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전자식 계량기는 사용이 편리하여 이미 다양한 산업 전반에 널리 보급되어 사용되고 있다.
전자 계량기는 고정밀 측정이 가능할 뿐만 아니라 다기능·다목적 사용이 가능하다는 장점이 있다.

현재 국내에는 수백 개의 전자 계량기 제조업체가 있으며, 계량기는 크게 자동 계량기와 비자동 계량기의 두 가지로 나눌 수 있다. 이 중 비자동 계량기가 시장에서 가장 널리 사용되고 있다. 비자동 계량기는 주로 거래 정산용으로 사용되며, 일반 사용자가 가장 많이 접하는 전자 계량기이다. 예를 들면 전자 가격저울, 전자 플랫폼 저울, 전자 트럭 저울 등이 있다.

반면, 자동 계량기는 주로 산업 및 광산 기업에서 사용되며, 배합 저울, 정량 포장 저울 등이 이에 해당한다.

전자 계량기는 주로 계량 표시 컨트롤러, 계량 센서(로드셀), 전기 제어부로 구성된다. 계량기의 정확도, 신뢰성, 고장 발생 요인 등의 성능 지표는 매우 중요한 요소이다. 따라서 전자 계량기 및 계량 표시 컨트롤러를 합리적으로 선택하는 것이 사용자에게 가장 큰 관심사이다.

1. 전자 계량기 구매 시 고려 사항

현재 시중에 판매되는 전자 계량기의 정확도 등급은 대부분 **(III급 저울)**이며, 표시 분해능은 일반적으로 3000 디비전이다.
(예: 최대 15kg 전자 가격 저울의 최소 표시 눈금은 5g)

구매 시 점검 방법(15kg 전자 가격 저울 기준):

1. 무하중 상태와 최대 하중 상태에서 표시값이 안정적으로 표시되는지 확인
   (숫자가 깜빡이지 않아야 함)
2. 최대 계량 중량의 1/3 정도의 추(또는 이에 근접한 무게)를 사용하여
   저울 상판을 4등분한 뒤 각 위치(1/4 지점)에 올려놓아
   각 위치에서 표시값이 동일한지 확인
3. 가능하다면 최대 계량 중량에 해당하는 표준 추를 준비하여
   저울 위에 올려 실제 표시값이 정확한지 확인한다.

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계량 모듈은 로드셀의 하중 전달 장치와 설치용 연결 플레이트를 일체화한 구조이다.
이러한 독특한 설계는 전단 빔 로드셀의 높은 정밀도와 우수한 장기 안정성을 보장할 뿐만 아니라,
부적절한 설치로 인해 발생하는 거의 모든 오차 요인을 해결한다.
계량이 정확하고, 안전하며 신뢰성이 높고, 다양한 설치 방식이 가능하여 각종 열악한 환경에 적합하다.

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계량 모듈의 설치 구조는 고정형, 플로팅형, 반(半)플로팅형의 세 가지로 구분되며,
이를 통해 용기의 미세한 변형을 허용할 수 있다.

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정적 하중 계량 모듈 설치 방법:
스테인리스강 재질을 사용하여 부식성 물질에 대한 내식성을 효과적으로 확보한다.
고정형, 플로팅형, 반플로팅형의 세 가지 구조 모두 다양한 혹독한 환경 조건에서 사용할 수 있다.

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동적 하중 계량 모듈 설치 방법:
4개의 동적 하중 계량 모듈을 설치하는 경우,
일반적으로 2개의 계량 모듈은 3방향으로 제한하고,
나머지 2개의 계량 모듈은 끝단 방향만 제한하는 방식으로 설치한다.

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일반적으로 계량 모듈의 선택은 주로 다음과 같은 사항을 기준으로 결정한다.

첫 번째 사항

계량 모듈의 계량 방식(계량 계획)에 따라 선택한다.
이 경우, 계량 모듈 위에 설치되는 강재 용기(탱크)에 적재될 계량 대상 물질의 총 중량을 먼저 확인해야 한다.
일반적으로 계량 모듈의 정격 용량은 이 총 중량의 50%~70% 범위로 선택하는 것이 적절하다.
보통 측정 범위가 큰 경우에는 컬럼형(기둥형) 계량 모듈을 많이 사용하고,
측정 범위가 작은 경우에는 캔틸레버형 또는 벨로즈(주름관)형 계량 모듈을 사용한다.

두 번째 사항

계량 모듈의 설치 위치에 따라 선택한다.
현장 시공 시 계량 모듈 하부에 보다 안정적인 **리미트(제한 구조)**를 적용하려면,
이 경우에는 센서를 직접 설치하는 방식을 선택해도 충분하다.

