KR20240002780A - 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치에서 데이터 신뢰성 향상 방법 - Google Patents

안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치에서 데이터 신뢰성 향상 방법 Download PDF

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Abstract

안전 밸브 검사 시, 검사 장치의 데이터의 신뢰성에 취약한 구성 요소를 파악하고,
2군데서 로드셀 데이터를 표시하게하여, 자체적으로도 검교정 할 수 있는 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치에 관한 것으로서,
한 개의 로드셀에 2개의 Weight transmitter Indicator를 적용하여, 로드셀의 측정범위를 2개영역으로 세분화하여 Calibration함으로써, 로드셀의 정밀도를 확보하며,
로드셀과 휴대용 단말기 사이에 Weight transmitter Indicator, RS485 TO USB Converter Module을 배치하여, 로드셀의 측정값을 Weight transmitter indicator와 휴대용 단말기 2군데서 확인할 수 있도록 하여, 자체적으로 서로 비교 검증할 수 있도록 하며, 검사 결과에 대한 신뢰성 향상을 특징으로 하는 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치를 구현한다.

Description

안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치에서 데이터 신뢰성 향상 방법 {Method to Improve Data Reliability for Pressure Safety Valve Calibration and Popping Operation Pressure test}
각 생산 공정에서, 설비 과압에 의한, 장비 파손 및 인명을 보호 하기 위해 압력 안전밸브(Pressure safety valve)와 압력 방출밸브(Pressure Relief vale)가 설치된다.
(이하, 압력 안전밸브, 압력 방출밸브는 구분 않고 안전밸브 혹은 밸브라 칭한다)
상기 안전밸브 건전성을 검증하기 위해 혹은, 설비 운전 중에 실시하는 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치에 있어서 데이터 신뢰성 향상 방법에 관한 것이다.
검사 장치의 로드셀 하중 측정 범위가 넓어, 그 검사 데이터의 정밀성에 우려되고, 안전밸브 개방 작동 압력 검사 결과가 최종 표시되어 확인 할 수 있는 부분이 휴대용 단말기 1곳뿐이어서, 검사 결과에 신뢰성 문제소지가 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, RS485 출력 내보내는 Weight Transmitter indicator(70)를 5kg~200kg용, 200kg~400kg용 2개를 각 각 Calibration하고, 측정 범위에 속하는 Weight Transmitter Indicator(70)를 상기 2개중에서 선택하여, 로드셀(50) 연결단자에 연결하고, Weight Transmitter indicator(70)에 로드셀(50) 하중 값을 1차로 표시하고, RS485 TO USB Converter Module(80)을 Weight Transmitter indicator(70)와 휴대용 단말기(90)에 배치하여, 로드셀(50) 하중 값을 2차로 휴대용 단말기(90)에서도 표시하도록 하여 로드셀(50) 하중 값을 상호 비교 할 수 있도록 한다.
이렇게 하여, 통상 광범위한 5kg~400kg 측정 영역의 로드셀(50)을 5kg~200kg, 200~400kg으로 측정 영역을 좁혀, 정교하게 측정하기 위해, Weight transmitter indicator(70) 2개로 구성해서, 1개은 5kg~200kg 측정용, 다른 1개는 200~400kg용으로 구성해서 측정 오차를 줄일 수 있도록 하고, 로드셀(50)의 측정 값을 1차로 표시하도록 한다.
휴대용 단말기(90)에 2차로 로드셀(50) 측정 값을 표시하기 위해,
Weight Transmitter indicator(70)와 휴대용 단말기(90) 사이에 RS485 TO USB Converter Module를 배치한다.
이렇게 장치 구성하여, 검사 데이터의 신뢰성 향상에 그 목적이 있고, 결국 생산 공정의 안정과 설비 보호에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 크게 아래와 같이 구성되어 있다.
안전밸브 스템(12)에 임시연결 된 로드(21)를 상승시키는 유압램(40);
유압램(40)에 유압으로 작동시켜 가압시키는 핸드 유압펌프(60);
유압램(40)의 가압 중, 연결로드(21)에 가해진 하중을 측정하는 로드셀(50);
유압램(40)의 가압 중, 연결로드(21)가 움직인 거리를 검출하는 변위계(33);
상기 로드셀(50)과 변위계(33)에서 측정한 데이터를 유선으로 받아, Analog to Digital 변환하여, 1차로 로드셀(50) 측정값을 표시고, RS485 신호를 내보내는 Weight Transmitter Indicator(70);
Weight transmitter Indicator (70)의 RS485신호를 PC에 전송하는 RS485 TO USB Converter Modue(80);
유선으로 수신한 로드셀(50)의 하중신호를 압력으로 환산하여 시간에 대한 압력 그래프로 변환하고 현장에서 안전밸브(10)의 상태를 실시간 표시 및 평가하는 휴대용 단말기(90):
로 구성되는 것을 특징으로 하는 안전밸브(10) 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치에 관한 것이다.
본 발명을 아래와 같이 구체적으로 설명한다.
안전밸브의 검교정 및 작동 압력 검사를 위해, 안전밸브 스템(12)에 연결로드(21)를 설치하고, 유압램(40)를 안전밸브 보넷(bonnet)상부(11)에 배치한다.
