KR102803608B1 - Shock Tube Apparatus and System having the same and Method for operating automated Shock Tube - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충격파관 장치, 이를 포함하는 소재특성실험시스템 및 충격파관 자동화 운영방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예는 원형 또는 다각형상의 단면을 갖는 복수의 관이 연결되며, 상기 복수의 관 사이의 압력 차이로 인한 충격파를 생성하는 충격파관; 및 상기 복수의 관 사이의 분리 및 결합을 위하여 공압으로 상기 복수의 관 중 적어도 하나를 이동시키는 구동부를 포함하는, 충격파관 장치를 제공한다.The present invention relates to a shock wave tube device, a material property experiment system including the same, and an automated shock wave tube operation method. One embodiment of the present invention provides a shock wave tube device including: a shock wave tube in which a plurality of tubes having circular or polygonal cross sections are connected and a shock wave is generated due to a pressure difference between the plurality of tubes; and a driving unit that moves at least one of the plurality of tubes using air pressure to separate and connect the plurality of tubes.
Description
본 발명은 충격파관 장치, 이를 포함하는 소재특성실험시스템 및 충격파관 자동화 운영방법에 관한 것이다.The present invention relates to a shock wave tube device, a material property experiment system including the same, and an automated shock wave tube operation method.
극초음속 비행체를 개발하기 위해서는 실물 크기의 비행 실험이 요구되나, 개발 과정에서 실물 크기로 비행체를 제작하여 실험하려면 상당한 비용이 소요된다. 이에 따라, 기존에는 비행체 개발을 위하여 극초음속 영역의 공기열역학 현상을 포함한 고공환경을 모사할 수 있는 충동형 시험 장비가 사용되어 왔다.In order to develop a hypersonic vehicle, a full-scale flight experiment is required, but it costs a lot of money to manufacture a full-scale vehicle and conduct experiments during the development process. Accordingly, impulse test equipment that can simulate the high-altitude environment, including the aerodynamic phenomena of the hypersonic range, has been used in the past for vehicle development.
소재의 특성을 평가하기 위하여 특성 평가 대상에 충격파를 인가하는 방법이 적용되고 있으며, 저압관과 고압관의 압력차를 이용하여 다이어프램을 파열시켜 충격파를 생성하는 충격파 관 장치가 개발되고 있다.In order to evaluate the properties of a material, a method of applying a shock wave to the target of the property evaluation is being applied, and a shock wave tube device that generates a shock wave by rupturing a diaphragm using the pressure difference between a low-pressure tube and a high-pressure tube is being developed.
그러나, 종래의 풍격파 관 장치는 다이어프램을 사이에 두고 저압관과 고압관을 수동으로 연결시킨 후 특성 실험을 진행하여 인력과 시간이 낭비되는 문제점이 있다.However, the conventional wind wave tube device has the problem of wasting manpower and time by manually connecting the low-pressure tube and the high-pressure tube with a diaphragm in between and then conducting the characteristic experiment.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 소재 특성 실험을 위한 충격파관의 분리 및 연결을 자동화하여 운영할 수 있는 충격파관 장치, 이를 포함하는 소재특성실험시스템 및 충격파관 자동화 운영방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a shock tube device capable of operating by automating the separation and connection of a shock tube for a material property experiment, a material property experiment system including the same, and an automated shock tube operation method.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 원형 또는 다각형상의 단면을 갖는 복수의 관이 연결되며, 상기 복수의 관 사이의 압력 차이로 인한 충격파를 생성하는 충격파관; 및 상기 복수의 관 사이의 분리 및 결합을 위하여 공압으로 상기 복수의 관 중 적어도 하나를 이동시키는 구동부를 포함하는, 충격파관 장치를 제공한다.In order to achieve the above technical task, one embodiment of the present invention provides a shock wave tube device including a shock wave tube in which a plurality of tubes having circular or polygonal cross sections are connected and which generates a shock wave due to a pressure difference between the plurality of tubes; and a driving unit that moves at least one of the plurality of tubes pneumatically to separate and connect the plurality of tubes.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 충격파관은, 일축 방향으로 연장되는 제1 관 및 제2관과, 상기 제1 관 및 상기 제2 관 사이에 배치되는 다이어프램을 포함하고, 상기 구동부는, 상기 제1 관 및 상기 제2 관을 연결하고, 상기 제1 관 및 상기 제2 관 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the shock wave tube includes a first tube and a second tube extending in a uniaxial direction, and a diaphragm disposed between the first tube and the second tube, and the driving unit connects the first tube and the second tube and can move at least one of the first tube and the second tube.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 구동부는, 상기 제1 관의 일측단에 결합되는 제1 플레이트; 상기 제2 관의 일측단에 결합되고, 상기 제1 플레이트와 마주하여 배치되는 제2 플레이트; 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 결합되고, 공압을 이용하여 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 적어도 하나를 이동시키는 적어도 하나의 공압장치를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the driving unit may include: a first plate coupled to one end of the first pipe; a second plate coupled to one end of the second pipe and positioned facing the first plate; and at least one pneumatic device coupled to the first plate and the second plate and moving at least one of the first plate and the second plate using pneumatic pressure.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 공압장치는, 상기 제1 플레이트에 결합되어 상기 제1 관과 나란하게 배치되는 실린더; 및 상기 실린더로부터 연장되어 상기 제2 플레이트에 결합되는 피스톤 로드를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the pneumatic device may include a cylinder coupled to the first plate and arranged parallel to the first pipe; and a piston rod extending from the cylinder and coupled to the second plate.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 충격파관 장치는, 상기 구동부를 지지하고, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 적어도 하나의 이동을 보조하는 이동보조부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the shock wave tube device may further include a movement assistance unit that supports the driving unit and assists movement of at least one of the first plate and the second plate.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이동보조부는, 상기 제1 관과 나란하게 연장되는 복수의 리니어 레일; 상기 제1 관과 나란하게 연장되어 상기 리니어 레일 상에 배치되는 리니어 샤프트; 상기 제1 플레이트 및/또는 상기 공압장치에 결합되는 실린더 브라켓; 수평 방향으로 연장되어 상기 리니어 샤프트의 상측에 배치되고, 상기 실린더 브라켓의 하부에 결합되는 브라켓 지지 플레이트; 및 상기 브라켓 지지 플레이트의 하부에 결합되어 상기 브라켓 지지 플레이트를 지지하고, 상기 리니어 샤프트 상에서 상기 리니어 샤프트를 따라 슬라이딩하는 리니어 블록을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the movement assistance unit may include a plurality of linear rails extending parallel to the first pipe; a linear shaft extending parallel to the first pipe and arranged on the linear rail; a cylinder bracket coupled to the first plate and/or the pneumatic device; a bracket support plate extending horizontally and arranged above the linear shaft and coupled to a lower portion of the cylinder bracket; and a linear block coupled to a lower portion of the bracket support plate to support the bracket support plate and slide along the linear shaft on the linear shaft.