회전식 계량 기술의 발전과 다헤드 계량기의 기본 원리

저자: 스마트웨이그 멀티헤드 웨이터

1. 회전식 혼합기계의 계측 검증 방법 현황 1.1 전통적인 회전식 혼합기계 계측 검증 방법은 장식 건축 자재, 곡물, 유지, 식품, 광물 등과 같은 섬유질 원료의 계측 검증이나 조미료를 온라인으로 조작할 때 사용됩니다. 대표적인 방법으로는 전자 벨트 저울, 세척판 유량계, 반물질 저울, 회전식 공급 저울 등이 있습니다. 이러한 계측 검증 방법은 나름의 특징이 있지만, 한계가 매우 큽니다.

전자 벨트 저울의 처리 기술을 자세히 소개하며, 그 단계는 다음과 같습니다. 전자 벨트 저울은 기업 전체 영역(계량 구역)의 부하 데이터 신호와 변환율(전송 벨트 속도 비율) 데이터 신호를 통합하여 총 유량 값을 계산합니다. 조작 가능한 목표값은 다음과 같습니다. 전자 벨트 저울의 처리 기술에 대한 자세한 소개 참고: 배출될 원자재의 양은 견인 및 이송 벨트의 속도 비율에 따라 변경됩니다. 크기, 구동 벨트의 부하 모두 안정적입니다. 다른 공급 방식과 비교했을 때, 이 방식은 계측 검증 및 선형성 측면에서 우수한 실제 효과를 제공합니다.

전자 벨트 저울의 측정 검증 회로 개략도. 참고: 공급 및 계량 기능은 각각 두 개의 이송 벨트에서 수행됩니다. 1.2 회전식 측정 검증 방법은 연속 혼합기, 콘크리트 회전 믹서, 아스팔트 회전 믹서와 같은 장비에 사용됩니다. 계측 검증의 정밀도 측면에서 볼 때, 현재 단계에서는 이러한 종류의 장비에 간헐식 측정 검증 방법을 일반화하기 어렵습니다. 따라서 회전식 측정 검증 방법은 많은 고객에게 선호되지 않으며, 이는 그 이유 중 하나입니다.

과학적 검증을 통해 이 두 가지 측정 검증 방법으로 결정된 혼합 및 처리 공정이 각각 고유한 활용 분야를 가지고 있으며, 회전식 혼합기의 사용이 일시적인 기술적 한계로 인해 저해되어서는 안 된다는 것을 보여줄 수 있습니다. 현재 우리나라에서는 회전식 혼합기가 모두 부피 측정법이나 전자 벨트 저울/나선형 저울로 측정되고 있습니다. 1970년대 유럽에서 연속 혼합 처리 기술이 도입되어 개발 및 설계되었지만, 지금까지 이러한 방식이 유지되어 왔으며, 처음부터 끝까지 개선된 부분은 없습니다. 실제로 유럽에서는 이 두 가지 측정 검증 방법으로 높은 정밀도를 달성할 수 있습니다. 예를 들어 프랑스 Schenck사의 벨트식 배치 저울은 동적 조미료 측정 정확도가 2%에 달합니다.

하지만 우리나라에서는 상황이 좋지 않습니다. 기계 및 장비 제조, 원자재 등 기초 산업 생산의 제약 때문입니다. 현재 우리나라에서 도로 현장에서 사용되는 전자 벨트 저울의 측정 및 검증 정확도는 일반적으로 5% 정도에 불과하여 용량 측정 검증과 다를 바 없으며 장기적인 신뢰성이 떨어집니다. 2. 연속 계량 개혁 - 1990년대에 산업 생산 전 공정에 연속 계량 검증을 위해 차동 신호 방식의 의약품 감량(무중량) 저울의 다중 헤드 계량기(감량식)가 처음으로 도입되었습니다.

다헤드 계량기는 전자 벨트 저울, 나선형 저울, 심지어는 누적 저울까지 점차적으로 대체하고 있습니다. 새롭고 향상된 측정 검증 방법으로서 점점 더 많은 원자재에 적용되고 있습니다. 2.1 기본 개념: 계량 버킷과 공급 장치를 전체 저울 본체로 간주하고, 상위 컴퓨터의 계기판 또는 소프트웨어에 따라 저울 본체의 순중량 데이터 신호를 지속적으로 샘플링하여 단위 시간당 순중량 변화율을 순간 유량으로 측정합니다. 그런 다음 다양한 하드웨어 및 소프트웨어의 필터링 기술에 따라 기술적으로 해석하여 "특정 유량"이라는 조작 목표로 사용할 수 있습니다. 이 유량의 획득은 매우 중요하며 다헤드 계량기의 정확한 측정 및 검증의 기초가 됩니다.

