KR20150143200A - Measurement apparatus and measurement method of phase angle for electrical conductivity meter of metals - Google Patents

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KR20150143200A KR1020140072424A KR20140072424A KR20150143200A KR 20150143200 A KR20150143200 A KR 20150143200A KR 1020140072424 A KR1020140072424 A KR 1020140072424A KR 20140072424 A KR20140072424 A KR 20140072424A KR 20150143200 A KR20150143200 A KR 20150143200A
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문동석
추영규
이원
강호성
윤인식
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Abstract

The present invention relates to a device and a method to measure a phase angle of a metal conductivity measurer, capable of accurately reading a change of a phase angle by measuring a change a DC voltage by converting a phase angle change of an AC signal into the DC voltage, when measuring conductivity according to an eddy current test for a nonmagnetic metal material. The present invention comprises: a probe (100) performing measurement by connecting to a test piece; an AC oscillator (110) for generating an eddy current; a receiver (120) amplifying a received signal from the probe; a phase separator (130) separating an AC phase into 0° and 90° to output a digital signal; a phase detector (140) converting a phase difference into a DC voltage; a CPU (150) calculating and outputting a conductivity value; and a display (160) displaying the result. The present invention is capable of measuring a value more accurately than an impedance change measuring method by using the existing bridge circuit when measuring a conductivity value of a nonmagnetic metal material.

Description

금속 전기 전도도 측정기의 위상각 측정 장치 및 측정 방법{Measurement apparatus and measurement method of phase angle for electrical conductivity meter of metals}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a phase angle measuring apparatus and a measurement method for measuring a phase angle of a metal electric conductivity meter,

본 발명은, 금속 전기 전도도 측정기의 위상각 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은, 비자성 금속 재료의 와전류 탐상 방법에 따른 재질 시험에서 비자성체 금속 재질의 전기 전도도를 측정하기 위한 것으로서, 특히 와전류 탐상에서 전압과 전류 사이에 존재하는 위상 차이가 곧 전도도 값에 해당함으로, 정확한 측정을 위하여 위상 차이를 DC 전압으로 변환시킨 후 그 값의 변화를 측정함으로써, 전도도의 값을 기존의 방식보다 더 정확하고 안정적으로 측정하기 위한 전도도 측정기에서의 위상각 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus and method for measuring phase angle of a metal electroconductivity meter. Particularly, the present invention is intended to measure the electrical conductivity of a non-magnetic metal material in a material test according to an eddy current flaw detection method of a non-magnetic metal material. In particular, a phase difference existing between a voltage and a current in an eddy current flaw corresponds to a conductivity value The phase angle measurement device and the measurement method in the conductivity meter to measure the conductivity value more accurately and stably than the conventional method by converting the phase difference to DC voltage and measuring the change of the value after the conversion .

금속 등의 도체에 교류를 사용하여 자속을 적용시키면 도체 내부에 와전류가 유도된다. 와전류 탐상 검사는 이 와전류의 변화를 이용해서 금속의 결함이나 전도도, 열처리 상태 등의 재질 검사를 수행한다. 일반적으로 널리 사용되고 있는 와전류 탐상 검사는 임피던스 브릿지 회로를 사용하고 있는데, 이는 주파수가 1 MHz 이하의 교류를 코일에 흘려 자속을 발생하고, 이 코일에 시험품을 근접시키면 코일 임피던스의 변화 또는 코일에 일어나는 전압 변화를 검출해서 검사하는 방법이다. 이를 위하여 가장 기본적인 브릿지 회로[또는 휘스톤 브릿지(wheatstone bridge)라고도 함]를 사용하고 있다(특허 문헌 1; 국내 특허 10-0934615-0000; 와전류 검사 장치 및 방법) 그러나 이 기술은 아래와 같은 세 가지 변수를 분리할 수 없기 때문에 측정 시 오차가 발생한다.When magnetic flux is applied to a conductor such as a metal using an alternating current, an eddy current is induced inside the conductor. Eddy current testing uses material changes such as metal defects, conductivity, heat treatment, etc. by using this change in eddy current. Generally, the eddy-current test that is widely used uses an impedance bridge circuit. When an alternating current having a frequency of 1 MHz or less flows into a coil to generate a magnetic flux, and an object is brought close to the coil, a change in coil impedance or a voltage It is a way to detect and inspect changes. To this end, the most basic bridge circuit (also referred to as a wheatstone bridge) is used (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-0934615-0000, eddy current inspection apparatus and method). However, Can not be separated, so that an error occurs in measurement.

