KR20160024679A - 금속 분말 유동도 측정 장치 - Google Patents

금속 분말 유동도 측정 장치 Download PDF

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KR20160024679A
KR20160024679A KR1020140111803A KR20140111803A KR20160024679A KR 20160024679 A KR20160024679 A KR 20160024679A KR 1020140111803 A KR1020140111803 A KR 1020140111803A KR 20140111803 A KR20140111803 A KR 20140111803A KR 20160024679 A KR20160024679 A KR 20160024679A
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구원석
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윤준철
최현규
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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 설정된 양의 금속 분말이 저장되며, 저장된 금속 분말을 일정 크기의 배출홀을 통해 낙하시키는 저장부; 및 상기 저장부에 설치되며, 저장된 상기 금속 분말이 상기 배출홀을 통해 낙하되는 시간을 측정하여 금속 분말의 유동도를 측정하는 유동도 측정부를 포함하는 금속 분말 유동도 측정 장치를 제공한다.

Description

금속 분말 유동도 측정 장치{MEASURE EQUIPMENT FOR FLOW RATE OF METAL POWDER}
본 발명은 금속 분말 유동도 측정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수분사 철계 분말에 대한 유동도를 정확하게 측정할 수 있는 금속 분말 유동도 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 유동도는 일정량(50g)의 분말이 대기압 하에서 일정한 깔때기(funnel)를 통과하는데 걸리는 시간으로 정의된다.
소결 성형 등의 금속 분말 성형 압축 공정에서 생산성에 크게 영향을 미치는 공정요소이다.
따라서, 금속분말을 성형하게 될 금형의 설계에 앞서 금속 분말의 유동도는 반드시 측정해야 한다
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2010-0122339호(공개일 : 2010년 11월 22일)가 있다.
본 발명의 목적은, 수분사 철계 분말을 포함하는 금속 분말의 유동도의 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 금속 분말 유동도 측정 장치를 제공함에 있다.
바람직한 양태에 있어서, 본 발명은 설정된 양의 금속 분말이 저장되며, 저장된 금속 분말을 일정 크기의 배출홀을 통해 낙하시키는 저장부; 및 상기 저장부에 설치되며, 저장된 상기 금속 분말이 상기 배출홀을 통해 낙하되는 시간을 측정하여 금속 분말의 유동도를 측정하는 유동도 측정부를 포함하는 금속 분말 유동도 측정 장치를 제공한다.
상기 유동도 측정부는, 상기 배출홀을 개폐하는 개폐 도어와, 상기 저장부에 설치되며, 상기 배출홀을 통해 낙하되는 상기 금속 분말을 감지하는 감지 신호를 발생하는 감지 센서와, 낙하 시간을 카운터 하는 카운터와, 상기 개폐 도어를 통해 상기 배출홀을 개방하고, 상기 감지 센서로부터 상기 감지 신호를 전달 받으면, 상기 카운터를 구동시키고, 상기 낙하 시간에 따라 상기 금속 분말의 유동도를 산출하는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유동도 측정부는, 상기 배출홀을 개폐하는 개폐 도어와, 상기 저장부의 하단에 설치되며, 상기 배출홀을 통해 낙하되는 상기 금속 분말을 수용하는 수용기와, 상기 수용기에 설치되며, 낙하되는 상기 금속 분말의 중량을 측정하여 감지 신호를 발생하는 중량 센서와, 낙하 시간을 카운터 하는 카운터와, 상기 개폐 도어를 통해 상기 배출홀을 개방하고, 상기 중량 센서로부터 상기 감지 신호를 전달 받으면, 상기 카운터를 구동시키고, 상기 낙하 시간에 따라 상기 금속 분말의 유동도를 