KR960015056B1 - 물체의 물리적상태 감시장치 - Google Patents

물체의 물리적상태 감시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR960015056B1
KR960015056B1 KR1019920004842A KR920004842A KR960015056B1 KR 960015056 B1 KR960015056 B1 KR 960015056B1 KR 1019920004842 A KR1019920004842 A KR 1019920004842A KR 920004842 A KR920004842 A KR 920004842A KR 960015056 B1 KR960015056 B1 KR 960015056B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
probe
measured
frame means
impedance
linear expansion
Prior art date
Application number
KR1019920004842A
Other languages
English (en)
Other versions
KR920018458A (ko
Inventor
에이지 나까쯔까사
잇페이 야마우찌
스스무 라카노
Original Assignee
가부시기가이샤 시마즈세이사구쇼
니시하찌죠 미노루
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시기가이샤 시마즈세이사구쇼, 니시하찌죠 미노루 filed Critical 가부시기가이샤 시마즈세이사구쇼
Publication of KR920018458A publication Critical patent/KR920018458A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR960015056B1 publication Critical patent/KR960015056B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/02—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/14—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing suspended loads
    • G01G19/18—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing suspended loads having electrical weight-sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/52—Weighing apparatus combined with other objects, e.g. furniture

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

내용없음.

Description

물체의 물리적상태 감시장치
제1도는 진공소결로에 적용된 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 장치의 단면도.
제2도는 제1도에 도시한 장치의 지지프레임내에 이동을 위해 배치된 프로우브의 확대부분 단면도.
제3도는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 장치의 제2도와 유사한 도면.
제4도는 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 의한 장치의 제2도와 유사한 도면.
제5도는 제4도의 도시한 장치의 변형된 형태의 제2도와 유사한 도면.
제6도는 프로우브가 피측정물과 지지프레임 사이를 이동할때 자기스케일에 의해 검출된 변위 Ⅹ와 로우드셀에 의해 검출된 부가 Ｗ사이의 관계를 도시한 특성도.
제7도는 자기스케일이 서로 다른 방향으로 이동할 때 검출된 부하 Ｗ에 나타나는 변동을 가진, 변위 Ｘ와 부하 Ｗ의 특성도.
제8도는 진공소결로에 적용되고, 임피이던스 측정장치를 가진 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 장치의 단면도.
제9도는 제8도의 장치에 포함된 전기적으로 동등한 회로를 도시한 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 지지프레임 5 : 지지베이스
6 : 프로우브 8 : 구동기구
8C : 로우드셀 9 : 자기스케일
10 : 마이크로 컴퓨우터 410 : 임피이던스 미이터
A : 피측정물
본 발명은 일반적으로, 고온 분위기하에 놓여있는 물체의 물리적상태의 변화를 감시하는 장치를 관한 것이다.
특히, 본 발명은 물체의 무게 및 치수를 측정함으로써 고온의 노내에 놓여있는 물체의 물리적 상태를 감시하는 장치에 관한 것이다.
공지되어 있는 바와 같이, 종래에 흔히 시험편 또는 피측정물로 칭해지는, 여러 가지 물체 또는 서로 다른 물질의 몸체는 다양한 고온의 노내에서 다루어지거나 처리된다. 이와 같은 고온로의 일예는 소결로이다.
소결로내에서 처리되는 대표적인 시험편 또는 피측정물은 사출성형에 의해 형성된 몸체이다. 사출성형체 또는 물체는 왁스와 혼합된 원료로 만들어져 있으며, 소정 형태로 형성되어 있다. 사출성형체는 처음에 노내에서 탈탑(dewaxed)되고 나서, 예비 또는 주소결처리를 받게 되어 있다. 탈탑은 사출성형체가 소결로내에서 진공상태에서 가열되어, 감소된 압력하에서 그것을 점차로 기화시킴으로써 성형체에 함유된 왁스를 제거하는 공정이다. 이 과정중에, 노내의 온도 및 압력이 너무 급히 제어되면, 성형체내의 왁스는 너무 빨리 기화되어서, 성형체는 수축이 되고 비정성적인 빠른 비율로 중량이 감소한다. 이것은, 바람직하지 못한 균열을 일으켜서 성형체 형상을 파괴한다. 그러나, 과거에는, 성형체가 처리되는 동안, 즉, 노내에서 탈탑되는 동안, 성형체내에서 발생하는 물리적 변화를 실시간 감시하는 것이 거의 불가능하였다.
이 문제를 해결하기 위해서, 종래이 기술에서는, 소결공정이 완료된 후 그것들을 노내에서 꺼낼때 형성된 균열 및 틈을 가까이서 검사하여, 성형체의 최소의 균열과 바람직하지 않은 변형을 제거 또는 줄이려는, 앞으로의 공정을 위해 노의 최적작업을 설정하기 위한 노력으로 온도와 압력상태를 조정하는 것이 공통의 관행이었다.
노에 대한 최적 작업조건을 설정하는 이 종래의 기술은, 작업조건이 숙련된 작업자의 기술 및 판단에 의해 크게 좌우되었으며, 따라서 작업조건을 선정하는 객관적인 기준이 없어, 최종제품이 수율이 낮다고 하는 구조적인 결함을 갖고 있었다.
