KR101843711B1 - 저장탱크 레벨 측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치는, 저장탱크 내의 수용공간에 수용된 분말 형태의 비금속 광물의 레벨을 측정하는 저장탱크 레벨 측정장치에 있어서, 상기 저장탱크의 상측에 배치되며, 외부로부터 공급된 전원에 의해 회전되는 회전부, 상기 회전부의 회전에 따라 상기 회전부의 외면에 권취 또는 권출되는 로프부 및 상기 로프부의 끝단에 연결된 채, 상기 수용공간 내로 승강되어 상기 비금속 광물과 접촉하는 접촉부를 구비하는 승강부, 상기 접촉부의 무게 변화를 감지하는 무게변화감지부, 상기 회전부와 연결되어 상기 회전부의 회전수를 측정하는 회전수측정부, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과 값을 기초로, 상기 회전부를 제어하여 상기 접촉부의 상기 수용공간 내로의 승강을 제어하는 제어부, 상기 회전수측정부에 의한 상기 회전부의 회전수를 기초로 상기 회전부와 상기 비금속 광물의 거리를 산출하는 거리산출부 및 상기 회전부와 상기 접촉부 사이에 배치된 채, 상기 회전부와 상기 접촉부의 접촉을 방지하는 접촉방지부를 포함할 수 있다.

Description

저장탱크 레벨 측정장치{Level measuring apparatus of storage tank}
본 발명은 저장탱크 레벨 측정장치에 관한 것으로, 저장탱크 내의 수용공간에 수용된 분말 형태의 비금속 광물의 레벨을 측정하는 저장탱크 레벨 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 분말 형태의 분체를 저장하는 탱크내부의 분체의 저장 상태를 측정하기 위하여 주로 비접촉 방식의 구동 원리를 지니는 초음파를 이용하여 분체 및 유체의 높이를 검출하는 레벨측정장치(한국공개특허 제2003-0053082호)를 사용한다.
이러한 초음파 센서의 검출거리는 0 ~ 6m 정도의 측정거리를 지니는 검출장치와 0 ~ 10m 정도의 거리를 측정하는 장치로 크게 나누어지며 검출에 사용하는 초음파 센서의 발진 주파수는 약 40kHz 대역을 주로 사용한다.
초음파 센서에서는 발진자에서 발생한 초음파 신호가 검출대상까지 도달하여 반사되는 신호를 검출하여 발생에서 검출 때까지의 시간을 계산하여 공기 중에서의 음속을 이용하여 시간과 음속에서부터 검출거리를 계산하게 된다.
이러한 초음파를 이용하는 거리검출방식의 경우 초음파가 발생할 때부터 반사파가 되돌아 올 때까지의 시간의 검출이 중요하게 나타난다.
이러한 초음파 센서는 온도에 의한 음속의 변화 및 저장 tank 내부의 분진의 발생 등으로 인하여 반사파의 도달시간에 의한 거리의 환산 시 최초에 설정해둔 calibration data를 그대로 사용하여 측정하는 경우 거리의 오차부분이 발생 할 수 있는 단점을 지니고 있다. 이러한 반사파 도달시간의 오차는 결과적으로 측정거리의 오차 성분으로 작용하며 이로 인하여 정밀한 측정에 영향을 받게 된다.
