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차량 계근기(자동차 저울)는 이 업계에 종사하지 않는 많은 사람들에게 매우 생소한 장비일 수 있습니다. 많은 고객들이 휴대용 차축 하중 계측기를 구매하고자 하지만, 제품 성능에 대한 이해 부족으로 인해 구매를 포기하는 경우도 적지 않습니다.

일부 고객들은 구매 전에 충분히 조사했다고 생각하지만, 실제로는 자신도 모르게 잘못된 선택을 하거나, 운 좋게 적합한 제품을 구매하는 경우도 있습니다. 이 과정에는 경험과 운이 모두 필요하며, 무엇보다 차축 하중 계측기를 선택할 때 신뢰할 수 있고 전문적인 제조사를 찾는 것이 매우 중요한 요소입니다.

휴대용 차축 하중 계측기 선택 시 기본 인식

휴대용 차축 하중 계측기는 기술적 요소가 매우 높은 제품입니다. 초보자의 경우 반드시 관련 지식을 숙지해야 하며, 제품의 실제 사용 환경과 목적에 맞게 선택해야 합니다. 단순히 가격만을 기준으로 판단해서는 안 되며, 제품 품질, 정확도, 내구성, A/S 서비스 등을 종합적으로 고려해야 합니다.

휴대용 차축 하중 계측기 선택 시 주의사항

1. 로드셀(Load Cell)

로드셀은 차량 계근기 전체 장비의 “심장”에 해당하는 핵심 부품입니다. 즉, 차축 하중 계측기의 핵심 센서입니다. 로드셀을 잘못 선택하면 비용 낭비는 물론, 차축 하중 계측기의 전체 정확도와 수명에도 악영향을 미치게 됩니다.

휴대용 차축 하중 계측기는 압력 센서 방식의 로드셀을 사용하며, 여러 차례의 보정 공정과 A/D 디지털 선형 처리 기술을 적용하였습니다. 이로 인해 조정 과정에서 센서 간 정확도가 서로 간섭하지 않으며, 영점 및 저항 매칭 문제를 효과적으로 해결하였습니다.

• 정확도:
  • 정적 측정: ±5‰FS 이내
  • 동적 측정: ±3%FS 이내

동종 업계의 유사 제품과 비교했을 때 뚜렷한 성능 우위를 가지고 있습니다.

2. 내하중 및 충격 성능

차량 계근기는 고하중 및 고충격 상태의 제한 하중 차량을 상대해야 하므로, 우수한 압력 및 충격 내성을 반드시 갖추어야 합니다. 하중 지지 능력과 과부하 저항 성능이 모두 뛰어나야 하며, 열악한 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있어야 합니다.

차축 하중 계측기의 성능 특징

차축 하중 계측기는 고정밀 센서를 채택하고 있으며, 수년간의 실제 사용자 경험을 통해 닝보 성방은 본 제품이 정확도, 안정성, 방수 성능, 반복 측정 정확도 면에서 업계 최고 수준임을 확인하였습니다. 본 제품은 중·대형 하중 계측 분야에서 신뢰할 수 있는 품질로 높은 평가를 받고 있습니다.

계량 플랫폼은 다양한 규격으로 제공되며, 경량 소재로 제작되었고 진입용 경사로가 일체형으로 설계되어 있어 휴대, 운송, 설치가 매우 용이합니다. 또한 표시, 설정, 보정, 조작, 인쇄, 통신 기능 등을 모두 갖추고 있어 사용이 간단하고 직관적입니다.

차축 하중 계측기 사용 시 주의사항

1. 차축 하중 계량 플랫폼 위에 차량을 장시간 주차하거나 잡동사니를 쌓아두지 마십시오. 오염된 차량은 바로 측정하지 말고 세척 후 물방울이 거의 떨어지지 않는 상태에서 측정해야 합니다.
2. 정격 하중을 초과한 차량은 차축 하중 계량 플랫폼 위로 진입하는 것을 금지합니다.
3. 차축 하중 계측기는 정밀 전자 장비이므로, 빗물에 젖은 차량은 물기를 제거한 후 측정해야 하며, 물이 고여 있는 도로 위에 직접 설치해서는 안 됩니다.
4. 차축 하중 계측기 내부로 물이 유입되지 않도록 주의하고, 센서는 항상 건조한 상태를 유지해야 정상 작동합니다.
5. 차량이 계량 플랫폼에 진입할 때는 속도를 낮추어 충격으로 인해 계량판이 손상되지 않도록 해야 합니다.

차량용 차축 하중 계측기 유지보수 방법

1. 사용 후에는 반드시 계측기를 청소하고, 계량판 표면과 틈새에 끼어 있는 먼지 및 이물질을 제거해야 합니다.
2. 차량 통과 후 상부 계량판이 정상 위치로 복귀했는지 확인해야 합니다. 정상 위치란 상부 계량판의 계량 영역이 올바르게 정렬된 상태를 의미합니다.

4판식 정적 휠 하중 계측기

4판식 정적 휠 하중 계측기는 유선형과 무선형 두 가지로 나뉩니다. 고객의 사용 요구에 따라 선택할 수 있으며, 두 방식 모두 시장에서 높은 평가를 받고 있습니다.

이 시스템은 차량의 4개 바퀴에 대한 휠 하중, 전·후 차축 하중, 좌·우 하중 및 차량 총중량을 측정할 수 있습니다. 4개의 차축 하중 플레이트를 동시에 연결하여 정적 계량이 가능하며, 4개 바퀴의 하중을 동시에 표시합니다. 일반적인 버튼식 계측기보다 조작이 훨씬 간편하고 효율적입니다.

