KR20040002432A - 입상 물질의 국부적인 조밀도를 평가하는 방법 및 시스템 - Google Patents

입상 물질의 국부적인 조밀도를 평가하는 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20040002432A
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씨.알.에프. 쏘시에타 컨서틸 퍼 아지오니
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Abstract

본 발명에 따른 조밀도 평가 방법에 있어서는, 용량성 센서(5)가 용기(3)의 소정 영역에 배치되고, 이 용기 내에는 상기 용량성 센서(5)와 접촉하도록 입상 물질(2)이 공급되며, 이 입상 물질(2)을 공급함으로써 야기된 상기 용량성 센서(5)의 임피던스가 평가된다. 본 발명에 따른 조밀도 평가 방법은 금속 주물 제조용 틀 내의 모래의 조밀도를 평가하는 데에 특히 유용하다. 본 발명의 평가 시스템은 유전체의 변화를 감지하는 플레이트(9, 10)에 의하여 형성된 용량성 센서(5)와, 상기 입상 물질(2)이 용기(3) 내로 공급될 때 상기 플레이트(9, 10)의 캐패시턴스, 또는 보다 일반적으로는 상기 시스템(1)의 총 임피던스를 나타내는 컨디셔닝 및 컨트롤 회로를 구비한다. 한 가지 실시예에 있어서, 상기 용량성 센서(5)의 플레이트(9, 10)은 복수 개의 인터레이싱 세그먼트(12, 13)를 구비하는 콤(combs)으로 형성되어 강성 또는 유연성 지지체(16) 상에 배치된다.

Description

입상 물질의 국부적인 조밀도를 평가하는 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR EVALUATING LOCAL COMPACTNESS OF A GRANULAR MATERIAL}
본 발명은 입상 물질의 국부적인 조밀도를 평가하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
샌드 캐스팅(sand casting)은 주물 작업에서 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나로서, 수년에 걸쳐 개발되어 이제는 양호한 치수 정밀도의 고도로 복잡한 부품을 주조하기 위한 주형을 얻는 광범위하게 다른 수많은 방법들이 존재한다. 이러한 관점에서 가장 진보된 방법은 "로스트 폼 캐스팅(Lost Foam Casting)"인 것으로 알려져 있다.
모든 샌드 캐스팅법의 공통 분모는 금속을 지지하는 성형 가능한 재료로 모래를 사용한다는 것으로서, 모래가 필요한 주물의 "음형(negative)"을 형성한다. 그러나, 특히 복잡한 주형의 경우에, 모형(궁극적으로는 완성 부품의 하부측 요부(凹部) 또는 공동을 형성함) 내의 모든 틈새에 모래를 적절한 조밀도로 확실하게 채우는 것은 어렵다. 더욱이, 로스트 폼 캐스팅에 있어서는, 모래에 중합체 결합제가 부가되지 않으므로, 주형은 주로 모래 자체의 조밀도에 의존한다.
모든 중공부에 모래가 확실히 완전하게 채워지도록 하기 위해서, 모래가 모든 공동 및 틈새로 흘러 들어가도록 모형 및 모래를 담는 틀에 기계적인 진동을 가하고, 틀에 완전히 채운 후에는 모래를 적절히 다져야 하며, 이들 조건 중 어느 하나라도 만족되지 않으면, 품질이 손상되고 완성된 주물의 불량이 초래될 수 있다.
현재, 틀 내의 모래의 조밀도를 평가하는 오직 한 가지 방법은 틀의 진동을 특성화하고 제어하는 것에 의존하고 있다. 그러나, 그러한 방법은 여전히 부적절한 국부적 조밀도 또는 채움에 의하여 야기되는 개별적인 주물 결함에 대한 보장이 되지 못하며, 특히 매우 복잡한 주형에 있어서의 불확실성으로 인하여 대량의 불량품이 나올 수도 있다.
미국 특허 제5,996,681호는 캐스팅 주형 품질 관리 시스템을 개시하고 있는데, 이 시스템에서는 주물의 결함을 방지하기 위하여 접근 센서를 사용하여 주형들을 측정하지만, 모래 조밀도 평가를 위한 설비는 마련되어 있지 않다.
