KR101220710B1 - 압력 인가형 센서장치 및 이를 이용한 냉각설비의 주수상태 평가장치 - Google Patents

Abstract

압력 인가형 센서장치 및 이를 이용한 냉각설비의 주수상태 평가장치가 제공된다.
상기 압력 인가형 센서장치는, 액체 또는 기체가 접촉하는 보호수단; 및, 상기 보호수단의 내측에 제공되되, 액체 또는 기체의 충돌압 인가시 신호를 발생토록 제공된 압력 인가형 신호 발생수단을 포함하여 구성되는 한편, 상기 냉각설비의 주수상태 평가장치는, 고온소재를 냉각토록 제공된 냉각설비;와, 상기 냉각설비에서 형성되는 하나 이상의 액주, 분사수 또는 길이를 갖는 액주에 대응하여 배열된 하나 이상의 상기 압력 인가형 센서장치; 및, 상기 하나 이상의 센서장치가 탑재되고, 구동수단을 매개로 냉각설비를 따라 이동 가능하게 제공된 센서장치 탑재수단을 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 액체 또는 기체 특히, 노즐에서 형성되는 액주의 충돌(접촉)에 의한 압력 인가시 신호를 발생시키는 센서장치를 구축하고, 이를 기반으로 냉각설비의 주수상태를 신속하게 평가 가능하게 하여, 냉각설비(가속 냉각기)의 유지 관리를 비용절감과 함께 용이하게 하는 한편, 소재의 균일냉각을 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

압력 인가형 센서장치 및 이를 이용한 냉각설비의 주수상태 평가장치{Water-Impact Type Sensor Device and Apparatus for Estimating of Nozzling State of Cooling Machine for Hot Plate Using The Same}

본 발명은 압력 인가형 센서장치 및 이를 이용한 냉각설비의 주수상태 평가장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 액체 또는 기체 특히, 노즐에서 형성되는 물기둥(이하, '액주') 또는 분사수 등의 충돌(접촉)에 의한 압력 인가시 신호를 발생시키는 센서장치를 구축하고, 이를 기반으로 고온(압연) 소재의 (가속) 냉각을 위한 냉각설비의 주수상태를 신속하게 평가 가능하게 한 압력 인가형 센서장치 및 이를 이용한 냉각설비의 주수상태 평가장치에 관한 것이다.

연속 주조 공정에 의해서 제조되고 가열로를 거친 고온소재(슬라브)(Slab)는 조압연(거칠기 압연기)(roughing Mill)과 마무리 압연기(finishing Mill)등의 압연단계를 거쳐 소정 두께의 후판재를 생산한다.

예를 들어, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 연속주조 공정에 의해서 제조된 주편 예를 들어, 슬라브(Slab)는 가열로(210)에서 강종에 따른 목표 온도까지 가열되고, 가열로를 통과한 압연소재(200)는, 거칠기 압연기(roughing Mill, RM)와 마무리 압연기(finishing Mill, FM) 등의 압연단계(220)를 거쳐 일정한 두께 예컨대, 최종 제품의 지시 두께까지 소재를 압연하여 후판재(200)를 생산한다.

다음, 도 1과 같이, 거칠기 압연기를 거쳐 1차적으로 소정의 판 두께로 압연된 후판재(100)는 결정립 미세화나 변태조직의 제어를 위하여 가속냉각기(230)를 거친다.

그리고, 압연제품(후판 제품)의 질을 높이기 위하여 레벨러(260)를 통한 레벨링 단계를 거치고, 최종적으로 냉각대(250)에는 최종적인 제품으로 완성된다.

이때, 무교정 및 무변형 강판을 제조하기 위해서는 가열로(210)부터 가속냉각기(230)에 이르기까지 최적화 조건을 설정하고 설비의 관리 및 압연소재(후판재)의 온도 불균일을 초래하는 인자를 제거하는 과정이 필수적이다.

이와 같은 온도 불균일을 초래하는 인자 중에 일 예로, 도 1 및 도 2에서 도시한 가속 냉각기(230)에서의 소재 온도 제어에 따른 것이다.

그런데, 도 2에서 도시한 바와 같이, 가속 냉각기(230)는, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 4~7개의 뱅크(230a 내지 230d)들로 구성되고, 각각의 단위 뱅크들에는 각각 4~6개의 상,하부 헤더(header)(232)(234)들로 구성된다.

이때, 도 3에서는 이와 같은 단위 헤더에 구비된 노즐(240)들을 사진으로 나타내고 있는데, 예를 들어 상부헤더(232)에는 대략 1000개의 노즐(240)들이 소정 간격과 열을 맞추어 배열되고, 이때 가속냉각기(230)의 가동은 후판재(200)의 냉각여부(수냉재와 비수냉재)에 따라 달라진다.

그런데, 이와 같은 가속냉각기(230)의 상부헤더(232)의 노즐(240)들은 그 구성성분의 이온화 차이, 및 가열과 냉각에 따라 노즐 내부와 출구부위(분사구멍)의 막힘현상이 발생하기 쉽다.

즉, 노즐(240)의 막힘현상은, 주로 열화로 발생된 스케일이 구멍을 막아서 발생되는 현상인데, 이와 같은 스케일 성분을 분석하면 ZnO와 CaCO₃가 다량 검출되고 있다. 이와 같은 열화는 특히 비냉각재가 통고하면서 영향을 받을 수 있다.