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이동보조부는, 상기 브라켓 지지 플레이트에 결합되어 상기 제1 관을 지지하는 서포트를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the moving assistance unit may further include a support coupled to the bracket support plate to support the first tube.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이동보조부는, 상기 제2 관 및/또는 상기 제2 플레이트에 결합되고, 상기 리니어 샤프트의 일측단에 밀착되어 상기 리니어 블록의 이탈을 방지하는 가드 플레이트를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the moving assistance unit may further include a guard plate coupled to the second pipe and/or the second plate and in close contact with one end of the linear shaft to prevent detachment of the linear block.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 충격파관 장치; 충격파관에 적어도 하나가 설치되고, 제1 관 및/또는 제2 관에서 발생되는 압력을 감지 및/또는 측정하여 압력 데이터를 생성하는 압력센서; 상기 충격파관 장치의 거치 공간을 제공하는 거치대; 및 구동부의 작동을 제어하는 제어장치를 포함하는, 소재특성실험시스템을 제공한다.In order to achieve the above technical task, another embodiment of the present invention provides a material property experiment system including a shock wave tube device; at least one pressure sensor installed in the shock wave tube and detecting and/or measuring pressure generated in the first tube and/or the second tube to generate pressure data; a holder providing a mounting space for the shock wave tube device; and a control device controlling the operation of a driving unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 거치대는, 상기 충격파관 장치 및/또는 상기 제어장치의 거치 공간을 제공하도록 설계 및/또는 조립된 프레임을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the stand may include a frame designed and/or assembled to provide a mounting space for the shock wave tube device and/or the control device.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 압력센서에서 생성된 압력 데이터를 수집하여 분석하고, 상기 구동부를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하는 데이터 분석부; 및 상기 제어 데이터를 바탕으로 상기 구동부의 작동을 제어하는 구동제어부를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the control device may include a data analysis unit that collects and analyzes pressure data generated by the pressure sensor and generates control data for controlling the driving unit; and a driving control unit that controls the operation of the driving unit based on the control data.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 실시예는 충격파관 장치, 충격파관에 적어도 하나가 설치되고, 제1 관 및/또는 제2 관에서 발생되는 압력을 감지 및/또는 측정하여 압력 데이터를 생성하는 압력센서, 상기 충격파관 장치의 거치 공간을 제공하는 거치대, 및 구동부의 작동을 제어하는 제어장치를 포함하는, 소재특성실험시스템의 충격파관 자동화 운영방법에 있어서, (A) 상기 충격파관 내부로 고압의 기체를 공급하는 단계; (B) 상기 제1 관 내부의 압력을 상승시켜서 다이어프램을 파열시키는 단계; (C) 제어장치에서 구동부를 제어하여 충격파관의 제1 관과 제2 관을 이격(분리)시키는 단계; 및 (D) 제1 관과 제2 관 사이에 다이어프램이 로딩(삽입)되면, 제어장치에서 구동부를 제어하여 충격파관의 제1 관과 제2 관을 밀착시키는 단계를 포함하는, 충격파관 자동화 운영방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, another embodiment of the present invention provides a shock tube automation operation method of a material property experiment system, which comprises a shock tube device, at least one pressure sensor installed in the shock tube and detecting and/or measuring pressure generated in the first tube and/or the second tube to generate pressure data, a holder providing a mounting space for the shock tube device, and a control device controlling the operation of a driving unit, the method comprising: (A) a step of supplying high-pressure gas into the shock tube; (B) a step of increasing the pressure inside the first tube to rupture a diaphragm; (C) a step of controlling the driving unit by the control device to separate (separate) the first tube and the second tube of the shock tube; and (D) a step of controlling the driving unit by the control device to close the first tube and the second tube of the shock tube when the diaphragm is loaded (inserted) between the first tube and the second tube.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (C)에서는, 상기 제어장치가 수집된 압력 데이터를 분석하여 상기 구동부를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하되, 충격파 발생 전후로 생성된 압력 데이터를 비교 및/또는 분석하여 다이어프램의 파열을 판단하고, 충격파관에서 충격파가 발생한 후, 파열된 다이어프램을 교체하기 위하여 구동부를 작동시키는 제어 데이터를 생성할 수 있다.In the embodiment of the present invention, in the above (C), the control device may analyze the collected pressure data to generate control data for controlling the driving unit, and may determine rupture of the diaphragm by comparing and/or analyzing the pressure data generated before and after the shock wave occurs, and may generate control data for operating the driving unit to replace the ruptured diaphragm after the shock wave occurs in the shock wave tube.
본 발명의 실시예에 따르면, 소재 특성 실험을 위한 충격파관의 분리 및 연결을 자동화하여 운영할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the separation and connection of a shock tube for material property experiments can be automated and operated.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 파열된 다이어프램의 교체를 위한 인력 및 시간 낭비를 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, waste of manpower and time for replacing a ruptured diaphragm can be reduced.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and should be understood to include all effects that can be inferred from the detailed description of the present invention or the composition of the invention described in the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격파관 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재특성실험시스템의 구성을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격파관의 구조를 나타내는 도면들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재특성실험방법을 나타내는 순서도이다.Figure 1 is a drawing showing the configuration of a shock wave tube device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a drawing exemplarily showing the configuration of a material characteristic experiment system according to one embodiment of the present invention.
