KR20190024058A - 광섬유 격자 센서를 이용한 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치 - Google Patents

광섬유 격자 센서를 이용한 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치 Download PDF

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KR20190024058A
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김영탁
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(주)셀로직
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Abstract

본 발명은 광섬유 격자 센서 (Fiber Bragg Grating sensor ; FGB sensor) 를 이용하여 고로의 철피가 변형되는 정도와 고로 내의 용융물의 레벨을 측정하는 측정장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치는, 고로 철피의 출선구 (tap hole) 의 상부에 설치되어 고로 내의 용융물의 레벨을 측정하는 용융물 레벨 측정 센서 및 상기 고로 철피의 출선구의 하부에 설치되어 고로 철피의 크랙을 측정하는 철피 변형률 측정 센서를 포함하고, 상기 용융물 레벨 측정 센서는 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor) 및 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 를 포함하여 구성되고, 상기 철피 변형률 측정 센서는 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 를 포함하여 구성된다.

Description

광섬유 격자 센서를 이용한 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치 {Apparatus for measuring crack of blast furnace steel and level of molten material in blast furnace using fiber bragg grating sensors}
본 발명은 광섬유 격자 센서를 이용한 고로 철피 변형 및 용융물 레벨 측정장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광섬유 격자 센서 (Fiber Bragg Grating sensor ; FGB sensor) 를 이용하여 고로의 철피가 변형되는 정도와 고로 내의 용융물의 레벨을 측정하는 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고로조업은 고로의 상부로 장입된 철광석이 열풍에 의해 용융되어 용융물(용선과 슬래그)을 생성하게 되고, 로저부에 축적되어 있는 용융물이 출선구를 통해 연속적으로 배출된다.
고로에서의 제선공정은 원료인 철광석을 고로에 장입하고 환원제 및 연료로 사용되는 미분탄을 고압의 기체와 섞어 배관을 통해 고로 내부로 취입하면, 배관을 통해 공급된 고온의 열풍이 미분탄을 연소시킴으로써 철광석을 용융시키는 방식으로 수행된다. 고로 내의 용융물 (즉, 용선과 슬래그) 은 고로의 하부인 노저에 모이게 되며, 필요에 따라 고로의 출선구를 통해 배출된다.
이때 최적의 조건에서 용선을 효율적으로 사용하기 위해서는 고로 등의 용선 보관용기에 담긴 용선의 레벨을 정확히 측정하는 것이 요구된다.
만약 노저부에 축적된 용융물이 출선구를 통해 원활히 출선되지 못하고 축적될 경우, 고로내의 압력상승을 유발시키는 동시에 용융물의 응고에 의한 냉입사고로 이어지는 등의 치명적인 고로사고가 발생하게 된다.
따라서, 고로의 출선작업은 고로조업에 매우 중요한 작업에 하나로서, 고로내의 용융물 높이를 정확히 예측하여 출선구를 적기에 개공하고 폐쇄하여야 상기와 같은 고로사고를 예방할 수 있게 된다.
그러나 용선은 약 1600℃ 정도의 고온 상태로 유지되고 있으므로 용선의 레벨을 정확히 측정하는데 어려움이 있다. 고로 내의 용선의 레벨을 측정하기 위한 방법으로서, 용선의 레벨을 측정하기 위한 센서를 용선 보관용기의 내부에 취부하는 방법이 있는데, 이는 센서의 내열성 등의 문제로 인하여 장시간 사용하기 어려운 문제점이 있다. 다른 방법으로서, 용선 보관용기 외부에서 레이저 등의 신호를 주사하여 용선의 레벨을 측정하는 방법이 있는데, 용선 보관용기의 재질의 특수성 등의 문제로 인하여 현실적으로 사용에 한계가 있는 실정이다.
그 밖에도, 고노내 용융물의 높이를 측정하기 위하여 철도평량기를 통하여 용선차내의 용선수선량을 측정하고, 수재설비에서 슬래그의 배출량을 환산한 후, 물질수지에 의해 생성되는 용융물의 양과 고로외로 배출되는 용융물의 양을 비교하여 용융물의 높이를 계산하는 방법이 있다.