코일에 전류를 흘리면 세 가지 변수 즉 전도성, 투자성, 치수 변화가 자기적 특성과 전기적 특성으로 임피던스 변화와 함께 출력에 동시에 나타난다. 첫째로 전도성은 측정하고자 하는 전도율로서 이것은 파라미터 상의 정규화 주파수(F) 중에 주파수(f)와의 곱으로 나타나며, 또 침투 깊이에 대해서도 주파수와 같은 효과를 지닌다. 둘째로 투자성은 비자성체이면 그 변화가 영향을 주지 않지만, 측정 물체에 미량이라도 자성체가 혼입되면 투자율이 달라지므로 코일 임피던스에 큰 영향을 주게 된다. 셋째로 도체의 치수 변화인데, 프로브형 코일을 사용할 경우에 코일과 시험체면의 거리(Lift-off)가 임피던스에 영향을 준다. 임피던스 시험법을 사용하는 기존의 측정 방식에서는 이 세 가지 변수가 임피던스 변화와 함께 출력 지시에 동시에 나타나므로, 임피던스 시험법으로는 어느 변수가 임피던스의 변화에 얼마만큼의 영향을 주고 있는지 분리할 수 없기 때문에 정확한 값을 측정하는 데 어려움이 있다. 따라서 변수를 분리하기 위해서는 다른 연관 관계를 찾을 필요가 있는데, 그 관계가 바로 코일의 전압과 전류 사이에 존재하는 위상각의 변화를 이용하는 것이다.When the current is passed through the coil, three variables, ie, conductivity, investment property, and dimensional change, appear at the output together with the impedance change due to the magnetic characteristics and the electrical characteristics. First, conductivity is the conductivity to be measured, which is expressed as the product of the frequency (f) and the frequency at the normalized frequency (F) in the parameter. Secondly, although the change is not influenced by the non-magnetic property of the investment property, the magnetic permeability is changed when the magnetic substance is mixed even in a minute amount to the object to be measured. The third is the change in the dimension of the conductor. When using a probe-type coil, the distance between the coil and the specimen surface (lift-off) affects the impedance. In the conventional measurement method using the impedance test method, since these three variables appear simultaneously in the output instruction together with the impedance change, the impedance test method can not distinguish how much the variable affects the change in the impedance Therefore, it is difficult to measure accurate values. Therefore, in order to separate the variables, it is necessary to find another relation, which is the change of the phase angle existing between the coil voltage and current.

코일에서 임피던스가 변하면 전류도 변한다. 또한 전압도 중앙의 어떤 값을 기준으로 상하로 변하며 이것은 주파수에 따라 일정 시간의 주기를 갖는다. 전압이 변할 때 전류도 역시 변하며, 전압과 전류는 동상(同相 in-phase)이다. 그런데 위상 분석은 코일에서 전류가 전압에 대해 90° 위상이 지연되는 이상(異相 out of phase)을 기초로 하는 것이다. 재료의 시험편에 코일을 접촉하면 코일의 자장이 변하게 되고 동시에 임피던스도 변하며 전류와 전압 사이의 지연량 (위상각)도 변하게 된다. 따라서 측정하고자하는 시험편의 특성(전도도)이 바뀌면 위상각도 변하게 되는데, 이 지연되는 위상각은 시험편의 특성에 따라 다르므로 이 위상각이 얼마인지를 측정한다면 시험편의 전도도 값을 알 수 있게 된다. 그런데 수십에서 수백 ㎑ 교류 신호의 위상각이 얼마인지를 CPU(중앙처리장치)에서 바로 읽어 처리하려면 분해능이 ㎰(pico second) 단위로 매우 뛰어난 대형 고성능 컴퓨터가 필요하므로 현실적이지 않다. 따라서 다른 방법으로 위상각을 측정하지 않으면 안 된다. When the impedance at the coil changes, the current also changes. The voltage also varies up and down with respect to a certain value in the center, which has a period of time depending on the frequency. When the voltage changes, the current also changes, and the voltage and current are in phase. However, the phase analysis is based on the phase out of the phase where the current in the coil is delayed by 90 ° with respect to the voltage. When the coil is brought into contact with the test piece of the material, the magnetic field of the coil changes, the impedance changes, and the amount of delay (phase angle) between the current and the voltage changes. Therefore, when the characteristic (conductivity) of the specimen to be measured is changed, the phase angle is changed. Since the delayed phase angle differs depending on the characteristics of the test piece, the conductivity value of the test piece can be determined by measuring the phase angle. However, it is not realistic to read a phase angle of dozens to hundreds of ㎑ ac signals directly from a CPU (central processing unit), because it requires a large, high-performance computer with a very high resolution in pico second units. Therefore, the phase angle must be measured by other methods.

