KR102418266B1 - Apparatus for measuring absorption energy of specimen - Google Patents

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KR102418266B1
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Abstract

시편의 흡수에너지 측정장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 측정장치는 수직방향으로 연장 형성된 낙하 프레임 하부에 위치되며 시편을 지지하기 위한 받침부를 갖는 시편 지지대와, 낙하 프레임 내에서 자유 낙하하며 시편 지지대에 지지된 시편을 타격하는 타격부를 갖는 질량체와, 질량체가 시편에 충돌 직전 질량체의 제1 속도와 질량체의 충돌에 의한 시편의 파괴 직후의 질량체의 제2 속도를 측정하기 위한 감지부 및 감지부에 의해 감지된 속도정보에 기초하여 시편의 흡수에너지를 표시부를 통해 출력하는 제어부를 포함한다.Disclosed is an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen. A measuring device according to an embodiment of the present invention includes a specimen support positioned below a vertically extending drop frame and having a support for supporting the specimen, and a blow that freely falls within the falling frame and strikes the specimen supported on the specimen support. A mass having a negative mass, a sensing unit for measuring the first velocity of the mass immediately before the mass collides with the specimen, and the second velocity of the mass immediately after destruction of the specimen by the collision of the mass based on velocity information sensed by the sensing unit and a control unit for outputting the absorbed energy of the specimen through the display unit.

Description

시편의 흡수에너지 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING ABSORPTION ENERGY OF SPECIMEN}Absorption energy measuring device of specimen

본 발명은 시편의 흡수에너지 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속시편이 외부 충격을 흡수할 수 있는 최대 에너지를 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring the absorbed energy of a specimen, and more particularly, to an apparatus capable of measuring the maximum energy that a metal specimen can absorb an external impact.

일반적으로 충격시험기는 충격시험대상 및 시험조건에 따라 샤르피 충격시험기, 홈킨슨봉 충격시험기, 자유낙하형 충격시험기 및 레인건 등이 사용되는데, 이러한 충격시험기들은 재료의 변형속도를 기준으로 저속충격시험과 고속충격시험으로 구분되며 충격시험의 목적은 재료의 충격물성 획득 및 제품의 충격안전성 평가를 위해 사용된다.In general, impact testers include Charpy impact testers, Homkinson rod impact testers, free fall impact testers, and rain guns, depending on the impact test subject and test conditions. It is classified into a high-speed impact test, and the purpose of the impact test is to acquire impact properties of materials and evaluate impact safety of products.

특히 자유낙하형 충격시험기의 경우 비교적 간편하게 적용할 수 있고, 낙하물의 무게를 달리할 수 있으며, 또한 낙하 높이를 조절하는 경우 제품에 가할 수 있는 충격을 조절할 수 있는 강점이 있고, 또한 낮은 가격으로도 구현 가능하여 많이 적용되고 있는 충격시험기 중 하나이다.In particular, in the case of a free-fall impact tester, it can be applied relatively easily, the weight of the falling object can be changed, and when the drop height is adjusted, it has the strength to control the impact that can be applied to the product. It is one of the most widely applied impact testers because it can be implemented.

한국공개특허 제2006-0058810호(2006.06.01 공개)Korean Patent Publication No. 2006-0058810 (published on June 1, 2006)

본 발명의 실시 예들은 정확하고 정량적인 흡수 에너지 측정이 가능하면서 반복 재현성을 높여 신뢰성이 우수한 측정 데이터를 제공할 수 있는 시편의 흡수에너지 측정장치를 제공하고자 한다.SUMMARY Embodiments of the present invention provide an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen that can accurately and quantitatively measure absorbed energy and provide measurement data with excellent reliability by increasing repeatability.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수직방향으로 연장 형성된 낙하 프레임과, 상기 낙하 프레임 하부에 위치되며, 시편을 지지하기 위한 받침부를 갖는 시편 지지대와, 상기 낙하 프레임 내에서 자유 낙하하며, 상기 시편 지지대에 지지된 시편을 타격하는 타격부를 갖는 질량체와, 상기 질량체가 상기 시편에 충돌 직전 상기 질량체의 제1 속도와 상기 질량체의 충돌에 의한 상기 시편의 파괴 직후의 상기 질량체의 제2 속도를 측정하기 위한 감지부 및 상기 감지부에 의해 감지된 속도정보에 기초하여 상기 시편의 흡수에너지를 표시부를 통해 출력하는 제어부를 포함하는 시편의 흡수에너지 측정장치가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a drop frame extending in the vertical direction, a specimen support having a support portion for supporting a specimen, which is located under the dropping frame, and free fall within the dropping frame, to the specimen support Sensing for measuring a mass having a striking part that strikes a supported specimen, and a first velocity of the mass immediately before the mass collides with the specimen and a second velocity of the mass immediately after destruction of the specimen by the collision of the mass An apparatus for measuring absorbed energy of a specimen including a unit and a control unit outputting the absorbed energy of the specimen through a display unit based on the speed information sensed by the sensing unit may be provided.

