KR20060028218A - Auto revision apparatus and method of supersonic level measurement apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 분체를 저장하는 탱크내부의 온도와 분진 량의 변화에 의해서 초음파 센서의 작동 시간의 변동으로 인해 발생하는 측정오차를 감소시켜 정확한 분체의 레벨을 측정할 수 있는 초음파 레벨측정장치의 자동 보정장치 및 방법에 관한 것으로서, 그 특징적인 구성은 분체를 저장하도록 내부에 수용부(11)가 형성되고 상부 일측에는 저장물 투입구(12)가 구비되며, 하부에는 저장물 출구(13)가 구비된 탱크(10)와, 상기 수용부(11)에 저장된 분체의 레벨을 측정하도록 탱크(10)의 상단부에 설치된 초음파 레벨측정센서(20)와, 상기 수용부(11) 내부의 온도 및 분진량을 측정하도록 수용부(11)의 내측 상부에 설치된 온도센서(30) 및 분진센서(40)와, 상기 탱크(10)의 외측벽에 설치된 이동수단(60)에 의해서 선택적으로 이동되도록 수용부(11) 내부에 설치된 음향반사판(61)과, 상기 각 센서와 이동수단(60)을 제어하는 제어부(50)를 포함하여서 된 것이다.The present invention is the automatic calibration of the ultrasonic level measuring device that can measure the exact powder level by reducing the measurement error caused by the variation of the operating time of the ultrasonic sensor due to the change in temperature and the amount of dust in the tank for storing the powder Apparatus and method, the characteristic configuration is that the receiving portion 11 is formed inside to store the powder, the upper side is provided with a storage inlet 12, the lower is provided with a storage outlet (13) Ultrasonic level measuring sensor 20 installed at the upper end of the tank 10 to measure the level of the powder stored in the tank 10, the receiving portion 11, and measures the temperature and the amount of dust inside the receiving portion 11 The inside of the accommodating part 11 to be selectively moved by the temperature sensor 30 and the dust sensor 40 installed on the inner upper portion of the accommodating part 11 and the moving means 60 provided on the outer wall of the tank 10 Sound board installed in It includes a swash plate 61, and a control unit 50 for controlling the respective sensors and the moving means (60).

분체, 레벨, 보정, 음향반사판, 초음파Powder, Level, Calibration, Acoustic Reflector, Ultrasonic

Description

초음파 레벨측정장치의 자동 보정장치 및 방법{Auto revision apparatus and method of supersonic level measurement apparatus} Automatic revision apparatus and method of supersonic level measurement apparatus

도 1은 본 발명에 따른 레벨측정장치의 자동 보정장치를 나타낸 단면도. 1 is a cross-sectional view showing an automatic correction device of the level measuring device according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 레벨측정장치의 자동 보정방법을 설명하기 위한 흐름도.2 is a flowchart illustrating an automatic calibration method of the level measuring device according to the present invention.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※※ Explanation of symbols about main part of drawing ※

10 : 탱크 11 : 수용부10 tank 11: receiving portion

12 : 저장물 투입구 13 : 저장물 출구12: storage inlet 13: storage outlet

20 : 초음파 레벨측정센서 30 : 온도센서20: ultrasonic level measurement sensor 30: temperature sensor

40 : 분진센서 50 : 제어부40: dust sensor 50: control unit

60 : 이동수단 61 : 음향반사판60: moving means 61: acoustic reflection plate

본 발명은 초음파 레벨측정장치의 자동 보정장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분체를 저장하는 탱크내부의 온도와 분진 량의 변화에 의해서 초음파 센서의 작동 시간의 변동으로 인해 발생하는 측정오차를 감소시켜 정확한 분 체의 레벨을 측정할 수 있는 초음파 레벨측정장치의 자동 보정장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic calibration device and a method of an ultrasonic level measuring device, and more particularly, to a measurement error caused by a change in operating time of an ultrasonic sensor due to a change in temperature and a dust amount inside a tank for storing powder. The present invention relates to an automatic calibration device and method of an ultrasonic level measuring device which can reduce and measure an accurate powder level.

