KR20100130729A - Powder flux controlling apparatus and method using detecting microwave and static electricity - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A powder flux control apparatus and method using microwave and static electricity sensing are provided to maximize the productivity of sintered ore by adding minimum installations to the existing facility. CONSTITUTION: A powder flux control apparatus comprises a microwave generating unit(101), a microwave receiving unit, antennas(103,104), an operation unit(107), and a control unit(109). The microwave generating unit generates microwave passing through the powered material in a pipe(106). The microwave receiving unit receives the microwave passing through the powered material in the pipe. The operation unit obtains the density of the powered material from the attenuation of the received microwave and calculates the flux of the powder material from the density and moving speed of the powder material. The control unit controls the flow rate of the powder material using the information about the calculated flux.

Description

마이크로웨이브 및 정전기 감지를 이용한 분체 유량 제어 장치 및 방법{Powder Flux Controlling Apparatus and Method Using Detecting Microwave and Static Electricity}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a powder flow control apparatus and method using microwave and electrostatic sensing,

본 발명은 소결 라인에서 분체, 특히 생석회 분체를 저장하는 호퍼 하단에 설치된 배관 내로 흐르는 분체의 유량을 실시간으로 연산하여 구하고, 상기 연산된 분체의 유량 연산값으로 분체의 공급량을 정확하게 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and a method for precisely controlling the supply amount of a powder by calculating a flow rate of a powder flowing into a pipe installed at the lower end of a hopper for storing powders, particularly quicklime powder, in real time in the sintering line, .

소결 공정은 호퍼에 저장된 생석회를 로터리 피더를 이용하여 절출하고 철광석과 혼합한 후, 고온으로 가열하여 입도가 25~35mm 정도인 소결광으로 생성하는 과정을 의미한다. The sintering process refers to a process in which the quicklime stored in the hopper is cut out using a rotary feeder, mixed with iron ores, and then heated to a high temperature to produce sintered ores having a grain size of about 25 to 35 mm.

일반적인 소결 공정의 흐름은 도 1에 나타난 바와 같이, 10~15종류의 철광석과 부원료가 각각의 호퍼에서 정량 절출되어 컨베이어 벨트를 통해 이송된다. 그리고 혼합기에서 적정 비율로 혼합된 후 소결기에 장입된다. In general, as shown in FIG. 1, 10 to 15 types of iron ores and additives are quantitatively discharged from respective hoppers and conveyed through a conveyor belt. After mixing in the mixer at the proper ratio, it is charged into the sintering machine.

소결기에 장입된 철광석과 부원료는 1150~1200℃의 온도에서 표면 착화가 이루어지고, 메인 블로워를 이용하여 소결기 하부에서 강제 흡입 및 연소하여 소결광을 생산하게 된다. The iron ores and auxiliary materials charged in the sintering machine are surface-ignited at a temperature of 1150 to 1200 ° C, and are forced to be sucked and burned at the bottom of the sintering machine using the main blower to produce sintered ores.

이러한 소결광의 생성 과정에서 생석회는 철광석과의 결합을 통해 일정한 입도를 가지는 소결광으로 생성되는 역할을 하고 이 때 발생하는 생석회의 발열반응은 이후 소결 과정에 필요한 열원으로 사용된다. 따라서 소결 과정에서 생석회의 공급량이 불안정해지면 일정한 입도를 가지는 소결광을 만들 수 없을 뿐만 아니라, 소결로 내의 온도가 급격하게 변화할 수 있으므로 공정 효율이 저하되고 제품의 수율 역시 떨어질 수 밖에 없다.In the process of producing such sintered ores, the quicklime is formed as a sintered ores having a uniform particle size through bonding with iron ores, and the exothermic reaction of the quicklime occurring at this time is used as a heat source necessary for the subsequent sintering process. Therefore, if the supply amount of the quicklime is unstable during the sintering process, not only the sintered ores having a uniform particle size can be made, but also the temperature in the sintering furnace may be rapidly changed, thereby decreasing the process efficiency and decreasing the yield of the product.

도 2는 기존에 사용되는 생석회 저장 호퍼 및 로터리 피더의 작동 순서를 나타낸다. 종래에는 호퍼에 저장된 생석회의 공급량을 제어하기 위해, 호퍼 하단에 설치된 로타리 피더의 모터 회전 속도를 중앙 서버에서 수신하고, 상기 모터 회전 속도와 생석회 분체 유량의 비례 관계를 계산하여 바람직한 생석회 분체의 공급량을 계산하는 방법이 사용되었다. Fig. 2 shows the operation sequence of the quicklime storage hopper and the rotary feeder used in the past. Conventionally, in order to control the feed rate of the quicklime stored in the hopper, the central server receives the motor rotation speed of the rotary feeder installed at the lower end of the hopper, calculates the proportional relationship between the motor rotation speed and the quicklime powder flow rate, The calculation method was used.

즉, 경험적으로 얻어진 1회전당 생석회 분체량(kg/rev)과 분당 모터 회전속도(rev/min)를 곱하여 필요한 생석회 분체 유량(kg/min)을 추정하는 방식이었으나, 실제로 로터리 피더의 모터가 1회전 할 때 공급되는 분체량이 항상 일정하다고 볼 수는 없으므로 중앙 서버에서 계산되어 운전자에게 전달되는 분체 유량 정보는 실제로 큰 오차를 포함하는 경우가 대부분이었다. That is, the method of estimating the required quicklime powder flow rate (kg / min) by multiplying the quicklime powder amount per one rotation (kg / rev) obtained per empirically by the motor rotational speed per minute (rev / min) Since the amount of powder supplied during rotation is not always constant, the powder flow information calculated by the central server and transmitted to the driver actually contains large errors.