본 발명의 목적은, 분말 형태의 비금속 광물이 수용된 저장탱크 내의 레벨 측정에 있어서, 비금속 광물의 분진 등에 의한 레벨 체크의 취약성을 보완하여 정확한 레벨 측정을 확보하기 위한 측정장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치는, 저장탱크 내의 수용공간에 수용된 분말 형태의 비금속 광물의 레벨을 측정하는 저장탱크 레벨 측정장치에 있어서, 상기 저장탱크의 상측에 배치되며, 외부로부터 공급된 전원에 의해 회전되는 회전부, 상기 회전부의 회전에 따라 상기 회전부의 외면에 권취 또는 권출되는 로프부 및 상기 로프부의 끝단에 연결된 채, 상기 수용공간 내로 승강되어 상기 비금속 광물과 접촉하는 접촉부를 구비하는 승강부, 상기 접촉부의 무게 변화를 감지하는 무게변화감지부, 상기 회전부와 연결되어 상기 회전부의 회전수를 측정하는 회전수측정부, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과 값을 기초로, 상기 회전부를 제어하여 상기 접촉부의 상기 수용공간 내로의 승강을 제어하는 제어부, 상기 회전수측정부에 의한 상기 회전부의 회전수를 기초로 상기 회전부와 상기 비금속 광물의 거리를 산출하는 거리산출부 및 상기 회전부와 상기 접촉부 사이에 배치된 채, 상기 회전부와 상기 접촉부의 접촉을 방지하는 접촉방지부를 포함하며, 상기 로프부는, 상기 회전부에 고정되는 일측단인 고정단 및 상기 접촉부와 연결되는 타측단인 자유단으로 구성되고, 상기 접촉부는, 상기 회전부가 제1 방향으로 회전되어 상기 로프부가 상기 회전부의 외면을 따라 권출되면 상기 수용공간 내에서 하강하고, 상기 회전부가 상기 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 회전되어 상기 로프부가 상기 회전부의 외면을 따라 권취되면 상기 수용공간 내에서 상승하며, 상기 무게변화감지부는, 제1 무게인 상기 접촉부의 무게가 상기 비금속 광물과의 접촉에 따른 무게 변화에 따라 상기 제1 무게보다 작은 제2 무게로 변화되는 것을 감지하거나, 상기 제1 무게인 상기 접촉부가 상기 접촉방지부와 접촉되어 상기 제1 무게보다 큰 제3 무게로 변화되는 것을 감지하고, 상기 제어부는, 상기 회전부가 상기 제1 방향으로 회전되어 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 하강하도록 하되, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과 상기 제1 무게가 상기 제2 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부를 상기 제2 방향으로 회전되도록 제어하여 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 상승하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 접촉방지부는, 제1 길이로 형성되며, 일측은 상기 회전부에 연결되고, 타측은 접촉부와 대향한 상태로 배치되고, 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 상승하는 중에 상기 타측과 접촉되면, 상기 제1 길이보다 작은 길이로 압축 탄성 변형될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 접촉방지부는, 상기 접촉부에 의해 압축 탄성 변형되면, 상기 압축 탄성 변형에 의한 복원력이 상기 접촉부에 인가되고, 상기 무게변화감지부는, 상기 접촉방지부가 압축 탄성 변형되면, 상기 접촉방지부의 압축 탄성 변형에 의한 복원력에 의해 상기 접촉부가 상기 제1 무게보다 큰 제3 무게로 변화되는 것을 감지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 제3 무게는, 상기 접촉방지부의 압축 탄성 변형 정도가 클수록 커질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 제어부는, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제1 무게가 상기 제3 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부가 구동되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 제어부는, 상기 회전부가 상기 제2 방향으로 회전되어 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 제1 속도로 상승하도록 하되, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과 상기 제1 무게가 상기 제3 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부를 상기 제1 방향으로 회전되도록 제어하여 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 제2 속도로 하강하도록 하며, 상기 제1 속도는, 상기 제2 속도보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 제어부는, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제1 무게가 상기 제3 무게로 변화되었다고 감지되어 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 하강하는 중에, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제3 무게가 상기 제1 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부가 구동되지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 거리산출부는, 상기 회전부와 상기 접촉부의 이격 거리가 상기 제1 거리인 경우를 기준으로, 상기 제1 방향으로의 회전에 의한 상기 회전부의 회전수를 상기 회전수측정부로부터 수신하고, 상기 회전수측정부로부터 수신된 상기 회전수와 상기 회전부의 외주면의 길이의 곱으로, 상기 회전부와 상기 수용공간 내의 상기 비금속 광물의 상층 표면과의 거리를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 접촉방지부는, 중앙이 관통된 중첩된 원형의 스프링 형상으로 형성되고, 일측은 상기 회전부에 고정되고, 타측은 상기 접촉부와의 접촉에 따라 상기 일측을 향해 이동되거나 접촉된 상기 접촉부와의 접촉 해제에 따라 상기 일측으로부터 멀어지는 방향으로 이동되며, 상기 로프부는, 상기 접촉방지부의 관통된 중앙을 관통하여 상기 회전부에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 접촉방지부는, 상기 로프부를 구속하여, 상기 수용공간 내에서의 상기 접촉부의 승강에 따른 상기 자유단의 진자 운동을 제한할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 상기 제어부는, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제1 무게가 상기 제1 무게보다 큰 제4 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부를 제1 시간 동안 구동되지 않도록 하며, 상기 제1 시간은, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제4 무게가 상기 제1 무게로 변화되는 시간일 수 있다.
