이 문제가 중요한 이유는, 제지 기계가 폭 5m 이상의 티슈를 분당 약 1km까지 생산하는 것이 흔하기 때문입니다. 이런 공정에서 웹이 갑자기 파단되면 티슈가 공장 바닥으로 쏟아지며 심각한 생산이 중단될 수 있습니다. 이런 극단적인 상황이 아니더라도 웹 장력이 제대로 제어되지 않으면 제품 품질과 설비 효율에 영향을 미칠 수 있습니다.

이러한 환경을 감안해 제지 공장 운전 환경에서도 안정적으로 작동하도록 설계된 로드셀 기술이 개발되었습니다. ABB의 로드셀은 일반적인 웹 장력 측정 장비가 영향을 받을 수 있는 환경에서도 안정적인 측정 성능을 유지하도록 설계되었습니다. 

먼저 고려해야 할 요소는 트랜스듀서(센서)의 기본 측정 원리입니다. 가장 견고한 트랜스듀서는 특정 강재의 자기적 특성이 힘에 의해 변화하는 “자기탄성 효과(magnetoelastic effect)”를 이용해 신호를 생성합니다. ABB의 Pressductor® 로드셀은 모두 이 원리를 기반으로 작동합니다.

반면 많은 기존 시스템은 측정 요소를 실제로 휘거나 늘어나는 물리적 변형을 이용해 전기 신호를 전기 신호를 생성하기 때문에, 실제 산업 환경에서 영향을 받을 가능성이 더 큽니다.

Pressductor® 센서는 강철 멤브레인에 뚫린 네 개의 구멍을 통과하도록 배치된 두 개의 서로 직각 방향의 구리 코일 권선으로 구성되어 있습니다. 한 코일에 전류를 공급해 자기장을 형성하고, 센서에 외부 기계적 힘이 가해지면 자기탄성 강재의 자기 특성이 변하면서 자기 흐름 패턴이 바뀝니다. 이 변화가 두 번째 코일에 힘에 비례하는 교류 전압을 유도합니다.

이 기술은 로드셀 종류에 따라 정격 하중의 300~1000%에 달하는 과부하도 견딜 수 있는 뛰어난 내구성을 제공합니다.  또한 일반적인 산업 하중에서 발생하는 변형은 0.02~0.05mm 수준에 불과합니다. 이는 움직임 기반 측정 장치에서 발생하는 변위보다 10~100배 정도 작은 수준입니다.

ABB의 Pressductor® 기술은 이러한 높은 안정성과 긴 수명을 바탕으로 제지 공장은 물론 제철 산업 등 다양한 산업 현장에서 널리 사용되고 있습니다. .

또한 센서가 아무리 견고하더라도 올바르게 설치되어야 장기간 안정적인 서비스를 제공합니다. 예를 들어, 웹 장력에 의해 롤 구조물이 미세하게 휘어지는 현상은 현장에서 종종 간과됩니다. 롤 정렬 문제, 부적절한 베어링 선택, 온도 변화에 따른 팽창·수축을 고려하지 않은 설계 등은 실제 장력과 관계없는 ‘외란 하중’을 발생시켜 측정값을 왜곡할 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 적절한 로드셀을 선택하는 것만으로도 웹 장력 측정과 관련된 많은 문제를 상당 부분 완화할 수 있습니다.

ABB의 Pressductor® 센서 기술에 대한 자세한 내용과 적용 사례는 웹 장력 포털 페이지에서 확인하실 수 있습니다.