일반적으로 유체 및 분체의 저장 상태를 측정하기 위하여 주로 비접촉 방식의 구동 원리를 지니는 초음파를 이용하여 분체 및 유체의 높이를 검출하는 레벨측정장치를 사용한다. 이러한 초음파 센서의 검출거리는 0 ―6m 정도의 측정거리를 지니는 검출장치와 0 ―10m 정도의 거리를 측정하는 장치로 크게 나누어지며 검출에 사용하는 초음파 센서의 발진 주파수는 약 40kHz 대역을 주로 사용한다. In general, in order to measure the storage state of the fluid and powder is used a level measuring device for detecting the height of the powder and the fluid using ultrasonic waves mainly having a non-contact driving principle. The detection distance of the ultrasonic sensor is largely divided into a detection device having a measurement distance of about 0-6m and a device measuring a distance of about 0-10m. The oscillation frequency of the ultrasonic sensor used for detection mainly uses a 40 kHz band.

초음파 센서에서는 발진자에서 발생한 초음파 신호가 검출대상까지 도달하여 반사되는 신호를 검출하여 발생에서 검출 때까지의 시간을 계산하여 공기 중에서의 음속을 이용하여 시간과 음속에서부터 검출거리를 계산하게 된다. 상기 초음파를 이용하는 거리검출방식의 경우 초음파가 발생할 때부터 반사파가 되돌아 올 때까지의 시간의 검출이 중요하게 나타난다. In the ultrasonic sensor, the ultrasonic signal generated from the oscillator reaches the detection target, detects the reflected signal, calculates the time from generation to detection, and calculates the detection distance from the time and sound speed using the sound velocity in the air. In the distance detection method using the ultrasonic wave, detection of the time from when the ultrasonic wave is generated to the reflected wave is important.

이러한 초음파 센서는 온도에 의한 음속의 변화 및 저장 탱크 내부에 발생되는 분진 등으로 인하여 반사파의 도달시간에 의한 거리의 환산 시 최초에 설정해둔 기준 데이터를 그대로 사용하여 측정하는 경우 거리의 오차부분이 발생 할 수 있는 단점을 지니고 있다. Such an ultrasonic sensor generates an error part of the distance when measuring by using the reference data set initially when converting the distance by the arrival time of the reflected wave due to the change of sound velocity due to temperature and dust generated inside the storage tank. It has the disadvantage of doing it.

이와 같이 반사파 도달시간의 오차는 결과적으로 측정거리의 오차 성분으로 작용하게 되었으며, 이로 인하여 정밀한 측정이 불가능하게되는 문제점이 있었다.As described above, the error of the reflected wave arrival time acts as an error component of the measurement distance, which causes a problem that precise measurement is impossible.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 분 체를 저장하는 탱크 내부에 초음파 센서에 출력되는 초음파를 반사시키는 음향 반사판을 이동 가능하게 설치하고 음향 반사판에서 반사되어 오는 초음파 신호의 도달시간과 기준측정 데이터를 비교하여 변화량으로 인한 기준 데이터를 재 설정하도록 하여 안정적이고 정확하게 탱크 내부의 레벨을 측정할 수 있는 초음파 레벨측정장치의 자동 보정장치 및 방법을 제공함에 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is to install a sound reflector to reflect the ultrasonic wave output to the ultrasonic sensor in the tank for storing the powder to move and ultrasonic signal that is reflected from the acoustic reflector By comparing the time of arrival and the reference measurement data to reset the reference data due to the amount of change to provide an automatic calibration device and method of the ultrasonic level measuring apparatus that can measure the level in the tank stably and accurately.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.Referring to the characteristic configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.

본 발명의 초음파 레벨측정장치의 자동 보정장치는 분체를 저장하도록 내부에 수용부가 형성되고 상부 일측에는 저장물 투입구가 구비되며 하부에는 저장물 출구가 구비된 탱크와, 상기 수용부에 저장된 분체의 레벨을 측정하도록 탱크의 상단부에 설치된 초음파 레벨측정센서와, 상기 수용부 내부의 온도 및 분진량을 측정하도록 수용부의 내측 상부에 설치된 온도센서 및 분진센서와, 상기 탱크의 외측벽에 설치된 이동수단에 의해서 선택적으로 이동되도록 수용부 내부에 설치된 음향반사판과, 상기 각 센서와 이동수단을 제어하는 제어부를 포함하여서 된 것이다.The automatic calibration device of the ultrasonic level measuring apparatus of the present invention has a receiving portion formed therein to store the powder, a storage inlet is provided on one side and a storage outlet is provided on the lower side, and the level of the powder stored in the receiving portion. By an ultrasonic level measuring sensor installed at an upper end of the tank to measure the temperature, a temperature sensor and a dust sensor installed at an inner upper part of the accommodating part to measure the temperature and the amount of dust inside the accommodating part, and moving means installed on the outer wall of the tank It includes a sound reflector installed inside the receiving portion to move, and a control unit for controlling the respective sensors and the moving means.

