KR102326488B1 - Stirring device and method for measuring viscosity of solution - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 용액의 점도를 측정하는 교반 장치에 의하여 용액의 점도를 측정하는 방법에 있어서, 교반 장치는 메모리를 포함하되, 메모리는, 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터; 복수개의 임펠러 및 용기에 대하여, 각각의 점도를 알고 있는 제1 용액 및 제2 용액의 용액을 임펠러의 회전속도를 증가 또는 감소시키면서 교반하여 산출된 회전속도와 토크에 대한 제1함수 데이터; 및 복수개의 임펠러 및 용기에 대하여, 무부하(No Load) 상태에서 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도와 임의의 부하를 가한 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도를 기초로 산출된 전압과 토크에 대한 제2함수 데이터가 저장된 것이고, 점도 측정의 대상인 용액을 교반하는 임펠러 및 용액을 수용하는 용기 중 적어도 어느 하나를 메모리에 저장된 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터에 기초하여 식별하는 단계; 식별된 임펠러 및 용기 중 적어도 어느 하나에 대응하는 제1함수 데이터 및 제2함수 데이터를 기초로 용액의 점도를 산출하기 위한 계산식을 구성하는 단계; 계산식이 구성된 용액을 교반하여 임펠러의 회전속도와 전압값을 산출하는 단계; 및 계산식에 산출된 회전속도와 전압값을 대입하여 용액의 점도를 산출하는 단계를 포함하는, 용액 점도 측정 방법을 제공하고자 한다.In the method for measuring the viscosity of a solution by a stirring device for measuring the viscosity of the solution according to an embodiment of the present invention, the stirring device includes a memory, the memory includes: type data related to a plurality of impellers and containers; For the plurality of impellers and containers, the first function data for the rotation speed and torque calculated by stirring the solutions of the first solution and the second solution with known viscosities while increasing or decreasing the rotation speed of the impeller; And with respect to the plurality of impellers and containers, the rotational speed measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor in the no-load state and the rotational speed measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor to which an arbitrary load is applied The second function data for voltage and torque calculated based on identifying based on constructing a calculation formula for calculating the viscosity of the solution based on the first function data and the second function data corresponding to at least one of the identified impeller and the container; Calculating the rotation speed and voltage value of the impeller by stirring the solution composed of the calculation formula; and calculating the viscosity of the solution by substituting the calculated rotational speed and voltage value in the calculation formula.

Description

용액의 점도를 측정하는 교반 장치 및 점도 측정 방법{STIRRING DEVICE AND METHOD FOR MEASURING VISCOSITY OF SOLUTION}A stirring device for measuring the viscosity of a solution and a method for measuring viscosity

본 발명에 따른 용액 점도 측정 교반 장치 및 그 방법은, 용액을 교반 하면서 점도를 측정할 수 있는 교반 장치 및 점도 측정 방법에 관한 것이다.A solution viscosity measuring stirring device and method according to the present invention relates to a stirring device and a viscosity measuring method capable of measuring viscosity while stirring a solution.

일반적으로, 교반기(stirrer)는 화학 실험 및 제조 화학 공업 등에서 기체, 액체, 고체(입자상 포함) 상의 물체 및 물질 등을 휘저어 섞는 기기 또는 장치 등을 총칭하는 것으로, 섞이는 물질에 따라 여러 종류의 교반기가 존재한다.In general, a stirrer is a generic term for a device or device that stirs and mixes gas, liquid, and solid (including particulate) phase objects and substances in chemical experiments and manufacturing chemical industries. exist.

특히, 실험실에서 사용되는 교반기는 주로 소형의 것으로 주로 액체를 섞는 목적으로 많이 사용된다. 통상적으로 섞이는 액체의 체량과 점성의 크기에 따라 요구되는 힘을 달리하므로 교반기의 여러 종류의 구조, 원리에 의거한 다양한 형태가 존재한다.In particular, the stirrer used in the laboratory is mainly small and is mainly used for the purpose of mixing liquids. Since the force required varies according to the size of the volume and viscosity of the liquid to be mixed, there are various types of structures and various types of stirrers based on the principle.

대표적인 교반기인 교반 날개 회전식 교반기는 공업적으로 널리 이용되는 것으로, 주로 실험실에서는 구동기가 장착된 오버헤드 교반기가 사용되고 있다. 오버헤드 교반기는 교반하고자 하는 대상물의 윗부분에 위치하여 구동기로 교반 날개를 회전시킴으로써 대상물을 교반하는 것으로, 교반하고자 하는 그 대상에 따라서 여러가지 임펠러(교반 날개)를 사용할 수 있다.A stirring blade rotary stirrer, which is a typical stirrer, is widely used in industry, and an overhead stirrer equipped with an actuator is mainly used in the laboratory. The overhead stirrer is located on the upper part of the object to be stirred and agitates the object by rotating the stirring blade with the actuator, and various impellers (stirring blades) can be used depending on the object to be stirred.

교반되는 용액의 점도를 알고 있는 경우, 유용하게 사용할 수 있어 용액의 점도 측정이 가능한 교반기가 제공되지만 이는 임펠러 축에 어댑터가 부착되어 있어서, 토크를 센서를 이용하여 측정하는 구성을 가지고 있고, 고가의 부품이 많이 사용되어 교반기 자체의 가격이 비싼 측면이 있다.If the viscosity of the stirred solution is known, it can be usefully used and a stirrer capable of measuring the viscosity of the solution is provided. Because many parts are used, the price of the stirrer itself is expensive.

미국 공개특허공보 제2005-0087002호(발명의 명칭: Viscosity-change-detecting apparatus and stirring rotor, 공개일: 2005년 04월 28일)US Patent Publication No. 2005-0087002 (Title of the invention: Viscosity-change-detecting apparatus and stirring rotor, published on April 28, 2005)

본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치 및 그 방법은 토크 센서 없이도 용액의 점도 측정이 가능하게 하고자 한다.A solution viscosity measuring stirring device and a method according to an embodiment of the present invention are intended to enable the measurement of the viscosity of a solution without a torque sensor.

본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치는 식별된 임펠러 및/또는 용기에 따라 구별된 용액의 점도 측정이 가능하게 하고자 한다.The solution viscosity measurement stirring device according to an embodiment of the present invention is intended to enable measurement of the viscosity of a solution that is differentiated according to the identified impeller and/or vessel.

