KR20010022091A - 드로틀 포인트 측정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드로틀 포인트를 측정하기 위한 장치와 방법에 관한 것이며, 또한 방법은 다음과 같은 과정을 포함한다:

펌프(12)를 이용해서 압력하에 유체로 드로틀 포인트(10)를 가압하고,

펌프(12)의 운전 특성값을 감지하고 저장하며,

평가 유니트(20)로 운전 특성값을 주입하고,

운전 특성값을 평가 유니트(20)에서 저장되는 하나의 기준특성곡선과 비교하며,

마지막으로 드로틀 값을 출력한다.

Description

드로틀 포인트 측정 방법 및 장치{Method and device for measuring a throttle point}

일반적으로 드로틀 포인트, 특히 보어, 니들 또는 드로틀을 측정하는 경우, 기계적 또는 광학적 측정방법이 사용되지만, 측정할 드로틀 밸브가 매우 소형일 경우에는 적용의 어려움이 있다. 따라서, 예를 들어 독일 특허 DE-OS 196 36 431호에 공개된 것처럼 새로운 방법의 개발이 요구되었다. 이와 동시에 탱크의 공기배출장치의 기능성을 시험하기 위한 장치와 방법을 다루며, 또한 다음과 같은 기본 개념을 그 근거로 하고있다:

압력원(pressure souce)으로 탱크의 공기배출장치가 가압되며, 또한 세팅된 압력이 펌프의 운전 특성값에 비례하도록 되어 있다. 탱크 또는 탱크의 공기배출장치에 누수(leak)가 발생되고, 누수에 따라서 다른 압력이 조정되며, 이러한 압력조정은 예를 들어 전류, 전압 그리고 회전수 등과 같은 압력원의 운전 특성값을 생성시킨다. 따라서 운전 특성값을 감지하여 탱크에서의 누수를 제어한다. 적합한 기준누수(reference leak)와의 비교를 통해서 추적하고 있는 누수가 기준누수 보다 큰지 또는 작은지를 결정한다. 그러나 누수의 질(qualitative)적인 값은 측정할 수 있으나, 누수의 양(quantitative)적인 값은 결정할 수가 없다.

본 발명은 독립 청구항에 따른, 드로틀 포인트를 측정하기 위한 장치와 방법에 관한 것이다.

도 1 에서는 도식적이며 논리적인 방법의 상황을 포함한 제 1 실시예를 도시한 도면.

도 2 에서는 평가 유니트의 도면 또는 평가 유니트를 제외한 또다른 실시예의 도시도.

도 3 에서는 부가적인 요소로서 선접속하는 AD-변환기를 포함한 평가 유니트의 제 3 실시예를 도시한 도면.

주요 청구항을 포함한 본 발명의 방법은, 특히 보어, 니들, 드로틀 또는 누수등, 드로틀 포인트의 질적인 측정방법 뿐만 아니라 양적인 측정방법이 가능하다는 장점이 있다. 펌프의 적어도 하나 이상의 운전 특성값(working characteristic value)의 감지와 이 특성값의 저장, 그리고 두개의 기준 드로틀(reference throttle)에서의 적어도 두개 이상의 기준 운전 특성값(reference working characteristic value)의 부가적인 감지와 저장을 통해서 운전 특성값과 평가 유니트에서 처리가능한 기준 운전 특성값을 비교하여 양적인 드로틀의 값의 결과를 얻게 하는 방법이 나온다.

종속항에서 제공하고 있는 처방을 통해서 주요 청구항에 따른 유리한 개선이 가능하다.

기준 드로틀에서의 적어도 하나 이상의 기준 운전 특성값은 측정할 드로틀 포인트 앞에서 얻을때 유리한데, 왜냐하면 하나 또는 다수의 실제적인 측정이 되기 전에 운전 특성값을 드로틀 값에 대응시키는 게이지 값을 읽을 수 있거나, 또는 시스템이 이전의 게이지 값과 관계해서 변경되었는지, 아니면 이전의 게이지 값이 사용되었는지의 유무를 시험할 수 있기 때문이다.

적어도 두개 이상의 기준 운전 특성값이 측정할 드로틀 포인트 앞에서 얻어지며, 측정할 원래의 드로틀 위치의 측정과 연결되어 직접 드로틀 값이 출력되어, 직접 결과를 얻게 된다.