또한 본 발명의 초음파 레벨측정장치의 자동 보정방법은 수용부 내부의 온도와 분진량의 기준값을 설정하는 단계와, 상기 수용부 내부의 온도 및 분진량을 측정하는 시간 간격을 설정하는 단계와, 상기 수용부에 내장된 온도센서 및 분진센서에 의해서 측정되는 온도 및 분진량을 기준값과 비교하여 기준값 범위 이내이면 측정시간 간격으로 재 측정하고 기준값 범위를 벗어나면 음향반사판이 초음파 레벨측 정센서의 직하방에 위치되도록 이동수단을 작동시키는 단계 및 상기 음향반사판에 반사되어 초음파 레벨측정센서에 측정되는 측정값과 초기 설정된 기준값을 이용하여 기준거리 및 측정거리를 보정하는 단계를 포함하여서 된 것이다.In addition, the automatic calibration method of the ultrasonic level measuring apparatus of the present invention comprises the steps of setting a reference value of the temperature and the amount of dust inside the accommodating part, setting a time interval for measuring the temperature and the amount of dust inside the accommodating part, and the accommodating part Compare the temperature and dust amount measured by the temperature sensor and dust sensor built-in to the reference value and re-measure at intervals of measurement time if it is within the reference value range, and if it is out of the reference value range, the acoustic reflector is located directly below the ultrasonic level sensor. And operating the moving means and correcting the reference distance and the measurement distance by using the measured value and the initial reference value reflected by the acoustic reflector and reflected by the ultrasonic level measurement sensor.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention having such characteristics in detail as follows.

도 1은 본 발명에 따른 레벨측정장치의 자동 보정장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 레벨측정장치의 자동 보정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a cross-sectional view showing an automatic correction device of the level measurement device according to the present invention, Figure 2 is a flow chart for explaining the automatic correction method of the level measurement device according to the present invention.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 탱크(10)의 내부에는 분체를 저장하도록 수용부(11)가 형성되어 있고, 상기 탱크(10)의 상부 일측에는 수용부(11)의 내부에 저장물을 투입하기 위한 저장물 투입구(12)가 형성되어 있으며, 하부에는 저장물을 외부로 배출시키기 위한 저장물 출구(13)가 형성되어 있다.As referred to herein, the receiving unit 11 is formed in the tank 10 to store powder, and the upper side of the tank 10 has a storage in the receiving unit 11. A storage inlet 12 for inputting is formed, and a storage outlet 13 for discharging the storage to the outside is formed at the bottom.

한편, 탱크(10)의 상단부에는 수용부(11)에 저장된 분체의 레벨을 측정하기 위한 초음파 레벨측정센서(20)가 설치되어 있고, 수용부(11)의 내측 상부에는 그 수용부(11) 내부의 온도 및 분진량을 측정하기 위한 온도센서(30) 및 분진센서(40)가 각각 설치되어 있다.On the other hand, the upper end of the tank 10 is provided with an ultrasonic level measuring sensor 20 for measuring the level of the powder stored in the accommodating portion 11, the accommodating portion 11 on the inner upper portion of the accommodating portion (11). The temperature sensor 30 and the dust sensor 40 for measuring internal temperature and dust amount are provided, respectively.

그리고, 상기 탱크(10)의 외측벽에는 이동수단(60)이 설치되어 있되, 그 이동수단(60)에는 수용부(11)의 내부로 선택적으로 이동되는 음향반사판(61)이 설치되어 있되, 그 음향반사판(61)은 이동수단(60)에 의해서 이동될 때 초음파 레벨측정센서(20)의 직하방에 위치되도록 설치되어 있다.And, the outer wall of the tank 10 is provided with a moving means 60, the moving means 60 is provided with an acoustic reflection plate 61 that is selectively moved into the interior of the receiving portion 11, The acoustic reflecting plate 61 is installed to be located directly below the ultrasonic level measuring sensor 20 when moved by the moving means 60.