본 발명에 의하면 분말 형태의 비금속 광물이 수용된 저장탱크 내의 비금속 광물의 분진 등에 의한 레벨 체크의 취약성을 보완하여 정확한 레벨 측정을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치를 도시한 개략 측면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치를 설명하기 위한 블록도.
도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치에 의한 측정 방법을 설명하기 위한 개략도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 접촉방지부 및 로프부를 설명하기 사진.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치를 도시한 개략 측면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치를 설명하기 위한 블록도이다.
또한, 도 3 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치에 의한 측정 방법을 설명하기 위한 개략도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크 레벨 측정장치의 접촉방지부 및 로프부를 설명하기 사진이다.
도 1, 도 2 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저장탱크(T) 레벨 측정장치(1, 이하 측정장치)는, 저장탱크(T) 내의 수용공간(S)에 수용된 분말 형태의 비금속 광물(M)의 레벨을 측정하는 장치일 수 있다.
여기서, 비금속 광물(M)이란 시멘트, 탄산칼슘 등이며, 비금속 광물(M)의 레벨이란, 저장탱크(T)에 수용된 비금속 광물(M)의 저장탱크(T) 내에서의 양을 의미할 수 있다.
구체적으로, 비금속 광물(M)은 저장탱크(T) 내의 하부측부터 적층되어 상측으로 쌓아 올려질 수 있으며, 이 때 비금속 광물(M)의 저장탱크(T) 내에서의 높이를 측정하면 저장탱크(T) 내의 비금속 광물(M)의 양을 대략적으로 확인할 수 있다.
본 발명의 측정장치(1)는 저장탱크(T) 내에 수용된 비금속 광물(M)의 적층된 높이를 측정하여 저장탱크(T) 내에 수용된 비금속 광물(M)의 양을 확인하기 위한 장치이다.
본 발명의 측정장치(1)는 승강부(10), 무게변화감지부(20), 회전수측정부(30), 제어부(40), 거리산출부(50) 및 접촉방지부(60)(60)를 포함할 수 있다.
승강부(10)는, 저장탱크(T)의 상측에 배치되며, 외부로부터 공급된 전원에 의해 회전되는 회전부(11), 회전부(11)의 회전에 따라 회전부(11)의 외면에 권취 또는 권출되는 로프부(13) 및 로프부(13)의 끝단에 연결된 채, 수용공간(S) 내로 승강되어 비금속 광물(M)과 접촉하는 접촉부(15)를 구비한다.
회전부(11)는, 외부로부터 공급된 전원에 의해 회전되는 모터부(111) 및 상기 모터부(111)와 연결되어 상기 모터부(111)에 의해 회전되는 원통형 형상의 원통부(113)로 구성될 수 있다.
로프부(13)는, 원통부(113)의 외주면에 권취되거나 원통부(113)의 외주면에 권취된 상태에서 권출될 수 있다. 로프부(13)는 회전부(11)에 고정되는 일측단인 고정단(131)과 접촉부(15)와 연결되는 타측단인 자유단(133)으로 구성된다.
로프부(13)의 자유단(133)은 고정단(131)을 기준으로 자유롭게 위치 이동 가능한 상태이다.
구체적으로, 회전부(11)는 제2 방향(R2)으로 회전되어 로프부(13)가 원통부(113)의 외주면을 따라 권취되도록 할 수 있으며, 제1 방향(R1)으로 회전되어 권취된 로프부(13)가 권출되도록 할 수 있다.
접촉부(15)는, 로프부(13)의 끝단에 연결된 채, 회전부(11)를 따라 권취 또는 권출되는 로프부(13)와 연동될 수 있다. 접촉부(15)는 로프부(13)와 연결되는 고리부(151) 및 고리부(151)에 체결되는 무게추(153)를 구비하며, 무게추(153)는 상측에서 하측으로 갈수록 표면적이 넓어지는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 무게추(153)는 고리부(151)에 착탈 가능하게 연결되어 사용자는 저장탱크(T) 내의 수용공간(S)의 상태에 따라 다양한 무게의 추를 이용할 수 있다.
