KR20110121803A - 전자기 센서의 성능시험장치 - Google Patents

전자기 센서의 성능시험장치 Download PDF

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Abstract

취급 용이한 환경에서 전자기 센서의 성능을 시험할 수 있는 전자기 센서의 성능시험장치가 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 전자기 센서의 성능시험장치는, 소듐을 포함한 용융금속의 유속을 측정하는 영구자석을 이용한 전자기 센서의 성능시험장치에 관한 것으로서, 전자기 센서 인근에 와류를 형성시켜, 전자기 유도에 의한 유속 변화를 시험하는 와류시험부, 전자기 센서의 온도에 따른 영향을 시험하는 온도시험부 및, 전자기 센서의 출력, 와류시험부 및 온도시험부로부터 발생된 정보에 근거하여, 전자기 센서의 성능을 측정하는 측정부를 포함하여, 상기 용융금속이 아닌 공기 중에서 성능시험을 수행한다. 이러한 구성에 의하면, 소듐을 포함한 용융금속 환경이 아닌 일반 공기 환경에서 전자기 센서의 성능을 수행할 수 있어, 취급이 용이함과 아울러 작업성 및 안전성 향상에 기여할 수 있게 된다.

Description

전자기 센서의 성능시험장치{TEST DEVICE OF AN ELECTRO-MAGNET TRANSDUCER}
본 발명은 전자기 센서의 성능시험장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 소듐을 포함한 용융금속의 유속을 측정하는 전자기 센서의 성능을 공기 중에서 수행할 수 있는 전자기 센서의 성능시험장치에 관한 것이다.
일반적으로 소듐을 포함하는 용융금속을 이용하는 소듐 냉각 고속로, 소듐 취급시설 등에서는 용융금속의 배관 및 풀(Pool) 속의 소듐 유속을 측정하거나, 감지하기 위해 전자기 센서가 사용된다. 이러한 전자기 센서는 영구자석을 이용하여, 상기 용융금속의 유속을 측정한다.
한편, 상기 전자기 센서는 용융금속의 유속을 측정하는 동일한 환경하에서, 상기 전자기 센서의 영구자석 배열형태 및 조립상태 등을 사전에 확인하는 성능시험이 요구된다. 그런데, 상기 전자기 센서의 성능시험이 취급이 어려운 소듐 또는 용융금속으로 이루어진 환경에서 이루어짐에 따라, 작업자의 작업성 저하가 야기된다. 뿐만 아니라, 취급이 용이하지 않은 환경에서의 성능시험으로 인해, 작업자의 안정성 저하도 야기된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 취급이 용이한 환경에서 전자기 센서의 성능을 시험할 수 있는 전자기 센서의 성능시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 작업성 및 안전성을 향상시킬 수 있는 전자기 센서의 성능시험장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 전자기 센서의 성능시험장치는, 소듐을 포함한 용융금속의 유속을 측정하는 영구자석을 이용한 전자기 센서의 성능시험장치로써, 와류시험부, 온도시험부 및, 측정부를 포함하여, 상기 용융금속이 아닌 공기 중에서 성능시험을 수행한다.
상기 와류시험부는 상기 전자기 센서 인근에 와류를 형성시켜, 전자기 유도에 의한 유속 변화를 시험한다. 여기서, 상기 와류시험부는, 상기 전자기 센서와 마주하도록 배치되어 회전되는 원형 플레이트인 적어도 하나의 와류제어판을 포함한다. 또한, 상기 와류제어판은 상기 전자기 센서를 사이에 두고 상호 마주하도록 한 쌍으로 마련되며, 상기 전자기 센서는 상기 제1 및 제2와류제어판의 회전 반경방향으로 이동 가능하다.
상기 온도시험부는 상기 전자기 센서의 온도에 따른 영향을 시험한다.
상기 측정부는 상기 전자기 센서의 출력, 상기 와류시험부 및 온도시험부로부터 발생된 정보에 근거하여, 상기 전자기 센서의 성능을 측정한다. 이러한 측정부는, 상기 와류제어판의 회전속도와, 상기 영구자석을 이용하는 전자기 센서의 전류 출력 사이의 상관관계로, 상기 전자기 센서의 성능을 측정하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 의하면, 상기 와류제어판은 알루미늄 재질의 플레이트로 형성되는 단층 구조를 가진다.