또한, 상기 각 센서와 이동수단(60)에는 그 동작을 제어하는 제어부(50)가 연결되어 있다.In addition, the control unit 50 for controlling the operation of the sensor and the moving means 60 is connected.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operating state of the present invention configured as described in detail as follows.

먼저, 초음파 레벨측정센서(20)로 저장물의 레벨을 측정할 때에는 수용부(11) 내부의 온도 및 분진량의 기준값을 설정하고, 상기 각 센서의 측정시간 간격을 설정한다.First, when measuring the level of the stored object by the ultrasonic level measuring sensor 20, the reference value of the temperature and the amount of dust inside the accommodating part 11 is set, and the measurement time interval of each sensor is set.

이러한 상태에서 탱크(10)의 상단에 형성된 저장물 투입구(12)를 통하여 저장물을 투입하면 그 저장물은 수용부(11)에 저장되는 것이며, 수용부(11) 내부의 저장물은 저장물 출구(13)를 통하여 외부 배출되는 것이다.In this state, when the storage is introduced through the storage inlet 12 formed at the upper end of the tank 10, the storage is stored in the accommodating part 11, and the storage in the accommodating part 11 is stored. It is discharged to the outside through the outlet (13).

이때 탱크(10)의 상단에 설치된 초음파 레벨측정센서(20)는 저장물의 레벨(저장량)을 측정하게 되는 것이다.At this time, the ultrasonic level measuring sensor 20 installed at the top of the tank 10 is to measure the level (stored amount) of the stored matter.

한편, 온도센서(30)와 분진센서(40)에 의해서 소정시간 간격으로 측정되는 온도 및 분진량은 제어부(50)에서 비교하게 되고 그 상기 측정값이 기준값 범위 이내이면 정상상태이므로 측정시간 간격으로 재 측정하게되며, 기준값 범위를 벗어나면 수용부(11) 내부의 온도 및 분진량이 변화된 상태이므로 보정을 하게 된다.On the other hand, the temperature and the amount of dust measured by the temperature sensor 30 and the dust sensor 40 at predetermined time intervals are compared in the control unit 50 and if the measured value is within the reference value range, it is in a normal state and re-set at the measurement time interval. If the measurement value is out of the reference value range, the temperature and the amount of dust inside the accommodating part 11 are changed, so that the correction is performed.

상기 보정을 할 때에는 음향반사판(61)이 초음파 레벨측정센서(20)의 직하방에 위치되도록 이동수단(60)을 작동시킨 후 상기 음향반사판(61)에 반사되어 초음파 레벨측정센서(20)에 측정되는 측정값과 초기 설정된 기준값을 이용하여 수용부(11) 내부의 조건(온도 및 분진량)에서 정확한 측정이 가능하도록 기준거리 및 측정거리를 보정한 후 음향반사판(61)을 제거하게 된다.When the correction is made, the sound reflecting plate 61 is operated by the moving means 60 so as to be positioned directly below the ultrasonic level measuring sensor 20 and then reflected by the sound reflecting plate 61 to the ultrasonic level measuring sensor 20. The acoustic reflection plate 61 is removed after correcting the reference distance and the measurement distance so that accurate measurement is possible under the conditions (temperature and dust amount) inside the accommodating part 11 using the measured value measured and the initial reference value.

이와 같이 음향반사판(61)이 제거된 후 초음파 레벨측정센서(20)에 의해서 측정되는 저장물의 레벨은 수용부(11)의 조건에 따라서 보정된 상태이므로 정확한 레벨의 측정이 가능하게 되는 것이다.After the acoustic reflector 61 is removed as described above, the level of the storage measured by the ultrasonic level measurement sensor 20 is corrected according to the condition of the accommodating part 11, thereby enabling accurate level measurement.

이와 같이 본 발명은 초음파 분체 레벨측정장치에서 가장 큰 문제가 되어왔던 측정의 오차 및 탱크 내부에 발생하는 분진 및 온도 변화에 의하여 발생하는 거리 측정값의 오차를 감소시켜 정확한 측정이 이루어지게 되므로 전체 측정시스템의 신뢰성을 증가시키게 되는 특유의 효과가 있다.As described above, the present invention reduces the error of the measurement, which has been the biggest problem in the ultrasonic powder level measurement device, and the error of the distance measurement value caused by the dust and temperature changes occurring inside the tank, so that accurate measurement is made, so that the entire measurement is performed. There is a unique effect that increases the reliability of the system.