구체적으로, 무게추(153)는 수용공간(S) 내의 비금속 물질의 분진 발생 정도와 밀도에 따라 그 무게를 선택할 수 있다. 일례로, 수용공간(S) 내에 수용된 비금속 광물(M)의 분진 발생이 비교적 많고, 밀도가 클수록 무게추(153)의 무게는 무거운 것을 선택한다.
또한, 접촉부(15)는 회전부(11)가 제1 방향(R1)으로 회전되어 로프부(13)가 회전부(11)의 외면을 따라 권출되면, 수용공간(S) 내에서 하강하고, 회전부(11)가 제1 방향(R1)의 반대방향인 제2 방향(R2)으로 회전되어 로프부(13)가 회전부(11)의 외면을 따라 권취되면 수용공간(S) 내에서 상승한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 측정장치(1)는, 외부로 노출된 승강부(10)를 커버하여, 승강부(10)를 보호하는 커버부(70)를 더 포함할 수 있다. 커버부(70)는 저장탱크(T)의 상부측에 배치되는 승강부(10)의 비 또는 눈 등에 의한 수분/습기 접촉을 방지함과 동시에 예기치 못한 외력에 의한 승강부(10)의 파손/손상을 방지할 수 있다.
여기서, 커버부(17)는, SUS 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 무게변화감지부(20)는 승강부(10)의 비금속 광물(M)과의 접촉에 따른 무게 변화를 감지한다.
구체적으로, 승강부(10)의 접촉부(15)와 비금속 광물(M)과의 접촉에 따른 무게 변화를 설명하면, 무게변화감지부(20)는 접촉부(15)의 무게인 제1 무게를 기준으로, 접촉부(15)의 비금속 광물(M)과의 접촉에 의한 무게 감소에 의한 제1 무게의 무게 감소를 감지하거나, 접촉부(15)의 무게인 제1 무게를 기준으로, 로프부(13)의 고정단(131)과 자유단(133)에 의한 진자 운동에 따른 원심력에 의한 제1 무게의 무게 증가를 감지한다.
즉, 무게변화감지부(20)는 제1 무게인 접촉부(15)의 무게가 비금속 광물(M)과의 접촉에 따른 무게 변화에 따라 제1 무게보다 작은 제2 무게로 변화되는 것을 감지하거나 제1 무게인 접촉부(15)가 자유단(133)의 진자 운동에 의해 제1 무게보다 큰 제3 무게로 변화되는 것을 감지한다.
회전수측정부(30)는 회전부(11)와 연결되어 회전부(11)의 회전수를 측정한다.
제어부(40)는 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과 값을 기초로, 회전부(11)를 제어하여 접촉부(15)의 수용공간(S) 내로의 승강을 제어한다.
거리산출부(50)는 회전수측정부(30)에 의한 회전부(11)의 회전수를 기초로 회전부(11)와 비금속 광물(M)과의 거리를 산출한다.
여기서, 비금속 광물(M)과의 거리란 회전부(11)와 적층된 비금속 광물(M)의 상층 표면과의 거리를 의미한다.
접촉방지부(60)는, 제1 길이로 형성되며, 일측은 회전부(11)에 연결되고, 타측은 접촉부(15)와 대향한 상태로 배치된다. 접촉방지부(60)는, 접촉부(15)가 수용공간 내에서 상승하는 중에 타측과 접촉되면 제1 길이보다 작은 길이로 압축 탄성 변형된다.
또한, 접촉방지부(60)는 중앙이 관통된 중첩의 원형의 스프링 형상으로 형성되고, 일측은 회전부(11)에 고정되고, 타측은 접촉부(15)와의 접촉에 따라 일측을 향해 이동되거나 접촉된 접촉부(15)와의 접촉 해제에 따라 일측으로부터 멀어지는 방향으로 이동된다.
로프부(13)는, 접촉방지부(60)의 관통된 중앙을 관통하여 회전부(11)에 연결된다.
