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Strain Gauge를 이용한 사일로 하중 계량

소개 - Introduction

수직 지지대에 장착 된 사일로의 내용을 측정하기 위해 strain gauge 사용에 대해 설명합니다. 몇 개의 스트레인 센서들이 장착된 사일로 지지대 구조물은 훌륭한 하중 측정 시스템이 될 수 있습니다. 이러한 측정 시스템은 구조물의 응용 분야 및 응력 수준에 따라 풀 스케일의 2-10 % 사이의 정확도를 달성할 수 있습니다.

센서의 개수 - Number of sensors

최적의 성능을 위해서는 각각의 지지대마다 strain gauge가 2개가 설치 되어야 합니다. 지지대 하나 당 한 개의 strain gauge를 사용하는 것도 가능하지만 정확도는 낮아질 것입니다.

변형률 추정 - Strain estimation

변형률 계산

설치 전 지지대에 가해지는 스트레스가 정확하고 신뢰할 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 이를 위해, 아래 수식에 따라 지지대의 횡단면(cross section)을 계산합니다.


그런 다음 변형률을 계산을 위해 아래 내용을 기입하십시오:
    -   지지대의 수 N: ____________
    -   사일로 저장 용량 V: ____________kg
    -   단면적 S: ____________mm² (이상)
    -   스트레스 계수 ? =V/N/S: ____________kg/mm²
변형률
여기서 강철의 경우, E는 21000 kg/mm² 입니다.


정확성을 높이기 위해 변형률의 일반적인 값은 150.10-6 에서 500.10-6 사이에 있어야 합니다.

센서의 공간적 위치- Spatial positioning of sensors

정확성을 높이려면 각 지지대에 2개의 센서를 반대 면에 배치해야 하며 굴곡 토크를 상쇄하기 위해 각 지지대에 동일한 높이 (최대 차이 50mm)에 위치시켜야합니다.

센서의 수직적 위치 - Vertical positioning of sensors

일반적으로 최적의 센서 위치는 장애물이 없는support beam 중앙입니다. 센서는 장착 지점에서 빔의 하중을 측정하기 때문에, 선택된 설치 위치가 사일로 및 부착물의 모든 하중을 받는 위치인지를 확인하는 것이 최우선 입니다. 만약 사일로 를 비우는 screw conveyer가 지지대에 붙어 있는 빔에 붙어 있다면, 이 센서들이 전체 하중을 측정하기 위해서는 이 빔들의 아래쪽에 설치되어야 합니다. 마찬가지로, 사일로 또는 기타 지지대에서 버팀대 가 있는 경우, 이 버팀대 아래에 센서를 설치해야합니다. 아래 예를 참조하고 가장 적합한 것을 선택하십시오.

X의 경우

센서는 각 지지대의 중간 높이에 배치해야합니다.

Y의 경우

Free leg가 5xW (빔 치수 또는 튜브 직경)보다 큰 경우 센서는 free leg의 중간 높이에 배치해야합니다.

Z의 경우

ree leg가 5xW (빔 치수 또는 튜브 직경)보다 작은 경우 센서는 버팀대 사이의 중간 높이에 배치해야합니다.

센서는 직사광선을 피해서 위치해야 합니다.

낮 동안 지지대가 태양열에 노출됨으로 인해 측정값에 영향에 영향을 줄수 있습니다.
햇빛가리개에 쓰이는 알루미늄 시트로 지지대를 감싸면 이 영향을 최소로 줄일 수 있습니다.

센서의 결선 - Sensors wiring

Strain gauge 의 전기 배선은 병렬이 되도록 연결되어야 합니다. 이 배선은 한 개 (최대 8개의 센서) 또는 여러 개의 junction box를 거쳐 인디게이터 까지 연결됩니다.

결선의 예


여러 개의 센서가가 병렬로 연결되어있는 경우, 출력 신호는 개별 출력 신호의 평균이 되고 이 센서에 공급되는 전류량 은 센서들의 숫자를 곱한 값이 됩니다.

인디케이터의 전압 을 확인 하여 센서에 공급이 되는지 확인하십시오.



케이블 연장과 접지

연장 케이블은 차폐되어 있어야 하고 용량은 낮아야 합니다. 이러한 요구 사항을 충족시키는 SCAIME 케이블의 사용을 권장합니다. 미약한 신호를 발생시키는 센서를 효과적으로 사용하기 위해서는 적절한 접지 및 차폐가 중요 합니다. 센서 본체와 정션 박스는 장착된 구조물에 기계적으로 부착하여 접지해야 합니다.

센서 케이블은 전원과 최소한 1m 거리로 멀리 떨어 뜨려야합니다.     

캘리브레이션 원리- Calibration principle

계량 시스템이 설치되고 나면, 표시기의 수치가 정확하게 계량 할 제품의 양을 반영하도록 교정해야 합니다.계량 을 교정하는 가장 정확한 방법은 교정 하중 (시험 하중)을 가하는 것이지만, 대형 사일로의 경우 시험 하중을 가하는 것이 물리적으로 불가능할 수 있습니다. 이럴 경우 미리 무게를 측정한 양 만큼의 재료를 시험 하중으로 사용할 수 있습니다.

사일로를 비울 수 있다면

  • - 사일로를 비우십시오.
  • - 계량 장비의 영점을 보정하십시오.
  • - 알려진 양의 재료를 사일로에 적재합니다 (전체 용량의 20 % 이상을 권장합니다).
  • - 재료의 양과 동일한 값이 표시되도록 계량장비를 교정하십시오.
사일로가 비워 졌을 때, 0으로 정확하게 내려가는지 확인하는 것이 필요합니다.

비어있는 사일로의 캘리브레이션 예


사일로를 비울 수 없다면

  • - 사일로 내부 내용물 의 초기 양을 알 수 있는 시점에서 시작합니다.
  • - 이 초기 수량으로 계량 장비의 영점을 교정하십시오.
  • - 알려진 추가 양의 사일로 (최대 용량의 20 % 이상)를 사일로에 내용물을 채웁니다.
  • - 인디게이터 를 교정하여 추가된 양과 동일한 값을 표시 하도록 하십시오.
  • - 사일로에 누적 될 때 마다 항상, 이론적인 조정을 적용하여 표시량 (초기의 양)을 총량으로 대체하십시오 (초기의 양 + 추가된 양)
  • 사일로를 비우게 될 때, 필요하면 영점을 수정하십시오.
사일로가 비워 졌을 때, 0으로 정확하게 내려가는지 확인하는 것이 필요합니다.

비어 있지 않은 사일로의 캘리브레이션 예



시스템 설치와 교정은 공급사 에서 직접 하십시오

* 서포트 (옵션으로 제공됨)를 지지대에 용접하고 나서EPSI-AX mV 센서를 볼트 고정하십시오.
* 센서를 SCAIME 정션 박스와 확장 케이블로 인디게이터에 연결하십시오. 모든 케이블을 제공 할 수 있으며 색상이    구분되어 있습니다.
* 간단한 교정 과정을 따르십시오.
궁금한 내용이 있으시면 주저하지 말고 연락 주십시오.

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