그러나, 이러한 방법은 배출되는 슬래그를 전량 수재처리하지 않을 경우 추정치를 사용하여야 한다는 한계점이 있고, 벨트콘베어의 구동모터의 부하전력에 따른 출재량 계산식의 정확도가 높지 않아 현장에서 효율적으로 사용되지 못하는 실정이다. 이에 많은 현장에서 조업자가 출선상황을 직접 감시하고 출선말기에 공취현상을 관찰한 후 출선구를 폐쇄하는 방식으로 수행되는 것이 현실이다.
또한 연속적인 고로의 조업작업에 의한 장입물의 마찰과 고온으로 인해 고로 노체의 샤프트 내부에 설치된 스타브 (stave) 가 점차 마모되게 된다. 이에 따라 노체 철피의 열 부하가 점차적으로 증가하며, 이로 인해 고로 철피가 외부로부터 크랙 (Crack) 이 발생하게 된다.
고로 철피에 크랙이 발생하게 되면 결국 크랙이 고로 내부로 진행하여 고로내의 CO 가스가 외부로 분출되게 되고, 이를 방치할 경우 고온, 고압의 열풍이 노체 철피를 용손시키며 분출되는 2차 사고가 발생하게 된다. 크랙 발생부위를 통해 가스가 누출되거나 코크스 용융물이 분출되게 되면 작업자의 가스 중독과 더불어 대형 설비사고로 발전되는 문제가 있다.
1. 한국 특허등록 제 10-0321626 호 (발명의 명칭 : 고로철피에서의 전압차 측정을 통한 용융물 레벨의 측정방법 및 장치) 2. 한국 특허등록 제 10-0955528 호 (발명의 명칭 : 용선 레벨 측정 장치) 3. 한국 특허등록 제 10-1350466 호 (발명의 명칭 : 고로 철피 크랙 방지 장치)
고로 철피의 크랙을 모니터링하고 고로내 용융물 높이를 측정한다면, 크랙 발생부위를 통해 가스가 누출되거나 코크스 용융물이 분출되는 상황을 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 고로내의 용융물 높이를 정확히 예측하여 출선구를 적기에 개공하고 폐쇄함으로써 고로 사고를 예방할 수 있다.
하지만 현재 이러한 고로 철피의 크랙을 측정하면서 고로내 용융물 높이를 측정하는 장치 및 방법의 기술은 전무한 실정이고, 종래의 고로 모니터링 장치는 효과적으로 크랙을 감지하거나 용융물의 높이를 측정하기에는 상당히 미미한 실정이다.
이에, 본 발명의 발명자들은 광섬유 격자 센서 (FGB sensor) 를 이용하여 고로의 철피가 변형되는 정도와 고로 내의 용융물의 레벨을 측정하는 측정 장치 및 방법에 관하여 연구하였다. 연구 끝에, 본 발명의 발명자들은, 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor), 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 및 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 를 조합하여 이러한 센서들을 고로에 설치함으로써, 고로의 철피가 변형되는 정도와 고로 내의 용융물의 레벨을 측정할 수 있는 측정 장치 및 방법을 발명하기에 이르렀다.
이에 따라 본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는 종래의 고로 변형 및 용융물 높이의 측정 장치 및 방법에 비해 개선된 방식으로 비교적 간단하게 고로의 변형과 용융물 레벨을 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 고로의 변형 및 용융물 레벨을 측정할 수 있도록, 대표적인 광섬유 격자 센서인 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor), 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 및 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 를 조합하여 설치한 측정 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기와 같은 측정 장치를 이용하여 보다 효율적으로 고로 철피의 크랙을 측정하면서 고로내 용융물 높이를 측정하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치는, 고로 철피의 출선구 (tap hole) 의 상부에 설치되어 고로 내의 용융물의 레벨을 측정하는 용융물 레벨 측정 센서 및 상기 고로 철피의 출선구의 하부에 설치되어 고로 철피의 크랙을 측정하는 철피 변형률 측정 센서를 포함하고, 상기 용융물 레벨 측정 센서는 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor) 및 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 를 포함하여 구성되고, 상기 철피 변형률 측정 센서는 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 를 포함하여 구성된다.
