공압 검출기와 리밋 스위치 밸브, 공압 센서에 대해

공압 기에는 액추에이터나 제어 밸브 이외에도 여러 가지 공압 관련 기기들이 있는데 비교적 많이 사용되는 대표적인 공압 기기들에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

공압 검출기

검출기란 액추에이터의 작동 확인, 물체의 유무 감지 등 검출 신호 출력을 내기 위한 소자로서 전기의 리밋 스위치, 마이크로 스위치, 근접 센서, 광센서 등에 해당하는 소자입니다. 검출 원리에 따라서 검출부가 직접 접촉하여 감지하는 접촉식과 비접촉으로 감지하는 비접촉식으로 분류됩니다.

 

리밋 스위치 밸브

접촉식 검출기로서 방향 제어 밸브의 조작부에 롤러 레버, 롤러 플런저, 롤러 암 등을 붙인 3 포트 2위 치, 2 포트 2위 치 밸브입니다. 이 밸브는 전기적 릴레이의 a접점, b접점에 대응하여 상시 열림형(NO), 상시 닫힘 형(NC)의 두 종류가 있으며 사용 압력은 통상 압력 4~6 kgf/㎠로 사용되는 것이 보통입니다.

 

공압 센서(유체 센서)

비접촉식 검출기로서 에어 센서, 제트 센서 등으로 불려집니다. 공압 센서는 물체의 유무, 위치, 방향 변위 등의 검출을 행하는 것으로 모두 기계적 위치 변화를 공압 변화로 변환하는 것입니다.

(1)종류

 

1) 배 압형 센서

공압 센서 중 가장 기본적인 센서의 하나로 공급 포트로부터 공급된 공기는 조리개를 통과하여 노즐을 통해 대기로 방출됩니다. 조리개와 노즐 사이에는 검출 괸 배압 신호 출력을 내기 위한 출력 포트가 있으며 노즐 앞면에 검출 문제가 없을 때는 유체가 노즐에서 자유롭게 분출되므로 배압은 발생되지 않습니다. 그러나 노즐 앞면에 검출 물체가 있으면 공기 분출의 장애를 받아 배압이 형성되고 이 배압은 노즐과 검출 물체와의 거리에 비례하며 물체가 접근하면 배압은 높아집니다.

2) 반사형 센서

이 센서는 공기를 분출하는 분사 노즐과 압력 변화를 검출하기 위한 수신 노즐이 이중 원통형으로 되어 있습니다. 검출 물체가 없을 대는 분류의 맴돌이 작용으로 출력 압은 부압이 되며 검출 물체가 근접하면 부압이 높게 되며, 더욱 가깝게 접근하면 물체에 분류가 충돌 반사하여 출력압은 정압이 되고 물체가 접근함에 따라 출력압은 더욱 높아집니다. 출력 거리는 약 4mm 정도이며 검출 거리에 대한 출력 압도 직선적으로 변화하므로 물체의 유무 판단 외에 치수 검출에도 사용됩니다.

3) 와류형 센서

이 센서는 공급 포트에서 공기를 접선 방향으로 공급하면 공기류는 선회류로 되어 분출됩니다. 검출 물체가 없을 때는 이 선회류에 자유롭게 공기가 유입되므로 출력 포트는 거의 대기압 상태이며 검출 물체가 가까워지면 선회류 주위의 공기 맴돌이가 제한되어 출력 압이 부압으로 되고 물체가 더욱 가까워지면 선회류의 분출이 제한을 받아 출력 압은 정압이 됩니다. 이 범위는 부압에서 정압으로 변화하기 대문에 검출은 곤란하며 최대 부압 근처에서 검출됩니다. 노즐 지름에 따라 차이가 있지만 긴 것은 10~15mm 정도이며 이 센서는 공기량 소비가 적어 주로 가벼운 물체의 검출에 이용됩니다.

4) 대향형 센서

이 센서는 분출 노즐에서 공기를 분출하고 그 분출류를 반대 측 수신 노즐에서 수신합니다. 노즐 사이에 검출 물체가 없을 때는 출력 포트에 출력 압이 있으며 노즐 사이에 검출 물체가 있으면 분출류가 차단되어 출력 압은 거의 대기압이 됩니다.