이 때, 접촉방지부(60)는 로프부(13)를 구속하여, 수용공간 내에서의 접촉부(15)의 승강에 따른 자유단(133)의 진자 운동을 제한한다. 이로 인해, 접촉부(15)의 상승 또는 하강 중의 로프부(13)의 요동은 접촉방지부(60)에 의해 제한될 수 있다. 다시 말해, 접촉방지부(60)는 로프부(13)를 구속하여, 수용공간 내에서의 접촉부(15)의 승강에 따른 자유단(133)의 진자 운동을 제한할 수 있다.
무게변화감지부(20)는, 접촉방지부(60)가 압축 탄성 변형되면, 접촉방지부(60)의 압축 탄성 변형에 의한 복원력에 의해 접촉부(15)가 제1 무게보다 큰 제3 무게로 변화되는 것을 감지한다.
여기서, 제3 무게는, 접촉방지부(60)의 압축 탄성 변형 정도가 클수록 커질 수 있는 가변적인 값이다. 본 발명에서는 제1 무게와 구별되는 개념으로 제3 무게를 정의한다.
제어부(40)는, 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과, 접촉부(15)가 제1 무게보다 큰 제3 무게로 변화되었다고 감지되면, 회전부(11)의 제2 방향으로의 회전을 제한한다.
구체적으로, 접촉부(15)는 수용공간 내에서 상승하는 과정에서 상측에 위치한 회전부(11)와 충돌할 수 있는데, 회전부(11)와 접촉부(15) 사이에 배치된 접촉방지부(60)는 접촉부(15)와 접촉되는 과정에서 압축 탄성 변형되며 이에 따라 무게변화감지부(20)는 접촉부(15)가 제1 무게보다 큰 제3 무게로 변화되었다고 감지한다.
이하, 도 3 내지 도 7을 참조로 본 발명의 측정장치(1)의 구동 방법 및 측정 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 측정장치(1)의 제어부(40)는 회전부(11)가 제1 방향(R1)으로 회전되어 접촉부(15)가 수용공간 내에서 하강하도록 하되, 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과 제1 무게가 제2 무게로 변화되었다고 감지되면, 접촉부(15)가 수용공간 내에서 상승하도록 회전부(11)를 제2 방향으로 회전되도록 제어한다.
구체적으로, 제어부(40)에 의한 회전부(11)의 제1 방향(R1)으로의 회전은, 접촉부(15)의 회전부(11)에 대한 기본 설정 위치로부터 시작된다. 기본 설정 위치란, 접촉부(15)와 회전부(11)가 일정 거리 이격된 상태를 의미하며 이는 접촉부(15)와 접촉방지부(60)의 접촉에 따른 무게변화감지부(20)의 감지 결과값에 따라 정해진다. 기본 설정 위치는 이하 도 6을 참조로 설명한다.
접촉부(15)가 기본 설정 위치에 위치한 상태에서, 회전부(11)가 제1 방향(R1)으로 회전되면, 접촉부(15)는 수용공간 내에서 하강한다. 접촉부(15)가 수용공간 내에서 하강 하는 중에 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과, 제1 무게가 제2 무게로 변화되었다고 감지되면, 접촉부(15)가 수용공간 내에서 상승하도록 회전부(11)는 제2 방향으로 회전된다.
구체적으로, 제어부(40)에 의해 회전부(11)가 제1 방향(R1)으로 회전되면, 회전부(11)의 회전에 따라 로프부(13)는 회전부(11)의 외주면을 따라 권출된다. 이 ‹š, 접촉부(15)는 수용공간 내에서 하강하게 된다.
접촉부(15)의 수용공간 내에서의 하강 중에, 비금속 광물(M)의 상층면과 접촉하게 되면, 접촉부(15)의 무게는 비금속 광물에 의해 지지되며 이에 따라 무게변화감지부(20)에 의한 접촉부(15)의 무게는 감소한 것을 감지된다.
제어부(40)는 무게변화감지부(20)에 의한 감지결과에 따라 회전부(11)의 제1 방향(R1)으로의 회전 구동을 정지시킨다.
여기서, 회전수측정부(30)는, 접촉부(15)가 기본 설정 위치에서부터 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과에 따라 회전부(11)의 구동이 정지되기 전까지 회전부(11)가 회전된 회전수를 측정한다.
또한, 거리산출부(50)는, 접촉부(15)의 기본 설정 위치를 기준으로, 제1 방향(R1)으로의 회전에 의한 회전부(11)의 회전수를 회전수측정부(30)로부터 수신하고, 회전수측정부(30)로부터 수신된 회전수와 회전부(11)의 외면의 길이의 곱으로 회전부(11)와 수용공간 내의 비금속 광물(M)의 상층 표면과의 거리를 산출한다.