본 발명의 목적은 주물사, 좀더 일반적으로 말하자면, 용기 내에 있는 입상 물질의 조밀도를 국부적으로 직접 평가하며, 신뢰성이 매우 높고 저렴한 조밀도 평가 방법 및 시스템을 제공함으로써, 당해 기술 분야에 알려진 상태의 결함들을 제거하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따라 용량성 센서를 사용하여 입상 물질의 조밀도를 평가하는 시스템을 보여주는 도면.
도 2는 도 1의 시스템의 용량성 센서의 감지부를 구성하는 2 이상의 감지 플레이트의 제1의 기하학적 구조를 보여주는 도면.
도 3은 도 2의 세부의 부분적인 확대 단면도.
도 4는 및 도 5는 감지 플레이트의 다른 두 가지 기하학적 구조를 보여주는 도면.
도 6은 감지 플레이트의 다른 기하학적 구조를 보여주는 도면.
도 7은 도 6의 감지 플레이트의 정면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: (평가) 시스템
2: 입상 물질
3: 용기
5: (용량성) 센서
6: (컨디셔닝 및 컨트롤) 회로
8: 캐패시터
9, 10: 플레이트
19, 20: 원통(플레이트)
본 발명에 따르면, 용기 내부의 입상 물질의 국부적인 조밀도를 평가하는 방법으로서,
용량성 센서와, 이 용량성 센서의 조건화 및 제어를 위한 컨디셔닝 및 컨트롤 회로를 구비하고, 상기 용량성 센서의 임피던스의 변화를 평가할 수 있는 조밀도 평가 시스템을 구성하는 단계와;
상기 용량성 센서를 상기 입상 물질의 조밀도가 평가될 상기 용기의 영역 내에 배치하는 단계와;
상기 용기 내로 입상 물질을 공급하여 상기 용량성 센서와 접촉되게 하는 단계와;
상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로를 사용하여, 상기 용량성 센서의 임피던스, 특히 이 임피던스의 용량성 성분을 기초로, 상기 용량성 센서에 접촉하거나 밀접하게 근접한 입상 물질의 국부적인 조밀도를 직접 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적인 조밀도 평가 방법이 마련된다.
더 구체적으로 말하자면, 임피던스의 변화는 입상 물질의 특성에 직접 비례하는 상기 용량성 센서의 용량성 성분의 변화에 주로 관련된다.
상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로는 상기 용량성 센서 본체와 별체이거나 또는 이 본체에 일체화된 것일 수 있다.
상대적인 조밀도의 평가 시스템은 2 이상의 플레이트을 구비한 캐패시터로 형성되는 용량성 센서와, 이 용량성 센서의 조건화 및 제어를 위한 컨디셔닝 및 컨트롤 회로를 구비하고, 상기 용량성 센서는 소정의 무부하 용량성 임피던스 성분을 가지는데, 상기 평가 시스템은 상기 용량성 센서가 사용시 상기 입상 물질에 접촉 또는 밀접하게 근접한 상태에 위치하도록 성형된 외표면을 구비하며, 상기 회로는 상기 외표면이 상기 입상 물질과 접촉하거나 밀접하게 근접해 있는 경우에, 상기용량성 센서로부터 상기 용량성 센서의 용량성 임피던스 성분의 변화를 나타내는 신호를 받으며, 따라서 상기 입상 물질의 국부적인 조밀도를 나타낸다는 데에 특징이 있다.
상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로는 또한 상기 용량성 센서의 저항성 및 유도성 임피던스를 평가하여 허위 효과 또는 여러 가지 현상의 바람직하지 못한 상승 작용을 식별함으로써 더욱 신뢰성 있는 입상 물질 조밀도 평가 결과를 얻을 수 있다. 예를 들면, 입상 물질의 습도 변화는 유전 상수의 변화를 초래하지만, 이러한 변화는 비저항을 측정하면 배제될 수 있다. 입상 물질의 오염(탄소 잔류물 및 금속 입자)도 또한 허위 신호를 발생시킬 수 있지만 저항성 및 유도성 임피던스 변수를 측정하고 적절히 상관시키면 이러한 오염에 적절히 대처할 수 있다.
주물 작업의 경우, 본 발명에 따른 용량성 센서는 국부적인 모래 조밀도 평가 및 비례적인 아날로그 신호를 제공하며, 이러한 평가의 기초가 되는 물리적인 원리는 용량성 센서를 가장 긴요한 관리 영역에 완전하게 적합하도록 여러 가지 형상, 크기 및 재료(강성 또는 유연성)로 제조할 수 있게 한다.