산출하는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 유동도 측정부는, 상기 배출홀을 개폐하는 개폐 도어와, 상기 저장부에 설치되며, 상기 배출홀을 통해 낙하되는 상기 금속 분말을 감지하는 제 1감지 신호를 발생하는 감지 센서와, 제 1낙하 시간을 카운터 하는 제 1카운터와, 상기 저장부의 하단에 설치되며, 상기 배출홀을 통해 낙하되는 상기 금속 분말을 수용하는 수용기와, 상기 수용기에 설치되며, 낙하되는 상기 금속 분말의 중량을 측정하여 제 2감지 신호를 발생하는 중량 센서와, 제 2낙하 시간을 카운터 하는 제 2카운터와, 상기 개폐 도어를 통해 상기 배출홀을 개방하고, 상기 감지 센서로부터 상기 감지 신호를 전달 받으면, 상기 제 1카운터를 구동시키고, 상기 중량 센서로부터 상기 제 2감지 신호를 전달 받으면, 상기 제 2카운터를 구동시키고, 상기 제 1낙하 시간과 상기 제 2낙하 시간의 차이 시간이 기설정된 오차 범위 시간 내에 포함되면, 상기 제 1낙하 시간과 상기 제 2낙하 시간의 평균 시간을 사용하여 상기 금속 분말의 유동도를 산출하는 제어기를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 수분사 철계 분말을 포함하는 금속 분말의 유동도의 측정 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은, 설정된 양의 금속 분말이 낙하되는 시간을 낙하되는 경로 상에서 측정함과 아울러, 수용기로 낙하되는 시간을 중복 측정하여, 이들 간의 오처 범위 시간을 고려하여 금속 분말의 유동도를 산출함으로써, 더 정확한 금속 분말의 유동도를 측정할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치의 제 1실시예를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치의 제 2실시예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치의 제 3실시예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따르는 배출홀의 사이즈 변경에 따르는 구조를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치의 제 1실시예를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조 하면, 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치는 크게 저장부(100)와, 유동도 측정부(200)로 구성된다.
저장부(100)
본 발명에 따르는 저장부(100)에는 깔때기 모양의 저장 공간(110)이 형성되는 저장 몸체를 갖는다. 상기 저장 몸체의 도면 번호를 '100'으로 표기한다.
상기 저장 공간(110)의 하단에는 배출홀(120)이 형성된다.
상기 배출홀(120)는 설정된 사이즈를 갖는다.
상기 저장 공간(110)에는 설정된 양의 금속 분말(10)이 저장된다. 상기 금속 분말(10)은 수분사 철계 분말인 것이 좋다.
상기 저장 몸체(100)의 하단에는 지지 부재(140)가 설치된다.
또한, 상기 저장 몸체(100)의 하단에는 개폐 도어(210)가 설치된다. 상기 개폐 도어(210)는 배출홀(120)을 개폐할 수 있도록 회전 방식의 개폐 도어일 수도 있고, 배출홀(120)을 개폐하는 밸브일 수도 있다.
상기 개폐 도어(210)는 후술되는 제어기(240)로부터 제어 신호를 받아 구동된다.
유동도 측정부(200)
본 발명에 따르는 유동도 측정부(200)는 상술한 개폐 도어(210)와, 감지 센서(220)와, 제 1카운터(230)와, 제어기(240)로 구성된다.
상기 개폐 도어(210)는 상술한 바와 같이 때문에 설명을 생략한다.
상기 감지 센서(220)는 지지 부재(140)에 설치되며, 광을 출사하는 광 출사부(221)와, 출사된 광을 수신하는 광 수신부(222)를 갖는 광센서, 초음파 센서 중 어느 하나 일 수 있다.
상기 광 출사부(221)는 배출홀(120)을 통해 낙하되는 금속 분말(10)의 낙하 경로를 가로지도록 광을 출사하고, 광 수신부(222)는 광 출사부(221)의 맞은 편에서 낙하 경로를 가로지르는 광을 수신하고, 광을 수신함에 따르는 신호를 제어기(240)로 전송한다.