FIGS. 3 and 4 are drawings showing the structure of a shock wave tube according to one embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flowchart showing a material characteristic experiment method according to one embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and therefore is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are assigned similar drawing reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, joined)" to another part, this includes not only cases where it is "directly connected" but also cases where it is "indirectly connected" with another member in between. Also, when a part is said to "include" a certain component, this does not mean that other components are excluded, unless otherwise specifically stated, but that other components can be included.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise. As used herein, the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof described in the specification, but should be understood to not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재특성실험시스템의 구성을 나타내는 도면들이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격파관 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 “S”를 확대한 도면이고, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 충격파관 장치의 외형을 나타내는 도면들이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어장치의 구성을 나타내는 도면이다.FIG. 1 and FIG. 2 are drawings showing the configuration of a material characteristic experiment system according to one embodiment of the present invention, FIG. 3 is a drawing showing the configuration of a shock tube device according to one embodiment of the present invention, FIG. 4 is an enlarged drawing of “S” in FIG. 3, FIGS. 5 to 7 are drawings showing the external appearance of a shock tube device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a drawing showing the configuration of a control device according to one embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재특성실험시스템(10)은 충격파관 장치(100), 압력센서(200), 거치대(300) 및 제어장치(400)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 8, a material characteristic test system (10) according to one embodiment of the present invention may include a shock wave tube device (100), a pressure sensor (200), a stand (300), and a control device (400).
구체적으로, 상기 충격파관 장치(100)는 원형 또는 다각형상의 단면을 갖는 복수의 관(101,102)이 연결되며, 상기 복수의 관(101,102) 사이의 압력 차이로 인한 충격파를 생성하는 충격파관(110) 및 상기 복수의 관(101,102) 사이의 분리 및 결합을 위하여 공압으로 상기 복수의 관(101,102) 중 적어도 하나를 이동시키는 구동부(120)를 포함할 수 있다.Specifically, the shock wave tube device (100) may include a shock wave tube (110) that generates shock waves due to a pressure difference between the plurality of tubes (101, 102), in which a plurality of tubes (101, 102) having a circular or polygonal cross-section are connected, and a driving unit (120) that moves at least one of the plurality of tubes (101, 102) pneumatically to separate and join the plurality of tubes (101, 102).
여기서, 상기 충격파관(110)은 미사일, 초음속 전투기와 같은 초고속 비행체의 비행에 따라 발생하는 충격파가 초고속 비행체의 외장에 가하는 영향을 측정할 수 있도록 일방향으로 길게 이어진 일자형으로 형성 및/또는 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 충격파관(110)은 일축 방향으로 연장되는 제1 관(101) 및 제2 관(102)과, 상기 제1 관(101) 및 상기 제2 관(102) 사이에 배치되는 다이어프램(103)을 포함할 수 있다.Here, the shock wave tube (110) may be formed and/or configured in a one-way long straight line shape so as to measure the impact of shock waves generated by the flight of a high-speed aircraft, such as a missile or a supersonic fighter, on the exterior of the high-speed aircraft. In this regard, the shock wave tube (110) may include a first tube (101) and a second tube (102) extending in a uniaxial direction, and a diaphragm (103) arranged between the first tube (101) and the second tube (102).
상기 제1 관(101)은 고압관으로서 상기 충격파관(110)의 일측에 배치되고, 상기 구동부(120)를 통해 상기 제2 관(102)과 연결될 수 있다.The above first pipe (101) is a high-pressure pipe and is placed on one side of the shock wave pipe (110) and can be connected to the second pipe (102) through the driving unit (120).
상기 제2 관(102)은 저압관으로서 상기 충격파관(110)의 타측에 배치되고, 상기 구동부(120)를 통해 상기 제1 관(101)과 연결될 수 있다.The above second tube (102) is a low-pressure tube and is placed on the other side of the shock wave tube (110) and can be connected to the first tube (101) through the driving unit (120).
상기 다이어프램(103)은 상기 제1 관(101) 및 상기 제2 관(102) 사이에 배치되어 상기 충격파관(110)의 내부 공간을 구획할 수 있으며, 상기 충격파관(110)에 비하여 강성이 낮은 재질로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 다이어프램(103)은 폴리에틸렌 재질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 다이어프램(103)은 외력(외압)에 의해 파열될 경우, 상기 충격파관(110)의 일측 공간으로 진행하는 충격파를 발생시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 관(101)으로 공급되는 기체의 압축에 의해 상기 제1 관(101)의 내부에 점점 고압이 생성되고, 상기 제1 관(101)와 연결된 상기 다이어프램(103)은 상기 제1 관(101)의 내부 압력이 임계점을 넘어설 경우 파열될 수 있다.The diaphragm (103) may be arranged between the first tube (101) and the second tube (102) to partition the internal space of the shock wave tube (110), and may be formed of a material having lower rigidity than the shock wave tube (110). For example, the diaphragm (103) may be formed of a polyethylene material. In addition, when the diaphragm (103) is ruptured by an external force (external pressure), it may generate a shock wave that travels to one side of the shock wave tube (110). For example, when the gas supplied to the first tube (101) is compressed, a high pressure is gradually generated inside the first tube (101), and the diaphragm (103) connected to the first tube (101) may be ruptured when the internal pressure of the first tube (101) exceeds a critical point.
상기 구동부(120)는 상기 제1 관(101) 및 상기 제2 관(102)을 연결하고, 상기 제1 관(101) 및 상기 제2 관(102) 중 적어도 하나를 이동시킬 수 있다. 이와 관련하여, 상기 구동부(120)는 상기 제1 관(101)의 일측단에 결합되는 제1 플레이트(121), 상기 제2 관(102)의 일측단에 결합되고, 상기 제1 플레이트(121)와 마주하여 배치되는 제2 플레이트(122), 상기 제1 플레이트(121) 및 상기 제2 플레이트(122)에 결합되고, 공압을 이용하여 상기 제1 플레이트(121) 및 상기 제2 플레이트(122) 중 적어도 하나를 이동시키는 적어도 하나의 공압장치(130)를 포함할 수 있다.The above driving unit (120) connects the first pipe (101) and the second pipe (102) and can move at least one of the first pipe (101) and the second pipe (102). In this regard, the driving unit (120) can include a first plate (121) coupled to one end of the first pipe (101), a second plate (122) coupled to one end of the second pipe (102) and positioned facing the first plate (121), and at least one pneumatic device (130) coupled to the first plate (121) and the second plate (122) and using pneumatic pressure to move at least one of the first plate (121) and the second plate (122).
상기 제1 플레이트(121)는 수직 배치되고, 설정된 위치(중앙 부분)가 상기 제1 관(101)의 일단부에 결합할 수 있다.The above first plate (121) is arranged vertically, and the set position (center portion) can be joined to one end of the first pipe (101).