데이터 통신 및 기술 특징

4판식 정적 휠 하중 계측기(유선형 휴대용 / 무선형 휴대용 차축 하중 계측기)는 데이터 통신 기능을 갖추고 있으며, 데이터 통신 인터페이스를 통해 마이크로컴퓨터 및 PC와 연결하여 측정 데이터를 교환할 수 있습니다.

로드셀은 신형 용접 제조 기술을 적용하였으며, 회로 보호를 위해 내부에 헬륨 가스를 충전하였습니다. 보호 등급이 매우 높고, 필드버스(Fieldbus) 기술을 채택하여 통신 속도가 매우 빠르며 통신 오류 보정 기능도 갖추고 있습니다. 통신 프로토콜의 보안성이 뛰어나 측정 데이터의 정확도와 신뢰성이 매우 높습니다.

기술의 발전과 함께 크레인 스케일에 대한 요구 수준도 점점 높아지고 있습니다. 크레인 스케일의 정확도에 영향을 미치는 주요 요소로는 기계 구조, 센서, 디지털 표시 계기가 있습니다. 기계 구조 측면에서는 재료 구조의 강도와 강성 한계로 인해 하중 전달 과정에서 오차가 발생할 수 있으며, 이로 인해 센서 출력 특성이 비선형적으로 나타날 수 있습니다.

이러한 비선형 오차(linearity error)는 무시할 수 없는 요소입니다. 따라서 고정밀 계량이 요구되는 환경에서는 크레인 스케일이 시스템의 비선형성을 자동으로 실시간 보정할 수 있어야 합니다. 또한 정확하고 안정적인 표시를 보장하기 위해, 계기의 내부 분해능은 일반적으로 외부 표시 분해능보다 4배 이상 높아야 하며, 이를 위해 충분한 변환 비트 수를 가진 고정밀 ADC가 필요합니다. 하지만 고정밀 ADC의 사용은 시스템 비용 증가로 이어집니다.

이러한 크레인 스케일의 현황을 바탕으로, 본 글에서는 단일 칩 마이크로컨트롤러(MCU)와 로드셀을 기반으로 한 고정밀 지능형 크레인 스케일 설계 방안을 제시합니다. 시스템의 비선형성을 실시간으로 보상함으로써 측정 정확도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 그렇다면 이러한 크레인 스케일은 누가 필요로 할까요?

1. 크레인 스케일 개요

수천 년 동안 사람들은 지레의 모멘트 평형 원리를 이용한 기계식 저울을 사용해 왔으며, 소형 저울부터 대형 트럭 저울, 철도용 계량기까지 그 범위가 매우 다양했습니다. 그러나 약 10여 년 전 전자 기술의 급속한 발전으로 인해 새로운 계량 방식인 행잉 스케일(크레인 스케일)이 등장하게 되었습니다.

2. 어떤 사람이 어떤 크레인 스케일을 사용하는가

크레인 스케일은 일반적으로 센서(로드셀)와 2차 계기(표시 장치)로 구성됩니다. 크레인 스케일의 작동 원리는 다음과 같습니다. 계량 시 하중이 센서에 가해지면, 센서는 이를 전기 신호로 변환하고, 이 신호는 2차 계기에서 증폭·처리되어 디지털 방식으로 중량 값이 표시되며, 일부 모델은 출력 또는 기록 기능도 제공합니다.

1) 센서 종류

크레인 스케일에 사용되는 센서는 다양하며, 센서의 동작 원리에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

• 저항식 스트레인 게이지 센서
  소형이면서 정밀도가 높지만, 온도와 습도 등 환경 요인의 영향을 받기 쉬워 작동 안정성이 떨어질 수 있습니다. 그러나 밀봉, 단열, 보상 등의 조치를 통해 환경 요인의 영향을 크게 줄일 수 있으며, 현재 가장 널리 사용되는 센서입니다.
• 정전용량식 센서
  크기가 비교적 크고 정밀도는 저항식 센서보다 약간 떨어지지만, 용량 변화가 주파수 변화로 쉽게 변환될 수 있어 디지털 처리에 유리합니다. 이로 인해 센서와 2차 계기를 포함한 전체 시스템의 종합 정확도를 향상시킬 수 있습니다.
• 유도식 센서
  환경 영향에 강하고 내구성이 우수하지만 정밀도가 낮아, 주로 하중 제한이나 배합 계량 등 정밀도가 크게 요구되지 않는 용도에 사용됩니다.

2) 크레인 스케일의 종류와 적용 분야

크레인 스케일은 빠르게 발전하여 거의 모든 기계식 저울 유형을 포괄하게 되었으며, 그 특성상 기계식 저울로 구현하기 어려운 새로운 형태도 추가되었습니다. 예를 들어 후크형 크레인 스케일, 트롤리형 크레인 스케일, 동적 벨트 스케일 등이 있습니다.

물류 유통 분야에서는 1톤 이상 계량 범위의 크레인 스케일이 널리 사용되고 있으며, 그 주요 장점은 다음 세 가지입니다.

1. 작업 공정을 줄이고 작업량을 감소시켜 생산 효율을 향상시킴
2. 계량 작업자의 노동 강도를 낮추고 인적 계량 오류를 감소시킴
3. 자동화 시스템 구축에 유리함

트롤리형 크레인 스케일과 후크형 크레인 스케일은 자재 상·하차 과정에서 계량을 동시에 수행할 수 있어 작업 효율 향상에 큰 역할을 합니다.

