KR20130023015A - 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치 - Google Patents

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KR20130023015A
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Abstract

본 발명은 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치에 관한 것으로, 중량판의 저면에 설치된 다수의 로드셀에서 물리적 하중을 전기 신호로 변환하여 출력하고, 다수의 로드셀에서 출력되는 합산된 평균 신호를 신호분배기에서 각각의 신호선으로 분리 및 측정하여 로드셀 신호를 표시하고 기존 측정 장치에 측정된 평균신호를 출력하며 측정된 각각의 신호를 원격 서버에 주기적으로 전달하고, 원격 서버에서 상기 신호분배기를 통하여 전달된 각각의 상기 로드셀의 전기 신호의 크기를 미리 설정된 기준값 또는 평균값과 비교하여 허용범위 이하인 경우, 신호 이상으로 판단하고, 해당 로드셀의 이상 유무 파악 물론 정확한 원재료의 투입량을 정산할 수 있으며 화물의 중량을 측정함으로써, 기존의 로드셀의 중량의 오동작과 각 로드셀의 이상 유무를 판단하여 정확한 계량이 이루어지도록 하고, 각각의 로드셀의 이상 유무를 실시간 확인 가능하도록 하여 시스템의 유지 보수를 적시에 이루어지도록 한다.

Description

로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치{Apparatus for Smart gravimetry used loadcell System}
본 발명은 다수의 로드셀을 이용한 중량측정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중량을 측정하는 로드셀 장비의 불량을 인지하여 안정적인 데이터 값을 측정하고, 이에 따른 유지보수의 비용을 절감하도록 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치에 관한 것이다.
무거운 중량의 원재료들은 일일이 저울에 계량할 수 없어서 트럭등 운송기기들과 같이 중량을 측정한다. 이때 운송기기 등에 측정을 원하는 원재료들이 적재되었는데 이를 운송기기와 함께 측정을 하는데 정확한 측량을 위해서 운송기기와 원재료 성격에 따라 2군데에서 부터 6군데까지의 로드셀(전자저울)이 있고 이 위에 넓은 판을 두어 운송기기가 이 위에 올라가서 측정을 하는 윈리이다. 이때, 로드셀의 평균신호가 중량측정기에 입력되어 원재료의 량을 계산한다.
그런데 이들의 로드셀의 신호가 합쳐진 평균 전기적 신호를 받아서 연산하게 되는데 각 로드셀의 이상 신호가 발생해도 중량측정기는 평균신호를 받아 연산하므로 이상 유,무를 알수가 없어서 오차가 발생함에도 불구하고 그대로 정산되어 중량 측정 결과가 부정확하게 되어 원재료의 가격에 상당한 영향을 끼치게 된다.
시간이 흐른 뒤에는 외부 환경에 의한 변경이나 내부적인 오류로 인한 오차를 확인할 수 없다. 또한 설치된 현장 환경이 열악하여 로드셀들을 수시로 점검하기 매우 어려우며, 기존 시스템에서 관찰하여 이상한 값이 전송되더라도 정상적인 로드셀과 합산된 평균 신호값이 들어옴으로 여러 개의 로드셀중 어느 것이 오류를 발생하는지 알 수가 없는 문제점이 있었다.
