KR101326263B1

KR101326263B1 - 진동계용 시험장치

Info

Publication number: KR101326263B1
Application number: KR1020120118637A
Authority: KR
Inventors: 정성일
Original assignee: (주)한국엔지니어링서비스
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2013-11-11

Abstract

본 발명은 진동계가 정확한 측정값을 표시하는지를 테스트하는 진동계용 시험장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 진동계의 시험장치는 프레임부와, 상기 프레임부에 설치되며 진동계를 고정할 수 있는 고정지그가 마련되어 있고 상기 진동계를 진동시키는 진동발생유닛과, 상기 진동발생유닛의 진동크기 또는 패턴을 제어하는 제어유닛을 구비하며, 상기 진동발생유닛은 상기 프레임부에 고정되는 베이스부와, 상기 베이스부의 상부에 상하로 연장되는 Z축 방향을 따라 승강 가능하게 설치되는 승강부와, 상기 승강부에 수평방향의 X축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 주행부와, 상기 제1 주행부의 상부에 상기 X축 방향과 교차하는 Y축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 고정지그가 설치되는 제2 주행부를 구비한다.

Description

진동계용 시험장치 {Testing apparatus for vibrometer}

본 발명은 진동계용 시험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 진동계가 정확한 측정값을 표시하는지를 테스트하는 진동계용 시험장치에 관한 것이다.

지진계와 같은 진동계는 외부로부터 인가되는 진동량을 측정하여 수치로 진동의 크기를 표시하는 장치이다.

통상적으로 지진의 경우 1935년 미국의 지질학자인 리히터의 제안에 따른 절대적 개념단위인 M(magnitude)를 규모의 단위로 사용하고 있다. 이를 제안자의 이름을 따 '리히터 규모'라고도 부르는데, 리히터는 지진 자체의 크기를 측정하여 서로 비교할 수 있도록 규모의 개념을 제안하였다.

리히터규모는 지진계에 기록된 지지파의 최대 진폭을 측정해 지진에 의해 방출된 에너지의 양을 측정하는데, 진폭과 진동주기의 함수로 표현된다.

지진계와 같은 진동계는 이러한 외부 진동을 상호 비교할 수 있는 수치나 파형으로 표현하는 장치인데, 이러한 진동계가 정확한 측정결과를 도출하는지를 시험하기 위한 시험장비가 마련되어 있다.

이러한 목적을 위한 종래의 선행기술로 등록 실용신안 제20-0239786호의 유압식 진동시험기가 있는데, 상기 장치는 유압을 이용해 진동을 인가하는 방식이므로 장치의 구성이 복잡하고 별도의 유압공급기를 포함해야 하며, 작동유에 의한 오염문제가 있었다.

등록실용신안 제20-0239786호 : 유압식 진동 시험기

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 구조가 간단하면서도 진동계에 다양한 크기의 진동을 인가하여 진동계의 성능이 정확한지를 용이하게 판단할 수 있는 진동계의 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진동계의 시험장치는 프레임부와, 상기 프레임부에 설치되며 진동계를 고정할 수 있는 고정지그가 마련되어 있고 상기 진동계를 진동시키는 진동발생유닛과, 상기 진동발생유닛의 진동크기 또는 패턴을 제어하는 제어유닛을 구비하며, 상기 진동발생유닛은 상기 프레임부에 고정되는 베이스부와, 상기 베이스부의 상부에 상하로 연장되는 Z축 방향을 따라 승강 가능하게 설치되는 승강부와, 상기 승강부에 수평방향의 X축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 주행부와, 상기 제1 주행부의 상부에 상기 X축 방향과 교차하는 Y축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 고정지그가 설치되는 제2 주행부를 구비한다.