그러므로, 본 발명에 따른 용량성 센서를 사용하면, 공정 관리가 향상되어 임의로 조악하게 제작된 틀, 예비 성형체, 코어 등도 후속 생산 스테이지로 진행하기 전에 생산 라인으로부터 배제시킬 수 있게 하는 모래 조밀도 평가에 의하여 불량품의 수를 감소시킨다.
이하, 첨부 도면을 참고로, 예로서 본 발명의 여러 가지 바람직한 비한정적인 실시예들을 설명한다.
도 1을 참고하면, 도면 부호 1은 전체적으로 용기(3) 내의 입상 물질(2)의 조밀도를 평가하기 위한 평가 시스템을 나타낸다. 평가 시스템(1)은 용량성 센서(5)와, 이 용량성 센서(5)의 조건화 및 제어를 위한 회로(6)를 구비하는데, 이 평가 시스템은 또한 보다 상세히 후술되는 바와 같이 용량성 센서(5)로부터 받은 신호에 대응하는 조밀도를 나타낸다.
예를 들면, 용기(3)는 모형(7)을 수용하는 틀로 형성될 수 있으며, 이 용기 내에는 용융된 금속을 상기 모형(7)에 대응하는 부품으로 주조하기 위한 주형이 공지의 방법으로 모래로 형성된다. 용량성 센서(5)는 모래의 조밀도가 평가될 영역 - 보통 모래가 채워지는 임계적인 영역 - 에 배치되며, 모래는 상기 용량성 센서(5)와 밀접하게 근접하거나 이 용량성 센서와 접촉하여야 한다.
용량성 센서(5)를 사용하는 평가 시스템(1)의 작동은, 전자계(電磁界)가 흐르는 소정 용적의 물질의 전자기 특성(유전 상수, 전기적인 비저항, 자기 릴럭턴스 또는 투자율)의 변화를 기초로 한다. 그러므로, 상기 전자기 특성은 후술되는 바와 같이 상기 물질의 조밀도와 직접 관련될 수 있다. 전자계는 용량성 센서(5)의 2 이상의 플레이트에 의하여 이들 플레이트에 인접한 지역에서 유도된다. 그리고, 용량성 센서가 단순히 상기 플레이트 사이의 공간과 대향된 가급적 넓고 접근 가능한 공간 내에서 전자기 특성의 변화를 감지하기 위하여, 상기 플레이트의 구조 및 형상은 후술되는 바와 같은 가장자리 효과(edge effect)가 두드러지게 하도록 형성한다.
상기 용량성 센서의 플레이트들에 의하여 발생된 전자계는 모래의 조밀도가평가될 틀 또는 주형의 내부에 해당하는 소정 용적을 커버한다. 특히, 플레이트의 기하학적 형상에 따라 다른 수학식을 사용하여 계산되는 용량성 센서의 용량성 임피던스 성분을 검사하면, 그것이 전자계가 이동하는 매체의 유전 상수에 직접 비례한다는 것을 알 수 있다.
모래 조밀도의 차이는 주변 공기와 대향된, 모래가 점유하는 공간의 용적의 백분율의 변화로서 설명될 수 있다. 그러므로, 공기/모래 혼합물의 유전 상수는 다음과 같은 수학식으로 표현될 수 있다.
ε= ε0·{S·εrS+ (1-S)·εrA}
식 중, S 는 모래가 점유한 용적의 비율이며, εrS는 모래의 유전 상수이고, εrA는 공기(또는 다른 공기 화합형 공정 물질)의 유전 상수이고, ε0는 진공의 유전 상수이다.
모래의 유전 상수 εrS는 공기의 그것과는 상당히 다르기 때문에(수분 함량이 0.1g/cm3인 모래의 유전 상수는 ~ 6 F/m 임에 반하여 공기의 경우는 ~ 1 F/m 이다), 공기의 용적 백분율에 대하여 모래의 용적 백분율이 증대됨에 따라 용량성 센서의 용량성 임피던스 성분(ε에 직접 비례함)의 값은 다음과 같은 패턴을 보여준다.
- 첫 번째로 모래를 채움에 의하여 야기되는 급격한 초기 변화,
- 용적 백분율이 실제 0%로부터 70% 이상에 이르게 되는 모래를 다짐에 의하여 야기되는 추가적인 변화.
