KR101664654B1 - 동력구동밸브용 센서감도 교정장치 및 그 교정방법 - Google Patents

동력구동밸브용 센서감도 교정장치 및 그 교정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동력구동밸브의 진단시험에 이용되는 센서의 센서감도(sensor's sensitivity)를 매우 간편하고 정밀하게 교정할 수 있는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치 및 그 교정방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 동력구동밸브용 센서감도 교정장치는 진단대상인 동력구동밸브의 실제 스템과 동일한 재원 및 재질로 이루어지고, 외주면에 천이영역 및 비천이영역이 형성된 시험 스템; 상기 시험 스템의 천이영역에 설치된 제1센서; 상기 시험 스템의 비천이영역에 설치된 제2센서; 상기 시험 스템이 길이방향으로 설치되는 프레임; 상기 프레임에 마련되고, 상기 시험스템에 대해 스러스트 하중을 인가하는 스러스트 인가부; 상기 프레임에 마련되고, 상기 시험스템에 대해 토크 하중을 인가하는 토크 인가부; 및 상기 제1 및 제2 센서에 전기적으로 접속되는 교정유닛;을 포함하고, 상기 교정유닛은 상기 제1센서의 전압값에 대해 제2센서의 하중값으로 취함으로써 인가되는 각 하중에 대한 센서감도를 취득하고, 이렇게 취득된 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 교정 센서감도를 산출하는 것을 특징으로 한다.

Description

동력구동밸브용 센서감도 교정장치 및 그 교정방법{APPARATUS AND METHOD FOR CALIBRATING THE SENSOR'S SENSITIVITY OF POWER OPERATED VALVE}
본 발명은 동력구동밸브용 센서감도 교정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동력구동밸브의 진단시험에 이용되는 센서의 센서감도(sensitivity)를 매우 간편하고 정밀하게 교정할 수 있는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치 및 그 교정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 동력구동밸브(power operated valve)는 그 구동원에 따라 공기구동밸브, 전동구동밸브, 유압구동밸브 등이 있다. 이러한 동력구동밸브는 발전소 계통에 설치되어 계통의 요구에 따라 유체의 흐름을 차단하거나 조절하여 발전소의 안전에 매우 중요한 역할을 한다.
동력구동밸브는 밸브유닛과 밸브유닛을 구동시키는 구동부를 포함하고, 밸브유닛은 밸브하우징과, 밸브하우징의 내부유로를 개폐하는 밸브부재(valve member)와, 밸브부재에 연결된 스템(stem)을 가진다.
스템의 일단은 구동부에 연결되고, 스템의 타단은 밸브부재에 연결됨으로써 스템은 구동부의 구동력을 통해 밸브부재를 작동시키도록 구성된다.
이러한 동력구동밸브의 동작성 및 안전성 등에 대한 과학기술부의 규제 요건 만족 등을 위하여 진단장비를 통해 다양한 진단시험을 수행한다.
특히, 진단시험을 위해서는 구동기와 요크사이에 설치되는 TTC(Torque Thrust Cell) 또는 스템에 설치되는 QSS(Quick Stem Sensor)등과 같은 센서가 있는데, 이러한 센서를 통해 스템의 스러스트(thrust) 및 토크(torque) 등을 적절히 검증하도록 이루어진다.
TTC센서는 스트레인 게이지가 16개 내장된 센서로서 구동부와 밸브 요크 사이에 설치되어 스템의 토크 및 스러스트 신호를 수집하도록 구성된다. 하지만, 대부분의 밸브에 TTC센서를 적용하여 정상적인 신호를 받았으나, 일부 밸브는 TTC 센서가 밸브의 자연주파수(Nntural Frequency)를 인식하여 노이즈(noise)가 큰 토션(torsional)신호를 출력함에 따라 진단시험을 실패를 경험하였다.
QSS(Quick Stem Sensor)는 얇은 금속띠에 스트레인 게이지가 부착된 센서로서 스템의 외주면에 장착되어 스템의 토크 및 스러스트 신호를 측정할 수 있으며, 특히 스템의 외주면에 장착하기 매우 용이한 장점이 있다.
이러한 TTC센서 또는 QSS센서 등과 같이 스템에 설치된 센서는 스템의 직경, 탄성계수, 게이지 계수 등을 이용한 다양한 실험식을 통해 계산된 스러스트 센서감도(thrust sensitivity), 토크 센서감도(torque sensitivity)를 가지며, 이러한 센서의 감도들을 통해 정밀한 진단시험을 수행할 수 있다.
예컨대, QSS센서는 다음에 예시된 수학식 (1)과 같은 실험식을 통해 계산된 스러스트 센서감도(thrust sensitivity)를 가질 수 있다.
Figure 112015011722632-pat00001
여기서, SENSTH는 스러스트 센서감도이고, D는 센서가 장착되는 스템의 외경이며, E는 탄성계수(Elastic modulus/106psi)이고, μ는 푸아송비이며, GFTH는 스러스트 게이지를 위한 게이지 계수(Gage Factor for Thrust Gages)이다.
또한, QSS센서는 다음에 예시된 수학식(2)와 같은 실험식을 통해 계산된 토크 감도(torque sensitivity)를 가질 수 있다.
Figure 112015011722632-pat00002
여기서, SENSTQ는 토크 센서감도이고, D는 센서가 장착되는 스템의 외경이며, E는 탄성계수(Elastic modulus/106psi)이고, μ는 푸아송비이며, GFTQ는 토크 게이지를 위한 게이지 계수(Gage Factor for Torque Gages)이다.
한편, 스템의 외주면에는 나사부, 키홈, 언더컷 등이 연속적으로 형성되어 있으며, 본 명세서 내에서는 스템의 외주면에 형성된 나사부, 키홈, 언더컷 등과 같은 홈이 형성된 영역을 '천이영역'으로 정의 내린다. 구체적으로, 스템의 '천이영역'은 나사부, 키홈, 언더컷 등의 각 깊이의 두배에 해당하는 구역이다.
그리고, 일부의 스템은 나사부와 키홈 등이 연속되게 형성되어 있으므로 스템의 외주면에 비천이영역(민자형 표면)이 거의 없는 스템도 있다.
이에 따라, 각종 하중값을 측정하기 위한 센서를 스템의 천이영역에 설치할 경우 센서의 센서감도(sensitivity)가 천이영역의 영향을 받아 센서의 출력값(예컨대, 스템에 인가되는 스러스트 하중 및 토크 하중에 대응하는 전압값 등)이 정상적으로 출력되지 못하게 된다.