또한 탱크 내부의 저장상태를 보다 정확하게 측정하여 초음파 레벨측정장치의 유지 및 보수작업을 효과적으로 수행할 수 있게되는 특유의 효과가 있다.In addition, there is a unique effect that can more effectively measure the storage state inside the tank to perform the maintenance and repair work of the ultrasonic level measuring device.

Claims (3)

분체를 저장하도록 내부에 수용부(11)가 형성되고 상부 일측에는 저장물 투입구(12)가 구비되며, 하부에는 저장물 출구(13)가 구비된 탱크(10)와, 상기 수용부(11)에 저장된 분체의 레벨을 측정하도록 탱크(10)의 상단부에 설치된 초음파 레벨측정센서(20)와, 상기 수용부(11) 내부의 온도 및 분진량을 측정하도록 수용부(11)의 내측 상부에 설치된 온도센서(30) 및 분진센서(40)와, 상기 탱크(10)의 외측벽에 설치된 이동수단(60)에 의해서 선택적으로 이동되도록 수용부(11) 내부에 설치된 음향반사판(61)과, 상기 각 센서와 이동수단(60)을 제어하는 제어부(50)를 포함함을 특징으로 하는 초음파 레벨측정장치의 자동 보정장치. Receiving portion 11 is formed therein to store the powder, the upper portion is provided with a storage inlet 12, the lower portion of the tank 10 is provided with a storage outlet 13, the receiving portion 11 Ultrasonic level measuring sensor 20 installed at the upper end of the tank 10 to measure the level of the powder stored in the temperature, and the temperature installed inside the upper portion of the accommodating portion 11 to measure the temperature and the amount of dust inside the accommodating portion 11 A sensor 30 and a dust sensor 40, an acoustic reflection plate 61 installed inside the receiving portion 11 to be selectively moved by the moving means 60 provided on the outer wall of the tank 10, and each of the sensors And a controller (50) for controlling the moving means (60). 제 1 항에 있어서, 상기 이동수단(60)에 의해서 이동되는 음향반사판(61)은 초음파 레벨측정센서(20)의 직하방에 위치됨을 특징으로 하는 초음파 레벨측정장치의 자동 보정장치. The apparatus of claim 1, wherein the sound reflection plate (61) moved by the moving means (60) is located directly below the ultrasonic level measurement sensor (20). 수용부(11) 내부의 온도와 분진량의 기준값을 설정하는 단계와, 상기 수용부(11) 내부의 온도 및 분진량을 측정하는 시간 간격을 설정하는 단계와, 상기 수용부(11)에 내장된 온도센서(30) 및 분진센서(40)에 의해서 측정되는 온도 및 분진량을 기준값과 비교하여 기준값 범위 이내이면 측정시간 간격으로 재 측정하고 기준값 범위를 벗어나면 음향반사판(61)이 초음파 레벨측정센서(20)의 직하방에 위치되 도록 이동수단(60)을 작동시키는 단계 및 상기 음향반사판(61)에 반사되어 초음파 레벨측정센서(20)에 측정되는 측정값과 초기 설정된 기준값을 이용하여 기준거리 및 측정거리를 보정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 초음파 레벨측정장치의 자동 보정방법. Setting a reference value of the temperature and the amount of dust in the accommodating part 11, setting a time interval for measuring the temperature and the amount of dust in the accommodating part 11, and a temperature embedded in the accommodating part 11. When the temperature and dust amount measured by the sensor 30 and the dust sensor 40 are within the reference value range compared to the reference value, the measurement is repeated at intervals of measurement time. If the reference value is out of the reference value range, the acoustic reflection plate 61 is the ultrasonic level measuring sensor 20. Operating the moving means 60 to be located directly below the) and the reference distance and the measurement by using the measured value measured by the ultrasonic level measuring sensor 20 and reflected by the acoustic reflector 61 and the initially set reference value Automatic calibration method of the ultrasonic level measuring apparatus comprising the step of correcting the distance.
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