즉, 분사되는 냉각수에는 Ca가 함유되어 있는데, 노즐을 사용하지 않을 경우 열에 의해 노즐구성의 성분인 Zn이 선택적 산화되면서 표면으로 빠져나오게 되고 노즐에 잔류하는 냉각수의 증발로 Zn산화물(ZnO)위에 CaCO₃가 종류석처럼 누적되어 결과적으로 노즐(240)의 분사구멍을 막아버리는 것이다.

따라서, 하나의 상부헤더(232)에만 대략 1000개 정도가 설치된 노즐(240)의 분사구멍(미부호)이 막히거나, 기타 이물질이나 부식 등으로 좁아지는 경우, 소재의 목표 최종냉각 온도(Finish Cooling Temperature,FCT)까지 후판재를 냉각하는 것을 어렵게 하거나 적어도 소재의 국부적으로 냉각불량을 초래하고, 이는 후판 제품의 냉각 변태에 의한 변태 강화 효과를 얻을 수 없게 한다.

결국, 가속냉각기(230)의 경우 특히, 상부 헤더(232)의 노즐(240)이 막히거나, 좁아지는 경우 정상적인 냉각수 분사상태(이하, '주사상태'라 함)를 유지할 수 없게 할 것이고, 이는 후판재의 냉각 불균일의 원인으로 제공되고, 심한 경우 후판재의 판 변형까지로 초래하게 된다.

더하여, 노즐의 구멍이 막히거나 좁아지면, 가속냉각기(230)의 설비 내부압력이 증가하여 연계된 배관, 계측기 및 펌프 등의 관련 부품의 고장을 발생시키게 된다.

그런데, 이와 같은 가속냉각기(230)는 도 1에서와 같이, 여러 개의 헤더들을 조합하여 구성된 뱅크도 여러 개가 배치되기 때문에, 가속냉각기 전체적으로 설치되는 노즐의 수를 엄청한 것이다.

그러나, 지금까지는 이와 같은 냉각설비의 주사상태 즉, 노즐에서부터 정상적인 액주가 형성되고 있는 지를, 수작업 없이 자동화를 기반으로 가능하게 하는 설비(장치)가 제안된 바는 없었다.

예를 들어, 종래의 경우에는 카메라와 자 등을 이용하여 노즐 액주를 촬영하고, 다음의 도 7에서와 같이 이미지 분석을 통하여 노즐에서 분사되는 냉각수의 연속길이(도 7b의 L)를 측정하여 노즐이 정상적으로 작동(냉각수분사)하는 지를 평가하였다.

따라서, 종래의 경우 실질적으로 노즐 들의 주사상태를 파악하는 데에도 상당한 시간이 필요함은 물론, 실제 가속냉각기들이 구축된 라인에서의 작업에 공간적인 제약이 심하고, 거의 수작업으로 이루어 지기 때문에, 정밀한 주사상태 판단도 어려운 문제가 있었다.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은 냉각설비 특히, 가속냉각기의 헤더 노즐의 불량유무를 쉽게 파악 가능하게 한 본 발명을 제안하게 되었다.

그러나, 본 발명의 센서장치는 반드시 냉각기 노즐에만 적용되어야 하는 것은 아니고, 액체나 기체 등의 충돌에 의한 압력 안가시 신호를 발생시키기 때문에, 다른 분야 예컨대, 가수 누출이나 액체 누출 등의 확인을 위하여 사용하는 것에도 문제가 없다. 다만, 이하의 본 실시예에서는 가속냉각기 노즐과 관련하여 설명한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 액체 또는 기체 특히, 노즐에서 형성되는 액주 또는 분사수 등의 충돌(접촉)에 의한 압력 인가시 신호를 발생시키는 센서장치를 구축하고, 이를 기반으로 고온(압연) 소재의 (가속) 냉각을 위한 냉각설비의 주수상태를 신속하게 평가 가능하게 함으로써, 냉각설비(가속 냉각기)의 유지 관리를 비용절감과 함께 용이하게 하는 한편, 궁극적으로 소재의 균일냉각을 가능하게 한 압력 인가형 센서장치 및 이를 이용한 냉각설비의 주수상태 평가장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은, 액체 또는 기체가 접촉하는 보호수단; 및, 상기 보호수단의 내측에 제공되되, 액체 또는 기체에 의한 압력 인가시 신호를 발생토록 제공된 압력 인가형 신호 발생수단;을 포함하여 구성되되,
상기 보호수단은, 상기 압력 인가형 신호 발생수단이 배치되는 접지공간의 외측에 부착 또는 코팅되는 보호필름을 포함하고,
상기 보호필름의 내측에는 상기 압력 인가형 신호 발생수단이 배치되는 상기 접지공간을 형성하는 스페이서가 더 제공되며, 상기 스페이서의 중앙에는 상기 접지공간을 형성하는 홈부가 형성되고, 상기 접지공간은 에어 충진공간으로 제공되는 압력 인가형 센서장치를 제공한다.