요컨대, 예시된 수학식(1) 및 (2)를 통해 계산된 센서감도(sensitivity)는 스템의 천이영역에 의해 영향을 받아 진단장비를 통해 동력구동밸브의 스템에 소정의 구동력(스러스트 하중 및 토크 하중)을 인가하면 스템에 인가되는 스러스트 및 토크에 대한 전압값이 정상적으로 출력되지 못하고, 이로 인해 진단시험 자체가 불가능한 치명적인 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-1184263호(2012.09.21)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여 창출된 것으로, 스템의 천이영역(나사부, 키홈, 언더컷 등)으로 인해 영향을 쉽게 받는 센서의 센서감도를 스템의 천이영역에 대응하여 스러스트 및 토크를 개별 또는 동시 교정하고, 이러한 교정 센서감도를 이용하여 동력구동밸브의 진단시험을 수행함으로써 그 진단시험의 정확도를 대폭 높일 수 있는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치 및 그 교정방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 동력구동밸브의 진단시험에 이용되는 센서의 센서감도를 교정하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치로서,
진단대상인 동력구동밸브의 실제 스템과 동일한 재원 및 재질로 이루어지고, 외주면에 천이영역 및 비천이영역이 형성된 시험 스템;
상기 시험 스템의 천이영역에 설치된 제1센서;
상기 시험 스템의 비천이영역에 설치된 제2센서;
상기 시험 스템이 길이방향으로 설치되는 프레임;
상기 프레임에 마련되고, 상기 시험스템에 대해 스러스트 하중을 인가하는 스러스트 인가부;
상기 프레임에 마련되고, 상기 시험스템에 대해 토크 하중을 인가하는 토크 인가부; 및
상기 제1 및 제2 센서에 전기적으로 접속되는 교정유닛;을 포함하고,
상기 스러스트 인가부 및 상기 토크 인가부에 의해 상기 시험스템에 일정한 하중이 인가되면 상기 제1 및 제2 센서는 복수의 하중값 및 그에 상응하는 복수의 전압값을 출력하며,
상기 교정유닛은 상기 제1센서의 전압값에 대해 제2센서의 하중값으로 취함으로써 인가되는 각 하중에 대한 센서감도를 취득하고, 이렇게 취득된 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 교정 센서감도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 교정유닛은 복수의 센서감도를 스러스트 센서감도와 토크 센서감도로 구분하여 각각의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 교정유닛은 개별적인 하중만이 순수하게 인가되는 개별부하 뿐만 아니라 주하중에 대해 부가하중이 함께 인가되는 동시부하 상태까지도 고려하여 복수의 센서감도를 산출한 후에 스러스트 센서감도의 평균값 및 토크 센서감도의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 스러스트의 교정 센서감도는 상기 시험 스템에 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 개별적으로 인가되는 개별부하 상태인 경우와, 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 주하중으로 인가되는 상태에서 시계방향 또는 반시계방향의 토크하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태인 경우에서, 각각 산출되는 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 산출되는 것을 특징으로 한다.
상기 토크의 교정 센서감도는 상기 시험 스템에 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 개별적으로 인가되는 개별부하 상태인 경우와, 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 주하중으로 인가되는 상태에서 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태인 경우에서, 각각 산출되는 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 산출되는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임은 베이스와, 상기 베이스의 상부에 이격되게 설치된 지지판과, 상기 베이스 및 지지판의 상하 이격간격을 유지하도록 설치된 복수의 스터드를 포함하고,
상기 시험 스템은 상기 베이스와 지지판 사이에 길이방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 시험 스템은 그 상단이 지지판을 통해 길이방향으로 가이드 되도록 설치되고, 그 하단은 베이스에 고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 시험 스템의 상단에는 제1면취부가 형성되고, 상기 지지판은 상기 시험 스템의 제1면취부가 가이드되는 가이드공을 가지며, 상기 가이드공은 상부에서 바라볼 때 각형 구조로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 스러스트 인가부는 상기 시험 스템에 스러스트 하중을 인가하는 스러스트 인가실린더와, 상기 스러스트 인가실린더가 장착되는 장착판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스러스트 인가실린더는 장착판을 통해 상기 지지판의 상부에 설치되고, 상기 장착판은 스터드에 의해 상기 지지판의 상부에 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 스러스트 인가부가 시험 스템에 인장방향 스러스트 하중을 인가할 경우에, 상기 시험 스템의 일측에는 연결판이 분리가능하게 결합되며, 상기 연결판은 스터드를 매개로 상기 장착판에 연결되고, 상기 연결판은 상기 지지판의 하부에 위치하며,
상기 지지판의 관통공 상부에는 인장용 보호캡이 분리가능하게 장착되고, 상기 인장용 보호캡은 상기 시험 스템의 상단과 접촉하지 않도록 이격되게 장착되며, 상기 스러스트 인가실린더의 로드는 상기 인장용 보호캡에 지지됨으로써 상기 스러스트 인가실린더의 로드가 전진작동하면 상기 연결판을 통해 상기 시험 스템은 인장력을 인가받도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스러스트 인가부가 시험 스템에 압축방향의 스러스트 하중을 인가할 경우에, 상기 스러스트 인가실린더의 로드가 상기 시험 스템의 상단면을 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 토크 인가부는 상기 시험 스템의 중간부에 분리가능하게 끼움결합되는 토크렌치와, 상기 토크렌치에 대해 대칭적으로 배치된 한 쌍의 토크 인가실린더와, 상기 한 쌍의 토크 인가실린더가 지지되는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 토크렌치는 자루부 및 상기 자루부의 단부에 일체로 형성된 끼움부를 가지고, 상기 끼움부는 상기 시험 스템의 중간부에 끼워지며,
상기 시험 스템의 중간부에는 제2면취부가 형성되고, 상기 토크렌치의 끼움부는 상기 시험 스템의 제2면취부에 대응하는 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 시험스템의 천이영역에는 나사부 및 이 나사부에 연속되게 형성된 키 홈을 가지고, 상기 제1센서는 상기 키홈에 인접한 외주면에 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 시험 스템의 키홈에는 키(key)가 결합되며, 상기 키에는 연결체가 연결되고, 상기 연결체는 가이드지지체의 가이드슬롯을 따라 안내되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면은 동력구동밸브의 진단시험에 이용되는 센서의 센서감도를 교정하는 동력구동밸브용 센서감도 교정방법으로,
진단대상인 동력구동밸브의 실제 스템과 동일한 재원 및 재질로 이루어지고, 외주면에 천이영역 및 비천이영역이 형성된 시험 스템을 준비하는 시험 스템 준비단계;
상기 시험 스템의 천이영역에 제1센서를 설치함과 더불어 상기 시험 스템의 비천이영역에 제2센서를 설치하는 센서 설치단계;
상기 시험 스템에 대해 인장방향 내지 압축방향의 스러스트 하중, 시계방향 내지 반시계방향의 토크하중을 선택적으로 인가하는 하중 인가단계; 및
상기 하중 인가단계에서 일정한 하중이 인가됨에 따라 상기 제1센서의 전압값에 대해 제2센서의 하중값으로 취함으로써 인가되는 각 하중에 대한 센서감도를 취득하고, 이렇게 취득된 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 교정 센서감도를 산출하는 교정단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 교정단계는 복수의 센서감도를 스러스트 센서감도와 토크 센서감도로 구분하여 각각의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 교정단계는 개별적인 하중만이 순수하게 인가되는 개별부하 뿐만 아니라 주하중에 대해 부가하중이 함께 인가되는 동시부하 상태까지도 고려하여 복수의 센서감도를 산출한 후에 스러스트 센서감도의 평균값 및 토크 센서감도의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
상기 스러스트의 교정 센서감도는 상기 시험 스템에 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 개별적으로 인가되는 개별부하 상태인 경우와, 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 주하중으로 인가되는 상태에서 시계방향 또는 반시계방향의 토크하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태인 경우에서, 각각 산출되는 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 산출되는 것을 특징으로 한다.