상기 베이스부는 상기 프레임부에 고정 설치되고 상하면을 관통하는 관통홀 및 가이드홀이 형성되어 있는 베이스판과, 상기 베이스판의 하부에 고정 설치되는 제1 구동모터와, 상기 제1 구동모터에 설치되고 상기 관통홀을 통해 상방으로 연장되어 있는 제1 구동스크류를 포함하며, 상기 승강부는 상기 제1 구동스크류가 삽입되어 나사결합되는 스크류홀이 마련되어 있는 승강판과, 상기 승강판의 하면으로부터 하방으로 연장되어 상기 가이드홀에 삽입되어 승강판의 승강 구동시 회전을 방지하는 가이드로드와, 상기 승강판의 상면에 형성되어 X축 방향을 따라 연장되는 제1 레일과, 상기 승강판의 상면 일측에 설치되는 제2 구동모터와, 상기 제2 구동모터에 의해 회전 가능하게 설치되고 상기 제1 레일과 나란하게 연장되는 제2 구동스크류를 포함하고, 상기 제1 주행부는 상기 제1 레일을 따라 상기 승강판의 상부에 주행 가능하게 설치되는 제1 주행판과, 상기 제1 주행판에 연결되고 상기 제2 구동스크류와 나사결합되어 상기 제2 구동스크류의 정,역회전에 따라 상기 제1 주행판을 진퇴 구동시키는 제1 결합부재와, 상기 제1 주행판의 상면에 상기 Y축 방향을 따라 연장되도록 설치되는 제2 레일과, 상기 제1 주행판의 상면 일측에 설치되는 제3 구동모터와, 상기 제3 구동모터에 회전 가능하게 설치되고 상기 제2 레일과 나란하게 연장되는 제3 구동스크류를 구비하며, 상기 제2 주행부는 상기 제2 레일을 따라 슬라이딩 가능하도록 상기 제1 주행판의 상부에 결합되는 제2 주행판과, 상기 제2 주행판에 연결되고 상기 제3 구동스크류와 나사결합되어 상기 제2 주행판을 제2 레일을 따라 진퇴 구동시키는 제2 결합부재를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 승강판과 베이스판의 사이에 설치되어 상기 승강판을 탄성지지하는 복수개의 탄성스프링들과, 상기 가이드로드가 형성된 베이스판의 상부에 설치되고 상기 가이드홀로 진입하는 가이드로드를 감싸는 링 형상으로 형성되되, 상기 승강판의 하강시 상기 승강판이 베이스판에 충돌하는 것을 방지하고 상기 승강판의 하강 충격을 흡수할 수 있도록 탄성력을 갖는 재질로 형성되는 스토퍼를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제어유닛은 상기 제1 내지 제3 구동모터의 구동을 제어하는 컨트롤러와, 상기 진동발생유닛에서 발생하는 진동의 크기 또는 패턴을 설정할 수 있는 입력부와, 상기 진동발생유닛에 설치되는 측정 대상의 진동계와 연결되어 상기 진동계의 측정결과를 출력하는 디스플레이부를 구비할 수 있다.

본 발명에 따른 진동계의 시험장치는 구성이 간단하고, 진동의 크기를 용이하게 가변시켜 진동계의 성능시험이 용이하고 정확하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진동계용 시험장치의 일 실시예를 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 진동발생유닛을 도시한 분리사시도,
도 3은 도 1의 진동발생유닛의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 진동계용 시험장치의 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 진동계용 시험장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 진동계용 시험장치(10)는 진동계에 설정된 크기의 진동을 인가하여 진동계(1)의 측정결과가 입력된 진동량과 일치하는지를 확인하는 것으로서, 프레임부(100)와, 이 프레임부(100)에 설치되는 진동발생유닛(200)과, 진동발생유닛(200)의 진동을 제어하는 제어유닛(300)으로 이루어진다.

프레임부(100)는 육면체 형상의 사각기둥 형태로 형성되며, 하단에는 이송을 위한 캐스터(110)가 설치되어 있다. 그리고 프레임부(100)의 하단에는 상기 캐스터(110)와 함께 나사결합을 통해 상하로 승강 가능하게 설치되는 서포트부재(120)가 마련되어 있는데, 상기 서포트부재(120)가 지지면에 밀착되도록 하강하게 되면 프레임부(100)의 이동이 차단되도록 구성된다.

상기 진동발생유닛(200)은 프레임부(100)에 설치되며, 진동계(1)에 삼축 방향에 대한 진동을 인가하는 것이다. 이하에서는 편의를 위한 상하방향을 Z축 방향, 전후방향을 X축 방향, X축 방향과 직교하는 좌우방향을 Y축 방향이라 지칭한다.

상기 진동발생유닛(200)은 프레임부(100)의 상단에 고정설치되는 베이스부(210)와, 상기 베이스부(210)의 상부에 상하로 승강 가능하게 설치되는 승강부(220)와, 상기 승강부(220)의 상부에 X축 방향을 따라 주행 가능하게 설치되는 제1 주행부(230)와, 제1 주행부(230)의 상부에 Y축 방향을 따라 주행 가능하게 설치되는 제2 주행부(240)와, 제2 주행부(240)의 상부에 설치되어 진동계(1)를 제2 주행부(240)에 고정시키는 고정지그(250)를 구비한다.