상기 제2 플레이트(122)는 수직 배치되고, 설정된 위치(중앙 부분)가 상기 제2 관(102)의 일단부에 결합할 수 있다. 이때, 상기 제2 플레이트(122)는 상기 제1 플레이트(121)에 대응하는 형태로 형성되고, 상기 제1 플레이트(121)에 마주하여 배치될 수 있다.The second plate (122) is arranged vertically, and the set position (center portion) can be joined to one end of the second pipe (102). At this time, the second plate (122) is formed in a shape corresponding to the first plate (121), and can be arranged facing the first plate (121).
상기 공압장치(130)는 상기 제1 플레이트(121)에 결합되어 상기 제1 관(101)과 나란하게 배치되는 실린더(131) 및 상기 실린더(131)로부터 연장되어 상기 제2 플레이트(122)에 결합되는 피스톤 로드(132)를 포함할 수 있다.The above pneumatic device (130) may include a cylinder (131) coupled to the first plate (121) and arranged parallel to the first pipe (101), and a piston rod (132) extending from the cylinder (131) and coupled to the second plate (122).
여기서, 상기 실린더(131)는 상기 피스톤 로드(132)를 내부에 수용하고, 공급받은 에어(air)를 이용하여 상기 피스톤 로드(132)를 일축방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 실린더(131)는 단동식 또는 복동식으로 작동할 수 있고, 상기 피스톤 로드(132)에 공압을 작용시켜 상기 피스톤 로드(132)를 전진 또는 후진시킬 수 있다.Here, the cylinder (131) accommodates the piston rod (132) inside, and can move the piston rod (132) in a uniaxial direction using the supplied air. At this time, the cylinder (131) can operate in a single-acting or double-acting manner, and can move the piston rod (132) forward or backward by applying air pressure to the piston rod (132).
상기 피스톤 로드(132)는 상기 실린더(131)의 내부에서 에어에 의해 일축방향으로 이동하여 외부로 노출되는 길이가 조절되며, 길이 조절에 의해 상기 제1 플레이트(121)와 상기 제2 플레이트(122) 사이의 간격을 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 피스톤 로드(132)는 상기 실린더(131)로 공급되는 에어에 의해 상기 실린더(131)의 외부로 노출되는 길이가 늘어나 상기 제2 플레이트(122)로부터 상기 제1 플레이트(121)를 이격시킬 수 있다. 또한, 상기 피스톤 로드(132)는 상기 실린더(131)의 외부로 노출되는 길이가 축소되어 상기 제2 플레이트(122)에 상기 제1 플레이트(121)를 밀착시킬 수 있다.The piston rod (132) moves uniaxially by air inside the cylinder (131) so that the length exposed to the outside is adjusted, and the gap between the first plate (121) and the second plate (122) can be adjusted by adjusting the length. For example, the piston rod (132) can be extended by the length exposed to the outside of the cylinder (131) by air supplied to the cylinder (131), thereby separating the first plate (121) from the second plate (122). In addition, the piston rod (132) can be reduced by the length exposed to the outside of the cylinder (131), thereby bringing the first plate (121) into close contact with the second plate (122).
이러한, 상기 공압장치(130)는 상기 제1 플레이트(121) 및 상기 제2 플레이트(122)를 원활하게 이동시키기 위해 복수개가 사용될 수 있다. 즉, 복수의 상기 공압장치(130)는 제1 내지 제n 공압장치(여기서, n은 2이상의 자연수)로 구성되어, 설정된 배치 형태로 상기 제1 플레이트(121) 및 상기 제2 플레이트(122)에 결합될 수 있다.These pneumatic devices (130) may be used in multiple numbers to smoothly move the first plate (121) and the second plate (122). That is, the plurality of pneumatic devices (130) may be composed of first to nth pneumatic devices (where n is a natural number of 2 or greater) and may be coupled to the first plate (121) and the second plate (122) in a set arrangement form.
한편, 상기 충격파관 장치(100)는 상기 구동부(120)를 지지하고, 상기 제1 플레이트(121) 및 상기 제2 플레이트(122) 중 적어도 하나의 이동을 보조하는 이동보조부(140)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the shock wave tube device (100) may further include a movement assistance unit (140) that supports the driving unit (120) and assists the movement of at least one of the first plate (121) and the second plate (122).
상기 이동보조부(140)는 상기 제1 관(101)과 나란하게 연장되는 복수의 리니어 레일(141), 상기 제1 관(101)과 나란하게 연장되어 상기 리니어 레일(141) 상에 배치되는 리니어 샤프트(142), 상기 제1 플레이트(121) 및/또는 상기 공압장치(130)에 결합되는 실린더 브라켓(143), 수평 방향으로 연장되어 상기 리니어 샤프트(142)의 상측에 배치되고, 상기 실린더 브라켓(143)의 하부에 결합되는 브라켓 지지 플레이트(144), 및 상기 브라켓 지지 플레이트(144)의 하부에 결합되어 상기 브라켓 지지 플레이트(144)를 지지하고, 상기 리니어 샤프트(142) 상에서 상기 리니어 샤프트(142)를 따라 슬라이딩하는 리니어 블록(145)을 포함할 수 있다.The above-described movement assistance unit (140) may include a plurality of linear rails (141) extending parallel to the first pipe (101), a linear shaft (142) extending parallel to the first pipe (101) and arranged on the linear rail (141), a cylinder bracket (143) coupled to the first plate (121) and/or the pneumatic device (130), a bracket support plate (144) extending horizontally and arranged on the upper side of the linear shaft (142) and coupled to the lower portion of the cylinder bracket (143), and a linear block (145) coupled to the lower portion of the bracket support plate (144) to support the bracket support plate (144) and slide along the linear shaft (142) on the linear shaft (142).
또한, 상기 이동보조부(140)는 상기 브라켓 지지 플레이트(144)에 결합되어 상기 제1 관을 지지하는 서포트(146)를 더 포함할 수 있다.In addition, the moving assistance unit (140) may further include a support (146) that is coupled to the bracket support plate (144) to support the first pipe.
또한, 상기 이동보조부(140)는 상기 제2 관(102) 및/또는 상기 제2 플레이트(122)에 결합되고, 상기 리니어 샤프트(142)의 일측단에 밀착되어 상기 리니어 블록(145)의 이탈을 방지하는 가드 플레이트(147)를 더 포함할 수 있다.In addition, the moving assistance unit (140) may further include a guard plate (147) coupled to the second pipe (102) and/or the second plate (122) and in close contact with one end of the linear shaft (142) to prevent detachment of the linear block (145).