상기 토크의 교정 센서감도는 상기 시험 스템에 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 개별적으로 인가되는 개별부하 상태인 경우와, 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 주하중으로 인가되는 상태에서 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태인 경우에서, 각각 산출되는 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 산출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제1센서의 전압값에 대한 하중값을 제2센서에서 출력되는 하중값으로 치환함으로써 실제 스템의 천이영역의 영향을 받는 센서감도를 적절히 교정할 수 있고, 이렇게 교정된 스러스트 및 토크 센서감도를 동력구동밸브 진단시험 시 진단장비에 입력하여 동력구동밸브의 진단시험을 수행함으로써 그 진단시험의 정확도를 대폭 높일 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 스러스트 인가부 및 토크 인가부에 의해 제1 및 제2 센서에서 스러스트 하중 및 토크 하중이 개별 또는 조합된 복수의 하중값(인장력, 압축력, 시계방향 비틀림, 반시계방향 비틀림, 인장력과 시계방향 비틀림, 인장력과 반시계방향 비틀림, 압축력과 시계방향 비틀림, 압축력과 반시계방향 비틀림 등)이 출력될 수 있고, 이렇게 출력된 복수의 하중값에 대해 개별적으로 센서감도를 교정하며, 실제 스템에 설치되는 센서의 스러스트 및 토크를 측정하기 위한 교정 센서감도를 진단장비에 입력함으로써 스러스트 하중 및 토크 하중을 보다 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 시험 스템이 프레임의 베이스 및 지지판 사이에 길이방향으로 안정적으로 설치됨으로써 시험 스템에 대해 스러스트 하중(인장력, 압축력) 및 토크 하중(시계방향 비틀림, 반시계방향 비틀림)을 안정적으로 인가할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 시험 스템의 상단이 지지판을 통해 길이방향으로 가이드됨과 더불어 하단이 베이스에 고정됨으로써 시험 스템의 스트로크 하중 및 토크 하중를 매우 안정되게 측정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 시험 스템의 제1면취부가 지지판의 각형 가이드공을 따라 길이방향으로만 가이드 되도록 구성됨에 따라 시험 스템에 스러스트 하중 및 토크 하중이 인가될 때 시험 스템의 회전방향 슬립(공회전, slip in the rotational direction)이 매우 효과적으로 방지될 수 있고, 이를 통해 시험 스템의 센서감도 교정이 보다 정밀하게 이루어질 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 스러스트 인가실린더가 장착판 및 스터드에 의해 프레임의 지지판 상부에 이격되게 설치됨에 따라 시험 스템에 대한 스러스트 하중(인장력 및 압축력)을 안정되게 인가할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 시험 스템에 인장력을 인가하고자 할 경우에 인장용 보호캡 및 연결판이 분리가능하게 설치됨으로써 시험 스템에 대한 인장방향의 스러스트 하중을 보다 안정되게 인가할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 시험 스템에 압축력을 인가하고자 할 경우에 스러스트 인가실린더의 로드가 시험 스템의 상단면을 직접적으로 가압함으로써 시험 스템에 대한 압축방향의 스러스트 하중을 보다 안정되게 인가할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 의하면, 시험 스템에 결합된 토크렌치에 대해 한 쌍의 토크 인가실린더에 의해 외력이 개별적으로 인가됨으로써 토크렌치가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하고, 이에 시험 스템에 대해 시계방향 또는 반시계방향 토크를 정확하게 인가할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력구동밸브용 센서감도 교정장치를 도시한 측단면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 도시한 단면도이다.
도 3은 도 1의 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.
도 4는 도 1의 화살표 C 부분을 확대하여 도시한 확대도이다.
도 5는 본 발명에 의한 동력구동밸브용 센서감도 교정장치의 압축방향 스러스트 하중 인가 시에 스러스트 인가부의 구성을 도시한 부분 확대도이다.
도 6은 도 1의 화살표 D 부분에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 6의 화살표 E 부분을 확대하여 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력구동밸브용 센서감도 교정장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 동력구동밸브용 센서감도 교정장치는, 프레임(10)과, 프레임(10)에 길이방향으로 설치된 시험 스템(15)과, 시험 스템(15)에 스러스트 하중을 인가하는 스러스트 인가부(20)와, 시험 스템(15)에 토크 하중을 인가하는 토크 인가부(30)를 포함한다.
프레임(10)은 바닥면에 인접하게 배치된 베이스(11)와, 베이스(11)의 상부에 이격되게 배치된 지지판(12)과, 베이스(11) 및 지지판(12) 사이의 이격간격을 유지하도록 설치된 복수의 스터드(13)를 포함한다.
시험 스템(15)은 기본적으로, 진단대상인 현장의 동력구동밸브의 스템과 동일한 재원 및 재질로 이루어진다.
시험 스템(15)의 하측 외주면에는 나사부(15a), 키홈(15c), 언더컷 등과 같은 홈구조로 이루어진 천이영역이 형성되어 있다. 이러한 천이영역의 나사부(15a), 키홈(15c), 언더컷 등은 진단대상인 동력구동밸브의 스템과 동일한 구조로 이루어지며, 시험 스템(15)의 천이영역에는 제1센서(14)가 설치된다.