상기 베이스부(210)는 상술한 것처럼 프레임부(100)의 상부에 고정 설치되는 베이스판(211)을 구비하는데, 베이스판(211)의 일측에는 상하면을 관통하는 관통홀(212)이 형성되어 있다. 그리고 후술하는 승강부(220)를 승강 구동시키기 위한 제1 구동모터(213)가 베이스판(211)의 하부에 고정설치되어 있고, 제1 구동모터(213)에 의해 정역회전되는 제1 구동스크류(214)가 관통홀(212)을 통해 상방으로 돌출되도록 형성되어 있다.

상기 베이스판(211)과 프레임부(100)의 사이에는 상기 베이스판(211)이 진동에 의해 초기 위치에서 벗어나는 것을 방지하기 위한 복귀부재(130)가 구비되어 있다. 상기 복귀부재(130)는 도 1 및 도 3에 도시되어 있는 것처럼, 상기 프레임부(100)의 상면과 베이스판(211)의 하면에 각각 나란하게 연장되어 있는 체결로드(131)와, 상기 체결로드(131)를 지나도록 나선형으로 연장되는 코일부재(132)를 구비한다. 상기 코일부재(132)는 형상기억합금으로 형성되어 있어서 진동시험 후 프레임부(100)에 대하여 베이스판(211)이 상부나 하부로 이동한 상태에서도 형상기억합금인 코일부재(132)가 원래의 온도로 돌아가는 과정에서 초기 상태로 복귀하게 됨에 따라 상기 베이스판(211)이 초기의 설정 위치로 복귀하게 된다.

상기 승강부(220)는 베이스부(210)의 상부에서 상하로 승강 구동하는 것으로, 상기 제1 구동스크류(214)가 관통하는 스크류홀(222)이 형성되어 있는 승강판(221)을 포함한다. 상기 스크류홀(222)에는 내주면에 제1 구동스크류(214)와 나사결합이 이루어질 수 있도록 나사산이 형성되어 있어서 상기 제1 구동스크류(214)의 정회전 또는 역회전에 따라 승강판(221)이 승강하거나 하강하게 된다.

승강판(221)의 하면에는 하방으로 연장된 복수개의 가이드로드(223)가 형성되어 있으며, 상기 가이드로드(223)는 베이스판(211)의 가이드홀(215)을 관통해 하방으로 연장되어 있다.

승강판(221)과 베이스판(211)의 사이에는 승강판(221)을 탄력지지할 수 있게 복수개의 탄성스프링(224)이 설치되어 있고, 상기 가이드홀(215)이 형성된 베이판의 상부에는 가이드로드(223)를 감싸는 링 형상의 스토퍼(225)가 형성되어 있다. 상기 스토퍼(225)는 탄성력을 갖는 합성수지재로 형성되어 있으며, 승강판(221)이 하강하는 과정에서 베이스판(211)과 직접 충돌하는 것을 방지한다.

아울러 승강판(221)의 상면에는 후술하는 제1 주행부(230)를 슬라이딩 가능하게 지지할 수 있도록 제1 레일(226)이 X축 방향을 따라 연장되어 있다. 그리고 승강판(221)의 상부 일측에 제1 주행부(230)를 슬라이딩 구동시키기 위한 제2 구동모터(227)와, 제2 구동스크류(228)가 설치되어 있다. 상기 제2 구동스크류(228)는 양단이 승강판(221)의 상면에 고정되어 있는 필로우블럭(229)에 회전 가능하게 지지되어 있는데, 제2 구동스크류(228)도 X축 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있으며, 제2 구동스크류(228)를 회전시키도록 제2 구동모터(227)가 연결설치되는데, 상기 제2 구동모터(227)도 승강판(221)에 고정 설치되어 있다.

상기 제1 주행부(230)는 상기 제1 레일(226)을 따라 슬라이딩되는 제1 주행판(231)을 포함하며, 제1 주행판(231)의 일측에는 상기 제2 구동스크류(228)에 나사결합되는 제1 결합부재(232)가 마련되어 있다. 제1 결합부재(232)에는 제2 구동스크류(228)가 관통하는 나사공이 형성되어 있는데, 제1 결합부재(232)가 제2 구동스크류(228)와 나사결합되어 있기 때문에 제2 구동모터(227)에 의해 제2 구동스크류(228)가 정회전 또는 역회전하면 제1 주행부(230)가 제1 레일(226)을 따라 X축 방향으로 진퇴 구동을 하게 된다.