본 발명의 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치에 따르면, 종래의 고로 변형 및 용융물 높이의 측정 장치 및 방법에 비해 개선된 방식으로 비교적 간단하게 고로의 변형과 용융물 레벨을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치에 따르면, 대표적인 광섬유 격자 센서인 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor), 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 및 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 를 조합하여 설치함으로써 비교적 간단한 구조의 측정 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치에 따르면, 보다 효율적인 방식으로 실시간으로 고로 철피의 크랙을 측정하면서 고로내 용융물 높이를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치의 센서가 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치가 용융물 레벨을 측정하기 위하여 사용하는 광섬유 변형률 센서 및 광섬유 온도 센서의 모습과 그 설치 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치가 고로 철피의 크랙을 감지하기 위하여 사용하는 광섬유 변위 센서의 모습과 그 설치 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 광섬유 변형률 센서 및 광섬유 변위 센서의 센서별 측정 범위를 나타내는 도면이다.
도 5는 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치가 용융물 레벨을 측정하는 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 6은 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor) 의 모습과 센서의 구체적인 사양을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 7은 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 의 모습과 센서의 구체적인 사양을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 8은 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 의 모습과 센서의 구체적인 사양을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
먼저, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치의 센서가 배치된 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치가 용융물 레벨을 측정하기 위하여 사용하는 광섬유 변형률 센서 및 광섬유 온도 센서의 모습과 그 설치 모습을 도시한 도면이고, 도 3은 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치가 고로 철피의 크랙을 감지하기 위하여 사용하는 광섬유 변위 센서의 모습과 그 설치 모습을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치는 고로 철피의 출선구 (tap hole) 의 상부에 설치되어 고로 내의 용융물의 레벨을 측정하는 용융물 레벨 측정 센서 및 상기 고로 철피의 출선구의 하부에 설치되어 고로 철피의 크랙을 측정하는 철피 변형률 측정 센서를 포함한다.'
여기서 용융물 레벨 측정 센서는 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor) 및 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 를 포함하여 구성되고, 철피 변형률 측정 센서는 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 를 포함하여 구성된다.
도 2를 참조하면, 용융물 레벨 측정 센서는 광섬유 변형률 센서 및 광섬유 온도 센서를 포함하고, 용융물 레벨 측정 센서는 출선구 (tap hole) 의 상부, 바람직하게는 출선구의 1000mm 상단에 설치되는 것이 바람직하다.
용융물 레벨 측정 센서는 고로 상의 임의의 기준 선을 0°로 하였을 때, 기준선으로부터 약 ±21° 위치, ±90° 위치, 180° 선을 기준으로 약 ±21° 위치에 6개 설치될 수 있다. 6개의 용융물 레벨 측정 센서는 도 2에 도시된 바와 같이 서로 대칭을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다.
구체적으로 제품명 FBG-ST-310은 FBG (Fiber Bragg Grating) 를 이용한 Strain Gauge+Temp Sensor로 100mm의 0.02mm을 측정 할 수 있으며, 용융물의 저선 레벨을 측정하기 위해서는 용선의 압력에 의한 변위를 측정해야 함으로 온도를 측정하여 온도에 대한 변위차를 제거하는 기술이 필요하다.
도 3을 참조하면, 철피 변형률 측정 센서는 광섬유 변위 센서를 포함하고, 철피 변형률 측정 센서는 출선구 (tap hole) 의 하부, 바람직하게는 출선구 아래 의 H2 내지 H4단에 설치되는 것이 바람직하다.
철피 변형률 측정 센서는 H2단에서는 고로 상의 임의의 기준 선을 0°로 하였을 때, 기준선으로부터 약 ±21° 위치에 각각 2개, 180° 선을 기준으로 약 ±21° 위치에 각각 2개 설치될 수 있다. 또한, 철피 변형률 측정 센서는 H3단에서는 상기 기준 선을 0°를 기준으로 ±90° 위치에 각각 1개씩 설치될 수 있다. 또한, 철피 변형률 측정 센서는 H4단에서는 상기 H2단, H3단의 설치 위치와 중첩되지 않는 위치에 4개의 센서가 대칭적으로 설치될 수 있다.
