KR100219950B1

KR100219950B1 - 압축 강도 시험기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100219950B1
Application number: KR1019970031531A
Authority: KR
Inventors: 이시중
Original assignee: 이시중; 주식회사화인매카트로닉스
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-09-01
Also published as: KR970066554A

Abstract

본 발명은 압축강도시험기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 유압실린더의 동작을 세분제어하는 스텝핑모터와, 이 스텝핑모터를 구동하는 스텝핑모터구동부와, 상기 측정판의 하단에 설치되어 측정시료에 가해지는 압력의 정보를 측정하는 압력센서와, 이 압력센서로부터 측정된 측정시료의 아날로그 측정값을 디지털 신호변환하는 A/D컨버터와, 이 A/D컨버터로부터 입력된 측정시료의 측정값을 비교판단하여 압축강도에 따른 표시제어신호를 산출하는 제어부와, 이 제어부의 표시제어신호에 따라 현재 측정된 측정시료의 압력측정값을 외부로 표시하는 표시부로 이루어져, 측정시료에 가해지는 압력의 정도를 검출하여 표준시간 및 강도에 따른 데이터와 비교판단하고 그 판단된 결과에 따라 측정시료에 적절한 압력을 가하여 파괴강도를 시험하도록 하므로써, 구조물의 안전진단을 위한 측정시료의 파괴강도를 정확히 측정할 수 있으므로 이에따라 시스템의 정밀성을 상당히 향상시키게 됨은 물론 시험을 위해 측정시료에 가해지는 적절한 압력을 자동으로 제어하게되므로 이에따라 시스템의 기능성도 상당히 향상되도록 한다.

Description

압축강도시험기 및 그 제어방법

본발명은 압축강도시험기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 측정시료에 가해지는 압력의 정도를 검출하여 표준시간 및 강도에 따른 데이터와 비교판단하고 그 판단된 결과에 따라 측정시료에 적절한 압력을 가하여 파괴강도를 시험하도록 하므로써, 구조물의 안전진단을 위한 측정시료의 파괴강도를 정확히 측정할 수가 있으므로 이에따라 시스템의 정밀성을 상당히 향상시키는 압축강도시험 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물이나 기계장치들은 최적의 성능을 얻거나 구조물의 안전성을 검증받기위해 구조물들의 인장, 압축, 굴곡항절시험을 하게 된다. 그리고, 최근에는 그러한 시험을 편리하고 정확하게 실행하기위한 계측장비들이 다량 제작되어 사용되고 있다.

그러면, 그와같은 계측장비들중 일례, 특히 구조물의 파괴강도를 측정하는 압축강도시험기를 제1도를 참고로 살펴보면, 측정시료(70) 예컨데, 콘크리트등이 안치되는 측정판(71)이 상부에 설치된 프레임(72)과, 이 프레임(72)의 상부측으로 설치되어 상하 유동작용을 실행하는 유압실런더(73)와, 이 유압실린더(73)의 동작을 제어하는 유압실린더구동부(74)와, 상기 측정판(71)의 하단에 설치되어 측정시료(70)에 가해지는 압력의 정보를 측정하는 압력센서(75)와, 이 압력센서(75)로부터 측정된 측정시료(70)의 압력을 외부로 표시하는 측정값표시부(76)로 이루어진다.

그리고, 상기 유압실린더(73)의 중앙 하단에 측정시료(70)에 일정압력을 가하는 압력판(77)이 설치되어 있고, 상기 유압실린더구동부(74)의 일측에는 엎(UP)스위치와 다운(DOWN)스위치가 설치되어 있다.

한편, 상기와 같은 종래 압축강도시험기의 동작을 살펴보면, 먼저, 파괴강도의 시험을 필요로 하는 측정시료(70) 예컨데, 콘크리트구조물을 측정판(71)에 올려놓고 유압실린더(73)의 다운스위치를 눌러주게되면 그 누르고 있는동안만큼만 유압실린더(73)가 하부로 이동하게 된다.

여기서, 만약 유압실린더(73)를 상부측으로 이동시키기를 원할 경우 유압실린더(73)의 엎스위치를 눌러주면 된다.

그리고, 만약 상기 유압실린더(73)가 하부로 이동하게되면 이 유압실린더(73)의 중앙하단에 설치되어 있는 압력판(71)이 측정판(71)위에 안치된 측정시료(70)에 압력을 가하게 된다. 그러면, 상기 측정판(71)의 하부에 설치되어 있는 압력센서(75)가 이 측정시료(70)에 가해지는 압력을 검출하여 측정값표시부(76)로 입력시킨다. 이때 사용자는 육안으로 측정시료(70)의 파괴상태를 판단하여 유압실린더구동부(74)의 엎/다운스위치를 스위칭시키게 된다. 그리고 최정적으로 측정시료(70)의 파괴되는 시점의 압력을 측정값표시부(76)를 통해 확인하므로 시험을 종료하게 된다.