3) 트롤리형 크레인 스케일

트롤리형 크레인 스케일은 브리지 크레인의 트롤리 부분에 센서를 설치하는 방식으로, 트롤리의 인양 장치가 네 개의 센서에 의해 지지됩니다. 센서와 운전실 내 2차 계기는 케이블 또는 무선 신호로 연결할 수 있습니다.

이 방식은 계량 작업이 빈번한 오버헤드 크레인에 특히 적합하며, 작업 환경과 사용 조건에 대한 적응성이 뛰어납니다.

4) 후크형 크레인 스케일

후크형 크레인 스케일은 크레인 후크에 센서가 내장된 스케일 본체를 걸고, 그 아래에 계량 대상물을 매다는 구조입니다.

• 일체형 후크 스케일
  센서와 2차 계기가 스케일 본체에 통합되어 있으며, 계량 시 중량이 디지털 표시 또는 LCD로 직접 표시됩니다.
  • LED(디지털 튜브): 야간이나 실내 등 저조도 환경에 적합
  • LCD: 밝은 환경에 적합
  사용은 간편하지만, 계량 시 스케일 본체가 지면에서 수 미터 높이에 위치하므로 중량 확인 시 주의가 필요합니다.
• 분리형 후크 스케일
  스케일 본체에 무선 송신기를 장착하고, 별도의 2차 계기에서 무선 신호를 수신하여 중량을 표시합니다.
  이 방식은 충격에 강하고 사용이 편리하며, 2차 계기는 탁상형, 휴대형, 핸드헬드형, 대형 전광판형 등 다양한 형태로 제공됩니다.

크레인 스케일은 하나의 스케일 본체에 여러 형태의 2차 계기를 동시에 연결할 수 있어, 사용자는 필요에 따라 하나 또는 여러 개를 선택할 수 있습니다. 과거에는 신호 케이블을 사용하는 후크형 크레인 스케일도 있었으나, 사용상의 불편함으로 현재는 거의 사용되지 않습니다.

3. 크레인 스케일의 향후 발전 방향

1. 신뢰성과 내구성의 지속적 향상
   크레인 스케일은 기계식 저울보다 부품 수가 많고 전자 부품 비중이 높아 고장 확률이 상대적으로 높습니다. 따라서 신뢰성과 내구성 향상이 경쟁력의 핵심 요소입니다.
2. 원가 절감
   현재 크레인 스케일의 가격은 여전히 기계식 저울보다 높아 보급에 제약이 있습니다. 전자 부품 가격 하락과 함께 제조 비용 절감을 통해 판매가 인하가 가능할 것으로 보입니다.
3. 2차 계기의 기능 확장 및 신기능 개발
   예를 들어 데이터 저장 용량을 확대하여 컴퓨터와의 데이터 전송을 용이하게 하고, 음성 안내 기능을 추가할 수 있습니다. 또한 사용자 요구에 따라 자동화 생산 공정 제어에 참여할 수 있도록 맞춤형 설계도 가능합니다.

크레인 스케일은 어떻게 영점을 맞추나요?

동적 중량 선별기의 정확도, 즉 제품 중량을 감지하는 오차 범위는 각 장비마다 설정된 선택 정확도가 있습니다. 그러나 크레인 스케일을 포함한 계량기의 정확도는 장비 자체의 품질뿐만 아니라 다양한 외부 요인의 영향을 받습니다. 크레인 스케일의 정확도를 판단하는 방법과 오차가 발생했을 때 보정(캘리브레이션)하는 방법을 소개합니다.

1. 국내외 로드셀 기술 발전 현황

산업용 및 상업용 전자저울에 사용되는 로드셀 기술과 제조 공정은 미국, 독일 등 선진 공업국의 유명 제조사가 국제 시장에서 오랫동안 선도적인 위치를 차지해 왔으며, 국내 대형 로드셀 제조업체들은 여전히 시장 추격자 또는 도전자의 입장에 놓여 있습니다.

현재 국제 시장에서의 로드셀 기술 경쟁은 다음과 같은 분야에 집중되어 있습니다.

• 제품의 정확도, 안정성, 신뢰성 경쟁
• 제조 기술 및 제조 공정 경쟁
• 첨단 기술을 적용한 신제품 및 독자적인 지식재산권을 보유한 제품 개발 경쟁

각 로드셀 제조사는 핵심 경쟁 기술을 육성하고 핵심 경쟁 제품을 구축하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다.

최근 몇 년간 국제 계량기 산업 전시회에 출품된 제품과 시장 선도 기업들의 제품 분석 결과, 이들 기업의 공통적인 목표는 다음과 같습니다.

• 더 우수한 탄성체 소재 사용
• 저항 스트레인 게이지 보상 부품에 대한 기술 요구 사항 강화
• 환경 스트레스 스크리닝 기준 강화
• 제조 공정의 정밀화
• 회로 보상 공정의 완성도 향상
• 외관 품질의 고급화

로드셀의 정확도, 안정성, 신뢰성은 가장 중요한 품질 지표이자 사용자들이 가장 중요하게 여기는 요소입니다. 이에 따라 관련 기업들은 구조 설계, 제조 공정, 회로 보상 및 조정, 안정화 처리 등 다양한 측면에서 연구와 실험을 진행해 왔으며, 큰 진전을 이루었습니다.

2. 전자식 크레인 스케일 정확도에 영향을 미치는 외부 요인

전자식 크레인 스케일은 후크 감지와 센서 신호 전송을 통해 디지털 방식으로 중량을 표시하는 계량 장비입니다. 센서를 통해 데이터를 전달하는 모든 장비는 결과 정확도에 대한 요구가 높으며, 특히 고중량 물체를 고정밀로 측정할 경우 다양한 요인으로 인해 측정 오차가 발생할 수 있습니다.