상기의 방법이 자동화된 가공 공정 상에 적용되어, 최대한 동일한 드로틀의 대량생산이 가능하며, 또한 기준 운전 특성값이 단 한번 감지하고, 이어서 다수의 측정할 드로틀 포인트와 서로 비교가 시도될 때에 장점을 갖는다. 기준 데이타가 이미 알려지게 되어, 기준 드로틀과 원래의 드로틀을 반복 측정할 필요가 없기 때문에 드로틀 값은 고도의 시간 절약으로 매우 빨리 결정될 수 있다.

이 방법의 고유의 물리적인 개념은 바로 기준 드로틀의 압력을 측정할 드로틀 포인트의 압력과 비교하는 것이다. 압력 감지 그 자체가 부가적인 기술적 비용을 말하는 것이기 때문에 알려진 바와 같이 펌프의 운전 특성값을 감지할 때, 운전 특성값과 조정될 압력 사이에서 일반적으로 비례적인 상호관계가 성립되기 때문에 큰 장점을 갖는다. 따라서 문제시 되는 펌프의 운전 특성값은 바로 펌프에 흐르는 전류, 펌프에 걸리는 전압 또는 펌프의 회전수가 된다. 정확한 그리고 재생 가능한 측정결과에 도달하기 위해서 기준 드로틀 또는 측정할 드로틀에서 일정한 동압(dynamic pressure)이 세팅(또는 결정)하여 운전 특성값을 맨 먼저 감지하는 것이 중요하다.

만약 방법이 실행되어 기준 드로틀이 측정회로에서 분리된 분리회로에서 측정될 수 있는 장점을 가지고 있다. 이를 통해서 기준 드로틀과 측정할 드로틀 포인트가 서로 독립적으로 교환될 수 있다. 이러한 것은 특정한 드로틀 포인트의 값이 이전 것에 의해서 평가되지 않으므로, 이상적인 방법으로서 측정할 위치의 값에 미치는 영향이 없다는 장점을 갖는다. 다른 측면에서 측정할 드로틀 포인트의 기하학적 형태를 본 발명적으로 어느정도 평가할 수 있므로써, 기준 드로틀이 동일한 장소에서 측정할 드로틀 포인트와 같이 측정될 때, 값 비싼 기준 측정이 제외된다는 장점을 가지고 있다. 따라서 적당한 두 측정회로의 분리회로 사이에서 작용하는 변환 접속 메카니즘이 제외될 수 있다.

기준 드로틀과 측정할 드로틀 포인트의 서로 다른 기하학적 형태가 될 경우에는 부정확한 결과가 나올수 있다. 따라서 만약 평가될 때에 운전 특성값, 기준 운전 특성값 또는 적어도 하나 이상의 교정계수(coefficient of correction)와 가중항으로 이루어진 값이 교정될 수 있다는 장점이 있다. 따라서 기계를 통해서 기준 드로틀의 특정공식에 의해서 실현되는 방법은 측정할 여러 드로틀 포인트에서 서로 다른 기하학적 형태를 갖는 경우에 사용된다.

드로틀 값을 얻기 위해 장치 프로세스를 통해서나, 또는 논리적 비교에 의해서 또는 특성곡선을 기준 운전값에 맞추므로써 얻게 된다. 따라서 후자는 방법의 정확성이 증가하기 때문에 장점을 가지고 있다. 이 방법의 정확성에 대한 부가적인 상승은 다수의 기준 드로틀을 가능한 여러번 측정하므로써 도달하게 된다.

방법에 대한 또다른 유리한 변형예로서 평가 유니트에서 처리되는 기준 특성곡선(referenz characteristic curve)의 의해 측정결과가 평가되도록 하는 것이다. 이를 통해 정확히 기준 드로틀에 되돌아 갈 필요 없이도 다수의 드로틀 포인트가 측정가능하다. 서로 다른 기하학적 형태로 된 측정할 드로틀 포인트의 사전 게이지로 변환할 필요없이, 다수의 기준 특성 곡선을 평가 유니트에서 오류없이 처리가 가능하도록 하는 장점을 가지고 있다. 이러한 방법의 변형예에 의해 특히 사용자에 친숙한 형태가 되며, 또한 복잡하고 또한 오래 걸리는 게이지 측정이 제외될 수 있다

상기의 방법을 실현시키기 위해서 적절한 장치에 대한 여러가지의 실시예를 고려할 수 있다. 특히 연산과 출력의 드로틀 값이 가능한 신속하고 그리고 자동적으로 진행되는 장치가 특히 중요하며 상당히 장점을 가지고 있다. 따라서 필수적으로 갖추어야 하는 제 2 기준 드로틀 주위로 측정할 드로틀 포인트의 양적인 결정을 위해 기준 운전 특성값을 저장하기 위한 메모리를 포함하는 평가 유니트가 요구된다. 그리고 처리된 값을 기준으로 논리회로에 의해 드로틀 포인트값을 계산한다. 계산된 결과를 출력하기 위해 출력장치와 연결되는 것 처럼, 메모리와 논리회로는 반드시 연결되어야 한다.

