KR102119937B1 - 센서 시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 예컨대 위치센서와 같은 센서의 정비 후 수리품 또는 새로 구입한 신제품의 건정성을 시험할 수 있는 센서 시험 장치에 관한 것으로, 이는 전원을 인가하고 복수의 스위치를 갖춘 전원공급부; 및 센서가 장착되고, 상기 전원공급부로부터 전원을 인가받아 상기 센서에 압력을 부여하는 액츄에이터를 갖춘 지그를 포함하고 있다.

Description

센서 시험 장치 {Apparatus for testing sensor}

본 발명은 예컨대 위치센서와 같은 센서의 정비 후 수리품 또는 새로 구입한 신제품의 건정성을 시험하기 위한 센서 시험 장치에 관한 것이다.

예를 들어, 앱소코더(absocoder) 등과 같은 위치센서가 압연기 스탠드의 스크류 다운(screw down)과 백업 롤(back up roll)의 쵸크(chock) 사이에 위치한 실린더의 신축상태를 검출하기 위해 설치될 수 있다.

이러한 위치센서는, 대략 315kgf/㎠의 유압을 이용하는 실린더에 의해 백업 롤과 워크 롤에 힘을 전달하여 대략 3000ton의 압하력으로 소재를 열간압연하는 압연기에서 소재의 최종 두께를 제어하는 핵심적인 구성요소이다.

하지만, 위치센서의 정비된 수리품 또는 새로 구입한 신제품을 정확히 검사할 수 없으며, 검사를 하더라도 저항 및 절연성능 등의 간접적인 측정만 가능한 실정에 있다. 또한, 오작동이나 출력되는 데이터에 이상이 발생하면, 센서의 건전성을 시험할 수 없어, 불필요하게 위치센서의 수리를 맡기거나 위치센서를 바로 교체해 버리는 등의 비효율적인 운용이 문제가 되고 있다.

(특허문헌 1) KR 1998-028560 U

이에 본 발명은, 예컨대 위치센서와 같은 센서의 정비 후 수리품 또는 새로 구입한 신제품의 건정성을 시험할 수 있는 센서 시험 장치를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치는, 전원을 인가하고 복수의 스위치를 갖춘 전원공급부; 및 센서가 장착되고, 상기 전원공급부로부터 전원을 인가받아 상기 센서에 압력을 부여하는 액츄에이터를 갖춘 지그를 포함하고, 상기 지그는, 베이스; 상기 베이스에 직립하게 설치되고 상기 센서를 장착가능한 센서 장착부; 상기 센서 장착부와 결합하는 액츄에이터 장착부; 및 상기 액츄에이터 장착부에 설치되는 상기 액츄에이터를 포함하며, 상기 센서 장착부는 상기 액츄에이터를 지지하기 위한 액츄에이터 지지부를 더 포함하고, 상기 액츄에이터 장착부에는 상기 액츄에이터의 일측 단부가 결합되기 위한 결합홈이 형성되어 있고, 상기 액츄에이터 지지부에는 상기 액츄에이터의 타측 단부가 삽입되는 단차진 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 센서의 시험을 통해 센서의 이상 또는 고장 유무를 간단히 판별할 수 있어, 수리나 교체에 따른 비용 및 시간을 절감하고 정비의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 궁극적으로 센서의 건전성을 확인할 수 있어, 관련 설비의 제어 정밀도를 향상시킴과 더불어, 불필요한 정비와 관련된 지연시간이 줄어들어 설비의 생산성이 증대될 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 전원공급부의 개략적인 구성 및 전기적인 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 지그의 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치로 센서를 시험한 결과를 예시한, 시간에 따른 실리더 위치의 그래프이다.

이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 전원공급부의 개략적인 구성 및 전기적인 연결관계를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1에 도시된 지그의 측단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치는 전원을 인가하고 복수의 스위치(11, 12)를 갖춘 전원공급부(10); 및 센서(1)가 장착되고, 전원공급부로부터 전원을 인가받아 센서에 압력을 부여하는 액츄에이터(30)를 갖춘 지그(20)를 포함하고 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치는, 센서(1)로부터의 검출신호를 입력받아 판독가능한 데이터신호로 출력하는 신호처리부(40)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

전원공급부(10)는 사용자가 스위치(11, 12)를 조작함으로써 센서(1)와 액츄에이터(30) 및 신호처리부(40)에 각각 전원을 공급할 수 있다.