특히 생석회 저장 호퍼가 막혀서 분체의 흐름이 전혀 없고 로터리 피더가 공회전을 하는 경우에도 종래의 방식으로는 운전자가 생석회 저장 호퍼의 이상 여부를 확인할 수가 없어 자칫하면 설비의 파손 및 대형사고로 이어질 수 있는 상황도 발생할 수 있고, 이를 방지하기 위한 주기적인 점검에 상당한 시간이 소요될 수 밖에 없다.In particular, even if the quick lime storage hopper is clogged and there is no powder flow and the rotary feeder idles, the driver can not confirm the abnormality of the quick lime storage hopper in the conventional method, And it takes a considerable time to periodically check to prevent this.

이러한 분체 유량 측정값의 오차를 줄이기 위한 장치로 도 3의 로드셀 타입의 분체 정량 절출 장치가 나타난 바 있다. 상기 로드셀 타입의 정량 절출 장치는 호퍼 하부에 설치된 컨베이어 벨트에 적치된 분체의 무게(kg/m)와 컨베이어 벨트의 이송 속도(m/min)를 계산하여 분체 유량(kg/min)으로 환산하는 시스템으로 구성된다. 하지만 상기 로드셀 타입의 분체 정량 절출 장치는 분체 유량 측정값의 오차가 작다는 장점을 나타내지만, 천문학적인 비용과 막대한 설치공간이 필요하여 비용과 공간적인 면에서 도입이 어려운 경우가 많다.As an apparatus for reducing the error of the measured value of the powder flow rate, there is shown a load cell type powder solid dosage apparatus of FIG. The load cell type metering apparatus calculates the weight (kg / m) of the powder placed on the conveyor belt installed under the hopper and the conveying speed (m / min) of the conveyor belt to calculate the powder flow rate (kg / . However, although the load cell type measuring apparatus of the above-mentioned type has a merit that the error of the measured value of the powder flow rate is small, it is difficult to introduce it in terms of cost and space because of astronomical cost and enormous installation space.

본 발명은 상술한 종래의 분체 유량 제어 장치 및 방법이 가지고 있는 부정확성과 비효율성, 또는 지나치게 크고 고가의 설비가 필요했던 점을 감안하여 정확하게 분체의 유량을 제어할 수 있으면서도 간단하고 저비용인 장치 및 방법을 제공하고자 한다.In view of the inaccuracies and inefficiencies of the conventional powder flow control apparatus and method, or the necessity of excessively large and expensive equipment, it is necessary to provide a simple and low-cost apparatus and method capable of accurately controlling the flow rate of powder .

본 발명은, 저장 호퍼로부터 배관을 통해 공급되는 분체의 유량을 제어하는 분체 유량 제어 장치에 있어서, 상기 배관의 일측면에 부착되어 상기 배관 내부의 분체를 통과하는 마이크로웨이브를 생성하는 마이크로웨이브 생성 수단, 상기 배관을 중심으로 상기 마이크로웨이브 생성 수단의 반대측면에 부착되어 상기 마이크로웨이브 생성 수단으로부터 생성되어 상기 배관 내부의 분체를 통과하는 마이크로웨이브를 수신하는 마이크로웨이브 수신 수단, 상기 배관에 부착되어 상기 배관 내에서의 상기 분체의 유동에 의해 발생하는 복수의 동일한 정전기 파형의 시간차 신호를 감지하는 복수의 안테나, 상기 마이크로웨이브 수신 수단으로부터 수신된 마이크로웨이브의 감쇄량으로 상기 분체의 밀도를 구하고, 상기 복수의 안테나로부터 복수의 동일한 정전기 파형의 시간차 신호로부터 상기 분체의 이동 속도를 구한 후, 상기 분체의 밀도 및 상기 분체의 이동 속도를 이용하여 분체의 유량 연산값을 연산하는 연산부 및 상기 연산부로부터 수신된 분체의 유량 연산값에 관한 정보를 이용하여 상기 분체의 유량을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제어 장치를 제공한다.The present invention relates to a powder flow control device for controlling a flow rate of powder supplied from a storage hopper through a pipe, the powder flow control device comprising: a microwave generating device attached to one side of the pipe for generating a microwave passing through the powder inside the pipe; A microwave receiving means attached to the opposite side of the microwave generating means around the pipe to receive microwaves generated from the microwave generating means and passing through the powder inside the pipe, A plurality of antennas for sensing a time difference signal of a plurality of identical electrostatic waveforms generated by the flow of the powder in the microwave receiving means, a density of the powder by an attenuation amount of the microwave received from the microwave receiving means, A plurality of identical Calculating a flow rate calculation value of the powder using the density of the powder and the flow rate of the powder after calculating the flow rate of the powder from the time difference signal of the electrostatic waveform, And a control unit for controlling the flow rate of the powder using the information.

