KR20170087901A

KR20170087901A - 원심 분리기 및 원심 분리기 내의 불균형 감지 방법

Info

Publication number: KR20170087901A
Application number: KR1020177015777A
Authority: KR
Inventors: 클라우스-귄터 에베르레; 크리스토프 팝스트; 마르셀루스 가이젤만; 제바스티안 파르너; 아르민 브렌드레
Original assignee: 안드레아 헤티히 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2015-10-29
Publication date: 2017-07-31
Also published as: DE102014116527B4; US10337943B2; US20170328804A1; CN107206399A; JP2017536230A; CN107206399B; JP6596087B2; EP3218113A1; WO2016074944A1; PL3218113T3; KR102391977B1; EP3218113B1; DE102014116527A1

Abstract

본 발명은, 로터(12), 상기 로터(12)가 지지되는 구동 샤프트(14), 상기 구동 샤프트(14)를 통해 상기 로터(12)를 구동하는 모터(18), 각각 스프링 축(36a)을 포함하는 감쇠 요소(36)들을 구비하고 상기 구동 샤프트(14) 및 상기 로터(12)와 함께 상기 모터(18)를 포함하는 회전부(18)를 지지하는 지지부(30), 회전 속도를 감지하기 위한 센서부(82, 84), 회전 축(14a)을 중심으로 회전하는 회전부(19)의 불균형을 판단하기 위한 거리 센서(80), 상기 회전부(19)의 불균형을 판단하기 위한 가속도 센서(88), 상기 센서(80, 82, 88)들의 데이터를 평가하는 제어 평가부(90)를 포함하는 원심 분리기(10)에 관한 것으로, 상기 거리 센서(80)는 작동 축(36b) 상의 거리 변화를 감지한다. 본 발명은, 상기 회전 축(14a)에 대한 상기 작동 축(36b)의 각도가, 상기 작동 축(36b)과 상기 회전 축(14b) 간의 각도가 0도를 포함한 90도 미만일 때에는 적어도 상기 작동 축(36b)에 평행하고 상기 회전 축(14a)을 통과하는 평면상의 사영(projection)이 나타나도록, 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

원심 분리기 및 원심 분리기 내의 불균형 감지 방법{CENTRIFUGE AND METHOD FOR SENSING IMBALANCES IN THE CENTRIFUGE}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 명시된 유형의 원심 분리기 및 청구항 14의 전제부에 명시된 유형의 상기 원심 분리기 내의 불균형을 감지하기 위한 방법에 관한 것이다.

DE 195 39 633 A1에서는 회전하는 부분의 불균형을 감지하기 위한 장치를 구비한 일반적인 원심 분리기를 기재하고 있다. 상기 장치는 속도 센서, 거리 센서 및 가속도 센서를 구비한다. 이 경우 사용되는 가속도 센서는, 불균형으로 인한 가속도를 탐지하기 위한 압전 결정 센서(piezoelectric crystal sensor)이다. 또한, 상기 센서들에 의해 탐지된 불균형과 관련된 신호들이 출력 진동/진폭 변경의 형태로 전송되는 제어 평가부(control and evaluation unit)도 제공된다. 상기 평가부에는, 상기 평가부에 의해 수신된 신호들을 기준 데이터와 비교하기 위한 비교기가 연결된다. 진폭에 변화가 발생하면, 광학 경고 또는 음향 경고가 발령되거나 원심 분리기가 스위치-오프된다. 압전 센서와 거리 센서 모두 동일한 수평 방향으로 작동한다.

이러한 해결 방법의 한 가지 단점은, 사용되는 센서들이 진폭의 변화만을 탐지한다는 것이다. 이 센서들은, 불균형의 원인이나 근원지에 대한 정보는 아예 제공하지 않거나 제한적으로만 제공한다. 이는 진폭의 변화를 바탕으로, 특히 속도를 고려하여 경고 발령이나 원심 분리기의 스위치-오프 등의 차별화된 조치를 취하는 것을 어렵게 만든다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상술한 단점들을 피할 수 있고, 단순히 불균형을 탐지할뿐만 아니라 그 불균형의 원인과 근원지에 대한 정보를 제공할 수 있는, 청구항 1의 전제부에 명시된 유형의 원심 분리기를 제공하는 것이다. 게다가 이러한 원심 분리기는, 불균형이 탐지되면, 그 회전 속도를 함수로 차별화된 조치를 취할 수 있도록 하는, 더 발전된 원심 분리기여야 한다.

이러한 원심 분리기에 대한 목적은, 청구항 1의 특징들과 그 전제부의 특징들을 조합함으로써 달성된다. 그 방법에 대해서는, 청구항 14의 특징들에 의해 달성된다.

본 발명은, 거리 센서의 작동 축이 회전 축에 직각으로 연장형성되었을 때보다, 작동 축이 회전 축에 평행하거나 90도 미만 또는 예각으로 연장형성된 거리 센서가 불균형 및 그 원인/근원지에 대한 정보 데이터를 훨씬 더 많이 제공한다는 사실을 바탕으로 한다. 또한, 본 발명은, 불균형 발생 시, 센서들이 제공하는 신호들의 진폭에 있어서의 변화 대신, 그 진폭 자체를 기초로 사용하면, 차별화된 조치를 취할 수 있다는 추가적인 발견 사실을 바탕으로 한다.

본 발명에 따른 원심 분리기는, 하우징; 원심 분리할 물질을 포함하는 용기들(receptacles)을 수용하기 위한 로터(rotor); 상기 로터가 장착되는 구동 샤프트; 상기 구동 샤프트를 통해 상기 로터를 구동하는 모터; 각각 스프링 축(spring axis)을 포함하는 감쇠 요소들을 구비한 지지부; 회전 속도를 탐지하기 위한 센서부; 상기 구동 샤프트와 함께 상기 로터 및 상기 모터에 의해 형성된 상기 회전부의 불균형을 탐지하기 위한 거리 센서; 상기 회전부의 불균형을 탐지하기 위한 가속도 센서; 및 센서 데이터를 평가하는 제어 평가부를 포함하는데, 여기서 상기 지지부는 상기 구동 샤프트 및 상기 로터와 함께 상기 모터를 지지한다. 상기 거리 센서는, 하나의 작동 축으로의 거리 변화를 감지한다. 또한, 상기 작동 축은 -적어도 상기 작동 축에 평행하고 상기 로터의 회전 축을 통과하는 평면 상에 투영(projection)했을 때- 상기 작동 축과 상기 회전 축 사이의 각도가 0도를 포함하여 90도 미만이 되도록, 상기 로터의 회전 축에 대해 일직선상에 위치한다. 이것이 유리한 이유는, 상기 회전부가 그 중심 위치에서 추락하는(tumbling) 움직임/이탈을 탐지할 수 있게 되기 때문에, 이러한 이탈이 수평으로 탐지된 경우보다 훨씬 많은 정보 데이터를 제공하기 때문이다.