1) 환경 요인

습한 환경은 전자식 크레인 스케일에 일정한 영향을 미칠 수 있습니다. 센서에 방습 처리가 되어 있지 않다면 내부가 개방된 상태와 같아, 공기 중 습도가 높을 경우 내부 부식이 발생하여 감도가 저하되고 계량 결과에 영향을 미칩니다. 따라서 전문 방수형 유선 크레인 스케일이 아닌 경우에는 반드시 건조한 환경에서 사용해야 정확한 계량이 가능합니다.

2) 사용자 조작 및 주변 환경 간섭

표준 작업 절차에 따라 조작하지 않거나, 전문 교육을 받지 않은 상태에서 조작할 경우 측정 오차가 발생할 수 있습니다. 또한 사용 중에는 동일 주파수를 사용하는 디지털 장비나 크레인 스케일이 주변에 존재하지 않도록 주의해야 합니다. 이러한 장비는 신호 간섭을 일으켜 데이터 손실이나 측정 오류를 유발할 수 있습니다.

이와 같은 외부 요인들은 무선 크레인 스케일 계량 결과의 부정확성을 초래할 수 있으므로, 디지털 크레인 스케일 사용 시 이러한 요인을 최대한 피할 것을 권장합니다.

3. 크레인 스케일의 영점 설정 및 보정 방법

계량기의 보정이란 계량기 내부 파라미터를 설정·조정하는 작업을 의미합니다. 처음 출고된 장비이거나 계량 시스템의 일부가 변경되어 기존 보정 파라미터가 사용자 요구를 충족하지 못하는 경우에는 반드시 계량기 보정을 수행해야 합니다. 보정 파라미터는 계량 결과에 직접적인 영향을 미칩니다.

오조작을 방지하기 위해 관리자 또는 시스템 관리자 계정으로만 계량기 보정이 가능하도록 되어 있으며, 해당 사용자로 로그인해야 합니다.

국가 표준에 따라 계량기 보정 파라미터는 비밀번호로 보호되어 있으며, 보정 메뉴에 진입할 때 올바른 비밀번호를 입력해야 합니다. 보정 비밀번호를 변경하려면 보정 화면에서 임의의 파라미터를 클릭한 후 팝업창에서 [비밀번호 변경]을 선택하면 됩니다.

보정 화면에서는 두 가지 보정 방식이 제공됩니다.

• 중량 보정
• 이론값 보정

보정 절차는 다음과 같습니다.

1) 영점(무하중) 보정

영점 보정이란 계량 플랫폼의 0점을 설정하는 과정입니다. 영점 보정에는 자동 취득 방식과 수동 입력 방식이 있습니다. 신규 장비이거나 계량 구조가 변경된 경우에는 반드시 자동 취득 방식을 사용해야 합니다.

자동 취득 방식

• 조건: 계량 버킷이 비어 있고, 플랫폼이 안정된 상태
• 절차: 플랫폼을 비운 후 계측기에 표시되는 현재 밀리볼트(mV) 값을 확인하고 [영점 보정] 버튼을 눌러 현재 상태를 0점으로 설정합니다.

수동 입력 방식

• 영점에 해당하는 밀리볼트 값을 직접 입력합니다.
• [영점 입력] 버튼을 클릭한 후 팝업창에 기록된 영점 전압 값을 입력하여 보정을 완료합니다.
• 이 전압 값은 이전 중량 보정 시 기록된 데이터입니다.

2) 중량 보정

중량 보정은 실제 분동(표준 중량)을 사용하여 현장에서 수행하는 보정 방식입니다.

절차는 다음과 같습니다.

1. 계량 단위, 소수점 위치, 눈금 값 등 계량기 파라미터를 필요에 따라 설정합니다.
2. 영점 보정은 앞서 설명한 영점 보정 절차에 따라 수행합니다.
3. 분동을 계량 플랫폼에 올리고 안정된 후 [중량 보정] 버튼을 클릭합니다.
4. 팝업창에 분동의 중량 값을 입력하고 확인을 누르면 중량 보정이 완료됩니다.

3) 이론값 보정

이론값 보정은 연결된 로드셀의 감도 값과 정격 용량을 입력하여 계량기를 보정하는 방식입니다.

절차는 다음과 같습니다.

1. 계량 단위, 소수점 위치, 눈금 값 등 계량 파라미터를 설정합니다.
2. [이론값 보정]을 클릭하고, 팝업창에 로드셀의 총 용량을 입력합니다.
   (여러 개의 로드셀을 사용하는 경우, 전체 용량의 합계를 입력)
3. 로드셀의 감도 값을 입력합니다.
   (여러 개의 로드셀 사용 시 평균 감도 입력)
4. [이론값 유효] 스위치를 켜면 화면에 “이론값 보정 유효”가 표시됩니다.

4. 결론

다기능 전자저울은 보안성, 신뢰성, 정확성, 첨단 기술, 간단한 구조 등의 장점으로 많은 사용자에게 사랑받고 있으며, 상업 활동 전반에 걸쳐 점점 더 폭넓게 활용되고 있습니다. 이는 사람들의 경제 활동에 큰 편의를 제공합니다.

이 과정에서 마이크로컨트롤러(MCU)는 핵심적인 역할을 담당하고 있으며, 그 응용 범위는 앞으로 더욱 확대될 것입니다.