즉, 로드셀은 운송기기와 함께 원재료의 량을 측정하는 기기로써 정확한 측정을 위해서는 다수의 로드셀이 필요하게 된다. 이때 로드셀 출력은 다수 로드셀의 평균값을 기존 시스템에 전달 되었다. 그런데 2개 혹은 4개 혹은 6개의 평균값을 측정하다 보니 그중 하나의 로드셀의 이상이 생겨도 전체의 계량장치는 완전히 데이터가 들어오지 않아서 고장이 라고 판단될때 까지는 오차를 감수하고 사용하였으며, 더구나 현장 상황이 열악하여 로드셀의 이상유무 및 오류를 판단하는데 어려운 문제점이 있었다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-1997-0063545호(1997.12.11)
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 기존의 로드셀의 측정장치로 입력되는 합산된 평균 신호를 각각의 신호로 분리 및 측정하여 각각의 로드셀 신호를 표시하고 기존 로드셀 측정 장치에 측정된 평균신호를 출력하며 측정된 신호를 원격 서버에 주기적으로 전달하여 각각의 로드셀의 신호를 분석을 통하여 중량의 오동작과 각 로드셀의 이상 유무를 판단하여 정확한 계량이 이루어지도록 하고, 각각의 로드셀의 이상 유무를 실시간 확인 가능하도록 하여 시스템의 유지 보수를 적시에 이루어지도록 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 중량판에 설치된 다수의 로드셀을 이용하여 화물의 중량을 측정하는 중량측정 장치에 있어서, 상기 다수의 로드셀에서 출력되는 전기신호를 각각의 신호선으로 분리하여 개별적으로 입력하고, 개별 입력된 전기신호를 각각의 수치값으로 변환하여 평균 중량값을 계산하고, 상기 평균 중량값을 표시하고, 상기 다수의 로드셀의 개별 전기신호 및 평균 중량값을 주기적으로 출력하는 신호분배기; 상기 신호분배기에서 주기적으로 출력된 상기 다수의 로드셀의 개별 전기신호를 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준값 이하인 경우, 해당 로드셀을 불량으로 판단함과 동시에, 해당 불량 로드셀의 전기신호를 제외한 나머지 로드셀의 전기신호만을 합산하여 평균을 구하고 기측정된 화물의 중량값을 보정하여 상기 신호분배기에 출력하는 원격 서버; 상기 신호분배기에서 주기적으로 출력된 평균 중량값을 표시하고, 상기 원격 서버에서 판단된 상기 불량 로드셀을 표시하는 인디케이터;를 포함하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치를 제공한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치에 의하면, 로그셀 계량 시스템에 있어서 기존의 합산된 평균 신호를 입력받아 중량을 구하던 시스템을 신호분배기 사용하여 각각 분리하여 각각의 값을 계산하여 정확한 중량을 산출하며, 각 로드셀의 입력을 받아 주기적으로 이상 유무를 파악하여 로드셀의 오류에도 적절히 대처하여 유지보수의 비용을 줄이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치를 나타낸 블록도,
도 2는 도 1의 신호분배기를 상세히 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치의 제어과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 바람직한 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치를 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1의 신호분배기를 상세히 나타낸 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치는, 중량판(102)에 설치된 다수의 로드셀(101)을 이용하여 화물의 중량을 측정하는 중량측정 장치에 있어서, 상기 다수의 로드셀(101)에서 출력되는 전기신호를 각각의 신호선(105)으로 분리하여 개별적으로 입력하고, 개별 입력된 전기신호를 각각의 수치값으로 변환하여 평균 중량값을 계산하고, 상기 평균 중량값을 표시하고, 상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호 및 평균 중량값을 주기적으로 출력하는 신호분배기(103); 상기 신호분배기(103)에서 주기적으로 출력된 상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호를 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준값 이하인 경우, 해당 로드셀(101)을 불량으로 판단함과 동시에, 해당 불량 로드셀(101)의 전기신호를 제외한 나머지 로드셀(101)의 전기신호만을 합산하여 평균을 구하고 기측정된 화물의 중량값을 보정하여 상기 신호분배기(103)에 출력하는 원격 서버(104); 상기 신호분배기(103)에서 주기적으로 출력된 평균 중량값을 표시하고, 상기 원격 서버(104)에서 판단된 상기 불량 로드셀(101)을 표시하는 인디케이터(107)를 포함한다.