그림에는 고전적인 방법이 자세히 설명되어 있습니다. 다중 헤드 계량기의 측정 검증 방법을 사용한 후, FC(연료 제어기)는 PID 제어 방식에 따라 최적화 알고리즘을 피드백하여 전체 목표에 근접한 총 유량의 작동 계산을 수행하고, 소프트 스타터 및 기타 진동 공급 장치를 작동하기 위한 조정 데이터 신호를 제어 패널에 출력합니다. 2.2 차동 신호 다중 헤드 계량기의 구체적인 적용: 기본 원리에서 알 수 있듯이, 이 계량기는 저울 본체 및 공급 구조의 기계 장비 변경에 영향을 받지 않습니다. 순중량 오차(중량 차이)만 측정하므로 기존의 동적 계측 검증 방법과 비교했을 때 장점이 분명합니다. 제어 목표가 총 유량(t/h, kg/min)이고 원료의 이송성이 우수하며 계측 검증 정밀도가 높아야 하는 경우, 무중량 상태 측정법은 계측 검증을 위한 최적의 방법이 될 수 있습니다.

2.2.2 다헤드 계량기의 생산 공정: 다헤드 계량기의 생산 공정 2.2.3 다헤드 계량기 설계 시 주의 사항 및 정밀도에 영향을 미치는 요소: 다헤드 계량기는 정적 데이터 계량기와 동적 계량기의 특성을 모두 가지고 있습니다. 따라서 설계 시스템 소프트웨어에서 다음 사항을 규정해야 합니다. 1. 적절한 이송 속도 범위는 일반적으로 특정 작업에서 정격 이송 용량의 60%~70%입니다. 통신 및 교환 속도 변경을 사용하는 경우 35~40Hz의 스트레스 주파수에 대응하는 것이 가장 좋습니다. 이는 넓은 조정 범위를 보장합니다.

또한 이송 속도가 너무 낮을 경우 시스템 소프트웨어의 신뢰성이 떨어지기 때문이기도 합니다. 2. 센서의 측정 범위가 적절해야 합니다. 즉, 센서가 공식에 따라 측정 범위의 60%~70%를 활용해야 합니다. 데이터 신호의 변환 범위가 넓어 정밀도 향상에 매우 유리합니다. 3. 기계 시스템 설계 계획은 원료의 원활한 순환을 보장하고, 공급 시간을 짧게 유지하며, 공급 빈도가 지나치게 높지 않도록 해야 합니다. 일반적으로 5~10분 간격으로 공급하는 것이 적절합니다.

보조 설비의 전송 장치는 안정적인 작동과 우수한 선형 형상을 보장해야 합니다. 2.2.4 응용 전망: 전자 장치 제어 시스템의 급속한 발전과 함께, 다헤드 계량기는 새로운 기술 도입을 기반으로 계량 검증의 정확도를 0.3%에서 0.5%로 향상시켰습니다. 이 신기술의 핵심은 디지털 표시 중량 센서의 사용입니다.

2.2.4.1 디지털 디스플레이 계량 센서의 적용: 동적이고 정확한 측정의 필요성에 더욱 잘 부합하기 위해서는 계량 장비에서 시스템 소프트웨어에 직접 입력되는 센서로 사용하는 것이 특히 중요합니다. 특히 시스템이 지능화되어야 하는 곳에서는 센서의 직접 또는 간접 데이터가 필수적입니다. 이때 정밀 측정 불확실성과 정밀 측정률은 일반적으로 서로 다른 특성을 가지며, 이 둘을 모두 고려하기는 어렵습니다. 구체적인 상황에 따라 절충안을 선택해야 합니다. 우리나라의 계량 산업에서는 현재 많은 전통적인 디지털-아날로그 센서가 생산 및 사용되고 있으며, 이러한 센서는 펄스 신호 출력이 작습니다.