상기 감지부는 상기 질량체에 연결되며 태그를 갖는 감응부재와, 상기 태그를 감지하는 감지센서를 포함하고, 상기 태그는 상기 질량체가 상기 시편 충돌 직전 상기 감지센서에 의해 감지되는 제1 태그와, 상기 시편의 파괴 직후에 상기 감지센서에 의해 감지되는 제2 태그를 포함한다.The sensing unit includes a sensing member connected to the mass body and having a tag, and a sensing sensor sensing the tag, wherein the tag includes a first tag for which the mass is sensed by the sensing sensor immediately before the specimen collides, and the specimen; and a second tag sensed by the detection sensor immediately after destruction of the .

상기 제1 태그는 제1 두께를 가지며, 상기 제2 태그는 제2 두께를 가지고, 상기 제어부는 상기 태그의 두께정보와 상기 감지센서에 의한 상기 태그의 감지시간 정보에 기초하여 상기 시편의 흡수에너지를 연산할 수 있다.The first tag has a first thickness, the second tag has a second thickness, and the control unit absorbs energy of the specimen based on the thickness information of the tag and the detection time information of the tag by the detection sensor. can be calculated.

상기 제1 태그와 상기 제2 태그는 높이차이를 두고 상호 이격되되, 상기 제2 태그는 상기 제1 태그 보다 높은 위치에 위치될 수 있다.The first tag and the second tag may be spaced apart from each other with a height difference, and the second tag may be positioned higher than the first tag.

상기 받침부와 상기 타격부는 수직단면이 반원 형상으로 형성될 수 있다.The support portion and the striking portion may be formed in a semicircular shape in a vertical cross-section.

상기 제1 태그와 상기 제2 태그의 높이차이(H)는 아래 수학식을 만족한다.The height difference H between the first tag and the second tag satisfies the following equation.

[수학식] 높이차이(H) = 시편의 높이(h) + 받침부 원둘레 길이(πR2)의 10~15%[Equation] Height difference (H) = height (h) of the specimen + 10-15% of the length of the circumference of the support part (πR 2 )

상기 시편 지지대는 병렬 배치되는 한 쌍을 구비할 수 있다.The specimen support may include a pair arranged in parallel.

상기 감지센서는 가시광선, 적외선, 초음파 신호 중 적어도 하나를 방출하여 상기 태그에서 반사되어 돌아오는 신호를 감지하는 광센서를 포함한다.The detection sensor includes an optical sensor that emits at least one of visible light, infrared light, and ultrasonic signal to detect a signal reflected from the tag and returned.

상기 태그는 자성 물질을 포함하고, 상기 감지센서는 자기 센서를 포함한다.The tag includes a magnetic material, and the detection sensor includes a magnetic sensor.

본 발명의 실시 예들은 정량적 흡수 에너지 측정이 가능하면서 반복 재현성과 측정 데이터의 신뢰도가 우수한 시편의 흡수에너지 측정장치를 제공할 수 있게 된다.Embodiments of the present invention can provide an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen that can quantitatively measure absorbed energy and has excellent repeatability and reliability of measurement data.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시편의 흡수에너지 측정장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시편의 흡수에너지 측정장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 감응부재를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시편 지지대를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 실시 예의 질량체가 자력발생부재로부터 분리 후 자유낙하하는 동작 상태도이다.
도 6은 본 실시 예의 질량체가 시편에 충돌 직전을 도시한 상태도이다.
도 7은 본 실시 예의 질량체가 시편을 파괴한 직후를 도시한 상태도이다.1 is a cross-sectional view showing an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen according to an embodiment of the present invention.
2 is a side view of an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a sensitive member according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a specimen support according to an embodiment of the present invention.
5 is an operation state diagram in which the mass body according to the present embodiment is separated from the magnetic force generating member and then freely falls.
6 is a state diagram illustrating the mass body of the present embodiment immediately before collision with the specimen.
7 is a state diagram showing immediately after the mass body of the present embodiment destroys the specimen.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 시편의 흡수에너지 측정장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 시편의 흡수에너지 측정장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 감응부재를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시편 지지대를 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention A perspective view showing a sensitive member according to , FIG. 4 is a perspective view showing a specimen support according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 금속시편의 흡수에너지 측정장치(10)는 낙하 프레임(20)과, 낙하 프레임(20)의 하부에 배치된 시편 지지대(30)와, 시편 지지대(30) 위에 얹힌 시편(11)을 타격하기 위한 질량체(40)와, 질량체(40)를 소정 높이로 들어 올린 후 낙하시키기 위한 리프팅 장치(50)와, 자유 낙하하는 질량체(40)가 시편(11)에 충돌 직전의 질량체(40)의 제1 속도 및 질량체(40)가 시편(11)에 충돌하여 시편(11)을 파괴한 직후의 질량체(40)의 제2 속도를 계측하기 위한 감지부(60)와, 감지부(60)에 의해 감지된 속도정보에 기초하여 시편의 흡수에너지를 연산하여 표시부(90)를 통해 출력하는 제어부(80)를 포함한다.1 to 4 , the apparatus 10 for measuring absorbed energy of a metal specimen according to an embodiment of the present invention includes a falling frame 20 and a specimen support 30 disposed under the falling frame 20 and , a mass 40 for striking the specimen 11 placed on the specimen support 30, a lifting device 50 for lifting the mass 40 to a predetermined height and then dropping it, and a free-falling mass 40 To measure the first velocity of the mass body 40 just before the collision with the specimen 11 and the second velocity of the mass body 40 immediately after the mass body 40 collides with the specimen 11 and destroys the specimen 11 and a control unit 80 for calculating the absorbed energy of the specimen based on the speed information sensed by the sensing unit 60 and outputting it through the display unit 90 .

