KR101961672B1 - 레이더 레벨 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

레이더 레벨 측정 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치는 내부에 유전체가 수용되는 공간이 형성되는 원통형의 몸체부, 선택적으로 상기 몸체부와 이루는 각도 조절이 가능하도록 일측이 상기 몸체부에 연결되며 일부가 서로 중첩되도록 배치되는 복수의 블레이드를 포함하는 안테나부, 회전에 따라 상기 블레이드의 각도를 조절하는 각도조절부를 포함한다.

Description

레이더 레벨 측정 장치{Level Sensing Apparatus}
본 발명은 레이더 레벨 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안테나를 선택적으로 접거나 펼칠 수 있게 구성되어 설치홀이 작은 경우에도 용이하게 설치 가능한 레이더 레벨 측정 장치에 관한 것이다.
레이더 레벨 게이지(RLG) 시스템은 탱크 내에 포함된 제품의 충진 레벨을 판단하는데 널리 사용된다. 레이더 레벨 게이징(Radar level gauging)은 일반적으로 전자기 신호가 탱크 내에 포함된 제품을 향해 방사되는 비-접촉 측정에 의해, 또는 전자기 신호가 도파관의 역할을 하는 프로브를 통해 물질에 접촉되어 전송된다. 프로브는 일반적으로 탱크의 상부에서 탱크의 하부를 향해 수직으로 뻗어있도록 배열된다.
전송되는 전자기 신호는 제품의 표면에서 반사되며, 반사된 신호는 레이더 레벨 게이지 시스템에 포함된 수신기나 송수신기에 의해 수신된다. 전송되고 반사된 신호들을 기초로, 제품의 표면으로의 거리가 결정될 수 있다.
더 상세하게, 제품의 표면으로의 거리는 탱크 내 환경과, 물질에 전송된 신호와, 그 신호가 반사되어 돌아오는 시간을 토대로 결정된다. 제품의 실제 충진 레벨을 판단하기 위해, 기준 위치에서 표면으로의 거리는 상술한 시간(소위 비행시간(time-of-flight)) 및 전자기 신호의 전파 속도를 기초로 결정된다.
이러한 레벨 측정 장치가 설치되는 용기의 경우, 용기 상단에는 일반적으로 레벨 측정 장치를 설치하기 위한 설치홀이 형성될 수 있다. 그런데, 용기에 따라 설치홀의 사이즈가 서로 상이하고, 측정 대상 유체나 용기의 특성에 따라 설치되는 레벨 측정 장치의 안테나의 각도가 모두 상이하다. 예를 들면, 설치홀의 직경보다 안테나 끝단의 직경이 더 큰 경우에는 레벨 측정 장치의 설치가 용이하지 못하다.
대한민국 등록실용신안공보 20-0477917호
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 직경이 작은 설치홀에도 용이하게 설치할 수 있는 레이더 레벨 측정 장치를 제공하고자 한다.
둘째, 본 발명은 안테나의 직경 및 각도 조절이 가능한 레이더 레벨 측정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 유전체가 수용되는 공간이 형성되는 원통형의 몸체부, 선택적으로 상기 몸체부와 이루는 각도 조절이 가능하도록 일측이 상기 몸체부에 연결되며 일부가 서로 중첩되도록 배치되는 복수의 블레이드를 포함하는 안테나부, 회전에 따라 상기 블레이드의 각도를 조절하는 각도조절부를 포함하는 레이더 레벨 측정 장치를 제공한다.
상기 각도조절부는 상기 몸체부의 외주면에 링 형태로 구비되며 상기 몸체부와 나사결합되는 링부재, 각각의 상기 블레이드와 상기 링부재에 각각 힌지결합되어 이들을 연결하는 연결부재, 상기 몸체부의 외주면에 베어링에 의해 회전 가능하게 결합되며 상기 블레이드가 회전 가능하게 힌지결합되는 회전부재를 포함할 수 있다.