일 실시예에 따르면, 시험 스템(15)의 천이영역은 도 4에 도시된 바와 같이, 나사부(15a) 및 키홈(15c)이 서로 연이어 형성되어 이루어지고, 제1센서(14)는 키홈(15c) 뒤의 외주면에 설치된다. 요컨대, 제1센서(14)는 동력구동밸브의 실제 스템의 외주면에 나사부 및 키홈 등과 같은 천이영역이 연속되게 형성된 경우를 모델링하기 위하여 시험 스템(15)의 천이영역에 설치되고, 이에 제1센서(14)는 실제 스템의 외주면에 설치된 센서와 동일한 조건에서 천이영역의 영향을 받은 비정상적인 출력값을 출력하며, 이러한 제1센서(14)의 비정상적인 출력값을 이용하여 센서감도(sensitivity)를 적절히 교정할 수 있다.
시험 스템(15)의 키홈(15c)에는 키(key, 17)가 결합되고, 키(17)에는 연결체(18)의 일단이 연결되고, 연결체(18)의 타단은 가이드 지지체(19)의 가이드슬롯(19a)을 따라 가이드 되도록 구성된다. 이러한 연결체(18)는 시험 스템(15)이 스러스트 인가부(20)에 의해 길이방향으로 스러스트 하중을 인가받을 때 가이드지지체(19)의 가이드슬롯(19a)을 따라 가이드 될 수 있다.
또한, 시험 스템(15)의 상측 외주면에는 비천이영역이 형성되고, 이러한 비천이영역은 나사부, 키홈, 언더컷 등이 형성되지 않는 평활부(15b)로 이루어진다. 특히, 비천이영역인 평활부(15b)는 실제 스템에는 없는 부분으로 실제 스템에 설치된 센서의 교정 센서감도를 제공하기 위한 제2센서(16)의 설치를 위해 부가적으로 가공한 부분이다.
이에, 비천이영역인 평활부(15b)에 제2센서(16)가 설치되고, 제2센서(16)는 천이영역의 영향을 받지 않아 정상적인 출력값을 출력할 수 있다. 요컨대, 제2센서(16)는 나사부, 키홈, 언더컷 등이 형성되지 않는 평활부(15b)에 설치됨에 따라 천이영역의 영향을 받지 않고, 이에 따라 상술한 수학식 (1), 수학식 (2)등과 같은 실험식에 의해 산출된 센서감도에 의거한 정상적인 출력값을 출력할 수 있다.
이러한 제1 및 제2 센서(14, 16)를 통해, 후술하는 교정유닛(40)이 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)에서 정상적으로 출력되는 하중값을 취함으로써 실제 스템에 이용되는 센서의 센서감도를 적절히 교정할 수 있다.
한편, 제1센서(14) 및 제2센서(16)는 스트레인 게이지(strain gauge)가 부착된 얇은 금속 띠 형상으로 이루어진 QSS(Quick Stem Sensor)등으로 이루어질 수 있고, 이에 그 설치가 간편할 뿐만 아니라 스러스트 및 토크의 측정이 용이한 장점이 있다.
그리고, 시험 스템(15)은 베이스(11) 및 지지판(12) 사이에 길이방향으로 길게 설치되고, 이에 스러스트 인가부(20) 및 토크 인가부(30)를 통해 시험 스템(15)에 대해 스러스트 하중(인장력, 압출력) 및 토크 하중(시계방향 비틀림, 반시계방향 비틀림)을 안정적으로 인가할 수 있는 장점이 있다.
시험 스템(15)의 상단은 지지판(12)을 통해 길이방향으로 가이드 되도록 설치되고, 시험 스템(15)의 하단은 베이스(11)에 체결구 등을 통해 고정된다. 이를 구체적으로 살펴보면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 원통형으로 이루어진 시험 스템(15)의 상단에 제1면취부(15d)가 형성되고, 지지판(12)에는 시험 스템(15)의 제1면취부(15d)가 가이드되는 가이드공(12a)이 형성되며, 가이드공(12a)은 도 2와 같이 상부에서 바라볼 때 각형 구조로 형성되고, 특히 가이드공(12a)는 시험 스템(15)의 제1면취부(15d)에 부합하도록 형성된다. 이에, 시험 스템(15)이 스러스트 인가부(20)를 통해 시험 스템(15)에 인장방향 또는 압축방향으로의 스러스트 하중이 인가되면, 시험 스템(15)은 상하방향으로 미세한 움직임이 허용되는 반면에, 토크 인가부(30)에 의해 인가받는 토크 하중에 의해 회전방향으로의 슬립(공회전, slip in the rotational direction)이 원천적으로 차단될 수 있다.
스러스트 인가부(20)는 프레임(10)의 상단에 설치되어 시험 스템(15)에 대해 그 길이방향을 따라 인장방향의 스러스트 하중 또는 압축방향의 스러스트 하중을 인가하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 스러스트 인가부(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 시험 스템(15)에 스러스트 하중을 인가하는 스러스트 인가실린더(21)와, 스러스트 인가실린더(21)가 장착되는 장착판(23)을 포함한다.
스러스트 인가실린더(21)는 장착판(23)을 통해 지지판(12)의 상부에 설치되고, 특히 장착판(23)은 복수의 스터드(25)에 의해 지지판(12)의 상부에 이격되게 배치될 수 있다.
이와 같이, 스러스트 인가실린더(21)가 장착판(23) 및 스터드(25)에 의해 지지판(12)의 상부에 이격되게 설치됨에 따라 시험 스템(15)에 대한 스러스트 하중(인장력 및 압축력)을 안정되게 인가할 수 있는 장점이 있다.
한편, 스러스트 인가부(20)가 시험 스템(15)에 인장방향 스러스트 하중을 인가할 경우에, 시험 스템(15)의 상단 일측에는 연결판(22)이 나사결합 등을 통해 분리가능하게 결합되고, 연결판(22)에는 스터드(25)의 하단이 연결되며, 이에 연결판(22)은 스터드(25)를 통해 장착판(23)에 연결된다.
그리고, 지지판(12)의 가이드공(12a) 상부에는 인장용 보호캡(24)이 분리가능하게 장착되고, 인장용 보호캡(24)은 도 1과 같이 시험 스템(15)의 상단과 접촉하지 않도록 일정간격(S)으로 이격되게 배치된다.
이에 스러스트 인가실린더(21)의 로드(21a)가 전진작동하면 스러스트 인가실린더(21)의 로드(21a)는 인장용 보호캡(25)의 상면과 접촉하여 지지되고, 이에 슬러스트 인가실린더(21)의 몸체가 상향으로 이동함에 따라 장착판(23) 및 이에 연결된 연결판(22)은 상향으로 이동할 수 있고, 이러한 연결판(22)의 상향이동에 의해 시험 스템(15)은 인장방향으로 스러스트 하중을 인가받을 수 있다.