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또는, 기술적인 다른 측면으로서 본 발명은, 고온소재를 냉각토록 제공된 냉각설비;

상기 냉각설비에서 형성되는 하나 이상의 액주, 분사수 또는 길이를 갖는 액주에 대응하여 배열된 하나 이상의 상기 압력 인가형 센서장치; 및,

상기 하나 이상의 센서장치가 탑재되고, 구동수단을 매개로 냉각설비를 따라 이동 가능하게 제공된 센서장치 탑재수단;

을 포함하여 구성된 냉각설비의 주수상태 평가장치를 제공한다.

이와 같은 본 발명의 압력 인가형 센서장치 및 이를 이용한 냉각설비의 주수상태 평가장치에 의하면, 액체 또는 기체 특히, 노즐에서 형성되는 액주 또는 분사수 등의 충돌(접촉)에 의한 압력 인가시 신호를 발생시키는 센서장치를 구현하고, 이를 기반으로 고온(압연) 소재의 (가속) 냉각시 사용되는 냉각설비의 주수상태를 자동화를 통하여 정밀하면서 신속하게 평가 가능하게 하여, 냉각설비(가속 냉각기)의 신속하고 안정적인 유지 관리를 가능하게 하는 것이다.

따라서, 이와 같은 본 발명은 소재의 균일냉각을 가능하게 하여, 압연 품질을 향상시키는 등의 우수한 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 후판제품의 생산(압연)공정을 도시한 개략 공정도
도 2는 도 1에서 가속 냉각 공정을 도시한 공정도
도 3은 도 2의 가속 냉각 공정시 사용되는 가속냉각대의 노즐을 나타낸 사진
도 4는 본 발명에 따른 압력 인가형 센서장치를 도시한 조립 상태도
도 5는 도 4의 본 발명 센서장치를 조합한 센서기구를 도시한 평면도
도 6a 및 도 6b는 정상 액주와 불량 액주의 본 발명 센서장치의 적용 상태를 도시한 사진
도 7a 및 도 7b는 도 4의 본 발명 센서장치를 통한 정상 신호 발생과 불량 신호 발생을 나타낸 사진과 액주 적용도면과 그래프
도 8은 본 발명에 따른 센서장치를 이용하는 냉각설비의 주수상태 평가장치의 전체 구성을 도시한 정면 구성도
도 9는 도 8의 측면도
도 10은 도 8의 개략 저면도
도 11은 본 발명 주수상태 평가장치에서 결과를 나타내는 디스플레이 상태를 도시한 개략도
도 12a 내지 도 12c는 헤더에서의 액주 상태에 따른 액주의 센서장치 적용을 나타낸 개략도 및 사진
도 13은 본 발명 주수상태 평가장치에서 센서장치 탑재수단을 에지 마스킹수단에 연계하여 사용하는 것을 도시한 구성도
도 14a 및 도 14b는 본 발명 냉각설비의 주수상태 평가장치에서, 센서장치 탑재수단의 전개형 실시예를 도시한 구성도

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 4 내지 도 7에서는 본 발명의 압력 인가형 센서장치(1)와 관련된 도면이고, 도 8 내지 도 14는 이와 같은 본 발명의 압력 인가형 센서장치(1)를 이용한 냉각설비의 주수상태 평가장치(100)와 관련된 도면이다.

한편, 이하의 본 실시예에서 압력 인가형 센서장치(1)에 압력을 인가하는 압력 인가원으로 냉각설비 예컨대, 가속 냉각기(230)의 헤더(232)(상부 헤더)의 내부에 구비된 노즐(240)에서 형성(분사)되는 액주(W')(물기둥)가 소정 높이에서 낙하하면서 센서장치(1)에 충돌할때 인가되는 액주 충돌압력으로 이해될 수 있다.

물론, 앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명 센서장치는 반드시 냉각기 액주 충돌압 인가에만 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 가스 보일러에서 가스 누출공간에 설치하면 누출가스가 누적되어 압력을 인가하는 경우에도 신호를 발생시키므로, 액체나 기체 충돌압력이 인가되는 다른 기술분야의 환경에서도 충분히 사용 가능할 것이다.

그리고, 이하의 본 실시예에서는, 냉각설비는 도 1 내지 도 3에서 도시한 가속냉각기(230)의 헤더(232)로 설명한다.

물론, 본 발명의 센서장치(1)는 가속냉각기 헤더에서 사실상 물이 낙하 분사되도록 하는 액주(W')를 형성하는 노즐(240) 뿐만 아니라, 길게 형성된 슬릿형 노즐을 통하여 낙하 분사되는 길이를 갖는 액주, 분사노즐을 통하여 분사되는 스프레이 형태 또는, 슬릿형 노즐에서 분사되는 길이를 갖는 커튼 형태의 경우에도 적용 가능하다.

다만, 스프레이나 커튼형태인 경우에는 노즐의 막힘만을 평가 가능하게 하는 한계는 있다.

또한, 이하의 본 실시예에서 단위 센서장치(1)를 패드(10)를 매개로 복수개가 소정 패턴으로 배열된 것을 도 5와 같이 센서기구(1')라 설명한다.

먼저, 도 4 내지 도 7에서 도시한 바와 같은 본 발명의 압력 인가형 센서장치(1)에 대하여 살펴본다.