본 발명의 제2실시예에 의하면, 상기 와류제어판은 복수의 알루미늄 플레이트가 상호 적층된 복층 구조를 가진다.
본 발명의 제3실시예에 의하면, 상기 와류제어판에는 와류의 세기를 조절하기 위해, 두께 방향으로 복수의 제어홀이 관통 형성된다.
본 발명의 제4실시예에 의하면, 상기 와류제어판에는 와류의 세기를 조절하기 위한 조절홈이 상기 와류제어판의 지름방향에 나란하게 상호 이격되어 복수개 형성된다.
본 발명의 제5실시예에 의하면, 상기 와류제어판은, 원형 플레이트인 와류판과, 상기 와류판의 원주방향으로 상호 이격되어 설치되는 복수의 알루미늄 재질의 와류핀을 포함한다.
한편, 상기 와류시험부는, 상기 와류제어판의 속도를 측정하여, 일정 속도로 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 온도시험부는, 상기 전자기 센서의 센서부에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 다른 측면에 의한 전자기 센서의 성능시험장치는, 소듐을 포함한 용융금속의 유속을 측정하는 영구자석으로 형성되는 센서부를 구비하는 전자기 센서의 성능시험장치로써, 상기 센서부를 사이에 두고 마주하여 회전되는 한 쌍의 와류제어판에 의해 상기 센서부 인근에 와류를 형성시키는 와류시험부 및, 상기 와류제어판의 회전속도와, 상기 영구자석을 이용하는 전자기 센서의 전류 출력 사이의 상관관계로, 상기 전자기 센서의 성능을 측정하여, 상기 전자기 센서의 보정값을 도출하는 측정부를 포함하여, 상기 용융금속이 아닌 공기 중에서 성능시험을 수행한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 첫째, 소듐을 포함한 용융금속의 환경이 아닌, 공기 중에서 전자기 센서의 성능을 시험할 수 있음에 따라, 취급이 용이해진다. 이에 따라, 전자기 센서의 성능을 시험하는 작업자의 작업성을 향상시킬 수 있게 된다.
둘째, 전자기 센서의 성능시험이 취급이 용이한 환경에서 수행될 수 있음에 따라, 성능시험 중의 안전사고 발생을 저감시킬 수 있게 된다.
셋째, 전자기 센서의 성능을 작업자가 정확하게 감지하여 보정할 수 있음에 따라, 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 의한 전자기 센서의 성능시험장치를 개략적으로 도시한 측면도,
도 2는 도 1에 도시된 전자기 센서의 성능시험장치의 정면도,
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 제1 및 제2와류제어판을 개략적으로 도시한 측면도와 평면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 의한 제1 및 제2와류제어판을 개략적으로 도시한 측면도와 평면도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제3실시예에 의한 제1 및 제2와류제어판을 개략적으로 도시한 측면도와 평면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 제4실시예에 의한 제1 및 제2와류제어판을 개략적으로 도시한 측면도와 평면도, 그리고,
도 7은 본 발명의 바람직한 제5실시예에 의한 제1 및 제2와류제어판을 개략적으로 도시한 측면도와 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 제1실시예에 의한 전자기센서의 성능시험장치(100)는 와류시험부(110), 온도시험부(160) 및, 측정부(170)를 포함하여, 공기 중에서 전자기 센서(10)의 성능을 시험한다.
참고로, 상기 전자기 센서(10)는 영구자석으로 형성되는 센서부(11)를 구비하여 소듐을 포함하는 용융금속의 배관 및 풀(pool) 내부의 유속을 측정 및 감지하기 위한 것으로써, 상기 용융금속은 리튬(Li), 칼륨(K), 나트륨-칼륨 합금(Na-K), 납-비스무스 합금(Pb-Bi) 및 납(Pb)을 포함한다. 이러한 전자기 센서(10)는 고정틀(12)에 설치된 상태로, 조정핸들(13)의 조작에 의해 설치 높낮이가 조절된다.