예를 들어, 전원공급부(10)는 상용의 교류전원으로부터 전원을 인가받을 수 있는데, 상용의 교류전원과의 연결 또는 차단을 위한 온-오프(on-off) 스위치(12)를 구비할 수 있다.

또한, 전원공급부(10)는 액츄에이터(30)의 작동을 위해 액츄에이터의 구동부(31)에 전원을 공급하면서 액츄에이터의 작동로드(32)가 상승 또는 하강되도록 조작할 수 있게 하는 조작 스위치(11)를 구비할 수 있다.

더욱이, 전원공급부(10)는 액츄에이터(30)의 구동부(31)에 적절한 전원을 공급하기 위해, 상용의 교류전원을 안정된 직류전원으로 변환하는 AC/DC 컨버터(13)를 포함할 수 있다.

또, 전원공급부(10)는 1차 코일 및 2차 코일을 가진 트랜스포머(14)를 포함할 수 있다. 이러한 트랜스포머의 2차 코일의 출력은 신호처리부(40)에 전원을 공급하기 위한 강하 전압으로 되며, 이 전압은 코일 간 권수비에 의해 설정될 수 있다.

전원공급부(10)는 상용의 교류전원이 인가되는지의 여부, 또는 액츄에이터(30)나 신호처리부(40) 등에 전원을 공급하는지의 여부에 따라 점등되는 램프(15)를 더 포함할 수 있다.

지그(20)는 베이스(21); 이 베이스에 직립하게 설치되고 센서(1)를 장착가능한 센서 장착부(22); 이 센서 장착부와 결합하는 액츄에이터 장착부(23); 및 액츄에이터 장착부에 설치되는 액츄에이터(30)를 포함할 수 있다.

베이스(21)는 대략 수평한 판 부재이고, 센서 장착부(22)는 베이스에 직립하게 설치된 수직의 판 부재로 되어, 베이스와 센서 장착부가 일체로 형성되거나 조립될 수 있다.

센서 장착부(22)에는 예컨대 볼트 및 너트 등과 같은 체결구(24)에 의해 센서(1)가 고정될 수 있게 하는 고정구멍(25)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 센서(1)가 지그(20)의 센서 장착부(22)에 견고하게 장착될 수 있다.

액츄에이터 장착부(23)는 액츄에이터(30)가 결합되는 판 부재로 형성될 수 있다. 이를 위해 액츄에이터 장착부에는 소정 형상을 가진 액츄에이터의 일측 단부가 결합되기 위한 결합홈(26)이 형성될 수 있다.

이러한 액츄에이터 장착부(23)에도 센서 장착부(22)의 일측으로 돌출한 돌출부(27)에, 예컨대 볼트 및 너트 등과 같은 체결구(24)에 의해 고정될 수 있게 하는 고정구멍(25)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이, 액츄에이터 장착부는 센서 장착부(22)에 견고하게 수평으로 설치될 수 있다.

센서 장착부(22)는 액츄에이터(30)의 타측 단부를 지지하기 위한 액츄에이터 지지부(28)를 더 포함할 수 있다. 이 액츄에이터 지지부는 센서 장착부에 수평하게 연결된 수평의 판 부재로 마련될 수 있으며, 이 액츄에이터 지지부에는 액츄에이터의 타측 단부가 삽입되는 단차진 관통구멍(29)이 형성될 수 있다.

이와 같이, 액츄에이터(30)는 지그(20)의 액츄에이터 장착부(23)와 액츄에이터 지지부(28) 사이에 결합할 수 있게 됨으로써, 그 유동이 방지되면서 센서를 가압할 수 있게 되는 것이다.

액츄에이터(30)로는 구동부가 예컨대 직류모터와 같은 모터인 전기식 액츄에이터 또는 구동부가 펌프인 유체압 실린더 등이 사용될 수 있다. 이러한 액츄에이터의 작동로드(32)는 액츄에이터 지지부(28)의 관통구멍(29)을 관통하고 이어서 센서 장착부(22)에 장착된 센서(1)의 센서 헤드(2)와 접촉하여 센서에 힘을 가할 수 있다.

액츄에이터(30)의 구동부(31)는 와이어(16)를 매개로 하여 전원공급부(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.

센서(1)로는 예를 들어 앱소코더 등과 같은 위치센서가 적용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

신호처리부(40)와 센서(1)는 전용의 케이블(17)과 전원공급부(10)를 통해 전기적으로 연결되어서 검출신호가 전송될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치에서는 전원이 전원공급부로부터 케이블을 통해 센서로 공급되는 한편, 센서로부터의 검출신호는 케이블과 전원공급부를 거쳐, 이 전원공급부에 전기적으로 연결된 신호처리부로 보내어질 수 있다.