상기 상기 복수의 안테나는 제1 안테나 및 제2 안테나로 구성되며, 상기 제1 안테나 및 제2 안테나는 서로 일정 간격을 두고 부착될 수 있다. 또한, 상기 저장 호퍼와 배관의 연결부에는 모터의 동작으로 분체의 공급량을 조절하는 로터리 피더가 설치되어 있고, 상기 제어부는 상기 연산부로부터 수신된 분체의 유량 연산값이 기 설정된 목표값보다 과다한 것으로 판단시 상기 로터리 피더의 모터 속도를 낮추고, 상기 분체의 유량 연산값이 기 설정된 목표값보다 적은 것으로 판단시 상기 로터리 피더의 모터 속도를 상승시켜 분체의 유량을 제어한다. 그리고, 상기 분체 유량 제어 장치는 상기 배관을 관통하는 공기 분사 수단을 추가로 포함할 수 있다.The plurality of antennas may include a first antenna and a second antenna, and the first antenna and the second antenna may be attached to each other at a predetermined interval. In addition, a rotary feeder for controlling the supply amount of the powder by the operation of the motor is installed in the connection portion between the storage hopper and the pipe, and when the control unit determines that the flow rate calculation value of the powder received from the calculation unit is greater than a predetermined target value The motor speed of the rotary feeder is lowered, and when it is determined that the flow rate calculation value of the powder is smaller than the predetermined target value, the motor speed of the rotary feeder is increased to control the flow rate of the powder. In addition, the powder flow control device may further include an air injection means that penetrates the pipe.

나아가, 본 발명은 저장 호퍼로부터 배관을 통해 공급되는 분체의 유량을 제어하는 분체 유량 제어 방법에 있어서, 상기 배관의 일측에서 반대측으로 상기 배관의 단면 방향으로 상기 배관 내의 분체에 마이크로웨이브를 투과시켜 상기 마이크로웨이브가 상기 분체에 의해 감쇄된 감쇄량으로부터 상기 분체의 밀도를 연산하는 단계, 상기 배관 내에서의 상기 분체의 유동에 의해 발생하는 복수의 동일한 정전기 파형의 시간차 신호를 상기 배관의 길이 방향으로 이격되어 부착된 복수의 안테나로 감지하여 분체 이동 속도를 연산하는 단계, 상기 연산된 분체의 밀도 및 분체 이동 속도로부터 실제 공급되는 분체의 유량 연산값을 연산하는 단계 및 상기 연산된 분체의 유량 연산값에 관한 정보를 이용하여 상기 호퍼로부터 배관을 통해 공급되는 분체의 유량을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제어 방법을 제공한다.Further, the present invention is a powder flow control method for controlling the flow rate of powder supplied from a storage hopper through a pipe, comprising the steps of: passing a microwave through a powder in the pipe in a cross- Calculating a density of the powder from an amount of attenuation attenuated by the powder by the microwave, measuring a time difference signal of a plurality of identical electrostatic waveforms generated by the flow of the powder in the pipe, Calculating a flow rate calculation value of the actually supplied powder from the density of the calculated powder and the flow rate of the powder, sensing the flow rate of the powder by sensing with a plurality of attached antennas, Information of the powder supplied from the hopper through the pipe It provides a powder flow control method comprising the step of controlling the amount.

상기 분체의 밀도를 연산하는 단계는, 상기 마이크로웨이브의 감쇄량에서 배관벽에 의한 감쇄량 오차를 제거하는 단계 및 상기 오차가 제거된 마이크로웨이브의 감쇄량에 기 설정된 비례상수를 곱하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 복수의 안테나는 제1 안테나 및 제2 안테나로 구성될 수 있으며, 상기 분체 이동 속도를 연산하는 단계는 상기 제1 안테나 및 제2 안테나 사이의 거리에 상기 제1 안테나와 제2 안테나로 감지된 정전기 파형의 시간차를 곱하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 분체의 유량 연산값을 연산하는 단계는, 상기 분체의 밀도, 분체 이동 속도 및 상기 배관의 단면적을 모두 곱하여 구할 수 있다. The step of calculating the density of the powder may include removing an attenuation amount error due to the pipe wall from the attenuation amount of the microwave, and multiplying the attenuation amount of the microwave by the predetermined proportion constant. The plurality of antennas may include a first antenna and a second antenna, and the calculating of the powder moving speed may include calculating the powder movement speed based on the distance between the first antenna and the second antenna, And multiplying the time difference of the sensed electrostatic waveform. The step of calculating the flow rate calculation value of the powder may be obtained by multiplying the density of the powder, the powder moving speed, and the cross-sectional area of the pipe.

그리고 상기 분체의 유량을 제어하는 단계는, 상기 연산된 분체의 유량 연산값이 기 설정된 목표값보다 과다한 것으로 판단시, 상기 저장 호퍼와 배관의 연결부에서 분체의 공급량을 조절하는 로터리 피더의 모터 속도를 낮추고, 상기 분체의 유량이 기 설정된 목표값보다 적은 것으로 판단시 상기 로터리 피더의 모터 속도를 상승시키는 방법으로 분체 유량을 제어할 수 있다.The step of controlling the flow rate of the powder may further include a step of controlling the flow rate of the rotary feeder to adjust the supply amount of the powder at the connection part between the storage hopper and the piping when the flow rate calculation value of the calculated powder is greater than a predetermined target value The powder flow rate can be controlled by raising the motor speed of the rotary feeder when it is determined that the flow rate of the powder is less than the predetermined target value.