더나아가서 메모리가 기준 특성곡선의 처리를 위해서 존재할 때 유리하다. 베인 펌프(vane pump)의 사용은 특히 유리한데, 왜냐하면 압력과 운전 특성값, 특히 펌프의 모터로 흐르는 전류들과의 매우 정확한 상호관계(또는 함수관계)를 가지고 있기 때문이다. 그리고 이러한 정확한 상호관계에 의해 높은 측정 정확도에 도달하게 된다.

압력하에 유체로 가압되는 측정회로에서의 적어도 하나 이상의 분리회로로 접속변환을 시키기 위해서는 서로 다른 밸브가 문제시 된다. 따라서 유리한 변환장치로서 자기밸브가 사용된다.

평가 유니트로 유입되는 데이타가 디지탈의 형태가 될 때에 가장 유리하다. 디지탈 형태는 적절한 AD-변환기에 의해서 이루어지며, 완전히 감지된 데이타 공식이 디지탈의 기초로 작업하는 기계에서 사용될 때 또다른 장점을 얻게 된다.

도면에서는 본 발명의 장치에 대한 세가지 실시예가 도시되어 있으며 이는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.

도 1 에서 도시한 제 1 실시예는 드로틀 포인트(10) 또는 펌프(12)를 구비하고 있으며, 이 펌프(12)는 전기 모터와 베인(vane)(14)으로 이루어져 있다. 그밖에 적어도 두개 이상의 기준 드로틀(18,19)이 구비되어 있으며, 이 두개의 기준 드로틀(18, 19)이 드로틀 포인트(10)처럼 동일한 위치에서 펌프(12)와 연결된다. 이러한 연결중에 하나가 최고의 고압축력에 따른 압축비를 갖도록 실행한다. 예를 들어서 나사식 플랜지 연결이 이상적이며, 간단한 관연결 또한 적당하다.

더나아가서 펌프(12)의 운전 특성값을 감지하는 측정 장치(32)는 펌프(12)의 모터(16)와 연결된다. 측정장치(32)와 평가 유니트(20)가 연결되어 있으며, 이 평가 유니트(20)는 또다시 다수의 콤포넌트를 구성하고 있다. 평가 유니트(20)는 운전 특성값을 수용하는 제 1 메모리(24)와 그리고 기준 운전 특성값을 수용하는 제 2 메모리를 포함하고 있다. 상기 두 메모리(24, 26)는 다음의 다른 실시예에서 유일한 하나의 메모리(22)로 축약하기로 한다. 이어서 드로틀 값을 얻기 위해서 필요한 데이타가 처리되고 또한 저장된다. 따라서 평가 유니트(20)에서는 메모리(26)에서 처리되는 기준 운전 특성값과 메모리(26)에서 처리되는 기준특성곡선이 서로 맞도록 하고 있다.

예를 들어서 운전 특성값이 기계중의 하나를 사용하는 작업자에 의해서 처리되며, 또한 계속된 평가도 또한 상기 작업자에 의해서 실행되기 위해 전체 평가가 당연히 간단하게 실현된다.

평가 유니트(20)와 출력장치(30)는 평가 유니트(20)에 의해서 얻어진 드로틀 값의 출력을 위해 연결된다.

기준 운전 특성값을 수용하기 위해서 메모리(24)는 기준 운전 특성값을 특성곡선로 또는 특성 패밀리(family of chracteristics)로서 처리할 수 있다.

펌프(12)의 베인(14)은 도 1에서 베인펌프로 도시되어 있으며, 또한 베인펌프는 장치로서 시도되는 방법을 위해 특히 적당하도록 도시되어야 한다.

도 1 에서 도시된 제 1 실시예에 대해 기술하고 있는 방법은 다음과 같이 실행된다. 펌프(12)에 의해 발생하는 압력으로 유체에 의해 드로틀 포인트(10)가 가압되며, 이와 동시에 압력은 당연히 과압 뿐만 아니라 부압을 의미하며, 적어도 하나 이상의 펌프의 운전 특성값을 감지하고 저장한다. 제 2 기준 드로틀(18, 19)의 적어도 두개 이상의 기준 운전 특성값을 감지하여 저장하므로써 적어도 하나 이상의 측정된 운전 특성값이 평가 유니트(20)에서 기준 운전 특성값과 비교되는 방법을 얻게 되고, 따라서 드로틀 포인트(10)의 값이 나오며, 또한 이 값을 출력장치(30)로 출력하도록 하고 있다.