즉, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 크게 낙하되는 액주(W')가 접촉(충돌)하는 보호수단(30) 및, 상기 보호수단(30)의 내측에 제공되되, 액주의 충돌압(압력) 인가시 서로 협력하여 신호를 발생토록 제공되는 압력 인가형 신호 발생수단(50)을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 본 발명의 센서장치(1)는, 기본적으로 냉각기 헤더의 노즐(240)에서 분사되는 액주(W')가 높이차를 갖고 하측에 배치된 센서장치(1)에 낙하 충돌하는 때에 센서장치에 압력이 가해지면, 상기 신호 발생수단(50)은 전기 신호를 발생시키고, 따라서 신호가 발생되는 지의 여부에 따라 다음의 도 6 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 노즐에서부터의 액주가 정상적으로 형성되는 지를 평가 가능하게 하는 것이다.

이때, 바람직하게는 도 4에서 분해 사시도로 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 보호수단(30)은, 상기 압력 인가형 신호 발생수단(50)이 배치되는 접지공간(S)의 외측에 부착 또는 코팅되는 보호필름(32)(34)으로 제공될 수 있다.

즉, 상기 보호필름(32)(34)을 절연성의 수지 필름으로서, 액주의 충격시 수분이 상기 신호 발생수단(50)으로 침투하는 방지하도록 상,하측에서 상기 신호 발생수단(50)과 절연 및 절수 상태로 제공된다.

특히, 바람직하게는 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 보호필름(32)(34)의 내측에는 상기 압력 인가형 신호 발생수단(50)이 배치되는 상기 접지공간(S)을 형성하는 스페이서(70)가 제공된다.

이와 같은 스페이서(70)는, 중앙에 홈부(72)가 형성된 링 형태로서, 상기 홈부(72)는 액주가 낙하 충돌하는 경우 압력 인가형 신호 발생수단(50)에서의 신호를 발생 가능하게 하는 접지공간(S)을 형성시킨다.

예컨대, 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 센서장치에서 실질적으로 액주의 충돌에 의한 압력 인가시 전기신호를 발생시키어 노즐(240)에서 부터 정상적으로 분사가 이루어 지는 것을 판단할 수 있도록 한다,

즉, 상기 본 발명의 압력 인가형 신호 발생수단(50)은, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 상,하측의 보호수단(30)의 보호필름(32)(34)과 스페이서(70) 사이에 제공되면서 액주의 충돌압 인가시 서로 접지되어 전기(접지) 신호를 발생시키는 상,하측 전극부(52)(54)로 제공될 수 있다.

이때, 도 4에서 도시한 바와 같이, 실질적으로 낙하하는 액주(W')는 상측 전극부(52)와 충돌하기 때문에, 액주가 가하는 압력으로 상측 전극부(52)는 상기 접지공간(S)에서 하측으로 변형되면서 하측 전극부(54)와 접촉하면 순간, 전기신호가 발생되어 다음에 설명하는 주수상태 평가장치측의 장치제어부(C)에 신호가 전달되게 된다.

더 바람직하게는, 이와 같은 본 발명의 상,하측 전극부(52)(54)는, 액주 충돌에 의한 압력 인가시 적어도 하나가 접지를 가능토록 변형되도록 상기 접지공간(S)측에 면적을 가지로 제공되는 접지 전극부(52a)(54a)를 포함한다.

그리고, 이와 같은 접지 전극부에는 상기 보호수단(30)의 각각의 필름부재(32)(34)와 스페이서(70)사이에서 신장되어 신호를 전달하는 리드전극부(52b) (54b)가 연결될 수 있다.

한편, 상기 스페이서(70)는 두께를 갖고 상측 및 하측 전극부(52)(54)에 개재되기 때문에, 상기 상,하측 전극부의 간격을 유지하는 역할을 한다.

이때, 도 4 및 도 6의 사진에서와 같이, 상기 전극부중 적어도 상측 전극부의 접지 전극부(52a)는 액주 충돌압 인가시 하측 전극부의 접지 전극부와의 접지가 이루어 지기 위하여, 탄성변형이 가능한 도전성 필름으로 제공되는 것이다.

물론, 상기 상측 전극부와 하측 전극부 모두 실제로는 도전성 필름으로 제공되는 것이 센서장치(1)의 제조를 용이하게 하면서, 센서장치의 중량을 줄이고 제작비용도 절감시킬 것이다.

그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 액주 충돌시 변형이 발생되어 접지신호를 형성하는 접지공간(S)에서의 상측 전극부(52)의 접지 전극부(52a)만을 도전성 필름으로 하고, 이에 연결되는 다른 전극부분과 하측 전극부분은 실제 변형이 발생되지 않기 때문에, 통상의 전극 패턴과 같은 재질(구리, 동, 금)로 성형되는 것도 가능하다.

한편, 더 바람직하게는 도 4 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 상측 전극부(52)의 접지전극부(52a)는, 접지공간(S)측에 배치되는 원형의 외연부(52a1)와 상기 외연부에 일체로 되거나 접합되어 액주 충돌시 변형을 용이토록 제공되는 격자부(52a2)로 제공될 수 있다.

이때, 상기 외연부(52a1)는 바람직하게는 접지공간을 형성하는 스페이서(70)의 홈부(72)의 내경에 맞추어 형성하는 것이다.

따라서, 이와 같은 상측 전극부의 접지 전극부(52a)를 격자구조로 하면, 일체로 원형판 형태의 도전성 필름 구조 보다는, 액주가 낙하 충돌하는 경우 도 4에서 점선으로 나타낸 바와 같이, 더 유연하게 오목하게 변형되면서 하측 전극부(54)의 접지전극부(54a)에 원활하게 접지되어 적정한 액주의 충돌이 제공되면 접지신호를 안정적으로 발생시키게 된다.

