실생활에서 힘은 물체 간의 상호작용으로 인해 어디에나 존재합니다. 사람들은 실제 응용에서 인장력, 추력, 압력 등 다양한 힘을 측정해야 하는 경우가 많습니다. 힘은 크기와 방향을 동시에 가지는 벡터이기 때문에, 힘을 측정할 때는 물리적 신호를 측정 가능한 전자 신호로 변환해 주는 기계식 센서 기반의 장치가 필요합니다.
힘의 크기와 방향에 따라 적용 환경은 서로 다르며, 현재 중량 센서, 인장 로드셀, 토크 센서 등 다양한 기계식 센서가 개발되어 널리 사용되고 있습니다.
케이블 장력 시험에서 인장 로드셀의 역할
케이블 장력 시험은 일반적으로 두 대의 차량 사이에 장력계를 매달아 수행됩니다. 이 방식에서는 장력의 크기를 정밀하게 제어하기 어렵고, 일부 장력 값은 인위적인 요인에 의해 영향을 받아 오차가 크며 안전상의 위험도 존재합니다.
케이블 장력계에 적합한 장비가 되기 위해서는 다음과 같은 두 가지 기능을 갖추어야 합니다.
- 로깅 케이블 장력 센서 시험 기능
장력 센서가 측정한 장력 데이터의 정확성을 보장하기 위해 장력 센서를 시험해야 합니다. - 케이블 파단 시험 기능
케이블 파단력을 정기적으로 시험하여, 케이블 파단 시의 힘에 대한 정량적 데이터를 제공함으로써 케이블 로깅 작업의 안전성을 확보해야 합니다.
케이블 장력 시험 시스템의 기술적 구성
케이블 장력 시험에는 유압 잭, 인장·압축 로드셀, 디지털 표시기, 컴퓨터 등 성숙된 기술이 적용되며, 이는 석유 로깅 산업에서의 혁신적이고 선진적인 기술로 평가됩니다.
이 로깅 케이블 장력 시험기는 다음과 같은 장점을 갖습니다.
- 로깅 케이블의 파단력 시험과 장력 센서 시험을 동시에 수행 가능
- 디지털 표시기를 통해 측정값을 직접 확인 가능
- 컴퓨터를 통해 데이터 수집, 분석 및 사후 조회 가능
- 케이블 파단 시험, 인장 로드셀 시험 및 유사한 장력 시험에 모두 적용 가능
이 장비는 이미 유전(油田) 등 다양한 시공 현장에서 널리 사용되고 있으며, 장력 센서와 케이블 파단력에 대한 정기적인 현장 시험을 통해 장비 운송 비용을 절감하는 데에도 기여하고 있습니다.
인장 로드셀의 분류
인장 로드셀에는 내·외 나선 기둥형 인장 센서, 후크형 저울 센서 등 구조가 유사한 다양한 형태가 있으며, 이들의 기본 원리는 동일합니다. 즉, 힘이 가해지면 변형이 발생하고, 이 변형을 통해 힘의 물리적 신호가 전자 신호로 변환됩니다.
장력 측정 방식이 다양하기 때문에, 인장·압축 센서는 장력과 압력을 보다 직접적으로 측정할 수 있도록 여러 구조적 변형이 존재합니다. 다만 이러한 구조적 차이로 인해 센서별 종합 정확도에는 차이가 발생할 수 있습니다.
따라서 인장 로드셀을 선택할 때는 **정확도(Accuracy)**와 **측정 범위(Range)**를 반드시 함께 고려하는 것이 중요합니다.