상기와 같은, 상기 충격파관(110)은 상기 제1 관(101)에 공급된 기체(가스)를 고압 압축하여 상기 다이어프램(103)을 파열시키면, 약 마하 2까지의 충격파를 발생시킬 수 있다. 이때, 상기 충격파관(110)은 보다 고압으로 기체를 가압하거나, 기체(드라이버 가스)로 더 압축된 헬륨 가스를 사용하면 더 높은 마하값의 충격파를 발생시킬 수 있다.As described above, the shock wave tube (110) can generate a shock wave of up to about Mach 2 by compressing the gas (gas) supplied to the first tube (101) at high pressure and rupturing the diaphragm (103). At this time, the shock wave tube (110) can generate a shock wave of a higher Mach value by pressurizing the gas at a higher pressure or using helium gas that is further compressed as the gas (driver gas).
상기 압력센서(200)는 상기 충격파관(110)에 적어도 하나가 설치되어 상기 제1 관(101) 및/또는 상기 제2 관(102)에서 발생되는 압력을 감지 및/또는 측정하여 압력 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 압력센서(200)는 감지 및/또는 측정된 압력 데이터를 데이터 분석부(410)로 제공할 수 있다.The pressure sensor (200) may be installed in at least one of the shock wave tubes (110) to detect and/or measure pressure generated in the first tube (101) and/or the second tube (102) to generate pressure data. Here, the pressure sensor (200) may provide the detected and/or measured pressure data to the data analysis unit (410).
상기 거치대(300)는 상기 충격파관 장치(100)의 거치 공간을 제공할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 거치대(300)는 상기 충격파관 장치(100) 및/또는 상기 제어장치(400)의 거치 공간을 제공하도록 설계 및/또는 조립된 프레임(310)을 포함할 수 있다.The above-mentioned stand (300) can provide a mounting space for the shock wave tube device (100). In this regard, the stand (300) can include a frame (310) designed and/or assembled to provide a mounting space for the shock wave tube device (100) and/or the control device (400).
상기 제어장치(400)는 상기 구동부(120)의 작동을 제어할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제어장치(400)는 데이터 분석부(410) 및 구동제어부(420)를 포함할 수 있다.The above control device (400) can control the operation of the driving unit (120). In this regard, the control device (400) can include a data analysis unit (410) and a driving control unit (420).
상기 데이터 분석부(410)는 상기 압력센서(200)에서 생성된 압력 데이터를 수집할 수 있다. 또한, 상기 데이터 분석부(410)는 수집된 압력 데이터를 분석하여 상기 구동부(120)를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들면, 상기 데이터 분석부(410)는 충격파 발생 전후로 생성된 압력 데이터를 비교 및/또는 분석하여 상기 다이어프램(103)의 파열을 판단할 수 있다.The data analysis unit (410) can collect pressure data generated from the pressure sensor (200). In addition, the data analysis unit (410) can analyze the collected pressure data to generate control data for controlling the driving unit (120). For example, the data analysis unit (410) can compare and/or analyze pressure data generated before and after the occurrence of a shock wave to determine rupture of the diaphragm (103).
여기서, 상기 데이터 분석부(410)는 상기 충격파관(110)에서 충격파가 발생한 후, 재실험을 위하여 상기 충격파관(110)이 준비되도록 제어 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 상기 데이터 분석부(410)는 파열된 상기 다이어프램(103)을 교체하기 위하여 상기 구동부(120)를 작동시키는 제어 데이터를 생성할 수 있다.Here, the data analysis unit (410) can generate control data to prepare the shock wave tube (110) for re-experiment after a shock wave is generated in the shock wave tube (110). That is, the data analysis unit (410) can generate control data to operate the driving unit (120) to replace the ruptured diaphragm (103).
상기 구동제어부(420)는 상기 데이터 분석부(410)로부터 상기 제어 데이터를 수신하여 상기 공압장치(130)의 작동을 제어할 수 있다. 여기서, 상기 구동제어부(420)는 상기 제어 데이터를 바탕으로 상기 공압장치(130)의 상기 피스톤 로드(132)를 설정된 시간 및/또는 속도로 전진 또는 후진시킬 수 있다. 이를 통해, 상기 구동제어부(420)는 상기 충격파관(110)에서 충격파가 발생된 후 파열된 다이어프램을 교체하기 위해 상기 제1 관(101)과 상기 제2 관(102)을 이격(분리)시키거나, 밀착(연결)시킬 수 있다.The above drive control unit (420) can receive the control data from the data analysis unit (410) and control the operation of the pneumatic device (130). Here, the drive control unit (420) can move the piston rod (132) of the pneumatic device (130) forward or backward at a set time and/or speed based on the control data. Through this, the drive control unit (420) can separate (separate) or bring the first tube (101) and the second tube (102) apart or close (connect) to replace a ruptured diaphragm after a shock wave is generated in the shock wave tube (110).
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재특성실험시스템에 의해 수행되는 충격파관 자동화 운영방법을 설명한다.Below, an automated shock wave tube operation method performed by a material characteristic experiment system according to one embodiment of the present invention is described.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충격파관 자동화 운영방법을 나타내는 순서도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 충격파관 자동화 운영방법은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 소재특성실험시스템에서 수행될 수 있다.Figure 9 is a flow chart showing an automated shock tube operation method according to one embodiment of the present invention. The automated shock tube operation method according to one embodiment of the present invention can be performed in the material characteristic experiment system according to one embodiment of the present invention described above.
도 9를 참조하면, 충격파관 내부로 고압의 기체를 공급하는 단계(S110), 제1 관 내부의 압력을 상승시켜서 다이어프램을 파열시키는 단계(S120), 제어장치에서 구동부를 제어하여 충격파관의 제1 관과 제2 관을 이격(분리)시키는 단계(S130), 및 제1 관과 제2 관 사이에 다이어프램이 로딩(삽입)되면, 제어장치에서 구동부를 제어하여 충격파관의 제1 관과 제2 관을 밀착(연결)시키는 단계(S140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the method may include a step of supplying high-pressure gas into the shock tube (S110), a step of increasing the pressure inside the first tube to rupture the diaphragm (S120), a step of controlling a driving unit in a control device to separate (isolate) the first tube and the second tube of the shock tube (S130), and a step of controlling a driving unit in a control device to close (connect) the first tube and the second tube of the shock tube when a diaphragm is loaded (inserted) between the first tube and the second tube (S140).