낙하 프레임(20)은 수직방향으로 연장 형성된 중공의 원통 형상 또는 중공의 사각통 형상으로 이루어질 수 있다. 낙하 프레임(20)의 내면에는 질량체(40)의 낙하 운동을 안내할 수 있는 가이드 구조가 구비될 수 있다. 또한 낙하 프레임(20)은 질량체(40)가 박스 형상을 갖는 경우에는 네 모서리 부분을 지지하는 구조로 형성될 수 있다. 이러한 낙하 프레임(20)은 질량체(40)의 안정적 낙하 운동을 가이드할 수 있는 구조라면 그 형상은 제한되지 않는다.The drop frame 20 may have a hollow cylindrical shape or a hollow rectangular cylindrical shape extending in the vertical direction. A guide structure capable of guiding the falling motion of the mass body 40 may be provided on the inner surface of the drop frame 20 . Also, when the mass body 40 has a box shape, the drop frame 20 may be formed to support four corner portions. The shape of the falling frame 20 is not limited as long as it has a structure capable of guiding the stable falling motion of the mass body 40 .

질량체(40)는 낙하 프레임(20)의 상부에서 자유 낙하하여 시편(11)에 충격을 가하는 부재이다. 질량체(40)는 원통형상 또는 박스형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.The mass body 40 is a member that freely falls from the upper portion of the drop frame 20 and applies an impact to the specimen 11 . The mass body 40 may be formed in various shapes, such as a cylindrical shape or a box shape.

질량체(40)는 낙하 프레임(20)의 내면을 따라 슬라이딩 이동 가능한 몸체부(41)와, 몸체부(41)의 하단에서 연장되어 시편(11)을 타격하는 타격부(42)를 포함한다. 타격부(42)는 몸체부(41)의 하단 중앙에서 소정두께를 가지는 사각패널 형태로 연장된 몸체부(43)의 하단에 형성될 수 있다.The mass body 40 includes a body part 41 slidable along the inner surface of the drop frame 20 , and a striking part 42 extending from the lower end of the body part 41 to hit the specimen 11 . The striking part 42 may be formed at the lower end of the body part 43 extending in the form of a square panel having a predetermined thickness in the center of the lower end of the body part 41 .

타격부(42)는 시편(11)을 타격 시 질량체(40)가 가지는 에너지를 시편(11)에 온전히 가하도록 수직단면이 반원 형상으로 이루어질 수 있다. 이를 통해 타격부(42)가 시편(11)과 접촉될 때 타격부(42)는 시편(11)과 선 접촉을 통해 에너지를 전달하게 된다.The striking part 42 may have a semicircular vertical cross-section so that the energy of the mass body 40 is completely applied to the specimen 11 when the specimen 11 is hit. Through this, when the striking unit 42 is in contact with the specimen 11 , the striking unit 42 transmits energy through line contact with the specimen 11 .

리프팅 장치(50)는 낙하 프레임(20) 내에서 질량체(40)를 낙하 위치까지 들어 올린 후 낙하시키기 위한 장치이다.The lifting device 50 is a device for lifting the mass body 40 to a dropping position in the falling frame 20 and then dropping it.

리프팅 장치(50)는 전자기력을 이용하여 질량체(40)를 부착시키기 위한 자력발생부재(51)와, 자력발생부재(51)를 들어 올리는 권취유닛(52)을 포함한다.The lifting device 50 includes a magnetic force generating member 51 for attaching the mass 40 using electromagnetic force, and a winding unit 52 lifting the magnetic force generating member 51 .

자력발생부재(51)는 전원이 공급되면 자기력을 발생하고 전원이 차단되면 자기력을 발생하지 않는 전자석을 포함한다. 자력발생부재(51)의 자기력에 의해 질량체(40)는 자력발생부재(51)에 부착되고, 전원이 차단됨에 의해 질량체(40)는 자력발생부재(51)로부터 분리될 수 있다.The magnetic force generating member 51 includes an electromagnet that generates a magnetic force when power is supplied and does not generate a magnetic force when the power is cut off. The mass body 40 may be attached to the magnetic force generating member 51 by the magnetic force of the magnetic force generating member 51 , and the mass body 40 may be separated from the magnetic force generating member 51 when the power is cut off.

권취유닛(52)은 자력발생부재(51)를 들어 올리기 위한 수단으로서 와이어(53)를 권취하는 윈치(54)를 포함할 수 있다.The winding unit 52 may include a winch 54 for winding the wire 53 as a means for lifting the magnetic force generating member 51 .

윈치(54)는 전동모터, 유압모터, 유압실린더 및 이들의 조합에 의해 회전할 수 있고, 와이어(53)는 윈치(54)를 구성하는 드럼에 감기거나 이로부터 풀리는 동작을 반복하게 된다.The winch 54 can be rotated by an electric motor, a hydraulic motor, a hydraulic cylinder, and a combination thereof, and the wire 53 is wound around the drum constituting the winch 54 or repeats the unwinding operation therefrom.

