23)의 상면에 연결될 수 있다. 상기 하중전달축(22)은 지지판(50)에서 전달되는 하중을 상기 센서(10)로 전달하는 역할을 수행한다. The
도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 센서(10)는 접촉저항의 변화에 의해 압력을 측정하는 압력스위치 어레이(Array)가 사용될 수 있다.7 to 9, the
상기 센서(10)는 전도성을 갖는 다이어프램(2)이 상기 하중전달축(22)에서 도입된 압력에 의해 변형되어, 환형으로 확장 형성되어 하단웨이퍼(1)의 상단면 중 앙부에 증착 고정되어 압력스위치 어레이를 구성하는 금속박막(3)과의 접촉에 의한 전기 저항 변화를 이용하여 압력을 검출하는 장치이며, 다이어프램(2), 상단웨이퍼(4), 하단웨이퍼(1), 금속박막(3), 저항체(7), 전원부(9)를 포함한다. 이때 상기 하중전달축(22)과 상기 다이어프램(2)은 직접적으로 연결되지 않으며 상기 상단웨이퍼(4)의 상단에 형성되는 압력도입챔버(6)를 통해 압력을 전달받을 수 있도록 형성될 수 있다. The
상기 다이어프램(2)은 일정두께로 에칭된 실리콘 박막으로 형성될 수 있다. 상기 다이어프램(2)의 하면에는 알루미늄 등과 같은 전도성 박막(2a)을 증착하여 전도성을 가질 수 있도록 형성된다. 상기 상단웨이퍼(4)는 실리콘 소재로서, 상기 다이어프램(2)의 측면을 지지하며, 상기 다이어프램(2)의 하면에는 상부가 개구된 단면형상을 갖는 하부챔버(5)와 상면에는 상기 하부챔버(5)와 대향하며 상부가 개구된 단면형상을 갖는 압력도입챔버(6)로 구성된다. 상기 압력도입챔버(6)로부터 압력이 도입되며, 도입된 압력에 의해 전도성 및 유연성을 갖는 상기 다이어프램(2)이 변형하게 된다.The
상기 하단웨이퍼(1)는 파이렉스 글라스 소재로서, 상기 다이어프램(2)의 대향측에 형성되어, 상기 상단웨이퍼(4)의 하부챔버(5)측을 밀폐하기 위해 상기 상단웨이퍼(4)의 하단면에 양극접합 등을 통해서 결합된다.The
상기 금속박막(3)은 상기 하단웨이퍼(1)의 상단면 중앙에 환형의 박막홀(12)을 기준으로 확장하는 환형의 형상으로 형성되며 증착 고정된다. 이때 상기 환형은 일정간격 이격되어 형성되어 상호 환형간에 환형의 박막홀(12)을 형성한다.The metal
상기 저항체(7)는 상기 기준박막(11)으로부터 환형의 직경방향으로 상기 금속박막(3)과 연속적으로 직렬연결되되, ITO (Indium Tin Oxide) 소재로 형성된다.The
상기 전원부(9)는 금속박막(3)과 저항체(7)를 리드선(8)을 이용하여 전기적으로 연결되도록 구성된다.The power supply unit 9 is configured to electrically connect the metal
상기와 같은 구성의 본 발명의 센서(10)는 상단웨이퍼(4)의 압력도입챔버(6)로부터 압력이 도입되면 유연성과 전도성을 갖는 다이어프램(2)이 상기 압력에 의해 하단웨이퍼(1) 측으로 휘어지게 되고, 휘어진 상기 다이어프램(2)은 밀폐된 상기 상단웨이퍼(4)의 하부챔버(5)내에서 상기 하단웨이퍼(1) 하단면 중앙부로부터 환형으로 확장 형성되어 압력스위치 어레이를 구성하는 금속박막(3)에 접촉하게 된다. 즉, 도입된 압력이 저항체(7)가 직렬로 연결되어 있는 금속박막(3)의 접촉 부분에 다이어프램(2)을 접촉시켜 가변 저항값을 변화시킴으로써 압력을 측정할 수 있게 한 것이다.In the
또한, 환형으로 확장 형성되는 금속박막(3)의 간격을 조절함으로써 저항체(7)의 단계별적인 측정값의 간격을 조절하여 출력특성의 비선형성을 보정할 수도 있는 효과가 있다.In addition, by adjusting the interval of the metal
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 만족하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not satisfy all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.
도 1은 슬리터 리와인더의 개념사시도1 is a conceptual perspective view of a slitter rewinder
도 2는 종래의 장력검출기 정면도2 is a front view of a conventional tension detector
도 3은 장력검출기의 장력검출방법을 나타낸 정면도Figure 3 is a front view showing the tension detection method of the tension detector
도 4는 본 발명의 장력검출기 정면도Figure 4 is a front view of the tension detector of the present invention
도 5a는 본 발명의 센서 개념도 및 회로도(하중이 작을때)Figure 5a is a schematic diagram and circuit diagram of the present invention (when the load is small)
도 5b는 본 발명의 센서 개념도 및 회로도(하중이 클때)Figure 5b is a schematic diagram and circuit diagram of the present invention (when the load is large)
도 6은 본 발명의 제 2실시예의 장력검출기 정면도6 is a front view of a tension detector of a second embodiment of the present invention;
도 7은 본 발명의 제 2실시예의 센서 단면도7 is a cross-sectional view of a sensor in a second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 2실시예의 센서 작동상태 단면도8 is a cross-sectional view of a sensor operating state of the second embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제 2실시예의 센서 회로도9 is a sensor circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
300 : 장력검출기300: tension detector
10 : 센서10: sensor
20 : 센서부 21 : 센서20: sensor unit 21: sensor
21a : 전도체 21b : 웨이퍼21a:
21c : 유동홈 21d : 제 1금속판21c: flow
21e : 제 2금속판 21f : 저항체21e:
21g : 리드선 21h : 전원부21g:
22 : 하중전달축 23 : 아웃케이스22: load transfer shaft 23: outer case
30 : 검출롤러 30: detection roller
40 : 베어링유닛40: bearing unit
50 : 지지판50: support plate
60 : 힌지지지대 61 : 힌지부60: hinge support 61: hinge portion
70 : 검출지지대 80 : 탄성부재70: detection support 80: elastic member
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