이 문제에 당면해서, 최근에 노내에 시험되는 피측정물의 중량 또는 변위를 측정하는 다양한 기구를 설치하는 것이 시도되었다. 이 측정기구로써 사출성형체의 무게가 무게측정기구에 그것을 매닮으로써 결정되거나, 또는 사출성형체의 수직변위가 사출성형체의 상면의 고정위치와 성형체가 놓인 지지체의 고정위치 사이의 거리를 검출함으로써 측정되었다.
그러나, 종래의 장치는 두 분리된 측정기구가 서로 다른 위치에 설치되어야만 해서, 전체구조가 커지고 복잡해지는 단점이 있었다. 또한, 종래의 장치로써는, 매달린 프로우브와 위치감지 프로우브가 삽입되는, 노의 주위벽에 개구부를 형성하는 것이 필요하다. 이와 같은 관통개구부는 노내의 온도에 나쁜 영향을 끼친다. 더구나, 종래의 장치로써 사출성형체의 고정위치를 검출하는 것은, 프로우브가 노내의 상승된 온도에서 쉽게 열팽창을 일으키기 때문에, 상당한 오차가 일어나기 쉬우며, 노의 베드로서 고정지지체의 이동위치는 상승하거나 약간 하강한다.
본 발명은 상술한 문제점을 염두에 두고 행해졌으며, 그 목적은 그 문제점들을 해결할 수 있는 피측정물의 물리적 상태를 측정하는 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명에 따라서, 고온상태하의 피측정물의 물리적 상태를 감시하는 장치가 제공되었으며, 이 장치는: 피측정물을 고정하는 지지프레임과: 지지프레임이 놓이는 지지베이스와: 피측정물과 지지프레임사이의 상대이동을 위해 배치된 상하단부를 지니고, 지지베이스로부터 피측정물과 함께 지지프레임을 인양하는 프르우브와: 프로우브가 지지프레임의 인양없이 피측정물과 지지프레임 사이를 이동할때 프로우브의 상단부의 부하를 검출하는 변위검출수단과: 그리고 프로우브가 지지프레임을 인양할 때 프로우브의 상단부에 가해진 부하를 검출하는 부하검출수단을 구비하고 있다. 본 발명의 장치는 피측정물의 수직치수가 변위검출수단에 의해 검출된 프로우브의 상대 변위량으로부터 구해지는 것을 특징으로 하고 있다.
지지프레임내의 열변형에 기인한 측정오차를 제거하기 위해서, 프로우브의 수직치수 및 지지프레임의 수직치수는 그들의 열팽창계수와 관련해서 결정되며, 그리해서 종방향의 프로우브의 최대허용변위는 주위온도의 변화에 의해서 발생된 프로우브 또는 프레임의 열변형에 의해 영향받음이 없이 대체로 일정하게 유지된다. 대안으로, 프로우브가 종방향으로 위로 이동할 때, 프로우브의 그것과는 서로 다른 선팽창계수를 가진 참조체를 인양할 수 있도록 프로우브를 설계할 수 있다. 프로우브와 참조체 사이의 선팽창계수의 차이가 프로우브가 피측정물을 인양하는 장소로부터 그것이 지지프레임과 접촉하는 장소까지의 그의 수직변위에 주위 온도에 따라 영향을 거쳐, 열변형에 기인한 프로우브의 상대변위의 변화를 보상할 수 있다는 사실을 이용하여 지지프레임의 주위온도가 결정된다.
상기의 장치에 있어서, 피측정물의 무게는 피측정물을 지지프레임으로부터 위로 당김으로써 측정된다.
부하검출수단의 게인드리프트에 의함은 물론 그것을 노내에서 뜨도록 구동하는 힘에 의한, 피측정물에 작용하는 나쁜 영향을 제거하기 위해서, 프로우브에 의해서 당겨진 피측정물은, 프로우브를 수직으로 상하로 이동시키는 구동기구에 의해 진동한다. 그 상태하의 부하검출수단의 출력에서 나타나는 진동의 파형은 전기적으로 처리되며, 진동장치의 질량을 다음식으로 얻어진다;
다음, 피측정물의 질량의 변화는 시간에 관한 진동장치의 질량의 변화에 의거하여 구해진다.
가공물의 임피이던스는 이와 같은 피측정물의 물리적 특성을 결정하는데 도움을 준다.
피측정물의 임피던스를 쉽게 정확히 측정하기 위해서, 피측정물의 임피던스는, 프로우브가 피측정물과 접촉할때의 프로우브의 측정단부와 지지프레임의 그것 사이의 임피이던스와, 프로우브가 지지프레임을 인양함이 없이 지지프레임과 접촉할때의 그 사이의 임피이던스, 그리고 처음에 결정된 지지프레임 그자체의 임피이던스로 구할 수 있다.
본 발명의 장치는, 프로우브를 상하로 이동시킴으로써 피측정물의 무게 및 치수의 변화를 주기적으로 또는 간헐적으로 측정하도록 설계되어 있다. 일반적으로, 측정되는 피측정물은 측정과정과 비교해서 너무 천천히 변화하므로, 간헐적인 측정은 동시에 행해지는 것으로 간주할 수 있다. 그 결과, 단일 기구에 의해 무게 및 치수 양쪽의 정확한 측정이 가능하게 된다. 단일 집적 프로우브는 구성이 단순하고 노내의 온도에 나쁜 영향을 덜 끼친다. 본 발명에 따라서, 피가공물의 수직치수가, 프로우브의 하단부가 지지프레임내에서 변위할때 일어나는 프로우브의 상단부의 변위량에 의해 결정되고, 프로우브의 상단부의 종방향 이동이 프로우브의 하단부의 종방향이동과 정확히 대응하기 때문에, 프로우브 그 자체가 열변형에 기인해서 팽창되거나, 또는 지지베이스가 배치된 노의 베드가 침하하더라도, 프로우브의 열팽창 및 노의 베드의 침하에 의한 측정오차는, 이와같은 팽창 및 침하가 단일 측정 과정중에 크게 변화하지 않는다면, 효과적으로 제거될 수 있다.