윈치(54)와 자력발생부재(51) 사이에는 와이어(53)의 원활한 이동을 안내하기 위한 풀리(55)가 위치될 수 있다.A pulley 55 for guiding the smooth movement of the wire 53 may be positioned between the winch 54 and the magnetic force generating member 51 .

본 실시 예의 리프팅 장치(50)는 윈치(54)로 구성된 권취유닛(52)을 예로 들어 설명하나, 자력발생부재(51)를 들어 올릴 수 있는 수단이라면 제한되지 않음은 물론이다. 예로서, 리프팅 장치(50)는 권상용 로프 끝에 후크를 이용하여 자력발생부재(51)를 들어 올리는 크레인, 호이스트 등을 포함할 수 있다.The lifting device 50 of this embodiment is described by taking the winding unit 52 composed of the winch 54 as an example, but is not limited as long as it is a means capable of lifting the magnetic force generating member 51 , of course. For example, the lifting device 50 may include a crane, a hoist, and the like for lifting the magnetic force generating member 51 using a hook at the end of the hoisting rope.

시편 지지대(30)는 시편(11)의 양측을 지지하기 위한 것으로서 나란히 병렬 배치되는 한 쌍을 구비할 수 있다. 시편 지지대(30)는 소정두께와 높이를 갖는 사각패널 형상으로 형성될 수 있다.The specimen support 30 is for supporting both sides of the specimen 11 and may include a pair arranged side by side in parallel. The specimen support 30 may be formed in a rectangular panel shape having a predetermined thickness and height.

시편 지지대(30)의 상부에는 시편(11)의 하단이 접촉 지지되는 받침부(31)가 마련될 수 있다. 받침부(31)는 질량체(40)가 시편(11) 타격 시 질량체(40)가 가지는 에너지가 시편(11)에 온전히 가해지도록 하면서 시편(11)이 파괴된 후 시편(11)의 이탈이 용이하도록 수직단면이 반원 형상으로 형성될 수 있다.A support part 31 on which the lower end of the specimen 11 is supported in contact with the upper portion of the specimen support 30 may be provided. The support part 31 allows the mass body 40 to completely apply the energy of the mass body 40 to the specimen 11 when the specimen 11 strikes, and after the specimen 11 is destroyed, the specimen 11 is easily detached. The vertical cross-section may be formed in a semicircular shape.

한 쌍의 시편 지지대(30) 사이의 간격(D)은 타격부(42) 반경(R1)의 10배 이상으로 설정될 수 있다. 이는 타격부(42)가 시편(11)을 파괴한 후 파괴된 시편(11)에 의한 타격부(42)의 간섭을 방지하기 위함이다. 이 경우, 시편(11)의 너비(L)는 타격부(42) 반경(R1)의 13배 이상으로 설정될 수 있다.The distance (D) between the pair of specimen supports 30 may be set to 10 times or more of the radius (R 1 ) of the striking part 42 . This is to prevent interference of the striking part 42 by the damaged specimen 11 after the striking part 42 destroys the specimen 11 . In this case, the width (L) of the specimen 11 may be set to 13 times or more of the radius (R 1 ) of the striking part 42 .

감지부(60)는 질량체(40)가 시편(11)에 충돌 전,후의 질량체(40)의 속도를 각각 측정하기 위한 것으로서, 질량체(40)와 연결되어 질량체(40)와 함께 이동하는 감응부재(70)와, 감응부재(70)에 마련된 태그(74,75)를 감지하는 감지센서(61)를 포함한다.The sensing unit 60 is for measuring the speed of the mass body 40 before and after the mass body 40 collides with the specimen 11, respectively, and is a sensitive member connected to the mass body 40 and moving together with the mass body 40 . 70 and a detection sensor 61 for detecting the tags 74 and 75 provided on the sensitive member 70 .

감응부재(70)는 질량체(40)의 몸체부(41)에 연결되는 연결부(71)와, 연결부(71)의 단부에서 높이차이(H)를 두고 마주하게 위치되는 한 쌍의 태그부재(72,73)를 포함한다.The sensitive member 70 includes a connection part 71 connected to the body part 41 of the mass body 40 and a pair of tag members 72 facing each other with a height difference H at the end of the connection part 71 . , 73).

연결부(71)는 낙하 프레임(20)에서 상하방향으로 길이가 길게 개구된 슬롯(21)을 관통하여 슬롯(21)을 따라 상하로 이동할 수 있고, 한 쌍의 태그부재(72,73)는 낙하 프레임(20)의 외측으로 연장될 수 있다.The connection part 71 can move up and down along the slot 21 by passing through the slot 21 which is long opened in the vertical direction in the drop frame 20, and the pair of tag members 72 and 73 fall It may extend to the outside of the frame 20 .

한 쌍의 태그부재(72,73)는 각각 소정두께(Th1,Th2)를 갖는 평판 형태로 형성될 수 있고, 한 쌍의 태그부재(72,73)의 각 자유단부에는 감지센서(61)에 의해 감지되기 위한 태그(74,75)가 마련될 수 있다.Each of the pair of tag members 72 and 73 may be formed in a flat plate shape having a predetermined thickness Th 1 , Th 2 , and a detection sensor 61 is provided at each free end of the pair of tag members 72 and 73 . ) may be provided with tags 74 and 75 to be sensed.