총 14개의 철피 변형률 측정 센서는 도 3에 도시된 바와 같이 서로 대칭을 이루도록 배치되는 것이 바람직하다.
구체적으로 제품명 FBG-DI-310은 FBG (Fiber Bragg Grating) 를 이용한 변위측정기로 0~50,100mm의 변위를 측정할수 있으며, 고로는 부식성 Gas 지역임으로 IP등급 67이상인 것이 바람직하다.
도 4는 광섬유 변형률 센서 및 광섬유 변위 센서의 센서별 측정 범위를 나타내는 도면이다. 상기 표에서 정상운전시 변위 변동은 50mm기준 ±30ue (0.0015mm) 2FINEX 기준, 전체 변위의 변동은 50mm기준 ±800ue (0.04mm) 2FINEX기준이다.
도 5는 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치가 용융물 레벨을 측정하는 원리를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor) 를 이용한 용융물 레벨 측정 센서는 고로 내 용융물 레벨이 증가하는 경우 고로내 압력이 증가하게 되고, (이때, P=ρgh, h : 용융물 레벨), 철피의 변형량이 증가하게 된다 (이때, Strain ∝ PR/e, P:압력, R:철피반경, e:철피두께).
출선시에는 Strain값이 감소하는 경향이 있고, 출선구 폐쇄시에는 Strain값이 증가하는 경향이 있다. 즉, 도 5에 도시된 그래프를 참조하면 Strain 증감 주기는 출선사이클과 양호한 상관성을 보이고, 이러한 원리를 이용하여 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치가 용융물 레벨을 측정한다.
이하 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치에 사용되는 다양한 광섬유 격자 센서에 대하여 설명한다.
도 6은 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor) 의 모습과 센서의 구체적인 사양을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 7은 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 의 모습과 센서의 구체적인 사양을 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 8은 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 의 모습과 센서의 구체적인 사양을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
광섬유 격자 센서는 저마늄 (Ge) 이 첨가된 광섬유 코어 부분이 강한 자외선에 노출될 때 굴절률이 증가되는 현상을 이용하여 광섬유 격자 (FBG) 를 제조함으로써 형성된다. 광섬유 격자 센서의 온도에 따른 파장의 변화 (온도 증가시 장파장, 감소시 단파장 이동), 인장에 따른 파장의 변화 (인장력 증가시 장파장, 감소시 단파장 이동) 의 원리를 이용하여 센서에 인가되는 온도 및 인장력을 측정한다.
광섬유 격자 센서는 전자기파에 의한 영향을 받지 않을 뿐만 아니라, 측정값에 간섭이 발생하지 않아 계측의 안정성이 높고, 고온과 같은 극한 환경에서도 작동하기 때문에 고로의 크랙 및 고로 내의 용융물의 레벨을 측정하기에 적합하다.
구체적으로 도 6에 도시된 광섬율 변형률 센서는 구조물의 안전성 평가, 구조물의 장기 변형률 측정, 구조물의 응력 측정, 외력에 의한 구조물의 변형률 측정, 구조물의 외부 변형 측정 등에 활용되고, 도 6의 도시된 표에 기재된 사양을 갖는다. 이러한 광섬율 변형률 센서는 파장 세팅 볼트 적용으로 감도가 우수한 특성이 있고, 볼 관절 적용으로 곡면이나 경사면에도 설치가 용이하며, 동일축 상에서 센서를 연속적으로 설치 가능하며, 센서 교체가 용이하고 재사용이 가능한 이점을 갖는다.
