• 목록

MSR 데이터로거를 사용한 충진 설비의 장애 파악

사례 연구: IGR (Institute for Glass and Raw Materials Technology GmbH) – 독일 유리 및 원자재 기술 연구소

유리병 제조 업체와 충진 회사는 충진 기기와 직접 접촉이 있는 실제 유리병 내부에 미니 데이터로거를 설치하여 생산 과정을 점검할 수 있습니다. 

이를 통해 전체 생산 라인을 자유롭게 통과할 수 있습니다.

저자: Dirk Diederich, CEO IGR – Institute for Glass and Raw Materials Technology GmbH, Göttingen, Germany

음료, 식품 또는 의약품을 위한 충진 시설에서는 충진 과정에서 용기 손상 또는 유리 파손이 발생할 수 있습니다. 유리병 회사에서 생산 중이거나 충진 회사로 운송 중일 때에도 알려지지 않은 시점 또는 원제작사에서 유리가 손상될 수 있습니다.

대량 생산 과정에서도 빠르고 정확하게 장애를 감지하는 MSR 미니 데이터로거

IGR 연구소가 스위스 측정 기술 회사인 MSR Electronics 사와 협력하여 새로 개발한 미니 데이터로거는 고정밀 센서를 이용하여 실제 액체가 주입된 유리 용기에 충격, 진동 등의 형태로 가속도를 기록할 수 있습니다. 이 기록은 주입, 포장, 운반 및 보관 중 유리병에 노출되는 (외부) 영향에 대한 정보를 제공합니다. 이러한 방식으로 얻은 데이터는 파손의 예측 평가와 프로세스를 최적화하여 유리 및 충진 산업에 도움을 줍니다.

이전의 일부 병입 업자는 충진 라인의 섹션을 통과하기 위해 병 모양 형태의 데이터로거를 사용하여 가속 데이터를 기록했습니다.

이 절차의 단점은 유리병 모양의 더미를 제작하는데 비용이 많이 들며 실제 유리병에 비해 아크릴 병모양의 더미는 다른 행동 방식을 보입니다. 충진 라인의 유리병은 빈병 상태에서 주입 상태로 진행할 때 움직임에 변화가 있는 반면, 더미는 항상 동일하게 유지가 됩니다.

그러나 유리 용기가 비어 있는지 채워져 있는지에 따라 가속도의 측정 값이 크게 달라지기 때문에 이 두 상태를 구별하는 것이 매우 중요합니다. 또한, 더미를 사용하여 데이터를 수집하는 경우, 예를 들어 세척 및 충진 단계 전에 더미를 수동으로 제거한 다음 다시 삽입해야 하므로 전체 경로를 측정할 수 없습니다. 따라서 이 섹션의 측정 결과는 누락됩니다.

신축성 있는 실리콘 하우징은 좁은 목과 넓은 목 유리병 모두에 측정이 가능

이러한 문제를 피하기 위해 IGR 연구소는 MSR Electronics사와 협력하여 개별 설정이 가능한 데이터로거를 개발하여 더 이상 더미가 필요치 않게 되었습니다.

방수 기능과 더불어 온도 및 압력에 민감하지 않는 실리콘 튜브 형태의 "MSR175B4", "MSR165B4" "MSR160B4" 데이터로거는 좁거나 넓은 목 형태의 실제 유리 용기 등에 다양하게 사용될 수 있습니다. 충진 제품과 직접 접촉하도록 설계되어 실제 상황에서 전체 생산 라인 또는 충진 라인을 통과하여 필요한 모든 데이터를 기록할 수 있습니다.

초당 6400번까지 가속도 기록

다음 섹션은 현재 이용 가능한 데이터로거 3가지 제품들의 기술 사양을 안내합니다.

"MSR175B4"의 2개의 3축 가속도 내장 센서는 각각 ±15g와 ±200g 측정 범위를 가지며 6400 Hz 측정 속도로 충격을 기록합니다. 측정 간격은 수동으로 설정이 가능합니다. 2백만 개가 넘는 측정 값의 저장 용량은 최대 8주의 측정 기간 동안 최소 1000회의 충격을 기록하기에 충분합니다. "MSR175B4"는 -20 ~ +65 °C의 온도 그래프도 저장합니다. 저온 살균 또는 식기 세척기에서 사용하는 동안 온도가 잠시 상승해도 데이터로거의 기능은 제한되지는 않습니다. 각 기기의 이용 가능한 옵션은 다음과 같습니다. :내부 온도, 습도 (0 ~ 100% 상대 습도), 압력 (0 ~ 14bar) 및 조도 센서 (0 ~ 65000lx), 현재 10분의 측정 간격을 제공합니다.

"MSR165B4"의 1개의 3축 가속도 내장 센서는 ± 200g (± 15g 선택 가능) 측정 범위를 가지며 1600Hz의 측정 속도로 기록합니다. 2백만 개가 넘는 측정 값의 저장 용량은 최대 6개월의 측정 기간 동안 최소 10000회의 충격을 기록하기에 충분합니다.