태그(74,75)는 질량체(40)가 시편(11) 충돌 직전 감지센서(61)에 의해 감지되는 제1 태그(74)와, 제1 태그(74)의 상부에 위치되어 시편(11)의 파괴 직후 감지센서(61)에 의해 감지되는 제2 태그(75)를 포함한다.The tags 74 and 75 include a first tag 74 in which the mass body 40 is detected by the detection sensor 61 just before the collision of the specimen 11, and the first tag 74 is positioned above the specimen 11. and a second tag 75 sensed by the detection sensor 61 immediately after the destruction of the .

제1 태그(74)의 두께(Th1)와 제2 태그(75)의 두께(Th2)는 동일한 두께를 갖도록 구성될 수 있고, 각 태그(74,75)의 두께정보는 제어부(80)에 저장된다. 또한, 제1 태그(74)와 제2 태그(75)는 감지센서(61)에 의한 검출이 가능한 표식이 마킹될 수 있다. 한편, 제1 태그(74)와 제2 태그(75)의 두께는 설계조건에 따라 서로 다를 수 있음은 물론이다.The thickness Th 1 of the first tag 74 and the thickness Th 2 of the second tag 75 may be configured to have the same thickness, and the thickness information of each tag 74 and 75 is transmitted to the control unit 80 . is stored in Also, the first tag 74 and the second tag 75 may be marked with a mark that can be detected by the detection sensor 61 . Meanwhile, it goes without saying that the thicknesses of the first tag 74 and the second tag 75 may be different from each other according to design conditions.

감지센서(61)는 낙하 프레임(20)의 외측에 배치되고, 질량체(40)와 함께 이동하는 태그(74,75)를 감지하기 위한 광센서를 포함할 수 있다.The detection sensor 61 is disposed on the outside of the drop frame 20 , and may include an optical sensor for detecting the tags 74 and 75 moving together with the mass 40 .

광센서는 가시광선, 적외선, 초음파 등의 신호를 방출하여 태그(74,75)에 반사되어 돌아오는 신호를 감지할 수 있다. 바람직하게는 광센서는 속도 측정의 신뢰도를 높일 수 있도록 가시광선 또는 적외선 신호를 방출하는 것이 좋다.The optical sensor emits signals such as visible light, infrared rays, and ultrasonic waves to detect a signal reflected by the tags 74 and 75 and returned. Preferably, the optical sensor emits a visible light or infrared signal to increase the reliability of speed measurement.

감지센서(61)는 질량체(40)가 시편(11)에 충돌 직전에 제1 태그(74)를 감지할 수 있는 위치에 위치될 수 있고, 감지된 정보는 제어부(80)로 전송될 수 있다.The detection sensor 61 may be located at a position where the mass body 40 can detect the first tag 74 immediately before the collision with the specimen 11 , and the sensed information may be transmitted to the control unit 80 . .

제어부(80)는 감지센서(61)가 제1 태그(74)를 감지한 시간을 카운팅하기 위한 타이머를 포함하고, 타이머는 감지센서(61)가 제1 태그(74)를 수신한 시작시간(T1)과 제1 태그(74)의 수신을 종료한 종료시간(T2)을 카운팅할 수 있다.The control unit 80 includes a timer for counting the time when the detection sensor 61 detects the first tag 74, and the timer includes a start time ( T 1 ) and the end time ( T 2 ) at which reception of the first tag 74 is terminated may be counted.

제어부(80)는 감지센서(61)가 제1 태그(74)를 감지한 감지시간 정보와 제1 태그(74)의 두께정보로부터 [수학식 1]에 의해 질량체(40)가 시편(11)에 충돌 직전의 제1 속도(V1)를 구할 수 있다.The control unit 80 determines that the mass body 40 is transferred to the specimen 11 by [Equation 1] from the detection time information at which the detection sensor 61 detects the first tag 74 and the thickness information of the first tag 74. The first velocity (V 1 ) just before the collision can be obtained in .

[수학식 1][Equation 1]

V1= Th1/(T2-T1)V 1 = Th 1 /(T2-T1)

제어부(80)는 질량체(40)가 시편(11)에 충돌하는 순간의 운동에너지(E1)를 [수학식2]에 의해 산출할 수 있다.The controller 80 may calculate the kinetic energy E 1 at the moment when the mass 40 collides with the specimen 11 by [Equation 2].

[수학식 2][Equation 2]

E1 = mV1 2/2 , (여기서, m은 질량체의 질량)E 1 = mV 1 2 /2 , (where m is the mass of the mass)

한편, 감지센서(61)는 질량체(40)가 시편(11)에 충돌하여 시편이 파괴된 직후에 위치하는 제2 태그(75)를 감지하고, 감지된 정보는 제어부(80)로 전송될 수 있다.On the other hand, the detection sensor 61 detects the second tag 75 located immediately after the mass body 40 collides with the specimen 11 and the specimen is destroyed, and the sensed information can be transmitted to the control unit 80 . have.