사회·경제·기술의 지속적인 발전과 함께 사람들은 안전 문제에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있으며, 제품 안전에 대한 요구 수준도 날로 높아지고 있습니다. 그중에서도 인양(리프팅) 기계의 안전은 국가 품질감독 기관이 중점적으로 관리하는 분야 중 하나입니다. 최근 수년간 발생한 다수의 중대 인양 안전 사고로 인해 이 분야는 더욱 주목을 받게 되었습니다.

크레인 스케일은 인양 기계 시스템에서 중간 연결 장치로 사용되므로, 그 안전성 또한 반드시 주목해야 합니다. 크레인 스케일을 어떻게 올바르게 사용해야 안전하고 정확한 계량이 가능한지는 많은 실무자들에게 오랫동안 어려운 문제였습니다. 크레인 스케일을 올바르게 이해하고 사용하는 방법을 소개하고자 합니다.

1. 크레인 스케일 기계 안전의 중요성

일반적으로 0.5톤 이상의 행잉 스케일은 크레인에 사용됩니다. 크레인 스케일의 상단은 크레인에 연결되고, 하단은 슬링이나 스프레더(spreader)에 연결됩니다. 인양 기계 시스템의 중간 연결 장치로서, 크레인 스케일은 크레인 및 슬링과 동일한 수준의 안전 성능을 갖추어야 하며, 이를 통해 전체 인양 시스템의 안전을 보장해야 합니다.

계량기 부속품과 관련된 기계적 안전 사고는 주로 다음과 같은 형태로 나타납니다.

• 연결부 파손 또는 연결 부품의 탈락
• 로드셀 파손
• 후크(hook) 파손

크레인 스케일은 상품 거래 과정에서의 계량뿐만 아니라 산업 생산 공정의 제어 목적으로도 사용됩니다. 따라서 계량 대상은 일반 상품일 수도 있고, 용융 금속과 같은 위험 물질일 수도 있습니다. 크레인 스케일 안전 사고로 인한 피해는 단순히 화물 파손에 그치지 않고, 훨씬 더 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 그러므로 사고를 사전에 방지하기 위해 크레인 스케일의 안전성에 각별한 주의를 기울여야 합니다.

2. 인양 기계 관련 부품 및 스프레더의 안전 요구사항

크레인 스케일 로드셀의 상·하부에 연결되는 인양 기계 관련 부품과 스프레더는 구체적으로 각종 후크 및 다양한 형태의 스프레더를 의미합니다. 이들 부품에는 설계, 제조, 사용 및 유지보수에 관한 다양한 기술 표준과 안전 규정이 존재하며, 다음의 세 단계로 정리할 수 있습니다.

1) 설계 단계

① 하중 지지 구조는 단순해야 하며, 힘의 전달이 명확하고 직접적이어야 하고, 응력 집중을 최소화해야 합니다.
② 동하중, 마모, 부식, 온도, 작업 환경 등 다양한 요소가 안전 성능에 미치는 영향을 설계 시 고려해야 합니다.
③ 하중 지지 구조는 충분한 강도, 강성 및 안정성을 가져야 합니다.
④ 하중 지지 구조의 재질은 일반적으로 연신율과 충격 흡수 에너지가 높은 저합금강 사용을 권장합니다.

2) 제조 단계

① 하중 지지 부재의 표면 및 내부에는 사용에 영향을 줄 수 있는 결함이 없어야 하며, 우수한 피로 강도를 가져야 합니다.
② 단조품의 섬유 방향 및 압연품의 압연 방향은 하중 방향과 일치해야 하며, 가스 절단 등으로 발생한 열영향부는 반드시 제거해야 합니다.
③ 제조 재료 및 구매 부품은 제조사의 적합성 인증서 등 기술 문서를 갖추어야 하며, 그렇지 않은 경우 사용 전에 검사 및 성능 검증을 거쳐야 합니다.
④ 고강도 볼트 연결부는 설계 요구 사항에 따라 전용 공구를 사용해 체결해야 합니다.
⑤ 검사에 합격한 제품에는 쉽게 마모되지 않는 위치에 명확한 표시를 해야 하며, 적합성 인증서를 발급해야 합니다. 표시 내용에는 최소한 정격 인양 하중(허용 작업 하중), 검사 마크, 생산 번호, 제조일자, 제조사명이 포함되어야 하며, 제품에는 안전 사용 및 유지보수 설명서가 함께 제공되어야 합니다.

3) 사용 단계

① 사용 중 정기적인 안전 점검을 반드시 실시해야 합니다.
② 명확한 폐기(스크랩) 기준이 마련되어야 합니다.

3. 인양 기계 안전 기준으로 본 크레인 스케일 검토

1) 제조

제조 공정은 기계 안전을 보장하는 핵심 요소입니다.

① 재료 자체의 품질은 제품 안전에 매우 큰 영향을 미칩니다. 인양 구조 부품의 경우 화학 성분과 기계적 성질뿐만 아니라 금속 조직 검사도 필수적입니다. 특히 노치 민감성이 높은 고강도 재료의 경우, 결정립 크기와 개재물 등급은 구조 부품의 피로 수명에 큰 영향을 미칩니다.

② 제조 기술 역시 크레인 스케일의 기계적 안전성에 중대한 영향을 미칩니다. 이는 주로 주요 하중 부품의 단조, 열처리, 기계 가공 과정에서 나타나며, 대형 제품의 경우 용접 공정도 포함됩니다. 대부분의 계량기 제조사는 규모가 작아 자체 단조 및 열처리 능력이 부족한 경우가 많으므로, 반드시 전문 제조업체를 선정하고 제품 인수 검사 단계를 강화해야 합니다. 특히 연결 나사 가공은 매우 중요합니다. 크레인 스케일의 주요 하중 지지 부품에 사용되는 나사는 직결식 후크 나사와 유사한 하중 조건을 받기 때문에, 국가 표준에는 재질, 열처리, 가공, 검사 방법 등에 대한 상세한 요구 사항이 규정되어 있습니다. 그러나 일부 제조사는 일반 체결 부품 기준으로 나사를 가공하여 인양 기계의 안전 요구를 충족하지 못하고 있습니다.