상기 링부재가 상기 몸체부에 대하여 일방향으로 회전하며 하부로 이동하면 상기 몸체부의 중심축과 상기 블레이드가 이루는 각도가 작아져 복수의 상기 블레이드가 이루는 안테나부 끝단의 직경이 좁아질 수 있다.
상기 링부재가 상기 몸체부에 대하여 반대방향으로 회전하며 상부로 이동하면 상기 몸체부의 중심축과 상기 블레이드가 이루는 각도가 커져 복수의 상기 블레이드가 이루는 안테나부 끝단의 직경이 커질 수 있다.
상기 몸체부의 외주면에는 상기 회전부재가 위치하는 회전홈이 형성될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치는 안테나부를 이루는 블레이드의 각도 조절이 가능하여 안테나의 직경을 조절할 수 있어 직경이 작은 설치홀에도 용이하게 설치가 가능하다.
둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치는 나사 회전식으로 정밀하게 안테나의 직경 및 각도 조절이 가능하기 때문에 다양하게 활용 가능한 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치가 접힌 모습을 나타내는 정면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치가 접힌 모습을 나타내는 저면도;
도 3은 도 1의 A 부분의 확대도;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치가 펼쳐진 모습을 나타내는 정면도;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치가 펼쳐진 모습을 나타내는 저면도;
도 6은 도 4의 B 부분의 확대도;
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치의 사용상태도이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치가 접힌 모습을 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치가 접힌 모습을 나타내는 저면도이고, 도 3은 도 1의 A 부분의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치가 펼쳐진 모습을 나타내는 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치가 펼쳐진 모습을 나타내는 저면도이며, 도 6은 도 4의 B 부분의 확대도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치는 용기의 상부에 설치되어 웨이브가이드를 통해 전송된 전자기파를 용기 내 측정 대상 유체를 향애 전송하고, 측정 대상 유체에서 반사되어 되돌아오는 반사파를 수신하는 기능을 하는 일종의 혼(horn) 안테나에 관한 것으로, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 레이더 레벨 측정 장치(10)는 몸체부(100), 안테나부(200), 각도조절부(300)를 포함한다.
몸체부(100)의 내부에는 유전체가 수용되는 공간이 형성되는 원통형을 가진다. 몸체부(100)의 외주면의 일부에는 후술할 링부재(310)가 결합되는 나사가 형성될 수 있다. 그리고, 몸체부(100) 외주면의 또 다른 일부에는 후술할 회전부재(330)가 결합되는 회전홈(110)이 형성될 수 있다.
안테나부(200)는 레이더 레벨 측정 장치(10)가 용기에 설치된 상태에서 용기 내부에 위치하는 부분으로, 전자기파를 용기 내 측정 대상 유체를 향애 전송하고, 측정 대상 유체에서 반사되어 되돌아오는 반사파를 수신하는 기능을 하는 구성요소이다. 안테나부(200)는 복수의 블레이드(210)를 포함하고, 각각의 블레이드(210)는 선택적으로 몸체부(100)와 이루는 각도가 조절되도록 일측이 몸체부(100)에 연결된다. 그리고, 상호 인접한 블레이드(210)는 일부가 서로 중첩되도록 배치된다. 다시 말하면, 복수의 블레이드(210)는 원형을 이루도록 배치될 수 있다.
각도조절부(300)는 몸체부(100)와 블레이드(210) 사이에 마련되어 회전에 따라 안테나부(200)의 직경 및 각도를 조절한다. 보다 상세하게는, 각도조절부(300)는 링부재(310), 연결부재(320), 회전부재(330)를 포함할 수 있다.