제2 태그(75)는 제1 태그(74)보다 높이차이(H)만큼 높은 위치에 위치되게 되므로 감지센서(61)는 제1 태그(74)를 감지한 후 제2 태그(75)를 감지하게 된다.Since the second tag 75 is positioned at a position higher than that of the first tag 74 by a height difference H, the detection sensor 61 detects the first tag 74 and then detects the second tag 75 . will do

제1 태그(74)와 제2 태그(75)의 높이차이(H)는 [수학식 3]에 의해 산출될 수 있다.The height difference H between the first tag 74 and the second tag 75 may be calculated by [Equation 3].

[수학식 3][Equation 3]

높이차이(H) = 시편의 높이(h) + 받침부 원둘레 길이(πR2)의 10~15%Height difference (H) = height of the specimen (h) + the length of the circumference of the support part (πR 2 ) 10~15%

여기서, 받침부(31) 원둘레 길이의 10~15%를 반영하는 이유는 질량체(40)의 타격부(42)가 시편(11)을 타격하게 되면 시편(11)은 받침부(31)의 곡률을 따라 이동하면서 소성변형 후 파괴되게 되는데, 받침부(31) 원둘레 길이의 10%까지는 시편(11)이 마찰하면서 떨어지게 되고, 받침부(31) 원둘레 길이의 15% 이상에서는 타격부(42)가 파괴된 시편(11)에 영향을 주지 않게 된다. 따라서, 시편(11)의 소성변형에 의한 측정불량을 제거하고 측정 데이터의 정확도를 높이기 위해 제1 태그(74)와 제2 태그(75)의 높이차이(H)는 [수학식 3]에 의해 정의될 수 있다.Here, the reason for reflecting 10 to 15% of the circumferential length of the support part 31 is that when the striking part 42 of the mass body 40 hits the specimen 11 , the specimen 11 is the curvature of the support part 31 . It is destroyed after plastic deformation while moving along, and the specimen 11 falls while rubbing up to 10% of the circumference of the support part 31, and at 15% or more of the circumference of the support part 31, the striking part 42 is It does not affect the damaged specimen 11 . Therefore, in order to remove the measurement defect due to the plastic deformation of the specimen 11 and increase the accuracy of the measurement data, the height difference H between the first tag 74 and the second tag 75 is calculated by [Equation 3] can be defined.

타이머는 감지센서(61)가 제2 태그(75)를 수신한 시작시간(T3)과 제2 태그(75)의 수신을 종료한 종료시간(T4)을 카운팅하고, 제어부(80)로 전송할 수 있다.The timer counts the start time (T 3 ) at which the detection sensor 61 receives the second tag 75 and the end time (T 4 ) at which the reception of the second tag 75 is terminated, and is sent to the control unit 80 can be transmitted

제어부(80)는 감지센서(61)가 제2 태그(75)를 감지한 감지시간 정보와 제2 태그(75)의 두께정보로부터 [수학식 4]에 의해 질량체(40)가 시편(11)에 충돌하여 시편(11)을 파괴한 직후의 제2 속도(V2)를 구할 수 있다.The control unit 80 determines that the mass body 40 is the specimen 11 by [Equation 4] from the detection time information at which the detection sensor 61 detects the second tag 75 and the thickness information of the second tag 75 It is possible to obtain the second velocity (V 2 ) immediately after collision with the specimen 11 and destroying the specimen 11 .

[수학식 4][Equation 4]

V2= Th2/(T4-T3)V 2 = Th 2 /(T 4 -T 3 )

제어부(80)는 질량체(40)가 시편(11)을 파괴한 직후의 속도(V2)를 이용하여 운동에너지(E2)를 [수학식5]에 의해 산출할 수 있다.The controller 80 may calculate the kinetic energy E 2 by [Equation 5] by using the velocity V 2 immediately after the mass body 40 destroys the specimen 11.

[수학식 5][Equation 5]

E2 = mV2 2/2 , (여기서, m은 질량체의 질량)E 2 = mV 2 2 /2 , where m is the mass of the mass.

그리고, 제어부(80)는 질량체(40)가 시편(11)과 충돌 직전의 운동에너지(E1)와 시편(11)를 파괴한 직후의 운동에너지(E2) 차이를 이용하여 시편(11)의 흡수에너지(E)를 산출하고, 산출된 정보를 표시부(90)를 통해 출력할 수 있다.Then, the control unit 80 uses the difference between the kinetic energy E 1 just before the mass body 40 collides with the specimen 11 and the kinetic energy E 2 immediately after destroying the specimen 11 to the specimen 11. may calculate the absorbed energy E of , and output the calculated information through the display unit 90 .

한편, 본 실시 예에서는 감지센서(61)가 태그(74,75)를 감지하는 광센서로 구성된 예를 들어 설명하나, 태그(74,75)는 자기장 발생장치 또는 자성 물질로 구현될 수 있으며, 감지센서(61)는 자기 센서(magnetic sensor)로 구현될 수 있다.On the other hand, in this embodiment, the detection sensor 61 is described as an example of an optical sensor that detects the tags 74 and 75, but the tags 74 and 75 may be implemented with a magnetic field generator or a magnetic material, The detection sensor 61 may be implemented as a magnetic sensor.

표시부(90)는 제어부(80)에서 연산된 시편(11)의 흡수에너지 정보를 화면에 표시한다. 표시부(90)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 등으로 구현될 수 있으나, 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.The display unit 90 displays information on the absorbed energy of the specimen 11 calculated by the control unit 80 on the screen. The display unit 90 may be implemented as a liquid crystal display (LCD), a light emitting diode (LED), or the like, but is not particularly limited thereto.