물론, 앞에서 설명한 바와 같이, 슬릿형 노즐(미도시)에서 낙하 분사되는 길이를 갖는 액주인 경우에는, 상기 외연부(52a1)는 길게 슬릿형태의 직사각형으로 형성되고, 그 내부에 격자부(52a2)가 제공되면 된다.

즉, 본 발명의 경우 사실상 상,하측 전극부를 모두 도전성 필름으로 형성하기 때문에, 액주의 형태에 맞추어 쉽게 대응하여 변형 설치할수 있고, 상기 스페이서(70)의 홈부(72)의 형태도 원형, 직사각형 등으로 다양하게 조정하면 된다.

이때, 바람직하게는 상,하측의 보호필름으로 사실상 밀폐 공간으로 형성되는 스페이서의 중앙 홈부(72)에 의하여 형성되는 접지공간(S)에는 에어충진을 통한 에어충진공간으로 형성시키는 것이다.

따라서, 상기 접지공간에 에어가 충진되면, 액주 충돌시 상부 보호필름과 그 직하부의 상측 전극부의 접지 전극부의 변형이 이루어 지고, 액주 충돌이 없으면 에어 공기층은 스페이서와 상부 보호필름 사이의 상부전극부의 배열에 의하여 원래의 위치로 복귀되는 것을 용이하게 할 것이다.

그리고, 도 4에서 사실상 스페이서(70)의 두께는 상,하측 전극부의 간격을 결정하기 때문에, 상기 스페이서 두께는 액주 충돌시 인가되어 신호를 발생시킬 수 있는 신호 발생시의 압력 인가 정도를 조정 가능하게 한다.

따라서, 본 발명 센서장치(1)를 냉각설비의 주수상태 평가장치(1)에 사용하는 경우에는, 도 8에서 헤더(232)와 본 발명 센서장치가 탑재된 탑재수단(110)간 간격(D)에 따라 액주 낙하에 의한 충돌압이 가변되므로 사전에 적정한 액주 낙하높이를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 도 6a 및 도 6b와 같이, 다음에 상세하게 설명하듯이, 헤더(232)의 노즐(240)이 막히거나 좁아져 액주(W')가 정상적으로 낙하되지 않는 경우, 본 발명의 센서장치(1)의 접지공간(S)상의 상측 전극부(52)에 정확하게 낙하 충돌하지 않으면, 신호 발생수단(50)의 상,하측 전극부(52)(54)의 접지는 이루어 지지 않기 때문에, 주수상태 평가 즉, 헤더의 어느 노즐이 불량 상태인가를 판단할 수 있게 하는 것이다.

예컨대, 도 7a 및 도 7b에서는 실제 액주 상태에 따른 본 발명 센서장치(1)를 통하여 발생되는 신호상태를 나타내고 있는데, 도 7a와 같이 노즐(240)의 상태가 정상적이어서, 액주가 연속길이(L)를 형성하면서 낙하하여 센서장치에 충돌하면 신호는 단락구간이 없이 길게 연속적으로 발생된다.

그러나, 도 7b와 같이, 노즐(240)이 막혀서 액주가 연속길이(L)를 갖지 않고 간헐적으로 단락되는 형태이면, 신호도 단락 구간이 형성되는 것이다.

따라서, 이경우 신호가 제어부(C)에 전달되면 이를 분석하여, 도 11에서 설명하듯이, 불량 및 정상 노즐을 디스플레이(D)를 통하여 인식할 수 있게 할 것이다.

한편, 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 센서장치(1)의 신호발생수단(50)을 다음에 설명하는 평가장치 탑재수단의 크기에 대응하여 제공된 패드(10)를 매개로 소정 패턴으로 복수개가 배열되어 제공되는 센서기구(1')를 이용하는 것이다.

또는, 앞에서 설명한 스페이서(70)에 소정 패턴으로 배열된 홈부(72)들을 형성시키어 패드(10)로 대체하는 것도 가능하고, 이경우 보호수단(30)의 상,하측 보호필름(32)(34)들은 패드 크기에 맞추어 시트 형태로 코팅되어 형성되거나 필름을 부착할 수 있다. 다만 필름이 신호 발생수단(50)의 적어도 상측 전극부(52)에는 부착되지 않는 것이 필요하다.

다음, 도 8 내지 도 10에서는 이와 같은 본 발명의 압력 인가형 센서장치(1) 또는 센서장치들을 구비하는 도 5의 센서기구(1')를 이용하는 본 발명의 냉각설비의 주수상태 평가장치(100)를 도시하고 있다.

예컨대, 도 8 및 도 9에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 냉각설비의 주수상태 평가장치(100)는 그 구성 일예로서, 냉각설비 예컨대, 후판 압연라인의 가소냉각기(230)의 헤더(232)와, 상기 가속냉각기 헤더에 구비된 노즐(240)에서 분사(낙하)되는 하나 이상의 액주(W')에 대응 배열된 하나 이상의 앞에서 지금까지설명한 압력 인가형 센서장치(1) 및, 상기 센서장치(1)들이 조합된 센서기구(1')가 탑재되고, 구동수단을 매개로 헤더(232)를 따라 이동 가능하게 제공된 센서장치 탑재수단을 포함하여 구성될 수 있다.

