KR20130120561A - 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템 - Google Patents

블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템 Download PDF

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KR20130120561A KR1020120043548A KR20120043548A KR20130120561A KR 20130120561 A KR20130120561 A KR 20130120561A KR 1020120043548 A KR1020120043548 A KR 1020120043548A KR 20120043548 A KR20120043548 A KR 20120043548A KR 20130120561 A KR20130120561 A KR 20130120561A
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blasting
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윤원준
배한진
이성균
이윤식
최민규
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현대중공업 주식회사
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템에 관한 것으로, 그 목적은 호퍼에 설치된 센서를 이용하여 호퍼 내의 그리트 양을 측정하고, 측정된 결과를 현장 및 관리실에 마련된 모니터링 장치에 표시하여 적기 적소에 그리트의 충전이 이루어질 수 있도록 하며, 이를 통해 원활한 블라스팅 작업환경을 조성할 수 있도록 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명의 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템은 그리트가 저장되며 저장된 그리트를 블라스팅 탱크로 배출하는 호퍼에 설치되어 호퍼 내의 그리트 양을 측정하는 센서; 상기 센서 및 블라스팅 설비로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러로부터 제공되는 정보를 처리하여 화면에 표시하여 줌으로써 호퍼 내의 그리트 양 및 블라스팅 설비의 상태정보를 확인할 수 있도록 하는 모니터링 장치로 구성된다.

Description

블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템{Grit level monitoring and control system in the blasting hopper}
본 발명은 블라스팅 호퍼에 저장된 그리트의 양을 모니터링하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 블라스팅 호퍼 내의 그리트 양을 실시간으로 측정하고, 이를 기반으로 하여 적기 적소에 그리트가 충전될 수 있도록 함으로써 블라스팅 작업이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 블라스팅 작업은 고압의 에어를 이용하여 그리트(grit)를 가공물에 분사하여 가공물의 표면에 잔존하는 이물질을 제거하거나 가공물의 표면을 요구되는 형태로 처리하는 작업으로 다양한 산업분야에서 활용되고 있다.
이러한 블라스팅 작업은 선박의 건조를 위한 선체블록이나 철판의 표면 처리에도 적용되고 있으며, 구체적으로는 선체블록이나 철판의 도장작업을 실시하기에 앞서 표면에 잔존하는 이물질을 제거하고 표면에 적당한 거칠기를 부여하여 원활한 도장작업이 이루어지도록 하기 위하여 블라스팅 작업이 실시되고 있다.
도 1은 종래 블라스팅 설비의 구조를 보인 예시도를 도시하고 있다.
도 1은 대한민국 등록실용신안 제0453363호에 개시된 도면으로, 호퍼(10)에는 그리트가 충전되고, 호퍼(10)에 충전된 그리트는 하부의 블라스팅 탱크(11)로 재 충진되며, 블라스팅 탱크(11)로부터 배출되는 그리트는 고압의 에어에 의하여 분사되는 구조를 갖고 있으며, 분사된 그리트를 회수하기 위하기 위한 진공회수장치(20)가 마련되어 있다.
한편 선체블록이나 대형 철판의 표면 처리에는 많은 양의 그리트가 소모되므로, 블라스팅 작업의 연속성을 위해서는 호퍼 내의 그리트 잔량을 수시로 확인하고 보충해주어야만 한다.
한편 종래에는 호퍼 내의 그리트 양을 측정하기 위하여 관리자가 직접 개폐구를 열어 육안으로 검사하거나 정전센서를 이용하여 그리트의 양을 점검하고 있으나, 블라스팅 작업 후 수거되는 그리트에서 발생되는 더스트(Dust)에 의해 측정 오차가 심하고, 그리트의 호퍼 크기가 대형화됨에 따라 호퍼 내의 그리트 잔량을 정확히 알기 어려운 문제점이 있다.
또한 조선소에는 다수의 블라스팅 작업장이 마련되어 있으며, 이들 블라스팅 작업장에 구비된 블라스팅 설비의 원활한 구동환경을 보장하기 위해서는 호퍼 내 그리트 잔량에 대한 철저한 관리가 요구되지만, 여러 작업장에 분포된 블라스팅 설비의 그리트 잔량을 관리하기 위해서 많은 인력과 시간이 소모되는 문제점이 있다.