또한, 국내 특허출원 10-2008-66563(특허 문헌 2; 4 접점 전기전도도 측정을 위한 시편-전극 장착 장치 Specimens-Probes Mounting Holder for Four-Probe Conductivity Measurement)에는, 4 포인트 접점을 금속 표면에 접촉하여 바깥쪽 두 개의 탐침에는 전류를 흘려주고 안쪽 두 개의 탐침으로 전위차 전압을 측정하여 저항값을 얻은 다음 전도도 값으로 환산하는 것에 대하여 개시되어 있다. In addition, Japanese Patent Application No. 10-2008-66563 (Patent Document 2: Specimens-Probes Mounting Holder for Four-Probe Conductivity Measurement for Four-contact Electrical Conductivity Measurement) A current is supplied to the outer two probes, and a potential difference voltage is measured by two inner probes to obtain a resistance value and then converted to a conductivity value.

그러나, 특허 문헌 2의 4 접점 전기전도도 측정을 위한 시편-전극 장착 장치는 금속 표면의 전류의 흐름을 측정하게 되므로 표면이 깨끗하고 탐침이 확실히 접촉될 때만 신뢰할 만한 측정값을 얻을 수 있어 현장에서 사용하기에는 어려움이 많았다. 즉, 표면의 전류를 사용하므로 표면이 오염되었거나 도금되었을 경우 원재료의 전도도를 측정하는 것이 불가능하였고, 또한, 4개의 탐침이 일정 간격을 유지해야 하므로 작거나 굴곡진 검사물은 측정이 불가능하였다. 실제 측정에서는 전류 발생, 전압 측정, 탐침 거리, 탐침 접촉 단면적 등의 오차 모두 불확도에 기인하는 요소가 된다. 또한, 정밀도를 높이기 위해 고해상도 전류 발생 장치, 전압 측정기를 사용해야 하므로 장비가 커져 휴대하기가 어려웠다.However, since the specimen-electrode mounting apparatus for measuring the electrical conductivity of the 4-contact electrical contact of Patent Document 2 measures the current flow on the metal surface, reliable measurement can be obtained only when the surface is clean and the probe is in contact with the probe reliably. There were many difficulties to do. That is, it is impossible to measure the conductivity of the raw material when the surface is contaminated or plated because the surface current is used. Also, since the four probes must maintain a constant interval, it is impossible to measure small or curved objects. In actual measurement, errors such as the current generation, the voltage measurement, the probe distance, and the probe contact cross-sectional area all become factors due to the uncertainty. Also, in order to increase the accuracy, a high-resolution current generator and a voltage meter have to be used.

국내 특허 10-0934615-0000Domestic Patent 10-0934615-0000 국내 특허출원 10-2008-66563Domestic patent application 10-2008-66563

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 제1 목적은, 전도도 측정 시 프로브 코일의 교류 전압과 전류의 위상 차이를 DC 전압으로 출력하여 시험편의 전도도를 정확하게 측정하도록 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is a primary object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring the conductivity of a probe coil by outputting a DC voltage of a phase difference between an AC voltage and a current of a probe coil, Measurement.

