KR20110045858A - 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저장탱크(5) 내에 저장된 액상물질(6)의 수위를 측정하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치에 관한 것으로서, 저면부(102)에 형성된 유입구(112)를 통해 공간부(132)에 유입되는 액상물질(6)의 수위를 일정 높이에 설치된 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)를 통해 감지하여 수위 감지신호를 출력하는 탐침봉(100)과, 상기 탐침봉(100)의 각각의 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)를 통해 출력된 신호를 케이블(CA01-CAN1, CA02-CAN2)을 통해 수신하여 수위를 인식하고 내부적으로 저장된 프로그램으로 연산하여 수위를 산출하여 표시하는 전자제어장치(300)로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치에 의하면, 다수개의 감지센서가 내부원통에 설치되어 이를 통해 유입된 액상물질을 감지함으로써 수위를 정밀하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 저 비용으로 설치 및 운영이 가능함은 물론, 반영구적인 수명을 유지할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

수위감지, 탐침봉, 공간부, 액상물질

Description

공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치{Level Measuring Apparatus}

본 발명은 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이중으로 둘러싸여 내부에 공간부가 형성된 원통내측면에 다수개의 센서를 일정 높이 만큼 설치하여 이루어진 탐침봉을 저장탱크내에 설치하고, 이 탐침봉내부의 공간부에 유입되는 유체의 양에 따라 전체 저장탱크내의 유체의 수위를 측정할 수 있도록 하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치에 관한 것이다.

공장에서의 저유소 탱크 수위측정, 대형 유조선 탱크의 수위측정, 일반 선박의 유류탱크 수위측정, 그리고 독극물 저장소의 수위측정, 기타 탱크에 저장된 액상 물질의 수위측정을 하기 위해서 많은 방법과 장치들이 제안 사용되고 있다.

그 일예로서, 저장탱크에 저장된 액상물질의 상부 표면에 압력변환기를 설치하여 내용물의 부피 증감에 따른 압력 변화를 측정하여 수위의 변화량을 검출하는 압력 검출방식이 사용되나, 이는 저장탱크 내부의 온도 변화 및 압력변화에 영향을 받아 오차가 많이 발생하는 문제가 있으며, 또한 액상 저장물질의 상부 표면에 부 표를 띄우고 이 부표와 탱크 밖의 균형추를 실로 연결하여 상기 균형추의 변화를 전기적신호로 변화시켜 검출하는 부표방식이 이용되고 있고, 이러한 부표방식은 부표와 균형추를 연결하는 실의 처리가 어려워 설치상의 곤란성과 정밀도가 결여되는 문제점이 있는 것이다.

또한, 저장탱크에 저장된 액상 물질의 상부 표면에 부표를 띄우고 부표의 위치 변화를 레이저로 측정하여 수위의 변화량을 검출하는 레이저 방식과, 액상 물질의 상부 표면에 띄운 부표에서 발사된 광선을 수광부에 투과되는 정도를 측정하여 수위의 변화량을 검출하는 광전기식이 있으나, 이와 같은 방법은 검출 효율은 높으나 제품의 가격이 매우 높고 유지 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또 다른 종래의 수위검출 방법으로서는, 초음파를 발사하여 액상 저장물질의 상부 표면에 도달하여 되돌아 오는 반송파의 시간을 측정하여 수위의 변화량을 측정하는 초음파방법은, 초음파 특성상 온도 변화 및 압력변화에 절대적이어서 오동작 가능성과 오차범위가 많고 정밀성이 결여되는 문제점이 있으며, 그 외에도 여러 가지의 방법과 장치들이 제안되고 있으나 널리 실용화되지 못하였던 것이다.

또 다른 종래의 수위검출 방법은, 전자석식 방법으로 액상저장물질의 표면에 자석성질의 플로트를 설치하고 이 플로트가 수위의 변화에 따라 승하강할 때 발생되는 코일의 자기장 뒤틀림 현상을 발생하게 하여 수위의 변화를 측정하는 것으로써 이와 같은 전자석식 방식은 액상물질의 표면에 부상되는 자석성질의 플로트 외경이 큰 관계로 수위 측정장치를 설치하기 위해 저장탱크 상단부의 관의 구경을 넓혀야 하는 문제점이 발생된다.

한편, 도 1은 본 발명에 따른 차동 트랜스포머를 이용한 수위 측정장치의 설치상태 단면도로서, 저장탱크(5) 내에 물 또는 기름, 화학물 등 액체상태의 액상물질(6)이 저장되어 있고, 이 저장탱크(5)의 일측에는 보호관(4) 내부에 액상물질(6)의 수위를 검지하여 전기적 신호를 출력하는 탐침봉(10)에 설치되며, 상기 보호관(4)은 캡(3)에 의해 지지되며, 탐침봉(10)으로 부터 출력되는 전기적신호를 전송하는 케이블(1)은 캡(3)과 케이블인출구(2)를 통해 외부의 전자제어장치(30)와 연결되어 있다.