국내실용신안등록 제0453363호(2011.04.28)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 호퍼에 설치된 센서를 이용하여 호퍼 내의 그리트 양을 측정하고, 측정된 결과를 현장 및 관리실에 마련된 모니터링 장치에 표시하여 적기 적소에 그리트의 충전이 이루어질 수 있도록 하며, 이를 통해 원활한 블라스팅 작업환경을 조성할 수 있도록 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 호퍼 내의 그리트 양을 검출하기 위한 센서로써 다수 개의 초음파 센서를 이용하여 호퍼 내의 그리트 양을 측정하는 것과 함께 그리트가 충진된 형태를 검출하고, 이를 바탕으로 그리트의 레벨을 균일화시키는 기능을 더 포함하여 그리트의 안정적인 배출이 가능하도록 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 비상 상황의 발생시 원격지에서 그리트의 분사를 중단시킬 수 있도록 함으로써 블라스팅 작업의 안전성을 높일 수 있도록 한 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템은 그리트가 저장되며 저장된 그리트를 블라스팅 탱크로 배출하는 호퍼에 설치되어 호퍼 내의 그리트 양을 측정하는 센서; 상기 센서 및 블라스팅 설비로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러로부터 제공되는 정보를 처리하여 화면에 표시하여 줌으로써 호퍼 내의 그리트 양 및 블라스팅 설비의 상태정보를 확인할 수 있도록 하는 모니터링 장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
한편 상기 센서는 다수 개의 초음파 센서로 구성되며, 다수 개의 초음파 센서는 하나의 호퍼 내에 분산되게 설치되어 그리트의 양과 그리트의 충진 형태를 검출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 상기 호퍼에 설치되며, 상기 초음파 센서로부터 검출된 그리트의 충진 형태를 바탕으로 호퍼의 내부로 에어를 분사하여 그리트 레벨을 균일화시키는 다수 개의 에어분사노즐이 더 포함될 수 있다.
한편 상기 모니터링 장치는, 블라스팅 설비의 인근에 설치되며, 상기 컨트롤러로부터 제공되는 정보를 표시하는 현장 모니터링 장치; 여러 블라스팅 설비의 호퍼에 설치된 센서 및 컨트롤러로부터 제공되는 정보를 모아 통합 관리하는 메인 모니터링 장치; 및 상기 메인 모니터링 장치로부터 그리트 양 및 블라스팅 설비에 대한 정보를 제공받아 표시하는 확장 모니터링 장치로 구성될 수 있다.
이때 상기 현장 모니터링 장치와 메인 모니터링 장치 및 확장 모니터링 장치에는 블라스팅 탱크에 마련되어 그리트를 배출시키는 노즐을 차단하는 기능이 포함되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 관리자 또는 관계자가 호퍼의 상부를 개방하여 육안으로 그리트의 양을 확인하는 작업이 불필요하게 되므로, 그리트 양의 점검을 위한 시간과 인력을 절약할 수 있는 효과가 있다.
또한 그리트의 양과 레벨을 지속적으로 측정하고 관찰하여, 적기에 그리트가 보충될 수 있게 함으로써, 그리트의 부족으로 인하여 블라스팅 작업이 중단되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 작업장내에 마련된 여러 블라스팅 설비의 상태 및 그리트 양을 메인 모니터링 장치를 이용하여 통합적으로 관리할 수 있으므로, 전체 블라스팅 설비의 체계적인 관리가 가능한 효과가 있다.
또한 비상상황의 발생시 모니터링 장치를 이용하여 원거리에서 그리트의 분사를 차단할 수 있으므로, 피해가 확산되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래 블라스팅 설비의 구조를 보인 예시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모니터링 시스템을 보인 구조도,
도 3 은 호퍼 내에 충진된 그리트의 형태를 나타낸 예시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모니터링 시스템을 보인 구조도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템은 호퍼 내의 그리트 양을 센서(110)로 측정하고, 측정된 결과를 화면에 표시해 주어 관리자나 관계자로 하여금 적시에 그리트를 보충할 수 있도록 함으로써 그리트의 공급부족으로 인하여 블라스팅 작업이 중단되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 더 나아가서는 사내의 여러 블라스팅 작업장에 설치된 블라스팅 설비의 그리트를 통합적으로 관리하여 적기 적소에 그리트의 공급이 이루어질 수 있도록 한 것으로, 센서(110)와 컨트롤러(120) 및 모니터링 장치(130)로 구성되어 있다.