바람직한 일 실시 예에 따르면, 거리 센서의 작동 축은 스프링 축에 평행한 일직선상에 위치하는데, 그 이유는, 서스펜션(suspension) 상의 응력이, 불균형과 그 크기에 대한 신뢰할 수 있는 지표가 되며, 거리 센서가 상기 스프링 축에 평행하게 배열되면 정밀한 측정이 가능하기 때문이다.

스프링 축과 상기 거리 센서의 작동 축이 동일한 경우 특히 정밀한 측정이 달성 가능하다. 이 경우, 거리 센서를 서스펜션 안으로 통합하는 것 또한 용이해지기 때문에, 디자인을 단순화시킨다.

회전 센서로는, 가령 마그네틱 센서(magnetic sensor)나 유도형 센서(inductive sensor)를 사용할 수 있다. 그러나, 포크 라이트 배리어(fork light barriers)와 같은 라이트 배리어들의 경우, 세그먼트 디스크(segment disk)와 함께 사용할 경우 특히 적합한 것으로 증명되었기 때문에, 이들 또한 동시적 위치 탐지에 사용 가능하다. 이에 대해서는 아래에서 더 상세히 설명한다.

또 다른 유리한 일 실시 예에 따르면, 3개의 서로 직교하는 공간 축들이 형성하는 공간에서 불균형을 감지하기 위한 적어도 2개의 가속도 센서가 제공된다. 여기서, 각각의 가속도 센서는, 나머지 다른 가속도 센서들과는 다른 공간 축에서 유효하다. 1 보다 많은 개수의 축에 대한 가속도 데이터를 평가하면, 더욱더 정확한 불균형 탐지가 가능하며, 불균형의 원인에 대한 정보 또한 제공 가능하다. 이에 대해서는 아래에서 설명한다.

더 구체적으로, 공간 축들 중에서 가속도 센서가 작동하는 공간 축은, 수직 방향 공간 축이다. 왜냐하면, 탐지된 수평 가속도, 즉, 회전 축의 수평 방향 이탈만을 측정하는 x 및/또는 y 공간 축 방향의 가속도와 반대로, 추가로 탐지된 수직 가속도는 추락하는(tumbling) 움직임도 측정 가능하기 때문이다. 또한, 가령 절대 기준(0도 위치)을 갖는 속도 센서의 세그먼트 디스크와 라이트 배리어를 통해, 회전, 그리고 초기 위치/영(0) 위치에 대한 각각의 회전 각도가 탐지되면, 불균형의 원인과 근원지에 대한 결론을 도출할 수 있다. 그런 다음, 이 데이터를 사용해 회전부 내 어디에서 불균형이 발생했는지 정확한 위치를 판단할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 스프링 축은 회전 축과 교차하도록 정렬된다. 감쇠 요소들을 이런 식으로 배열하는 것은 기술적으로 용이하며, 거리 센서 또한 이러한 배열 안에 용이하게 통합 가능하다.

작동 축과 스프링 축 또한 동일한 것이 바람직하다. 이 경우, 거리 센서를 감쇠 요소들 안으로 통합하고, 감쇠 요소들의 스프링의 범위를 직접 탐지하는 것이 용이 해지며, 이렇게 해서 탐지된 값은, 로터의 중심 위치로부터의 이탈을 판단하는데 사용될 수 있다.

또 다른 유리한 일 실시 예에 따르면, 제1 특성값이 제어 평가부 안에 저장되는데, 이 제1 특성값은 가속도 센서 및/또는 거리 센서에 의해 탐지된 진폭에 대한, 회전 속도 함수로 표시한 제1 한계 값들을 나타내는 것으로, 회전부의 불균형을 기술하는 값들이다. 이 제1 한계 값들은, 그것을 초과하는 경우, 조치를 취할 필요는 있으나, 원심 분리기나 사용자의 안전에 아직은 즉각적인 위험은 없는 상태를 나타내도록 설정된다. 따라서, 제1 한계 값들은, 원심 분리기 내에 안전상 중대한 위험인 아닌 경우에 경보를 개시하는 역할을 하는 것으로, 당분간 추가적인 조치는 필요하지 않은 경우이다.

또 다른 유리한 일 실시 예에 따르면, 제2 특성값이 제어 평가부 안에 저장되는데, 이 제2 특성값은 가속도 센서 및/또는 거리 센서에 의해 탐지된 진폭에 대한, 회전 속도 함수로 표시한 제2 한계 값들을 나타내는 것으로, 회전부의 불균형을 기술하는 값들이다. 이 제2 한계 값들은, 그것을 초과하는 경우, 위험하며 즉각적인 조치가 필요한 상태를 나타내도록 설정된다. 이러한 제2 한계 값들의 목적은, 원심 분리기 내에 안전과 관련된 문제점이 발생했을 때, 즉각적인 추가 조치를 취할 수 있도록 함으로써 원심 분리기와 사용자의 안전을 보장하는 것이다.

제1 한계 값에 일단 도달하면, 제어 평가부가 음향 신호부 및/또는 광신호부 및/또는 디스플레이부를 활성화하는 것이 유리한 것으로 간주된다. 여기서, 디스플레이부는 가령 원심 분리기의 제어 패널 안으로 통합 가능하며, 평가 결과뿐만 아니라 필요한 조치에 대한 지침을 사용자에게 표시하는데 사용된다. 이를 통해, 사용자는 제때에 문제를 해결하기 위한 충분한 정보를 제공 받을 수 있고, 원심 분리기는 당분간 작동 상태를 유지할 수 있다.

심각한 상황에서 원심 분리기와 사용자의 안전을 보장하기 위해, 제2 한계 값에 일단 도달하면, 제어 평가부가 회전부나 원심 분리기 전체의 모터를 스위치-오프하도록 설정된다.