본 발명의 일 실시예에 따른 용액의 점도를 측정하는 교반 장치에 의하여 용액의 점도를 측정하는 방법에 있어서, 교반 장치는 메모리를 포함하되, 메모리는, 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터; 복수개의 임펠러 및 용기 각각에 대하여, 점도를 알고 있는 2 이상의 용액을 각각 임펠러의 회전속도를 증가 또는 감소시키면서 교반하여 획득되는 점도에 대한 회전속도와 토크의 관계를 나타내는 제1함수 데이터; 및 복수개의 임펠러 및 용기 각각에 대하여, 무부하(No Load) 상태에서 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도와 임의의 부하를 가한 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도를 기초로 획득되는 토크에 대한 회전속도와 전압의 관계를 나타내는 제2함수 데이터가 저장된 것이고, 점도 측정의 대상인 용액을 교반하는 임펠러 및 용액을 수용하는 용기 중 적어도 어느 하나를 메모리에 저장된 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터에 기초하여 식별하는 단계; 식별된 임펠러 및 용기 중 적어도 어느 하나에 대응하는 제1함수 데이터 및 제2함수 데이터를 기초로 용액의 점도를 산출하기 위한 계산식을 구성하는 단계; 계산식이 구성된 용액을 교반하여 임펠러의 회전속도와 전압값을 측정하는 단계; 및 계산식에 측정된 회전속도와 전압값을 대입하여 용액의 점도를 산출하는 단계를 포함하는, 용액 점도 측정 방법을 제공하고자 한다.In the method for measuring the viscosity of a solution by a stirring device for measuring the viscosity of the solution according to an embodiment of the present invention, the stirring device includes a memory, the memory includes: type data related to a plurality of impellers and containers; For each of the plurality of impellers and containers, the first function data representing the relationship between the rotational speed and the torque with respect to the viscosity obtained by stirring two or more solutions of known viscosity while increasing or decreasing the rotational speed of the impeller, respectively; And for each of the plurality of impellers and containers, the rotation speed measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor in a no-load state and the rotation measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor to which an arbitrary load is applied The second function data representing the relationship between the rotational speed and the voltage with respect to the torque obtained based on the speed is stored, and at least one of the impeller stirring the solution, which is the object of viscosity measurement, and the container for accommodating the solution is stored in the memory. identifying based on type data related to the impeller and the vessel; constructing a calculation formula for calculating the viscosity of the solution based on the first function data and the second function data corresponding to at least one of the identified impeller and the container; Measuring the rotational speed and voltage value of the impeller by stirring the solution composed of the calculation formula; and calculating the viscosity of the solution by substituting the measured rotational speed and voltage value in the calculation formula.

본 실시예에 있어서, 모터는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 듀티비(Duty Ratio)로 출력을 제어하는, 용액 점도 측정 방법을 제공할 수 있다.In this embodiment, the motor may provide a solution viscosity measurement method for controlling the output with a duty ratio using a PWM (Pulse Width Modulation) method.

본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러를 이용하여 용액의 점도를 측정하는 교반 장치에 있어서, 임펠러를 회전시키기 위한 모터; 모터의 구동을 제어하는 제어부; 및 메모리를 포함하고, 메모리는, 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터; 복수개의 임펠러 및 용기 각각에 대하여, 점도를 알고 있는 제1 용액 및 제2 용액을 각각 임펠러의 회전속도를 증가 또는 감소시키면서 교반하여 획득되는 점도에 대한 회전속도와 토크의 관계를 나타내는 제1함수 데이터; 및 복수개의 임펠러 및 용기 각각에 대하여, 무부하(No Load) 상태에서 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도와 임의의 부하를 가한 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도를 기초로 획득되는 토크에 대한 회전속도와 전압에 대한 제2함수 데이터가 저장된 것인, 용액 점도 측정 교반 장치를 제공하고자 한다.In the stirring device for measuring the viscosity of a solution using an impeller according to an embodiment of the present invention, a motor for rotating the impeller; a control unit for controlling the driving of the motor; and a memory, wherein the memory includes: type data related to a plurality of impellers and containers; For each of the plurality of impellers and containers, the first function data representing the relationship between the rotational speed and the torque with respect to the viscosity obtained by stirring the first and second solutions of known viscosity while increasing or decreasing the rotational speed of the impeller, respectively ; And for each of the plurality of impellers and containers, the rotation speed measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor in a no-load state and the rotation measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor to which an arbitrary load is applied An object of the present invention is to provide a solution viscosity measuring stirring device in which second function data for rotation speed and voltage for torque obtained based on the speed are stored.

본 실시예에 있어서, 용기에는 용기의 종류를 식별할 수 있도록 용기 식별용 표식이 결합되고, 교반 장치는 용기 식별용 표식을 인식하여 용기의 종류가 식별되도록 하는 용기 식별용 판별 유닛을 포함하는 용액 점도 측정 교반 장치를 제공할 수 있다.In this embodiment, the container is combined with a container identification mark so as to identify the type of the container, and the stirring device recognizes the container identification mark to identify the type of the container. A viscosity measuring stirring device may be provided.

본 실시예에 있어서, 용기 식별용 표식은 RFID 태그이고, 용기 식별용 판별 유닛은 RFID 태그에 저장된 정보를 읽어내는 리더인, 용액 점도 측정 교반 장치를 제공할 수 있다.In this embodiment, the container identification mark is an RFID tag, and the container identification identification unit is a reader that reads information stored in the RFID tag, it is possible to provide a solution viscosity measuring stirring device.

본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치는 토크 센서 없이도 용액의 점도 측정이 가능하게 하고자 한다.Solution viscosity measurement stirring device according to an embodiment of the present invention is intended to enable the measurement of the viscosity of the solution without a torque sensor.

본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치는 임펠러, 용기의 종류 및 용액의 양에 따라 구별된 용액의 점도 측정이 가능하게 하고자 한다.The solution viscosity measurement stirring device according to an embodiment of the present invention is intended to enable the measurement of the viscosity of the solution, which is differentiated according to the type of the impeller, the type of the container, and the amount of the solution.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치, 다양한 종류의 임펠러와 용기를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치에 혼합 용액 점도 측정을 위한 데이터를 구성하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 4는 용액의 점도에 따른 회전 속도에 대한 토크의 변화 그래프를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 무부하 상태에서 듀티비에 대한 회전속도 변화 그래프를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 일정 부하 상태에서 듀티비에 대한 회전속도 변화 그래프를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 방법을 보여주는 순서도이다.
1 is a view showing a solution viscosity measuring stirring device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a stirring device, various types of impellers and containers according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a method of configuring data for measuring the viscosity of a mixed solution in the stirring device for measuring the viscosity of a solution according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a graph showing a change in torque with respect to the rotational speed according to the viscosity of the solution.
5 is a view showing a rotation speed change graph with respect to a duty ratio in a no-load state of the motor according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a rotational speed change graph with respect to a duty ratio in a constant load state of the motor according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method for measuring solution viscosity according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. And, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is "connected" to another part, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a solution viscosity measuring stirring device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치를 보여주는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치, 다양한 종류의 임펠러와 용기를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a solution viscosity measuring stirring device according to an embodiment of the present invention. 2 is a view showing a stirring device, various types of impellers and containers according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 점도측정 교반 장치는 모터(110)가 장착되는 교반 장치 본체(100)와, 교반 장치 본체(100)에 척유닛(200)을 통해 모터(110)와 연결되어 회전하는 임펠러(300)와, 교반 장치 본체(100)와 연결되어 교반 장치 본체(100)를 지지하는 지지대(400)와, 지지대(400) 하단부와 연결되는 받침부(600)와, 교반 장치 본체(100)에 구비되어 모터(110) 및 본 발명에 따른 점도측정 교반 장치의 여러가지 작동을 제어하는 제어기 및 임펠러(300)가 혼합하는 혼합물질이 수용되며, 받침부(600) 상부에 놓여지는 용기(500)를 포함할 수 있다.1 and 2, the viscosity measuring stirring device according to the present invention is a motor 110 through a chuck unit 200 in the stirring device body 100 and the stirring device body 100 to which the motor 110 is mounted. ) and a rotating impeller 300, a support 400 connected to the stirring apparatus main body 100 to support the stirring apparatus main body 100, and a support 600 connected to the lower end of the support 400 and , is provided in the stirring device body 100, the motor 110 and the controller and the impeller 300 for controlling various operations of the viscosity measuring stirring device according to the present invention are accommodated, the mixture is mixed, the support portion 600 upper It may include a container 500 placed on the.