구체적으로, 회전부(11)의 외주면 즉, 원주의 길이에 회전수를 곱하면, 권출된 로프부(13)의 길이를 산출할 수 있으며, 이와 같이 산출된 값이 회전부(11)와 비금속 광물(M)의 상층 표면까지의 거리이다.
한편, 무게변화감지부(20)에 의한 감지결과에 따라 회전부(11)의 제1 방향(R1)으로의 회전 구동이 정지된 후, 제어부(40)는 회전부(11)를 제2 방향으로 회전되도록 하여 접촉부(15)의 수용공간 내에서의 상승을 구현한다.
접촉부(15)의 수용공간 내에서의 상승 중에, 접촉부(15)는 접촉방지부(60)와 접촉된다. 이 ‹š, 무게변화감지부(20)는 접촉부(15)의 무게가 제1 무게에서 제3 무게로 변화되었다고 감지한다.
제어부(40)는, 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과, 제1 무게가 제3 무게로 변화되었다고 감지되면, 회전부(11)가 구동되지 않도록 한다.
구체적으로, 제어부(40)는 회전부(11)가 제2 방향으로 회전되도록 하여 접촉부(15)가 수용공간 내에서 상승하는 경우, 접촉부(15)의 상승 속도가 제1 속도로 유지되도록 한다. 그리고, 접촉부(15)가 제1 속도로 상승 중에, 접촉방지부(60)와 접촉되어 무게변화감지부(20)가 제1 무게가 제3 무게로 변화되었다고 감지되면, 제어부(40)는 제2 방향으로의 회전부(11)의 구동을 정지하고, 다음 회전부(11)를 제1 방향(R1)으로 회전되도록 하여 접촉부(15)가 수용공간 내에서 하강하도록 한다. 이 때, 접촉부(15)의 하강 속도는 제2 속도이며, 제2 속도는 제1 속도보다 작은 크기이다. 다시 말해, 접촉부(15)의 상승 속도인 제1 속도는 하강 속도인 제2 속도보다 크다.
접촉부(15)의 하강 속도인 제2 속도는, 접촉부(15)와 접촉방지부(60)가 접촉된 상태에서의 접촉부(15)의 하강 속도이며, 접촉부(15)의 제2 속도는 접촉방지부(60)의 압축 탄성 변형에 의한 복원력을 점진적으로 상쇄하기 위해 제1 속도보다 작게 구현한다. 만약, 접촉부(15)의 제2 속도가 제1 속도와 같거나 큰 경우, 접촉방지부(60)의 복원력이 일시에 해소되어 접촉방지부(60)에 의한 요동이 발생할 수 있으며 이는 접촉방지부(60)의 회전부(11)에 대한 이탈을 유발시킬 수 있을 뿐만 아니라 접촉방지부(60)의 요동에 따른 로프부(13) 및 접촉부(15)의 요동을 야기하여 부재간의 충돌과 그에 따른 파손이 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 접촉부(15)의 제2 속도가 상대적으로 느리게 구현되도록 한다.
또한, 제어부(40)는 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과, 제1 무게가 제3 무게로 변화되었다고 감지되어 접촉부(15)가 수용공간 내에서 하강하는 중에, 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과, 제3 무게가 제1 무게로 변화되었다고 감지되면, 회전부(11)가 구동되지 않도록 한다.
구체적으로, 무게변화감지부(20)에 의한 감지결과가 제3 무게라는 것은, 접촉방지부(60)가 접촉부(15)와의 접촉에 따라 압축 변형된 상태를 의미하는 것이며, 제3 무게가 제1 무게로 변화되었다는 것은 접촉부(15)에 의한 접촉방지부(60)의 가압이 해제되었다는 것을 의미하므로, 제어부(40)는 무게변화감지부(20)에 의한 감지결과가 제3 무게에서 제1 무게로 변화되었다고 감지되면, 회전부(11)에 의한 접촉부(15)의 하강 운동이 정지되도록 할 수 있다.