본 발명의 분체 유량 제어 장치는 기존의 로드셀 타입의 분체 정량 절출 장치에 비해 비용이 매우 저렴하며 장치 구성이 단순하여 유지 보수가 용이하다. 또한 소형 장치로 구성할 수 있어 공간상의 제약도 전혀 없어 기존의 설비에 최소한의 장치만을 부가하여 소결광 생산량의 극대화와 최적화에 기여할 수 있다.The powder flow control device of the present invention is very inexpensive compared with the conventional load cell type powder solid dosage cutting device and the device configuration is simple and easy to maintain and repair. In addition, since it can be configured as a small device, there is no space limitation, and it is possible to contribute to maximizing and optimizing the production of sintered ores by adding a minimum number of devices to existing equipment.

본 발명은 분체의 유속, 밀도 및 배관의 직경(또는 단면적)을 이용하여 분체의 유량을 연산하고, 이를 통해 로터리 피더 모터 속도를 제어하여 호퍼로부터 공급되는 분체 공급량을 효율적으로 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.The present invention relates to an apparatus and a method for controlling a feed rate of a powder fed from a hopper by controlling a flow rate of a powder feeder by using a flow rate, a density and a diameter (or a cross-sectional area) of the powder, ≪ / RTI >

이하 본 명세서에 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 분체 유량 제어 장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, a powder flow control device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4에서는 본 발명의 분체 유량 제어 장치를 나타내고 있다. 본 발명의 분체 유량 제어 장치는 마이크로웨이브 생성 수단(101), 마이크로웨이브 수신 수단(102), 정전기를 감지하는 복수의 안테나를 포함한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 복수의 안테나는 제1 안테나(103) 및 제2 안테나(104)로 설명한다.4 shows a powder flow control device of the present invention. The powder flow control device of the present invention includes a microwave generating means 101, a microwave receiving means 102, and a plurality of antennas for sensing static electricity. Hereinafter, for convenience of explanation, the plurality of antennas will be described as a first antenna 103 and a second antenna 104. [

상기 마이크로웨이브 생성 수단(101) 및 마이크로웨이브 수신 수단(102)은 저장 호퍼(105) 하부로 분체를 공급하는 배관(106)의 외면에 부착된다. 상기 마이 크로웨이브 생성 수단(101) 및 마이크로웨이브 수신 수단(102)은 배관(106)을 중심으로 서로 대칭되는 방향에 부착되어 마이크로웨이브의 생성 및 수신을 원할하게 하는 것이 바람직하다.The microwave generating means 101 and the microwave receiving means 102 are attached to the outer surface of the pipe 106 for supplying powder to the lower portion of the storage hopper 105. It is preferable that the microwave generating means 101 and the microwave receiving means 102 are attached in a direction symmetrical to each other with respect to the piping 106 so as to facilitate generation and reception of microwaves.

또한, 정전기를 감지하기 위한 제1 안테나(103) 및 제2 안테나(104)도 상기 배관(106) 외면에 부착될 수 있으며, 그 형상과 재질은 정전기 수신 또는 감지가 가능하다면 특별히 제한되지 않는다. 다만, 제1 안테나(103)과 제2 안테나(104)는 일정한 간격을 가지며, 상기 일정 간격 사이에서 발생하는 정전기 발생의 시간차를 감지하여 분체의 속도를 연산할 수 있다. 안테나가 2개 이상인 경우에는 어느 2개를 선택할 수도 있고, 모든 측정치를 구한 후에 평균값을 구할 수도 있다.Also, the first antenna 103 and the second antenna 104 for sensing static electricity may be attached to the outer surface of the pipe 106, and the shape and material thereof are not particularly limited as long as they can receive or detect static electricity. However, the first antenna 103 and the second antenna 104 are spaced apart from each other, and the speed of powder can be calculated by detecting a time difference of the generation of static electricity occurring between the predetermined intervals. When there are two or more antennas, either of them may be selected, or an average value may be obtained after all measurements are obtained.

상기 마이크로웨이브 수신 수단(102), 제1 안테나(103) 및 제2 안테나(104)는 연산부(107)에 연결되어 연산에 필요한 정보를 제공하며, 상기 연산부(107)로부터 연산된 데이터를 수신하는 제어부(109)는 상기 로터리 피더(108)에 연결되어 로터리 피더의 모터를 제어함으로써 전체적인 분체의 공급량을 조절할 수 있다.The microwave receiving means 102, the first antenna 103 and the second antenna 104 are connected to the arithmetic operation unit 107 to provide information necessary for arithmetic operation and receive data calculated from the arithmetic operation unit 107 The control unit 109 is connected to the rotary feeder 108 to control the motor of the rotary feeder to adjust the supply amount of the whole powder.

나아가 본 발명의 추가적인 실시예는 도 5에 나타난 분체의 배관 부착으로 인한 연산 오류를 정정할 수 있는 방법을 제안한다. Further, a further embodiment of the present invention proposes a method for correcting operational errors due to piping attachment of the powder shown in Fig.