그러나 이러한 차동 트랜스포머를 사용하여 물체의 미세 변위를 측정할 수 있는 특성을 이용함으로써 수위를 측정할 수 있으나, 이는 차동 트랜스포머의 1차 및 2차 코일을 복수개 설치하여야 하는 문제점이 있고 이에 따라 수위를 정밀하게 측정하기가 어려워 많은 오차를 발생시키는 문제점을 가진 것이었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로써, 이중으로 둘러싸여 내부에 공간부가 형성된 원통내측면에 다수개의 센서를 일정 높이 만큼 설치하여 이루어진 탐침봉을 저장탱크내에 설치하고, 이 탐침봉내부의 공간부에 유입되는 유체의 양에 따라 전체 저장탱크내의 유체의 수위를 측정할 수 있도록 하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예예 따르면,

저장탱크 내에 저장된 액상물질의 수위를 측정하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치에 있어서,

저면부에 형성된 유입구를 통해 공간부에 유입되는 액상물질의 수위를 일정 높이에 설치된 감지센서를 통해 감지하여 수위 감지신호를 출력하는 탐침봉과,

상기 탐침봉의 각각의 감지센서를 통해 출력된 신호를 케이블을 통해 수신하여 수위를 인식하고 내부적으로 저장된 프로그램으로 연산하여 수위를 산출하여 표시하는 전자제어장치로 구성된 것을 특징으로 하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치가 제공된다.

바람직하게는,

상기 전자제어장치는

상기 케이블을 통해 감지신호를 수신하는 신호수신부,

상기 신호수신부를 통해 수시된 감지신호중 한 쌍의 신호가 동시에 접수되는 경우 해당하는 감지센가 위치된 수위를 산출하는 수위산출부,

상기 수위산출부에 의해 산출된 수위를 미리 설정된 디스플레이화면에 도식적으로 표시하는 수위표시부,

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는,

상기 탐침봉은 저면을 폐쇄되어 있는 이중원통구조로서,

외측원통부를 형성하며 저면에 한 쌍의 유입구가 서로 대향하는 위치에 형성되어 있는 제1원통부,

상기 제1원통부의 내측에 동심원형태로 배치되어 있고 외측면에는 서로 대향하는 위치에 한 쌍의 감지센서가 서로 다른 위치에 복수개 설치되어 있는 제2원통부,

상기 제1원통부 및 제2원통부사이에 형성되어 액상물질이 유입되는 공간인 공간부,

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치에 의하면, 다수개의 감지센서가 내부원통에 설치되어 이를 통해 유입된 액상물질을 감지함으로써 수위를 정밀하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 저 비용으로 설치 및 운영이 가능함은 물론, 반영구적인 수명을 유지할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

이하 본 발명에 따른 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치에 대하여 첨부도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치의 탐침봉의 일부단면도를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 일측면을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치의 감지신 신호처리 과정을 나타낸 블럭도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 저장탱크(5) 내에 저장된 액상물질(6)의 수위를 측정하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치는,

저면부(102)에 형성된 유입구(112)를 통해 공간부(132)에 유입되는 액상물질(6)의 수위를 일정 높이에 설치된 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)를 통해 감지하여 수위 감지신호를 출력하는 탐침봉(100)과,

상기 탐침봉(100)의 각각의 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)를 통해 출력된 신호를 케이블(CA01-CAN1, CA02-CAN2)을 통해 수신하여 수위를 인식하고 내부적으로 저장된 프로그램으로 연산하여 수위를 산출하여 표시하는 전자제어장치(300)로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 전자제어장치(300)는

상기 케이블(CA01-CAN1, CA02-CAN2)을 통해 감지신호를 수신하는 신호수신부(310),

상기 신호수신부(310)를 통해 수시된 감지신호중 한 쌍의 신호가 동시에 접수되는 경우 해당하는 감지센가 위치된 수위를 산출하는 수위산출부(320),

상기 수위산출부(320)에 의해 산출된 수위를 미리 설정된 디스플레이화면에 도식적으로 표시하는 수위표시부(330),

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 탐침봉(100)은 저면을 폐쇄되어 있는 이중원통구조로서,