여기서 모터(110)는 AC모터, DC모터 등 회전력을 전달할 수 있는 모든 종류의 구동기가 가능하며 직접 구동 및 벨트 기어 등의 간접 구동도 가능하다. Here, the motor 110 may be any type of actuator capable of transmitting rotational force, such as an AC motor or a DC motor, and may also be directly driven or indirectly driven such as a belt gear.

또한, 척유닛(200)은 교반 장치 본체(100)와 탈부착식으로 구성될 수도 있고, 일체형으로도 구성될 수 있다. 척유닛(200)이 일체형으로 구성될 경우 임펠러(300)는 척유닛(200)에 탈부착으로 결합될 수도 있으나, 교반 장치 본체(100)에 결합된 것으로 볼 수도 있다.In addition, the chuck unit 200 may be configured to be detachably attached to the stirring device body 100 , or may be configured as an integral body. When the chuck unit 200 is integrally configured, the impeller 300 may be detachably coupled to the chuck unit 200 , but may be viewed as coupled to the stirring device body 100 .

임펠러(300)는 일측 단부에 용기(500)에 수용되는 혼합물질을 교반하는 교반용 날(310)이 결합되어 있다. 도 2를 참조하면, 다양한 형태의 임펠러(300)를 볼 수 있다.The impeller 300 is coupled to one end of the stirring blade 310 for stirring the mixture accommodated in the container 500. Referring to FIG. 2 , various types of impellers 300 can be seen.

또한, 임펠러(300)의 일측에는 제어부(120)에서 임펠러(300)의 종류를 식별할 수 있도록 임펠러 식별용 수단(미도시)이 결합되며, 교반 장치 본체(100) 중 일 측에 임펠러 식별용 수단을 인식하여 임펠러(300)의 종류를 식별하는 임펠러 식별용 판별 유닛(미도시)을 포함한다.In addition, an impeller identification means (not shown) is coupled to one side of the impeller 300 so that the control unit 120 can identify the type of the impeller 300 , and the impeller identification is on one side of the stirring device body 100 . and a discrimination unit (not shown) for impeller identification for recognizing the means to identify the type of the impeller 300 .

임펠러 식별용 판별 유닛은 임펠러 식별용 수단을 비접촉식으로 인식할 수 있으며, 그 방식으로 광학 방식 또는 자기장 방식 등을 사용할 수 있다.The discrimination unit for identification of the impeller may recognize the means for identification of the impeller in a non-contact manner, and may use an optical method or a magnetic field method as that method.

본 발명의 일 실시예에 따른 임펠러 식별용 수단은 임펠러(300)에 부착되어 임펠러의 종류를 식별하기 위한 자석부이며, 임펠러 식별용 판별 유닛은 임펠러(300)가 교반 장치 본체(100) 내지는 척유닛(200)과 결합되거나 분리될 때 임펠러(300)에 부착된 자석부에 의해 발생하는 자기장의 변화를 감지하기 위한 자기장 감지 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 여기서, 자석부는 영구자석, 전자석, 강자성체 등 자기장의 변화를 일으킬 수 있는 모든 물질 중 어느 하나일 수 있으며, 자기장 센서는 자기장의 변화를 측정할 수 있는 모든 종류의 센서 중 어느 하나일 수 있다. 임펠러 식별용 판별 유닛은 자기장의 변화에 의하여 임펠러(300)의 종류를 식별할 수 있으며, 이때의 임펠러 식별용 판별 유닛을 제외한 구성은 임펠러 식별용 판별 유닛이 임펠러 식별용 수단으로부터 발생되는 자기장의 변화를 측정하는데 무리가 없도록 설계되는 것이 바람직하다.The means for identifying the impeller according to an embodiment of the present invention is a magnet part attached to the impeller 300 to identify the type of the impeller, and the discrimination unit for impeller identification is the impeller 300 is the stirring device body 100 or chuck It may include a magnetic field detection sensor (not shown) for detecting a change in the magnetic field generated by the magnet unit attached to the impeller 300 when coupled to or separated from the unit 200 . Here, the magnet unit may be any one of all materials capable of causing a change in a magnetic field, such as a permanent magnet, an electromagnet, a ferromagnetic material, and the magnetic field sensor may be any one of all types of sensors capable of measuring a change in the magnetic field. The identification unit for impeller identification can identify the type of the impeller 300 by a change in the magnetic field, and the configuration except for the identification unit for impeller identification at this time is the change in the magnetic field generated by the identification unit for impeller identification from the impeller identification means. It is desirable to be designed so that there is no difficulty in measuring .

또한, 용기(500)의 하단에는 용기(500)의 종류를 식별할 수 있도록 용기 식별용 표식(510)이 결합되며, 용기(500)가 놓이는 받침부(600)에는 용기 식별용 표식(510)을 인식하여 용기(500)의 종류를 식별하는 용기 식별용 판별 유닛(610)을 포함한다.In addition, a mark 510 for container identification is coupled to the lower end of the container 500 to identify the type of container 500 , and the container 500 is placed on the base 600 where the container identification mark 510 . and a determination unit 610 for container identification that recognizes and identifies the type of container 500 .

예를 들어, 발명에 따른 용기 식별용 표식(510)은 RFID 태그이며, 용기 식별용 판별 유닛(610)은 RFID 태그에 저장된 정보를 읽어내는 리더 (미도시)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 광학 내지 자기장 변화 등을 이용하여 용기의 종류를 식별할 수 있음은 물론이다.For example, the label 510 for container identification according to the present invention is an RFID tag, and the identification unit 610 for container identification may include a reader (not shown) that reads information stored in the RFID tag. However, the present invention is not limited thereto, and it is of course possible to identify the type of the container by using an optical or magnetic field change.