이 때, 접촉부(15)와 접촉방지부(60)는 접촉된 상태이거나 미세한 거리로 이격된 상태일 수 있으며, 이 상태가 상술한 접촉부(15)의 기본 설정 위치이다.
접촉부(15)의 기본 설정 위치에서, 제어부(40)는 사용자의 가동 신호에 따라, 회전부(11)를 제1 방향(R1)으로 회전되도록 하여 접촉부(15)에 의한 비금속 광물(M)과의 접촉 및 접촉 해제가 구현되도록 할 수 있으며, 이에 따라 저장탱크(T) 내의 수용공간에 수용된 분말 형태의 비금속 광물(M)의 레벨을 측정할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 측정장치의 제어부(40)는 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과, 제1 무게가 제4 무게로 변화되었다고 감지되면, 회전부(11)를 제1 시간 동안 구동되지 않도록 한다.
여기서, 제1 시간은 무게변화감지부(20)에 의한 감지 결과, 제4 무게가 제1 무게로 변화되는 시간이다.
구체적으로, 도 8을 참조하면, 회전부(11)의 제1 방향(R1)으로의 회전에 따라 접촉부(15)가 수용공간(S) 내에서 하강하는 경우, 예상치 못한 외력에 의해 로프부(13)는 고정단(131)을 기준으로 자유단(133)이 진자 운동을 할 수 있으며 이에 따라 접촉부(15) 또한 진자 운동을 하게 된다.
이 때, 접촉부(15)는 자중뿐만 아니라, 진자 운동에 따른 원심력(구심력)으로 고정단(131)으로부터 벗어나려는 힘이 작용하여 무게변화감지부(20)에 의한 접촉부(15)의 무게는 제1 무게보다 큰 제4 무게로 감지될 수 있다.
여기서, 제어부(40)는 회전부(11)의 제1 방향(R1)으로의 회전 구동을 정지시켜, 로프부(13)의 진자 운동이 멈추길 기다릴 수 있으며 이는, 무게변화감지부(20)에 의한 제4 무게의 제1 무게로의 변화 감지 결과로 확인할 수 있다.
이에 따라, 제어부(40)는 제4 무게가 제1 무게로 변화되는 시간인 제1 시간 동안 회전부(11)의 구동을 정지시킨다.
또한, 제어부(40)는 제1 시간이 경과한 후, 접촉부(15)가 수용공간(S) 내에서 하강하도록 회전부(11)를 제1 방향(R1)으로 회전되도록 제어하여, 접촉부(15)와 비금속 광물(M)의 상층 표면이 접촉되도록 할 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
1: 저장탱크 레벨 측정장치
T: 저장탱크
M: 비금속 광물
10: 승강부
11: 회전부
13: 로프부
131: 고정단
133: 자유단
15: 접촉부
151: 고리부
153: 무게추
20: 무게변화감지부
30: 회전수측정부
40: 제어부
50: 거리산출부
60: 접촉방지부
70: 커버부

Claims (12)

  1. 저장탱크 내의 수용공간에 수용된 분말 형태의 비금속 광물의 레벨을 측정하는 저장탱크 레벨 측정장치에 있어서,
    상기 저장탱크의 상측에 배치되며, 외부로부터 공급된 전원에 의해 회전되는 회전부, 상기 회전부의 회전에 따라 상기 회전부의 외면에 권취 또는 권출되는 로프부 및 상기 로프부의 끝단에 연결된 채, 상기 수용공간 내로 승강되어 상기 비금속 광물과 접촉하는 접촉부를 구비하는 승강부;
    상기 접촉부의 무게 변화를 감지하는 무게변화감지부;
    상기 회전부와 연결되어 상기 회전부의 회전수를 측정하는 회전수측정부;
    상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과 값을 기초로, 상기 회전부를 제어하여 상기 접촉부의 상기 수용공간 내로의 승강을 제어하는 제어부;
    상기 회전수측정부에 의한 상기 회전부의 회전수를 기초로 상기 회전부와 상기 비금속 광물의 거리를 산출하는 거리산출부; 및
    상기 회전부와 상기 접촉부 사이에 배치된 채, 상기 회전부와 상기 접촉부의 접촉을 방지하는 접촉방지부;를 포함하며,
    상기 로프부는,
    상기 회전부에 고정되는 일측단인 고정단 및 상기 접촉부와 연결되는 타측단인 자유단으로 구성되고,
    상기 접촉부는,
    상기 회전부가 제1 방향으로 회전되어 상기 로프부가 상기 회전부의 외면을 따라 권출되면 상기 수용공간 내에서 하강하고, 상기 회전부가 상기 제1 방향의 반대방향인 제2 방향으로 회전되어 상기 로프부가 상기 회전부의 외면을 따라 권취되면 상기 수용공간 내에서 상승하며,
    상기 무게변화감지부는,
    제1 무게인 상기 접촉부의 무게가 상기 비금속 광물과의 접촉에 따른 무게 변화에 따라 상기 제1 무게보다 작은 제2 무게로 변화되는 것을 감지하거나, 상기 제1 무게인 상기 접촉부가 상기 접촉방지부와 접촉되어 상기 제1 무게보다 큰 제3 무게로 변화되는 것을 감지하고,
    상기 제어부는,