상기 제2 한계 값에 일단 도달하면, 제어 평가부는 또한, 음향 신호부 및/또는 광신호부 및/또는 디스플레이 장치를 활성화하는 것이 유리하다. 여기서, 디스플레이 장치는 평가 결과뿐만 아니라 필요한 조치에 대한 지침을 사용자에게 표시한다. 이를 통해, 문제를 찾아내고, 그 문제가 심각한 경우 문제를 해결하는데 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있고, 사용자 편의도 크게 개선된다.

제어 평가부는 또한, 데이터 로거(data logger)를 구비하면 더 유리하다. 데이터 로거는 판단된 모든 데이터를 기록한다. 그러면 이 데이터는, 가령 USB 포트를 통해 원심 분리기 작동 종료 시점에 독출되어, 유지보수, 문제 해결, 제품 수명 관리 등을 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 거리 센서는 1,000 rpm 미만의 속도 범위에서 불균형 탐지를 하는데 사용된다. 이를 통해, 가속도 센서에 의해 신뢰할 수 있는 수준으로 탐지하기에는 가속력이 여전히 너무 작은 경우에도 낮은 속도에서 이미 불균형을 탐지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 가속도 센서는, 1,000 rpm이 넘는 속도 범위에서 불균형을 탐지하는데 사용된다. 이렇듯 높은 속도 범위에서는, 거리 센서보다 가속도 센서가 더 적합한데, 그 이유는, 이 주파수에는 가속도 측정이 거리 측정보다 더 정확한 데이터를 제공하기 때문이다.

거리 센서 및/또는 가속도 센서가 더 신뢰할 수 있는 데이터를 제공하는 속도 범위는, 주로 원심 분리기의 디자인, 특히, 원심 분리기의 감쇠에 따라 결정된다. 따라서, 회전 속도 범위를 펌웨어를 통해 구성 가능하도록 하는 것이 유리하다.

본 발명의 목적은, 지속 회전수(continuous revolution) 함수로 센서 측정 값들을 구하고, 측정한 값들에서 평균값을 구하고, 이 평균값을, 해당 특성값(characteristic)과 비교함으로써 달성된다. 이 평균값이 특성값보다 높으면, 회전부의 모터 스위치-오프, 로터의 속도 감축, 음향 신호 및/또는 광신호 발생 및/또는 디스플레이부에 정보 출력 등의 추가 조치가 개시된다.

본 발명의 장치 및 방법은, 원심 분리기의 회전부의 잠재적 불균형을 탐지하는데 사용될 수 있고, 제어 평가부는 기설정된 방식으로 그러한 불균형에 응답한다. 또한, 작동 데이터는 수집, 저장 및 평가를 위해 사용됨으로써, 특히 원심 분리기와 그 부품들의 하중과 수명에 대한 결론을 내릴 수 있도록 한다. 이러한 목적으로, 각각의 원심 분리 작동 주기에 대한, 원심 분리 단계의 지속 기간, 최대 속도, 최대 불균형 진폭, 최대 불균형 진폭 발생 시 속도, 불균형 각도, 중심 위치로부터의 이탈 및 시스템 상태 지표(플래그(flags)) 등의 데이터가 데이터 로거에 기록된다. 또한, 온도나 소음 등 추가적인 관련 데이터 또한 필요하면 기록될 수 있다.

가령, 데이터 판단 결과, 특성값(characteristic)에 의해 설정된 한계 값을 불균형이 초과하는 경우, 로터나 원심 분리기 전체의 모터가 스위치-오프될 수 있다. 추가적으로 또는 이에 대한 대안으로, 가령 모터 스탠드(motor stand)에 사용되는 고무-금속 요소들과 같은 감쇠 요소들의 유지 보수 또는 마모 상태에 관한 정보가 제공될 수 있다. 또한, 로터의 어느 용기가 불균형의 원인인지에 대한 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 이때, 불균형의 원인은 부정확한 로딩(incorrect loading) 때문일 수 있다. 또한, 정비가 필요한 경우, 디스플레이 장치는, 로터의 균형을 맞추는 방법에 대한 기술적인 지침을 표시할 수 있다.

회전을 탐지하기 위한 회전 센서는 다음과 같은 디자인으로 제공될 수 있다. 30개의 동일한 간격으로 이격된 리세스(recesses) 뿐 아니라 0도 위치(절대 기준)에 단일 캠(cam)을 갖는 세그먼트 디스크가 모터 축에 장착된다. 라이트 배리어, 가령 포크 라이트 배리어는 현재 회전 각도를 6도씩 탐지하는데, 6도의 60배가 360도이며, 여기에는 모서리 변화도 고려된다. 제1 포트 라이트 배리어에서 제공한 신호로부터 90도 오프셋된 신호를 제공하도록 배열된 제2 포크 라이트 배리어는, 회전의 방향을 탐지한다. 0도 위치를 탐지하는 데는 역반사 센서(retroreflective sensor)가 사용된다.

상술한 바와 같이, 회전 센서, 제1 공간 축으로의 가속도 탐지를 위한 가속도 센서, 제2 공간 축으로의 가속도 탐지를 위한 가속도 센서, 및 거리 센서 등 4개의 센서가 불균형 감지와 관련된 모든 데이터를 탐지하는데 사용된다. 또한, 제3 공간 축으로의 가속도를 탐지하기 위한 또 다른 가속도 센서가 제공될 수 있다.

더 구체적으로, 상기 3개의 가속도 센서들은 3축 가속도 센서들로서 설계된다. 따라서, 이 3개의 가속도 센서들은 하나의 유닛으로 결합된다. 이 유닛은 하부 모터 마운트(motor mount) 영역 내 샤프트 근처에 부착된 전자 보드에 직접 장착하는 것이 바람직하다. 이에 대한 대안으로, 상기 유닛은 로터 안에 배치할 수도 있다.

상기 거리 센서는 유도형 근접 센서의 형태를 가질 수 있다. 측정 범위는 특히 4mm의 변화, 바람직하게는 최대 6 mm까지의 변화를 탐지한다. 이러한 측정은 지지판 및/또는 제2 탄성 러그(elastic lug)와 상기 모터 스탠드의 고정판 및/또는 제3 탄성 러그 간 거리의 상대적 변화를 탐지한다. 이러한 조정은, 간단한 기계 게이지(mechanical gauge)를 사용해 수행할 수 있고, 특별히 정밀할 필요가 없다.