상술한 변위의 오차는 지지프레임 밖에서 일어난다.
어떠한 보충측정이 지지프레임에서 행해진다면, 열변형에 의해 팽창하기 쉬운 지지프레임 및 프로우브의 하단부는 최대허용변위의 변화 또는 프로우브의 하단부의 상대변위를 일으킬 수 있다. 본 발명의 장치에 있어서, 프로우브의 하단부의 최대허용변위를 열변형에 관계없이 일정한 레벨에 유지하거나, 또는 열변형이 기인한 프로우브의 하단부의 상대 변위 및 최대변위의 변화를 보상하는 장치가 마련되어 있다.
이 장치로써, 지지프레임내에 발생하는 어떠한 오차도 효과적으로 제거할 수 있다.
피측정물의 질량의 변화가 지그의 진동의 파형에서 얻어지는 장치에 있어서, 사용된 식은 가스밀도 및 부하검출수단의 게인과 같은 항목을 포함하지 않으므로, 가공물에 가해지는 부력 또는 검출수단의 게인드리프트에 의해 영향받음이 없이 정확한 측정이 실현될 수 있다.
프로우브가 피측정물의 임피이던스를 측정하는 전기회로의 접점으로 사용되는 장치에 있어서, 노내에 전극 및 배선을 설치할 필요로 제거할 수 있다. 이것은, 이와같은 회로요소의 열저항 특성 및 노온도에 대한 효과와 결합되어 있는 문제들을 해결하는데 효과적이다. 또는, 임피이던스 미이터 또는 오움미이터 및 피측정물사이의 전기저항을 제거할 수 있다.
본 발명은, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 첨부도면 및 아래의 상세한 설명으로부터 더 충분히 이해될 것이다.
본 발명의 몇가지 바람직한 실시예를 도면을 참조해서 상세히 설명한다.
[제1실시예]
제1도에 의하면, 진공소결로에 내장된 본 발명의 일실시예에 의한 측정장치가 도시되어 있다. 이 측정장치는 열절연물질로 만들어진 노쳄버 안에 배치된 타이트박스(3)을 포함한다. 타이트박스(3)안에는, 측정되는 피측정물(A), 예를 들면, 사출성형체가 수용되어 있다. 피측정물(A)는 상자같은 지지프레임(4)의 바닥면(4a)상에 고정되어 있으며, 이 프레임(4)은 지지베이스(5)를 거쳐 타이트박스(3)의 노베드(3a)상에 차례로 지지되어 있다. 지지프레임(4)은 그 상부벽(4b)에 형성된 슬릿(4c)을 지니고 있다. 슬릿(4c)은 쳄버(1), 열절연물질(2) 및 타이트박스(3)를 통해, 매달린 프로우브(6)를 지지프레임(4)내로 뻗도록 한다. 프로우브(6)은 그 하단부에 르로우브와 같은 물질로 만들어진 직경방향 확대부(6a)를 구비하고 있다. 확대단부(6a)는, 피측정물(A)의 상단면과 지지프레임(4)의 상부벽(4b)사이의 상대적 변위를 위해 프로우브(6)에 의해 고정되어 있다. 매달린 프로우브(6)가 지지프레임(4)의 상부벽(4b)의 하단부에 인접한 확대단부부재(6a)와 함께 위로 당겨질 때, 지지프레임(4)는 지지베이스(5)로부터 피측정물(A)와 함께 위로 인양된다.
쳄버(1)는 상단 개구부(1a)를 지니며, 거기에는 서브쳄버(7)가 기밀(氣密)하게 접속되어 있다. 구동기구(8)은 프로우브(6)의 상단부(6b)를 지지하고 있으며, 프로우브(6)은 서브쳄버(7)내로 뻗어 상하이동을 한다. 구동기구(8)는 프로우브(6)의 상단부(6b)가 완충 컴플라이언스 또는 판스프링(8a)을 거쳐 척(8b)에 의해 접속되어 있는 로우드셀(8c) ; 로우드셀(8c)의 고정단부를 지지하는 아암(8d) ; 지지아암(8)에서 서브쳄버(7)쪽 위로 뻗는 로드(8e) ; 로드위에 설치된 캠종동자(8f)를 캠(8g)과 가압접촉 하도록 로드(8e)를 위쪽으로 가압하는 카운터-스프링(8f) ; 로드(8e)를 소정위치에 수직방향으로 상방향 또는 하방향으로 이동시키기 위하여 캡(8g)과 이와 짝을 이루는 캠종동자(8f)를 구동하는 하모닉구동형식 스텝모우터(8i) ; 그리고 로드(8e)의 상하이동을 안내하는 선형안내부(8g)를 포함한다. 프로우브(6)의 상단부(6b)에 가해진 부하는 전기신호로서 로우드셀(8c)로부터 계속 보내진다.
로드(8e)의 상단부와 접촉해서 설치되어 있는 자기스케일(9)은 로드(8e)의 상단부의 수직변위를 표시하는 전기신호를 발생하며, 이것은 아암(8d)의 강성에 기인한 프로우브(6)의 상단부(6b)의 수직변화에 대응한다.