중량판(102)은 화물을 탑재한 운송기기(106)를 올려놓는다. 다수의 로드셀(101)은 상기 중량판(102)의 저면에 설치되어 물리적 하중을 전기 신호로 변환하여 출력한다. 신호분배기(103)는 상기 다수의 로드셀(101)에서 출력되는 합산된 평균 신호를 각각의 신호선(105)으로 분리 및 측정하여 각각의 로드셀 신호를 표시하고 기존 측정 장치에 측정된 평균신호를 출력하며 측정된 각각의 신호를 원격 서버(104)에 주기적으로 전달한다.
따라서, 원격 서버(104)는 상기 신호분배기(103)를 통하여 전달된 각각의 상기 로드셀(101)의 전기 신호의 크기를 미리 설정된 기준값과 비교하여 허용범위 이하인 경우 신호 이상으로 판단하고, 해당 로드셀(101)의 이상 유무 파악 물론 정확한 원재료의 투입량을 정산할 수 있으며 로드셀(101)의 오류에도 적절히 대처하면서 화물의 중량을 측정한다. 이상 유무 파악 및 화물의 중량을 측정한다. 이에 따라 정확한 원재료의 투입량을 정산할 수 있으며 로드셀(101)의 오류에도 적절히 대처하면서 화물의 중량을 측정할 수 있다.
상기 원격 서버(104)는 어느 하나의 상기 로드셀(101)이 불량으로 판단될 경우, 해당 로드셀(101)의 출력 전기신호에 가중치값을 가감하여 영점을 재조정한 후 화물의 중량을 재측정하도록 한다.
상기 신호분배기(103)는 상기 다수의 로드셀(101)의 분리된 개별 전기신호를 합산하여 평균 전압값을 구하고, 중량 시스템에 영향 및 간섭 없는 신호로 변조하여 상기 원격 서버(104)로 전송한다.
상기 신호분배기(103)는 상기 개별 로드셀(101)이 가지고 있는 출력 전압 편차 및 오차를 각각 개별값으로 조정하여 상기 다수 로드셀(101)의 출력되는 신호를 일정범위 이내로 균일하게 만들어 운송기기가 상기 중량판(102)의 어느 위치에 설치되어도 균일한 신호를 보내도록 조정한다.
상기 신호분배기(103)는 진동, 온도, 및 바람 등의 주위 환경에 의하여 어느 하나의 상기 개별 로드셀(101)의 출력 신호가 미세하게 변경될 경우, 일정시간 내에 기준 범위를 초과하지 않으면 정상신호로 판단하고, 기준 범위를 초과하면 이상신호로 판단한다.
상기 신호분배기(103)는 기기 이상 및 정전 발생시, 이전의 수동제어 상태로 전환하는 기능을 포함한다.
상기 신호분배기(103)는 RF, CDMA, Ethernet, Zigbee, 블루투스중의 어느 하나의 유,무선 네트워크 지원를 지원하여 상기 원격 서버(104)에 주기적으로 상기 개별 로드셀(101)의 전기신호를 전달한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 신호분배기(103)는; 상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호를 입력받는 입력 인터페이스(1031); 상기 입력 인터페이스(1031)로 입력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 제어부(1034)에 전달하는 A/D컨버터(1036); 상기 다수의 로드셀(101)에서 개별 입력된 전기신호를 각각의 수치값으로 변환하여 평균 중량값을 계산하는 제어부(1034); 상기 제어부(1034)에서 계산된 평균 중량값을 표시하는 디스플레이부(1032); 각부에 동작 전원을 공급하는 전원부(1033); 상기 원격 서버(104)에 상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호 및 상기 평균 중량값을 주기적으로 출력하는 유무선 통신부(1035); 상기 제어부(1034)에서 출력된 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 출력 인터페이스(1038)에 전달하는 D/A컨버터(1037); 상기 인디케이터(107)에 상기 평균 중량값 및 상기 원격 서버(104)에서 판단된 상기 불량 로드셀(101)의 위치를 출력하는 출력 인터페이스(1038);를 포함한다. 상기 입력 인터페이스(1031)는; 상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호를 내장된 공지의 필터회로를 사용하여 장비 및 주위 환경에 영향 없이 정밀 분리하며, 분리된 개별 전압을 실시간 측정한다.