또한, 본 발명의 제2 목적은, 두 개의 DC 전압의 차이를 CPU(중앙처리장치)에서 계산한 후, 그 값을 시험편의 전도도 값으로 변환하여 디스플레이하므로 소형 경량으로서 휴대가 가능하며 검사 현장에서 간편하게 사용할 수 있는 측정기를 제공하기 위한 것이다.The second object of the present invention is to provide a compact and lightweight portable apparatus which can calculate the difference between two DC voltages by a CPU (central processing unit) and convert the values into the conductivity values of the test piece, And to provide a meter that can be easily used.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전도도 측정기의 위상각 측정 장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided a phase angle measuring apparatus of a conductivity meter,

시험편에 접촉하여 측정하는 코일로 된 프로브;A coiled probe to be measured in contact with the test piece;

교류 신호를 발생시키는 발진기와 증폭기를 가진 송신부;A transmitter having an oscillator and an amplifier for generating an AC signal;

프로브에서 수신된 신호를 증폭하는 수신부;A receiver for amplifying the signal received at the probe;

두 종류 디지털 신호를 만드는 위상 분리기;A phase separator to produce two types of digital signals;

측정값의 위상 차이를 두 종류의 DC 전압으로 출력하는 위상 검파기;A phase detector for outputting the phase difference of the measured value to two DC voltages;

두 종류의 DC 전압을 계산하여 측정값으로 변환시켜 주는 CPU; 및A CPU for calculating two types of DC voltages and converting them into measured values; And

측정값을 표시하는 디스플레이부;A display unit for displaying measured values;

를 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention is characterized in that it comprises:

또한, 상기 위상 분리기는, 교류 신호를 비교기를 통해 디지털 신호로 변환시킨 후, 래치(latch) 회로에서 0°와 90° 위상이 지연된 두 종류의 디지털 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.The phase separator converts the AC signal into a digital signal through a comparator and then outputs two types of digital signals delayed by 0 ° and 90 ° in a latch circuit.

또한, 상기 위상 검파기는, 내부의 스위치 1은 위상 분리기의 0° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 지연되지 않는 0°의 아날로그 신호를 출력하고, 또한 스위치 2 역시 위상 분리기의 90° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 90° 지연되는 아날로그 신호를 출력한 후, 정류기를 통해 DC 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.Also, the switch 1 in the phase detector uses a 0 ° signal of the phase separator as a control signal to output an analog signal of 0 ° at which the phase of the measurement signal is not delayed, and the switch 2 also outputs 90 ° Signal is used as a control signal, an analog signal whose phase of the measurement signal is delayed by 90 is output, and then a DC voltage is outputted through a rectifier.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전도도 측정기의 위상각 측정 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a phase angle of a conductivity meter,

시험편에 접촉하여 신호를 주고받을 수 있는 코일로 된 프로브에 신호를 주기 위하여 송신부에 의해 교류 신호를 발생시키는 단계;Generating an alternating current signal by a transmitting unit to give a signal to a coiled probe capable of contacting and sending a signal to the test piece;

측정할 때 수신되는 신호를 수신부에 의해 증폭 출력하는 단계;Amplifying and outputting a signal received by the receiving unit;

송신 신호를 기준으로 위상 분리기에 의해 0°와 90° 두 종류 디지털 신호를 만드는 단계;Making two kinds of digital signals 0 DEG and 90 DEG by a phase separator based on a transmission signal;

위상 검파기에 의해, 측정한 송신 신호와 수신 신호의 위상 차이를 두 종류의 DC 전압으로 출력하는 단계;Outputting the phase difference between the measured transmission signal and the reception signal by two kinds of DC voltages by the phase detector;

CPU에 의해 두 종류의 DC 전압을 계산하여 측정값으로 변환시켜 주는 단계; 및Calculating two types of DC voltages by the CPU and converting them into measured values; And

디스플레이부에 의해 측정값을 표시하는 단계;Displaying a measured value by a display unit;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a control unit.

또한, 위상 분리기에 의해, 교류 신호를 비교기를 통해 디지털 신호로 변환시킨 후 래치 회로에서 0°와 90° 위상이 지연된 두 종류의 디지털 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. The phase separator converts an AC signal into a digital signal through a comparator and then outputs two types of digital signals delayed by 0 ° and 90 ° in a latch circuit.