즉, 분체는 입자가 미세하여 배관(106) 내벽에 부착될 수 있으며, 분체가 부 착될 경우, 마이크로웨이브의 감쇄량은 정확하게 연산될 수 없다. 따라서 연산부(107)에 의해 연산되는 분체 유량 연산값은 실제보다 많은 양의 분체가 공급되고 있는 것으로 나타날 수 있는 문제가 있다.That is, the powder can be attached to the inner wall of the pipe 106 by fine particles, and when the powder is attached, the attenuation amount of the microwave can not be accurately calculated. Therefore, there is a problem that the powder flow calculation value calculated by the calculation unit 107 can be shown to be supplied with a larger amount of powders than actual.

따라서, 도 5에 나타난 바와 같이 분체 유량 제어 장치 상부에 공기 분사 수단(110)을 배관(106)을 관통하도록 추가로 설치하고 상기 공기 분사 수단(110)으로 배관(106) 내부에 공기를 분사하여 내벽에 부착된 분체를 제거한다.Therefore, as shown in FIG. 5, the air injection means 110 is additionally provided on the upper part of the powder flow rate control device so as to pass through the pipe 106, and air is injected into the pipe 106 by the air injection means 110 Remove the powder attached to the inner wall.

이하 본 발명의 분체 유량 제어 장치를 이용하여 공급되는 분체의 유량을 제어하는 방법에 대하여 첨부된 도 6의 플로우 차트, 도 7 및 8의 그래프를 이용하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of controlling the flow rate of powder to be supplied using the powder flow control device of the present invention will be described in detail with reference to the flow chart of FIG. 6 and the graphs of FIGS.

1. 분체의 밀도 연산 단계(S100)1. Density calculation step (S100)

상기 마이크로웨이브 생성 수단(101)에서 생성된 마이크로웨이브는 배관벽을 통해 배관 내부로 유입되어, 호퍼에서 공급되는 분체 사이를 통과하게 된다. 통과 과정에서 마이크로웨이브는 분체에 가로막혀 일정량 감쇄되고, 마이크로웨이브 수신 수단(102)이 감쇄된 마이크로웨이브를 수신한다. 마이크로웨이브의 감쇄량은 분체의 유량과 비례하는 바, 상기 마이크로웨이브 수신 수단(102)과 연결된 연산부(107)는 수신된 마이크로웨이브의 감쇄량에서 배관벽에 의한 감쇄량을 제외한 후, 기 설정된 비례상수를 곱하는 방법으로 분체의 밀도를 연산할 수 있다.The microwave generated by the microwave generating means 101 flows into the pipe through the pipe wall and passes between the powder supplied from the hopper. In the course of passage, the microwave is blocked by the powder to a certain extent and the microwave receiving means 102 receives the attenuated microwave. The amount of attenuation of the microwave is proportional to the flow rate of the powder. The calculation unit 107 connected to the microwave receiving means 102 subtracts the amount of attenuation due to the piping wall from the attenuation amount of the received microwave, and then multiplies the predetermined proportion constant The density of the powder can be calculated by the method.

도 7은 마이크로웨이브를 이용하여 분체의 밀도를 연산하는 원리를 나타낸다. 생성 신호는 상기 마이크로웨이브 생성 수단(101)으로부터 생성된 마이크로웨이브 파형이며, 수신된 신호는 상기 마이크로웨이브 수신 수단(102)으로 감지된 마이크로웨이브 파형을 의미한다. 즉, 마이크로웨이브는 배관 내부의 분체들과 충돌하여 일정량의 감쇄가 발생하고, 물리적으로 상기 분체 밀도와 감쇄량은 비례 관계를 가지므로 연산부(107)는 하기 식 1을 통해 분체 밀도를 연산한다. 7 shows the principle of calculating the density of the powder using microwaves. The generated signal is a microwave waveform generated from the microwave generating means 101, and the received signal means a microwave waveform sensed by the microwave receiving means 102. That is, since the microwave collides with the powder inside the pipe to generate a certain amount of attenuation, and the powder density and the attenuation amount are physically proportional to each other, the calculating unit 107 calculates the powder density by the following equation (1).

[식 1][Formula 1]

분체밀도(kg/m3) = 마이크로웨이브 감쇄량(ΔA) × 비례상수Powder density (kg / m 3 ) = Microwave attenuation amount (ΔA) × Proportional constant

2. 분체의 속도 연산 단계(S200)2. Powder velocity calculation step (S200)

도 8은 배관(106) 내에서 분체의 충돌 등으로 발생하는 정전기를 감지하여 분체가 이동하는 속도를 연산하는 원리를 나타낸다. 분체가 낙하할 때 분체끼리 혹은 배관(106) 내벽과의 충돌로 인하여 불규칙적인 파형의 정전기가 생성된다. 본 발명의 분체 유량 제어 장치에는 이러한 정전기를 감지하기 위한 복수개의 안테나가 일정 간격을 두고 설치될 수 있다. 8 shows the principle of calculating the speed at which the powder moves by detecting the static electricity generated due to the collision of the powder or the like in the pipe 106. Fig. Static electricity of irregular waveform is generated due to collision between the powders or the inner wall of the pipe 106 when the powder falls. In the powder flow control device of the present invention, a plurality of antennas for sensing such static electricity may be installed at regular intervals.

본 발명에서는 발명의 설명을 위하여 편의상 제1 안테나(103) 및 제2 안테 나(104)로 구성된 2개의 안테나를 포함하는 구성을 일실시예로 설명한다.In the present invention, for convenience of explanation, a configuration including two antennas composed of a first antenna 103 and a second antenna 104 will be described as an embodiment.