③ 제품 식별 표시 및 안전 사용·유지보수 설명서도 중요합니다. 크레인 스케일은 계량 제품으로서 정확도 등급과 계량기 제조 허가 정보는 명확히 표시되어 있으나, 인양 작업 등급을 표시하는 제조사는 매우 드뭅니다.

또한, 사용 중 기계적 안전과 관련된 주의 사항을 명확히 안내하는 제조사는 많지 않습니다.크레인 스케일은 외함(케이스)으로 기계 구조 및 전자 부품이 덮여 있어, 일반 크레인 작업자가 육안으로 안전 점검을 수행하기 어렵고 잠재적인 위험 요소를 발견하기도 쉽지 않습니다. 사용 횟수 제한이나 사용 수명 규정이 없는 점 또한 잠재적인 안전 위험 요소입니다.

4. 사용상의 문제점

제조사의 제품 식별 및 안전 사용·유지보수 안내 부족 외에도, 사용자 측면에서 발생하는 문제는 다음과 같습니다.

① 인양 과정 중 크레인 스케일의 하중 상태가 악화됨
② 하부 스프레더 선택이 부적절하여 크레인 스케일에 불리한 응력이 발생함
③ 상부 후크가 지나치게 커서 센서의 자유 회전을 제한하고, 이로 인해 크레인 스케일에 굽힘 모멘트가 발생함
→ 이는 특히 나사 연결 구조의 크레인 스케일에 매우 불리합니다.

5. 결론

크레인 스케일은 계량 제품이므로 계량 성능이 중요하지만, 안전은 모든 제품의 가장 기본적인 요구 사항이며 반드시 충분한 주의를 기울여야 합니다. 안전 문제는 설계, 재료, 제조, 사용, 감독 등 모든 단계와 밀접하게 관련되어 있습니다.

본 글은 개인적인 견해를 바탕으로 한 참고 자료에 불과하지만, 업계의 관심을 환기시키고 크레인 스케일의 기계적 안전 기준을 개선하여 산업 전반의 안전 수준을 높이는 데 기여하기를 바랍니다.

차축 하중 계측기는 고정밀 센서를 채택하고 있습니다. 계량 플랫폼은 다양한 유효 규격으로 제공되며, 경량 소재로 제작되었고 진입용 경사로(어프로치 브리지)가 일체형으로 설계되어 있습니다. 이로 인해 시스템은 휴대, 운송 및 설치가 매우 용이합니다. 표시, 설정, 보정, 조작, 인쇄, 통신 등 다양한 기능을 완비하고 있으며, 사용 방법이 간단하고 직관적입니다.

차축 하중 계측기 사용 시 주의사항

1. 차축 하중 계량 플랫폼 위에 차량을 장시간 주차하거나 잡동사니를 적치하지 마십시오. 오염된 차량은 바로 계측하지 말고 먼저 세척한 후, 물방울이 거의 떨어지지 않는 상태에서 측정해야 합니다.
2. 정격 하중을 초과한 차량은 차축 하중 계량 플랫폼 위로 진입하는 것을 금지합니다.
3. 차축 하중 계측기는 정밀 전자 제품이므로, 빗물에 노출된 차량은 물기를 제거한 후 측정해야 합니다. 물이 많이 떨어지는 상태에서는 측정할 수 없으며, 물이 고여 있는 도로 위에 직접 설치해서는 안 됩니다.
4. 차축 하중 계측기 내부로 물이 유입되지 않도록 주의하고, 센서는 항상 건조한 상태를 유지해야 정상적으로 작동합니다.
5. 차량이 차축 하중 계량 플랫폼에 진입할 때는 속도를 낮추어 충격으로 인해 계량 플랫폼이 손상되지 않도록 해야 합니다.

차량용 차축 하중 계측기 유지보수 방법

1. 사용 후에는 반드시 차축 하중 계측기를 청소하고, 계량판 표면과 틈새에 끼어 있는 이물질을 제거해야 합니다.
2. 차량이 통과한 후 상부 계량판이 정상 위치로 복귀했는지 확인하십시오. 정상 위치란 상부 계량판의 계량 영역이 올바르게 정렬된 상태를 의미합니다.

로드셀(load cell)은 흔히 계측기의 심장이라고 불립니다. 로드셀은 질량(하중) 신호를 측정 가능한 전기 신호로 변환하는 장치로, 그 성능은 전자식 계측기의 정확도와 안정성을 크게 좌우합니다.

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로드셀 선택의 4가지 핵심 요소

1. 안정성(Stability)의 선택

센서가 일정 기간 동안 성능 변화를 일으키지 않고 동일한 특성을 유지하는 능력을 안정성이라 합니다.
센서의 장기 안정성은 구조적인 요인뿐만 아니라 사용 환경의 영향을 크게 받습니다.

따라서 로드셀을 선택하기 전에는 반드시 현장 사용 환경을 충분히 검토하고, 환경에 적합한 센서를 선택하거나 환경 영향을 최소화할 수 있는 대책을 마련해야 합니다.

환경이 로드셀에 미치는 주요 영향은 다음과 같습니다.