또한, 위상 검파기에 의해, 위상 분리기의 0° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 지연되지 않는 0°의 아날로그 신호를 내부의 스위치 1에서 출력하고, 역시 위상 분리기의 90° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 90° 지연되는 아날로그 신호를 또한 스위치 2에서 출력한 후, 정류기를 통해 DC 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.Further, by using the phase detector as the control signal, the phase detector outputs the analog signal of 0 °, which is not delayed in phase, with the internal switch 1 and the 90 ° signal of the phase separator, And outputs an analog signal whose phase of the measurement signal is delayed by 90 DEG from the switch 2 and then outputs a DC voltage through the rectifier.

또한, CPU에 의해, 정류기를 통해 입력된 두 종류의 DC 전압의 차이를 계산하여 이것을 전도도 값으로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 한다.Further, the CPU calculates the difference between the two DC voltages inputted through the rectifier, converts the DC voltage into a conductivity value, and outputs the converted value.

계측 장비는 무엇보다도 측정값이 정확하고 안정되어야 가치가 있다. 이에 따라 안출된 상기와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과들을 갖는다.Instrumentation equipment is of utmost importance when measured values are accurate and stable. The present invention as described above has the following effects.

첫째, 본 발명은 종래의 계측 장비들과는 달리 위상각을 정확하게 읽을 수 있도록 그 값을 DC 전압으로 만들었기 때문에 계측의 정확성과 안정도를 갖게 된다.First, unlike conventional measuring instruments, the present invention has the accuracy and stability of the measurement because the DC voltage is used to accurately read the phase angle.

둘째, 본 발명은 비단 전도도 측정 장비만이 아니라 위상각을 알아내기 위한 여러 많은 계측 분야에도 활용할 수 있는 이점이 있다.Second, the present invention has an advantage that it can be utilized not only for the non-conducting conductivity measuring instrument but also for various measurement fields for detecting the phase angle.

도 1은 본 발명이 적용되는 교류 신호의 위상각 변화 측정 장치 상세 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 송신기의 상세 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 위상 분리기의 상세 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 위상 검파기의 상세 구성도이다.1 is a detailed configuration diagram of an apparatus for measuring phase angle variation of an AC signal to which the present invention is applied.
2 is a detailed configuration diagram of the transmitter shown in FIG.
3 is a detailed configuration diagram of the phase separator shown in FIG.
4 is a detailed configuration diagram of the phase detector shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 교류 신호의 위상각 변화 측정 장치 상세 구성도이다. 도 1에 있어서, 코일로 이루어진 프로브(100)는 시험편에 접촉하여 신호를 주고받을 수 있는 것이며, 송신부(110)는 상기 프로브(100)에 신호를 주기 위하여 교류 신호를 발생시키는 것이며, 수신부(120)는 측정할 때 수신되는 신호를 증폭 출력한다. 위상 분리기(130)는 송신 신호를 기준으로 0°와 90° 두 종류의 디지털 신호를 생성한다. 위상 검파기(140)는 측정한 송신 신호와 수신 신호의 위상 차이를 두 종류의 DC 전압으로 출력한다. CPU(150)는 두 종류의 DC 전압을 계산하여 측정값으로 변환시켜 주게 된다. 디스플레이부(160)는 산출된 측정값을 표시하도록 구성된다.1 is a detailed configuration diagram of an apparatus for measuring phase angle variation of an AC signal to which the present invention is applied. 1, a probe 100 made of a coil contacts a test piece to transmit and receive a signal. A transmitting unit 110 generates an AC signal to give a signal to the probe 100, and a receiving unit 120 ) Amplifies the received signal when measuring it. The phase separator 130 generates two kinds of digital signals of 0 ° and 90 ° based on the transmission signal. The phase detector 140 outputs the phase difference between the measured transmission signal and the received signal as two kinds of DC voltages. The CPU 150 calculates two types of DC voltages and converts them into measurement values. The display unit 160 is configured to display the calculated measurement value.