여기서, 광 수신부(222)는 낙하 경로를 따라 금속 분말(10)이 낙하되는 경우, 금속 분말(10)에 의해 광 수신이 차단된다.
여기서, 상기 광 수신이 차단되는 신호가 감지 신호일 수 있다.
상기 제어기(240)는 개폐 도어(210)를 구동시켜, 배출홀(120)을 개폐하도록 한다.
상기 제어기(240)는 상기 감지 신호를 전송 받으면, 제 1카운터(230)를 구동시켜, 금속 분말(10)의 제 1낙하 시간을 카운터하도록 한다.
여기서, 상기 제어기(240)는 제 1감지 신호가 전송되는 동안, 제 1카운터(230)를 사용하여 제 1낙하 시간을 카운터하도록 하고, 이를 제 1카운터(230)로부터 전송 받는다.
이에 따라, 본 발명에서는 설정된 양의 금속 분말(10)이 모두 낙하되는 동안, 제 1낙하 시간을 측정하여, 해당 금속 분말의 유동도를 산출한다.
도 2는 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치의 제 2실시예를 보여주는 도면이다.
도 2를 참조 하면, 본 발명에 따르는 유동도 측정부(300)는 금속 분말(10)이 낙하되는 경우, 낙하됨을 금속 분말(10)의 중량이 측정되는 시점부터 낙하 시간을 측정하여 금속 분말(10)의 유동도를 산출할 수도 있다.
즉, 본 발명에 따르는 유동도 측정부(300)는, 개폐 도어(310)와, 수용기(320)와, 중량 센서(330)와, 제 2카운터(340)와, 제어기(350)로 구성된다.
상기 수용기(320)는 금속 분말(10)의 낙하 경로를 따라 하방에 배치되어, 낙하되는 금속 분말(10)을 수용한다.
상기 중량 센서(330)는 압전 센서와 같은 센서로서, 상기 수용기(320)에 설치된다.
상기 중량 센서(330)는 낙하되어 수용되는 금속 분말(10)의 중량을 감지하고, 이를 제 2감지 신호로 하여, 제어기(350)로 전송한다.
상기 개폐 도어(310)는 상술한 예와 동일하여 설명을 생략한다.
상기 제어기(350)는 상기 제 2감지 신호를 전송 받으면, 제 2카운터(340)를 구동시켜, 금속 분말(10)의 제 2낙하 시간을 카운터하도록 한다.
여기서, 상기 제어기(350)는 제 2감지 신호가 전송되는 동안, 제 2카운터(340)를 사용하여 제 2낙하 시간을 카운터하도록 하고, 이를 제 2카운터(340)로부터 전송 받는다.
이에 따라, 본 발명에서는 설정된 양의 금속 분말(10)이 모두 낙하되는 동안, 제 2낙하 시간을 측정하여, 해당 금속 분말의 유동도를 산출한다.
도 3은 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치의 제 3실시예를 보여주는 도면이다.
도 3을 참조 하면, 본 발명에 따르는 유동도 측정부(301)는, 개폐 도어(210)와, 감지 센서(220)와, 중량 센서(330)와, 수용기(320)와, 제어기(240)로 구성된다.
상기 개폐 도어(210)는 상기 배출홀을 개폐한다.
상기 감지 센서(220)는 저장부(100)에 설치되며, 상기 배출홀(120)을 통해 낙하되는 상기 금속 분말(10)을 감지하는 제 1감지 신호를 발생한다.
상기 제 1카운터(230)는 제 1낙하 시간을 카운터 한다.
상기 수용기(320)는 상기 저장부(100)의 하단에 설치되며, 상기 배출홀(120)을 통해 낙하되는 상기 금속 분말(10)을 수용한다.
상기 중량 센서(330)는 상기 수용기(320)에 설치되며, 낙하되는 상기 금속 분말(10)의 중량을 측정하여 제 2감지 신호를 발생한다.
상기 제 2카운터(340)는 제 2낙하 시간을 카운터 한다.