한편 블라스팅 설비는 도 1을 참조하여 설명된 바와 같이, 그리트가 저장된 호퍼(10)와, 상기 호퍼(10)로부터 배출되는 그리트를 고압의 에어를 이용하여 작업위치로 분사하는 블라스팅 탱크(11)를 포함하고 있으며, 상기 센서(110)는 호퍼(10)에 설치되어 그리트의 양을 측정하게 된다.
이러한 센서(110)는 스트레인 게이지의 일종인 로드셀(110b)과 초음파 센서(110a) 또는 레이저 센서(110a)로 구성될 수 있으며, 상기 로드셀(110b)의 경우 그리트의 배출이나 보충에 따른 호퍼(10)의 무게 변화를 감지함으로써 그리트의 양을 측정할 수 있고, 상기 초음파 센서(110a)의 경우 호퍼(10)의 천장에 설치되어 충진된 그리트의 표면으로 투사된 초음파가 반사되어 오는 시간을 측정함으로써 그리트 양을 측정할 수 있다.
한편 상기 로드셀(11b)의 경우 그리트의 양은 측정할 수 있으나, 그리트의 레벨, 즉 그리트가 충진된 상태를 검출할 수 없는 반면, 초음파 센서(110a)나 레이저 센서의 경우, 다수 개의 초음파 센서(110a)나 레이저 센서를 호퍼 내에 분산된 구조로 설치함으로써 그리트 양과 함께 그리트의 레벨도 검출할 수 있으므로, 상기 센서(110)는 다수 개의 초음파 센서(110a) 또는 레이저 센서로 구성되는 것이 바람직하다.
도 3은 호퍼 내에 충진된 그리트의 형태를 나타낸 예시도를 도시하고 있다.
호퍼에 저장된 그리트는 도 3에 도시된 바와 같은 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 그리트가 호퍼의 어느 한쪽으로 치우친 구조로 충진된 경우, 그리트의 양이 충분함에도 불구하고 두 개의 블라스팅 탱크(11) 중 어느 하나의 블라스팅 탱크로는 그리트가 원활히 배출되지 못할 수도 있다.
따라서 그리트가 충진된 형태를 다수 개의 초음파 센서(110a)나 레이저 센서를 이용하여 검출하고, 검출된 결과에 따라 적절한 조치가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 여기서 언급된 적절한 조치는 호퍼(10)의 내부로 고압의 에어를 분사하여 그리트의 레벨을 균일화시키는 조치가 해당될 수 있으며, 이에 대한 설명은 이후 다시 하도록 한다.
한편 도 1에는 2개의 초음파 센서(110a)를 이용하여 그리트의 양과 레벨을 검출하는 구조를 예시하고 있으며, 두 초음파 센서(110a)의 사이에 도시된 하나의 초음파 센서는 비상용이다.
상기 컨트롤러(120)는 기본적으로 상기 센서(110)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 모니터링 장치(130)로 전송하며, 블라스팅 탱크(11)에 설치된 노즐(미도시됨)의 작동정보 및 후술될 에어분사노즐(111)의 작동정보와 같이 블라스팅 설비로부터 발생되는 제반정보를 모니터링 장치(130)로 전송하는 기능을 수행하게 된다.
상기 모니터링 장치(130)는 컨트롤러(120)로부터 제공되는 정보를 처리하여 화면에 표시하여 줌으로써 관리자 및 관계자가 그리트의 양 및 블라스팅 설비의 상태정보를 확인할 수 있도록 하며, 블라스팅 설비를 제어할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 모니터링 장치(130)는 현장 모니터링 장치(131)와 메인 모니터링 장치(132) 및 확장 모니터링 장치(133)로 구성되고, 각각의 모니터링 장치(130)는 정보를 표시하여 주기 위한 모니터와, 정보의 처리를 위한 CPU와 응용 프로그램 및 정보의 저장을 위한 메모리가 구비된 회로유닛으로 구성되는 공지의 컴퓨터로 구성될 수 있으며, 이러한 모니터링 장치(130)들은 컨트롤러(120) 및 상호 간에 사내의 인트라넷 망이나 공지의 인터넷망을 통해 상호 연결되어 정보를 주고받도록 구성될 수 있다.