제1 주행판(231)의 상면에는 제2 레일(233)이 형성되어 있는데, 제2 레일(233)은 제1 레일(226)과 직교하는 Y축 방향을 따라 연장되어 있다. 그리고 제2 레일(233)의 일측에 제3 구동모터(234)가 설치되어 있고, 제3 구동모터(234)에 의해 회전되는 제3 구동스크류(235)가 제2 레일(233)과 나란한 방향을 따라 연장되도록 설치되어 있다. 제3 구동스크류(235) 역시 필로우블럭(229)에 의해 제1 주행판(231)에 회전 가능하게 지지되어 있다.

상기 제2 주행부(240)는 제1 주행부(230)의 상부에서 상기 제2 레일(233)을 따라 Y축 방향으로 주행 가능하게 설치되는 것으로, 상기 제2 레일(233)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 제2 주행판(241)을 포함하며, 제2 주행판(241)의 일측에 상기 제3 구동스크류(235)와 나사결합되는 제2 결합부재(242)가 마련되어 있다.

상기 제3 구동모터(234)에 의해 제3 구동스크류(235)가 정회전 또는 역회전하게 되면, 제2 주행판(241)이 제2 레일(233)을 따라 Y축 방향으로 슬라이딩 된다.

고정지그(250)는 상술한 것처럼 진동계(1)를 제2 주행부(240)의 상면에 고정시키기 위한 것인데, 본 실시예의 경우 제2 주행판(241)의 상면에 지그플레이트(251)가 설치되고, 이 지그플레이트(251)의 상면에 이동홈(252)이 형성되며, 두 개의 지그부재(253)가 상기 이동홈(252)을 따라 이동 가능하도록 제2 주행판(241)에 설치되어 있다. 고정볼트(254)를 통해 지그부재(253)가 이동홈(252)을 따라 이동하지 못하도록 고정시킬 수 있는데, 마주보는 두 지그부재(253)가 진동계(1)를 사이에 두고 지그플레이트(251)에 고정되어 진동계(1)를 클램핑할 수 있게 되어 있다.

상기 고정지그(250)는 본 실시예에 한정되지 않고 측정대상의 진동계(1)의 크기나 형상에 따라 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기 제어유닛(300)은 제1 구동모터(213)와 제2 구동모터(227) 및 제3 구동모터(234)의 구동을 제어하는 것으로서, 진동의 크기를 설정하여 입력할 수 있는 입력부(310)와, 제1 내지 제3 구동모터(213,227,234)의 구동을 제어하는 컨트롤러(320)를 구비하며, 일측에는 측정대상의 진동계(1)의 측정결과를 표시할 수 있게 디스플레이부(330)가 설치되어 있다.

입력부(310)는 진동의 크기, 패턴 등을 설정해 입력할 수 있도록 된 것으로서, 사용자가 입력부(310)를 통해 진동계(1)에 인가할 진동의 크기나 패턴을 선택하여 입력하면 컨트롤러(320)는 설정된 크기나 패턴의 진동이 가해질 수 있도록 제1 내지 제3 구동모터(213,227,234)의 구동여부를 제어하거나 제1 내지 제3 구동모터(213,227,234)의 구동속도를 제어한다.

디스플레이부(330)에서는 진동계(1)에서 출력되는 정보를 표시하여 진동발생유닛에서 인가하는 진동의 크기 또는 패턴과 진동계(1)에서 검출되는 진동의 크기 또는 패턴이 상호 일치하는지를 비교한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 진동계용 시험장치(10)는 다양한 크기와 패턴의 진동을 선택적으로 인가함으로써 진동계(1)가 정확한 측정값을 도출하는지를 확인할 수 있으며, 구성이 간단하고 장비의 규모를 소형화할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10; 진동계용 시험장치
100; 프레임부
110; 캐스터 120; 서포트부재
200; 진동발생유닛
210; 베이스부
211; 베이스판 212; 관통홀
213; 제1 구동모터 214; 제1 구동스크류
215; 가이드홀
220; 승강부
221; 승강판 222; 스크류홀
223; 가이드로드 224; 탄성스프링
225; 스토퍼 226; 제1 레일
227; 제2 구동모터 228; 제2 구동스크류
229; 필로우블럭
230; 제1 주행부
231; 제1 주행판 232; 제1 결합부재
233; 제2 레일 234; 제3 구동모터
235; 제3 구동스크류
240; 제2 주행부
241; 제2 주행판 242; 제2 결합부재
250; 고정지그
251; 지그플레이트 252; 이동홈
253; 지그부재 254; 고정볼트
300; 제어유닛
310; 입력부 320; 컨트롤러
330; 디스플레이부