링부재(310)는 회전에 의해 블레이드(210)의 각도롤 조절하는 구성요소로, 몸체부(100)의 외주면에 링 형태로 구비되며, 몸체부(100)의 외주면에 나사결합될 수 있다. 즉, 링부재(310)와 몸체부(100) 중 어느 하나를 일방향으로 회전시키면 링부재(310)가 몸체부(100)에 대하여 상대적으로 블레이드(210) 측으로 이동할 수 있다. 그리고, 이와 반대 방향으로 회전시키면 링부재(310)가 몸체부(100)에 대하여 상대적으로 블레이드(210)의 반대 방향으로 이동할 수 있다. 이와 동시에, 링부재(310)는 본 실시예의 레이더 레벨 측정 장치(10)를 용기의 설치홀에 지지하는 역할을 할 수 있다. 이를 위하여, 링부재는 몸체부(100)의 외측으로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 링부재(310)는 회전에 의해 블레이드(210)의 각도 조절에 대해서는 후술하기로 한다.
연결부재(320)는 링부재(310)와 각각의 블레이드(210)를 연결하는 구성요소로, 링부재(310)와 블레이드(210) 각각에 힌지결합되어 링부재(310)와 블레이드(210) 사이의 거리를 일정하게 유지시켜줄 수 있다. 본 실시예의 도면에는 연결부재(320)가 원호 형상인 것을 예로 도시하였으나, 연결부재(320)의 형상은 도시된 것에 한정되지 않는다.
회전부재(330)는 몸체부(100)의 외주면에 형성된 회전홈(110)에 베어링(340)에 의해 회전 가능하게 결합될 수 있다. 다시 말하면, 회전부재(330)와 몸체부(100) 사이에는 베어링(340)이 마련될 수 있으며, 회전부재(330)는 몸체부(100)에 대하여 상대회전할 수 있다. 그리고, 회전부재(330)에는 블레이드(210)가 회전 가능하게 힌지결합될 수 있다.
링부재(310), 블레이드(210) 및 회전부재(330)는 모두 연결되어 있으므로 링부재(310)의 회전에 의해 블레이드(210)와 회전부재(330)가 몸체부(100)에 대하여 상대회전할 수 있다.
블레이드(210)는 회전부재(330)에 힌지결합되지만, 블레이드(210)와 회전부재(330)가 힌지결합된 부분의 상대적 위치는 변하지 않는다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상태에서 링부재(310)가 몸체부(100)에 대하여 일방향으로 회전하며 블레이드(210) 측으로 이동하면 링부재(310)에 의해 연결부재(320)가 블레이드(210)를 밀어 몸체부(100)의 중심축과 블레이드(210)가 이루는 각도가 작아질 수 있다. 모든 블레이드(210)가 몸체부(100)와 이루는 각도가 작아지면 안테나부(200)의 직경이 작아질 수 있다. 즉, 안테나부(200) 끝단이 이루는 면적이 좁아지며 안테나부(200)가 접힐 수 있다.
또한, 이와 반대로 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 링부재(310)가 몸체부(100)에 대하여 반대방향으로 회전하며 블레이드(210) 반대측으로 이동하면 링부재(310)에 의해 연결부재(320)가 블레이드(210)를 당겨 몸체부(100)의 중심축과 블레이드(210)가 이루는 각도가 커질 수 있다. 모든 블레이드(210)가 몸체부(100)와 이루는 각도가 커지면 안테나부(200)의 직경이 커질 수 있다. 즉, 안테나부(200) 끝단이 이루는 면적이 넓어지며 안테나부(200)가 펼쳐질 수 있다.
상술한 바에 의하면, 링부재(310)가 몸체부(100)에 대하여 상대회전 하는 것으로 설명하였으나, 실제로는 사용자가 한 손으로 링부재(310)를 잡고 다른 한 손으로 몸체부(100)를 회전할 수 있다.
따라서, 몸체부(100) 또는 링부재(310)를 나버지 하나에 대하여 회전시키면 회전 각도에 비례하게 안테나부(200)의 각도가 조절될 수 있다.