유압램(40)상부에 로드셀(50)위치하고,연장로드가 유압램(40) 가압 중,이탈 못하게 너트(31)을 최종 체결한다.
유압램(40)의 가압에 따라, 연결로드(21)에 가해진 하중은 로드셀(50)이, 연결로드(21)가 움직인 거리는 변위계(33) 센서가 각 각 감지한다.
각 각의 로드셀(50) 및 변위센서 데이터는 RS485출력을 낼 수 있는 인터페이스가 내장되어있는 Weight transmitter Indicator(70)에 보내진다.
Weight transmitter Indicator의 데이터는 RS485 TO USB Converter Module를 통해, 휴대용 단말기(90)로 전송되어 수신한 로드셀(50)의 하중신호를, 압력으로 환산하여 시간에 대한 압력 그래프로 변환하고, 안전밸브(10)의 상태를 표시 및 평가하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치가, 안전성, 휴대성 및 검사 데이터의 신뢰성에 어떤 영향이 있는지 먼저 평가하고자 하였다.
본 검사 장치는 일정 기간마다, 로드셀(50) 및 변위센스의 검교정이 필요하며, 간단히 검교정할 수 있는 장치 구성이 바람직하다.
로드셀(50) 측정 값을 휴대용 단말기(90)에서 뿐만 아니라, 별도의 Weight transmitter Indicator도 표시하여, 상호 비교 할 수 있도록 하여 검사 신뢰성을 향상시키는 것 바람직하다.
변위 센스는 RS485출력을 낼 수 있는 인터페이스가 내장되어있는 컨트롤러타입으로 설치하여, 휴대용 단말기(90)와 간단하게 연결할 필요가 있고, 리튬 밧테리팻과 같이 구성하는 것이 바람직하다.
본 검사 장치는 휴대용 장비로서, 충전식 리튬 밧테리로 사용하여 휴대성을 향상 시키는 것이 바람직하다.
이상과 같이 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며,본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 안전밸브의 검교정 및 개방 작동 압력 검사함에 있어, 측정 데이터 값을 2군데서 표시하여, 상호 비교 확인할 수 있도록 하고, 필요 시 언제든 간단히 자체적으로 검교정하여 검사 데이터의 신뢰성 및 휴대성을 극대화시킨 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치로서, 생산 공정 중 갑작스러운 과압에 따른 설비 손상 및 안전사고를 방지하고, 장비 수명과 성능을 향상 시킬 수 있다.
도1: 종래 기술 안전밸브 검사를 위한 장치 구성 예시도 (등록특허 10-1861960)
도2: 본 고안의 일 실시 예에 따른 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력검사 구성
예시도
도3: 본 고안의 일 실시 예에 따른 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사
제어 구성도
1개의 로드셀(50)에 2개 하중 범위를 측정하기위해, 로드셀 본체 연결단자를 분리형으로 하고, 2개의 측정범위(5kg~200kg, 200kg~400kg)를 갖는 Weight Transmitter Indicator(70)를 각 각 Calibration한 후, 해당 하중 범위에 속하는 Weight Transmitter indicator(70)를 선택하여, 로드셀 단자에 연결하여 하중을 측정하였다. 사용한 로드셀은 아래와 같은 사양을 갖고 있다.
항 목 항 목
Large Range 0.4 Ton Compensation temp. 0~45℃
Small Range 0.05 Ton Comprehensive accuracy 0.2%FS
출력 mV/V Safety overload 120%FS
Excitation voltage 12 VDC Operating temp. -10~60℃
Cross interference 3%FS Insulation resistance ≥5000 MΩ/50VDC
5kg~400kg 측정 용량의 로드셀에 5kg~200kg용, 200kg~400kg용 2개의 Weight Transmitter Indicator(70)을 각 각 Calibration 실시한 후, 그 2개중에서 해당 측정 범위에 속하는 Weight Transmitter Indicator(70)를 선택하여, 로도셀(50)단자에 유선으로 연결하여 측정하였다.
RS485출력 갖는 Weight transmitter indicator(70)를 로드셀(50) 과 RS485 TO USB Converter Module(80) 사이에 설치하여,
로드셀(50)의 mV/V의 출력신호를 Weight Transmitter Indicator(70)에 전송해서, Analog to Digital 컨버터로 신호를 변환하여, Indicator에 로드셀(50) 데이값을 표시하고, Weight transmitter Indicator(70)와 휴대용 단말기(90)사이에 RS485 TO USB Converter Module(80)를 설치하여 Weight transmitter Indicator (70)의 RS485출력 신호를 휴대용 단말기(90)에 전송하여, 로드셀(50)의 하중신호를, 압력으로 환산한 시간에 대한 압력 그래프로 표현하였다.
Weight transmitter indicator(70)에 필요한 구동전원은 12V 리튬 밧테리를 사용하였고, 번위 센스는 RS485출력을 낼 수 있는 인터페이스가 내장되어있는 컨트롤러타입으로 설치하여,리튬 밧테리팻과 같이 구성한다
로드셀 본체 연결단자에 5kg~200kg용 weight transmitter indicator(70), 200kg~400kg용 weight transmitter indicator(70) 2개를 설정하여, 사전에 검사하고자 하는 안전밸브의 압력을 확인 후 2개 중에서 해당하는 weight transmitter indicator(70)를 로드셀(50)연결단자에 연결하였다.
항 목
동작 전원 DC 10 ~ 24V
인가 전압 DC 5V
Analog/Digital 변환속도 5~ 1,600회/초
로드셀 연결 4선식 또는 6선식