    상기 회전부가 상기 제1 방향으로 회전되어 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 하강하도록 하되, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과 상기 제1 무게가 상기 제2 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부를 상기 제2 방향으로 회전되도록 제어하여 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 상승하도록 하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접촉방지부는,
    제1 길이로 형성되며, 일측은 상기 회전부에 연결되고, 타측은 접촉부와 대향한 상태로 배치되고, 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 상승하는 중에 상기 타측과 접촉되면, 상기 제1 길이보다 작은 길이로 압축 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 접촉방지부는,
    상기 접촉부에 의해 압축 탄성 변형되면, 상기 압축 탄성 변형에 의한 복원력이 상기 접촉부에 인가되고,
    상기 무게변화감지부는,
    상기 접촉방지부가 압축 탄성 변형되면, 상기 접촉방지부의 압축 탄성 변형에 의한 복원력에 의해 상기 접촉부가 상기 제1 무게보다 큰 제3 무게로 변화되는 것을 감지하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 무게는,
    상기 접촉방지부의 압축 탄성 변형 정도가 클수록 커지는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제1 무게가 상기 제3 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부가 구동되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 회전부가 상기 제2 방향으로 회전되어 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 제1 속도로 상승하도록 하되, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과 상기 제1 무게가 상기 제3 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부를 상기 제1 방향으로 회전되도록 제어하여 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 제2 속도로 하강하도록 하며,
    상기 제1 속도는, 상기 제2 속도보다 큰 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제1 무게가 상기 제3 무게로 변화되었다고 감지되어 상기 접촉부가 상기 수용공간 내에서 하강하는 중에, 상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제3 무게가 상기 제1 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부가 구동되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 거리산출부는,
    상기 회전부와 상기 접촉부의 이격 거리가 상기 제1 길이인 경우를 기준으로, 상기 제1 방향으로의 회전에 의한 상기 회전부의 회전수를 상기 회전수측정부로부터 수신하고, 상기 회전수측정부로부터 수신된 상기 회전수와 상기 회전부의 외주면의 길이의 곱으로, 상기 회전부와 상기 수용공간 내의 상기 비금속 광물의 상층 표면과의 거리를 산출하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 접촉방지부는,
    중앙이 관통된 중첩된 원형의 스프링 형상으로 형성되고, 일측은 상기 회전부에 고정되고, 타측은 상기 접촉부와의 접촉에 따라 상기 일측을 향해 이동되거나 접촉된 상기 접촉부와의 접촉 해제에 따라 상기 일측으로부터 멀어지는 방향으로 이동되며,
    상기 로프부는, 상기 접촉방지부의 관통된 중앙을 관통하여 상기 회전부에 연결되는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접촉방지부는,
    상기 로프부를 구속하여, 상기 수용공간 내에서의 상기 접촉부의 승강에 따른 상기 자유단의 진자 운동을 제한하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제1 무게가 상기 제1 무게보다 큰 제4 무게로 변화되었다고 감지되면, 상기 회전부를 제1 시간 동안 구동되지 않도록 하며,
    상기 제1 시간은,
    상기 무게변화감지부에 의한 감지 결과, 상기 제4 무게가 상기 제1 무게로 변화되는 시간인 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
  12. 제3항에 있어서,
    외부로 노출된 상기 승강부를 커버하여, 상기 승강부를 보호하는 커버부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저장탱크 레벨 측정장치.
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