상기 제1 안테나(103)가 위치한 지점에서 분체가 통과하는 순간 발생하는 정전기가 감지되고, 잠시 후 일정 간격을 두고 상기 제1 안테나(103)의 하부에 위치한 제2 안테나(104)에서 동일한 파형의 정전기가 감지되는 경우, 상기 제1 안테나(103) 및 제2 안테나(104)가 감지한 정전기의 파형을 그래프로 나타낸다면 도 6과 같이 시간차를 가지는 동일한 파형을 나타내게 된다.The static electricity generated at the moment the powder passes through the first antenna 103 is detected and the second antenna 104 positioned at the lower portion of the first antenna 103 at a predetermined interval When the static electricity is detected, the waveform of the static electricity sensed by the first antenna 103 and the second antenna 104 is shown as a graph, and the same waveform having a time difference as shown in FIG. 6 is shown.

따라서, 연산부(107)는 상기 제 1 안테나(103)와 상기 제2 안테나(104) 사이의 거리에, 상기 제1 안테나(103)에서 정전기 신호를 감지한 시점으로부터 제2 안테나(104)가 동일한 정전기 파형을 감지한 시점까지의 시간차를 곱하는 하기 식 2을 이용하여 분체의 이동 속도를 연산할 수 있다.The calculation unit 107 calculates the distance between the first antenna 103 and the second antenna 104 from the time when the first antenna 103 senses the electrostatic signal, The moving speed of the powder can be calculated by using the following Equation 2 for multiplying the time difference up to the point of time when the electrostatic waveform is sensed.

[식 2][Formula 2]

분체 이동 속도(m/s) = 제1 안테나와 제2 안테나 사이의 거리(m) × 정전기 시간차(s)(M / s) = distance (m) between the first antenna and the second antenna x static time difference (s)

3. 분체 유량 연산값의 연산 단계(S300)3. Calculation step of powder flow rate calculation value (S300)

상기 방법으로 분체 밀도 및 분체 이동 속도에 관한 정보를 구할 수 있다. 여기에 현재 사용되고 있는 배관(106)의 단면적을 이용하면 하기 식 3을 통해 분체 의 유량 연산값을 연산할 수 있다. 배관의 직경은 항상 일정하다고 볼 수 있으므로 상기 배관의 직경을 이용하면 분체 유량 연산값은 이들을 모두 곱한 값이 될 것이다.With this method, information on the powder density and the powder movement speed can be obtained. By using the cross-sectional area of the pipe 106 currently used here, it is possible to calculate the flow rate calculation value of the powder by the following equation (3). Since the diameter of the pipe is considered to be constant, the calculated value of the powder flow rate will be a value obtained by multiplying all of them by using the diameter of the pipe.

[식 3][Formula 3]

분체 유량 연산값 (kg/min) = 분체 밀도(kg/m3) × 분체 이동 속도(m/min) × 배관 단면적(m2)Powder flow rate calculation value (kg / min) = Powder density (kg / m 3 ) × Powder moving speed (m / min) × Piping sectional area (m 2 )

4. 분체 유량의 제어 단계(S400, S500A 및 S500B)4. Control of the powder flow rate (S400, S500A and S500B)

상기 연산부(107)는 분체의 현재 유량 연산값을 실시간으로 구할 수 있으며, 이러한 정보를 제어부(109)가 수신하고, 분체의 유량 연산값이 기 설정된 목표값보다 과다하면 로터리 피더(108)의 모터 속도를 낮추고 반면에 분체의 유량 연산값이 목표값보다 낮다고 판단되면 모터 속도를 상승시키는 방법으로 분체의 공급 유량을 제어하게 된다. The control unit 109 receives the information on the current flow rate of the powder, and if the calculated value of the flow rate of the powder exceeds the preset target value, The flow rate of the powder is controlled by raising the motor speed when it is determined that the flow rate calculation value of the powder is lower than the target value.

도 9는 유량 연산값을 계산하기 위한 정보로부터 제어부(109)가 로터리 피더의 모터 회전 속도를 직접 제어하는 과정을 모식적으로 나타내고 있다. 9 schematically shows a process in which the control unit 109 directly controls the motor rotational speed of the rotary feeder from the information for calculating the flow rate calculation value.

분체 유량 제어 장치의 분체 유량 신호는 4~20mA 영역의 전류로 상기 제어 부(109)에 전송되며, 기 설정된 분체 유량 목표값 보다 실제 연산된 분체 유량 연산값이 적을 경우, 중앙 서버가 로터리 피더(108) 모터의 회전 속도를 증가시키고(S500A), 분체 유량 목표값 보다 분체 유량 연산값이 많을 경우, 반대로 회전 속도를 감소(S500B)시키는 것이다.The powder flow rate signal of the powder flow rate control device is transmitted to the control section 109 with a current in the range of 4 to 20 mA. When the actual calculated powder flow rate calculation value is smaller than the predetermined powder flow rate target value, 108) The rotation speed of the motor is increased (S500A), and when the powder flow rate calculation value is larger than the powder flow rate target value, the rotation speed is decreased (S500B).