하나 뿐만 아니라 적어도 두개 이상의 기준 드로틀(18, 19)을 사용하므로써 측정할 드로틀 포인트(10) 값의 양적인 결과가 나오도록 하는 방법을 얻게 된다. 도 1 에 도시한 제 1 실시예의 장치에 의해서 방법이 실시되어, 기준 드로틀(18, 19)과 드로틀 포인트(10)가 임의의 순서대로 측정된다.

특히 기준 드로틀(18)의 기준 운전 특성값은 측정할 드로틀 포인트(10) 앞에서 얻어진다.

감지되고 또한 저장된 기준 드로틀(18, 19)의 기준 운전 특성값은 측정할 다수의 드로틀 포인트(10)의 운전 특성값과 비교하기 위해서 유도된다.

감지할 펌프(12)의 운전 특성값으로서:

- 펌프(12)에 의해서 구동되는 모터(16)에 흐르는 전류,

- 펌프(12)는 모터(16)에 걸려있는 전압, 또는

- 모터(16)의 회전수와 상기 세가지 값의 임의적인 조합된 값이 제공된다.

감지된 운전 특성값으로 드로틀 포인트(10)의 값을 가능한 정확히 얻어내기 위해서, 드로틀 포인트(10)에서 일정한 동압이 세팅될 때, 맨처음 상기의 세가지 운전 특성값의 감지가 필요하다. 이렇게 감지된 데이타는 평가 유니트(20)로 전송되고, 평가 유니트에 구비된 메모리(24, 26)에 의해서 처리된다. 논리 회로(28)는 두개의 메모리에 엑세스(access)되며, 그리고 그 내부에서 처리된 데이타는 측정할 드로틀 포인트(10)의 값이 얻어지도록 하며, 또한 출력장치(30)에 의해 출력되도록 조합된다. 데이타의 조합은 여러가지 방법으로 실행된다. 논리 회로(28)는 장치 프로세스, 즉 드로틀 포인트값의 논리적인 비교를 통해서 결정되거나, 또는 특성곡선을 기준 운전 특성값에 맞추고, 또한 특성 곡선의 보간(interpolation)과 외삽(extrapolation)을 통해서 드로틀 포인트(10) 값으로 종결되도록 하는 장치 프로세스를 실행하게 된다.

도 2 에서는 제 2 실시예가 도시되어 있으나, 여기서는 완전히 갖춘 평가 유니트(20)와 출력장치(30)는 도시되지 않는다. 동일한 부분의 제 1 실시예에 대해 동일한 표시번호가 구비된다. 제 2 실시예는 제 1 실시예와 다음과 같이, 즉 베인(14)은 펌프(12)의 한 부분으로서 자기 밸브(42)에 의해 선택적으로 연결되며, 또한 분리회로(40)에 의해서 측정할 드로틀 포인트(10)와 기준 드로틀(18,19)이 연결되는 확실한 차이점이 있다.

상기에 따라 자기 밸브(42)에 의해 드로틀 포인트의 측정과 두개의 기준 드로틀(18,19)의 측정 사이에서 변환 접속할 수 있기 때문에 또 다른 방법적인 변형이 나온다.

도 1 과 도 2 의 두 실시예로 또다른 방법 변형이 실행되며, 이 방법의 경우 기존의 기준 특성 곡선, 즉 직접적으로 방법의 각각의 사용자에 의해서 조정되는 기준 특성 곡선이 평가 유니트(20)의 메모리(24, 26)중의 하나에 저장되어, 기준 드로틀(18,19)의 사전 측정없이 기준 드로틀(18, 19)에 의해 값이 결정되도록 하는 것이다.

이제까지 설명된 변형된 모든 방법의 실시에서 교정 메카니즘이 고려되며, 이 교정메카니즘이 측정할 드로틀 포인트(10)의 서로 다른 기하학적 형태를 연산 수행하도록 하고 있다. 또한 이 교정 메카니즘은 메모리(24, 26)의 하나에 저장되며, 그리고 교정계수와 가중항 또는 다수의 기준 특성곡선일 수가 있다.

도 3 에서는 AD-변환기(44)가 도시되어 있으며, 이 AD-변환기(44)는 평가 유니트(20)의 부가적인 요소로서 선접속된다. 이에 따라 전체 입력데이타의 디지탈화를 가능하게 하는 또다른 변형된 방법이 나오게 된다.