총 출력값이 큰 중량 센서와 저항 변형력의 기본 원리를 예로 들면, 일반적으로 최대 출력값은 30~40mV입니다. 따라서 데이터 신호는 무선 주파수의 영향을 쉽게 받으며, 케이블 전송 거리 또한 일반적으로 10미터 이내로 짧습니다. 컨테이너 계량 장비(사일로 계량기, 서비스 플랫폼 계량 장비 또는 계량대(전자 트럭 계량기 또는 철도 계량기))에서 여러 개의 센서를 직렬로 사용하는 경우, 데이터 시스템 소프트웨어를 통해 "자체 교정"을 수행할 수 있습니다.

이는 다채널 디지털 센서 시스템 소프트웨어 덕분에 저항 매칭 문제가 발생하지 않기 때문입니다. 고객은 상세 주소, 각 센서의 무게 및 감도를 입력할 수 있으며, 저울은 완전 자동화되어 "네 모서리" 또는 "가장자리" 균형을 유지하므로 문자를 반복적으로 조정할 필요가 없습니다. 시스템 시뮬레이션에서 여러 센서를 연결한 후에는 각 센서의 특성을 더 이상 구분할 수 없습니다. 교정 시에는 각 센서에 표준 무게추를 올려놓고 단자의 전압 분배기를 사용하여 조정해야 합니다.

조정 과정에서 대응표본 t-검정을 사용하기 때문에 여러 번 반복해야 합니다. 데이터 시스템 소프트웨어에서는 각 센서를 개별적으로 확인할 수 있습니다. 따라서 디지털 센서를 사용한 시스템 소프트웨어의 전체 비용 수정 시간은 시스템 시뮬레이션 시간의 1/4에 불과합니다.

데이터 시스템 소프트웨어의 "자가 진단" 기능을 활용하여 각 센서의 데이터 신호가 정상적으로 수신되는지, 출력값이 기준치를 크게 초과하는지 등을 진단 프로그램이 지속적으로 점검합니다. 문제가 발생하면 대시보드 또는 제어 패널에 메시지나 경보가 자동으로 표시되며, 고객은 제어 패널의 버튼을 사용하여 각 센서를 찾아 개별적으로 문제의 원인을 파악하고 공통적인 문제 해결을 수행할 수 있습니다. 이러한 판단 기반 진단 및 공통 오류 해결 기능은 고객에게 분명한 이점을 제공하며, 아날로그 센서 시스템 소프트웨어 시뮬레이션에서 비용 절감 효과를 가져오는 중요한 요소입니다.

계량 산업에서 일반적인 시뮬레이션 센서 시스템 소프트웨어의 변위 계수 SPWM 해상도는 16비트이며, 사용 가능한 카운트 수는 5만 개입니다. 반면 데이터 시스템 소프트웨어에서 각 센서의 화면 해상도는 20비트이며, 사용 가능한 카운트 수는 100만 개입니다. 따라서 4개의 디지털 센서를 사용하는 시스템 소프트웨어는 400만 개의 카운트를 표시할 수 있는 화면 해상도를 구현할 수 있습니다. 이러한 고해상도 화면 해상도는 저울 프레임의 무게가 매우 크고 측정 대상물의 순중량이 작은 경우에 특히 적합합니다.

예를 들어, 조미료 계량 장비의 경우, 비법 레시피에 사용되는 특정 원료의 비율이 매우 낮더라도 정확도 요구 사항은 매우 높습니다. 이는 기존 시스템 시뮬레이션으로는 구현하기 어렵습니다. 3. 회전식 믹서의 적용 및 시장 전망 중국에서 회전식 믹서의 측정 및 검증은 여전히 ​​전통적인 방식에 의존하고 있기 때문에, 다헤드 계량기의 마케팅 및 보급 전망은 매우 밝습니다. 또한, 아스팔트의 연속 혼합 공정에 획기적인 변화를 가져올 수 있으며, 전체 유량의 정밀한 제어를 통해 매우 이상적인 혼합물을 생산할 수 있습니다.

회전식 믹서는 구조가 간단하고 유지보수 비용이 저렴하기 때문에, 제품 혼합 비율을 엄격하게 제어할 경우 현재 낮은 시장 점유율을 보이는 회전식 믹서의 상황을 바꿀 수 있습니다. 특히 도로 및 수력 공학 분야에서 요구되는 생산성 향상 기계 및 장비에 긍정적인 영향을 미칠 수 있으며, 다헤드 계량기는 계측 검증의 정밀도를 향상시키는 데 중요한 개선 요소입니다.

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