제어부(120)는 후술하겠지만, 모터(110)의 정보, 임펠러(300)의 정보 및 용기(500)의 정보를 전달받아 용기(500)에 수용되는 혼합물질의 점도를 측정할 수 있다.The controller 120 may measure the viscosity of the mixture accommodated in the container 500 by receiving the information of the motor 110 , the information of the impeller 300 , and the information of the container 500 , as will be described later.

이때, 모터(110)의 정보는 모터(110)의 특성(회전속도-듀티비)이며, 임펠러(300)의 정보는 임펠러(300)의 종류이고, 용기(500)의 물리량 정보는 용기(500)의 직경일 수 있다.At this time, the information of the motor 110 is the characteristic (rotational speed-duty ratio) of the motor 110 , the information of the impeller 300 is the type of the impeller 300 , and the physical quantity information of the container 500 is the container 500 . ) can be the diameter.

한편 제어부(120)는 메모리(미도시)와 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 메모리는 용액 점도 측정을 위한 프로그램 및 실험 계수 데이터들이 기록된 저장 매체일 수 있다. 구체적으로 메모리는, 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터, 복수개의 임펠러 및 용기에 대하여, 각각의 점도를 알고 있는 제1 용액 및 제2 용액의 용액을 임펠러의 회전속도를 증가 또는 감소시키면서 교반하여 획득한 점도에 대한 회전속도와 토크의 관계를 나타내는 제1함수 데이터 및 복수개의 임펠러 및 용기에 대하여, 무부하(No Load) 상태에서 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도와 임의의 부하를 가한 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도를 기초로 획득한 토크에 대한 회전속도와 전압의 관계를 나타내는 제2함수 데이터가 저장된 것일 수 있다. Meanwhile, the controller 120 may include a memory (not shown) and a processor (not shown). The memory may be a storage medium in which a program for measuring solution viscosity and experimental coefficient data are recorded. Specifically, the memory is a plurality of impellers and containers related to the type data, for the plurality of impellers and containers, the solutions of the first solution and the second solution having known respective viscosities are stirred while increasing or decreasing the rotational speed of the impeller. With respect to the first function data representing the relationship between the rotation speed and the torque for the obtained viscosity, and the plurality of impellers and containers, the measured rotation speed and any The second function data representing the relationship between the rotation speed and the voltage with respect to the torque obtained based on the rotation speed measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor to which the load is applied may be stored.

메모리는 프로세서가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리는 휘발성 저장 매체(volatile storage media) 또는 비휘발성 저장 매체(non-volatile storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.The memory may perform a function of temporarily or permanently storing data processed by the processor. Here, the memory may include a volatile storage medium or a non-volatile storage medium, but the scope of the present invention is not limited thereto.

여기서, 프로세서는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로서, 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the processor may include all kinds of devices capable of processing data, such as a processor. Here, the 'processor' may refer to a data processing device embedded in hardware, for example, having a physically structured circuit to perform a function expressed as a code or an instruction included in a program. As an example of the data processing device embedded in the hardware as described above, a microprocessor, a central processing unit (CPU), a processor core, a multiprocessor, an application-specific integrated (ASIC) circuit) and a processing device such as a field programmable gate array (FPGA), but the scope of the present invention is not limited thereto.

교반 장치 본체(100)에는 본 발명에 따른 점도측정 교반 장치의 여러 가지 동작과 상태를 표시하는 화면출력수단(130) 및 소리출력수단(140)을 더 포함할 수 있다.The stirring device body 100 may further include a screen output means 130 and a sound output means 140 for displaying various operations and states of the viscosity measuring stirring device according to the present invention.

제어부(120)에서 식별한 임펠러(300)의 종류, 용기(500)의 종류에 따라서 사전에 설정되거나 저장된 식별된 임펠러(300)의 정보, 용기(500)의 정보를 화면출력수단(130) 또는 소리출력수단(140)을 통해 사용자에게 알려줄 수 있다. 여기서, 화면출력수단(130)은 LCD 판넬, TFT 판넬, 터치스크린 등 사용자에게 그래픽으로 정보를 나타낼 수 있는 모든 수단이 가능하며, 소리출력수단(140)은 스피커 등 소리나 음성을 출력할 수 있는 모든 수단이 가능하다.According to the type of the impeller 300 identified by the control unit 120, the type of the container 500, the information of the identified impeller 300 set or stored in advance, the information of the container 500, the screen output means 130 or It may notify the user through the sound output means 140 . Here, the screen output means 130 may be any means capable of displaying information graphically to the user, such as an LCD panel, a TFT panel, and a touch screen, and the sound output means 140 may output a sound or voice such as a speaker. All means are possible.

여기서, 화면출력수단(130)은 임펠러(300)의 종류, 용기(500)의 종류에 따라서 혼합물질의 점도가 표시되며, 혼합물질의 점도에 따라 혼합물질을 혼합시키기 위한 모터(110)의 토크 등도 표시될 수 있다.Here, the screen output means 130 displays the viscosity of the mixture according to the type of the impeller 300 and the type of the container 500 , and the torque of the motor 110 for mixing the mixture according to the viscosity of the mixture etc. may also be displayed.

그리고, 소리출력수단(140)은 음성을 통하여 임펠러(300)의 종류, 용기(500)의 종류 및 사용할 수 있는 혼합물질의 점도 등을 출력할 수 있으며, 필요에 따라서는 경적음(위험시) 또는 알림음(동작 시점 및 완료 시점 등) 등을 출력할 수 있으며, 알림음의 종류에 따라서 용기(500)의 종류를 표시할 수도 있다.In addition, the sound output means 140 may output the type of the impeller 300, the type of the container 500, and the viscosity of the usable mixture through voice, and if necessary, a horn sound (in case of danger) or A notification sound (operation time and completion time, etc.) may be output, and the type of the container 500 may be displayed according to the type of notification sound.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치에 의한 용액 점도 측정 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for measuring solution viscosity using a solution viscosity measuring stirring device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용액 점도 측정 교반 장치에 용액 점도 측정을 위한 데이터를 구성하는 방법을 보여주는 순서도이다. 도 4는 용액의 점도에 따른 회전 속도에 대한 토크의 변화 그래프를 보여주는 도면이다.3 is a flowchart showing a method of configuring data for measuring solution viscosity in a solution viscosity measuring stirring device according to an embodiment of the present invention. 4 is a view showing a graph showing a change in torque with respect to the rotational speed according to the viscosity of the solution.

도 3 및 도 4를 참조하면, 먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 용액의 점도를 측정하는 교반 장치의 메모리는 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터, 제1함수 데이터 및 제2함수 데이터가 저장된 것일 수 있다.3 and 4, first, the memory of the stirring device for measuring the viscosity of the solution according to an embodiment of the present invention is a plurality of impellers and containers related type data, first function data and second function data are stored it could be

구체적으로 제1함수 데이터 및 제2함수 데이터를 마련하는 방법에 있어서, 먼저 각각의 점도를 알고 있는 제1 용액 및 제2 용액을 각각 임펠러(300)의 회전속도를 증가 또는 감소시키면서 교반하여 점도에 대한 회전속도와 토크의 관계를 나타내는 제1함수 데이터를 획득하는 단계(S310)가 수행될 수 있다.Specifically, in the method of preparing the first function data and the second function data, the first solution and the second solution, each having a known viscosity, are stirred while increasing or decreasing the rotational speed of the impeller 300 respectively to increase the viscosity. A step ( S310 ) of obtaining first function data representing the relationship between the rotation speed and the torque may be performed.