1. 고온 환경
   • 센서 코팅 재료의 용융
   • 납땜부 손상
   • 탄성체의 구조 변화 및 응력 변화
2. 야외 환경
   • 먼지 및 습기로 인한 센서 단락 발생
3. 부식성 환경
   • 습기, 산성 물질 등에 의한 탄성체 손상
   • 전기적 단락 발생
4. 전자기 환경
   • 전자기장으로 인해 출력 신호에 잡음 발생
5. 가연성·폭발성 환경
   • 반드시 방폭형 센서 사용 필요

센서의 안정성은 정량적인 지표로 평가되며, 수명이 경과한 후에는 재교정을 통해 성능 변화 여부를 확인해야 합니다.
교체나 재교정이 어려운 장기 사용 환경에서는 안정성에 대한 요구 조건이 더욱 엄격해야 하며, 장시간 테스트를 견딜 수 있는 센서를 선택해야 합니다.

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2. 감도(Sensitivity)의 선택

일반적으로 센서의 선형 범위 내에서는 감도가 높을수록 유리합니다.
감도가 높으면 측정 대상에 대한 출력 신호가 커져 신호 처리에 유리하기 때문입니다.

그러나 감도가 너무 높으면 측정과 무관한 외부 잡음(노이즈) 또한 함께 증폭되어 측정 정확도를 저하시킬 수 있습니다.

따라서 센서는 다음 조건을 만족해야 합니다.

• 높은 감도
• 우수한 신호 대 잡음비(S/N 비) 확보
• 외부 간섭 신호 최소화

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3. 센서 개수 및 정격 용량(Range) 선택

① 센서 개수 선정

센서 개수는 전자저울의 구조와 지지점 수에 따라 결정됩니다.
지지점은 저울 구조상 기하학적 중심과 실제 하중 중심이 일치하도록 배치해야 합니다.

② 센서 용량 선정

다음 요소들을 종합적으로 고려하여 센서 정격 용량을 결정해야 합니다.

• 최대 계량 중량
• 센서 개수
• 저울 자체 중량
• 최대 편하중
• 동적 하중

일반적인 경험 기준:

• 센서는 정격 용량의 30~70% 범위에서 사용하는 것이 이상적
• 충격이 크거나 변동 하중이 있는 경우에는
  정격 용량의 20~30% 범위에서 사용하도록 선택
  → 센서의 수명과 안전성 확보

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4. 정확도(Accuracy)의 선택

정확도는 센서의 핵심 성능 중 하나로, 전체 계측 시스템의 측정 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다.
정확도가 높을수록 가격도 높아지므로, 필요 이상으로 높은 정확도의 센서를 선택할 필요는 없습니다.

즉, 전체 측정 시스템의 정확도 요구사항을 만족하는 범위 내에서 가장 경제적인 센서를 선택하는 것이 바람직합니다.

• 정성 분석(비교 목적)
  → 반복성이 좋은 센서 선택, 절대 정확도는 중요하지 않음
• 정량 분석(정확한 수치 필요)
  → 요구 정확도를 충족하는 센서 선택 필수

정확도 선택 시 충족해야 할 조건

1. 계측기 입력 요구 충족
   • 센서 출력 신호는 계측기가 요구하는 최소 입력 신호 이상이어야 함
2. 전체 전자저울 정확도 충족
   • 전자저울은 저울대, 로드셀, 계측기(인디케이터)로 구성

로드셀은 질량(하중) 신호를 측정 가능한 전기 신호로 변환하는 센서입니다. 로드셀은 변환 방식에 따라 여러 종류가 있지만, 그중 저항 스트레인 게이지 방식이 가장 널리 사용됩니다.
계량 센서에서 가장 중요한 요소는 정확성과 신뢰성이며, 이를 위해 반드시 각차(코너 오차) 현상이 발생하지 않도록 해야 합니다.

각차(코너 오차)란 무엇인가?

저울의 플랫폼 위에 같은 무게의 물체를 서로 다른 위치(모서리, 가장자리 등)에 올렸을 때, 측정된 무게 값 사이에 차이가 발생하는 현상을 각차라고 합니다.
이 차이의 절대값이 허용 기준 이상이면, 해당 저울은 각차가 있다고 판단합니다.

각차가 미치는 영향

각차가 존재하면 로드셀의 측정 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다.
하지만 이 오차는 비교적 눈에 잘 띄지 않는 특성이 있어, 전문 지식이 없는 사용자는 발견하기 어렵습니다.

일반적으로 사용자는 저울 중앙에만 물체를 올려 테스트하는 경우가 많습니다. 중앙에서는 정확하게 측정되기 때문에, 저울 전체가 정확하다고 오해하기 쉽습니다. 그러나 실제로는 중앙이 아닌 위치에 하중이 가해질 때 오차가 발생할 수 있으며, 이 문제는 사용 중 쉽게 드러나지 않습니다.

각차 발생 원인

각차는 주로 다음과 같은 이유로 발생합니다.

• 출고 시 로드셀 간 감도 및 특성의 미세한 불일치
• 설치 환경의 영향
• 현장 설치 조건 및 구조적 제한
• 여러 개의 로드셀을 병렬로 사용하는 경우 하중 분배 불균형

이러한 요인들이 복합적으로 작용하여 저울 전체의 균형이 무너질 수 있습니다.

해결 방법

이 문제를 해결하기 위해서는 정션 박스(Junction Box)를 사용해야 합니다.

• 각 로드셀의 감도(Sensitivity)를 조정
• 로드셀 간 출력 임피던스(Output Impedance)를 최대한 동일하게 맞춤
• 여러 개의 로드셀이 균형 있게 하중을 분담하도록 조정

이를 통해 저울 전체의 균형을 맞추고, 각차를 제거하여 정확하고 신뢰성 있는 계량 성능을 확보할 수 있습니다.