이와 같이, 시험 스템(15)에 인장력을 인가하고자 할 경우에 인장용 보호캡(25) 및 연결판(22)이 분리가능하게 설치됨으로써 시험 스템(15)에 대한 인장방향의 스러스트 하중을 보다 안정되게 인가할 수 있는 장점이 있다.
반대로, 스러스트 인가부(20)가 시험 스템(15)에 압축방향의 스러스트 하중을 인가할 경우에, 도 5와 같이 인장용 보호캡(24) 및 연결판(22)을 모두 분리하고, 스터드(25)의 하단을 지지판(12) 측에 체결구 등을 통해 고정함으로써 스러스트 인가실린더(21)의 로드(21a)가 시험 스템(15)의 상단면을 직접적으로 가압하도록 구성된다.
이와 같이, 시험 스템(15)에 압축력을 인가하고자 할 경우에 스러스트 인가실린더(21)의 로드(21a)가 시험 스템(15)의 상단면을 직접적으로 가압함으로써 시험 스템(15)에 대한 압축방향 스러스트 하중을 보다 안정되게 인가할 수 있는 장점이 있다.
토크 인가부(30)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 시험 스템(15)의 중간부에 분리가능하게 끼움결합되는 토크렌치(33)와, 토크렌치(33)에 대해 대칭적으로 배치된 한 쌍의 토크 인가실린더(31, 32)와, 한 쌍의 토크 인가실린더(31, 32)가 지지되는 지지체(34)를 포함한다.
토크렌치(33)는 자루부(33a) 및 자루부(33a)의 단부에 일체로 형성된 끼움부(33b)를 가진다.
시험 스템(15)의 중간부에는 제2면취부(15e)가 형성되고, 토크렌치(33)의 끼움부(33b)는 시험 스템(15)의 제2면취부(15e)에 대응하도록 대략적인 "U"자형 구조로 이루어져 시험 스템(15)의 제2면취부(15e)에 견고하게 끼움결합될 수 있다.
한 쌍의 토크 인가실린더(31, 32)는 그 각각의 로드(31a, 32a)가 토크렌치(33)의 자루부(33a)에 대해 대칭적으로 접촉하도록 설치된다. 이에, 시험 스템(15)에 결합된 토크렌치(33)에 대해 한 쌍의 토크 인가실린더(31, 32)에 의해 외력이 개별적으로 인가되면 토크렌치(33)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하고, 이에 시험 스템(33)에 대해 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중을 안정되게 인가할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 제1 및 제2 센서(14, 16)는 스러스트 인가부(20) 및 토크 인가부(30)에 의해 인가되는 스러스트 하중과 토크 하중의 적절한 조합을 통해 복수의 하중값을 출력할 수 있다.
교정유닛(40)이 제1센서(14) 및 제2센서(16)에 대해 전기적으로 접속되어 있고, 스러스트 인가부(20) 및 토크 인가부(30)에 의해 제1 및 제2 센서(14, 16)에 소정의 하중이 인가되면 교정유닛(40)은 제1센서(14)에서 출력되는 전압값에 대해 제2센서(16)에서 출력되는 하중값을 취함으로써 그 인가된 하중에 대해 개별적인 센서감도(sensitivity)를 취득하고, 이렇게 취득된 복수의 센서감도에 대해 평균값을 연산하여 교정 센서감도(calibration sensitivity)를 얻을 수 있다.
예컨대, 13000Lbs의 압축방향 스러스트 하중이 시험스템(15)에 인가되면, 제2센서(16)는 정상적인 출력값인 13000Lbs의 하중값과 그에 상응하는 전압값을 출력하는데 반해, 천이영역의 영향을 받은 제1센서(14)는 10000Lbs의 하중값 및 그에 상응하는 전압값을 출력한다. 이로부터 제1센서(14)는 천이영역의 영향을 받음에 따라 상술한 수학식 (1)의 스러스트 센서감도에 의거한 정상적인 하중값인 13000Lbs을 출력하지 못하고, 비정상적인 하중값인 10000Lbs을 출력하므로 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)에서 출력되는 정상적인 하중값을 취함으로써 실제 스템에 설치된 센서와 동일한 조건인 제1센서(14)에 대한 센서감도를 적절히 교정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 시험 스템(15)의 천이영역에 설치된 제1센서(14)의 전압값에 대해 시험 스템(15)의 비천이영역에 설치된 제2센서(16)에서 출력되는 하중값으로 취함으로써 실제 스템의 천이영역의 영향을 받는 센서의 센서감도를 적절히 교정할 수 있고, 이렇게 교정된 센서감도를 동력구동밸브의 실제 스템에 설치된 스러스트 센서 및 토크를 측정하기 위한 진단장비의 입력값으로 사용하여 동력구동밸브의 진단시험을 수행함으로써 그 진단시험의 정확도를 대폭 높일 수 있는 장점이 있다.
한편, 상술한 센서감도의 교정을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
스러스트 인가부(20)에 의해 시험 스템(15)에 인장방향의 스러스트 하중이 인가되면 제1 및 제2 센서(14, 16)는 인장력 및 그에 상응하는 전압값을 출력하고, 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)의 인장력을 취함으로써 인장력에 대한 센서감도를 얻을 수 있다.
스러스트 인가부(20)에 의해 시험 스템(15)에 압축방향의 스러스트 하중이 인가되면 제1 및 제2 센서(14, 16)는 압축력 및 그에 상응하는 전압값을 출력하고, 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)의 압축력을 취함으로써 압축력에 대한 센서감도를 얻을 수 있다.
토크 인가부(30)에 의해 시험 스템(15)에 시계방향의 토크 하중이 인가되면 제1 및 제2 센서(14, 16)는 시계방향의 비틀림 및 그에 상응하는 전압값을 출력하고, 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)의 시계방향 비틀림을 취함으로써 시계방향 비틀림에 대한 센서감도를 얻을 수 있다.
토크 인가부(30)에 의해 시험 스템(15)에 반시계방향의 토크 하중이 인가되면 제1 및 제2 센서(14, 16)는 반시계방향의 비틀림 및 그에 상응하는 전압값을 출력하고, 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)의 반시계방향 비틀림을 취함으로써 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도를 얻을 수 있다.
스러스트 인가부(20)에 의해 시험 스템(15)에 인장방향의 스러스트 하중이 인가됨과 더불어, 토크 인가부(30)에 의해 시험 스템(15)에 시계방향의 토크 하중이 인가되면 제1 및 제2 센서(14, 16)는 인장력과 시계반향 비틀림 및 그에 상응하는 전압값을 출력하고, 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)의 인장력과 시계방향 비틀림을 취함으로써 인장력과 시계방향 비틀림에 대한 센서감도를 얻을 수 있다.