제어부(80)는 측정장치의 전반적인 제어 동작을 수행하도록 적어도 하나의 컴퓨터 명령을 수행하는 CPU를 포함하는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 등으로 이루어질 수 있다.The control unit 80 may be formed of a microprocessor, a microcontroller, etc. including a CPU that executes at least one computer command to perform an overall control operation of the measuring device.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 시편의 흡수에너지 측정장치의 작동에 대하여 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.Hereinafter, an operation of the apparatus for measuring absorbed energy of a specimen according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 7 .

도 5는 본 실시 예의 질량체가 자력발생부재로부터 분리 후 자유낙하하는 동작 상태도이고, 도 6은 본 실시 예의 질량체가 시편에 충돌 직전을 도시한 상태도이고, 도 7은 본 실시 예의 질량체가 시편을 파괴한 직후를 도시한 상태도이다.5 is a state diagram in which the mass of this embodiment is separated from the magnetic force generating member and then freely falls, FIG. 6 is a state diagram illustrating the mass of this embodiment immediately before colliding with the specimen, and FIG. 7 is the mass of this embodiment destroys the specimen It is a state diagram showing just after it was done.

먼저, 시편(11)을 시편 지지대(30)에 정위치시켜 올려 놓은 후 질량체(40)를 리프팅 장치(50)를 이용하여 끌어 당기면서 질량체(40)를 시편(11)으로부터 소정높이에 위치시킨다. 이때 질량체(40)는 자유 낙하에 의한 속도가 충분히 안정화될 수 있도록 낙하 높이가 최소 1m 이상이 되도록 위치될 수 있다.First, after placing the specimen 11 in a fixed position on the specimen support 30 , the mass 40 is pulled using the lifting device 50 and the mass 40 is positioned at a predetermined height from the specimen 11 . . At this time, the mass body 40 may be positioned so that the fall height is at least 1 m or more so that the speed due to free fall can be sufficiently stabilized.

이와 같이 낙하 시험준비를 마친 후에는 도 5에 도시된 바와 같이 자력발생부재(51)에 인가되는 전원을 차단시킴에 의해 질량체(40)를 자력발생부재(51)로부터 분리시키고, 분리된 질량체(40)는 시편(11)을 향해 자유 낙하되게 된다.After completing the preparation for the drop test in this way, as shown in FIG. 5, the mass body 40 is separated from the magnetic force generating member 51 by cutting off the power applied to the magnetic force generating member 51, and the separated mass ( 40) is free-falling toward the specimen (11).

이때, 도 6에 도시된 바와 같이, 질량체(40)와 연결된 감응부재(70)도 질량체(40)와 함께 낙하되게 되고, 질량체(40)의 타격부(42)가 시편(11)에 충돌하기 직전에 감지센서(61)는 제1 태그(74)를 감지하게 되면서 제1 태그(74)로부터 얻어지는 감지정보를 통해 제어부(80)는 질량체(40)가 시편(11)에 충돌하기 직전의 운동에너지(E1)를 산출한다.At this time, as shown in FIG. 6 , the sensitive member 70 connected to the mass body 40 also falls together with the mass body 40 , and the striking part 42 of the mass body 40 collides with the specimen 11 . Just before the detection sensor 61 detects the first tag 74 , the control unit 80 controls the movement of the mass 40 just before the collision with the specimen 11 through the sensing information obtained from the first tag 74 . Calculate the energy (E 1 ).

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 질량체(40)가 시편(11)에 충돌하여 시편(11)이 파괴된 직후에 감지센서(61)는 제2 태그(75)를 감지하게 되고, 제2 태그(75)로부터 얻어지는 감지정보를 통해 제어부(80)는 시편(11)이 파괴된 직후의 운동에너지(E2)를 산출한다.And, as shown in FIG. 7 , immediately after the mass body 40 collides with the specimen 11 and the specimen 11 is destroyed, the detection sensor 61 detects the second tag 75 , and the second Through the sensing information obtained from the tag 75, the control unit 80 calculates the kinetic energy E 2 immediately after the specimen 11 is destroyed.

그 후, 제어부(80)는 연산된 운동에너지의 차이(E1 -E2)를 산출하여 표시부(90)를 통해 출력함에 의해 작업자에게 시편(11)이 갖는 흡수에너지 정보를 제공한다.Thereafter, the control unit 80 provides information on the absorbed energy of the specimen 11 to the operator by calculating the difference (E 1 -E 2 ) of the calculated kinetic energy and outputting it through the display unit 90 .

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, specific embodiments have been shown and described. However, it is not limited to the above-described embodiment, and those of ordinary skill in the art to which the invention pertains will be able to make various changes without departing from the spirit of the invention described in the claims below.

10: 흡수에너지 측정장치, 11: 시편,
20: 낙하 프레임, 21: 슬롯,
30: 시편 지지대, 31: 받침부,
40: 질량체, 42: 타격부,
50: 리프팅 장치, 51: 자력발생부재,
52: 권취유닛, 60: 감지부,
61: 감지센서, 70: 감응부재,
74: 제1 태그, 75: 제2 태그,
80: 제어부, 90: 표시부.10: absorption energy measuring device, 11: specimen,
20: drop frame, 21: slot,
30: specimen support, 31: support,
40: mass body, 42: striking part,
50: lifting device, 51: magnetic force generating member,
52: winding unit, 60: sensing unit,
61: detection sensor, 70: sensitive member,
74: first tag, 75: second tag,
80: control unit, 90: display unit.