레벨 센서를 동결 방지 장치와 함께 사용할 경우, 특히 저압 환경에서는 설치 시 각별한 주의가 필요합니다. 현장에서는 압력 차이가 자주 발생하며, 이로 인해 계측기의 설치 품질과 신뢰성에 대한 요구 수준이 매우 높아집니다.

아래는 레벨 센서 설치 시 반드시 고려해야 할 주요 사항입니다.

1. 압력 균형 유지
   레벨 센서의 액주(압력 헤드)가 항상 균형을 유지하도록 설치해야 정확한 수위 측정이 가능합니다.
2. 측정 매질에 대한 내식성 및 내열성 확보
   트랜스미터는 측정 매질로 인한 산화 또는 과열에 충분히 견딜 수 있어야 하며, 특히 부식성 환경에서는 재질 선택이 중요합니다.
3. 압력 배관은 가능한 한 짧게 설치
   압력 배관이 길어질수록 신호 지연 및 오차가 증가하므로, 가능한 한 짧게 설치하는 것이 바람직합니다.
4. 도압관 내부의 액체 고임 방지
   도압관 내에 액체가 고이지 않도록 설치 각도와 배관 경로를 적절히 설계해야 합니다. 액체 축적은 압력 전달 오류를 유발할 수 있습니다.
5. 압력 배관 설치 환경 고려
   압력 배관은 다음 조건을 만족하는 위치에 설치해야 합니다.
   • 온도 변화(온도 구배)가 작은 곳
   • 온도가 안정적인 장소
   • 충격이나 진동이 없는 위치
6. 설치 위치의 일관성 유지
   레벨 센서는 일반적으로 측정 범위가 작기 때문에, 설치 위치가 다르거나 센서에 불균일한 힘이 가해질 경우 압력 변화로 인해 측정 오차가 발생할 수 있습니다.

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요약

레벨 센서의 정확하고 안정적인 동작을 위해서는 압력 균형, 배관 길이 및 경로, 설치 환경, 기계적 스트레스를 종합적으로 고려한 올바른 설치가 매우 중요합니다. 이를 준수하면 측정 정확도와 센서 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다.

압력 센서의 정확한 측정은 매우 중요한 요소입니다.
정확한 측정을 위해서는 압력 센서를 올바르게 선택하고 교정하는 것뿐만 아니라, 전체 시스템의 올바른 설치가 반드시 필요합니다.

시스템의 올바른 설치에는 다음 요소가 포함됩니다.

• 압력 포트의 개구 위치 선정
• 연결 배관의 적절한 배치
• 계측기의 정확한 설치 위치

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압력 센서 압력 포트 올바른 설치 단계

1. 배관의 굴곡·분기·와류 발생 구간 피하기

압력 포트는 다음 위치를 가능한 한 피해야 합니다.

• 배관이 굽어지는 곳
• 배관이 분기되는 지점
• 유체 와류(소용돌이)가 형성되는 구간

이러한 위치에서는 압력이 불안정해져 측정 오차가 발생할 수 있습니다.

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2. 배관 내 돌출물 앞쪽에 설치

배관 내부에 밸브, 필터, 오리피스 등 돌출 구조물이 있는 경우,

• 압력 포트는 **돌출물 바로 앞쪽(상류측)**에 설치해야 합니다.

돌출물 뒤쪽에서는 유속 변화와 난류로 인해 정확한 압력 측정이 어렵습니다.

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3. 넓은 용기에서는 유속이 안정된 위치 선택

넓은 탱크나 용기에서는,

• 압력 포트를 유체 흐름이 안정적이고
• 와류가 발생하지 않는 영역에 설치해야 합니다.

이를 통해 평균적인 실제 압력을 정확하게 측정할 수 있습니다.

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4. 압력 측정은 전체 측정 시스템으로 이루어짐

압력 센서의 측정은 단순히 센서 하나만의 문제가 아니라,

• 센서
• 압력 포트
• 배관
• 설치 위치

를 포함한 전체 측정 시스템을 통해 이루어집니다.

따라서 위에서 언급한 설치 조건을 충족해야 정밀한 압력 측정 시스템이 완성됩니다.

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5. 공정 압력에 따라 압력 포트 위치 결정

압력 포트 위치는 측정하려는 공정 압력의 특성에 따라 결정해야 하며,

• 실제 측정 목적에 맞는 위치를 선택하는 것이 중요합니다.

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6. 밸브 근처 압력 측정 시 설치 거리 기준

압력 포트를 밸브 근처에 설치해야 하는 경우, 다음 기준을 따라야 합니다.

• **압력 포트가 밸브 앞쪽(상류)**에 있을 경우
  → 밸브와의 거리는 배관 직경의 최소 2배 이상
• **압력 포트가 밸브 뒤쪽(하류)**에 있을 경우
  → 밸브와의 거리는 배관 직경의 최소 3배 이상

이 기준은 밸브로 인한 압력 교란을 최소화하기 위함입니다.

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요약

압력 센서의 압력 포트를 올바르게 설치하기 위해서는:

• ✔ 와류 및 난류 구간 회피
• ✔ 배관 구조물의 영향 최소화
• ✔ 유체 흐름이 안정된 위치 선정
• ✔ 밸브와의 충분한 거리 확보

가 필수적입니다.

올바른 설치는 측정 정확도 향상, 센서 보호, 시스템 신뢰성 확보로 이어집니다.