스텝모우드(8i), 자기스케일(9) 및 로우드셀(8c)은 마이크로컴퓨우터(10)에 연결되어 있다. 마이크로컴퓨우터(10)는 자기스케일(9) 및 로우드셀(8c)와 함께 변위 및 부하검출기구를 형성하며, 제6도에 도시한 바와 같이, 자기스케일(9)에 의해 검출된 프로우브의 변위 X 및 로우드셀에 의하여 검출된 부하(W)사이의 관계변화를 검출한다.
로우드셀(8c) 및 자기스케일(9)에 의해서 검출된 값을 참고해서, 마이크로컴퓨우터(10)는 프로우브의 확대하단부(6a)가 피측정물(A)와 접척하고 있는지(제6도 P에 도시한 바와같이), 또는 그것이 지지프레임(4)의 상부벽(4b)의 하부면과 접촉하고 있는지(제6도 P2에 도시한 바와 같이)또는 그것이 피측정물(A)와 함께 위로 지지프레임(4)을 당기는 지를 검출된 값이 변화로부터 결정한다. 본 발명의 장치에 의하면, 두부하사이의 차 (△W)를 구하기 위하여 확대하단부(6a)가 지지프레임(4)을 당길때의 프로우브의 상단부(6b)에 가해진 부하는 하단부(6a)가 지지프레임을 당기지 않을때의 상단부(6b)에 가해진 부하와 비교된다. 피측정물 (A)의 무게(Wo)는 지지프레임(4)의 무게에서 무게차(△W)를 제함으로써 이때 구해진다. 로우드셀(8c)의 판독은 자기 스케일(9)의 판독과 대응하기 때문에, 피측정물(A)의 수직치수(h)는, 하단부(6a)가 지지 프레임의 인양없이 피측정물(A) 및 지지프레임(4)의 상부벽(4b)의 하부면 사이에서 이동할때 프로우브(제2도)의 상단부(6b)의 상대적 변위(ε)를 결정하고나서, 지지프레임상에 아무런 피측정물도 놓이지 않을 때 프로우브의 하단부(6a)의 최대허용변위(lo)에서 상대적 변위(ε)를 제함으로써 처음 구해진다.
본 발명의 장치에 의하여, 피측정물의 무게 및 치수가 프로우브(6)를 상하로 이동시킴으로써 주기적으로 간헐적으로 측정된다. 사출성형체와 같은 피측정물(A)의 놓인 상태의 어떠한 변화도 간헐적 측정 단계들과 비교해서 매우 천천히 진행되기 때문에, 측정단계는 동시에 진행되는 것으로 간주할 수 있다. 따라서, 단일 기구에 의해 무게 및 치수 양쪽의 정확한 측정이 가능하게 된다.
단일집적 프로우브는 구성이 단순하며, 노내의 온도에 나쁜 영향을 덜 끼친다.
본 장치에 의하면, 피측정물(A)의 수직치수는, 하단부(6a)가 지지프레임(4)내에서 상대적으로 이동되도록 허용될때 일어나는 프로우브의 상단부(6b)의 상대적인 변위량으로부터 구해진다. 그러므로, 프로우브(6)가 온도변형 때문에 팽창되거나 지지베이스(5)가 배치된 노의 베드(3a)가 침하되더라도, 프로우브(6)의 하단부(6a)의 상대적 변위(ε)는 상단부(6a)의 상대적 변위에 정확히 대응하므로, 프로우브(6)의 열팽창 및 노베드(3a)의 침하에서 오는 측정오차는, 단일 측정 과정중에 큰 팽창이나 침하가 일어나지 않는다면, 효과적으로 제거될 수 있다.
예를들면, 제1도에 도시한 바와 같이, 타이트박스의 외부 및 내부사이의 P1-P2의 압력차가 있다면, 프로우브(6)상에 유동력을 가하는 타이트박스에의 가스의 흐름 X의 결과로, 로드셀(8c)에 검출된 프로우브의 상단부(6b)상의 부하는 필연적으로 약건의 측정오차를 포함한다. 본 발명의 장치에 의해, 프로우브가 지지프레임(4)을 당기지 않을때의 프로우브(6)상의 부하와 프로우브(6)이 지지프레임(4)를 당길때의 부하의 차이로부터 피측정물(A)을 포함하는 지지프레임(4)의 무게를 구하고, 다음 지지프레임의 무게를 제함으로써 피측정물(A)의 무게를 구할 수 있기 때문에, 단일 측정과정중에 압력차 P1-P2 및 가스흐름 X가 큰 변화를 일으키지 않는다면, 이와같은 측정오차를 효과적으로 제거될 수 있다.
[제2실시예]
본 발명의 제2실시예에 의한 장치는, 앞서의 실시예의 의해 효과적으로 제거할 수 없는 프로우브의 상대적인 변위의 오차를 제거하기 위한 것이다. 제1실시예의 장치에 의해 제거할 수 있는 유일한 오차는 지지프레임(4)밖에서 생기는 오차이다. 오차는, 지지프레임 및 프로우브(6)의 하단부(6a)의 수직치수가 열팽창에 의해 변할때, 지지프레임(4)내에 생성되며, 프로우브의 최대허용변위(ε)의 변화를 발생시킨다. 그러므로, 제3도 도시한 바와 같이, 제2실시예의 장치로, 프로우브(106)의 확대하부단부(106a)의 수직치수 1p및 지지프레임(104)의 수직내부치수 1s는 선팽창계수 αp및αs에 관한 다음 식으로 결정된다.