그러므로, 이러한 캐패시턴스 값의 측정은, 예를 들면 모래의 조밀도의 함수로서 정규화되어, 0%(용량성 센서(5)가 공기중에 있음) 내지 100%(용량성 센서(5)는 완전히 다져진 모래 속에 있음) 범위의 변수를 얻을 수 있고, 상기 측정은, 예컨대 환경적인 조건에 있어서의 변화 또는 공급자의 상이함에 기인한 입상 물질(보통 모래)의 성질의 변화에 적합하게 되도록 검정될 수 있다. 이러한 관점에서, 용량성 센서의 저항성 및/또는 유도성 임피던스 성분을 측정하면, 허위 효과(예컨대, 입상 물질의 습도 변화 또는 탄소 잔류물 또는 금속 입자에 의한 오염)이나 상기 현상 및 입상 물질의 조밀도 사이의 바람직하지 못한 상승 효과를 확인함으로써 입상 물질의 조밀도의 보다 신뢰성 있는 평가를 보증한다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 용량성 센서(5)는 각각 외표면을 지니고 지지체(16)에 끼워지는 2개의 플레이트(9, 10)에 의하여 형성되는 캐패시터(8)를 구비한다. 이들 플레이트(9, 10)는 보통은 공기인 유전체(11)에 의하여 분리되고, 2개의 마주한 콤(combs)이 형성되는데, 각 콤은 개별적으로 복수의 직선형 인터레이싱 세그먼트(12, 13)를 구비한다. 이들 플레이트(9, 10)는 교번 전압이 인가되면 플레이트(9, 10)의 표면(15)에 근접하고 그 표면 둘레에 배치되는 외측 전자계(14)를 포함하는 전자계를 발생시킨다(도 3).
캐패시터(8)는 주로 상기 플레이트(9, 10)의 가장자리 효과에 의하여 전자계를 발생시키도록 설계된다. 전자계(14)에 의하여 영향을 받는 유전 상수의 변화로 인하여, 플레이트(8, 9)에 근접한 입상 물질(2)은 용량성 센서(5)의 용량성 임피던스 성분을 변화시키며, 이들 플레이트의 기하학적 형상은 용량성 유도 성분을 최대화하기 위하여 총면적을 가급적 작게 유지하면서 마주하는 도체 부분의 길이를 최대화하도록 설계되어 있다.
평가 시스템(1)은 용량성 센서(5)의 임피던스의 변화를 평가한다. 회로(6)는 용량성 센서(5)의 순간적인 임피던스에 비례하는 아날로그 전기 신호를 공급하며, 또한 - 용량성 임피던스 성분은 조밀도와 직접적으로 관련되므로 - 입상 물질(2)의 국부적인 조밀도를 나타낸다. 상기 회로(6)는 또한 조밀도에 비례하는 신호를 실시간으로 공급하도록 설계되어도 좋다.
회로(6)는 또한 용량성 센서(5)의 저항성 성분 및 유도성 성분을 측정할 수 있고 입상 물질의 조밀도 값에 대한 보정을 행할 수 있다.
도 4의 변형예에 있어서, 플레이트(9, 10)는 원형 세그먼트(17)에 의하여 형성된 2개의 동평면 및 동심원의 나선 형태를 취한다. 도 5의 변형예에 있어서는, 플레이트(9, 10)가 직선형 세그먼트(18)에 의하여 형성된 2개의 동평면 및 동심원의 나선으로 형성되어 있다.
도 2 내지 도 5의 캐패시터(8)의 플레이트(9, 10)는 지지체(16)에 끼워진 얇은 강성 또는 유연성 플레이트에 의하여 형성되고, 상기 지지체가 용기(3)의 선택된 영역에 고정되거나 합체될 수도 있다. 플레이트(9, 10)는 또한 지지체(16)에 도포되는 두껍거나 얇은 도전성 필름으로 형성되고, 상기 지지체는 용기(3)의 선택된 영역에 부착하도록 설계된 얇은 접착 필름으로 형성될 수도 있다. 마지막으로, 플레이트(9, 10)는 얇은 필름을 용기(3) 또는 패턴(7)에 직접 침적(depositing)하여 형성될 수도 있다.