여기서, 점도에 관한 데이터는 두 종류의 용액일 필요는 없으며 더 많은 종류의 용액의 점도에 대한 데이터를 확보하는 것도 가능하지만, 두 종류의 용액의 점도에 대한 데이터에 대한 보간을 통하여 충분히 높은 정확도로 임의의 용액에 대한 점도 계산이 가능하다. 이를 위해, 교반 장치에는 임펠러(300)의 종류, 용액을 수용하는 용기의 직경 및 용액의 양 중 적어도 어느 하나에 따라 구별된 실험 계수 데이터가 미리 저장되어 있고, 용액의 점도는 실험 계수 데이터에 기초하여 산출되는 것일 수 있다.Here, the data on the viscosity need not be two types of solutions, and it is possible to secure data on the viscosity of more types of solutions, but it is possible to obtain data on the viscosity of two types of solutions with sufficiently high accuracy through interpolation of the data on the viscosity of the two types of solutions. Viscosity calculations for any solution are possible. To this end, experimental coefficient data distinguished according to at least one of the type of the impeller 300 , the diameter of the container containing the solution, and the amount of the solution are stored in advance in the stirring device, and the viscosity of the solution is based on the experimental coefficient data It may be calculated by

선정된 용기, 용액 그리고 임펠러(300)를 이용해서 이 용액을 교반하되 임펠러(300)의 회전속도를 0에서 시작하여 점차적으로 높여가면서 토크를 측정할 수 있다. 이를 실제 측정한 데이터는 도 4에서 볼 수 있는데 회전속도(N)가 증가함에 따라서 임펠러(300)에 작용하는 토크(T)의 크기도 증가함을 알 수 있다. 본 실험예에서는 회전속도에 따른 토크의 변화의 양상을 볼 때 2차 다항식으로 표현하였다. 아래의 [수학식 1]에서는 다항식으로 표현하였으나 이는 토크의 변화되는 추이를 표현할 수 있는 다른 함수를 사용할 수도 있다. 용액의 점도를 산출하기 위해 제1함수 데이터를 산출하는 것은 아래의 [수학식 1]을 통해 수행되는 것일 수 있다.The solution is stirred using the selected container, solution, and the impeller 300 , but the rotation speed of the impeller 300 is started from 0 and the torque can be measured while gradually increasing it. The actual measured data can be seen in FIG. 4 , and it can be seen that as the rotational speed N increases, the magnitude of the torque T acting on the impeller 300 also increases. In this experimental example, when looking at the aspect of the torque change according to the rotation speed, it is expressed as a second-order polynomial. In [Equation 1] below, it is expressed as a polynomial, but another function that can express the change in torque may be used. Calculating the first function data to calculate the viscosity of the solution may be performed through the following [Equation 1].

Figure 112019130081209-pat00001
Figure 112019130081209-pat00001

Figure 112019130081209-pat00002
Figure 112019130081209-pat00002

Figure 112019130081209-pat00003
Figure 112019130081209-pat00003

Figure 112019130081209-pat00004
Figure 112019130081209-pat00004

Figure 112019130081209-pat00005
Figure 112019130081209-pat00005

γ : 점도γ: viscosity

Tγ(N), T : 토크T γ (N), T: torque

N : 회전 속도N: rotation speed

γ1 : 제1용액 점도γ 1 : Viscosity of the first solution

γ2 : 제2용액 점도γ 2 : Viscosity of the second solution

a1, b1, c1 : 제1용액 실험 계수a 1 , b 1 , c 1 : Experimental coefficient of the first solution

a2, b2, c2 : 제2용액 실험 계수a 2 , b 2 , c 2 : Experimental coefficient of the second solution

도 4 및 [수학식 1]을 참조하면, 다항식의 계수 f(γ), g(γ), h(γ)는 임의 함수, 즉 점도에 따라서 달라지는 계수가 된다. 서로 다른 γ값(이 경우γ12)에 대해서 Tγ(N)는 서로 다른 추이를 보이는 곡선으로 표현될 수 있다. 여기서 만일 점도 γ에 따라서 달라지는 다항식의 계수 f(γ), g(γ), h(γ)를 구할 수 있다면 임의의 점도에 대해서 회전속도와 토크 데이터를 통해서 역으로 점도를 계산하는 식을 도출하는 것이 가능하게 된다.4 and [Equation 1], the coefficients f(γ), g(γ), and h(γ) of the polynomial are arbitrary functions, that is, coefficients that vary depending on the viscosity. For different γ values (in this case, γ 12 ), T γ (N) can be expressed as a curve showing different trends. Here, if the coefficients f(γ), g(γ), and h(γ) of the polynomials that vary depending on the viscosity γ can be obtained, it is possible to derive the equation for calculating the viscosity inversely through the rotational speed and torque data for any viscosity. thing becomes possible

[수학식 1]은 점도를 알고 있는 제1용액 및 제2 용액의 회전속도(N)와 토크(T) 사이의 관계를 실험을 통하여 알 수 있다면, 임의의 용액에 대해서도 회전속도(N)와 토크(T)에 기초하여 용액의 점도를 계산할 수 있음을 보여준다. [수학식 1]은 임펠러(300)에 따라서, 용기의 종류에 따라서 또한 용액의 양에 따라서 계수가 달라질 것이므로 각각의 경우들에 대해서 실험을 진행하고, 이를 통해서 구해진 계수들을 메모리에 미리 저장해 놓아야 할 필요성이 있다. 여기서, 상기 제1용액 실험 계수와 제2용액 실험 계수가 제1함수 데이터에 포함될 수 있다.[Equation 1] is that if the relationship between the rotational speed (N) and the torque (T) of the first and second solutions of which the viscosity is known can be known through an experiment, the rotational speed (N) and It shows that the viscosity of a solution can be calculated based on the torque (T). In [Equation 1], the coefficients will vary depending on the impeller 300, the type of the container, and the amount of the solution, so an experiment is conducted for each case, and the coefficients obtained through this are stored in memory in advance. there is a need Here, the first solution experimental coefficient and the second solution experimental coefficient may be included in the first function data.

단계(S310) 다음으로, 회전속도와 모터에 공급되는 전압을 기초로 토크에 대한 회전속도와 전압의 관계를 나타내는 제2 함수 데이터를 획득하는 단계(S320)가 수행될 수 있다.After the step S310, a step S320 of obtaining second function data representing the relationship between the rotation speed and the voltage with respect to the torque based on the rotation speed and the voltage supplied to the motor may be performed.