우선, 단계 S110에서는, 제1 관에 연결된 가압장치를 이용하여 제1 관에 고압의 기체를 공급할 수 있다. First, in step S110, high-pressure gas can be supplied to the first pipe using a pressurizing device connected to the first pipe.
다음, 단계 S120에서는, 기체 공급을 통해 제1 관 내부의 압력을 상승시켜서 다이어프램을 파열시킬 수 있다. 이때, 다이어프램의 파열에 의해 충격파관에서는 충격파가 발생될 수 있다. 또한, 충격파관에 설치된 압력센서는 충격파관에서 발생되는 압력을 감지 및/또는 측정할 수 있다. 여기서, 압력센서는 감지 및/또는 측정된 압력 데이터를 데이터 분석부로 제공할 수 있다.Next, in step S120, the pressure inside the first tube can be increased by supplying gas to rupture the diaphragm. At this time, a shock wave can be generated in the shock wave tube due to the rupture of the diaphragm. In addition, a pressure sensor installed in the shock wave tube can detect and/or measure the pressure generated in the shock wave tube. Here, the pressure sensor can provide the detected and/or measured pressure data to the data analysis unit.
다음, 단계 S130에서는, 제어장치가 수집한 압력 데이터를 분석하여 구동부(120)를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 제어장치는 충격파 발생 전후로 생성된 압력 데이터를 비교 및/또는 분석하여 다이어프램의 파열을 판단할 수 있다.Next, in step S130, the control device may analyze the pressure data collected to generate control data for controlling the driving unit (120). At this time, the control device may compare and/or analyze the pressure data generated before and after the shock wave occurs to determine whether the diaphragm is ruptured.
여기서, 제어장치는 충격파관에서 충격파가 발생한 후, 재실험을 위하여 충격파관이 준비되도록 제어 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 제어장치는 파열된 다이어프램을 교체하기 위하여 구동부를 작동시키는 제어 데이터를 생성할 수 있다.Here, the control device can generate control data to prepare the shock tube for re-experiment after a shock wave is generated in the shock tube. That is, the control device can generate control data to operate the driving unit to replace the ruptured diaphragm.
또한, 제어장치는 제어 데이터를 바탕으로 구동부의 작동을 제어할 수 있다. 여기서, 제어장치는 제어 데이터에 따라 구동부의 피스톤 로드를 설정된 시간 및/또는 속도로 전진 또는 후진시킬 수 있다. 이를 통해, 제어장치는 충격파관에서 충격파가 발생된 후 파열된 다이어프램을 교체하기 위해 제1 관과 제2 관을 이격(분리)시킬 수 있다.In addition, the control device can control the operation of the driving unit based on the control data. Here, the control device can advance or reverse the piston rod of the driving unit at a set time and/or speed according to the control data. Through this, the control device can separate (separate) the first tube and the second tube to replace the ruptured diaphragm after the shock wave is generated in the shock wave tube.
다음, 단계 S140에서는, 제1 관과 제2 관 사이에 다이어프램이 로딩(삽입)된 후, 제어장치는 구동부의 작동을 제어하여 제1 관과 제2 관을 밀착시켜 연결할 수 있다.Next, in step S140, after the diaphragm is loaded (inserted) between the first tube and the second tube, the control device can control the operation of the driving unit to tightly connect the first tube and the second tube.
상기와 같은 과정을 통해, 다이어프램의 교체를 위한 제1 관과 제2 관의 이격(분리) 및 밀착(연결)은 자동화될 수 있다.Through the above process, the separation and connection of the first and second tubes for replacement of the diaphragm can be automated.
본 발명의 실시예에 따르면, 소재 특성 실험을 위한 충격파관의 분리 및 연결을 자동화하여 운영할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the separation and connection of a shock tube for material property experiments can be automated and operated.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 파열된 다이어프램의 교체를 위한 인력 및 시간 낭비를 줄일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, waste of manpower and time for replacing a ruptured diaphragm can be reduced.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The above description of the present invention is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential characteristics of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single component may be implemented in a distributed manner, and likewise, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is indicated by the claims described below, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10: 소재특성실험시스템
100: 충격파관 장치
110: 충격파관
120: 구동부
130: 공압장치
140: 이동보조부
200: 압력센서
300: 거치대
400: 제어장치10: Material Characteristics Experiment System
100: Shockwave tube device
110: Shockwave tube
120: Drive Unit
130: Pneumatic device
140: Mobility Aid
200: Pressure sensor
300: Stand
400: Control unit
Claims (13)
상기 충격파관은,
일축 방향으로 연장되는 제1관 및 제2관과, 상기 제1관 및 상기 제2관 사이에 배치되는 다이어프램을 포함하고,
상기 구동부는,
상기 제1관 및 상기 제2관을 연결하고, 상기 제1관 및 상기 제2관 중 적어도 하나를 이동시키는 것을 특징으로 하고,
상기 다이어프램은,
상기 충격파관의 내부 공간을 구획할 수 있으며, 상기 충격파관에 비하여 강성이 낮은 폴리에틸렌 재질로 형성되어 상기 제1관으로 공급되는 기체의 압축에 의해 상기 제1관의 내부에 점점 고압이 생성되어, 상기 제1관의 내부 압력이 임계점을 넘어설 경우 상기 제1관과 연결되어 파열되며,
외력(외압)에 의해 파열될 경우, 상기 충격파관의 일측 공간으로 진행하는 충격파를 발생시키고,
상기 충격파관은,
상기 제1관에 공급된 기체(가스)를 고압 압축하여 상기 다이어프램을 파열시키면, 마하 2까지의 충격파를 발생시키되, 상기 충격파관은 보다 고압으로 기체를 가압하거나, 기체(드라이버 가스)로 더 압축된 헬륨 가스를 사용하면 더 높은 마하값의 충격파를 발생키는 것을 특징으로 포함하는 충격파관 장치.