Claims (9)

수직방향으로 연장 형성된 낙하 프레임;
상기 낙하 프레임 하부에 위치되며, 시편을 지지하기 위한 받침부를 갖는 시편 지지대;
상기 낙하 프레임 내에서 자유 낙하하며, 상기 시편 지지대에 지지된 시편을 타격하는 타격부를 갖는 질량체;
상기 질량체가 상기 시편에 충돌 직전 상기 질량체의 제1 속도와 상기 질량체의 충돌에 의한 상기 시편의 파괴 직후의 상기 질량체의 제2 속도를 측정하기 위한 감지부; 및
상기 감지부에 의해 감지된 속도정보에 기초하여 상기 시편의 흡수에너지를 표시부를 통해 출력하는 제어부;를 포함하고,
상기 감지부는
상기 질량체에 연결되어 상기 질량체와 함께 이동하며 태그를 갖는 감응부재와, 상기 태그를 감지하는 감지센서를 포함하고,
상기 태그는
상기 질량체가 상기 시편 충돌 직전 상기 감지센서에 의해 감지되는 제1 태그와, 상기 시편의 파괴 직후에 상기 감지센서에 의해 감지되는 제2 태그를 포함하고,
상기 제1 태그와 상기 제2 태그는 높이차이를 두고 상호 이격되되, 상기 제2 태그는 상기 제1 태그 보다 상대적으로 높은 위치에 위치되고,
상기 감지센서는
상기 질량체가 상기 시편 충돌 직전 상기 제1 태그가 감지되는 위치에 배치되는 시편의 흡수에너지 측정장치.
a drop frame extending in the vertical direction;
a specimen support located under the drop frame and having a support portion for supporting the specimen;
a mass body that freely falls within the drop frame and has a striking unit that strikes the specimen supported on the specimen support;
a sensing unit configured to measure a first velocity of the mass immediately before the mass collides with the specimen and a second velocity of the mass immediately after destruction of the specimen due to the collision of the mass; and
A control unit for outputting the absorbed energy of the specimen through a display unit based on the speed information sensed by the sensing unit;
The sensing unit
a sensing member connected to the mass body and moving together with the mass body and having a tag; and a detection sensor sensing the tag;
the tag is
The mass includes a first tag detected by the detection sensor immediately before the specimen collides, and a second tag detected by the detection sensor immediately after the specimen is destroyed,
The first tag and the second tag are spaced apart from each other with a height difference, and the second tag is located at a position relatively higher than that of the first tag,
The detection sensor is
An apparatus for measuring absorbed energy of a specimen in which the mass body is disposed at a position where the first tag is sensed just before the specimen collides.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1 태그는 제1 두께를 가지며, 상기 제2 태그는 제2 두께를 가지고,
상기 제어부는 상기 태그의 두께정보와 상기 감지센서에 의한 상기 태그의 감지시간 정보에 기초하여 상기 시편의 흡수에너지를 연산하는 시편의 흡수에너지 측정장치.
The method of claim 1,
the first tag has a first thickness and the second tag has a second thickness;
The control unit is an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen for calculating the absorbed energy of the specimen based on the thickness information of the tag and information on the detection time of the tag by the detection sensor.
 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 받침부와 상기 타격부는 수직단면이 반원 형상으로 형성되는 시편의 흡수에너지 측정장치.The method of claim 1,
Absorbed energy measuring device of the specimen in which the support portion and the striking portion are formed in a semicircular vertical cross-section. 제5항에 있어서,
상기 제1 태그와 상기 제2 태그의 높이차이(H)는 아래 수학식을 만족하는 시편의 흡수에너지 측정장치.
[수학식] 높이차이(H) = 시편의 높이(h) + 받침부 원둘레 길이(πR2)의 10~15%.6. The method of claim 5,
A height difference (H) between the first tag and the second tag is an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen that satisfies the following equation.
[Equation] Height difference (H) = height of the specimen (h) + the length of the circumference of the support part (πR 2 ) 10 to 15%. 제5항에 있어서,
상기 시편 지지대는 병렬 배치되는 한 쌍을 구비하는 시편의 흡수에너지 측정장치.6. The method of claim 5,
The specimen support is an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen having a pair disposed in parallel. 제1항에 있어서
상기 감지센서는 가시광선, 적외선, 초음파 신호 중 적어도 하나를 방출하여 상기 태그에서 반사되어 돌아오는 신호를 감지하는 광센서를 포함하는 시편의 흡수에너지 측정장치.2. The method of claim 1
The detection sensor includes an optical sensor that emits at least one of visible light, infrared light, and ultrasonic signal to detect a signal reflected from the tag and returned. 제1항에 있어서
상기 태그는 자성 물질을 포함하고, 상기 감지센서는 자기 센서를 포함하는 시편의 흡수에너지 측정장치.2. The method of claim 1
The tag includes a magnetic material, and the detection sensor is an apparatus for measuring absorbed energy of a specimen including a magnetic sensor.
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