원심 분리기의 지지판의 수직 진동은, 원심 분리기의 디자인의 영향도 받지만, 경험에 따르면, 약 150 내지 200 rpm에서만 특성값(characteristic) 최대점에 도달하는 것으로 나타났다. 이 최대점은 거리 센서로만 탐지가 가능한데, 그 이유는, 위 속도에서는, 가속도 센서의 측정 범위 안에 들기엔 가속력이 여전히 너무 작을 것이기 때문이다. 불균형은 가능한 한 빨리 탐지해야 하기 때문에 (즉, 낮은 회전 속도에서), 이를 위해서는, 거리 센서를 사용해야만 한다. 속도가 1,000 rpm을 초과할 경우에는, 신뢰할만한 불균형 탐지에 가속도 센서가 더 적합하다. 그러나, 중심 위치로부터의 이탈, 즉 로터의 고속 상승 등은 거리 센서로만 탐지가 가능하다.

또한, 각각의 스프링 축, 가령 감쇠 요소 상부에 데이터 탐지를 위한 거리 센서를 제공하는 것도 생각해볼 수 있다. 이 경우, 평가부는, 획득한 데이터를 바탕으로, 원심 분리기 작동 직전에, 원심 분리 시 더 높은 불균형을 초래할 수 있는 모든 부정확한/비대칭적 로딩을 탐지할 수 있다. 그런 다음, 디스플레이부는, 원심 분리기 작동을 시작하지 말라고 사용자에게 경고할 수 있고, 또는, 애초에 원심 분리기가 활성화되는 것을 제어부가 막을 수 있다.

더 구체적으로, 불균형 평가에 사용되는 값은 아래와 같이 계산된다:

9.6 kHz 주파수에서, 제어 평가부는, 거리 센서를 통한, 지지판과 고정판 사이의 거리; 가속도 센서를 통한, x 축 가속도; 가속도 센서를 통한, y 축 가속도; 및 가속도 센서를 통한, z 축 가속도 등 4개의 다른 채널로 측정값을 지속적으로 획득한다. 따라서, 이러한 측정에는 거리 센서, x 축을 위한 가속도 센서, y 축을 위한 가속도 센서, 및 z 축을 위한 가속도 센서 등 4개의 센서가 사용된다.

측정된 값들은 4개의 다른 채널을 통해 전송되기 때문에, 제어 평가부에 의해 동시에 평가가 가능하다. 그런 다음, 9.6 kHz에서 탐지된 측정값들을 사용해 회전 속도 함수로 평균값을 구한다.

상술한 바와 같이, 회전 센서에는, 라이트 배리어와 협력하는 리세스들이 세그먼트 디스크 내에 제공된다. 리세스가 시작할 때, 광빔이 상기 리세스의 끝에 도달할 때까지의 기간 동안 신호가 발생되는데, 이는 세그먼트 디스크의 회전 때문이다. 이 시간 동안, 라이트 배리어의 광은 관련 광센서에 도달함으로써, 신호를 발생시킨다. 신호의 시작과 끝에는, 시그널 엣지들(signal edges)이 발생된다. 따라서, 이 시그널 엣지는 상기 신호의 시작과 끝에서 변경된다. 세그먼트 디스크의 회전 중의 시그널 엣지 변경 시, 제어 평가부는 평균값을 생성한다. 이 평균값은 가장 최근의 엣지 변경 이후 센서가 탐지한 모든 측정값들을 바탕으로 도출한 것이다. 60개의 측정 지점들이 사인파(sine-wave)와 유사한 형태의 신호 곡선을 형성하게 된다. 센서에 따라, 다른 진폭과 위상 각이 획득된다.

각각의 회전에 대해, 각각의 센서는 60개의 측점 지점들로 구성된 신호 곡선을 도출하게 된다. 이 경우, 상기 신호 곡선은, 각각의 센서에 대한, 신호의 유효 값(RMS)과 DC 오프셋을 결정하는데 사용된다. 이 신호 곡선은 60개 지점들의 평균값에서 구한 DC 오프셋에 의해 정정되어, 순 AC 신호 성분을 도출한다. 이에 따라, 상기 순 AC 신호 성분은 영(0)과 대칭된다.

그런 다음, 4개 센서들의 유효 값들은, 제어 평가부에서 가중치 부여 후 합산된다. 즉, 각각의 유효 값에, 설정 가능한 인자(factor)를 곱해서 얻은 결과 값을 합산하는 것이다. 이하, 상기 결과 값을 센서 합계라고 지칭하기로 한다. 이 센서 합계는, 상기 결정된 값들과 설정 가능한 한계 값들을 비교하여 불균형 평가를 수행하는데 일차적으로 사용되는데, 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명하기로 한다. 또한, 상기 센서 합계는 불균형 각도를 판단하기 위해서도 필요하다.

이 불균형 각도의 판단은, 다음과 같이 이루어진다. 상기 센서 합계의 최대 진폭이 측정되는 각도는, 최대 불균형이 실제로 위치하는 각도와 일치하지 않는데, 이는 회전의 속도, 센서들의 가중치 부여, 불균형의 크기 등과 같은 다양한 영향이, 최대 진폭의 각도 변화를 초래하기 때문이다. 이러한 이유로, 불균형의 각도, 및 그에 따라 궁극적으로 로터의 어떤 용기가 영향을 받게 되는지에 대한 판단은, 낮은 회전 속도에서 거리 센서를 통해서만 이루어지게 된다.

가령, 위와 같은 정확한 위치 판단을 위해, 거리 센서는 가령 190 rpm의 일정한 회전 속도에서 불균형을 감지하고, 이와 동시에, 로터의 영(0) 지점-0도 위치-에 대한 회전 각도가 측정되는데, 이는 거리 센서의 사인 신호가 최대 값을 갖는 지점이다.

측정 값들에 따르면, 거리 센서의 사인 신호의 위상은 불균형의 가중치에 따라 결정된다. 가령, 2.5g 내지 60g의 불균형은, 회전 각도가 약 70도 이동하게 만든다. 이러한 영향은, 대수 정정 곡선(logarithmic correction curve)에 의해 평가부에서 정정된다. 이 곡선은 아래 공식으로 정의된다:

φ(불균형) = φ(거리센서사인최대값) x A1 x In(불균형진폭) + A2

정정 인자(A1)(단위 없음)는 불균형 진폭의 대수 곡선들의 증가량을 결정짓고, 인자(A2)(°)는 이 곡선의 위치를 결정한다.

이와 같이 결정된 데이터는 로터 내에서의 정확한 불균형의 위치, 즉 불균형을 일으키는 로터 내 용기의 위치를 나타낸다. 그런 다음, 평가부는 디스플레이부 상에서 이 위치를 사용자에게 전달함으로써 사용자가 적합한 조치를 취할 수 있도록 한다.