A shock wave tube device of a material characteristic experiment system that operates by automating the separation and connection of shock wave tubes, comprising a shock wave tube in which a plurality of tubes having circular or polygonal cross sections are connected and which generates a shock wave due to a pressure difference between the plurality of tubes, and a driving unit that moves at least one of the plurality of tubes pneumatically for separation and connection between the plurality of tubes,
The above shock wave tube,
It comprises a first tube and a second tube extending in a uniaxial direction, and a diaphragm arranged between the first tube and the second tube,
The above driving part,
It is characterized by connecting the first pipe and the second pipe and moving at least one of the first pipe and the second pipe,
The above diaphragm,
The internal space of the shock wave tube can be partitioned, and is formed of a polyethylene material having lower rigidity than the shock wave tube, so that a high pressure is gradually generated inside the first tube by the compression of the gas supplied to the first tube, and when the internal pressure of the first tube exceeds a critical point, it is connected to the first tube and ruptured.
When ruptured by external force (external pressure), a shock wave is generated that travels to one side of the shock wave tube.
The above shock wave tube,
A shock wave tube device characterized in that when the gas supplied to the first tube is compressed at high pressure and the diaphragm is ruptured, a shock wave of up to Mach 2 is generated, and when the shock wave tube pressurizes the gas at a higher pressure or uses helium gas that is further compressed as the gas (driver gas), a shock wave of a higher Mach value is generated .
상기 구동부는,
상기 제1 관의 일측단에 결합되는 제1 플레이트;
상기 제2 관의 일측단에 결합되고, 상기 제1 플레이트와 마주하여 배치되는 제2 플레이트;
상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 결합되고, 공압을 이용하여 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 적어도 하나를 이동시키는 적어도 하나의 공압장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 충격파관 장치.
In the first paragraph,
The above driving part,
A first plate coupled to one end of the first pipe;
A second plate coupled to one end of the second pipe and positioned facing the first plate;
At least one pneumatic device coupled to the first plate and the second plate and moving at least one of the first plate and the second plate using pneumatic pressure;
A shock wave tube device, characterized by including a .
상기 공압장치는,
상기 제1 플레이트에 결합되어 상기 제1관과 나란하게 배치되는 실린더; 및
상기 실린더로부터 연장되어 상기 제2 플레이트에 결합되는 피스톤 로드;
를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 실린더는,
상기 피스톤 로드를 내부에 수용하고, 공급받은 에어(air)를 이용하여 상기 피스톤 로드를 일축방향으로 이동시키며, 상기 실린더는 단동식 또는 복동식으로 작동하고, 상기 피스톤 로드에 공압을 작용시켜 상기 피스톤 로드를 전진 또는 후진시키는 것을 특징으로 포함하고,
상기 피스톤 로드는,
상기 실린더의 내부에서 에어에 의해 일축방향으로 이동하여 외부로 노출되는 길이가 조절되며, 길이 조절에 의해 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이의 간격을 조절하고,
상기 실린더의 외부로 노출되는 길이가 축소되어 상기 제2 플레이트에 상기 제1 플레이트를 밀착시키는 것을 특징으로 포함하고,
상기 공압장치는,
상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트를 원활하게 이동시키기 위해 복수개가 사용되고, 복수의 상기 공압장치는 제1 내지 제n 공압장치로 구성되어, 설정된 배치 형태로 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트에 결합되는 것을 특징으로 포함하 는, 충격파관 장치.
In the third paragraph,
The above pneumatic device,
A cylinder coupled to the first plate and arranged parallel to the first tube; and
A piston rod extending from the cylinder and coupled to the second plate;
characterized by including,
The above cylinder,
It includes a cylinder that accommodates the piston rod inside, moves the piston rod in a uniaxial direction using supplied air, and operates in a single-acting or double-acting manner, and applies air pressure to the piston rod to move the piston rod forward or backward.
The above piston rod,
The length of the cylinder is adjusted by moving uniaxially by air inside the cylinder and exposed to the outside, and the gap between the first plate and the second plate is adjusted by adjusting the length.
characterized in that the length exposed to the outside of the cylinder is reduced to bring the first plate into close contact with the second plate,
The above pneumatic device,
A shock wave tube device characterized in that a plurality of the pneumatic devices are used to smoothly move the first plate and the second plate, and the plurality of the pneumatic devices are composed of first to nth pneumatic devices and are coupled to the first plate and the second plate in a set arrangement form .
상기 충격파관 장치는,
상기 구동부를 지지하고, 상기 제1 플레이트 및 상기 제2 플레이트 중 적어도 하나의 이동을 보조하는 이동보조부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 충격파관 장치.
In the third paragraph,
The above shock wave tube device,
A movement assistance unit that supports the driving unit and assists movement of at least one of the first plate and the second plate;
A shock wave tube device, characterized by further comprising:
상기 이동보조부는,
상기 제1 관과 나란하게 연장되는 복수의 리니어 레일;
상기 제1 관과 나란하게 연장되어 상기 리니어 레일 상에 배치되는 리니어 샤프트;
상기 제1 플레이트 및/또는 상기 공압장치에 결합되는 실린더 브라켓;
수평 방향으로 연장되어 상기 리니어 샤프트의 상측에 배치되고, 상기 실린더 브라켓의 하부에 결합되는 브라켓 지지 플레이트; 및
상기 브라켓 지지 플레이트의 하부에 결합되어 상기 브라켓 지지 플레이트를 지지하고, 상기 리니어 샤프트 상에서 상기 리니어 샤프트를 따라 슬라이딩하는 리니어 블록;
을 포함하는 것을 특징으로 하는, 충격파관 장치.
In paragraph 5,
The above moving assistance part is,
A plurality of linear rails extending parallel to the first tube;
A linear shaft extending parallel to the first tube and arranged on the linear rail;
A cylinder bracket coupled to the first plate and/or the pneumatic device;
A bracket support plate extending horizontally and positioned on the upper side of the linear shaft and coupled to the lower part of the cylinder bracket; and
A linear block coupled to the lower portion of the bracket support plate to support the bracket support plate and slide along the linear shaft on the linear shaft;
A shock wave tube device, characterized by including a.
상기 이동보조부는,
상기 브라켓 지지 플레이트에 결합되어 상기 제1 관을 지지하는 서포트;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 충격파관 장치.
In Article 6,
The above moving assistance part is,
A support coupled to the above bracket support plate to support the first pipe;
A shock wave tube device, characterized by further comprising:
상기 이동보조부는,
상기 제2 관 및/또는 상기 제2 플레이트에 결합되고, 상기 리니어 샤프트의 일측단에 밀착되어 상기 리니어 블록의 이탈을 방지하는 가드 플레이트;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 충격파관 장치.