일반적으로 교반 장치에는 회전 엔코더(rotary encoder)가 장착되어 있으므로 회전속도에 대한 정보를 얻는 것은 문제가 없다. 하지만 토크에 관한 정보는 전용 토크 센서를 장착해야 하는데 회전하고 있는 상태에서 토크를 측정하는 센서는 매우 고가이므로 일반적인 교반 장치에는 채용하기가 불가능하다.In general, since the stirring device is equipped with a rotary encoder, there is no problem in obtaining information about the rotational speed. However, for information on torque, a dedicated torque sensor must be installed, but the sensor that measures the torque while it is rotating is very expensive, so it is impossible to employ it in a general stirring device.

따라서, 용액의 점도를 계산하기 위해서 필요한 토크를 계산을 통해서 얻을 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 일반적인 DC 모터(BLDC 모터도 특성은 유사함)의 토크, 회전속도 그리고 현재 모터에 가해지는 전압 사이의 관계는 아래의 [수학식 2]와 같다.Therefore, it is intended to present a method for obtaining the torque required to calculate the viscosity of the solution through calculation. The relationship between the torque, rotational speed, and voltage applied to the current motor of a general DC motor (BLDC motors have similar characteristics) is as shown in [Equation 2] below.

Figure 112019130081209-pat00006
Figure 112019130081209-pat00006

Figure 112019130081209-pat00007
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N : 회전 속도N: rotation speed

T : 모터의 토크T: torque of the motor

D : 듀티비D: duty ratio

l, m, n : 용액 실험 계수l, m, n: solution experimental coefficients

여기서, 상기 용액 실험 계수가 제2함수 데이터로 포함될 수 있다.Here, the solution experiment coefficient may be included as the second function data.

교반 장치의 경우 모터의 구동축이 타이밍 벨트와 같은 감속기구를 매개로 해서 임펠러(300) 구동축과 연결되고 그 과정에서 베어링 등의 마찰기구로 인한 손실도 있다. 하지만 모터에 공급되는 전압과 임펠러(300) 구동축의 속도 그리고 임펠러(300)의 부하 토크 사이의 선형적인 관계는 유지한다고 볼 수 있으므로 [수학식 2]의 적용이 가능하다. 여기서, 상기 용액 실험 계수가 제2함수 데이터에 포함될 수 있다.In the case of the stirring device, the drive shaft of the motor is connected to the drive shaft of the impeller 300 through a reduction mechanism such as a timing belt, and there is also a loss due to a friction mechanism such as a bearing in the process. However, since it can be seen that the linear relationship between the voltage supplied to the motor, the speed of the driving shaft of the impeller 300 and the load torque of the impeller 300 is maintained, [Equation 2] can be applied. Here, the solution experiment coefficient may be included in the second function data.

한편, 제어부는 모터를 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 듀티비(Duty Ratio)로 제어할 수 있다. Meanwhile, the controller may control the motor with a duty ratio using a pulse width modulation (PWM) method.

구체적으로, 토크를 산출하는 것은, 상기 [수학식 2]를 통해 수행되고, 모터가 무부하인 상태에서 듀티비를 증가 또는 감소시켜서 구해진 실험 계수를 기초로 용액의 실험 계수인 m 및 n을 산출하고, 모터에 임의의 부하를 가한 상태에서 듀티비를 증가 또는 감소시켜서 구해진 실험 계수를 기초로 l을 산출하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 용액 실험 계수가 제2함수 데이터로 포함될 수 있다.Specifically, calculating the torque is performed through [Equation 2], and based on the experimental coefficients obtained by increasing or decreasing the duty ratio in a state where the motor is no load, m and n, which are the experimental coefficients of the solution, are calculated and , may include calculating l based on an experimental coefficient obtained by increasing or decreasing the duty ratio in a state where an arbitrary load is applied to the motor. Here, the solution experiment coefficient may be included as the second function data.

단계(S320) 다음으로 제1함수 데이터 및 제2함수 데이터를 기초로 임의의 용액의 점도를 산출하는 계산식을 구성하고 임의의 용액에 대한 회전속도와 전압값을 측정하여 점도를 산출하는 단계(S330)가 수행될 수 있다.Step (S320) Next, on the basis of the first function data and the second function data, a calculation formula for calculating the viscosity of an arbitrary solution is constructed, and the rotation speed and voltage value of the arbitrary solution are measured to calculate the viscosity (S330) ) can be performed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 무부하 상태에서 듀티비에 대한 회전속도 변화 그래프를 보여주는 도면이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 일정 부하 상태에서 듀티비에 대한 회전속도 변화 그래프를 보여주는 도면이다.5 is a view showing a rotation speed change graph with respect to a duty ratio in a no-load state of the motor according to an embodiment of the present invention. 6 is a view showing a rotational speed change graph with respect to a duty ratio in a constant load state of the motor according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 6을 참조하면, 제2 함수 데이터를 획득하는 단계(S320)는, 무부하(No Load) 상태에서 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 회전속도를 측정하는 단계 및 임의의 부하를 가한 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 회전속도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 그 다음으로, 토크에 대한 회전속도와 전압의 관계를 나타내는 제2 함수 데이터를 획득하는 단계가 수행될 수 있다.5 to 6 , the step of acquiring the second function data (S320) includes the steps of measuring the rotational speed while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor in a no load state and an arbitrary load. It may include measuring the rotation speed while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor. Next, a step of acquiring second function data representing the relationship between the rotation speed and the voltage with respect to the torque may be performed.

무부하(no load) 상태에서 모터에 공급되는 듀티비를 최소값(0)에서 최대값(100%)까지 바꾸면서 회전속도를 측정한다. 무부하 상태이므로 N=lT+mD+n 식은 N=mD+n와 같이 변형된다. Measure the rotation speed while changing the duty ratio supplied to the motor from the minimum value (0) to the maximum value (100%) in the no load state. Since there is no load, the expression N=lT+mD+n is transformed as N=mD+n.

도 5를 참조하면, 실제로 모터에 공급되는 듀티비를 최소(0%)에서 최대(100%)까지 바꿔가면서 측정한 회전속도와 그 데이터의 추세선을 볼 수 있다. 이 추세선에 의하면 m=14.321, n=18.579임을 알 수 있다. 토크 항의 계수 l을 구하기 위해서는 측정 데이터가 추가로 필요한 데 이때는 임의의 부하를 가한 뒤에 측정해야 한다. Referring to FIG. 5 , a trend line of the measured rotational speed and the data can be seen while changing the duty ratio actually supplied to the motor from the minimum (0%) to the maximum (100%). According to this trend line, it can be seen that m = 14.321 and n = 18.579. In order to obtain the coefficient l of the torque term, additional measurement data is required, and in this case, it should be measured after applying an arbitrary load.

