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