스러스트 인가부(20)에 의해 시험 스템(15)에 인장방향의 스러스트 하중이 인가됨과 더불어, 토크 인가부(30)에 의해 시험 스템(15)에 반시계방향의 토크 하중이 인가되면 제1 및 제2 센서(14, 16)는 인장력과 반시계반향 비틀림 및 그에 상응하는 전압값을 출력하고, 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)의 인장력과 반시계방향 비틀림을 취함으로써 인장력과 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도를 얻을 수 있다.
스러스트 인가부(20)에 의해 시험 스템(15)에 압축방향의 스러스트 하중이 인가됨과 더불어, 토크 인가부(30)에 의해 시험 스템(15)에 시계방향의 토크 하중이 인가되면 제1 및 제2 센서(14, 16)는 압축력과 시계반향 비틀림 및 그에 상응하는 전압값을 출력하고, 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)의 압축력과 시계방향 비틀림을 취함으로써 압축력과 시계방향 비틀림에 대한 센서감도를 얻을 수 있다.
스러스트 인가부(20)에 의해 시험 스템(15)에 압축방향의 스러스트 하중이 인가됨과 더불어, 토크 인가부(30)에 의해 시험 스템(15)에 반시계방향의 토크 하중이 인가되면 제1 및 제2 센서(14, 16)는 압축력과 반시계반향 비틀림 및 그에 상응하는 전압값을 출력하고, 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)의 압축력과 반시계방향 비틀림을 취함으로써 압축력과 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 스러스트 인가부(20) 및 토크 인가부(30)에 의해 제1 및 제2 센서(14, 16)에서 스러스트 하중 및/또는 토크 하중이 조합된 복수의 하중값(인장력, 압축력, 시계방향 비틀림, 반시계방향 비틀림, 인장력과 시계방향 비틀림, 인장력과 반시계방향 비틀림, 압축력과 시계방향 비틀림, 압축력과 반시계방향 비틀림 등)이 출력될 수 있고, 이에 제1센서(14)의 전압값에 대해 제2센서(16)에서 출력되는 하중값을 취함으로써 인가되는 각 하중에 대한 센서감도를 개별적으로 취득하며, 이렇게 취득된 복수의 센서감도를 스러스트 센서감도 및 토크 센서감도로 구분지어 그 각각의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출할 수 있다. 그리고, 교정유닛(40)은 이러한 교정 센서감도를 이용하여 스러스트 교정신호(41) 및 토크 교정신호(42)를 생성한 후에 이를 동력구동밸브의 진단장비에 입력함으로써 진단시험 시에 고가의 TTC센서를 설치하지 않고서도 스러스트 하중 및 토크 하중을 보다 정밀하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
아래의 표 (1)은 하중 별로 얻어진 복수의 센서감도에 대한 평균값을 구하는 과정(즉, 교정 센서감도의 취득)을 구체적으로 예시한 것이다.
Loading Direction Test No Sensitivity
개별부하 인장력 Test-1 82521.8125
동시부하 인장력 /시계방향 비틀림 Test-2 82007.3515
인장력/반시계방향 비틀림 Test-3 82723.8594
인장력에 대한 센서감도의 평균값 = (82521.8125 + 82007.3515 + 82723.8594)/3 82417.6729
개별부하 압축력 Test-4 82304.3203
동시부하 압축력/시계방향 비틀림 Test-5 82480.3262
압축력/반시계방향 비틀림 Test-6 81815.9199
압축력에 대한 센서감도의 평균값 = (82304.3203 + 82480.3262 + 81815.9199)/3 82200.1888
스러스트의 교정 센서감도 = (82417.6729 + 82200.1888) / 2 82308.93085
개별부하 시계방향 비틀림 Test-7 1824.6987
동시부하 시계방향 비틀림 / 인장력 Test-8 1857.2705
시계방향 비틀림 / 압축력 Test-9 1790.0173
시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 평균값 = (1824.6987 + 1857.2705 + 1790.0173)/3 1823.9955
개별부하 반시계방향 비틀림 Test-10 1825.3865
동시부하 반시계방향 비틀림/ 인장력 Test-11 1798.9989
반시계방향 비틀림/ 압축력 Test-12 1864.4641
반시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 평균값 = (1825.3865 + 1798.9989 + 1864.4641)/3 1829.6165
토크의 교정 센서감도 = (1823.9955 + 1829.6165) / 2 1826.806
상술한 표 (1)을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
[인장력에 대한 센서감도]
(Test-1)은 시험 스템(15)에 순수하게 인장방향의 스러스트 하중이 인가되는 개별부하 상태로서, 이 때 인장력에 대한 센서감도가 8251.8125임을 나타낸다.
(Test-2)는 시험 스템(15)에 주하중인 인장방향의 스러스트 하중에 대해 시계방향의 토크 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태로서, 이 때 인장력과 시계방향 비틀림에 대한 센서감도가 82007.3515임을 나타낸다.
(Test-3)는 시험 스템(15)에 주하중인 인장방향의 스러스트 하중에 대해 반시계방향의 토크 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태로서, 이 때 인장력과 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도가 82723.8594임을 나타낸다.
이러한 (Test-1), (Test-2), (Test-3)은 인장력에 대한 센서감도를 나타내고, 이러한 (Test-1), (Test-2), (Test-3)의 센서감도들의 평균값이 인장력에 대한 센서감도의 평균값 즉, (82521.8125 + 82007.3515 + 82723.8594)/3= 82417.6729가 된다.
이와 같이, 순수하게 인장방향의 스러스트 하중만이 인가되는 개별부하 뿐만 아니라 주하중인 인장방향의 스러스트 하중에 대해 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하까지도 고려하여 인장력에 대한 센서감도의 평균값을 연산함으로써 인장력에 대한 센서감도의 교정 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
[압축력에 대한 센서감도]
(Test-4)는 시험 스템(15)에 순수하게 압축방향의 스러스트 하중이 인가되는 개별부하 상태로서, 이 때 압축력에 대한 센서감도가 82304.3203임을 나타낸다.
(Test-5)는 시험 스템(15)에 주하중인 압축방향의 스러스트 하중에 대해 시계방향의 토크 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태로서, 이 때 압축력과 시계방향 비틀림에 대한 센서감도가 82480.3262임을 나타낸다.
(Test-6)은 시험 스템(15)에 주하중인 압축방향의 스러스트 하중에 대해 반시계방향의 토크 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태로서, 이 때 압축력과 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도가 81815.9199임을 나타낸다.