도 3은 본 발명에 따른 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 화물을 탑재한 운송기기(106)를 중량판(102)에 올려놓는 단계(S01), 상기 중량판(102)의 저면에 설치된 다수의 로드셀(101)에서 물리적 하중을 전기 신호로 변환하여 출력하는 단계(S02), 상기 다수의 로드셀(101)에서 출력되는 합산된 평균 신호를 각각의 신호선(105)으로 분리 및 측정하여 로드셀 신호를 표시하고 기존 측정 장치에 측정된 평균신호를 출력하며 측정된 각각의 신호를 원격 서버(104)에 주기적으로 전달하는 단계(S03), 원격 서버(104)에서 상기 신호분배기(103)를 통하여 전달된 각각의 상기 로드셀(101)의 전기 신호의 크기를 미리 설정된 기준값 또는 평균값과 비교하여 허용범위 이하인 경우, 신호 이상으로 판단하고, 해당 로드셀(101)의 이상 유무 파악 물론 정확한 원재료의 투입량을 정산할 수 있으며 로드셀(101)의 오류에도 적절히 대처하면서 화물의 중량을 측정한다. 이상 유무 파악 및 화물의 중량을 측정한다. 이에 따라 정확한 원재료의 투입량을 정산할 수 있으며 로드셀(101)의 오류에도 적절히 대처하면서 화물의 중량을 측정할 수 있다.
상기 원격 서버(104)에서 화물의 중량을 측정하는 단계(S04)는, 어느 하나의 상기 로드셀(101)이 신호 이상으로 판단될 경우, 해당 로드셀(101)의 이상 신호를 제외한 나머지 로드셀(101)의 신호를 합산 평균이용하여 화물의 중량을 측정하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 다수의 로드셀(101), 중량판(102), 신호분배기(103) 및 원격 서버(104)로 구성되어 화물을 탑재한 운송기기(106)가 중량판(102)에 올라가면, 로드셀들(101)이 각각 출력신호선(105)를 신호분배기(103)으로 전송한다.
신호분배기(103)는 각 로드셀들(101)의 신호를 분리 및 측정하며 측정된 신호를 표시하고 기존 측정 장치에 측정된 평균신호를 출력하며 측정된 각각의 신호를 읽어 들여 연산한 데이터를 원격 서버(104)로 전송하여 들어온 화물의 중량을 측정한다.
이를 위하여, 상기 다수의 로드셀(101)은 자신의 출력을 신호 분배기(103)로 주기적으로 중량을 전송한다. 이때 각 로드셀(101)은 신호분배기(103)에 체결되고, 신호분배기(103)는 각 로드셀(101)의 중량을 확인한다. 이때 허용 오차치를 벗어나는 로드셀(101)이 있으면 신호분배기(103)와 연결된 원격 서버(104)에서 확인하여 해당 로드셀(101)의 이상 유무 파악 물론 정확한 원재료의 투입량을 정산할 수 있으며 로드셀의 오류에도 적절히 대처하여 화물의 중량을 측정한다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것이고, 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.