αs·1s＝αp·1p
상기 식은 처음에 물질의 선팽창계수 α를 주고, 다음에 길이 1을 줌으로써 쉽게 만족된다. 예를들면, 1s는 식 1s=(αp/αs)·1p에 따라 마지막으로 결정된다.
이 장치에 의해, 최대허용범위(ε)는 주위온도(T)의 변화에 의해 나쁜 영향을 받지 않고 거의 일정상태를 유지한다.
그 결과, 지지프레임(4)내의 어떠한 오차도 제거되어, 측정정도가 크게 향상된다.
본 발명의 제 3 실시예에 의한 장치는 제 1 실시예의 지지프레임(4)내의 열변형에 의해 발생된 오차를 제 2 실시예에서 사용된 것과는 다른 방법으로 보상하기 위한 것이다.
제4도에 도시한 바와 같이, 프로우브(206)의 확대하부단부(206a)가 피측정물(A)로부터 지지프레임의 상부벽의 하면(204b)을 향해서 이동할때, 프로우브(206)는 참조체(217)과 결합하는 프로우브(206)상에 형성된 계단이 진 어깨(206c)에 의해, 프로우브의 그것과 다른 선팽창 계수를 가진 물질로 만들어진 참조체(217)을 당긴다. 참조체(217) 및 프로우브(206)사이의 선팽창계수의 차이는 프로우브(206)의 확대하부단부(206a)와 계단이 진 어깨(206c)사이의 길이 11,참조체(217)의 길이 12및 그 선팽창계수 α1및α2로 부터 얻어진다.
선팽창계수 사이에서 얻어진 차이에 의거하여, 그리고 참조체(217)의 인양후 프로우브의 하부단부(206a)가 지지프레임의 상부벽의 하부면 (204b)에 접할때 까지 일어나는 프로우브의 변위 δ의 변화율에 의거하여, 지지프레임(204)의 주위온도 T가 다음 식에 의해 얻어진다 :
△δ=(α1·11-α2·12)·△T
온도 T는 확대하부단부(206a)의 최대허용변위 10및 열변형에 의해 발생된 상대 변위 δ의 변화를 보상하기 위하여 효과적으로 사용된다. △δ는 로우드셀(8c)에 의해 검출된 값의 변화영역을 자기스케일(9)에 의해 검출된 값에 대응시킴으로써 쉽게 얻어진다.
이 장치에 의해 노의 온도가 변화할때의 열변형에 의해 발생된 최대가능변위 10의 변화를 효과적으로 보상할 수 있다. 그 결과, 지지프레임(204)내의 어떠한 오차도 제거되어, 측정의 정도를 한층 더 향상시킨다.
[제 4 실시예]
본 발명의 제 4 실시예에 의한 장치는, 로우드셀(8c)에 의해 검출된 값을 제1도와 관련해서 설명한 마이크로컴퓨우터(10)와 같은 신호처리수단에 공급함으로써, 피측정물(A)의 질량의 변화를 프로우브(6)을 포함하는 지그 전체의 진동파형으로부터 얻기 위한 것이다.
재1도의 장치에서, 피측정물(A)를 지지프레임(4)와 함께 인양하는 동안, 프로우브(6)가 구동기구(8)에 의해 상하로 반복이동한다면, 로우드셀(8c)에 의해 검출된 값(W)는, 제7도에 도시된 바와 같이, 자기스케일(9)의 왕복 피일러가 그 이동방향으로 변화시킬 때마다 변동한다. 이 경우, 로우드셀(8c)상의 부하 W의 파형과 프로우브(6)의 변위 X의 파형상이에 상관 관계가 있을 때, 진동장치의 습기인자 n의 각속도 W는 부하(W)의 파형에서 얻을 수 있다. 우선, 각속도 W와 습기인자 n는 다음식에 의해 얻어진다:
f=Ae-nt(cos Wt+α)
여기서 A는 초기진폭 그리고 α는 초기위상각이다. 이러한 목적을 위해서, 마이크로컴푸투터는 로우드셀(8c)에 의해 검출된 값을 미분회로에 공급한다. 각속도 W는 미분치가 0이 되는 주기에서 얻어지며, 습기인자, n는, 미분치가 0일때 로우드셀(8c) 에 의해 검출된 값을 연장시간동안 관측함으로써 얻어진다. 진동장치의 질량 m은 다음식에 의해 주어진다:
여기서, f는 사전에 얻어진 진동장치의 탄성계수이다.
값 m는 가공물(A)의 질량 및 지지프레임(4)의 질량에다 프로우브(6)의 질량을 포함하며, 연장시간 동안의 그 변화는 피측정물(A)의 질량의 변화와 정확히 대응한다.
이 방법에 의해, 특히 가압된 피측정물(A)에 작용하는 부력 또는 로우드셀(8c)의 게인드리프트(gaindrift)에 의해 영향받음이 없이 측정을 행할 수 있어, 무게측정의 정도를 한층 더 향상시킬 수 있다.
유사한 양호한 결과가, 구형 또는 제형파형과 같은, 삼각파형을 제외한 다른 파형의 이동을, 구동기구를 거쳐 프레임 및 피측정물을 지지하는 프로우브에 적용함으로써 상기 측정기술에 의해 얻어진다. 프로우브(6) 및 로우드셀(8c)의 탄성계수가 적절한 한, 컴플라이언스(8a)는 생략할 수 있다.