그런, 상기와 같은 종래 압축강도시험기는 측정시료(70)에 압력을 가하는 유동실린더(73)의 동작이 측정자에 의해 수동으로 조작되기 때문에 측정할때마다 측정시료(70)의 측정값이 달라지므로 이에따라 측정값의 신뢰성을 상당히 저하시켰으며, 또한, 측정시료(70)에 단위면적단 가해지는 압력을 정확히 조절할 수가 없으므로 이에따라 시스템의 기능성도 상당히 저하시키는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 측정시료에 가해지는 압력의 정도를 검출하여 표준시간 및 강도에 따른 데이터와 비교 판단하고 그 판단된 결과에 따라 측정시료에 적절한 압력을 가하여 파괴강도를 시험하도록 하므로써, 구조물의 안전진단을 위한 측정시료의 파괴강도를 정확히 측정할 수가 있으므로 이에따라 시스템의 정밀성을 상당히 향상시키는 압축강도시험기 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 목적은 시험을 위해 측정시료에 가해지는 적절한 압력을 자동으로 제어하게되므로 이에따라 시스템의 기능성도 상당히 향상되도록 된 압축강도시험기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 유압실린더의 동작을 세분제어하는 스텝핑모터와, 이 스텝핑모터를 구동하는 스텝핑모터구동부와, 상기 측정판의 하단에 설치되어 측정시료에 가해지는 압력의 정보를 측정하는 압력센서와, 이 압력센서로부터 측정된 측정시료의 아날로그 측정값을 디지털 신호변환하는 A/D컨버터와, 이 A/D컨버터로부터 입력된 측정시료의 측정값을 비교판단하여 압축강도에 따른 표시제어신호를 산출하는 제어부와, 이 제어부의 표시제어신호에 따라 현재 측정된 측정시료의 압력측정값을 외부로 표시하는 표시부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래 압축강도시험기를 설명하는 설명도이고,

제2도는 본발명의 장치를 설명하는 블록도이며,

제3도는 본발명의 플로우차트이다.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1：측정시료 2：측정판

3：프레임 4：유압실린더

5：스텝핑모터 6：스텝핑모터 구동제어부

7：압력센서 8：A/D컨버터

9：제어부 10：표시부

11：키패널부 12：프린터

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명장치는 제2도에 도시된 바와 같이 측정시료(1) 예컨데, 콘크리트나 금속재료, 각종 공업용 소재등이 안치되는 측정판(2)이 상부에 설치된 프레임(3)과, 이 프레임(3)의 상부측으로 설치되어 상하 유동작용을 실행하느 유압실린더(4)와, 이 유압실린더(4)의 동작을 세분제어하는 스텝핑모터(5)와, 이 스텝핑모터(5)를 구동하는 스텝핑모터구동부(6)와 상기 측정판(2)의 하단에 설치되어 측정시료(1)에 가해지는 압력의 정보를 측정하는 압력센서(7)와, 이 압력센서(7)로 부터 측정된 측정시료(1)의 아날로그 측정값을 디지털 신호변환하는 A/D컨버터(8)와, 이 A/D컨버터(8)로부터 입력된 측정시료(1)의 측정값을 비교판단하여 압축강도에 따른 표시제어신호를 산출하고 시스템의 기능을 전반적으로 제어하는 제어부(9)와, 이 제어부(9)의 표시제어신호에 따라 현재 측정된 측정시료(1)의 압력측정값을 외부로 표시하는 표시부(10)로 이루어진다.

그리고, 상기 유압실린더(4)의 중앙 하단에는 측정시료(1)에 압력을 가하느 압력판(2)이 설치되어 있고, 상기 제어부(9)의 일단에는 사용자의 기능설정신호를 입력시키는 키패널부(11)가 연결되어 있고, 상기 제어부(9)의 또다른 일단에는 측정시료(1)의 압축강도의 측정값을 문자나 숫자로 출력시키는 프린터(12)가 구비되어 있다.

다음에는 상기와 같은 장치에 적용되는 본 발명의 방법을 설명한다.

먼저, 본발명을 이용하여 측정시료(1)의 압축강도 예컨데, 금속재료, PVC, 각종 공업용 소재 및 콘크리이트등의 압축강도를 시험하기를 원할 경우 그 측정할 시료(1)를 프레임(3)의 상부측에 설치된 측정판(2)에 안치시키고 키패널부(11)를 통해 압축강도시험기능을 설정해주게 된다. 그러면, 제어부(9)가 이를 인식하여 압축강도시험기능을 실행시키게 된다.

즉, 제어부(9)는 제3도에 도시된 바와 같이 초기상태(S1)에서 압축강도자동모드판단설계(S2)로 진행하여 현재 압축강도자동모드가 설정되었는지를 판단하게 된다. 그리고, 상기 압축강도자동모드 판단단계(S2)중에 판단한 결과 만약 압축강도자동모드가 설정되지 않았을 경우에는 수동모드실행단계(S3)로 진행하여 수동모드로 측정시료의 압축강도를 측정한다. 그러나, 상기 압축강도자동모드 판단단계(S2)중에 판단한 결과 만약 압축강도자동모드가 설정되었을 경우에는 자동모드기능실행단계(S4)로 진행하여 자동모드기능으로 측정시료의 압축강도를 시험하게 된다.

환언하면, 측정판(2)에 측정시료(1)가 안치되어 자동모드가 설정될 경우 제어부(9)는 스텝핑모터구동제어부(9)를 통해 스텝핑모터(5)에 구동제어전압을 인가시킨다. 따라서, 이 스텝핑모터(5)가 구동되어 유압실린더(4)를 하부방향으로 이동시키게 되고 그에따라 이 유압실린더(4)가 하부로 이동됨에 따라 그 하단에 설치된 압력판(2)이 측정시료(1)에 일정압력을 인가하게 된다. 그러므로, 측정판(1)에 안치되어 있는 측정시료(1)는 상기 압력판(2)의 일정압력에 의해 압축되게되는데, 이때 이 측정판(2)의 하부에 있는 압력센서(7)가 이 측정시료(1)에 가해지는 압력 및 그때의 압축강도를 측정하여 A/D컨버터(8)로 입력시킨다. 또한, 이 A/D컨버터(8)는 압력센서(7)로부터 입력된 아날로그의 측정량을 디지털 신호로 변환하여 제어부(9)로 입력시킨다.

한편, 상기 자동모드기능실행단계(S4)후에 적정압력체킹단계(S5)로 진행하여 현재 측정시료에 가해지는 압력(t)이 기준시간에 따른 비례압력(T)과 같은지를 비교판단한다. 그리고, 상기 적정압력체킹단계(S5)중에 판단한 결과 만약 현재 측정시료에 가해지는 압력(t)이 기준시간에 따른 비례압력(T) 즉, 시간에 따라 측정시료에 가해지는 최적의 압력과 같을 경우는 측정시료에 적절한 압력이 가해지고 있는 것이므로 압력증가단계(S6)로 진행한다. 또한, 이 압력증가단계(S6)에서는 현시간에 비례하는 증가된 압력을 측정시료에 인가하게 된다. 그러나, 상기 적정압력체킹단계(S5)중에 판단한 결과 만약 현재 측정시료에 가해지는 압력(t)이 기준시간에 따른 비례압력(T)과 같지 않을 경우는 측정시료에 부적절한 압력이 가해지고 있는 것이므로 압력보정실행단계(S7)로 진행하여 현재 측정된 측정시료의 압력을 근거로 현시간에 측정시료에 가해져야할 압력값을 산출하고 이 산출된 압력값에 따라 측정시료의 압력보정을 행하게 된다. 한편, 상기 압력증가단계(S6)후에 시료파괴 판단단계(S8)로 진행하여 현재 측정하고 있는 시료가 파괴되었는지를 판단하게 된다. 그리고, 상기 시료파괴 판단단계(S8) 중에 판단한 결과 만약 현재 측정하고 있는 측정시료가 파괴되었을 경우에는 압축강도산출단계(S9)로 진행하여 측정시료의 압축강도를 산출하게 된다. 그러나, 상기 시료파괴 판단단계(S8)중에 판단한 결과 만약 현재 측정하고 있는 측정시료가 파괴되지 않았을 경우에는 상기 적정압력체킹단계(S5)로 진행하여 루프를 반복하게 된다. 또한, 상기 압축강도산출단계(S9)후에 압축강도표시단계(S10)로 진행하여 현재 산출된 측정시료의 압축강도를 외부로 표시하게 된다.

즉, 상기 측정판(2)위에 안치된 측정시료(1)에 압력이 가해질 경우 이를 압력센서(1)가 검출하여 제어부(9)로 입력시키게 되는데, 이때 제어부(9)는 이 검출되는 압력(t)을 기준시간에 따른 비례압력(T) 즉, 시간에 따라 측정시료에 가해지는 최적의 압력과 같은지를 비교한다. 그리고, 만약 검출압력(t)이 기준시간에 따른 비례압력(T)보다 작거나 클 경우는 그 차이나는 값만큼 스텝핑모터(5)에 피드백시키게 된다. 따라서, 이 스텝핑모터(5)는 유압실린더(4)의 상하유동작용을 차이나는 값만큼 보정하게 되므로 압력판(2)에 의해 측정시료(1)에 가해지는 압력이 현시간에 따른 최적의 압력으로 가해지게 된다. 그리고, 이러한 과정중에 측정시료(1)가 그 본래의 압축강도에 이르러 파괴될 경우 제어부(9)는 이를 표시부(10)를 통해 외부로 표시하게 된다.

이때, 측정시료(1)의 압축강도를 문서로 출력시키기를 원할 경우 키패널부(11)를 통해 프린트명령을 주게 되면, 제어부(9)가 이를 인식하여 프린터(12)를 통해 현재 측정판(2)에 안치된 측정시료(1)의 압축강도데이터를 문서로 출력시키게 된다.

이상설명에서와같이 본 발명은 측정시료에 가해지는 압력의 정도를 검출하여 표준시간 및 강도에 따른 데이터와 비교판단하고 그 판단된 결과에 따라 측정시료에 적절한 압력을 가하여 파괴강도를 시험하도록 하므로써, 구조물의 안전진단을 위한 측정시료의 파괴강도를 정확히 측정할 수 있으므로 이에따라 시스템의 정밀성을 상당히 향상시키게 됨은 물론 시험을 위해 측정시료에 가해지는 적절한 압력을 자동으로 제어하게되므로 이에따라 시스템의 기능성도 상당히 향상되는 효과가 있다.

Claims

측정시료(1)가 안치되는 측정판(2)이 상부에 설치된 프레임(3)의 상부측으로 설치되어 상하 유동작용하는 유압실린더(4)가 구비된 압축강도시험기에 있어서,

상기 유압실린더(4)의 동작을 세분제어하는 스텝핑모터(5)와, 이 스텝핑모터(5)를 구동하는 스텝핑모터구동부(6)와, 상기 측정판(2)의 하단에 설치되어 측정시료(1)에 가해지는 압력의 정보를 측정하는 압력센서(7)와, 이 압력센서(7)로부터 측정된 측정시료(1)의 아날로그 측정값을 디지털 신호변환하는 A/D컨버터(8)와, 이 A/D컨버터(8)로부터 입력된 측정시료(1)의 측정값을 비교판단하여 압축강도에 따른 표시제어신호를 산출하는 제어부(9)와, 이 제어부(9)의 표시제어신호에 따라 현재 측정된 측정시료(1)의 압력측정값을 외부로 표시하는 표시부(10)가 구비되는 것을 특징으로 하는 압축강도시험기.
제1항에 있어서, 상기 제어부(9)의 일단에 측정시료(1)의 압축강도와 측정값을 문자나 숫자로 출력시키는 프린터(12)가 구비되는 것을 특징으로 하는 압축강도시험기.
압축강도시험기에 압축강도자동모드가 설정되었을 경우에는 현재 측정시료에 가해지는 압력(t)이 기준시간에 따른 비례압력(T)과 같은지를 비교판단하는 적정압력체킹단계와, 이 적정압력체킹단계중에 판단한 결과 만약 현재 측정시료에 가해지는 압력(t)이 기준시간에 따른 비례압력(T)과 같을경우는 측정시료에 부적절한 압력이 가해지고 있는 것이므로 현재 측정된 측정시료의 압력을 근거로 현시간에 측정시료에 가해져야할 압력값을 산출하고 이 산출된 압력값에 따라 측정시료의 압력보정을 행하는 압력보정실행단계와, 상기 압력증가단계후에 현재 측정하고 있는 시료가 파괴되었는지를 판단하는 시료파괴 판단단계와, 이 시료파괴 판단단계 중에 판단한 결과 현재 측정하고 있는 측정시료가 파괴되었을 경우에는 측정시료의 압축강도를 산출하는 압축강도산출단계와, 상기 시료파괴 판단단계중에 판단한 결과 현재 측정하고 있는 측정시료가 파괴되지 않았을 경우에는 루프를 반복하는 적정압력체킹단계와, 상기 압축강도산출단계후에 현재 살출된 측정시료의 압축강도를 외부로 표시하는 압축강도표시단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 압축강도시험기의 제어방법.