세 번째 사항

계량 모듈의 현장 환경에 따라 선택한다.
구매하려는 계량 모듈이 부식성 가스나 부식성 액체가 존재하는 환경에서 사용된다면,
반드시 올 스테인리스강 재질의 계량 모듈을 선택해야 한다.
또한 방폭 환경에서 사용되는 경우에는 방폭형 계량 모듈을 선택해야 한다.

네 번째 사항

계량 모듈의 작업 조건에 따라 선택한다.
계량 모듈이 진동이 있는 환경에서 사용된다면, 동적 하중 계량 모듈을 선택해야 하며,
정지 상태에서 사용되는 경우에는 정적 하중 계량 모듈을 선택하면 된다.

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1) 계량 모듈은 로드셀의 하중 전달 장치와 설치용 연결 플레이트를 일체화한 구조이다.
이 독특한 설계는 전단 빔 센서의 높은 정밀도와 장기 안정성을 보장할 뿐만 아니라, 설치 불량으로 인해 발생하는 거의 모든 오차 요인을 해결한다.
계량이 정확하고 안전하며 신뢰성이 높고, 설치 방식이 다양하여 각종 혹독한 환경에 적합하다.

2) 계량 모듈의 설치 구조는 고정형, 부동형, 반부동형의 세 가지로 나뉘며, 용기의 미세한 변형을 허용한다.

3) 정적 하중 계량 모듈 설치 방법:
스테인리스강 재질을 사용하여 부식성 물질에 대한 내식성을 효과적으로 확보한다.
고정형, 부동형, 반부동형의 세 가지 구조는 다양한 혹독한 환경 조건에서 사용 가능하다.

4) 동적 하중 계량 모듈 설치 방법:
동적 하중 계량 모듈 4개를 사용하는 설치 방식에서는, 일반적으로 2개의 계량 모듈은 3면을 제한하고, 나머지 2개의 계량 모듈은 양 끝만 제한한다.

설치 시 다음 두 가지 사항에 주의해야 한다

• 수평 조정에 주의할 것
  단일 모듈의 설치 면 수평뿐만 아니라, 한 세트의 계량 모듈 간 수평 조정도 반드시 확인해야 한다.
• 센서 디버깅 시 주의사항
  디버깅 전에 각 계량 모듈 지지 나사의 상단 너트가 풀려 있는지, 그리고 슬리브가 자유 상태인지 반드시 점검해야 한다.
  그렇지 않으면 큰 계량 오차가 발생하거나 계량 자체가 불가능해질 수 있다.

10톤 계량 모듈은 새로운 형태의 센서 응용 구조이다. 이 구조는 전단 빔 로드셀(shear beam sensor)의 높은 정밀도와 장기 안정성을 보장할 뿐만 아니라, 설치 부적합으로 인해 발생하는 계량 오차 문제를 효과적으로 해결한다. 센서를 위한 실용적인 구조 부품이라고 할 수 있다.

10톤 계량 모듈은 상부 플레이트, 하부 베이스 플레이트, 로드셀, 하중 지지 기둥, 지지 볼트로 구성된다.
하중 지지 기둥과 상부 플레이트 구조의 차이에 따라 고정형, 반부동형, 부동형의 세 가지 구조로 나뉜다.

일반적인 계량 시스템에서는

• 고정형 모듈 1개,
• 반부동형 모듈 1개,
• 나머지는 부동형 모듈로 구성된다.

보통 3개 1세트(3점 지지) 또는 4개 1세트(4점 지지) 방식으로 사용된다.

계량 모듈은 다양한 형태의 용기에도 쉽게 설치할 수 있으며, 기존 설비 개조에 매우 적합하다. 용기, 호퍼, 반응기 등에 계량 모듈만 추가하면 바로 계량 시스템으로 전환할 수 있다.

한편, 10톤 계량 모듈은 때로 로드셀(load cell)이라고도 불리며, 20T 계량 모듈은 ‘트랜스미터(transmitter)’라고 불리기도 한다.
이들은 모두 아날로그 제어 방식에 속한다.

외부 압력이 가해지면 스트레인 게이지의 저항값이 변화하고, 그 결과 전류 또는 전압 출력이 발생한다. 물론 이는 로드셀의 한 형태일 뿐이며, 센서의 종류에는 다음과 같은 것들이 있다.