그리고, 상기 위상 분리기(130)는, 교류 신호를 비교기(131)를 통해 디지털 신호로 변환시킨 후, 래치 회로(132), (133)에서 0°와 90° 위상이 지연된 두 종류의 디지털 신호(134)를 출력한다.The phase separator 130 converts the AC signal into a digital signal through the comparator 131 and then outputs the digital signal of the two kinds of delayed signals of 0 ° and 90 ° in the latch circuits 132 and 133 134.

또한, 상기 위상 검파기(140)는, 내부의 스위치 1(141)은 위상 분리기(130)의 0° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 지연되지 않는 0°의 아날로그 신호(143)를 출력하고, 또한 스위치 2(142) 역시 위상 분리기(130)의 90° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 90° 지연되는 아날로그 신호(144)를 출력한 후, 정류기(145), (146)를 통해 DC 전압을 출력한다. The internal switch 141 of the phase detector 140 uses a 0 ° signal of the phase separator 130 as a control signal and outputs an analog signal 143 of 0 ° at which the phase of the measurement signal is not delayed And the switch 2 142 outputs an analog signal 144 whose phase of the measurement signal is delayed by 90 ° using the 90 ° signal of the phase separator 130 as a control signal. Lt; / RTI > 146 through the output terminal < RTI ID =

또한, 상기 CPU(150)는, 정류기(145), (146)를 통해 입력된 두 종류의 DC전압의 차이를 계산하여 이것을 전도도 값으로 변환하여 출력한다.The CPU 150 calculates the difference between the DC voltages of two types input through the rectifiers 145 and 146, converts the DC voltage into a conductivity value, and outputs the converted value.

다음에, 본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전도도 측정기의 위상각 측정 장치 및 측정 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다. Next, a phase angle measuring apparatus and a measuring method of a conductivity meter of the present invention for achieving the above object of the present invention will be described in detail.

먼저, 도 1의 프로브(100)에서 측정된 수신 신호는 수신부(120) 내부의 증폭기를 통해 적절한 크기로 만들어진 후, 위상 검파기(140)로 보내진다.First, a received signal measured in the probe 100 of FIG. 1 is appropriately sized through an amplifier in the receiver 120, and then sent to the phase detector 140.

도 2는 송신부(110)의 내부 구성도로서, 발진기(111)에서 교류 신호를 발생시키고 필터(112)를 통해 잡음을 제거한 후, 증폭기(113)를 사용하여 적절한 크기의 신호를 프로브(100)로 출력한다.2 shows an internal configuration of the transmitter 110. The transmitter 100 generates an AC signal at the oscillator 111 and removes noise through the filter 112 and then transmits an appropriate signal to the probe 100 using the amplifier 113. [ .

그리고 도 3은 위상 분리기(130)의 상세 구성도로서, 송신되는 아날로그 신호 출력을 비교기(131)를 통해 디지털 신호로 변환시킨 후, 래치 회로(132), (133)에서 0°와 90° 위상이 지연된 두 종류의 디지털 신호(134)를 출력한다.3 is a detailed configuration diagram of the phase separator 130. The analog signal output transmitted is converted into a digital signal through the comparator 131 and then converted into a digital signal by the latch circuits 132, And outputs two types of delayed digital signals 134.

도 4는 위상 검파기(140)의 상세 구성도로서, 먼저 내부의 스위치 1(141)은 위상 분리기(130)의 0° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여, 측정 신호의 위상이 지연되지 않는 0°의 아날로그 신호(143)를 출력한다. 또한 스위치 2(142) 역시 위상 분리기(130)의 90° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여, 측정 신호의 위상이 90° 지연되는 아날로그 신호(144)를 출력한다. 이 두 가지 신호들은 정류기(145), (146)를 통해 DC 전압을 출력한다. FIG. 4 is a detailed block diagram of the phase detector 140. First, the internal switch 1 141 uses a 0 ° signal of the phase separator 130 as a control signal and outputs a 0 ° signal And outputs an analog signal 143. The switch 2 142 also outputs an analog signal 144 whose phase is 90 ° delayed by using the 90 ° signal of the phase separator 130 as a control signal. These two signals output a DC voltage through rectifiers 145 and 146, respectively.