한편 상기 현장 모니터링 장치(131)는 블라스팅 설비의 인근에 설치되며, 컨트롤러(120)로부터 제공되는 정보를 처리한 후 화면에 표시하여 줌으로써 관리자 또는 관계자가 해당 블라스팅 설비의 상태를 바로 확인하고, 해당 블라스팅 설비를 제어할 수 있도록 하는 것이다.
상기 메인 모니터링 장치(132)는 관리실에 설치되며, 사내의 여러 블라스팅 작업장에 각기 마련된 블라스팅 설비의 센서(110) 및 컨트롤러(120)로부터 제공되는 정보를 모아 통합적인 관리가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
상기 확장 모니터링 장치(133)는 블라스팅 설비의 인근이나 관리실을 제외한 나머지 장소에서 블라스팅 설비의 상태를 확인할 수 있도록 하는 것으로, 컨트롤러(120)로부터 직접 정보를 제공받아 처리하도록 구성될 수도 있으나, 체계적인 정보의 관리와 시스템의 단순화를 위해서는 메인 모니터링 장치(132)로부터 요구되는 정보를 제공받아 화면에 표시하여 주도록 구성된다.
다만, 상기 현장 모니터링 장치(131)와 메인 모니터링 장치(132) 및 확장 모니터링 장치(133)는 블라스팅 탱크(11)에 마련되는 노즐의 오프만을 제어할 수 있도록 구성된다. 이는 이들 모니터링 장치(131,132,133)은 불특정 다수에 의해 조작될 수 있으므로, 이들 모니터링 장치(131,132,133)에서 노즐의 온을 제어할 수 있도록 할 경우, 작업자의 안전에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문에 노즐을 차단하는 기능만을 포함시키는 것이 바람직하다.
한편 본 발명에 따른 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템에는 다수 개의 초음파 센서(110a)에 의해 검출되는 그리트 레벨 정보에 의해 작동하여 그리트의 레벨을 균일화시키는 다수 개의 에어분사노즐(111)이 더 포함된다.
상기 다수 개의 에어분사노즐(111)은 호퍼(10)의 내부에서 분산된 구조로 설치되어 그리트로 고압의 에어를 분사하게 되며, 이러한 에어분사노즐(111)로부터 분사되는 에어에 의하여 그리트가 호퍼 내에서 유동하면서 그리트 레벨의 균일화가 이루어지게 된다.
상기와 같이 구성된 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템이 갖는 작용 효과에 대해 설명하도록 한다. 한편 호퍼 내의 그리트 양을 검출하기 위한 센서(110)는 다수 개의 초음파 센서(110a)로 구성되고, 모니터링 장치(130)는 현장 모니터링 장치(131)와 메인 모니터링 장치(132) 및 확장 모니터링 장치(133)로 구성된 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
블라스팅 설비의 호퍼 천장에 설치된 초음파 센서(110a)는 그리트로 초음파를 발산하고, 발산된 초음파가 충진된 그리트의 표면으로부터 반사되어 돌아오는 시간을 측정함으로써 그리트의 레벨 즉 그리트가 충진된 높이를 측정하게 된다.
한편 호퍼 내에 충진된 그리트의 레벨이 불균일할 경우, 각각의 초음파 센서(110a)로부터 검출되는 그리트 레벨에 차이가 발생되며, 이러한 그리트 레벨의 차이를 이용하여 그리트가 충진된 형태를 파악하게 된다.
이와 같이 다수 개의 초음파 센서(110a)를 이용하여 파악된 그리트의 충진 형태 정보를 바탕으로 호퍼(10)에 설치된 다수 개의 에어분사노즐(111)을 적절하게 제어하여 그리트를 유동시킴으로써 그리트의 레벨을 전체적으로 균일화시키게 되며, 이를 통해 보다 안정된 그리트의 배출환경을 조성할 수 있게 된다.
한편 각각의 초음파 센서(110a)로부터 발생되는 아날로드 신호는 컨트롤러(120)를 거치며 디지털 신호로 변환되어 현장 모니터링 장치(131)와 메인 모니터링 장치(132)로 전송되며, 현장 모니터링 장치(131)와 메인 모니터링 장치(132)는 전송되는 정보를 화면에 표시하여 줌으로써, 관리자 및 관계자는 그리트의 양을 육안으로 직접 확인하지 않고도 손쉽게 그리트의 양을 확인할 수 있게 된다.