상기 와류시험부(110)는 상기 전자기 센서(10) 인근에 와류를 형성시켜, 전자기 유도에 의한 유속 변화를 시험한다. 이를 위해, 상기 와류시험부(110)는 제1 및 제2와류제어판(120)(130), 구동수단(140) 및, 회전측정수단(150)을 포함한다.
상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)은 상기 전자기 센서(10)의 센서부(11)와 마주하도록 배치되어, 회전되는 원형 플레이트로 마련된다. 이러한 제1 및 제2와류제어판(120)(130)은 도 2의 도시와 같이, 동일한 형상을 가지고 상기 전자기 센서(10)의 센서부(11)를 사이에 두고 상호 마주하도록 배치된다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 도 2의 도시를 기준으로 우측에 위치하는 와류제어판(120)을 제1와류제어판(120)으로 지칭하고, 좌측에 위치하는 와류제어판(130)을 제2와류제어판(130)으로 지칭한다. 이러한 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 사이에 위치하는 전자기 센서(10)의 센서부(11)는 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 지름방향으로 이동 가능하다.
또한, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)은 도 3의 도시와 같이, 알루미늄 재질의 플레이트로 형성되는 단층 구조를 가지며, 중심에 축홀(121)(131)이 관통 형성된다. 참고로, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)은 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 상기 전자기 센서(10)와 동일 받침대(14) 위에 설치되며, 보다 구체적으로는 상기 받침대(14)에 마련된 제1 및 제2지지대(122)(132)에 각각 지지되어 설치된다.
상기 구동수단(140)은 도 1 및 도 2의 도시와 같이, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)과 회전축(142)으로 연결되어 회전력을 제공하는 와류모터(141) 및 상기 와류모터(141)의 회전속도를 제어하는 속도제어기(144)를 포함한다. 여기서, 상기 와류모터(141)는 유도모터 또는 직류모터를 포함하며, 도 2의 도시와 같이, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 제1 및 제2축홀(121)(131)과 동일 축 상에 배치된다. 이때, 상기 제1 및 제2지지대(122)(132)에 상기 회전축(142)을 감싸 지지하는 베어링(143)을 설치함으로써, 상기 와류모터(141)의 구동에 의해 발생되는 회전을 흡수함이 좋다. 상기 속도제어기(144)는 상기 와류모터(141)의 회전력을 제어하기 위한 것으로써, 다양한 속도 제어기술 중 어느 하나로 채용될 수 있음은 당연하다.
상기 회전측정수단(150)은 도 1의 도시와 같이, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 일측과 마주하도록 설치되어, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 회전 속도를 측정한다. 이러한 회전측정수단(150)은 회전계의 일종인 타코미터(tachometer) 또는 스트로보스코프(stroboscope)가 채용될 수 있다.
상기 온도시험부(160)는 상기 전자기 센서(10)의 외부 환경에 따른 온도의 영향을 시험한다. 이를 위해, 상기 온도시험부(160)는 상기 전자기 센서(10)의 센서부(11)에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서(161) 및, 상기 센서부(11)의 온도를 조절하기 위해 공기 및/또는 물을 분사하는 분사노즐(162)을 구비한다. 여기서, 상기 분사노즐(162)은 상기 전자기 센서(10)의 센서부(11)의 온도를 낮추어 상온으로 유지하고자 할 경우, 상기 센서부(11)로 상온의 공기를 제공한다. 또한, 상기 분사노즐(162)은 수분을 분사하여 상기 센서부(11)에 접촉시킴으로써, 센서부(11)의 온도를 낮춘다. 이러한 분사노즐(162)은 공급원(163)으로부터 공기 및/또는 물을 공급받는다.