신호처리부(40)는 예를 들면 센서로부터 검출신호를 입력받아 이 검출된 신호에 대응하는 소정의 전압을 가진 데이터신호를 데이터 분석시스템(미도시)에 구비된 입력카드로 출력할 수 있다. 이에 따라, 데이터 분석시스템에서는 입력카드로 입력된 전압값을, 액츄에이터(30)가 가진 작동로드(32)의 자유단부의 위치를 나타내는 거리 단위의 값으로 변환하여 모니터 등과 같은 표시수단에 표시할 수 있다.

여기서, 신호처리부(40)와 데이터 분석시스템의 신호처리 과정은 반드시 전술한 예에 한정되지 않으며, 판독만 가능하다면 센서(1)로부터 출력되는 검출신호의 형태와, 신호처리부 및 분석시스템의 사양에 따라 임의의 신호처리 방법으로 다양하게 변경될 수 있음은 당연하다.

한편, 신호처리부(40)는, 액츄에이터(30)의 작동로드(32)를 신장하도록 작동시켜 센서(1)의 센서 헤드(2)가 더이상 이동하지 않을 때의 작동로드 단부의 위치를 영점(zero point)으로 설정할 수 있는 영점설정용 스위치(41)를 포함할 수 있다.

사용자가 이 영점설정용 스위치(41)를 조작하면, 데이터 분석시스템에서는 입력된 전압값에 대응되는 값을 영점으로 설정하게 된다. 그 후에, 액츄에이터(30)의 작동로드(32)를 수축하도록 또는 수축 후 다시 신장하도록 작동시키면 데이터 분석시스템의 표시수단은 영점부터 연산된 거리값으로 액츄에이터의 작동로드 단부의 위치, 즉 실제 설비에 있는 실린더의 위치를 표시할 수 있다.

이하에서는 전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치의 사용방법에 대해 간략히 설명하기로 한다.

먼저, 액츄에이터(30)는 지그(20)의 액츄에이터 장착부(23)와 액츄에이터 지지부(28) 사이에 결합하여, 액츄에이터는 그 유동이 방지되면서 센서를 가압하도록 지그에 고정되어 있다.

또, 액츄에이터(30)의 구동부(31)는 와이어(16)를 매개로 하여 전원공급부(10)와 전기적으로 연결되어 있다.

다음으로, 지그(20)의 센서 장착부(22)에 체결구(24)를 사용하여 시험하고자 하는 센서(1)를 장착한다. 이때 액츄에이터(30)의 작동로드(32)는 수축된 상태로 있어야 한다.

만일 액츄에이터(30)의 작동로드(32)가 수축되어 있지 않으면, 일시적으로 전원공급부(10)의 온-오프 스위치(12)와 상승용 조작 스위치(11)를 조작하여 액츄에이터의 구동부(31)에 전원을 공급함과 동시에 액츄에이터의 작동로드가 수축되도록 한다. 액츄에이터의 작동로드가 완전히 수축되면 안전을 위해 다시 전원공급부(10)의 온-오프 스위치(12)를 조작하여 전원을 차단한다.

센서(1)가 지그(20)의 센서 장착부(22)에 견고하게 장착된 후에는, 센서에 케이블(17)의 일단을 연결하고 케이블의 타단은 전원공급부(10)에 연결하여, 전원공급부를 통해 센서와 신호처리부(40)가 전기적으로 연결될 수 있게 한다.

이어서, 전원공급부(10)의 온-오프 스위치(12)를 조작하여 액츄에이터(30)의 구동부(31)에는 전원을 공급할 수 있게 준비하는 한편, 신호처리부(40)와 센서(1)에 전원을 공급할 수 있다.

전원공급부(10)의 트랜스포머(14)는 신호처리부(40)에 전압이 강하된 전원을 공급할 수 있다.

하강용 조작 스위치(11)를 조작하여 액츄에이터(30)의 작동로드(32)가 신장되도록 작동시키고, 작동로드 단부가 센서(1)의 센서 헤드(2)와 접촉하면서 센서 헤드를 누르게 한다.

전원공급부(10)의 AC/DC 컨버터(13)에 의해 액츄에이터(30)의 구동부(31)에는 직류전원이 공급될 수 있다.