In Article 6,
The above moving assistance part is,
A guard plate coupled to the second pipe and/or the second plate and in close contact with one end of the linear shaft to prevent detachment of the linear block;
A shock wave tube device, characterized by further comprising:
충격파관에 적어도 하나가 설치되고, 제1 관 및/또는 제2 관에서 발생되는 압력을 감지 및/또는 측정하여 압력 데이터를 생성하는 압력센서;
상기 충격파관 장치의 거치 공간을 제공하는 거치대; 및
구동부의 작동을 제어하는 제어장치;
를 포함하는, 소재특성실험시스템.
A shock wave tube device according to any one of claims 1, 3 to 8 ;
A pressure sensor, at least one of which is installed in the shock wave tube and detects and/or measures pressure generated in the first tube and/or the second tube to generate pressure data;
A stand providing a space for mounting the shock wave tube device; and
A control device that controls the operation of a driving unit;
A material property test system including:
상기 거치대는,
상기 충격파관 장치 및/또는 상기 제어장치의 거치 공간을 제공하도록 설계 및/또는 조립된 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는, 소재특성실험시스템.
In Article 9,
The above stand is,
A material property test system, characterized in that it includes a frame designed and/or assembled to provide a mounting space for the shock wave tube device and/or the control device.
상기 제어장치는,
상기 압력센서에서 생성된 압력 데이터를 수집하여 분석하고, 상기 구동부를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하는 데이터 분석부; 및
상기 제어 데이터를 바탕으로 상기 구동부의 작동을 제어하는 구동제어부;
를 포함하고
상기 구동제어부는,
상기 제어 데이터를 바탕으로 상기 공압장치의 피스톤 로드를 설정된 시간 및 속도로 전진 또는 후진시키고, 이를 통해, 상기 충격파관에서 충격파가 발생된 후 파열된 상기 다이어프램을 교체하기 위해 상기 제1관과 상기 제2관을 이격(분리)시키거나, 밀착(연결)시키 는 것을 특징으로 하는, 소재특성실험시스템.
In Article 9,
The above control device,
A data analysis unit that collects and analyzes pressure data generated from the pressure sensor and generates control data for controlling the driving unit; and
A driving control unit that controls the operation of the driving unit based on the above control data;
Including
The above driving control unit,
A material property experiment system characterized in that the piston rod of the pneumatic device is advanced or reversed based on the above control data at a set time and speed, thereby separating (separating) or bringing the first tube and the second tube into close contact (connection) in order to replace the ruptured diaphragm after a shock wave is generated in the shock wave tube .
(A) 상기 충격파관 내부로 고압의 기체를 공급하는 단계;
(B) 상기 제1관 내부의 압력을 상승시켜서 다이어프램을 파열시키는 단계;
(C) 제어장치에서 구동부를 제어하여 충격파관의 제1관과 제2관을 이격(분리)시키는 단계; 및
(D) 제1관과 제2관 사이에 다이어프램이 로딩(삽입)되면, 제어장치에서 구동부를 제어하여 충격파관의 제1관과 제2관을 밀착시키는 단계;
를 포함하고
상기 (B)는,
기체 공급을 통해 제1관 내부의 압력을 상승시켜서 다이어프램을 파열시키고, 상기 다이어프램의 파열에 의해 충격파관에서는 충격파가 발생되고, 상기 충격파관에 설치된 압력센서는 상기 충격파관에서 발생되는 압력을 감지 및 측정하고, 상기 압력센서는 감지 및 측정된 압력 데이터를 데이터 분석부로 제공하는 것을 특징으로 하 는, 충격파관 자동화 운영방법.
A shock wave tube automation operation method of a material property experiment system, comprising a shock wave tube device according to any one of claims 1, 3 to 8 , a pressure sensor installed in the shock wave tube at least one of which detects and measures pressures generated in the first and second tubes to generate pressure data, a holder providing a space for mounting the shock wave tube device, and a control device controlling the operation of a driving unit,
(A) a step of supplying high pressure gas into the inside of the shock wave tube;
(B) a step of increasing the pressure inside the first tube to rupture the diaphragm;
(C) a step of controlling the driving unit in the control device to separate (separate) the first and second tubes of the shock wave tube; and
(D) When a diaphragm is loaded (inserted) between the first and second tubes, a step of controlling a driving unit in a control device to bring the first and second tubes of the shock wave tube into close contact;
Including
The above (B) is,
A shock wave tube automation operation method characterized in that the pressure inside the first tube is increased by supplying gas to rupture the diaphragm, a shock wave is generated in the shock wave tube by the rupture of the diaphragm, a pressure sensor installed in the shock wave tube detects and measures the pressure generated in the shock wave tube, and the pressure sensor provides the detected and measured pressure data to a data analysis unit .
상기 (C)에서는,
상기 제어장치가 수집된 압력 데이터를 분석하여 상기 구동부를 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하되, 충격파 발생 전후로 생성된 압력 데이터를 비교 및 분석하여 다이어프램의 파열을 판단하고,
충격파관에서 충격파가 발생한 후, 파열된 다이어프램을 교체하기 위하여 구동부를 작동시키는 제어 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하고,
상기 (D)에서는,
제1관과 제2관 사이에 상기 다이어프램이 로딩(삽입)된 후, 제어장치는 구동부의 작동을 제어하여 제1관과 제2관을 밀착시켜 연결하고, 이로 인해, 상기 다이어프램의 교체를 위한 제1관과 제2관의 이격(분리) 및 밀착(연결)은 자동화되는 것을 특징으로 하는, 충격파관 자동화 운영방법.In Article 12,
In the above (C),
The above control device analyzes the collected pressure data to generate control data for controlling the driving unit, and compares and analyzes the pressure data generated before and after the occurrence of the shock wave to determine whether the diaphragm is ruptured.
It is characterized by generating control data for operating a driving unit to replace a ruptured diaphragm after a shock wave is generated in a shock wave tube.
In the above (D),
A shock wave tube automation operation method characterized in that after the diaphragm is loaded (inserted) between the first tube and the second tube, the control device controls the operation of the driving unit to tightly connect the first tube and the second tube, thereby automating the separation (separation) and tight connection (connection) of the first tube and the second tube for replacement of the diaphragm.
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- 2022-10-31 KR KR1020220142693A patent/KR102803608B1/en active Active
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