도 6을 참조하면, 7kgf·cm의 부하를 교반 장치에 가한 상태에서 측정한 듀티비와 회전속도 사이의 관계와 그 추세선을 볼 수 있다. 이 데이터 상의 임의의 한 점을 N=lT+mD+n에 대입하면 l을 구하는 것이 가능하다.Referring to FIG. 6 , the relationship between the duty ratio and the rotation speed measured in a state in which a load of 7 kgf·cm is applied to the stirring device and a trend line thereof can be seen. By substituting an arbitrary point on this data into N=lT+mD+n, it is possible to obtain l.

결론적으로, 제어부가 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 모터를 제어하고, 전압은 듀티비(Duty Ratio)로서 출력되는 경우에 용액의 점도를 산출하는 것은 아래의 [수학식 3]를 이용하여 수행될 수 있다.In conclusion, when the controller controls the motor in the PWM (Pulse Width Modulation) method and the voltage is output as a duty ratio, calculating the viscosity of the solution can be performed using the following [Equation 3]. can

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Figure 112019130081209-pat00009
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γ : 점도γ: viscosity

N : 회전 속도N: rotation speed

T : 모터의 토크T: torque of the motor

D : 듀티비D: duty ratio

l, m, n : 용액 실험 계수l, m, n: solution experimental coefficients

γ1 : 제1용액 점도γ 1 : Viscosity of the first solution

γ2 : 제2용액 점도γ 2 : Viscosity of the second solution

a1, b1, c1 : 제1용액 실험 계수a 1 , b 1 , c 1 : Experimental coefficient of the first solution

a2, b2, c2 : 제2용액 실험 계수a 2 , b 2 , c 2 : Experimental coefficient of the second solution

여기에서, a1, b1, c1 및 a2, b2, c2의 계수값들은 임펠러의 종류, 용기의 종류 및 용액의 양에 따라 상이한 값을 가질 수 있다.Here, the coefficient values of a 1 , b 1 , c 1 and a 2 , b 2 , and c 2 may have different values depending on the type of the impeller, the type of the container, and the amount of the solution.

이하에서는 상기 [수학식 3]을 이용하여 용액의 점도를 측정하는 방법에 대하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, a method for measuring the viscosity of a solution using Equation 3 will be described in detail.

용액의 점도 측정 방법은 먼저, 용액을 교반하는 임펠러 및 용액을 수용하는 용기 중 적어도 어느 하나를 메모리에 저장된 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터에 기초하여 식별하는 단계(S810)가 수행될 수 있다.In the method of measuring the viscosity of the solution, first, the step of identifying at least any one of the impeller for stirring the solution and the container for accommodating the solution based on the type data related to the plurality of impellers and the container stored in the memory (S810) may be performed. .

단계(S810) 다음으로, 식별된 임펠러 및 용기 중 적어도 어느 하나에 대응하는 제1함수 데이터 및 제2함수 데이터를 기초로 용액의 점도를 산출하기 위한 계산식을 구성하는 단계(S820)가 수행될 수 있다.Step (S810) Next, the step (S820) of constructing a calculation formula for calculating the viscosity of the solution based on the first function data and the second function data corresponding to at least one of the identified impeller and the container (S820) can be performed. have.

단계(S820) 다음으로, 계산식이 구성된 용액을 교반하여 임펠러의 회전속도와 전압값을 산출하는 단계(S830)가 수행될 수 있다.Step (S820) Next, a step (S830) of calculating the rotational speed and voltage value of the impeller by stirring the solution in which the formula is composed may be performed.

단계(S830) 다음으로, 계산식에 회전속도와 전압값을 대입하여 상기 용액의 점도를 산출하는 단계(S840)가 수행될 수 있다.Step (S830) Next, a step (S840) of calculating the viscosity of the solution by substituting the rotation speed and voltage value into the calculation formula may be performed.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 용액 교반 장치를 이용한 용액의 점도 측정 방법은 용액의 회전속도와 전압값에 따른 듀티비만을 측정하여 용액의 점도를 간편하게 측정할 수 있다는 효과가 있다.The above-described method for measuring the viscosity of a solution using a solution stirring device according to an embodiment of the present invention has an effect that the viscosity of the solution can be easily measured by measuring only the duty ratio according to the rotational speed and voltage value of the solution.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 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 발명에 개시된 실시예는 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 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 교반기 본체
110: 모터
120: 제어부
130: 화면출력수단
140: 소리출력수단
200: 척유닛
300: 임펠러
310: 교반용 날
400: 지지대
500: 용기
510: 용기 식별용 표식
600: 받침부
610: 용기 식별용 판별 유닛
100: agitator body
110: motor
120: control unit
130: screen output means
140: sound output means
200: chuck unit
300: impeller
310: blade for stirring
400: support
500: courage
510: mark for container identification
600: support
610: determination unit for container identification

Claims (8)

용액의 점도를 측정하는 교반 장치에 의하여 용액의 점도를 측정하는 방법에 있어서,
상기 교반 장치는 메모리를 포함하되,
상기 메모리는, 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터;
상기 복수개의 임펠러 및 용기 각각에 대하여, 점도를 알고 있는 2 이상의 용액을 각각 상기 임펠러의 회전속도를 증가 또는 감소시키면서 교반하여 획득되는 점도에 대한 회전속도와 토크의 관계를 나타내는 제1함수 데이터; 및
상기 복수개의 임펠러 및 용기 각각에 대하여, 무부하(No Load) 상태에서 상기 임펠러를 구동시키는 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도와 임의의 부하를 가한 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도를 기초로 획득되는 토크에 대한 회전속도와 전압의 관계를 나타내는 제2함수 데이터가 저장된 것이고,
점도 측정의 대상인 용액을 교반하는 임펠러 및 상기 용액을 수용하는 용기 중 적어도 어느 하나를 상기 메모리에 저장된 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터에 기초하여 식별하는 단계;
상기 식별된 임펠러 및 용기 중 적어도 어느 하나에 대응하는 제1함수 데이터 및 제2함수 데이터를 기초로 상기 용액의 점도를 산출하기 위한 계산식을 구성하는 단계;
상기 계산식이 구성된 용액을 교반하여 상기 임펠러의 회전속도와 전압값을 측정하는 단계; 및
상기 계산식에 측정된 회전속도와 전압값을 대입하여 상기 용액의 점도를 산출하는 단계를 포함하는, 용액 점도 측정 방법.
In the method of measuring the viscosity of a solution by a stirring device for measuring the viscosity of the solution,
The stirring device includes a memory,
The memory may include type data related to a plurality of impellers and containers;
For each of the plurality of impellers and containers, the first function data representing the relationship between the rotational speed and the torque with respect to the viscosity obtained by stirring two or more solutions of known viscosity while increasing or decreasing the rotational speed of the impeller, respectively; and
For each of the plurality of impellers and containers, increase or decrease the voltage supplied to the motor for driving the impeller in the no-load state while increasing or decreasing the measured rotational speed and the voltage supplied to the motor to which an arbitrary load is applied. The second function data representing the relationship between the rotation speed and the voltage with respect to the torque obtained based on the rotation speed measured while decreasing is stored,
identifying at least one of an impeller for stirring a solution subject to viscosity measurement and a container for accommodating the solution based on type data related to a plurality of impellers and containers stored in the memory;
constructing a calculation formula for calculating the viscosity of the solution based on the first function data and the second function data corresponding to at least one of the identified impeller and the container;
measuring the rotation speed and voltage value of the impeller by stirring the solution comprising the formula; and
Comprising the step of calculating the viscosity of the solution by substituting the measured rotation speed and voltage value in the calculation formula, the solution viscosity measuring method.
제1항에 있어서,
상기 제1함수 데이터는 아래의 [수학식 1]을 통해 산출되는 제1용액 실험 계수 및 제2용액 실험 계수를 포함하는 것인, 용액 점도 측정 방법.
[수학식 1]
Figure 112019130081209-pat00010