액츄에이터(30)의 작동에도 센서(16)의 센서헤드가 더이상 이동하지 않을 때 사용자는 신호처리부(40)의 영점설정용 스위치(41)를 조작하여 이때의 작동로드 단부의 위치를 영점으로 설정해 둔다.

조작 스위치(11)들을 조작하여, 액츄에이터(30)의 작동로드 단부가 최고 위치(예컨대 약 50mm) 및 최저 위치(0mm, 즉 영점) 사이에서 2회 내지 수십 회 반복하여 이동되게 한다.

사용자는 데이터 분석시스템의 모니터 등과 같은 표시수단에 표시된 시험 결과를 확인함으로써, 정비된 수리품 또는 새로이 구입한 신제품인 센서(1)의 이상 또는 고장 유무를 간단하고 용이하게 판별할 수 있다.

도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 시험 장치로 센서를 시험한 결과를 예시한, 시간에 따른 실리더 위치의 그래프가 나타나 있다.

시험된 센서는 최초에 액츄에이터의 작동로드 단부를 따라 최저 위치(0mm, 즉 영점)부터 최고 위치(예컨대 약 50mm)까지 센서 헤드가 이동하면서 작동로드 단부가 갖는 위치를 원활히 검출하였으나, 3회차 A부분 시점부터 액츄에이터의 작동로드 단부를 따르지 않고서 그 위치를 검출하지 못하는 이상 상태를 보여주고 있다. 이로써 사용자는 해당 센서의 건전성을 간단하고 용이하게 판별할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 센서의 시험을 통해 센서의 이상 또는 고장 유무를 간단히 판별할 수 있어, 수리나 교체에 따른 비용 및 시간을 절감하고 정비의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 궁극적으로 센서의 건전성을 확인할 수 있어, 관련 설비의 제어 정밀도를 향상시킴과 더불어, 불필요한 정비와 관련된 지연시간이 줄어들어 설비의 생산성이 증대될 수 있는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 센서 10: 전원공급부
11: 조작 스위치 12: 온-오프 스위치
13: AC/DC 컨버터 14: 트랜스포머
20: 지그 22: 센서 장착부
23: 액츄에이터 장착부 28: 액츄에이터 지지부
30: 액츄에이터 31: 구동부
40: 신호처리부 41: 영점설정용 스위치

Claims (8)

1. 전원을 인가하고 복수의 스위치를 갖춘 전원공급부; 및
   센서가 장착되고, 상기 전원공급부로부터 전원을 인가받아 상기 센서에 압력을 부여하는 액츄에이터를 갖춘 지그
   를 포함하고,
   상기 지그는,
   베이스;
   상기 베이스에 직립하게 설치되고 상기 센서를 장착가능한 센서 장착부;
   상기 센서 장착부와 결합하는 액츄에이터 장착부; 및
   상기 액츄에이터 장착부에 설치되는 상기 액츄에이터
   를 포함하며,
   상기 센서 장착부는 상기 액츄에이터를 지지하기 위한 액츄에이터 지지부를 더 포함하고,
   상기 액츄에이터 장착부에는 상기 액츄에이터의 일측 단부가 결합되기 위한 결합홈이 형성되어 있고,
   상기 액츄에이터 지지부에는 상기 액츄에이터의 타측 단부가 삽입되는 단차진 관통구멍이 형성된 센서 시험 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 센서로부터의 검출신호를 입력받아 판독가능한 데이터신호로 출력하는 신호처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 시험 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 전원공급부는,
   상기 액츄에이터의 구동부에 전원을 공급하기 위해 상용의 교류전원을 직류전원으로 변환하는 AC/DC 컨버터; 및
   상기 신호처리부에 전압이 강하된 전원을 공급하도록 1차 코일과 2차 코일을 가진 트랜스포머
   중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 시험 장치.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 액츄에이터의 작동로드는 상기 액츄에이터 지지부의 관통구멍을 관통하고, 상기 센서 장착부에 장착된 상기 센서의 센서 헤드와 접촉하는 것을 특징으로 하는 센서 시험 장치.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 신호처리부는, 상기 액츄에이터의 작동로드를 작동시켜 상기 센서의 센서 헤드가 더이상 이동하지 않을 때의 작동로드 단부의 위치를 영점으로 설정하는 영점설정용 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 시험 장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 액츄에이터의 작동시 상기 액츄에이터의 작동로드 단부의 위치는 영점부터 연산된 거리값으로 검출되는 것을 특징으로 하는 센서 시험 장치.
   

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