상기 측정부(170)는 상기 전자기 센서(10)의 출력 및, 상기 와류시험부(110)과 온도시험부(160)로부터 발생된 정보에 근거하여, 전자기 센서(10)의 성능을 측정한다. 이러한 측정부(170)는 상기 전자기 센서(10), 와류시험부(110)의 회전측정수단(150) 및, 온도시험부(160)의 온도센서(161)와 연결되어 정보를 수집하는 계측신호처리부(171)와, 상기 계측신호처리부(171)와 연결된 정보를 기록하여 처리하는 기록부(172)를 포함한다. 이러한 구성을 가짐에 따라, 상기 측정부(170)는 상기 전자기 센서(10)의 성능시험 결과 즉, 상기 전자기 센서(10)와 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 회전속도 사이의 상관관계 즉, 전자기 센서(10)의 보정값을 도출하여 작업자에게 제공함으로써, 전자기 센서(10)를 보정할 수 있게 된다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1실시예에 의한 전자기 센서(10)의 성능시험장치(100)의 시험동작을 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
우선, 상기 전자기 센서(10)의 센서부(11)를 사이에 두고 마주하는 제1 및 제2와류제어판(120)(130)이 회전함으로써, 상기 센서부(11) 인근에 와류를 형성시킨다. 그러면, 상기 센서부(11)가 영구자석으로 형성됨에 따라, 전자기 유도에 의한 유속 변화가 야기된다. 이러한 전자기 유도에 따른 유속 변화에 따른 상기 전자기 센서(10)의 전류 출력과, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 회전속도 사이의 상관관계를 얻어, 상기 전자기 센서(10)의 현 성능을 파악하여 전자기 센서(10)를 보정한다.
아울러, 상기 전자기 센서(10)의 센서부(11)의 온도변화를 온도시험부(160)의 온도센서(161)로 측정하고, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 회전속도를 지속적으로 감지하여 제어함으로써, 외부 환경에 따른 전자기 센서(10)의 영향을 감시한다. 이때, 상기 제1 및 제2와류제어판(120)(130)의 회전속도를 감지하여 일정속도로 제어함으로써, 영구자석인 센서부(11)를 이용한 전자기 센서(10)의 일정한 와류신호를 얻는다.
도 4를 참고하면, 본 발명에 의한 전자기 센서(10)의 성능시험장치(100)의 제1 및제2와류제어판(220)(230)의 제2실시예가 도시된다. 제2실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2와류제어판(220)(230)은 복수의 알루미늄 플레이트가 상호 적층된 복층구조를 가진다. 이때, 상기 복수의 알루미늄 플레이트는 상호 동일 두께를 가지며, 중앙에 회전축(142)과의 결합을 위한 제1 및 제2축홀(221)(231)이 형성된다. 아울러, 복수의 알루미늄 플레이트들이 한 개의 묶음으로 고정될 수 있도록, 복수의 알루미늄 플레이트들의 외주에 고정태(220a)(230a)가 용접과 같은 고정방법에 의해 마련된다.
도 5를 참고하면, 본 발명에 의한 전자기 센서(10)의 성능시험장치(100)의 와류제어판(320)(330)의 제3실시예가 도시된다. 제3실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2와류제어판(320)(330)은 제2실시예와 마찬가지로 복수의 알루미늄 플레이트들이 상호 적층되는 복층구조를 가지며, 원주에는 고정태(320a)(330a)가 마련된다. 그러나, 제3실시예에서는, 상기 제1 및 제2와류제어판(320)(330)의 두께 방향으로 복수의 제어홀(320b)(330b)이 관통 형성된다. 이에 따라, 상기 제1 및 제2와류제어판(320)(330)의 회전시, 와류 세기 조절이 보다 용이해진다.
도 6를 참고하면, 본 발명에 의한 전자기 센서(10)의 성능시험장치(100)의 와류제어판(420)(430)의 제4실시예가 도시된다. 제4실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2와류제어판(420)(430)은 제1실시예와 마찬가지로, 단층구조로 형성되되, 제1 및 제2와류제어판(420)(430)의 지름방향으로 상호 이격되어 형성되는 복수의 조절홈(420a, 430a)을 구비한다. 이러한 복수의 조절홈(420a, 430a)은 상기 제1 및 제2와류제어판(420)(430)의 회전시의 와류 세기를 제어한다.