Figure 112019130081209-pat00011

Figure 112019130081209-pat00012

Figure 112019130081209-pat00013

γ : 점도
Tγ(N), T : 토크
N : 회전 속도
γ1 : 제1용액 점도
γ2 : 제2용액 점도
a1, b1, c1 : 제1용액 실험 계수
a2, b2, c2 : 제2용액 실험 계수
According to claim 1,
The first function data is a solution viscosity measuring method including the first solution experimental coefficient and the second solution experimental coefficient calculated through the following [Equation 1].
[Equation 1]
Figure 112019130081209-pat00010

Figure 112019130081209-pat00011

Figure 112019130081209-pat00012

Figure 112019130081209-pat00013

γ: viscosity
T γ (N), T: torque
N: rotation speed
γ 1 : Viscosity of the first solution
γ 2 : Viscosity of the second solution
a 1 , b 1 , c 1 : Experimental coefficient of the first solution
a 2 , b 2 , c 2 : Experimental coefficient of the second solution
제1항에 있어서,
상기 모터는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 이용하여 듀티비(Duty Ratio)로 출력이 제어되는 것인, 용액 점도 측정 방법.
According to claim 1,
The motor is a method of measuring the viscosity of a solution, the output is controlled by a duty ratio (Duty Ratio) using a PWM (Pulse Width Modulation) method.
제1항에 있어서,
상기 제2함수 데이터는 아래의 [수학식 2]를 통해 산출되는 실험 계수를 포함하는 것인, 용액 점도 측정 방법.
[수학식 2]
Figure 112019130081209-pat00014

Figure 112019130081209-pat00015

N : 회전 속도
T : 모터의 토크
D : 듀티비
l, m, n : 용액 실험 계수
According to claim 1,
The second function data will include the experimental coefficient calculated through the following [Equation 2], the solution viscosity measuring method.
[Equation 2]
Figure 112019130081209-pat00014

Figure 112019130081209-pat00015

N: rotation speed
T: torque of the motor
D: duty ratio
l, m, n: solution experimental coefficients
제4항에 있어서,
상기 용액의 점도를 산출하는 것은 아래의 [수학식 3]을 이용하여 수행되는 것인, 용액 점도 측정 방법.
[수학식 3]
Figure 112019130081209-pat00016

Figure 112019130081209-pat00017

γ : 점도
N : 회전 속도
T : 모터의 토크
D : 듀티비
l, m, n : 용액 실험 계수
γ1 : 제1용액 점도
γ2 : 제2용액 점도
a1, b1, c1 : 제1용액 실험 계수
a2, b2, c2 : 제2용액 실험 계수
5. The method of claim 4,
Calculating the viscosity of the solution is to be performed using the following [Equation 3], the solution viscosity measuring method.
[Equation 3]
Figure 112019130081209-pat00016

Figure 112019130081209-pat00017

γ: viscosity
N: rotation speed
T: torque of the motor
D: duty ratio
l, m, n: solution experimental coefficients
γ 1 : Viscosity of the first solution
γ 2 : Viscosity of the second solution
a 1 , b 1 , c 1 : Experimental coefficient of the first solution
a 2 , b 2 , c 2 : Experimental coefficient of the second solution
임펠러를 이용하여 용액의 점도를 측정하는 교반 장치에 있어서,
상기 임펠러를 회전시키기 위한 모터;
상기 모터의 구동을 제어하는 제어부; 및
메모리를 포함하고,
상기 메모리는, 복수개의 임펠러 및 용기에 관련된 종류 데이터;
상기 복수개의 임펠러 및 용기 각각에 대하여, 점도를 알고 있는 제1 용액 및 제2 용액을 각각 임펠러의 회전속도를 증가 또는 감소시키면서 교반하여 획득되는 점도에 대한 회전속도와 토크의 관계를 나타내는 제1함수 데이터; 및
상기 복수개의 임펠러 및 용기 각각에 대하여, 무부하(No Load) 상태에서 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도와 임의의 부하를 가한 모터에 공급되는 전압을 증가 또는 감소시키면서 측정된 회전속도를 기초로 획득되는 토크에 대한 회전속도와 전압의 관계를 나타내는 제2함수 데이터가 저장된 것인, 용액 점도 측정 교반 장치.
In the stirring device for measuring the viscosity of a solution using an impeller,
a motor for rotating the impeller;
a control unit for controlling driving of the motor; and
including memory,
The memory may include type data related to a plurality of impellers and containers;
For each of the plurality of impellers and containers, a first function representing the relationship between rotational speed and torque for viscosity obtained by stirring the first and second solutions of known viscosity while increasing or decreasing the rotational speed of the impeller, respectively data; and
For each of the plurality of impellers and containers, the rotation speed measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor in a no-load state and the rotation measured while increasing or decreasing the voltage supplied to the motor to which an arbitrary load is applied The second function data representing the relationship between the rotational speed and the voltage with respect to the torque obtained based on the speed is stored, the solution viscosity measuring stirring device.
제6항에 있어서,
상기 용기에는 상기 용기의 종류를 식별할 수 있도록 용기 식별용 표식이 결합되고,
상기 교반 장치는 상기 용기 식별용 표식을 인식하여 상기 용기의 종류가 식별되도록 하는 용기 식별용 판별 유닛을 포함하는, 용액 점도 측정 교반 장치.
7. The method of claim 6,
The container is coupled with a mark for container identification so as to identify the type of the container,
The stirring device includes a container identification discrimination unit for recognizing the container identification mark to identify the type of the container, the solution viscosity measuring stirring device.
제7항에 있어서,
상기 용기 식별용 표식은 RFID 태그이고,
상기 용기 식별용 판별 유닛은 상기 RFID 태그에 저장된 정보를 읽어내는 리더인, 용액 점도 측정 교반 장치.
8. The method of claim 7,
The mark for identifying the container is an RFID tag,
The determination unit for container identification is a reader for reading information stored in the RFID tag, a solution viscosity measuring and stirring device.
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