캘리브레이션 방식		 PC 캘리브레이션 ○
키 캘리브레이션 ○

통신
인터페이스		 RS485 ○
아날로그 출력
(0~20mA,4~20mA,0~10V,0~5V)		 ○
외부입출력(In/Out : 2/4ea) ○
동작온도 -10 ~ 40℃
사용한 RS485 to Converter 모듈은 아래와 같은 사양을 갖고 있다.
RS485 TO USB Converter Module(80) 전원은 별도 전원 없이 PC전원을 사용하였다
항목
전원 전압 5VDC USB bus POWER
소비 전력 1W 이하
통신 속도 1,200 to 115,200bps (권장사양 : 9,600 bps)
통신 방식 반이중 방식 (Half deplex type)
통신 유효거리 USB : 1m ± 30% 이하, RS 485 : 1.2 km 이하
연결 방식 USB : B type 커넥터RS 485 : 4-wire screw terminal (2-wire 통신방식)
이렇게 장치 구성해서, 로드셀의 측정치를 정밀하게 하였고, 2군데서 측정하여,
서로 측정치를 비교할 수 있도록 하여, 필요시 자체적으로 교정할 수 있었으며, 검사 결과에 대한 신뢰성 향상을 특징으로하는 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치를 구현한다.

10: 안전밸브 11: 보넷 (Bonnet)
12: 안전밸브 스템(Stem) 20: 고정 지지대
21: 연결로드 22: 고정 지지대 상판
30: 아답터(Adapter) 31: 너트
33: 변위계 40: 유압램
50: 로드셀 60: 핸드 유압펌프
70: Weight Transmitter Indicator
80: RS485 TO USB Converter Module
90: 휴대용 단말기

Claims (3)

  1. 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치에서의 데이터 신뢰성 향상 방법에 있어서, 안전밸브의 검교정 및 작동 압력 검사를 위해,안전밸브 스템(12)에 연결로드(21)를 설치하고, 유압램(40)를 안전밸브 보넷(bonnet)상부(11)에 배치한다.
    유압램(40)상부에 로드셀(50)위치하고,연장로드가 유압램(40)가압 중,이탈못하게 너트(31)을 최종 체결한다.

    유압램(40)의 가압에 따라, 연결로드(21)에 가해진 하중은 로드셀(50)이, 연결로드(21)가 움직인 거리는 변위계(33) 센서가 각 각 감지한다.
    각 각의 로드셀(50)에 감지한 정보는 유선으로 mV/V값으로 Weight Transmitter Indicator(70)로 보내지고, Indicator에서 Analog to Digital 값으로 전환되어 로드셀(50) 측정 데이터 값이 표시된다.
    Indicator의 RS485로 출력은 RS485 TO USB Converter Module(80)를 통해, 휴대용 단말기(90)로 전송되어 수신한 로드셀(50)의 하중신호를, 압력으로 환산하여 시간에 대한 압력 그래프로 변환하고, 안전밸브의 상태를 표시 및 평가하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치에서의 데이터 신뢰성 향상 방법에 관한 것이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    1개의 로드셀에 2개의 Weight transmitter indicator를 설정하는 특징으로하는 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    Weight transmitter indicator와 휴대용 단말기 사이에 RS485 TO USB Converter Module을 설정하는 것을 특징으로 하는 안전밸브 검교정 및 개방 작동 압력 검사장치
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