[제 5 실시예]
본 발명의 제 5 실시예에 의한 장치는, 본질적으로 제 1 실시예의 그것과 같으며, 그것을 변형시켜서 피측정물(A)의 임피이던스의 측정을 할 수 있게 한 것이다. 그 값은 목적을 위해서, 제8도에 도시한 바와 같이, 임피이던스 마이터(410)는 이후 측정지점이라 칭하는 지점 a 및 b로서 프로우브(408c)의 고정단과 노내의 지지부재(405)사이에 연결되어 있다. (410a)는 전기절연물질을 표시한다. 임피이던스 미이터(410)에 의해 측정된 임피이던스양은 마이크로컴퓨우터(10)에 공급된다.
제9도는 이 장치의 전기적으로 동등한 회로를 표시한다.
(Z1)은 피측정물(A)의 임피이던스를 표시하며, (Z2)는 지지프레임(404)의 임피이던스를 표시하고, 그리고(Z0)는 이들 부재와 임피이던스 미이터(410)사이의 회로 임피이던스를 표시한다. 임피이던스 Z1+Z0는 프로우브(406)가 피측정물(A)와 접촉할때 측정되며, 임피이던스 Z2+Z0는 프로우브(406)가 그것을 인양함이 없이 지지프레임(404)과 접촉할때 측정된다. 후자를 전자의 임이피이던스에서 제함으로써, 임피이던스(Z0)는 차이 Z1-Z2를 얻기 위해 소거되며, 거기에 지지프레임(404)의 임피이던스 Z2가 임피이던스 Z1을 얻기 위해 추가된다. 이와 같이 얻어진 Z1값에 의거하여, 피측정물(A)에 함유된 탄소의 양은 탄소조정을 위해 개산(槪算)되며, 또는 그 유전 상수는 그것을 적당한 레벨로 유지하기 이하여 계산된다.
처음으로, 지지프레임(404)의 임피이던스 Z2를 구하기 위해서, Z1-(Z1-Z2)의 연산이 그 임피이던스(Z1)가 알려진 가상피측정물을 사용함으로써 행해진다.
피측정물(A)에 부착된 한쌍의 전극으로부터의 전기도선이 노의 내부에서 뻗는 종래의 장치와는 대조적으로, 본 장치는 그와 같은 전극 또는 도선을 제거하고, 그에 의해 열저항 특성 및 노의 온도에 대한 영향과 결합된 문제들을 해결할 수가 있다. 더욱이, 임피이던스 미이터(410) 및 피측정물(A)사이의 임피이던스 Z0는 제거되기 때문에, 측정의 정도를 향상시키는 것이 가능하다.
피측정물(A)의 리액턴스를 측정할 필요가 없고, 그 저항을 결정하기에 충분한 경우, 임피이던스미이터 대신에 오옴미이터가 사용된다. 또한, 노가 전기양도체로 만들어진다면, 도선은 지지부재(405)로부터 노밖으로 뻗은 와이어 대신에 노벽의 외부에 부착할 수 있다. 로우드셀(408c)을 거쳐 적당한 레벨에서 피측정물상의 프로우브의 접촉압력을 제어하는 것은 피측정물(A)의 표면이, 그들 사이에 점접촉이 존재할때 일어나는 아이크 방출에 의해 손상되는 것을 방지하는데 유효하다.
본 발명을 몇개의 바람직한 실시예를 참조해서 상세히 설명해 왔다. 그러나 본 발명은 예시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 제5도에 도시한 것과 같은 여러가지 변형이 본 발명의 범위내에서 가능하다는 것을 주목해야 한다.
제5도의 장치에 있어서, 프로우브(6)는 U-형태의 단면을 가진 하부단부(306)를 가지며, 지지프레임(304)은 평면부재의 형태로 되어 있다. 프로우브(306)가 위로 이동하면, 지지프레임(304)의 바닥면과 접촉하게 되며, 피측정물(A)와 함께 프레임을 들어 올린다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 장치는 단일 프로우브만을 사용하며, 본 발명의 장치에 의한 측정이 간헐적이더라도 연속적인 측정과 같은 측정정도로써 열기속에 놓인 피측정물의 물리적 상태의 변화를 감시할 수 있다.
본 발명의 장치는 구성이 단순하고 노의 온도에 나쁜 영향을 거의 안끼친다는 점에서 유리하다. 또한, 본 발명의 장치에 있어서, 피측정물의 수직치수는 그것이 종방향으로 상하 이동할때 프로우브의 상대변위에서 얻어지며, 그럼으로써, 열변형에 기인한 프로우브길의의 변화에 의해 발생되는 측정오차를 제거할 수 있으며, 따라서 측정의 정도를 향상시킨다. 또한, 본 발명의 장치는, 피측정물의 지지프레임내의 열변형에 의해 발생할 수 있는 측정오차를 제거할 수 있으며, 따라서 한층더 측정의 정도를 향상시킬 수 있다.
프로우브가 피측정물과 접촉하게 되는 압력을 쉽게 조정할 수 있기 때문에, 본 발명의 장치로써 다소 취약한 피측정물을 측정하는 것이 가능하다. 본 발명의 장치는 프로우브를 포함하는 전체 지그의 진동을 통해 피측정물의 질량변화를 측정할 수 있기 때문에, 피측정물에 작용하는 인양력 및 로우드셀의 게인트리프트에 의해 나쁜 영향을 받지 않고 정확한 측정을 행할 수 있다. 프로우브가 피측정물 및 지지프레임과 교대로 접촉하게 되어 있는 본 발명의 장치로써, 피측정물의 임피이던스를 전기회로의 일부로서 내장된 프로우브로 측정한다. 이 장치는 노내에 전극과 배선을 설치할 필요를 제거하며, 배선의 전기저항에 의해 발생할 수 있는 오차가 없는 더 정확한 측정을 할 수 있게 한다.