입상 물질(2)은 모래나, 또는 부가제 및/또는 결합제와 혼합된 모래로 형성될 수 있다. 용기(3)는 모형(7)을 수용하는 틀로 형성될 수 있는데, 이 용기에는 모래가 채워져 금속 주물용 주형을 형성할 수 있으며, 또한 상기 용기(3)는 주물 코어 주형(foundry core mold)으로 형성될 수도 있다.
용기(3)는 또한 로스트 폼 캐스팅을 위한 중합체 폼의 클러스터(cluster), 또는 중합체 펠렛이나 분말상 또는 입상의 세라믹을 수용하는 주형으로 형성될 수도 있다. 용기(3)는 또한 컨베이어나 적하 라인의 일부로 형성될 수도 있다. 마지막으로, 입상 물질(2)은 모래 또는 자갈을 적재(building)하여 형성될 수 있으며, 이 경우 용기(3)는 창고, 차량 또는 시멘트 믹서로 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7의 실시예에 있어서, 캐패시터(8)의 플레이트는 도전성 재료로 제조되어 절연 재료의 링(21)에 의하여 분리되는 2개의 동축 원통(19, 20)으로 형성되고, 이들 원통의 개별적인 환형 가장자리(22, 23)가 외부 자계(14) 영역을 형성할 수 있다.
어떤 경우든, 임의의 형태의 플레이트(9, 10 또는 19, 20)를 구비하는 용량성 용량성 센서(5)는 용기(3) 내에서 입상 물질(2)의 조밀도가 평가될 영역에 배치되며, 용량성 센서(5)의 플레이트(9, 10 또는 19, 20)는 전자계를 발생시킴에 있어서 가장자리 효과를 최대화하도록 하는 형상으로 성형되며, 입상 물질이 용기(3) 내로 공급되어 용량성 센서(5)와 접촉하는 경우의 용량성 센서(5)의 용량성 임피던스 성분의 변화는 입상 물질의 조밀도와 관련될 수 있다.
용량성 센서(5)의 용량성 임피던스 성분의 변화, 따라서 입상 물질의 조밀도는 상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)에 의하여 측정될 수 있는데, 이 컨디셔닝 및 컨트롤 회로는 임피던스 변화를 컴퓨터가 포착하여 처리할 수 있는 신호로 전환시킨다. 본 발명의 한 가지 실시예는 공진 회로를 채용하는데, 이 경우, 임피던스 변화는 그 회로의 주파수와 관련된다.
그러므로, 전술한 용량성 센서(5)의 물리적 원리 또는 구조(또는 다른 비교되는 동작 구조)는 특별한 경우마다 필요한 넓은 범위에 적용할 수 있도록 한다. 다음은 용량성 센서(5)의 한정하는 것은 아니지만 바람직한 실시예의 리스트이다.
a) 독립적인 구조를 가지며, 치수가 다를 수 있고, 모래의 조밀도 평가 대상 용기(3), 주형 또는 모형의 영역에 설치되며, 필요한 경우에 다시 사용하기 위하여 쉽게 제거될 수 있는, 예컨대 도 2, 도 4, 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같은 자립형 센서(5).
b) 플레이트(9, 10)가, 가능하기로는 모형 또는 용기(3)에 부착되거나 합체되는 얇고 가요성인 접착 필름 형태의 지지체(16) 상의 강성 또는 유연성 플레이트로 형성될 수 있는, 예컨대 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같은 얇은 강성 또는 유연성 지지체 상의 센서(5).
c) 특히, 로스트 폼 캐스팅을 위하여 중합체 폼의 클러스터에 고정되는 실시간 센서(in situ sensor)(5). 스크린 인쇄 또는 다른 성막법을 사용하면, 인터레이싱 세그먼트 또는 동심원 나선의 구조를 클러스터의 표면상에 직접 형성할 수 있으며, 이 경우, 센서(4)는 "1회용"일 수 있다. 모래에 의한 침식이 문제인 경우,플레이트(9, 10)의 표면(15)에 보호 코팅을 침적시킬 수 있다.
모래를 다지는 것이 긴요한 영역에 적절한 센서를 장착하면 복잡한 주물용 모형을 더욱 신속하고 보다 유리하게 개발할 수 있으며, 따라서 다른 방법으로는 모래를 쏟아 붓고 완성된 주물을 검사한 후에만 탐지될 에러의 위험을 감소시킬 수 있다. 새로이 개발된 부품은 또한 최적의 공정 변수를 보다 더 즉각적으로 결정함으로써 더욱 신속하게 출시될 수 있다. 그리고, 상기 회로(6)는 모래를 채우고 다지는 공정을 연속해서 실시간으로 관리하도록 설계될 수 있는데, 이제까지 다소 불완전한 틀이 사용되는 것을 방지하고 불량품을 감소시키기 위하여 모래를 채우고 다지는 공정이 직접 관리되는 경우는 없었다.