또한 에어분사노즐(111)의 작동정보 및 블라스팅 탱크(11)에 구비된 노즐의 작동정보도 컨트롤러(120)를 통해 처리되어 현장 모니터링 장치(131) 및 메인 모니터링 장치(132)로 전송되며, 현장 모니터링 장치(131)와 메인 모니터링 장치(132)는 그리트의 양이나 레벨과 같은 그리트의 상태정보와 함께 에어분사밸브의 작동정보 및 노즐의 작동정보와 같은 블라스팅 설비의 상태정보를 화면에 표시하여 주게 된다.
이와 같이 현장 모니터링 장치(131)와 메인 모니터링 장치(132)에 표시되는 정보를 이용하여 블라스팅 설비의 상태 및 그리트 양을 파악하고, 요구되는 조치가 이루어지도록 함으로써 원활한 블라스팅 작업환경을 구현할 수 있으며, 특히 그리트의 부족으로 인하여 블라스팅 작업이 중단되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한 메인 모니터링 장치(132)는 사내의 여러 블라스팅 작업장에 마련된 각각의 블라스팅 설비에 대한 정보를 통합하여 관리함으로써, 보다 체계적인 관리가 가능하며, 적기 적소에 그리트를 공급할 수 있는 이점이 있다.
또한 블라스팅 작업자가 직접 제어할 수 없는 위험한 상황에 처한 경우, 현장 모니터링 장치(131) 또는 메인 모니터링 장치(132) 또는 확장 모니터링 장치(133)를 이용하여 원거리에서 블라스팅 탱크에 구비된 노즐을 차단시킬 수 있도록 함으로써, 비상상황의 발생시 피해가 확산되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 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 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(10) : 호퍼 (11) : 블라스팅 탱크
(110) : 호퍼 (111) : 에어분사노즐
(120) : 컨트롤러 (130) : 모니터링 장치
(131) : 현장 모니터링 장치 (132) : 메인 모니터링 장치
(133) : 확장 모니터링 장치

Claims (5)

  1. 그리트가 저장되며 저장된 그리트를 블라스팅 탱크(11)로 배출하는 호퍼(10)에 설치되어 호퍼 내의 그리트 양을 측정하는 센서(110);
    상기 센서(110) 및 블라스팅 설비로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 컨트롤러(120); 및
    상기 컨트롤러(120)로부터 제공되는 정보를 처리하여 화면에 표시하여 줌으로써 호퍼 내의 그리트 양 및 블라스팅 설비의 상태정보를 확인할 수 있도록 하는 모니터링 장치(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서(110)는 다수 개의 초음파 센서(110a)로 구성되며, 다수 개의 초음파 센서(110a)는 하나의 호퍼 내에 분산되게 설치되어 그리트의 양과 그리트의 충진 형태를 검출할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 호퍼에 설치되며, 상기 초음파 센서(110a)로부터 검출된 그리트의 충진 형태를 바탕으로 호퍼의 내부로 에어를 분사하여 그리트 레벨을 균일화시키는 다수 개의 에어분사노즐(111)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 모니터링 장치(130)는,
    블라스팅 설비의 인근에 설치되며, 상기 컨트롤러(120)로부터 제공되는 정보를 표시하는 현장 모니터링 장치(131);
    여러 블라스팅 설비의 호퍼에 설치된 센서(110) 및 컨트롤러(120)로부터 제공되는 정보를 모아 통합 관리하는 메인 모니터링 장치(132); 및
    상기 메인 모니터링 장치(132)로부터 그리트의 양 및 블라스팅 설비에 대한 정보를 제공받아 표시하는 확장 모니터링 장치(133)로 구성된 것을 특징으로 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 현장 모니터링 장치(131)와 메인 모니터링 장치(132) 및 확장 모니터링 장치(133)에는 블라스팅 탱크(11)에 마련되어 그리트를 배출시키는 노즐을 차단시키는 기능이 포함된 것을 특징으로 하는 블라스팅 호퍼 그리트 모니터링 시스템.
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