101 : 로드셀 102 : 중량판
103 : 신호분배기(써밍 박스) 104 : 원격 서버
105 : 신호선 106 : 운송기기
107 : 인디케이터 1031 : 입력 인터페이스
1032 : 디스플레이부 1033 : 전원부
1034 : 제어부 1035 : 유무선 통신부
1036 : A/D컨버터 1037 : D/A컨버터
1038 : 출력 인터페이스

Claims (8)

  1. 중량판(102)에 설치된 다수의 로드셀(101)을 이용하여 화물의 중량을 측정하는 중량측정 장치에 있어서,
    상기 다수의 로드셀(101)에서 출력되는 전기신호를 각각의 신호선(105)으로 분리하여 개별적으로 입력하고, 개별 입력된 전기신호를 각각의 수치값으로 변환하여 평균 중량값을 계산하고, 상기 평균 중량값을 표시하고, 상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호 및 평균 중량값을 주기적으로 출력하는 신호분배기(103);
    상기 신호분배기(103)에서 주기적으로 출력된 상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호를 미리 설정된 기준값과 비교하여 기준값 이하인 경우, 해당 로드셀(101)을 불량으로 판단함과 동시에, 해당 불량 로드셀(101)의 전기신호를 제외한 나머지 로드셀(101)의 전기신호만을 합산하여 평균을 구하고 기측정된 화물의 중량값을 보정하여 상기 신호분배기(103)에 출력하는 원격 서버(104);
    상기 신호분배기(103)에서 주기적으로 출력된 평균 중량값을 표시하고, 상기 원격 서버(104)에서 판단된 상기 불량 로드셀(101)을 표시하는 인디케이터(107);
    를 포함하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 원격 서버(104)는;
    어느 하나의 상기 로드셀(101)이 불량으로 판단될 경우, 해당 로드셀(101)의 출력 전기신호에 가중치값을 가감하여 영점을 재조정한 후 화물의 중량을 재측정하도록 하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 신호분배기(103)는;
    상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호를 입력받는 입력 인터페이스(1031);
    상기 입력 인터페이스(1031)로 입력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하여 제어부(1034)에 전달하는 A/D컨버터(1036);
    상기 다수의 로드셀(101)에서 개별 입력된 전기신호를 각각의 수치값으로 변환하여 평균 중량값을 계산하는 제어부(1034);
    상기 제어부(1034)에서 계산된 평균 중량값을 표시하는 디스플레이부(1032);
    각부에 동작 전원을 공급하는 전원부(1033);
    상기 원격 서버(104)에 상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호 및 상기 평균 중량값을 주기적으로 출력하는 유무선 통신부(1035);
    상기 제어부(1034)에서 출력된 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 출력 인터페이스(1038)에 전달하는 D/A컨버터(1037);
    상기 인디케이터(107)에 상기 평균 중량값 및 상기 원격 서버(104)에서 판단된 상기 불량 로드셀(101)의 위치를 출력하는 출력 인터페이스(1038);를 포함하며,
    상기 입력 인터페이스(1031)는;
    상기 다수의 로드셀(101)의 개별 전기신호를 내장된 공지의 필터회로를 사용하여 장비 및 주위 환경에 영향 없이 정밀 분리하며, 분리된 개별 전압을 실시간 측정하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 신호분배기(103)는;
    상기 다수의 로드셀(101)의 분리된 개별 전기신호를 합산하여 평균 전압값을 구하고, 중량 시스템에 영향 및 간섭 없는 신호로 변조하여 상기 원격 서버(104)로 전송하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 신호분배기(103)는;
    상기 개별 로드셀(101)이 가지고 있는 출력 전압 편차 및 오차를 각각 개별값으로 조정하여 상기 다수 로드셀(101)의 출력되는 신호를 일정범위 이내로 균일하게 만들어 운송기기가 상기 중량판(102)의 어느 위치에 설치되어도 균일한 신호를 보내도록 조정하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 신호분배기(103)는;
    진동, 온도, 및 바람 등의 주위 환경에 의하여 어느 하나의 상기 개별 로드셀(101)의 출력 신호가 미세하게 변경될 경우, 일정시간 내에 기준 범위를 초과하지 않으면 정상신호로 판단하고, 기준 범위를 초과하면 이상신호로 판단하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 신호분배기(103)는;
    기기 이상 및 정전 발생시, 이전의 수동제어 상태로 전환하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 신호분배기(103)는;
    RF, CDMA, Ethernet, Zigbee, 블루투스중의 어느 하나의 유,무선 네트워크 지원를 지원하여 상기 원격 서버(104)에 주기적으로 상기 개별 로드셀(101)의 전기신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 지능형 중량측정 장치.
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