와전류 코일센서를 통한 무선 전송 금속표면 코팅막 두께 검출에 관한 연구

Abstract

부품 또는 제품의 정전기 방지, 내마모성 향상, 내부식성 향상 또는 미각화 등 다양한 목적으로 코팅의 중요성이 증가되고 있다. 코팅막의 두께를 측정하는 방법으로는 주로 프로브(probe)를 코팅면에 측정하는 접촉식 측정 방법이 이용되고 있는데, 금속모재에 와전류를 감지하여 코팅막의 두께를 측정하는 방법, 금속모재에 반사되는 초음파를 해석하여 코팅막의 두께를 측정하는 방법 그리고 프로브와 금속모재와의 자력에 의해서 코팅막을 측정하는 방법 등이 산업분야, 대학 및 연구소 등에서 연구되고 있으나 아직 국내에서 체계적으로 양산 되고 있지 않은 상태이고 제작기술 수준 역시 선진국에 비해 저조하며, Excitation Current, Excitation Frequency, 코어의 투자율 등의 변화에 의해 센서 출력에 왜곡현상이 나타나거나 부하현상이 발생하여 이 때문에 오차율이 심해 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. 요구사항에 맞는 코팅이 이루어지기 위해서는 코팅장치의 기술개발과 더불어 코팅막의 두께를 정확하게 측정하는 센서의 연구개발과 측정방법의 연구가 매우 중요하다 할 수 있겠다. 본 연구에서는 금속체 위에 유전체로 코팅막의 두께를 접촉식으로 측정하기 위한 방법중 분해능이 뛰어난 와전류를 감지하여 코팅막의 두께를 측정하는 방법을 사용 할 것이며, 비선형적인 특성에 의해 발생된 문제점을 최적화된 회로설계와 두께측정 알고리즘을 제안 하여 금속모재 에서 유전체의 코팅막의 두께 측정값이 0 ~ 1500㎛의 측정범위에서 ±2% 오차범위 내에 측정이 가능 할 수 있음을 연구 할 것이다. 또한 센서부에서 측정된 데이터를 Zigbee를 통하여 전송하고 단말기 및 PC에서 실시간으로 모니터링 할 수 있는 무선전송 시스템을 구축하는데 목적이 있다.