불균형 각도를 결정하는데 있어서 거리 센서를 사용하는 또 다른 이유는, 감속/속도 저하 중에는, 낮은 회전 속도가 발생할 수 밖에 없기 때문이다. 불균형 각도는 기계가 멈췄을 때만 사용자에게 의미가 있는데, 기계가 멈췄을 때만 불균형을 일으키는 것으로 밝혀진 용기를 사용자가 확인할 수 있기 때문이다. 또한, 회전 속도, 불균형 가중치 등과 같은, 각도에 미치는 다양한 영향에 대한 복합 정정(모델링)이 필요하지 않다. 그 이유는, 낮은 회전 속도에서는 이러한 인자들이 실질적으로 무시해도 되는 정도이기 때문이다.

로터의 그 중심 위치로부터의 이탈에 대한 판단/평가는 다음과 같이 수행될 수 있는데, 여기서 먼저 주목할 사실은, 자이로 힘(gyroscopic forces)은, 불균형과 상관없이, 회전 속도가 증가함에 따라 회전 축이 수직으로 정렬되도록 한다는 것이다. 이는, 회전부의 질량(mass)이 선회하는 중심축이 되는 중심 위치로부터의 이동을 초래한다. 이러한 중심 위치로부터의 이동은 다음과 같은 방식으로 거리 센서에 의해 탐지될 수 있다.

중심 위치는, 로터의 1 회전 동안의, 각도 함수로 계산한 거리 센서의 60개 측정 지점들의 평균값에 해당되는데, 이에 대해서는, 앞서 불균형 평가에 사용되는 값의 계산에 대한 설명을 참조한다. 이것은 회전 진동의 좌표상의 절대 위치에 해당된다. 중심 위치 값은, 가령 500 rpm 및 2,500 rpm의 2가지 기설정된 속도 값에서 저장된다. 그런 다음, 이 한계점에서의 중심 위치 값들의 차이에, 가중치가 부여된다. 상기 차이 값의 절대 값은, 설정될 최대 문턱 값(threshold)과 비교된다. 상기 차이 값의 절대 값이 상기 최대 문턱 값인 제1 한계 값을 초과하는 경우, 경고가 디스플레이 되지만, 기계가 스위츠-오프되지는 않는다.

과도한 이탈의 원인이 될 수 있는 것들은 다음과 같다:

-기계의 부정확한 정렬, 가령, 기계가 수평으로 정렬되지 않은 경우

-로터 베어링의 고무-금속 요소와 같은 감쇠 요소들의 결함(들)

최대 허용 가능한 불균형은 다음과 같이 탐지하는 것이 바람직하다.

허용 불가능한 불균형을 탐지하고, 이에 따라 기계를 스위치-오프하기 위한 문턱 값은, 소위 스위치-오프창(switch-off window)를 통해 실행된다. 각각의 스위치-오프창은 데이터 기록으로 이루어지는데, 이 데이터 기록에서, 상기 스위치-오프창은, 필요 시 관련 문턱 값을 확인하고 기계를 스위치-오프하는 등의 스위치-오프창 활성화에 필요한 조건들을 기계가 충족하는 조건에 따라 설정된 것이다. 스위치-오프 창은, 현재 속도가 설정된 속도 한계 값 범위 내에 있고, 현재 가속도가 설정된 가속도 한계 값 범위 이내일 때 활성화되며, 이러한 조건들은 설정된 디바운싱(debouncing) 시간 동안 영구적으로 충족된다. 여기서, 디바운싱 시간은, 신호가 탐지되고 나아가 제어 평가부에 의해 처리되기 위해서 적어도 제어 평가부의 한 번의 입력 시 반드시 그 신호가 존재해야 하는 기설정된 기간이다.

데이터 기록의 입력은, 가령 침전(sedimentation), 분리(separation) 등, 원심 분리기의 개별 처리 단계들을 설정하는 역할을 하는 것이 바람직하다. 이에 대한 구체적인 절차는 각각 불균형이 탐지되는 경우 구체화된다. 가령, 침전 단계와 분리 단계의 구분이 이루어진다. 이때의 구분은 스위치-오프창 마다 속도 한계 값을 명시함으로써 이루어진다. 가령, 1,000 rpm이 넘는 속도는 침전 단계와 연결될 수 있고, 1,000 rpm 미만의 속도는 분리 단계와 연결될 수 있다. 이 경우, 스위치-오프창들은, 분리 중에 기계를 스위치-오프 하지 않음으로써 생산성을 높일 수 있도록 구성된다. 각각의 원심 분리기에 제공된 추가적인 불균형 제한 스위치는 이의 영향을 받지 않으며 항상 가동 상태를 유지한다.

정체기, 즉, 일정한 속도에서 가속도가 없는 상태에서는, 제어 평가부가 가속 또는 감속 과정에 의해 처리 단계에 도달했는지 여부, 즉, 생산 단계가 현재 수행되고 있는지 탐지할 필요가 없다.

본 발명의 추가적인 이점, 특징 및 가능한 적용 방법 등은 다음 설명을 바탕으로 수집 가능한데, 도면에 도시된 실시 예들을 참조로 설명한다.

본 발명의 상세한 설명, 청구항 및 도면에 사용된 용어 및 관련 참조 부호 등은 아래 나열된 참조 부호와 같이 사용된다.

도 1은 본 발명에 따른, 지지 요소는 포함하되 하우징은 포함하지 않는 원심 분리기에 대하여, 관찰자가 봤을 때 정면이 우측을 향하는 상태의 사시도이다.
도 1a는 도 1의 원심 분리기의 후면을 도시한 것이다.
도 1b는 도 1의 원심 분리기의 좌측면을 도시한 것이다.
도 2는 도 1, 도 1a 및 도 1b에 도시된 거리 센서의 일부를, 장착된 상태에서 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 1, 도 1a 및 도 1b에 도시된 제어 평가부의 일부를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른, 원심 분리기의 불균형을 탐지하는 흐름도이다.

도 1, 도 1a 및 도 1b는 각각, 실험실용 원심 분리기(10)의 사시도(도 1 참조), 배면도(도 1a 참조), 및 좌측면도(도 1b 참조)이다. 본 발명에 필수적인 요소들을 더 효과적으로 도시하기 위해, 원심 분리기 하우징은 생략했다.

