KR20020006355A - 도금량 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자성물질에 도금된 비자성물질의 도금량을 측정하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 자기유도센서에 의해 측정된 데이터의 가공을 통해 비자성물질의 정확한 도금량을 산출함과 동시에 신속하게 측정할 수 있도록 휴대나 이동이 가능한 도금량 측정장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 복수의 자기유도센서와 전처리장치로 구성된 센서부와 상기 센서부에서 측정된 데이터 값을 토대로 연산을 수행하는 본체부와 상기 센서부에 전원을 공급하고 또한 센서부에서 측정된 데이터를 전달하기 위한 연결선을 제공한다.

이와 같은 본 발명에 따르면 광범위의 비자성물질의 도금량을 높은 신뢰도를 가지고 측정할 수 있음과 동시에 신속하게 측정할 수 있어 작업효율을 향상시킬 수 있고 제품의 질을 높일 수 있다.

Description

도금량 측정장치{Coating Weight Measurement System}

본 발명은 비자성물질의 도금량 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일에 유도되는 자기유도량을 검출하는 자기유도 센서를 이용하여 자성물질에 도금된 비자성물질의 도금량을 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 아연강판과 같은 비철금속 도금강판은 자동차 외판재, 건축자재 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 이러한 비철금속 도금강판의 제조방법으로는 전기도금이나 용융도금방법을 이용하여 도금을 실시하고 있다. 이때, 상기 강판상에 정확한 양의 도금을 실시하기 위하여 온라인 도금량측정이 필수적이지만, 현재의 기술로는 도금량이 일정량(230g/m²) 이상인 경우 온라인으로 측정한 값에 많은 오차가 발생하고 있다. 현재 온라인 측정장치로 형광엑스선을 사용하는 방법이 주류를 이루고 있다. 그러나 이러한 형광엑스선을 사용하는 측정방법은 도금량이 작을 경우 정확한 측정이 가능하지만 도금량이 많을 경우는 형광엑스선이 포화되어 정확한 측정이 어려워지는 단점이 있었다. 또한 기존의 자기유도방식을 이용한 측정기는 하나의 측정센서를 사용하고 있기 때문에 평균적인 도금량을 측정하기 힘들고 도금량과 센서의 출력관계를 나타내는 정확한 검량선을 만들지 못하는 단점이 있으며 강판의 두께변화에 따른 와류전류의 영향을 제거하지 못하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수의 자기유도센서로부터 측정된 데이터를 가공하여 비자성물질의 정확한 도금량을 산출함으로써, 도금의 품질을 신속하고 정확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 이동이나 휴대가 가능하도록 한 도금량 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자기유도방식 센서의 측정원리를 나타낸 단면도 .

도 2은 본 발명에 따른 도금량 측정장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도.

도 3은 본 발명에 의한 실시예로서 아연도금량에 따른 자기유도센서의 출력값을 나타낸 도면.

도 4는 도3의 실시예에 있어서, 강판두께 변화에 따른 센서의 출력변화를 나타낸 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

4 : 아날로그프리엠프 6 : A/D변환기

8 : 드라이빙소스 10 : 센서부

12 : 전처리장치 14 : 자기유도센서

20 : 본체부 22 : 디스플레이장치

24 : 중앙처리장치(CPU) 25 : 전원장치

26 : 입력장치 27 : 출력장치

28 : 외부인터페이스장치 40 : 차동증폭기

50 : 연자성 코아 52,52' : 2차 코일

54 : 1차 코일 60 : 전원

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다. 즉, 본 발명은 복수의 자기유도센서와 상기 자기유도센서의 출력신호를 증폭하고 디지털 값으로 변환하는 전처리장치로 구성되는 센서부와; 중앙처리장치(CPU)와,입력장치와,출력장치와,디스플레이장치와,외부인터페이스장치 및 전원장치로 구성되는 본체부와; 상기 센서부에 전원을 공급하고 상기 센서부로부터 디지털 신호를 전달하는 역할을 하는 연결선으로 구성되어 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.