따라서, 사각 박스 형태의 헤더(232)의 내부에 공급된 냉각수는 그 수두 조정에 따라 노즐(240)을 통하여 하부에서 이동되는 압연소재(후판재)(도 1의 200)에 낙하 분사되는 경우, 본 발명 주수상태 평가장치(100)는 헤더의 길이방향으로 도 9와 같이 구동수단을 통하여 이동하면서, 액주(W')가 단위 센서장치(1)에 충돌하여 압력을 인가하는 유무 또는 상태에 따라 센서장치에서는, 헤더 노즐들의 불량 유무 상태를 평가 가능하게 한다.

예를 들어, 도 10과 같이 장치의 탑재수단(110)에는 다열의 센서장치(1)들이 적어도 헤더 폭방향의 노즐 수에는 맞추어 간격이 일치되게 배열되어 있고, 탑재수단(110)은 다음에 상세하게 설명하는 도 8의 구동수단(130) 또는 도 13의 구동수단(150)을 매개로 헤더의 길이방향으로 이동한다.

따라서, 도 11과 같이, 본 발명의 헤더의 주수상태 평가장치(100)의 장치제어부(C)를 통하여 센서장치에서 발생된 신호(앞에서 도 7에서 설명한 것을 참조)는 모니터 등의 디스플레이스 수단(D)에서 노즐들의 정상 또는 비정상 상태가 확인되는 것이다.

예를 들어, 도 12a에서 도시한 바와 같이, 냉각설비인 헤더(232)의 노즐(240)이 막히거나 좁아져 노즐(240)에서 수직하게 물이 분사되지 않고 액주(W")가 경사지게 분사되거나, 노즐이 막혀서 액주 자체가 형성되지 않거나, 헤더의 흔들림으로 수직하지 않고 센서장치 주변으로 액주(W")가 형성되는 경우, 특히 도 12B와 같이 액주(W") 자체가 고르게 형성되지 않는 간헐적 분사(도 7b 참조)가 형성되는 경우, 센서장치(1)에 도 7a와 같은 정상 액주 충돌이 이루어 지지않게 되고, 따라서 신호발생이 일정시간 지속되지 않거나 간헐적이거나 아예 신호가 발생되지 않게 되는 경우, 본 발명 평가장치에서는 노즐이 불량한 것으로 판단하여 디스플레이하는 것이다.

즉, 도면에서 W'는 정상적인 노즐에서 분사되는 액주를 나타내고, W"는 불량한 노즐에서 형성되는 비정상 액주를 나타낸다.

결국, 본 발명 평가장치에 있어서는, 구동수단을 매개로 센서기구(1')가 탑재된 센서장치 탑재수단(110)을 헤더를 따라 점진적으로 이동시키면, 자동적으로 헤더의 어느 노즐이 문제가 있는 지를 한번에 작업자의 수작업이나 기존과 같은 카메라를 이용하는 등의 작업을 필요없게 하고, 완전한 자동화 평가를 가능하게 하는 것이다.

이때, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 가속냉각기의 헤더(232)에 구비된 노즐(240)들의 수와 배열 형태에 맞추어, 평가장치의 탑재수단(110)에 탑재된 센서장치도 동일한 수와 배열 형태로 탑재시키는 것이 필요함은 물론이다.

그리고, 상기 탑재수단(110)에는 오목한 공간이 형성되어 단위 센서장치(1)들이 배열되고 전기적 연결이 이루어 진 센서기구(1')가 탑재되는 센서기구 탑재부가 구비됨은 물론이다.

한편, 본 발명의 헤더의 주수상태 평가장치(1)에서, 상기 탐재수단(110)은 박스 구조체로 제공될 수 있고, 상기 탑재수단(110)을 헤더의 길이방향으로 이동 가능하게 하는 상기 구동수단은, 도 8에서 도시한 바와 같이, 장치 전용의 제1 구동수단(130) 또는, 도 13에서 도시한 바와 같이, 실제 가속냉각기(230)의 헤더(232)에 대응하여 배치되는 에지 마스킹수단(170)의 구동을 위하여 기존에 배치된 에지 마스킹용으로 사용되는 제2 구동수단(150)으로 제공될 수 있다.

즉, 도 8에서 도시한 바와 같이, 장치 전용의 제 1 구동수단(130)은, 헤더(232)의 프레임 일측으로 연결가이드(134)를 통하여 연결되고 적어도 헤더 길이만큼은 신장된 엘엠가이드(132)의 내측에 모터(140)로서 구동되는 볼스크류(138)가 체결되는 이동블록(136)이 배치되고, 상기 이동블록(236)에 연결대(142)를 매개로 탑재수단(110)과 장치 제어부(C)(콘트롤 박스)가 연계될 수 있다.

따라서, 구동모터(140)의 구동에 따라 이동블록(136)은 엘엠 가이드를 따라 헤더의 길이방향으로 이동하고, 이와 일체로 센서장치 탑재수단(110)과 센서기구(1')들이 이동하면서, 앞에서 설명한 방식으로 주수상태 즉, 노즐들의 불량 유무를 파악 평가하는 것을 가능하게 하는 것이다.