이러한 (Test-4), (Test-5), (Test-6)은 압축력에 대한 센서감도를 나타내고, 이러한 (Test-4), (Test-5), (Test-6)의 센서감도들의 평균값은 압축력에 대한 센서감도의 평균값 즉, (82304.3203 + 82480.3262 + 81815.9199)/3 = 82200.1888가 된다.
이와 같이, 순수하게 압축방향의 스러스트 하중만이 인가되는 개별부하 뿐만 아니라 압축방향의 스러스트 하중이 주하중인 상태에서 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하까지도 고려하여 압축력에 대한 센서감도의 평균값을 연산함으로써 압축력에 대한 센서감도의 교정 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
[스러스트의 교정 센서감도]
위와 같이 취득된 인장력에 대한 센서감도와 압축력에 대한 센서감도의 평균값 즉, 스러스트의 교정 센서감도는 (82417.6729 + 82200.1888) / 2 = 82308.93085이 된다.
[시계방향 비틀림에 대한 센서감도]
(Test-7)는 시험 스템(15)에 순수하게 시계방향의 토크 하중이 인가되는 개별부하 상태로서, 이 때 시계방향 비틀림에 대한 센서감도가 1824.6987임을 나타낸다.
(Test-8)는 시험 스템(15)에 주하중인 시계방향의 토크 하중에 대해 인장방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태로서, 이 때 시계방향 비틀림과 인장력에 대한 센서감도가 1857.2705임을 나타낸다.
(Test-9)는 시험 스템(15)에 주하중인 시계방향의 토크 하중에 대해 압축방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태로서, 이 때 시계방향 비틀림과 압축력에 대한 센서감도가 1790.0173임을 나타낸다.
이러한 (Test-7), (Test-8), (Test-9)은 시계방향 비틀림에 대한 센서감도를 나타내고, 이러한 (Test-7), (Test-8), (Test-9)의 센서감도들의 평균값이 시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 평균값 즉, (1824.6987 + 1857.2705 + 1790.0173)/3 = 1823.9955가 된다.
이와 같이, 순수하게 시계방향의 토크 하중만이 인가되는 개별부하 뿐만 아니라 시계방향의 토크 하중이 주하중인 상태에서 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하까지도 고려하여 시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 평균값을 연산함으로써 시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 교정 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
[반시계방향 비틀림에 대한 센서감도]
(Test-10)는 시험 스템(15)에 순수하게 반시계방향의 토크 하중이 인가되는 개별부하 상태로서, 이 때 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도가 1825.3865임을 나타낸다.
(Test-11)는 시험 스템(15)에 주하중인 반시계방향의 토크 하중에 대해 인장방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태로서, 이 때 반시계방향 비틀림과 인장력에 대한 센서감도가 1798.9989임을 나타낸다.
(Test-12)는 시험 스템(15)에 주하중인 반시계방향의 토크 하중에 대해 압축방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태로서, 이 때 반시계방향 비틀림과 압축력에 대한 센서감도가 1864.4641임을 나타낸다.
이러한 (Test-10), (Test-11), (Test-12)은 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도를 나타내고, 이러한 (Test-10), (Test-11), (Test-12)의 센서감도들의 평균값이 시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 평균값 즉, (1825.3865 + 1798.9989 + 1864.4641)/3 = 1829.6165가 된다.
이와 같이, 순수하게 반시계방향의 토크 하중만이 인가되는 개별부하 뿐만 아니라 반시계방향의 토크 하중이 주하중인 상태에서 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하까지도 고려하여 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 평균값을 연산함으로써 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 교정 정밀도를 더욱 높일 수 있다.
[토크의 교정 센서감도]
위와 같이 취득된 시계방향 비틀림에 대한 센서감도와 반시계방향 비틀림에 대한 센서감도의 평균값 즉, 토크의 교정 센서감도는 (1823.9955 + 1829.6165) / 2 = 1826.806이 된다.
이와 같이, 본 발명은 각 하중 별로 센서감도를 취득할 때, 스러스트 하중 또는 토크 하중 등과 같이 개별적인 하중만이 순수하게 인가되는 개별부하 뿐만 아니라 주하중에 대해 부가하중이 함께 인가되는 동시부하 상태까지도 고려하여 복수의 센서감도를 산출한 후에 스러스트 센서감도의 평균값 및 토크 센서감도의 평균값을 연산함으로써 각각의 센서감도에 대한 교정을 보다 정밀하게 할 수 있고, 이렇게 교정된 센서감도를 진단장비에 입력함으로써 그 진단성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.
10: 프레임 11: 베이스
12: 지지판 13: 스터드
14: 제1센서 15: 시험 스템
15a: 나사부 15b: 평활부
15c: 키홈 15d: 제1면취부
15e: 제2면취부 16: 제2센서
17: 키 18: 연결체
19: 가이드지지체 19a: 가이드슬롯
20: 스러스트 인가부 21: 스러스트 인가실린더
22: 연결판 23: 장착판
24: 인장용 보호캡 25: 스터드
30: 토크 인가부 31, 32: 토크 인가실린더
33: 토크렌치 33a: 끼움부
34: 지지체 40: 교정유닛
41: 스러스트 교정 신호 42: 토크 교정신호

Claims (21)

  1. 동력구동밸브의 진단시험에 이용되는 센서의 센서감도를 교정하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치로서,
    진단대상인 동력구동밸브의 실제 스템과 동일한 재원 및 재질로 이루어지고, 외주면에 천이영역 및 비천이영역이 형성된 시험 스템;
    상기 시험 스템의 천이영역에 설치된 제1센서;
    상기 시험 스템의 비천이영역에 설치된 제2센서;
    상기 시험 스템이 길이방향으로 설치되는 프레임;
    상기 프레임에 마련되고, 상기 시험 스템에 대해 스러스트 하중을 인가하는 스러스트 인가부;
    상기 프레임에 마련되고, 상기 시험 스템에 대해 토크 하중을 인가하는 토크 인가부; 및
    상기 제1 및 제2 센서에 전기적으로 접속되는 교정유닛;을 포함하고,
    상기 스러스트 인가부 및 상기 토크 인가부에 의해 상기 시험 스템에 하중이 복수 회 인가되면 상기 제1 및 제2 센서는 복수의 하중값 및 그에 상응하는 복수의 전압값을 출력하며,
    상기 교정유닛은 상기 제1센서의 전압값에 대해 제2센서의 하중값으로 취함으로써 인가되는 각 하중에 대한 센서감도를 취득하고, 이렇게 취득된 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 교정 센서감도를 산출하며,