외측원통부를 형성하며 저면에 한 쌍의 유입구(112)가 서로 대향하는 위치에 형성되어 있는 제1원통부(110),

상기 제1원통부(110)의 내측에 동심원형태로 배치되어 있고 외측면에는 서로 대향하는 위치에 한 쌍의 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)가 서로 다른 위치에 복수개 설치되어 있는 제2원통부(120),

상기 제1원통부(110) 및 제2원통부(120)사이에 형성되어 액상물질이 유입되는 공간인 공간부(132),

를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 탐침봉(100)을 액상물질(6)이 저장된 저장탱크(5)에 집어넣는다(유입관이 설치된 곳이 있으면 유입관을 통해 집어넣는다). 탐침봉(100)의 저면부(102)가 저장탱크(5)의 바닥에 닿게 되면 잠시후에 탐침봉(100)의 저면부(102)의 양쪽에 반원형으로 형성된 한 쌍의 유입구(112)를 통해 액상물질(6)이 탐침봉(100)의 공간부(132)로 유입된다. 액상물질(6)이 탐침봉(100)의 공간부(102)로 유입되게 되면 제2원통부(120)에 설치된 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)가 감지기능을 수행하게 된다. 물론 이때 탐침봉(100)은 케이블(CA01-CAN1, CA02-CAN2)을 통해 전자제어장치(300)와 전기적으로 연결된다. 또한 전자제어장치(300)는 전원공급라인을 통해 전원을 공급받고 상기 탐침봉(100)의 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)에도 동작전원을 공급하여 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)가 동작을 시작하도록 제어한다(전원공급라인 도시안됨).

상기 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)를 통해 감지되는 신호중에서 서로 마주하는 동일위치에 설치된 한 쌍의 감지센서, 예를 들면, S01, S02로 부터 감지신호가 동시에 출력되어 상기 전자제어장치(300)의 신호수신부(310)를 통해 수신되는 경우에만 수위산출부(320)는 정확한 현재 수위를 프로그램(도시안됨)을 통해 산출하여 전송하게 된다. 이렇게 해서 다수의 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)를 통해 감지된 수위 감지신호를 통해 정확하게 현재의 저장탱크(5)내의 액상물질(6)의 수위를 측정하여 표시하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 차동 트랜스포머를 이용한 수위 측정장치의 설치상태를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치의 탐침봉의 일부단면도를 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2의 일측면을 나타낸 도면이다.

도 4는 도 2의 A-A선 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치의 감지신 신호처리 과정을 나타낸 블럭도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 탐침봉

102: 저면부

110: 제1원통부

112: 유입구

120: 제2원통부

132: 공간부

S01-SN1, S02-SN2: 감지센서

CA01-CAN1, CA02-CAN2: 케이블

300: 전자제어장치

310: 신호수신부

320: 수위산출부

330: 수위표시부

Claims (3)

1. 저장탱크(5) 내에 저장된 액상물질(6)의 수위를 측정하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치에 있어서,

   저면부(102)에 형성된 유입구(112)를 통해 공간부(132)에 유입되는 액상물질(6)의 수위를 일정 높이에 설치된 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)를 통해 감지하여 수위 감지신호를 출력하는 탐침봉(100)과,

   상기 탐침봉(100)의 각각의 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)를 통해 출력된 신호를 케이블(CA01-CAN1, CA02-CAN2)을 통해 수신하여 수위를 인식하고 내부적으로 저장된 프로그램으로 연산하여 수위를 산출하여 표시하는 전자제어장치(300)로 구성된 것을 특징으로 하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전자제어장치(300)는

   상기 케이블(CA01-CAN1, CA02-CAN2)을 통해 감지신호를 수신하는 신호수신부(310),

   상기 신호수신부(310)를 통해 수시된 감지신호중 한 쌍의 신호가 동시에 접수되는 경우 해당하는 감지센가 위치된 수위를 산출하는 수위산출부(320),

   상기 수위산출부(320)에 의해 산출된 수위를 미리 설정된 디스플레이화면에 도식적으로 표시하는 수위표시부(330),

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 탐침봉(100)은 저면을 폐쇄되어 있는 이중원통구조로서,

   외측원통부를 형성하며 저면에 한 쌍의 유입구(112)가 서로 대향하는 위치에 형성되어 있는 제1원통부(110),

   상기 제1원통부(110)의 내측에 동심원형태로 배치되어 있고 외측면에는 서로 대향하는 위치에 한 쌍의 감지센서(S01-SN1, S02-SN2)가 서로 다른 위치에 복수개 설치되어 있는 제2원통부(120),

   상기 제1원통부(110) 및 제2원통부(120)사이에 형성되어 액상물질이 유입되는 공간인 공간부(132),

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공간부를 가진 이중원통형 탐침봉을 이용한 수위 측정장치.

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