Claims (16)

1. 드로틀 포인트(10)를 측정하기 위한 방법에 있어서,

   펌프(12)를 이용해서 압력하의 유체로 드로틀 포인트(10)를 가압하고,

   펌프(12)의 적어도 하나 이상의 운전 특성값을 감지하고 저장하며,

   두개의 기준 드로틀(18, 19)의 적어도 두개 이상의 기준 운전 특성값을 감지하고 저장하고,

   운전 특성값을 기준 운전 특성값과 평가 유니트(20)에서 비교하여, 드로틀 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 드로틀(18)에서의 적어도 하나 이상의 기준 운전 특성값이 측정할 드로틀 포인트(10) 앞에서 얻어지는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 기준 드로틀(18, 19)에서 감지되고 저장된 기준 운전 특성값과 분리되어 있고 측정할 다수의 드로틀 포인트(10)의 운전 특성값과 비교하기 위해 유도되는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 펌프(12)에 의해 구동되는 모터(16)로 흐르게 되는 전류, 모터(16)에 걸리는 전압, 그리고 모터(16)의 회전수가 운전 특성값으로 감지되는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 운전 특성값은 일정한 동압이 세팅될 때에 감지되는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기준 드로틀(18, 19)은 특히 압력하의 유체로 가압되는 적어도 하나 이상의 측정회로의 분리회로(40)에 장착되며, 기준 운전 측정값을 얻기 위해서 분리회로(40)로 변환접속되는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
7. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 기준 드로틀(18, 19)은 측정할 드로틀 포인트(10)처럼 동일한 위치에서 측정되는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,

   평가될 때에 운전 특성값과 기준 운전 특성값은 적어도 하나 이상의 교정계수와 가중항에 의해서 교정되며, 교정계수는 기준 드로틀(18, 19)과 측정할 드로틀 포인트(10)의 서로 다른 기하학적인 형태를 연산하는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 평가 유니트(20)에서 하나의 특성 곡선이 기준 운전특성 곡선값에 맞추고, 또한 특성곡선에 의해서 측정할 드로틀 포인트(10)의 값이 얻어지게 되는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 방법.
10. 드로틀 포인트(10)를 측정하기 위한 방법에 있어서,

    펌프(12)를 이용해서 압력하에 유체로 드로틀 포인트(10)를 가압하고,

    펌프(12)의 운전 특성값을 감지하고 저장하며,

    평가 유니트(20)로 운전 특성값을 주입하고,

    운전 특성값을 평가 유니트(20)에서 저장하여, 운전 특성값과 드로틀 값 사이의 관계를 재생하는 적어도 하나 이상의 기준 특성 곡선과 비교되며,

    마지막으로 드로틀 값을 출력하는 것을 특징으로하는 드로틀 포인트 측정 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 다수의 기준 특성곡선이 평가 유니트(20)에서 처리되며, 또한 평가 유니트가 측정할 드로틀 포인트(10)의 서로 다른 기하학적 형태를 연산하는 것을 특징으로하는 드로틀 포인트 측정 방법.
12. 펌프(12), 적어도 하나 이상의 펌프(12)의 운전 특성값을 감지하기 위한 측정장치(32) 및, 기준 드로틀(18)을 포함하는 드로틀 포인트(10) 측정 장치에 있어서,

    적어도 하나 이상의 제 2 기준 드로틀(19)을 구비하고, 평가 유니트(20)가 운전 특성값을 저장하기 위해 적어도 하나 이상의 제 1 메모리(24)를 구비하고 있으며, 기준 운전 특성값을 저장하기 위해서 제 2 메모리(26)를 구비하고, 또한 드로틀 포인트값을 연산하는 논리회로(28)를 구비하고 있으며, 이 논리회로(28)가 메모리(24, 26)와 출력장치(30)를 연결하는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 장치.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 메모리(24)에서 기준 운전 특성값을 저장하기 위해서 기준 운전 특성값이 특성 곡선 또는 특성 패밀리에 저장되는 것을 특징으로하는 드로틀 포인트 측정 장치.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,

    상기 펌프(12)가 전기 모터(16)에 의해서 구동되며, 또한 베인펌프는 베인(14)으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 장치.
15. 제 6 항의 방법을 실시하기 위한 장치 또는 제 12 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 압력하의 유체로 가압되는 적어도 하나 이상의 측정장치의 분리회로(40)로 변환접속하기 위해 자기밸브(42)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 드로틀 포인트 측정 장치.
16. 제 12 항에 있어서,

    상기 측정장치와 평가장치(20)가 운전 특성값을 디지탈화 하기 위해서 AD-변환기(44)를 구비하고 있는 것을 특징으로하는 드로틀 포인트 측정 장치.