Claims (5)

  1. 피측정물을 고정하는 프레임수단과; 상기 프레임수단은 지지하는 지지수단과; 상기 피측정물과 상기프레임수단의 상대적인 이동을 위해 배치된 상하단부를 가진 프로우브와; 상기 프로우브의 상기 하단부가 상기 피측정물과 상기 프레임수단 사이를 이동하도록 상기 프로우브의 상대 이동을 일으키고, 상기 지지수단으로부터 상기 피측정물과 함께 상기 프레임수단을 인양하는 구동수단과; 상기 프레임수단을 인양함이 없이, 상기 프로우브의 상기 하단부가 상기 피측정물과 상기 프레임수단 사이를 이동할때, 상기 프로우브의 상기 상단부의 상대변위를 검출하는 첫번째 검출수단과; 그리고 상기 프로우브가 상기 프레임수단을 인양할때, 상기 프로우브의 상기 상단부에 가해진 부하를 검출하는 두번쩨 검출수단을 구비하고, 상기 피측정물의 수직치수의 변화 및 상기 피측정물의 질량의 변화를 실질적으로 동시에 측정하는, 물체의 물리적상태 감시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로우브의 상기 하단부는 소정의 선팽창계수를 가지며; 그리고 상기 프레임수단은 상기 프로우브의 상기 하단부의 그것과 같은 선팽창계수를 가진 측벽을 포함하며; 상기 프로우브의 상기 하단부의 수직치수 및 상기 프레임수단의 수직치수는 선팽창계수와 관련해서 결정되므로, 상기 프로우브의 상기 하단부의 최대허용변위는 주위온도의 변화에 관계없이 일정상태를 유지하는, 물체의 물리적상태 감시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프로우브의 선팽창계수와는 다른 소정의 선팽창계수를 갖는 참조체와; 상기 참조체를 지지하고, 상기 프로우브의 그것과 같은 선팽창계수를 갖는 상기 프로우브상에 형성된 수단과; 상기 참조체는 상기 참조체 지지수단과의 접촉을 통하여 상기 프레임수단 이전의 상기 프로우브에 의해 당겨지는 위치에 배치되는 상기 참조체와; 그리고 상기 참조체 지지수단의 선팽창계수에서 상기 참조체의 선팽창계수를 제함으로써, 그리고 상기 프로우브가 상기 참조체를 들어 올린후 상기 프로우브가 상기 프레임수단과 접촉할때까지 상기 프로우브에 의해 이동되는 거리의 실제 측정치에 의해 구해지는 값으로부터 피측정물의 주위온도를 구하는 수단을 포함하며, 상기 주위온도를 사용하므로써 상기 프로우브의 상기 하단부의 상대변위 및 최대허용범위를 온도-보상하도록 하는, 물체의 물리적 상태 감시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동수단은, 상기 피측정물이 상기 프로우브에 의해 인양되는 동안, 상기 피측정물을 진동시키도록 작동하며; 그리고 또한 상기 측정물이 진동할때 상기 두번째 검출수단에 의해 검출되는 신호를 받는 신호처리수단을 포함하며, 상기 신호처리수단은 상기 피측정물의 진동의 파형을 전체진동장치의 질량의 변위의 파형으로 간주하여 다음식에 따라 파형내의 각속도 W 및 습기인자 n으로부터 질양을 구해내는, 물체의 물리적 상태 감시장치.
  5. 제1항에 있어서, 일단에서 상기 프로우브와, 그리고 타단에서 상기 프레임수단과 연결된 임피이던스미이터와; 그리고 상기 프로우브가 상기 피측정물과 접촉할때, 상기 임피이던스미이터에 의해 얻어진 임피이던스치, 상기 프로우브가 상기 프레임수단의 인양없이 상기 프레임수단과 접촉할때 상기 임피이던스미이터에 의해 얻어진 임피이던스치, 그리고 상기 프레임수단의 소정의 알려진 임피이던스로부터 상기 피측정물의 임피이던스를 구하는 수단을 포함하는, 물체의 물리적상태 감시장치.