원심 분리기(10)의 회전 축이기도 한, 모터(18)의 길이방향 및 회전 축(14a)의 상단에는, 원심 분리할 물질이 담긴 용기들을 수용하는 로터(12)가 제공된다. 이 로터(12)는 그 아래에 위치한 모터(18)에 의해 구동되는 모터 샤프트(14) 상에 장착된다. 상기 모터(18)는 모터 하우징(24)이 둘러싼다. 종래 방식에 따라, 상기 모터 샤프트(14)는, 가령, 여기엔 도시되어 있지 않은 스플라인 샤프트(spline shaft)를 통해 로터(12)에 비회전식으로(non-rotatably) 연결된다.

상기 모터(18)에 있어서 로터(12)로부터 멀리 떨어져 있는 모터의 측면에서, 모터 하우징(24)에는 장착 다리(mounting feet, 20)들이 구비되어 있고, 장착 다리는 서로 균일하게 이격되어 있고 모터(18)를 지지부(30)의 상부 지지판(32)에 단단히 연결한다. 상기 지지부(30)는 모터(18)를 지지할 뿐만 아니라, 로터(12)의 회전으로 인해 발생되는 힘을 감쇠하는 역할을 한다.

종래의 나사 연결을 통해 원심 분리기 하우징(미도시)에 단단히 연결된 기계적 리미트 스위치(60)가 상기 모터 하우징(24)에 인접하게 배열된다. 더 구체적으로, 문제 없이 동작할 때 보통의 허용 한계 범위 이내에서 로터(12)의 추락 움직임(tumbling)이 발생하는 경우 기계적 리미트 스위치(60)가 모터 하우징(24)에 접촉하지 않도록, 기계적 리미트 스위치(60)가 모터 하우징(24)으로부터 이격되어 있다. 로터(12)의 추락 움직임이 너무 강해서 지지부(30)가 더 이상 보상할 수 없게되어, 회전 축(14a)의 수평 이동을 일으키고 허용 한계를 초과하는 모터(18)의 수평 이동이 발생되면, 기계적 리미트 스위치(60)는 모터 하우징(24)에 접촉하게 된다. 이러한 접촉은, 도 3에 기초하여 설명되는 제어 평가부(90)에 의해 촉발되는 원심 분리기(10)의 긴급 스위치-오프를 초래한다.

지지부(30)에 있어서, 모터(18)에서 멀리 떨어진 지지부의 측면에는, 하부 지지판(38)이 구비되어 있다. 상기 하부 지지판(38)에는 경사진 고무-금속 요소(36)들이 장착되어 있고, 고무-금속 요소는 감쇠 요소의 역할을 하며, 동일한 각도로 경사진 버팀대(struts, 34)들을 통해 상부 지지판(32)에 단단히 연결되어 있다. 길이방향 축(14a)에 대하여, 고무-금속 요소(36)들과 이에 연결된 버팀대(34)의 설정 각도(σ)는 10도 내지 42도가 유리한 것으로 일반적으로 간주되는데, 이는 로터(12)가 회전하는 동안, 이 각도 범위 내에서 불균형을 바탕으로 한 힘이 작용하기 때문이다. 원심 분리기(10)의 본 실시 예에서는, 설정 각도(σ)로서 21도가 특히 적당한 것으로 증명되었다.

지지부(30)를 버팀대(34) 없이 설계하고, 고무-금속 요소(36)들을 상부 지지판(32)에 직접 연결시키는 것도 생각해볼 수 있다. 그러나, 지지부(30)의 바닥측 직경이 증가하면, 안정성이 증가하고, 따라서 감쇠 효과가 향상하는 결과를 가져온다. 이에 대한 대안으로, 가령 스프링 베어링, 마그네틱 베어링, 또는 유압 베어링 또한 감쇠 요소로서 사용될 수 있다. 본 발명의 원심 분리기(10)용으로 선택된 고무-금속 요소(36)들을 사용하면, 특히 좋은 가격/성능-비율을 얻을 수 있다.

마지막으로, 상부 지지판(32)과 하부 지지판(38) 사이에는, 버팀대(34)와 고무-금속 요소(36)에 견고히 연결된 질량 요소(40)가 제공된다. 고무-금속 요소(36)들을 경사지게 배치하고 버팀대(34)들을 이용해 고무-금속 요소(36)들을 모터(18)에서 이격되게 배치하면, 좋은 감쇠 효과를 보장하는데, 이는 질량 요소(40) 또한 제거 가능하다는 것을 의미한다. 그러나, 질량 요소(40)를 추가하면, 감쇠 효과는 분명 이보다 더 향상된다.

하부 지지판(38)을 통해, 원심 분리기(10)는 지지 요소(54) 상에 회전 불가능하게 장착된다. 상부 지지판(32) 상에는, 장착 다리(20)들의 각 쌍 사이에, 제1 탄성 러그(48)를 볼 수 있는데, 이는 상부 지지판(32)을 마주보는 버팀대(34)의 단부를 수용하고, 이에 따라 각각의 버팀대(34)를 상부 지지판(32)에 탄력적으로 연결한다. 제1 탄성 러그(48)들은 또한, 가령 상부 지지판(32)에 용접된 별도의 요소들일 수 있다. 그러나, 제1 탄성 러그(48)들이, 도시된 실시 예에서처럼 상부 지지판(32)과 일체형으로 형성되고, 가령 다이-커팅(die-cutting) 및 벤딩(bending) 과정을 통해 상부 지지판(32)과 동일한 물질로 이루어지면, 지지부(30)의 안정성이 향상된다.

지지 요소(30)의 하한은, 제2 탄성 러그(50)들을 통해 고무-금속 요소(36)들에 연결된 하부 지지판(38)에 의해 형성된다. 하부 지지판(38)과 상부 지지판(32) 사이에는 질량 요소(40)가 배치된다. 질량 요소(40)는 3개의 수직 적층판들로 구성된다. 중심에는, 제3 탄성 러그(52)들을 통해 고무-금속 요소(36)들과 버팀대(34)들에 탄력적으로 연결된 고정판(44)이 제공된다. 고정판(44)의 위와 아래에는, 디스크-형 상부 질량판(42)과 디스크-형 하부 질량판(46)이 각각 제공되는데, 이 둘 모두 고정판(44)에 단단히 연결된다. 본 실시 예에서는, 제1 탄성 러그(48)들과 유사하게, 제2 탄성 러그(50)들과 제3 탄성 러그(52)들이, 각각의 관련 하부 지지판(38) 및/또는 고정판(44)과 일체형으로 형성되고, 각각의 관련 판과 동일한 물질로 이루어진다.