• 광전식
• 유압식
• 전자기력식
• 정전용량식
• 자기극 변화식
• 진동식
• 자이로식
• 저항 스트레인식 등

그러나 현재 실제 산업 현장에서 사용되는 로드셀 제품은 대부분 모듈형 설계를 채택하고 있어, 안전하고 설치가 편리하다.
모듈은 고정형, 반부동형, 완전 부동형 구조로 설치할 수 있으며, 이를 통해 계량 시스템의 보정과 자동 제어 구현이 가능하다.

20톤 계량 모듈은 본질적으로 질량(무게) 신호를 측정 가능한 전기 신호로 변환하는 장치이다.
로드셀은 주로 다음의 4가지 구성 요소로 이루어진다.

1. 감지 요소(Sensitive element)
   측정 대상의 무게를 직접 감지하고, 질량과 관련된 물리량을 출력한다.
2. 변환 요소(Transforming element)
   감지 요소에서 출력된 물리량을 측정하기 쉬운 신호로 변환한다.
3. 측정 요소(Measuring element)
   변환 요소에서 나온 신호를 전기 신호로 변환한다.
4. 보조 전원(Auxiliary power supply)
   측정 요소에서 출력되는 전기 신호에 필요한 에너지를 공급한다.

20톤 계량 모듈은 본질적으로 질량(무게) 신호를 측정 가능한 전기 신호로 변환하는 장치이다.
계량 모듈의 핵심 구성 요소인 로드셀(load cell)은 주로 다음의 4가지 부분으로 구성된다.

1. 감지 요소(Sensitive element)
   측정 대상의 무게를 직접 감지하며, 그 질량과 관련된 물리량을 출력한다.
2. 변환 요소(Transforming element)
   감지 요소에서 출력된 물리량을 측정하기 쉬운 신호로 변환한다.
3. 측정 요소(Measuring element)
   변환 요소에서 출력된 측정 가능 신호를 전기 신호로 변환한다.
4. 보조 전원(Auxiliary power supply)
   측정 요소에서 출력되는 전기 신호에 필요한 에너지 공급원을 제공한다.

10톤 계량 모듈은 센서 응용 구조의 새로운 형태로,
전단 빔(Shear Beam) 로드셀의 고정밀도와 장기 안정성을 보장함과 동시에,
부적절한 설치로 인해 발생하는 계량 오차 문제를 효과적으로 해결한 실용적인 센서 구조 부속품이다.

이 계량 모듈은 다음과 같은 구성 요소로 이루어져 있다.

• 상부 플레이트(Top plate)
• 하부 베이스 플레이트(Base plate)
• 로드셀(Load cell)
• 하중 지지 컬럼(Load supporting column)
• 지지 볼트(Supporting bolts)

하중 지지 컬럼과 상부 플레이트의 구조 차이에 따라 계량 모듈은 다음의 3가지 구조 형식으로 나뉜다.

• 고정형(Fixed)
• 반부동형(Semi-floating)
• 부동형(Floating)

계량 시스템에서는 일반적으로

• 고정형 모듈 1개,
• 반부동형 모듈 1개,
• 나머지는 부동형 모듈로 구성된다.

보통 3개 또는 4개 한 세트로 구성되며,

• 3개 세트는 3점 지지 방식,
• 4개 세트는 4점 지지 방식에 사용된다.

계량 모듈은 다양한 형태의 용기에 쉽게 설치할 수 있어 기존 설비의 개조에도 매우 적합하다.
컨테이너, 호퍼(hopper), 반응기(reactor) 등에 계량 모듈을 추가하기만 하면 완전한 계량 시스템으로 전환할 수 있다.

10톤 계량 모듈과 로드셀의 관계

10톤 계량 모듈은 때로는 **로드셀(load cell)**이라고 불리며,
20T 계량 모듈 역시 **“트랜스미터(transmitter)”**라고 불리기도 한다.
이들은 모두 아날로그 제어 방식에 속한다.

외부 하중(압력)의 변화에 따라 스트레인 게이지의 저항값이 변하고,
그 결과 전류 또는 전압 신호가 출력된다.
물론 이는 로드셀의 한 종류일 뿐이며, 센서의 종류에는 다음과 같은 다양한 형태가 존재한다.

• 광전식
• 유압식
• 전자기력식
• 정전용량식
• 자기극 변화식
• 진동식
• 자이로식
• 저항 스트레인식

그러나 현재 실무에서 사용되는 로드셀 제품은 대부분 모듈화 설계를 채택하고 있어,
안전하고 설치가 간편하다.

계량 모듈은 고정형, 반부동형, 완전 부동형 구조로 설치할 수 있으며,
이를 통해 계량 시스템의 보정이 가능하고 자동 제어 시스템 구현도 실현할 수 있다.