그러므로, 용기(3) 내의 입상 물질(2)의 국부적인 조밀도를 평가하는 방법은
용량성 센서(5)와, 이 용량성 센서(5)의 조건화 및 제어를 위한 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)를 구비하고, 상기 용량성 센서(5)의 임피던스의 변화를 평가할 수 있는 조밀도 평가 시스템(1)을 구성하는 단계와;
상기 용량성 센서(5)를 상기 입상 물질(5)의 조밀도가 평가될 상기 용기(3)의 영역 내에 배치하는 단계와;
상기 용기(3) 내로 입상 물질을 공급(2)하여 상기 용량성 센서(5)와 접촉되게 하는 단계와;
상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)를 사용하여, 상기 용량성 센서(5)의 임피던스의 변화, 특히 이 임피던스의 용량성 성분의 변화를 기초로 상기 용량성 센서(5)에 접촉하거나 밀접하게 근접한 입상 물질(2)의 국부적인 조밀도를 직접 평가하는 단계;로 포함한다.
만약, 조밀도 값이 지나치게 낮으면, 용기(3)를 진동시켜 원하는 조밀도를 얻을 수 있는데, 이 조밀도는 평가 시스템(1)에 의하여 모니터될 수 있다. 본 발명에 따른 조밀도 평가 방법 및 평가 시스템은 입상 물질의 조밀도 관리를 필요로 하는 용례, 예컨대 입상 중합체 또는 세라믹 재료의 운반 및 적하용 라인; 그리고 창고, 차량 또는 시멘트 믹서에 모래 및 자갈을 적재하는 작업 등에 사용될 수 있다.
그러나, 첨부된 청구 범위로부터 이탈하지 않고, 본 명세서에 기재된 바와 같은 본 발명에 따른 평가 방법 및 시스템에 대한 변경이 이루어질 수 있음은 명백하다.
본 발명에 따라, 용기 내에 있는 입상 물질의 조밀도를 국부적으로 직접 평가하며, 신뢰성이 매우 높고 저렴한 조밀도 평가 방법 및 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 용량성 센서는 국부적인 모래 조밀도 평가 및 비례적인 아날로그 신호를 제공하며, 이러한 평가가 기초로 하고 있는 물리적인 원리는 센서를 가장 긴요한 관리 영역에 완전히 적합하도록 여러 가지 형상, 크기 및 재료(강성 또는 유연성)로 제조할 수 있게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 용량성 센서를 사용하면, 공정 관리를 향상시켜, 어떤 조악하게 제작된 틀, 예비 성형체, 코어 등도 후속 생산 공정으로 진행하기 전에 생산 라인으로부터 배제시킬 수 있게 하는 모래 조밀도 평가에 의하여 불량품의 수를 감소시킬 수 있다.