이러한 방법으로 지속적으로 분체의 유량을 연산하고, 분체의 유량이 0이면 배관 내부의 막힘이나 로터리 피더의 고장, 장치 센서의 이상이 의심되므로 경보 메시지를 표시하고 로터리 피더 모터와 시스템을 정지시키는 방법으로 시스템이 운영될 수 있다. In this way, the flow rate of the powder is continuously calculated. If the flow rate of the powder is 0, the alarm is displayed and the system of the rotary feeder motor is stopped because the clogging of the pipe, the failure of the rotary feeder, The system can be operated.

도 1은 일반적인 소결 공정의 흐름도.1 is a flow chart of a general sintering process.

도 2는 종래의 생석회 호퍼 및 로터리 피더로 분체 유량을 제어하는 과정을 나타낸 도면.2 is a view showing a process of controlling the powder flow rate by the conventional quicklime hopper and the rotary feeder.

도 3은 종래의 로드셀 타입의 분체 정량 절출 장치.3 is a conventional load cell type powder solid dosage cutting apparatus.

도 4는 본 발명의 분체 유량 제어 장치를 나타낸 모식도.4 is a schematic diagram showing a powder flow control device of the present invention.

도 5는 배관 내 분체의 부착을 방지하기 위한 오차 방지 공기 분사 수단을 나타낸 도면. 5 is a view showing an error preventing air injection means for preventing adhesion of powder in a pipe.

도 6은 본 발명의 본체 유량 제어 방법을 나타낸 플로우 차트.6 is a flowchart showing a main body flow rate control method of the present invention.

도 7은 마이크로웨이브를 이용하여 분체 밀도를 연산하는 원리를 나타낸 그래프.7 is a graph showing the principle of calculating the powder density using microwaves.

도 8은 정전기를 이용하여 분체 이동 속도를 연산하는 원리를 나타낸 그래프.8 is a graph showing the principle of calculating the powder movement speed using static electricity.

도 9는 본 발명의 분체 유량 제어 장치로 분체 유량을 제어하는 과정을 나타낸 시스템 구성도.9 is a system configuration diagram showing a process of controlling the powder flow rate by the powder flow control device of the present invention.

Claims (9)

