컨베이어 무게제어 센서의 설계

컨베이어 벨트 의 목적은 운송물을 빠르고 정확하게 운송하기 위함이 목적입니다.

컨베이어벨트에 이송되는 물체의 무게, 온도로 인한 컨베이어 롤러의 변형, 수직항력을 계산하기 위한 센서에 대하여 고안하였습니다.

 

해당 컨베이어에서 사용하는 센서는 컨베이어 벨트에 운송되는 무게를 계산하고 화물의 운송상태나 운송중인 물체 및 컨베이어 프레임의 이상상태를 파악하여 이를 전달할 수 있는 센서를 이용하여 이를 전기적인 신호로 전달할 수 있는 센서 입니다. 

해당 컨베이어에 무게중심을 보강하고 센서로 모멘텀을 분산시킬 수 있는 프레임을 추가하여 휘스톤 브릿지를 통하여 온도의 변화등으로 인한 물체의 변형시 이를 전기적인 신호로 전달 할 수 있도록 시스템을 설계 하였습니다. 

무게 보강 프레임 (롤러 및에 위치한) 은 비정형화된 부하로부터의 영향을 최대한 줄여줍니다. 또한 무게보강 프레임 과 함께 사용되는 센서로 이송되는 물체의 무게 및 이송속도 등의 상태를 물리적인 Momentum 으로 전달하는데 용이합니다. 

무게전달 프레임이 계산하는 초당운송 무게는 속도를 감지할 수 있는 Tachometer와 수직항력을 계산할수 있는 센서 에 의하여 계산되어 전달됩니다. (타코미터[m/sec] * 수직항력[kg/m] = [kg/sec]) 벨트의 무게전달 시스템은 높은 정확도를 갖으며 ±0.25~1의 허용오차를 갖습니다. 

컨베이어 벨트의 수명 및 유지관리를 위하여서는 롤러 컨베이어 및 벨트 프레임의 유지관리가 중요한데요 온도의 변화 혹은 물체의 마모등으로 인하여 백만분의 일의 변화가 일어 났을때 이를 감지할 수 있는 저항을 설계하여 시설하였습니다. 중요한 목적은 이러한 물체의 변형혹은 온도의 변화로 인한 변화를 사용자로 전기적인 신호로 바꾸어 전달하여 측정할 수 있도록 하기 위함입니다. 

미세한 물질의 변화가 저항으로 부터 감소되며 저항으로 부터 감지된 물질의 변화가 전도체로 전달됩니다. 전도체로 부터 전달된 저항의 변화값은 전도체에 의하여 측정될 수 있습니다. 

해당 저항의 동작 원리 및 시스템 설계는 다음과 같습니다.

전도체의 초기 길이값을 변화된 길이 값으로 나누어 이를 통하여 변화된값을 계산하여 계산된값이 휘스톤 브릿지를 통하여 검출됩니다. 취스톤 브릿지로 부터 검출된 변화값은 센서 내부의 저항을 변화시키며 다시 전기적인 신호로 변환되어 사용자에게 전달됩니다. 

사용자에게 전달된 전기적인 신호는 PLC등 제어시스템과 연동되어 컨베이어에 대한 자동제어 시스템을 구축할 수도 있으며 HMI로 연동동 되어 사용자가 직접 감시하고 조작할 수 있도록 하는 역할을 수행 할수 있습니다. 

또한 분전반 제어 시스템에 신호를 전달되어 전체 공장을 관리하는 중앙통제실에 시스템 유지관리를 위한 제어값을 보내어 관리할 수도 있습니다.