이때, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 상기 장치 전용의 구동수단(130)에서 이동블록을 엘엠가이드에서 이동시키는 구동원은 반드시 스크류 바아만 사용할 수 있는 것은 아니고, 구동모터로 무한궤도 이송되는 구동벨트, 체인 등의 동력 전달수단을 매개로 이동하는 것도 가능함은 물론이다.

또는, 도 13에서 도시한 바와 같이, 헤더(232)의 중앙을 기준으로 양측으로 구동수단(150)을 통하여 이동하면서, 후판재의 폭에 맞추어 에지 마스킹을 하는 에지 마스킹수단(170)(분사되는 액주(냉각수)를 후판재 폭에 맞추어 양측에서 차단 회수하는 에지 마스킹 박스로 제공될 수 있다)에 연계하여 배치하는 것도 가능하다.

예를 들어, 본 발명의 상기 가속 냉각기(230)는, 도 1과 같이 여러 대가 순차적으로 밀집되어 배치되기 때문에, 도 8과 같은 본 발명의 전용 구동수단(130)을 설치하는 것이 공간상 제약이 있을 수 있고, 이때 도 13과 같이 기존에 사용되는 에지 마스킹용 구동수단(150)을 이용하여 센서장치 탑재수단(110)을 연계시키면 공간활용을 용이하게 하고, 좁은 공간에서도 본 발명 평가장치의 배치를 가능하게 하는 것이다.

한편, 도 13과 같이, 기존 에지 마스킹용 구동수단(150)은, 모터(152)로서 구동되는 2단 스크류바아(154)에 이동블록(156)이 헤더 길이방향 양측에 체결되어 이동되고, 상기 이동블록(156)에는 가이드레일(160)을 따라 상,하측에서 지지이송되는 가이드롤(162)이 제공될 수 있다.

그리고, 이동블록과 연결된 이동판(158)의 하단에는 각각 본 발명 센서장치가 탑재된 탑재수단(110)과 에지 마스킹수단(170)이 한쌍으로 연계 장착될 수 있다.

이때, 바람직하게는 에지 마스킹은 강판의 폭에 맞추어 작동되므로, 본 발명 탐재수단(110)이 중앙측에 서로 인접하게 배치되도록 하여, 노즐들의 불량 유무를 모두 가능하게 하는 것이다.

따라서, 에지 마스킹용 구동수단(150)의 상측 모터 구동에 따라 이동블록과 이동판과 일체로 본 발명 센서장치 탑재수단(110)과 에지 마스킹수단이 헤더의 길이방향으로 이동되면서 앞에서 설명한 불량 노즐을 찾게 되는 것이다.

이때, 도 13에서 에지 마스킹수단(170)과 브라켓트(B)를 매개로 본 발명의 탑재수단(110)이 연결될 수 있다.

한편, 바람직하게는, 도 8과 같이 장치 제어부(C)를 탑재수단(110)에 연결 고정하는 유선으로 센서장치(1)들과 전기적으로 연계하는 것도 가능하나, 도 9에서 도시한 바와 같이, 장치제어부(C)를 무선 송수신의 신호(데이터) 처리를 가능하게 하는 것도 가능하다.

예를 들어, 도 13과 같이, 에지 마스킹용 구동수단(150)을 이용하여 평가장치를 구축하는 경우는 실제 본 발명 평가장치의 설치공간이 협소한 경우에는 무선 송수신 처리를 가능하게 것이다.

즉, 도 9와 같이 탑재수단(110)의 일측에 신호를 수집하는 장치측 제어부(C1)를 구축하고, 여기어 무선 송수신기(M)를 연계시키고, 무선 송수신 기능을 갖는 무선 처리제어부(C2)와 무선으로 연계되는 메인제어부(C3)로 하나의 장치 제어부(C)를 구축하여 센서장치에서 발생되는 신호들을 처리하고, 도 10과 같이 디스플레이 할 수 있는 것이다.

한편, 도 14a 및 도 14b에서는 본 발명의 다른 변형예의 센서장치 탑재수단을 도시하고 있는데, 예컨대 전개형 탑재수단(110')으로 구성하는 것이다.

이와 같은 전개형 센서장치 탑재수단(110')은, 앞에서 설명한 바와 같이, 실제 조업라인에서 공간이 협소한 경우, 탑재수단을 전개형으로 구성하여 필요시에만 탑재수단을 전개시키어 헤더의 폭에 대응하는 길이를 갖도록 하는 것이다.

이와 같은 전개형 탑재수단(110')은, 다단으로 크기가 점진적으로 줄어들고 앞쪽부분은 더 협소하게 되어 바디들의 완전 이탈은 방지되며, 상부에는 센서장치(1)들이 조합된 센서기구(1')가 탑재되는 다단의 바디(112')(114')(116')들은 내측의 가이드롤(120')과 중앙측 레일(118')들을 매개로 이동하고, 이때 내부 개구(H)를 통하여 연결대(122')가 최내측 바디(116')의 저면에 연결된다.

따라서, 도 14와 같이 실린더(124')의 로드(124'a)등의 구동원이 연결대(122')에 연결되어 실린더의 전진 또는 후진시 다단의 바디 들은 전개되거나 수축되게 된다.

결국, 도 14a와 같이 바디들이 전부 전개되면 헤더 폭에 대응되는 길이를 갖고, 이때 바디들의 센서장치들은 바디들이 모두 전개되었을때, 헤더의 노즐들과 같은 배열을 갖도록 조정하는 것이 필요하다.