    상기 교정 센서감도는 주하중에 대해 부가하중이 함께 인가되는 동시부하 상태를 고려하여 복수의 센서감도를 산출한 후에 스러스트 센서감도의 평균값 및 토크 센서감도의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 교정유닛은 주하중에 대해 부가하중이 함께 인가되는 동시부하 뿐만 아니라 개별적인 하중만이 순수하게 인가되는 개별부하 상태까지도 고려하여 복수의 센서감도를 산출한 후에 스러스트 센서감도의 평균값 및 토크 센서감도의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출하는 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 스러스트의 교정 센서감도는 상기 시험 스템에 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 개별적으로 인가되는 개별부하 상태인 경우와, 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 주하중으로 인가되는 상태에서 시계방향 또는 반시계방향의 토크하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태인 경우에서, 각각 산출되는 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 산출되는 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 토크의 교정 센서감도는 상기 시험 스템에 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 개별적으로 인가되는 개별부하 상태인 경우와, 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 주하중으로 인가되는 상태에서 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태인 경우에서, 각각 산출되는 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 산출되는 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임은 베이스와, 상기 베이스의 상부에 이격되게 설치된 지지판과, 상기 베이스 및 지지판의 상하 이격간격을 유지하도록 설치된 복수의 스터드를 포함하고,
    상기 시험 스템은 상기 베이스와 지지판 사이에 길이방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 시험 스템은 그 상단이 지지판을 통해 길이방향으로 가이드되도록 설치되고, 그 하단은 베이스에 고정되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 시험 스템의 상단에는 제1면취부가 형성되고, 상기 지지판은 상기 시험 스템의 제1면취부가 가이드되는 가이드공을 가지며, 상기 가이드공은 상부에서 바라볼 때 각형 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 스러스트 인가부는 상기 시험 스템에 스러스트 하중을 인가하는 스러스트 인가실린더와, 상기 스러스트 인가실린더가 장착되는 장착판을 포함하는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 스러스트 인가실린더는 장착판을 통해 상기 지지판의 상부에 설치되고, 상기 장착판은 스터드에 의해 상기 지지판의 상부에 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 스러스트 인가부가 시험 스템에 인장방향 스러스트 하중을 인가할 경우에, 상기 시험 스템의 일측에는 연결판이 분리가능하게 결합되며, 상기 연결판은 스터드를 매개로 상기 장착판에 연결되고, 상기 연결판은 상기 지지판의 하부에 위치하며, 상기 지지판의 관통공 상부에는 인장용 보호캡이 분리가능하게 장착되고, 상기 인장용 보호캡은 상기 시험 스템의 상단과 접촉하지 않도록 이격되게 장착되며, 상기 스러스트 인가실린더의 로드는 상기 인장용 보호캡에 지지됨으로써 상기 스러스트 인가실린더의 로드가 전진작동하면 상기 연결판을 통해 상기 시험 스템은 인장력을 인가받도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 스러스트 인가부가 시험 스템에 압축방향의 스러스트 하중을 인가할 경우에, 상기 스러스트 인가실린더의 로드가 상기 시험 스템의 상단면을 가압하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 토크 인가부는 상기 시험 스템의 중간부에 분리가능하게 끼움결합되는 토크렌치와, 상기 토크렌치에 대해 대칭적으로 배치된 한 쌍의 토크 인가실린더와, 상기 한 쌍의 토크 인가실린더가 지지되는 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 토크렌치는 자루부 및 상기 자루부의 단부에 일체로 형성된 끼움부를 가지고, 상기 끼움부는 상기 시험 스템의 중간부에 끼워지며, 상기 시험 스템의 중간부에는 제2면취부가 형성되고, 상기 토크렌치의 끼움부는 상기 시험 스템의 제2면취부에 대응하는 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 시험스템의 천이영역에는 나사부 및 이 나사부에 연속되게 형성된 키 홈을 가지고, 상기 제1센서는 상기 키홈에 인접한 외주면에 설치되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 시험 스템의 키홈에는 키(key)가 결합되며, 상기 키에는 연결체가 연결되고, 상기 연결체는 가이드지지체의 가이드슬롯을 따라 안내되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정장치.
  17. 동력구동밸브의 진단시험에 이용되는 센서의 센서감도를 교정하는 동력구동밸브용 센서감도 교정방법으로,
    진단대상인 동력구동밸브의 실제 스템과 동일한 재원 및 재질로 이루어지고, 외주면에 천이영역 및 비천이영역이 형성된 시험 스템을 준비하는 시험 스템 준비단계;
    상기 시험 스템의 천이영역에 제1센서를 설치함과 더불어 상기 시험 스템의 비천이영역에 제2센서를 설치하는 센서 설치단계;
    상기 시험 스템에 대해 인장방향 내지 압축방향의 스러스트 하중, 시계방향 내지 반시계방향의 토크하중을 선택적으로 인가하는 하중 인가단계; 및
    상기 하중 인가단계에서 각 하중이 인가됨에 따라 상기 제1센서의 전압값에 대해 제2센서의 하중값으로 취함으로써 인가되는 각 하중에 대한 센서감도를 취득하고, 이렇게 취득된 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 교정 센서감도를 산출하는 교정단계;를 포함하고,
    상기 교정단계는 주하중에 대해 부가하중이 함께 인가되는 동시부하 상태를 고려하여 복수의 센서감도를 산출한 후에 스러스트 센서감도의 평균값 및 토크 센서감도의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출하는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정방법.
  18. 삭제
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 교정단계는 주하중에 대해 부가하중이 함께 인가되는 동시부하 뿐만 아니라 개별적인 하중만이 순수하게 인가되는 개별부하 상태까지도 고려하여 복수의 센서감도를 산출한 후에 스러스트 센서감도의 평균값 및 토크 센서감도의 평균값을 연산함으로써 스러스트의 교정 센서감도 및 토크의 교정 센서감도를 산출하는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 스러스트의 교정 센서감도는 상기 시험 스템에 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 개별적으로 인가되는 개별부하 상태인 경우와, 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 주하중으로 인가되는 상태에서 시계방향 또는 반시계방향의 토크하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태인 경우에서, 각각 산출되는 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정방법.
  21. 청구항 19에 있어서,
    상기 토크의 교정 센서감도는 상기 시험 스템에 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 개별적으로 인가되는 개별부하 상태인 경우와, 시계방향 또는 반시계방향의 토크 하중이 주하중으로 인가되는 상태에서 인장방향 또는 압축방향의 스러스트 하중이 부가적으로 인가되는 동시부하 상태인 경우에서, 각각 산출되는 복수의 센서감도에 대한 평균값을 연산함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 동력구동밸브용 센서감도 교정방법.
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