저장 호퍼로부터 배관을 통해 공급되는 분체의 유량을 제어하는 분체 유량 제어 장치에 있어서,1. A powder flow rate control device for controlling a flow rate of powder supplied from a storage hopper through a pipe, 상기 배관의 일측면에 부착되어 상기 배관 내부의 분체를 통과하는 마이크로웨이브를 생성하는 마이크로웨이브 생성 수단;A microwave generating means attached to one side of the pipe to generate microwaves passing through the powder inside the pipe; 상기 배관을 중심으로 상기 마이크로웨이브 생성 수단의 반대측면에 부착되어 상기 마이크로웨이브 생성 수단으로부터 생성되어 상기 배관 내부의 분체를 통과하는 마이크로웨이브를 수신하는 마이크로웨이브 수신 수단;A microwave receiving means attached to an opposite side of the microwave generating means around the pipe to receive a microwave generated from the microwave generating means and passing through the powder inside the pipe; 상기 배관에 부착되어 상기 배관 내에서의 상기 분체의 유동에 의해 발생하는 복수의 동일한 정전기 파형의 시간차 신호를 감지하는 복수의 안테나;A plurality of antennas attached to the pipe and sensing a time difference signal of a plurality of identical electrostatic waveforms caused by the flow of the powder in the pipe; 상기 마이크로웨이브 수신 수단으로부터 수신된 마이크로웨이브의 감쇄량으로 상기 분체의 밀도를 구하고, 상기 복수의 안테나로부터 복수의 동일한 정전기 파형의 시간차 신호로부터 상기 분체의 이동 속도를 구한 후, 상기 분체의 밀도 및 상기 분체의 이동 속도를 이용하여 분체의 유량 연산값을 연산하는 연산부; 및A density of the powder is obtained from an attenuation amount of the microwave received from the microwave receiving means and a moving speed of the powder is obtained from a plurality of time signals of the same electrostatic waveform from the plurality of antennas, A calculation unit for calculating a flow rate calculation value of the powder using the moving speed of the powder; And 상기 연산부로부터 수신된 분체의 유량 연산값에 관한 정보를 이용하여 상기 분체의 유량을 제어하는 제어부And a control unit for controlling the flow rate of the powder using information on the flow rate calculation value of the powder received from the calculation unit 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제어 장치.Wherein the powder flow control device comprises: 제1항에 있어서, 상기 복수의 안테나는 제1 안테나 및 제2 안테나로 구성되며, The apparatus of claim 1, wherein the plurality of antennas comprises a first antenna and a second antenna, 상기 제1 안테나 및 제2 안테나는 상기 배관의 길이 방향으로 이격되어 부착된 것임을 특징으로 하는 분체 유량 제어 장치.Wherein the first antenna and the second antenna are spaced apart from each other in the longitudinal direction of the pipe. 제1항에 있어서, 상기 저장 호퍼와 배관의 연결부에는 모터의 동작으로 분체의 공급량을 조절하는 로터리 피더가 설치되어 있고, [2] The apparatus according to claim 1, wherein a rotary feeder for adjusting the supply amount of the powder by the operation of the motor is installed at a connection portion between the storage hopper and the pipe, 상기 제어부는 상기 연산부로부터 수신된 분체의 유량 연산값이 기 설정된 목표값보다 과다한 것으로 판단시 상기 로터리 피더의 모터 속도를 낮추고, 상기 분체의 유량 연산값이 기 설정된 목표값보다 적은 것으로 판단시 상기 로터리 피더의 모터 속도를 상승시키는 것임을 특징으로 하는 분체 유량 제어 장치.Wherein the control unit lowers the motor speed of the rotary feeder when it is determined that the flow rate calculation value of the powder received from the calculation unit is greater than a preset target value and when the flow rate calculation value of the powder is less than the predetermined target value, And increases the motor speed of the feeder. 제1항에 있어서, 상기 분체 유량 제어 장치는 상기 배관을 관통하는 공기 분사 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제어 장치.The powder flow control apparatus according to claim 1, wherein the powder flow control device further comprises an air injection means that penetrates the pipe. 저장 호퍼로부터 배관을 통해 공급되는 분체의 유량을 제어하는 분체 유량 제어 방법에 있어서,1. A powder flow rate control method for controlling a flow rate of powder supplied from a storage hopper through a pipe, 상기 배관의 일측면에서 반대측면으로 상기 배관의 단면 방향으로 상기 배관 내의 분체에 마이크로웨이브를 투과시켜 상기 마이크로웨이브가 상기 분체에 의해 감쇄된 감쇄량으로부터 상기 분체의 밀도를 연산하는 단계;Transmitting a microwave through the powder in the pipe in a cross-sectional direction of the pipe from one side to the opposite side of the pipe to calculate the density of the powder from the amount of attenuation of the microwave by the powder; 상기 배관 내에서의 상기 분체의 유동에 의해 발생하는 복수의 동일한 정전기 파형의 시간차 신호를 상기 배관의 길이 방향으로 이격되어 부착된 복수의 안테나로 감지하여 분체 이동 속도를 연산하는 단계;Detecting a time difference signal of a plurality of identical electrostatic waveforms generated by the flow of the powder in the pipe by using a plurality of antennas attached to the pipe in a longitudinal direction thereof to calculate a powder movement speed; 상기 연산된 분체의 밀도 및 분체 이동 속도로부터 실제 공급되는 분체의 유량 연산값을 연산하는 단계; 및Calculating a flow rate calculation value of the actually supplied powder from the calculated density of the powder and the movement speed of the powder; And 상기 연산된 분체의 유량 연산값에 관한 정보를 이용하여 상기 호퍼로부터 배관을 통해 공급되는 분체의 유량을 제어하는 단계Controlling the flow rate of the powder supplied through the pipe from the hopper by using information on the calculated flow rate of the powder, 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제어 방법.And controlling the flow rate of the powder. 제5항에 있어서, 상기 분체의 밀도를 연산하는 단계는,6. The method of claim 5, wherein calculating the density of the powder comprises: 상기 마이크로웨이브의 감쇄량에서 배관벽에 의한 감쇄량 오차를 제거하는 단계; 및Removing an attenuation error due to the pipe wall from the attenuation amount of the microwave; And 상기 오차가 제거된 마이크로웨이브의 감쇄량에 기 설정된 비례상수를 곱하는 단계Multiplying the amount of attenuation of the microwave by the predetermined proportionality constant 를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제어 방법.And controlling the flow rate of the powder. 제5항에 있어서, 상기 복수의 안테나는 제1 안테나 및 제2 안테나로 구성되며, 6. The apparatus of claim 5, wherein the plurality of antennas comprises a first antenna and a second antenna, 상기 분체 이동 속도를 연산하는 단계는 상기 제 1 안테나와 상기 제2 안테나 사이의 거리에, 상기 제1 안테나에서 정전기 신호를 감지한 시점으로부터 제2 안테나가 동일한 정전기 파형을 감지한 시점까지의 시간차를 곱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제어 방법.Wherein the calculating of the powder moving speed includes calculating a difference between a distance between the first antenna and the second antenna from a point of time when the first antenna senses the electrostatic signal to a point of time when the second antenna senses the same electrostatic waveform And multiplying the flow rate of the powder by the flow rate. 제5항에 있어서, 상기 분체의 유량 연산값을 연산하는 단계는,6. The method of claim 5, wherein calculating the flow rate computed value of the powder comprises: 상기 분체의 밀도, 분체 이동 속도 및 상기 배관의 단면적을 모두 곱하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제어 방법.And multiplying both the density of the powder, the powder moving speed, and the cross-sectional area of the pipe. 제5항에 있어서, 상기 분체의 유량을 제어하는 단계는,6. The method of claim 5, wherein controlling the flow rate of the powder comprises: 상기 연산된 분체의 유량 연산값이 기 설정된 목표값보다 과다한 것으로 판단시, 상기 저장 호퍼와 배관의 연결부에서 분체의 공급량을 조절하는 로터리 피더의 모터 속도를 낮추고, Wherein the control unit decreases the motor speed of the rotary feeder to adjust the supply amount of the powder at the connection portion between the storage hopper and the pipe when the calculated flow value of the calculated powder is greater than a predetermined target value, 상기 분체의 유량이 기 설정된 목표값보다 적은 것으로 판단시 상기 로터리 피더의 모터 속도를 상승시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 유량 제 어 방법.And raising the motor speed of the rotary feeder when it is determined that the flow rate of the powder is less than a predetermined target value.
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