도 7을 참고하면, 본 발명에 의한 전자기 센서(10)의 성능시험장치(100)의 와류제어판(520)(530)의 제5실시예가 도시된다. 제5실시예에 의하면, 상기 제1 및 제2와류제어판(520)(530)은 원형 플레이트인 와류판(520a)(530a)과, 상기 와류판(520a)(530a)의 원주방향으로 상호 이격되어 설치되는 복수의 와류핀(520b)(530b)을 포함하여, 와류 형성에 기여한다. 여기서, 상기 와류판(520a)(530a)과, 와류핀(520b)(530b)은 모두 알루미늄 재질로 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 전자기 센서 11: 센서부
100: 성능시험장치 110: 와류시험부
120, 220, 320, 420, 520: 제1와류제어판
130, 230, 330, 430, 530: 제2와류제어판
140: 구동수단 150: 회전측정수단
160: 온도시험부 170: 측정부

Claims (16)

  1. 소듐을 포함한 용융금속의 유속을 측정하는 영구자석을 이용한 전자기 센서의 성능시험장치에 있어서,
    상기 전자기 센서 인근에 와류를 형성시켜, 전자기 유도에 의한 유속 변화를 시험하는 와류시험부;
    상기 전자기 센서의 온도에 따른 영향을 시험하는 온도시험부; 및
    상기 전자기 센서의 출력, 상기 와류시험부 및 온도시험부로부터 발생된 정보에 근거하여, 상기 전자기 센서의 성능을 측정하는 측정부;
    를 포함하여,
    상기 용융금속이 아닌 공기 중에서 성능시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와류시험부는, 상기 전자기 센서와 마주하도록 배치되어 회전되는 원형 플레이트인 적어도 하나의 와류제어판을 포함하며,
    상기 측정부는, 상기 와류제어판의 회전속도와, 상기 영구자석을 이용하는 전자기 센서의 전류 출력 사이의 상관관계로, 상기 전자기 센서의 성능을 측정하는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 와류제어판은 상기 전자기 센서를 사이에 두고 상호 마주하도록 한 쌍으로 마련되며,
    상기 전자기 센서는 상기 제1 및 제2와류제어판의 회전 반경방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 와류제어판은 알루미늄 재질의 플레이트로 형성되는 단층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 와류제어판에는 와류의 세기를 조절하기 위한 조절홈이 상기 와류제어판의 지름방향에 나란하게 상호 이격되어 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 와류제어판은 복수의 알루미늄 플레이트가 상호 적층된 복층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 와류제어판에는 와류의 세기를 조절하기 위해, 두께 방향으로 복수의 제어홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  8. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 와류제어판은, 원형 플레이트인 와류판과, 상기 와류판의 원주방향으로 상호 이격되어 설치되는 복수의 알루미늄 재질의 와류핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 와류시험부는, 상기 와류제어판의 속도를 측정하여, 일정 속도로 제어하는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 온도시험부는, 상기 전자기 센서의 센서부에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  11. 소듐을 포함한 용융금속의 유속을 측정하는 영구자석으로 형성되는 센서부를 구비하는 전자기 센서의 성능시험장치에 있어서,
    상기 센서부를 사이에 두고 마주하여 회전되는 한 쌍의 와류제어판에 의해 상기 센서부 인근에 와류를 형성시키는 와류시험부; 및
    상기 와류제어판의 회전속도와, 상기 영구자석을 이용하는 전자기 센서의 전류 출력 사이의 상관관계로, 상기 전자기 센서의 성능을 측정하여, 상기 전자기 센서의 보정값을 도출하는 측정부;
    를 포함하여,
    상기 용융금속이 아닌 공기 중에서 성능시험을 수행하는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 와류제어판은 알루미늄 재질의 플레이트로 형성되는 단층 또는 복층구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 와류제어판에는 와류의 세기를 조절하기 위한 조절홈이 상기 와류제어판의 지름방향에 나란하게 상호 이격되어 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 와류제어판에는 와류의 세기를 조절하기 위해, 두께 방향으로 복수의 제어홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 와류제어판은, 원형 플레이트인 와류판과, 상기 와류판의 원주방향으로 상호 이격되어 설치되는 복수의 알루미늄 재질의 와류핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 전자기 센서의 센서부에 설치되어 온도를 측정하는 온도센서를 포함하여, 상기 센서부의 성능 시험 중의 외부 영향을 감시하는 온도시험부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 센서의 성능시험장치.




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