0°의 아날로그 신호(143)을 정류한 DC 1과, 90° 지연되는 아날로그 신호(144)을 정류한 DC 2의 전압차이가 곧 위상각에 해당하는데, 언제나 DC 1의 값이 DC 2보다 높게 나오기 때문에 DC 1의 값에서 DC 2의 값을 빼면 위상각의 값이 나온다.The difference in voltage between the DC 1 rectified with the analog signal 143 of 0 ° and the DC 2 rectified with the analog signal 144 delayed by 90 ° corresponds to the phase angle and the value of DC 1 is always higher than DC 2 Subtracting the value of DC 2 from the value of DC 1 results in the value of the phase angle.

도 1의 CPU(150)는 DC 1과 DC 2를 받아들인 후 이 값의 차이를 계산하고, 그 결과를 전도도 값으로 변환한 후 디스플레이(160)를 통해 표시한다.The CPU 150 of FIG. 1 receives DC 1 and DC 2, calculates a difference between the DC 1 and DC 2 values, converts the result to a conductivity value, and displays the result on the display 160.

전술한 바와 같이, 첫째, 본 발명은 종래의 계측 장비들과는 달리 위상각을 정확하게 읽을 수 있도록 그 값을 DC 전압으로 만들었기 때문에 계측의 정확성과 안정도를 갖게 된다.As described above, first, since the present invention uses a DC voltage as a value to accurately read the phase angle unlike conventional measuring instruments, it has accuracy and stability of measurement.

둘째, 본 발명은 비단 전도도 측정 장비만이 아니라 위상각을 알아내기 위한 여러 많은 계측 분야에도 활용할 수 있는 이점이 있다.Second, the present invention has an advantage that it can be utilized not only for the non-conducting conductivity measuring instrument but also for various measurement fields for detecting the phase angle.

100 : 프로브 110 : 송신기 120 : 수신기
130 : 위상 분리기 140 : 위상 검파기 150 : CPU
160 : 디스플레이100: probe 110: transmitter 120: receiver
130: Phase Separator 140: Phase Detector 150: CPU
160: Display

Claims (8)