"MSR160B4" 데이터로거는 1000Hz의 최대 측정 속도: 30bar 압력 센서가 장착되어 있습니다. 예를 들어, 충격으로 인해 충진된 병에서 발생하는 압력 차이를 확인하는데 사용할 수 있습니다.

실리콘 튜브 형태의 MSR 데이터로거 3가지 제품은 모두 EU RoHS / WEEE 지침을 준수합니다.

데이터로거의 현재 외경은 19.5mm에 불과합니다. 예를 들어, 모든 일반적인 미네랄 워터나 맥주병에서 사용할 수 있는 약 16.5 mm의 외경에 최적화를 위해서 현재 개발 중에 있습니다.

응용 사례: 음료 공장의 라인 검사를 위한 데이터로거

음료 공장에서 데이터로거를 라인 검사에 사용하려면 IGR연구소에서 사전에 또는 공장 현장에서 실제 병을 준비합니다. 각 데이터로거를 병목을 통해 삽입한 다음 고정하여 전체 측정 과정에서 위치가 변경되지 않도록 합니다. 데이터로거가 여러 번 라인을 통과하고 시각적으로 감지된 취약점을 추가로 테스트한 후 MSR ShockViewer 소프트웨어를 사용하여 평가를 수행한 후 IPS(초당 인치)로 평가합니다.

충격 데이터로거의 기능이 있는 "MSR175B4"와 "MSR165B4" 제품은 가속도를 기록합니다. 가속도는 m/s² 또는 g 단위로 측정됩니다. 일반적으로 유리 산업에 사용되는 IPS(초당 인치) 단위의 이러한 값들의 분류는 IGR연구소 또는 실제 충진 액체와 실제 유리병을 사용하는 현장에서 펜듈럼 충격 시험기를 사용하여 적절한 교정을 통해 진행이 됩니다. 병에 데이터로거를 고정하면 나중에 하중이 가해진 방향 (수평 또는 수직)을 결정할 수도 있습니다.

현장에서 직접 사전 평가가 가능하므로 원하는 라인 부품을 즉시 재검사할 수 있습니다.

충진 공정이 끝난 후 몇 주 동안 병에 로거를 넣어 두고 창고로의 운송 및 그 곳에서의 모든 움직임을 기록할 수도 있습니다. 데이터로거가 설치된 병을 회수하기 위해서 유리병과 병이 포장된 박스 외부에 마킹을 해야 합니다. 이는 데이터를 수집하는 동안 추적성을 보장하는 한편, 마킹은 제조된 병이 실수로 시장에 출시되는 것을 방지합니다.

또한 MSR Electronics 사는 현재 무선 기술을 사용하여 데이터로거를 검색할 수 있는 새로운 절차를 개발하고 있습니다. 이를 통해 병에 장기간 보관되어 있어도 포장 및 운반 중에 병에 있는 로거와 지속적으로 접촉할 수 있습니다. 게다가 준비된 병에 항상 접근할 수 있습니다.

IGR연구소에 의한 교정, 준비, 측정 및 데이터 평가

실리콘 튜브에 "MSR175B4", "MSR165B4"및 "MSR160B4" 데이터로거의 초기 설치는 시스템의 시청각적인 이상 또는 결함을 비교할 수 있도록 IGR 직원과 함께 수행하는 것이 좋습니다. 실행 중 데이터로거의 측정 및 기록된 이벤트를 즉시 확인할 수 있습니다. IGR연구소에 의한 측정 데이터의 평가와 별도 시험 보고서는 데이터로거를 처음 사용할 때 특히 유용합니다.

현재, 데이터 평가는 이후에 진행되며 현장에서 직접 수행될 수 있습니다. 측정 데이터의 많은 양과 IPS요구 등급 때문에 실시간 평가는 불가능합니다. IGR연구소는 교정, 준비, 측정, 데이터 평가 외에도 MSR 소프트웨어를 이용한 데이터로거의 적절한 처리와 데이터 평가를 위한 교육을 제공합니다.

원가 절감을 위해 도움이 되는 데이터로거

데이터로거를 측정 도구로 사용하는 것은 충진 회사에만 관심있는 것은 아닙니다. 예를 들어 유리 용기 생산 현장에서 데이터로거의 기록은 특히 생산 비용 절감을 위해서 모양과 무게를 최적화하기 위한 중요한 단서를 제공할 수 있습니다.

그리고 특히 불투명도가 높은 황색 유리병을 사용하는 제약 업체에서 데이터로거를 사용하는 것이 좋습니다. 포장, 보관 및 운송 중에 내용물이 햇빛에 노출되지 않았음을 확인하기 위해 빛과 온도 측정에 사용할 수 있습니다.

원칙적으로 'MSR175B4', 'MSR165B4', 'MSR160B4' 데이터로거는 적절한 위치와 특정 조건에 맞게 구성할 수 있어서 좁고 넓은 목 형태의 유리 용기를 모두 채우고 운반하는 음료 업체 뿐만 아니라 전 세계의 유리 생산 업체 라인 검사에도 모두 사용할 수 있습니다.

"실리콘 튜브 내 MSR175"의 전세계 판매는 IGR연구소에서 독점적으로 처리합니다.