첨부된 도면에서, 도 1은 본 발명에 따른 자기유도센서의 측정원리를 보여주는 도면으로서 이를 참조하면 자성물질(72)의 상부에 도금된 비자성물질(71)에는 연자성 코아(50)의 저면이 접속되어 있고 상기 연자성 코아(50)의 중앙부에는 1차코일(54)이 권선되어 있으며 이의 양 끝단에는 전원(60)과 연결되어 있다. 한편, 상기 연자성 코아(50)의 양단에는 2차코일(52,52')이 권선되어 차동증폭기(40)와 연결되어 있으며 나머지 양 끝단은 접지되어 있다.

일단, 전원(60)에 저주파 교류전압을 인가하면 1차코일(54)에서는 자기가 발생되고, 이로 인해 연자성 코아(50)에 감겨져 있는 2차 코일(52,52')에 유도전압이발생하게 된다. 여기서, 외부의 영향이 배제된다면 상기 2개의 2차코일(52,52')에는 같은 기전력이 발생하게 되는데, 만약 상기 연자성 코아(50)의 일측에 자속을 모아줄 수 있는 자성물질(72)이 접근하게 되면 상기 연자성코아(50)에는 상기 자성물질(72)이 접근된 방향으로 자속이 집속하게 된다. 따라서 그 방면의 2차코일(52')에는 다른 방면의 2차코일(52)보다 상대적으로 높은 기전력이 유도되고 이와 연결된 차동증폭기(40)를 통해 상기 2개의 2차코일(52,52')의 기전력의 차를 측정함으로써 상기 자성물질(72)의 접근 정도, 즉 상기 자성물질(72)과의 거리 또는 도금두께를 알 수 있기 때문에 결과적으로 비자성물질(71)의 도금량을 측정할 수 있게 되는 것이다.

도2는 상술한 자기유도방식의 유도자기센서가 사용되는 도금량 측정장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면으로, 크게는 센서부(10)와 본체부(20)와 이를 연결하는 연결부(30)로 구성되어 있다. 여기서 센서부(10)는 16개의 자기유도센서(14)와 아날로그프리엠프(4), A/D변환기(6), 드라이빙소스(8)가 구비되는 전처리장치(12)로 구성되어 있고, 본체부(20)는 중앙처리장치(CPU)(24)와 입출력장치(26,27), 디스플레이장치(22), 외부인터페이스장치(28) 및 전원장치(25)로 이루어져 있다.

비자성물질(71)의 정확한 도금량측정을 위해서는 먼저 측정하고자 하는 비자성물질(71)에 알맞은 검량선을 설정하는 작업이 선행된다.(예를들어 아연도금일 경우 0~500g/m²에서 최고의 정확도를 나타내도록 검량선을 설정)

일단, 자성물질(72) 상부에 도금된 비자성물질(71)의 도금량을 측정하고자할 경우, 자기유도센서(14)를 상기 비자성물질(71)의 상부면에 접촉시키면 상술한 자기유도방식에 따라 비자성물질(71)의 두께에 해당되는 유도자기량이 검출되어진다. 여기서 아날로그 멀티플렉스의 입력수(포트)와 같은 하드웨어적인 측면과 측정값의 정확도 등을 고려하여 16개의 자기유도센서(14)를 사용하게 된다.

한편 전처리장치(12)에서는 상기 16개의 유도자기센서(14)들로부터 검출된 아날로그신호가 아날로그 프리엠프(4)에 의해 증폭되어지며, 상기 증폭된 아날로그신호는 다시 A/D변환기(6)에 의해 디지털신호로 변환된다. 이때, 자성물질(72)의 판두께에 대한 측정오차를 최소화하기 위하여 상기 자성물질(72)의 판 두께가 일정범위(아연도금강판일 경우 0.2 ~ 2mm)에서 사용될 수 있도록 드라이빙소스(8)의 사용주파수를 적절하게 조정하게 된다. 참고로, 도3 아연도금강판에서 아연의 도금량에 따른 자기유도센서(14)의 출력특성을 나타낸 것이고, 도4는 드라이빙소스(8)의 주파수가 일정할 때 강판의 두께변화에 대한 측정값의 변화를 나타낸 것이다.