시험편에 접촉하여 신호를 주고받을 수 있는 코일로 된 프로브(100);
프로브에 신호를 주기 위하여 교류 신호를 발생시키는 송신부(110);
측정할 때 수신되는 신호를 증폭 출력하는 수신부(120);
송신 신호를 기준으로 0°와 90° 두 종류 디지털 신호를 만드는 위상 분리기(130);
측정한 송신 신호와 수신 신호의 위상 차이를 두 종류의 DC 전압으로 출력하는 위상 검파기(140);
두 종류의 DC 전압을 계산하여 측정값으로 변환시켜 주는 CPU(150); 및
측정값을 표시하는 디스플레이부(160);
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전도도 측정기의 위상각 측정 장치.A probe 100 in the form of a coil that can be contacted with and receive a signal from the test piece;
A transmitter 110 for generating an AC signal to give a signal to the probe;
A receiving unit 120 for amplifying and outputting a signal received when measuring;
A phase separator 130 for producing two kinds of digital signals of 0 ° and 90 ° based on a transmission signal;
A phase detector 140 for outputting the phase difference between the measured transmission signal and the reception signal as two DC voltages;
A CPU 150 for calculating two types of DC voltages and converting them into measured values; And
A display unit 160 for displaying measured values;
Wherein the phase angle measuring device measures the phase angle of the conductivity meter. 제1항에 있어서,
상기 위상 분리기는,
교류 신호를 비교기(131)를 통해 디지털 신호로 변환시킨 후, 래치 회로(132), (133)에서 0°와 90° 위상이 지연된 두 종류의 디지털 신호(134)를 출력하는 것을 특징으로 하는, 전도도 측정기의 위상각 측정 장치.The method according to claim 1,
The phase-
Converts the AC signal into a digital signal through the comparator 131 and outputs two kinds of digital signals 134 delayed by 0 ° and 90 ° in the latch circuits 132 and 133, A device for measuring the phase angle of a conductivity meter. 제1항에 있어서,
상기 위상 검파기는,
내부의 스위치 1(141)은 위상 분리기(130)의 0° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 지연되지 않는 0°의 아날로그 신호(143)를 출력하고, 또한 스위치 2(142) 역시 위상 분리기(130)의 90° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 90° 지연되는 아날로그 신호(144)를 출력한 후, 정류기(145), (146)를 통해 DC 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는, 전도도 측정기의 위상각 측정 장치.The method according to claim 1,
Wherein the phase detector comprises:
The internal switch 141 outputs a 0 ° analog signal 143 whose phase is not delayed by using the 0 ° signal of the phase separator 130 as a control signal and the switch 2 142 A 90 ° signal of the phase separator 130 is used as a control signal to output an analog signal 144 whose phase is delayed by 90 ° and then a DC voltage is outputted through rectifiers 145 and 146 Characterized by a phase angle measuring device of a conductivity meter. 제1항에 있어서,
상기 CPU는, 정류기(145), (146)를 통해 입력된 두 종류의 DC 전압의 차이를 계산하여 이것을 전도도 값으로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는, 전도도 측정기의 위상각 측정 장치.The method according to claim 1,
The CPU calculates the difference between the two types of DC voltages inputted through the rectifiers 145 and 146, converts the difference into a conductivity value, and outputs the converted value. 시험편에 접촉하여 신호를 주고받을 수 있는 코일로 된 프로브에 신호를 주기 위하여 송신부에 의해 교류 신호를 발생시키는 단계;
측정할 때 수신되는 신호를 수신부에 의해 증폭 출력하는 단계;
송신 신호를 기준으로 위상 분리기에 의해 0°와 90° 두 종류 디지털 신호를 만드는 단계;
위상 검파기에 의해, 측정한 송신 신호와 수신 신호의 위상 차이를 두 종류의 DC 전압으로 출력하는 단계;
CPU에 의해 두 종류의 DC 전압을 계산하여 측정값으로 변환시켜 주는 단계; 및
디스플레이부에 의해 측정값을 표시하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전도도 측정기의 위상각 측정 방법.Generating an alternating current signal by a transmitting unit to give a signal to a coiled probe capable of contacting and sending a signal to the test piece;
Amplifying and outputting a signal received by the receiving unit;
Making two kinds of digital signals 0 DEG and 90 DEG by a phase separator based on a transmission signal;
Outputting the phase difference between the measured transmission signal and the reception signal by two kinds of DC voltages by the phase detector;
Calculating two types of DC voltages by the CPU and converting them into measured values; And
Displaying a measured value by a display unit;
And measuring the phase angle of the conductivity meter. 제5항에 있어서,
위상 분리기에 의해, 교류 신호를 비교기를 통해 디지털 신호로 변환시킨 후 래치 회로에서 0°와 90° 위상이 지연된 두 종류의 디지털 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는, 전도도 측정기의 위상각 측정 방법.6. The method of claim 5,
A method for measuring a phase angle of a conductivity meter, comprising the steps of converting an AC signal into a digital signal through a comparator by a phase separator and then outputting two types of digital signals delayed by 0 ° and 90 ° in a latch circuit. 제5항에 있어서,
위상 검파기에 의해, 위상 분리기의 0° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 지연되지 않는 0°의 아날로그 신호를 내부의 스위치 1에서 출력하고, 역시 위상 분리기의 90° 신호를 콘트롤 신호로 사용하여 측정 신호의 위상이 90° 지연되는 아날로그 신호를 또한 스위치 2에서 출력한 후, 정류기를 통해 DC 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는, 전도도 측정기의 위상각 측정 방법.6. The method of claim 5,
The phase detector uses the 0 ° signal of the phase separator as the control signal to output the analog signal of 0 ° in which the phase of the measurement signal is not delayed from the internal switch 1 and the 90 ° signal of the phase separator as the control signal Wherein an analog signal whose phase of the measurement signal is delayed by 90 is also output from the switch 2 and then a DC voltage is outputted through the rectifier. 제5항에 있어서,
CPU에 의해, 정류기를 통해 입력된 두 종류의 DC 전압의 차이를 계산하여 이것을 전도도 값으로 변환하여 출력하는 것을 특징으로 하는, 전도도 측정기의 위상각 측정 방법.
6. The method of claim 5,
Calculating a difference between two types of DC voltages inputted through a rectifier by a CPU, converting the calculated DC voltage into a conductivity value, and outputting the calculated conductivity value.
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