나사 연결(56)은 하부 지지판(38)을 통해 지지부(30)를 서포트부(54)에 단단히 연결한다. 서포트 요소(54)는 자신의 4개의 모서리들에 지지 다리(58)들을 구비하며, 캐스터(castors, 59)들이 이 지지 다리(58)들과 인접하게 제공되는데, 이 캐스터(59)들 상에서 원심 분리기(10)가 지면에 지지된다.

도 2는 거리 센서(80)의 배치에 대한 세부도이다. 거리 센서(80)는 유도형 센서로 설계되고, 인덕션 코일을 수용하는 센서 헤드(80a)를 포함하는데, 여기서 유도 코일은 명료함을 위해 생략했다. 센서 헤드(80a)는 제3 탄성 러그(52) 내에 배치되고, 스프링 축(36a)에 평행하게 연장형성된 작동 축(36b)을 갖는다. 제3 탄성 러그(52)와 연계된 제2 탄성 러그(50) 상에는, 센서 헤드(80a)와 협력하는 금속 헤드(80c)가 제공된다. 금속 헤드(80c)는 제2 탄성 러그(50)에 나사-연결된다. 이러한 목적으로, 금속 헤드(80c)는, 제2 탄성 러그(50) 내 보어(bore)와 맞물리는 나사산 핀을 구비하며, 나사산 핀 상에 놓인 너트(80b)로 고정된다. 불균형으로 인해 로터(12)에 수직 진동이 발생하면, 버팀대(34)들은 감쇠를 위해 이 진동들을 고무-금속 요소(36)들로 전달하게 되고, 그 결과, 스프링 축(36a)을 따라 고무-금속 요소(36)들의 길이방향 연장부에 변경이 발생된다. 또한 이로 인해 제3 탄성 러그(52)과 그와 연계된 제2 탄성 러그(50) 간의 거리가 변경되게 된다. 이러한 거리상의 변화는 거리 센서(80)에 의해 정확히 측정 가능하며, 불균형은, 측정된 데이터를 기초로, 특히 최대 1,000 rpm까지의 낮은 원심 분리기 속도에서 계산 가능하다.

도 3은 제어 평가부(90)의 개략도이다. 도 1, 도 1a 및 도 1b에서 볼 수 있는 바와 같이, 제어 평가부(90)는, 세그먼트 디스크(84), 포크 라이트 배리어(82), 역반사 센서(86), 및 모터(18) 하부의 가속도 센서(88)를 포함하여, 하나의 유닛으로 배치된다. 도 2에 도시된 거리 센서(80), 포크 라이트 배리어(82), 역반사 센서(86) 및 가속도 센서(88) 뿐만 아니라, 일체형 디스플레이부와 함께 원심 분리기 하우징상에 배치된 제어 패널(미도시)은 제어 평가부(90)에 연결된다. 버팀대(34)들의 영역 안, 가령 제1 또는 제2 러그(50, 52) 상에는, 추가적인 거리 센서(88)들이 위치할 수 있다. 또한, 고장(failure)시에 원심 분리기(10)를 스위치-오프하기 위한 전기 스위치(미도시)가 제어부(90) 안에 제공된다. 전기 스위치는 브레이크 접점(break contact)의 형태로 제공되고, 역시 브레이크 접점의 형태로 제공된 기계적 리미트 스위치(60)와 직렬 연결됨으로써, 이 2개의 스위치 중 하나를 개방하면, 원심 분리기(10)가 스위치-오프되도록 한다.

세그먼트 디스크(84)는 원심 분리기(10)가 작동하는 중에는 회전 축(14a)을 중심으로 회전하도록, 도 4에는 미도시된 모터 샤프트(14) 상에 회전 불가능한 방식으로, 그리고 동심을 갖도록 장착된다. 세그먼트 디스크(84) 상에는, 그 둘레를 따라 서로 균일하게 이격된 리세스(84a)들이 형성된다. 제어 평가부(90) 상에 장착되고 세그먼트 디스크(84)를 부분적으로 둘러싸는 포크 라이트 배리어(82)는 리세스(84a)들을 바탕으로 원심 분리기(10)의 속도를 판단할 수 있도록 한다. 또한, 캠(85a)을 포함하는 디스크(85)가 세그먼트 디스크(84) 위에 제공된다. 상기 캠(85a)은 역반사 센서(86)의 탐지를 위해서, 0도 위치를 위한 절대 기준의 역할을 한다. 역반사 센서(86)를 통해 0도 위치가 탐지되고, 포크 라이트 배리어(82)를 통해 리세스(84a)들이 탐지되면, 제어 평가부(90) 내에서 회전의 각도와 회전의 방향도 판단할 수 있다. 포크 라이트 배리어(82)에 인접하게 배치된 가속도 센서(88)는 3개의 공간 축, x, y 및 z 축으로 작동 가능하고, 특히 1,000 rpm보다 높은 속도에서 불균형을 탐지하는 역할을 한다.

도 4는 본 발명에 따른, 원심 분리기(10) 내 불균형 탐지 방법의 개략도이다.

단계 100에서, 거리 센서(80), 역반사 센서(86)와 연결된 포크 라이트 배리어(82) 및 가속도 센서(88)는, 불균형 탐지를 위한 제어 평가부(90)로 측정된 데이터를 제공한다. 그런 다음 단계 102에서, 이 측정된 데이터는 제어 평가부(90) 내에서 평가되고, 단계 104에서, 2개의 기설정된 특성값들과 비교된다.

단계 106에서, 상기 측정된 데이터가 제1 특성값 미만이면, 불균형은 미미한 것으로 간주되어, 작동이 지속되고 추가 조치를 취하지 않는다. 단계 110에서, 상기 측정된 데이터가 제1 특성값보다 높지만 제2 특성값보다는 여전히 낮으면, 디스플레이부(108)가 활성화되고, 이에 대응되는 경고가 출력된다. 그러나, 단계 106에서, 작동은 지속된다. 그러나, 측정된 데이터가 제2 특성값보다도 높으면, 디스플레이부(108)와 모터(18) 둘 다 활성화된다. 이 경우, 단계 110에서, 디스플레이부상에 경고가 표시되고, 단계 114에서, 모터(18)가 스위치-오프된다.