도 7에 도시된 광섬유 변위 센서는 구조물의 안정성 평가, 구조물의 처짐 변위 측정, 구조물의 균열부 변위 측정, 구조물의 수축 및 팽창도 측정, 구조물의 접합부 및 이음부 이완 및 크랙 변위 측정 등에 활용되고, 도 7에 도시된 표에 기재된 사양을 갖는다. 이러한 광섬유 변위 센서는 온도 보정용 센서가 내장되어 있어, 정확도가 높고 좁은 대역의 파장을 사용하는 이점을 갖는다.
도 8에 도시된 광섬유 온도 센서는 구조물의 내외부 온도 변화 측정, 구조물의 수온 변화 측정, 습기가 많은 장기 온도 변화 측정, 구조물의 온도 변화에 따른 안정성 평가, 콘크리트 구조물 양생 시 온도 변화 측정 등에 활용되고, 도 8에 도시된 표에 기재된 사양을 갖는다.
본 발명의 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치에 따르면, 종래의 고로 변형 및 용융물 높이의 측정 장치 및 방법에 비해 개선된 방식으로 비교적 간단하게 고로의 변형과 용융물 레벨을 측정할 수 있고, 대표적인 광섬유 격자 센서인 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor), 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 및 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 를 조합하여 설치함으로써 비교적 간단한 구조의 측정 장치를 제공할 수 있으며, 보다 효율적인 방식으로 실시간으로 고로 철피의 크랙을 측정하면서 고로내 용융물 높이를 측정할 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (1)

  1. 광섬유 격자 센서를 이용한 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치에 있어서,
    고로 철피의 출선구 (tap hole) 의 상부에 설치되어 고로 내의 용융물의 레벨을 측정하는 용융물 레벨 측정 센서 및 상기 고로 철피의 출선구의 하부에 설치되어 고로 철피의 크랙을 측정하는 철피 변형률 측정 센서를 포함하고,
    상기 용융물 레벨 측정 센서는 광섬유 변형률 센서 (FGB mountable strain sensor) 및 광섬유 온도 센서 (FGB temperature sensor) 를 포함하여 구성되고,
    상기 철피 변형률 측정 센서는 광섬유 변위 센서 (FGB displacement sensor) 를 포함하여 구성되는, 고로 철피 변형률 및 용융물 레벨 측정장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111157614A (zh) * 2020-01-03 2020-05-15 沈燕飞 铆压后裂纹检测方法
CN112611336A (zh) * 2020-12-11 2021-04-06 武汉理工大学 一种跨不良地质段的地下洞室爆破损伤的监测方法
KR20220086961A (ko) * 2020-12-17 2022-06-24 주식회사 포스코 전로 후드의 다수 배관 감시 시스템 및 그 감시 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100321626B1 (ko) 1997-07-10 2002-03-08 이구택 고로철피에서의 전압차 측정을 통한 용융물 레벨의 측정방법 및 장치
KR100955528B1 (ko) 2007-12-21 2010-04-30 주식회사 포스코 용선 레벨 측정 장치
KR101350466B1 (ko) 2012-09-10 2014-01-14 주식회사 포스코 고로 철피 크랙 방지 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100321626B1 (ko) 1997-07-10 2002-03-08 이구택 고로철피에서의 전압차 측정을 통한 용융물 레벨의 측정방법 및 장치
KR100955528B1 (ko) 2007-12-21 2010-04-30 주식회사 포스코 용선 레벨 측정 장치
KR101350466B1 (ko) 2012-09-10 2014-01-14 주식회사 포스코 고로 철피 크랙 방지 장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111157614A (zh) * 2020-01-03 2020-05-15 沈燕飞 铆压后裂纹检测方法
CN111157614B (zh) * 2020-01-03 2023-08-08 杭州萧山鼎立机械有限公司 铆压后裂纹检测方法
CN112611336A (zh) * 2020-12-11 2021-04-06 武汉理工大学 一种跨不良地质段的地下洞室爆破损伤的监测方法
CN112611336B (zh) * 2020-12-11 2022-05-31 武汉理工大学 一种跨不良地质段的地下洞室爆破损伤的监测方法
KR20220086961A (ko) * 2020-12-17 2022-06-24 주식회사 포스코 전로 후드의 다수 배관 감시 시스템 및 그 감시 방법

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