KR1019920004842A 1991-03-27 1992-03-25 물체의 물리적상태 감시장치 KR960015056B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3063590A JPH0754241B2 (ja) 1991-03-27 1991-03-27 重量・変位測定装置
JP91-63590 1991-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR920018458A KR920018458A (ko) 1992-10-22
KR960015056B1 true KR960015056B1 (ko) 1996-10-24

Family

ID=13233637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019920004842A KR960015056B1 (ko) 1991-03-27 1992-03-25 물체의 물리적상태 감시장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5251498A (ko)
EP (1) EP0506005B1 (ko)
JP (1) JPH0754241B2 (ko)
KR (1) KR960015056B1 (ko)
CN (1) CN1040910C (ko)
DE (1) DE69204873T2 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0674933U (ja) * 1993-03-29 1994-10-21 株式会社島津製作所 重量測定装置
DE10025480B4 (de) * 1999-06-26 2010-04-29 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Verfahren zur Bestimmung des Gewichtes eines Tasters einer Koordinatenmeßmaschine
EP1429142B1 (de) * 2002-12-11 2009-09-02 Ipsen International GmbH Verfahren zur Messung der von einem metallischen Werkstück bei einer thermochemischen Behandlung aufgenommenen Menge einer Komponente
DE102008024731B4 (de) * 2008-05-19 2020-08-20 BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Verfahren und Vorrichtung zur Sinterung eines Objektes unter Bestimmung des geometrischen Oberflächenprofils des Objekts
TWI369809B (en) * 2008-10-22 2012-08-01 Iner Aec Executive Yuan Load device for sofc stack and a high temperature using the same
CN102506650B (zh) * 2011-10-09 2014-03-26 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 测量炭化室底部标高的方法及装置
CN102944335B (zh) * 2012-11-05 2014-10-15 三一汽车制造有限公司 工件位置检测系统及检测方法
EP3317638B1 (en) * 2015-07-02 2019-09-18 Knauf Gips KG Apparatus for simultaneously and continuously determining a change in length and a change in weight of heated samples and method therefore
KR102535752B1 (ko) * 2016-11-08 2023-05-22 삼성전자주식회사 변형 측정 장치 및 이를 이용한 변형 평가 방법
TWI706124B (zh) * 2019-09-04 2020-10-01 國立中央大學 物性測量裝置及測量物性的方法
WO2021220595A1 (ja) * 2020-04-30 2021-11-04 株式会社東京精密 測定装置
CN114754920B (zh) * 2022-03-23 2023-05-02 江苏海洋大学 一种工业炉炉腔压力检测系统及其工作方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2146727A (en) * 1936-08-11 1939-02-14 Fleischer Dave Weight and height correlating device
GB521101A (en) * 1937-11-05 1940-05-13 Walter Martens Improvements in personal weighing and height measuring machines
US2699060A (en) * 1954-01-07 1955-01-11 Sinclair Refining Co Catalyst testing apparatus
US3996669A (en) * 1972-12-01 1976-12-14 Finike Italiana Marposs-Soc. In Accomandita Semplice Di Mario Possati & C. Wide-range device for measuring the linear sizes of mechanical workpieces
SE393188B (sv) * 1975-08-28 1977-05-02 Asea Ab Vegningsutrustning
JPS5512485A (en) * 1978-07-13 1980-01-29 Shimadzu Corp Weight and height meter of body
DE3019317A1 (de) * 1980-05-21 1981-11-26 Maatschappij van Berkel's, Patent N.V., Rotterdam Haengewaage
US5002399A (en) * 1987-07-23 1991-03-26 Mufit Akinc Thermoporosimeter
US4856335A (en) * 1987-10-21 1989-08-15 The Expert System Technologies, Inc. Method of establishing standard composite material properties
US4976549A (en) * 1989-05-12 1990-12-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Apparatus and method for direct measurement of coal ash sintering and fusion properties at elevated temperatures and pressures
US5133210A (en) * 1990-02-06 1992-07-28 The University Of Maryland Thermal expansion driven indentation stress-strain system

Also Published As

Publication number Publication date
US5251498A (en) 1993-10-12
JPH0754241B2 (ja) 1995-06-07
EP0506005A3 (en) 1992-10-21
KR920018458A (ko) 1992-10-22
CN1065331A (zh) 1992-10-14
EP0506005A2 (en) 1992-09-30
DE69204873D1 (de) 1995-10-26
CN1040910C (zh) 1998-11-25
DE69204873T2 (de) 1996-03-21
EP0506005B1 (en) 1995-09-20
JPH04297801A (ja) 1992-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR960015056B1 (ko) 물체의 물리적상태 감시장치
US8130004B2 (en) Probe apparatus and method for correcting contact position by adjusting overdriving amount
KR100653028B1 (ko) 피검사체의 전기적 특성을 검사하는 검사 방법 및 검사장치
US6043671A (en) Semiconductor inspection device with guide member for probe needle for probe card and method of controlling the same
KR101090333B1 (ko) 척의 능동적 기울기 제어가 가능한 웨이퍼 프로브 스테이션 및 그 제어방법
JP2004037444A (ja) 引張試験を実施するための装置
JP4833329B2 (ja) 走査過程に及ぼす機械振動の騒乱効果を補償するラスタモード走査装置
JP4782953B2 (ja) プローブカード特性測定装置、プローブ装置及びプローブ方法
US5315873A (en) Liquid level detection apparatus and method thereof
JP4132433B2 (ja) コンクリートの長さ変化試験方法および装置
JP4062383B2 (ja) 圧縮クリープ試験機
JPH1053486A (ja) 単結晶引上装置
KR100354837B1 (ko) 금속재료의 균열길이 측정 장치 및 방법
JPH06140479A (ja) 半導体集積回路テスト装置
JPH07198573A (ja) 微小硬度計及びその類似装置
JPH05240816A (ja) 物性測定装置
JPH11176893A (ja) ウェーハ測定装置
JP5009560B2 (ja) 薄片状の被測定物の形状測定装置
JP2000221128A (ja) 試料皿位置矯正装置
JPH05187908A (ja) 重量・寸法計測装置
CN114323326A (zh) 一种电磁加热元件测温装置及测温方法
JPH0750049B2 (ja) 熱膨張係数測定装置
JP2003142536A (ja) 特性値測定装置、特性値測定方法、及びプローブ接触方法
JPH0590333U (ja) 重量寸法測定機構
JP2023006993A5 (ko)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20061011

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee