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개요

산업현장이나 자연과학을 연구하는 여러 분야에서 필수적으로 다루어지는 부분 중에 하나가 액위, 수위, 분체 등의 레벨 측정으로서 측정 대상물에 따라 여러 종류의 다양한 레벨계가 사용되고 있다. 근래에 이르러 컴퓨터와 전자부품의 발달 그리고 전자회로의 집적화 기술의 발달로 인하여 초음파식, 마이크로파식, 레이저식, 방사능식 등 비접촉식 방법으로 측정기기 개발이 확산되고 있는 추세에 있으나, 이러한 비접촉식 방법의 정확도와 접촉식 방법의 장점인 가격경쟁력을 확보한 제품으로 Hall IC Chip을 이용한 유량 및 수위 검출장치를 개발하였다.

원리

금속이나 반도체등의 고체를 자기장 속에 놓고, 자기장의 방향에 직각으로 고체 속에 전류를 흘리면, 두 방향 각각에 직각방향으로 고체 속에 전기장이 나타나는데 이것을 홀기전력이라 한다. 전하를 띤 입자가 자기장 속을 운동하면, 로렌츠의 힘을 받아 운동방향이 굽어지며 고체 속의 전류의 흐름이 한쪽으로 치우쳐 전하의 분포가 비평형이 되기 때문에 전기장이 나타나게 된다.

개발한 수위 검출장치는 자기센서의 일종인 Hall 센서를 이용하여 부력추에 달린 자석의 자기를 인식도록 하였다. 이런 Hall 센서를 이용하여 15mm×500mm 기판(PCB)에 10mm 간격으로 배치를 하고, Hall 센서 신호단자를 각 Shift 용 반도체 소자 입력단자에 연결하여 방수 처리한 스테인레스관에 기판을 삽입하고, 위 부분에 제어부를 장치하였으며, 자석이 부착된 부력추를 관 주위에 장착하여 수위 검출장치의 부력추가 물위에 떠 있으면서 수위의 변화에 따라 부력추가 위치한 부위의 Hall 센서에서 감지한 자기신호를 출력하고, 출력된 on 신호는 shift용 반도체에서 데이터를 수집하여 이 자료를 근거로 수위의 높이를 정밀하게 측정하도록 개발된 장치이다.

특징

- Hall Sensor를 이용한 수위 검출센서는 5mm단위로 측정이 가능

- 기존의 유량 및 수위계에서는 구현이 어렵거나 불가능한 장거리 측정(최대100m)이 가능

- 측정 절대오차는 측정범위에 관계없이 전역에서 동일하며 주문에 따라서 ±1mm에서 ±10mm까지 보장

- 가격대는 100~150만원대 저가형으로 보급이 가능

- 온도, 습도, 기압, 유체의 종류에 관계없이 정밀도 유지

- 오일 및 유량 탱크의 잔량 측정

- 주유소 오일량 실시간으로 측정

- 유속이 빠른 곳에도 설치가 용이하므로 강물의 수위를 측정하는데 용이

- 소비전력이 낮아 밧데리로 수위 및 오일 잔량 측정가능

기대효과

- 원격제어 수문 관리체계에서 저가형 수위측정센서로 설치 용이

- 오일 및 유량 탱크의 잔량 측정

- 주유소 오일량 실시간으로 측정

- 유속이 빠른 곳에도 설치가 용이하므로 강물의 수위를 측정하는데 용이

- 소비전력이 낮아 밧데리로 수위 및 오일 잔량 측정가능

- 기존제품 보다 사용상 문제점을 보완함으로써 제품의 성능향상 및 기술축적

- 신제품 개발을 통하여 관련부분에 대한 전문적인 기술 확보로 대내외적으로 경쟁력 확보

- 관리 환경개선, 원가절감 및 생산성 향상으로 국제 경쟁력 강화에 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 본 개발 업체의 매출액 상승

- 신제품 개발을 통하여 관련부분에 대한 전문적인 기술 확보로 대내외적으로 경쟁력 확보

응용분야

댐, 저수지, 하천 수위 측정

정수장, 하수처리장, 배수지의 수위 측정

유조차량 및 유량탱크의 잔량을 실시간으로 측정

분야별 계측시스템에 응용 가능

항 목	사 양
측정범위	최소범위 : 0~1m
측정범위	최대범위 : 0~100m
측정범위조정폭	수위측정범위의 100%, 80%, 60%, 40%, 20%
종합정밀도	±0.15%FS(RSS)
영점온도영향	±0.1%FS℃
출력온도영향	±0.1%FS℃
사용온도범위	-30~100℃
출 력	4~20mA(측정범위조정가능)
통 신	RS-422통신, 무선 Data통신 가능