참조 부호 리스트
10 원심 분리기
12 로터
14 모터 샤프트
14a 회전 축
18 모터
19 회전부
20 장착 다리들
24 모터 하우징
30 지지부
32 상부 지지판
34 버팀대들
36 고무-금속 요소들
36a 스프링 축
36b 작동 축
38 하부 지지판
40 질량 요소
42 상부 질량판
44 고정판
46 하부 질량판
48 제1 탄성 러그들
50 제2 탄성 러그들
52 제3 탄성 러그들
54 지지 요소
56 나사 연결
58 지지 다리들
59 캐스터들
60 기계적 리미트 스위치
80 거리 센서
80a 센서 헤드
80b 너트
80c 금속 헤드
82 포크 라이트 배리어
84 세그먼트 디스크
84a 리세스들
84b 캠
86 역반사 센서
88 가속도 센서
90 제어 평가부
σ 설정 각도
100 측정 데이터 제공
102 측정 데이터 평가
104 측정 데이터를 기설정 특성값들에 비교
106 작동 지속
108 디스플레이부 활성화
110 경고 출력
112 디스플레이부와 모터 활성화
114 스위치-오프 모터

Claims

로터(12), 상기 로터(12)가 장착된 구동 샤프트(14), 상기 구동 샤프트(14)를 통해 상기 로터(12)를 구동하는 모터(18), 각각 스프링 축(36a)을 포함하는 감쇠 요소(36)들을 구비한 지지부(30), 속도를 탐지하기 위한 센서부(82, 84), 회전 축(14a)을 중심으로 회전하는 회전부(19)의 불균형을 탐지하기 위한 거리 센서(80), 상기 회전부(19)의 불균형을 탐지하기 위한 가속도 센서(88), 및 상기 센서(80, 82, 88)들의 데이터를 평가하는 제어 평가부(90)를 포함하고, 상기 지지부(30)는 상기 구동 샤프트(14) 및 상기 로터(12)와 함께 상기 모터(18)를 포함하는 상기 회전부(19)를 지지하고, 상기 거리 센서(80)는 작동 축(36b) 상의 거리 변화를 탐지하는, 원심 분리기(10)에 있어서,
상기 작동 축(36b)은 -적어도 상기 작동 축(36b)에 평행하고 상기 회전 축(14a)을 통과하여 연장되는 평면 상에 투영 하였을 때- 상기 작동 축(36b)과 상기 회전 축(14a) 사이의 각도가 0도를 포함하여 90도 미만이 되도록, 상기 회전 축 (14a)에 대하여 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항에 있어서,
상기 거리 센서(80)의 상기 작동 축(36b)은, 상기 스프링 축(36a)에 평행하게 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
3개의 상호 직교하는 공간 축(x, y, z)들에 의해 형성된 공간에서 불균형을 판단하기 위해 적어도 2개의 가속도 센서(88)가 제공되고, 각각의 가속도 센서(88)는 상기 나머지 다른 가속도 센서(88)와는 다른 공간 축(x, y, z) 상에서 작동 가능한 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제3항에 있어서,
상기 공간 축(x, y, z)들 중에서 가속도 센서가 작동 가능한 하나는, 수직 방향(z)의 공간 축인 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링 축(36a)은 상기 회전 축(14a)과 교차하도록 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 작동 축(36b)과 상기 스프링 축(36a)은 동일한 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가속도 센서(88) 및/또는 거리 센서(80)에 의해 탐지된 진폭에 대하여 속도 함수로 한계 값들을 정의하는 제1 특성값이, 상기 제어 평가부(90) 내에 저장되고, 상기 진폭은 상기 회전부(19)의 불균형을 나타내는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제7항에 있어서,
상기 제어 평가부(90)는, 상기 가속도 센서(88) 및/또는 상기 거리 센서(80)에 의해 탐지된 진폭에 대하여 속도 함수로서 제2 한계 값들을 정의하는, 제2 특성값을 저장하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 제어 평가부는, 상기 제1 한계 값에 도달하면 음향 및/또는 시각 신호부 및/또는 디스플레이부를 활성화하고, 상기 신호부 및/또는 디스플레이부는, 평가 결과 및 취해야 할 조치들에 대한 지침을 사용자에게 디스플레이하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 제2 한계 값에 도달하면, 상기 제어 평가부는 상기 회전부 및/또는 상기 원심 분리기의 상기 모터를 스위치-오프하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제10항에 있어서,
상기 제어 평가부는, 음향 및/또는 시각 신호부 및/또는 디스플레이부를 활성화하고, 상기 신호부 및/또는 디스플레이부는, 평가 결과 및 취해야 할 조치들에 대한 지침을 사용자에게 디스플레이하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 거리 센서는 저속범위에서 상기 원리 분리기의 불균형을 탐지하기 위해 작동 가능한 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가속도 센서는 고속범위에서 상기 원심 분리기의 불균형을 탐지하기 위해 작동 가능한 것을 특징으로 하는 원심 분리기.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 원심 분리기를 사용하여 불균형을 탐지하는 방법으로서,
상기 센서들의 측정된 값들은 지속적인 회전의 함수로서 판단되고, 상기 측정된 값들은 상기 특성값의 대응하는 값과 비교되는 평균 값을 형성하는데 사용되고, 상기 특성값보다 높은 평균값이 탐지되면, 상기 회전부의 모터를 스위치-오프하는 것, 상기 로터의 회전 속도를 줄이는 것, 상기 음향 및/또는 광 신호를 활성화하는 것 및/또는 디스플레이부 상에 정보를 출력하는 것 등의 추가 조치들이 개시되는 것을 특징으로 하는 불균형을 탐지하는 방법.
제14항에 있어서,
상기 로터의 영(0) 지점에 대한 불균형 각도는, 상기 측정된 값들로부터 판단되는 것을 특징으로 하는 불균형을 탐지하는 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 회전부의 중심 위치로부터의 이탈은, 상기 거리 센서에 의해 측정된 값들로부터 판단되는 것을 특징으로 하는 불균형을 탐지하는 방법.
제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 평가부는, 상기 거리 센서의 신호들과 상기 각각의 공간 축들의 가속도 센서들의 신호들을 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 불균형을 탐지하는 방법.
제17항에 있어서,
각각의 센서에 대한 신호는, 별도의 신호 채널을 통해 각각 전송되는 것을 특징으로 하는 불균형을 탐지하는 방법.
제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원심 분리기의 가령 침전, 분리 등의 개별 처리 단계들을 설정하기 위해 데이터 기록들이 입력되고, 각각의 단계에 대해 불균형 발생 시 구체적인 조치가 특정되는 것을 특징으로 하는 불균형을 탐지하는 방법.