이상으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치(10)의 구성에 대하여 설명하였다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 본 실시예의 레이더 레벨 측정 장치의 사용 예에 대하여 설명한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 레벨 측정 장치의 사용상태도이다.
레벨 측정 장치가 설치되는 용기(20)의 경우, 용기(20) 상단에는 레벨 측정 장치를 설치하기 위한 설치홀(22)이 형성될 수 있다. 그런데, 용기(20)에 따라 설치홀(22)의 사이즈가 서로 상이하고, 측정 대상 유체(30)나 용기(20)의 특성에 따라 설치되는 레벨 측정 장치의 안테나의 각도가 모두 상이하다. 예를 들면, 설치홀(22)의 직경보다 안테나 끝단의 직경이 더 큰 경우에는 레벨 측정 장치의 설치가 용이하지 못하다.
본 실시예의 레벨 측정 장치(10)는 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 설치홀(22)의 직경이 작은 경우 몸체부(100) 또는 링부재(310)를 일방향으로 회전하여 안테나부(200)의 각도 및 직경을 작게 할 수 있다. 이와 같이, 안테나부(200)가 접힌 상태로 안테나부(200)를 설치홀(22)에 삽입할 수 있다.
그리고, 몸체부(100) 또는 링부재(310)를 반대 방향으로 회전하여 안테나부(200)의 각도 및 직경을 원하는 만큼 크게 하여 안테나부(200)를 펼칠 수 있다. 따라서, 직경이 좁은 설치홀(22)에도 설치가 가능한 장점이 있다.
또한, 상술한 바와 같이 측정 대상 유체(30)나 용기(20)의 특성에 따라 설치되는 레벨 측정 장치(10)의 안테나의 각도가 모두 상이한데, 몸체부(100) 또는 링부재(310)를 회전시켜 안테나부(200)의 각도를 미세하게 조절 가능하기 때문에 측정 대상 유체(30)나 용기(20)의 특성에 따라 안테나부(200)를 새로 제작할 필요가 없이 본 실시예의 레이더 레벨 측정 장치(10)를 범용으로 사용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
10: 레벨 측정 장치
20: 용기
100: 몸체부
200: 안테나부
210: 블레이즈
300: 각도조절부
310: 링부재
320: 연결부재
330: 회전부재
340: 베어링

Claims (5)

  1. 내부에 유전체가 수용되는 공간이 형성되는 원통형의 몸체부;
    선택적으로 상기 몸체부와 이루는 각도 조절이 가능하도록 일측이 상기 몸체부에 연결되며, 일부가 서로 중첩되도록 배치되는 복수의 블레이드를 포함하는 안테나부;
    회전에 따라 상기 블레이드의 각도를 조절하는 각도조절부;
    를 포함하는 레이더 레벨 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각도조절부는,
    상기 몸체부의 외주면에 링 형태로 구비되며, 상기 몸체부와 나사결합되는 링부재;
    각각의 상기 블레이드와 상기 링부재에 각각 힌지결합되어 이들을 연결하는 연결부재;
    상기 몸체부의 외주면에 베어링에 의해 회전 가능하게 결합되며, 상기 블레이드가 회전 가능하게 힌지결합되는 회전부재;
    를 포함하는 레이더 레벨 측정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 링부재가 상기 몸체부에 대하여 일방향으로 회전하며 하부로 이동하면 상기 몸체부의 중심축과 상기 블레이드가 이루는 각도가 작아져 복수의 상기 블레이드가 이루는 안테나부 끝단의 직경이 좁아지는 레이더 레벨 측정 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 링부재가 상기 몸체부에 대하여 반대방향으로 회전하며 상부로 이동하면 상기 몸체부의 중심축과 상기 블레이드가 이루는 각도가 커져 복수의 상기 블레이드가 이루는 안테나부 끝단의 직경이 커지는 레이더 레벨 측정 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 몸체부의 외주면에는,
    상기 회전부재가 위치하는 회전홈이 형성되는 레이더 레벨 측정 장치.
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