이때, 상기 실린더가 없는 경우 작업자가 연결대(122')를 핸들로 이용하여 수동으로 바디들의 전개 또는 수축(겹침)을 구현하는 것도 가능하다.

이에 따라서, 지금까지 설명한 본 발명의 냉각설비의 주수상태 평가장치(100)는, 액주 충돌시의 압력 인가시 발생되는 신호 상태 또는 신호 유무에 따라, 신속하면서 광범위한 노즐들의 불량 유무를 신속하게 평가 가능하게 하여, 가속냉각기의 헤더 노즐들의 보수 유지를 용이하게 하고, 자동화 작업이 가능하게 때문에, 별도의 작업 인원도 필요없는 것이다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1,1'.... 센서장치(기구) 10.... 센서기구의 패드
30.... 보호수단 32,34.... 보호필름
50.... 압력 인가형 신호 발생수단 52,54.... 상,하측 전극부
52a,54a.... 접지 전극부 52b,54b.... 리드전극부
70.... 스페이서 72.... 홈부
100.... 본 발명 주수상태 평가장치 110,110'.... 센서장치 탑재수단
130,150.... 제1,2 구동수단 S.... 접지공간(에어충진공간)

Claims (12)

1. 액체 또는 기체가 접촉하는 보호수단; 및, 상기 보호수단의 내측에 제공되되, 액체 또는 기체에 의한 압력 인가시 신호를 발생토록 제공된 압력 인가형 신호 발생수단;을 포함하여 구성되되,
   상기 보호수단은, 상기 압력 인가형 신호 발생수단이 배치되는 접지공간의 외측에 부착 또는 코팅되는 보호필름을 포함하고,
   상기 보호필름의 내측에는 상기 압력 인가형 신호 발생수단이 배치되는 상기 접지공간을 형성하는 스페이서가 더 제공되며, 상기 스페이서의 중앙에는 상기 접지공간을 형성하는 홈부가 형성되고, 상기 접지공간은 에어 충진공간으로 제공되는 압력 인가형 센서장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 보호필름은 상측 및 하측 보호 필름으로 구성되고,
   상기 압력 인가형 신호 발생수단은, 상기 상측 및 하측의 보호필름들과 스페이서 사이에 제공되면서 액체 또는 기체에 의한 압력 인가시 서로 접지되어 접지신호를 발생시키는 상측 및 하측 전극부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 인가형 센서장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 상,하측 전극부는, 액체 또는 기체의 충돌압 인가시 적어도 하나가 접지를 위하여 변형토록 상기 접지공간에 면적을 가지고 제공되는 접지 전극부; 및,
   상기 접지 전극부와 연결되고 발생된 접지신호를 외부에 전달토록 제공된 리드전극부;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압력 인가형 센서장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전극부 중 적어도 상측 전극부의 접지 전극부는, 액체 또는 기체 충돌압 인가시 하측 전극부의 접지 전극부와의 접지를 원활토록 탄성 변형되는 도전성 필름으로 제공되는 것을 특징으로 하는 압력 인가형 센서장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 상측 접지전극부는, 접지공간 측에 배치되는 외연부; 및,
   상기 외연부에 압력 인가시 변형을 용이토록 제공되는 격자부;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압력 인가형 센서장치.
7. 삭제
8. 고온소재를 냉각토록 제공된 냉각설비;
   상기 냉각설비에서 형성되는 하나 이상의 액주, 분사수 또는 길이를 갖는 액주에 대응하여 배열된 하나 이상의 상기 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에서 기재된 압력 인가형 센서장치; 및,
   상기 하나 이상의 센서장치가 탑재되고, 구동수단을 매개로 냉각설비를 따라 이동 가능하게 제공된 센서장치 탑재수단;
   을 포함하여 구성된 냉각설비의 주수상태 평가장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 냉각설비는, 노즐, 슬릿형 노즐, 분사노즐 및, 커튼형 노즐 중 어느 하나를 구비하는 냉각기의 헤더를 포함하고,
   상기 센서장치 탑재수단에는, 상기 헤더에 구비되는 노즐 들의 배열에 대응하여 복수개의 센서장치가 대응 배열되는 것을 특징으로 하는 냉각설비의 주수상태 평가장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 구동수단은, 장치 전용의 제1 구동수단 또는 냉각기에 구비되는 에지 마스킹용으로 공용되는 제2 구동수단으로 구성되고,
    상기 센서장치들은 유선 또는 무선 송,수신을 매개로 장치제어부와 디스플레이수단과 연계되는 것을 특징으로 하는 냉각설비의 주수상태 평가장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 구동수단들은, 냉각설비의 길이방향으로 설치된 엘엠 가이드와 상기 엘엠가이드에 구동원을 통하여 이동 가능하게 구비되면서 상기 센서장치 탑재수단이 연계되는 이동블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각설비의 주수상태 평가장치.
12. 제8항에 있어서,
    상기 센서장치 탑재수단은, 설치 공간에 따라 일체형 탑재수단 또는 전개형 탑재수단으로 제공되고, 상기 전개형 탑재수단은, 수동 또는 구동수단을 매개로 자동으로 전개 또는 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 냉각설비의 주수상태 평가장치.

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