Claims (22)

  1. 용기내에 있는 입상 물질의 국부적인 조밀도를 평가하는 방법으로서,
    용량성 센서(5)와, 상기 용량성 센서(5)의 조건화 및 제어를 위한 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)를 구비하고, 상기 용량성 센서(5)의 임피던스의 변화를 평가할 수 있는 조밀도 평가 시스템(1)을 구성하는 단계와;
    상기 용량성 센서(5)를 상기 입상 물질(2)의 조밀도가 평가될 상기 용기(3)의 영역 내에 배치하는 단계와;
    상기 용기(3) 내로 상기 입상 물질을 공급(2)하여 상기 용량성 센서(5)와 접촉되게 또는 밀접하게 하는 단계와;
    상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)를 사용하여, 상기 용량성 센서(5)의 임피던스의 변화, 특히 이 임피던스의 용량성 성분의 변화를 기초로 상기 용량성 센서(5)에 접촉하거나 밀접하게 근접한 입상 물질(2)의 국부적인 조밀도를 직접 평가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)는 임의의 허위 효과 또는 이러한 허위 효과와 상기 입상 물질의 조밀도 사이의 바람직하지 못한 상승 작용을 확인하기 위하여 상기 용량성 센서(5)의 저항성 임피던스 성분 및 유도성 임피던스 성분을 또한 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 용량성 센서(5)는 2 이상의 플레이트(9, 10; 19, 20)를 구비한 캐패시터(8)를 포함하여, 상기 플레이트(9, 10; 19, 20)에 근접하여 전자계(14)를 발생시키는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)는 연속해서 상기 조밀도를 나타내는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입상 물질(2)은 모래 또는 부가제 및/또는 결합제와 혼합된 모래로 구성되고, 상기 용기(3)는 틀 또는 금속 주물 모형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입상 물질(2)은 모래 또는 부가제 및/또는 결합제와 혼합된 모래로 구성되고, 상기 용기(3)는 주물 코어 주형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입상 물질(2)은 모래로 구성되고, 상기 용기(3)는 로스트 폼 캐스팅을 위한 중합체 폼의 클러스터를 수용하는 틀로 형성되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 입상 물질(2)은 펠렛이거나 분말상 또는 입상의 세라믹이며, 상기 용기(3)는 컨베이어 및/또는 적하 라인의 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항 있어서, 상기 입상 물질(2)은 모래 및/또는 자갈을 적재함으로써 형성되고, 상기 용기는 창고, 또는 산업적인 차량 또는 믹서에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
  10. 용기(3) 내의 입상 물질(2)의 국부적인 조밀도를 평가하는 시스템으로서, 2 이상의 플레이트(9, 10; 19, 20)를 구비하는 캐패시터(8)로 형성되는 용량성 센서(5)와, 상기 용량성 센서의 조건화 및 제어를 위한 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)를 구비하고, 상기 캐패시터(8)는 소정의 무부하 커패시턴스를 가지는 조밀도 평가 시스템에 있어서,
    상기 용량성 센서(5)는 사용시 상기 입상 물질(2)에 접촉 또는 밀접하게 근접한 상태에 위치하도록 성형된 외표면(15)을 구비하며, 상기 컨디셔닝 및 컨트롤회로(6)는 상기 외표면(15)이 상기 입상 물질(2)과 접촉하거나 밀접하게 근접해 있는 경우에, 상기 용량성 센서(5)로부터 상기 용량성 센서(5)의 임피던스의 변화를 나타내는 신호를 받으며, 따라서 상기 입상 물질(2)의 국부적인 조밀도를 나타내는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 컨디셔닝 및 컨트롤 회로(6)는 임의의 허위 효과 또는 이러한 허위 효과와 상기 입상 물질의 조밀도 사이의 바람직하지 못한 상승 작용을 확인하기 위하여 상기 용량성 센서(5)의 저항성 임피던스 성분 및 유도성 임피던스 성분을 또한 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 캐패시터(5)의 플레이트(9, 10; 19, 20)는 상기 용기(3)에 고정되거나 상기 용기(3)에 합체되는 지지체(16)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 플레이트(9, 10)는 얇은 강성 또는 유연성 플레이트에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 플레이트(9, 10)는 두껍거나 얇은 도전성 필름으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 지지체(16)는 상기 용기(13)에 부착되는 얇은 접착 필름으로 형성되는 것을 특징으로 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  16. 제14항에 있어서, 상기 용기(3)는 로스트 폼 캐스팅을 위한 중합체 폼의 클러스터를 수용하는 틀로 형성되고, 상기 얇은 접착 필름은 상기 클러스터의 표면상에 직접 침적하는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 플레이트(9, 10)는 2 이상의 직선형 인터레이싱 세그먼트(12)를 구비하는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  18. 제10항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 플레이트(9, 10)는 원형(17) 또는 직선형(18) 부분으로 형성된 2 이상의 동평면 및 동심원의 나선으로 형성되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  19. 제12항 있어서, 상기 플레이트는 소정 길이의 2 이상의 동심원 원통(19, 20) 형태인 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  20. 제10항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 플레이트(9, 10; 19,20)는 보호 코팅을 구비하는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  21. 제10항 내지 제20항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 플레이트(9, 10; 19, 20)는 가장자리 효과에 의하여 상기 용량성 센서(5)의 외표면(15)에 근접하여 전자계(14)를 발생시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 시스템.
  22. 실질적으로 첨부 도면을 참고로 하여 설명된 바와 같은 입상 물질의 국부적 조밀도 평가 방법.
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