상기 제어기(350)는 상기 개폐 도어(210)를 통해 상기 배출홀(120)을 개방하고, 상기 감지 센서(220)로부터 상기 제 1감지 신호를 전달 받으면, 상기 제 1카운터를 구동시키고, 상기 중량 센서로부터 상기 제 2감지 신호를 전달 받으면, 상기 제 2카운터를 구동시키고, 상기 제 1낙하 시간과 상기 제 2낙하 시간의 차이 시간이 기설정된 오차 범위 시간 내에 포함되면, 상기 제 1낙하 시간과 상기 제 2낙하 시간의 평균 시간을 사용하여 상기 금속 분말의 유동도를 산출한다.
본 발명의 제 3실시예에서는 금속 분말이 낙하되는 시점을 낙하 경로에서 감지 및, 낙하되어 수용되는 시점에서, 낙하 시간을 각각 산출하고, 이들간의 차이 시간이 오차 범위 내에 포함되는지를 판단하여 최종 낙하 시간을 평균 처리하여 결정함으로써, 서로 다른 방식의 측정을 사용하여 더 정확한 금속 분말의 유동도를 산출할 수 있는 잇점이 있다.
도 4는 본 발명에 따르는 배출홀의 사이즈 변경에 따르는 구조를 보여주는 도면이다.
한편, 도 4를 참조 하면, 본 발명에 따르는 저장부는, 배출홀 설치 부재를 구비한다.
상기 배출홀 설치 부재는 저장부의 하단에서 탈착 가능하도록 설치된다.
따라서, 저장부에서, 배출홀 설치 부재를 탈착 가능하게 구성함으로써, 서로 다른 배출홀의 사이즈를 선택적으로 구현할 수 있다.
또한, 저장부에는 배출홀의 사이즈를 감지하는 센서가 설치된다.
상기 센서는 카메라일 수 있다. 상기 카메라는 배출홀에 대한 영상을 취득하여, 이를 제어기로 전송한다.
상기 제어기는 영상에 포함되는 배출홀의 사이즈를 이미지 처리 과정을 통해 산출한다.
이에 따라, 본 발명에서는 다양한 사이즈를 갖는 금속 분말에 대한 유동도를 하나의 장치 내에서 측정할 수 있다.
또한, 도면에 도시되지는 않았지만, 배출홀의 사이즈를 변경함에 있어서, 하나의 배출홀을 조리개와 같이 홀 사이즈를 조절할 있도록 구현할 수 있다.
상기 조리개는 홀 사이즈를 조절할 수 있도록 서로 접하여 회전 개폐되는 다수의 날개를 갖는다.
여기서, 조리개는 구동 모터를 구비한다. 상기 구동 모터는 홀 사이즈를 조절할 수 있도록 상기 날개들의 회전 위치를 조절한다.
상기 제어기는 설정된 홀 사이즈를 이루도록 상기 구동 모터를 조절할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 측정하고자하는 금속 분말의 사이즈를 이루도록 배출홀의 사이즈를 용이하게 가변 조절할 수도 있다.
상기와 같은 구성 및 작용을 통해, 본 발명에 따르는 실시예는 수분사 철계 분말을 포함하는 금속 분말의 유동도의 측정 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 설정된 양의 금속 분말이 낙하되는 시간을 낙하되는 경로 상에서 측정함과 아울러, 수용기로 낙하되는 시간을 중복 측정하여, 이들 간의 오처 범위 시간을 고려하여 금속 분말의 유동도를 산출함으로써, 더 정확한 금속 분말의 유동도를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 실시예는 금속 분말을 낙하하기 위한 배출홀의 사이즈를 다양하게 구현하고, 사이즈가 가변될 때, 제어기로 배출홀의 사이즈를 전송함으로써,다양한 사이즈의 금속 분말의 유동도를 측정할 수도 있다.