한편, 센서부(10)로부터 출력된 디지털신호는 연결선(30)에 의해 본체부(20)로 전달되며, 상기 본체내(20)의 중앙처리장치(CPU)(24)의 연산작업에 의해 최대치,최소치,평균치의 값들로 산출되어진다. 상기 중앙처리장치(CPU)(24)는 상기 센서부(10)로부터 전달된 디지털데이터의 입/출력제어를 비롯하여 이밖에 측정하고자 하는 비자성물질(71)에 알맞은 검량선 설정을 위한 검량선설정용 알고리듬의 구현, 도금량계산과 같은 연산작업 및 외부장치의 제어를 수행하게 된다. 상기 연산 결과 산출된 데이터값은 디스플레이장치(22)를 통해 결과치를 사용자가 판단할 수 있도록 액정화면상에 표시되고, 외부인터페이스장치(28)에 의해 외부컴퓨터에 전송되거나 반대로 외부컴퓨터로부터 검량선설정 및 연산알고리듬 등과 같은 소프트웨어를 전송받게 된다. 한편 입력장치(26)에서는 사용자가 키를 누르는 작업에 의해서 상기 본체부(20)의 중앙처리장치로(CPU)(24)로 명령을 전달할 수 있게 되고, 상기 중앙처리장치(CPU)(24)의 연산작업에 의해 산출된 테이터값을 출력장치(27)에 의해 화면 또는 프린터로 출력할 수 있게 된다.

한편, 본체부(20)의 전원공급은 상기 본체내의 전원장치(25)를 통해서 이루어지는데, 케이블을 통하여 외부로부터 전원을 공급 받거나 또는 충전식으로 겸용할 수 있다.

이상에서와 같은 도금량 측정장치는 휴대가 가능하고 또한 이동하면서 측정할 수 있기 때문에 작업현장에서 신속하고 간편하게 비자성물질의 도금량을 측정할 수 있다. 또한 이를 위해 본체부(20)에 소정의 어깨걸이 수단이 구비될 수도 있다.

본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상과 같이 본 발명은 다수의 자기유도방식의 센서를 사용하여 도금층이 불균일한 비자성물질의 도금량을 최소치, 최대치, 평균치의 다양한 값으로 신속하고 동시에 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 생산현장에서 사용할 경우 정확한 도금량을 현장에 신속하게 전달할 수 있어 작업의 효율을 증대 시킬 수 있고, 또한, 생산라인에서 온라인으로 도금량을 측정할 수 있어 제품의 품질을 판단할 수 있으며 과량의 도금으로 인한 원가의 손실이나 도금량 미달로 인한 제품의 불량을 최소화 할수 있다.

Claims (4)

1. 자성물질에 도금된 비자성물질의 도금량 측정장치에 있어서,

   자기유도센서와 전처리장치로 구성되는 센서부와;

   중앙처리장치(CPU), 입출력장치, 외부인터페이스, 디스플레이장치, 전원장치로 구성되는 본체부와;

   상기 본체부와 센서부 사이의 전원공급 및 데이터 신호가 전달되는 연결선으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도금량 측정장치.
2. 제 1항에 있어서, 자기유도센서는 자성물질 상부에 도금된 비자성물질에 저면이 접속되고 중앙부에 전원에 연결된 코일이 권선되며 양단에 코일이 권선되어 있는 연자성코아와, 상기 연자성코아 양단에 권선된 코일에 연결된 차동증폭기로 구성됨을 특징으로 하는 도금량 측정장치.
3. 제 1항에 있어서, 센서부는 16개의 자기유도센서와 아날로그프리엠프와 A/D변환기와 드라이빙소스로 구성되는 것을 특징으로 하는 도금량 측정장치.
4. 제 1항에 있어서, 중앙처리장치는 상기 자기유도센서로부터 측정된 데이터 값의 평균값, 최대값, 최소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 도금량 측정장치.