인장 로드셀은 측정된 인장력을 다양한 전기 신호 형태로 직접 변환할 수 있어, 자동화 시스템의 중앙 집중식 감지 및 제어 요구를 충족하기에 편리합니다.
따라서 산업 생산 현장에서 널리 사용됩니다.
- 인장 로드셀은 단순한 인장 측정 외에도, 액체/가스 유량, 속도, 수위, 고도 등 다른 물리량을 간접적으로 측정하는 데 활용될 수 있습니다.
- 또한, 고속 변화하는 인장을 동적으로 측정하도록 설계된 인장 로드셀도 있습니다.
- 예: 엔진 실린더의 연소 인장 모니터링, 터빈 엔진 내 가스 인장 측정
- 이런 센서는 보통 석영 등 압전 재료로 제작됨
- 일부 인장 로드셀은 **이진 동작(Binary Mode)**으로 작동합니다.
- 인장이 특정 값에 도달하면 회로를 켜거나 끄는 방식
- 이런 형태를 **인장 스위치(Tension Switch)**라고도 함
주요 적용 분야
1. 유압 시스템(Hydraulic System)
- 인장 로드셀은 **힘의 폐루프 제어(Closed-loop Control)**에 사용
- 제어 스풀(Control Spool)이 급작스럽게 이동하면, 시스템 작동 인장의 수배에 달하는 피크 인장이 순간적으로 발생
- 일반 유압 장치에서 이러한 극한 조건을 고려하지 않으면 로드셀 파손 가능
- 해결 방법: 충격 방지형(Shock-resistant) 인장 로드셀 사용
- 방법 1: 변형률계(Strain Gauge) 칩 변경
- 방법 2: 외부 코일 연결
- 유압 시스템에서는 주로 첫 번째 방법 사용 (설치 용이, 펌프의 지속적 인장 맥동 대응 가능)
2. 안전 제어 시스템(Safety Control System)
- 공기 압축기(Air Compressor) 등 장치의 안전 관리 시스템에서 사용
- 장점:
- 소형, 저가, 시스템 테스트 정확도 향상
- 설치 후 공기 배출관 등에서 인장을 제어하여 과부하 방지
- 동작 원리:
- 압축기 시작 → 인장이 상한선 도달 전까지 컨트롤러가 공기 유입 조절 → 최대 출력 달성
3. 사출 금형(Injection Mold)
- 사출기 노즐, 핫 러너 시스템, 콜드 러너 시스템, 금형 캐비티에 설치 가능
- 캐비티 사이의 플라스틱 인장 측정
4. 광산 인장 모니터링(Mine Tension Monitoring)
- 광산 환경 특수성을 고려한 인장 로드셀 적용
- 종류:
- 반도체 압저항형(Piezoresistive)
- 금속 변형률계(Strain Gauge)
- 차동 변압기(Differential Transformer)
- 선택은 광산 환경 및 요구 조건에 따라 달라짐
5. 공기 압축기, 냉난방 장치(Compressors, HVAC)
- 소형, 설치 용이
- 인장 가이드 포트(Tension Guide Port)에는 특수 밸브 니들 설계 사용