이상, 본 발명의 금속 분말 유동도 측정 장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 저장부
110 : 저장 공간
120 : 배출홀
130 : 배출홀 설치 부재
140 : 지지 부재
200, 300, 301 : 유동도 측정부
210, 310 : 개폐 도어
220 : 감지 센서
221 : 광 출사부
222 : 광 수신부
230 : 제 1카운터
240, 350 : 제어기
320 : 수용기
330 : 중량 센서
340 : 제 2카운터
400 : 센서

Claims (4)

  1. 설정된 양의 금속 분말이 저장되며, 저장된 금속 분말을 일정 크기의 배출홀을 통해 낙하시키는 저장부; 및
    상기 저장부에 설치되며, 저장된 상기 금속 분말이 상기 배출홀을 통해 낙하되는 시간을 측정하여 금속 분말의 유동도를 측정하는 유동도 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 유동도 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유동도 측정부는,
    상기 배출홀을 개폐하는 개폐 도어와,
    상기 저장부에 설치되며, 상기 배출홀을 통해 낙하되는 상기 금속 분말을 감지하는 감지 신호를 발생하는 감지 센서와,
    낙하 시간을 카운터 하는 카운터와,
    상기 개폐 도어를 통해 상기 배출홀을 개방하고, 상기 감지 센서로부터 상기 감지 신호를 전달 받으면, 상기 카운터를 구동시키고, 상기 낙하 시간에 따라 상기 금속 분말의 유동도를 산출하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 유동도 측정 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유동도 측정부는,
    상기 배출홀을 개폐하는 개폐 도어와,
    상기 저장부의 하단에 설치되며, 상기 배출홀을 통해 낙하되는 상기 금속 분말을 수용하는 수용기와,
    상기 수용기에 설치되며, 낙하되는 상기 금속 분말의 중량을 측정하여 감지 신호를 발생하는 중량 센서와,
    낙하 시간을 카운터 하는 카운터와,
    상기 개폐 도어를 통해 상기 배출홀을 개방하고, 상기 중량 센서로부터 상기 감지 신호를 전달 받으면, 상기 카운터를 구동시키고, 상기 낙하 시간에 따라 상기 금속 분말의 유동도를 산출하는 제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 유동도 측정 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유동도 측정부는,
    상기 배출홀을 개폐하는 개폐 도어와,
    상기 저장부에 설치되며, 상기 배출홀을 통해 낙하되는 상기 금속 분말을 감지하는 제 1감지 신호를 발생하는 감지 센서와,
    제 1낙하 시간을 카운터 하는 제 1카운터와,
    상기 저장부의 하단에 설치되며, 상기 배출홀을 통해 낙하되는 상기 금속 분말을 수용하는 수용기와,
    상기 수용기에 설치되며, 낙하되는 상기 금속 분말의 중량을 측정하여 제 2감지 신호를 발생하는 중량 센서와,
    제 2낙하 시간을 카운터 하는 제 2카운터와,
    상기 개폐 도어를 통해 상기 배출홀을 개방하고, 상기 감지 센서로부터 상기 감지 신호를 전달 받으면, 상기 제 1카운터를 구동시키고, 상기 중량 센서로부터 상기 제 2감지 신호를 전달 받으면, 상기 제 2카운터를 구동시키고, 상기 제 1낙하 시간과 상기 제 2낙하 시간의 차이 시간이 기설정된 오차 범위 시간 내에 포함되면, 상기 제 1낙하 시간과 상기 제 2낙하 시간의 평균 시간을 사용하여 상기 금속 분말의 유동도를 산출하는 것을 특징으로 하는 금속 분말 유동도 측정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106644831A (zh) * 2016-11-30 2017-05-10 南通金源智能技术有限公司 一种3d打印超微铝合金粉末流速测定方法
WO2018008892A3 (ko) * 2016-07-04 2018-08-09 한국항공우주산업 주식회사 도료의 점도 측정 장치

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