Claims

프레임부와;
상기 프레임부에 고정되는 베이스부와, 상기 베이스부의 상부에 상하로 연장되는 Z축 방향을 따라 승강 가능하게 설치되는 승강부와, 상기 승강부에 수평방향의 X축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1 주행부와, 상기 제1 주행부의 상부에 상기 X축 방향과 교차하는 Y축 방향을 따라 슬라이딩 가능하게 설치되고 진동계를 고정할 수 있는 고정지그가 마련되어 있는 제2 주행부를 구비하는 진동발생유닛과;
상기 진동발생유닛의 진동크기 또는 패턴을 제어하는 제어유닛;을 구비하며,
상기 베이스부는 상기 프레임부에 고정 설치되고 상하면을 관통하는 관통홀 및 가이드홀이 형성되어 있는 베이스판과, 상기 베이스판의 하부에 고정 설치되는 제1 구동모터와, 상기 제1 구동모터에 설치되고 상기 관통홀을 통해 상방으로 연장되어 있는 제1 구동스크류를 포함하며,
상기 승강부는 상기 제1 구동스크류가 삽입되어 나사결합되는 스크류홀이 마련되어 있는 승강판과, 상기 승강판의 하면으로부터 하방으로 연장되어 상기 가이드홀에 삽입되어 승강판의 승강 구동시 회전을 방지하는 가이드로드와, 상기 승강판의 상면에 형성되어 X축 방향을 따라 연장되는 제1 레일과, 상기 승강판의 상면 일측에 설치되는 제2 구동모터와, 상기 제2 구동모터에 의해 회전 가능하게 설치되고 상기 제1 레일과 나란하게 연장되는 제2 구동스크류를 포함하고,
상기 제1 주행부는 상기 제1 레일을 따라 상기 승강판의 상부에 주행 가능하게 설치되는 제1 주행판과, 상기 제1 주행판에 연결되고 상기 제2 구동스크류와 나사결합되어 상기 제2 구동스크류의 정,역회전에 따라 상기 제1 주행판을 진퇴 구동시키는 제1 결합부재와, 상기 제1 주행판의 상면에 상기 Y축 방향을 따라 연장되도록 설치되는 제2 레일과, 상기 제1 주행판의 상면 일측에 설치되는 제3 구동모터와, 상기 제3 구동모터에 회전 가능하게 설치되고 상기 제2 레일과 나란하게 연장되는 제3 구동스크류를 구비하며,
상기 제2 주행부는 상기 제2 레일을 따라 슬라이딩 가능하도록 상기 제1 주행판의 상부에 결합되는 제2 주행판과, 상기 제2 주행판에 연결되고 상기 제3 구동스크류와 나사결합되어 상기 제2 주행판을 제2 레일을 따라 진퇴 구동시키는 제2 결합부재를 포함하고,
상기 승강판과 베이스판의 사이에 설치되어 상기 승강판을 탄성지지하는 복수개의 탄성스프링들과, 상기 가이드로드가 형성된 베이스판의 상부에 설치되고 상기 가이드홀로 진입하는 가이드로드를 감싸는 링 형상으로 형성되되, 상기 승강판의 하강시 상기 승강판이 베이스판에 충돌하는 것을 방지하고 상기 승강판의 하강 충격을 흡수할 수 있도록 탄성력을 갖는 재질로 형성되는 스토퍼를 더 구비하며,
상기 베이스판과 프레임부의 사이에는 상기 베이스판이 진동시험 후 초기 위치로 복귀할 수 있도록 복귀부재가 구비되는데, 상기 복귀부재는 상기 프레임부의 상면과 베이스판의 하면에 각각 나란하게 연장되어 있는 체결로드와, 상기 체결로드를 지나도록 나선형으로 연장되는 코일부재를 구비하며, 상기 코일부재는 진동시험 후 온도가 낮아지는 과정에서 초기 형상으로 복귀가 이루어지는 형상기억합금으로 형성된 것을 특징으로 하는 진동계용 시험장치.
삭제
삭제
제 1항에 있어서,
상기 제어유닛은 상기 제1 내지 제3 구동모터의 구동을 제어하는 컨트롤러와, 상기 진동발생유닛에서 발생하는 진동의 크기 또는 패턴을 설정할 수 있는 입력부와, 상기 진동발생유닛에 설치되는 측정 대상의 진동계와 연결되어 상기 진동계의 측정결과를 출력하는 디스플레이부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진동계용 시험장치.