추진제 충전량 측정시스템 시제 개발 연구

Development Study on the Prototype of Level Measurement System of Launch Vehicle Propellant Tanks

추진제를 추진제 탱크에 충전하는 과정은 발사 준비 과정에서 중요한 역할을 하며, 추진제 충전량의 정확도는 발사체 전체 무게와 관련되어 있다. 발사체에 사용되는 추진제 중에는 액체산소와 같은 극저온 추진제도 사용되며, 극저온 추진제는 탱크 내의 환경에 따라 쉽게 액상에서 기상으로 변화된다. 따라서 추진제 탱크 내의 추진제 표면 주위에서 추진제 수위를 판별할 수 있는 액상과 기상의 경계면을 명확하게 파악 할 수 있는 수위 측정시스템이 필요하다. 본 연구에서는 정전용량형 3전극 원리를 이용한 측정시스템의 제작과정과 예비시험을 통하여 액체의 높이가 변화할 때 전기신호가 변화되는 것을 확인하였다. 시험 결과로부터 물의 높이 변화에 비례하게 전압이 선형적으로 증감하는 경향을 파악하였다.

The processes of supplying propellants into propellant tanks play important roles during launch preparation of satellite launch vehicle. The total weight of launch vehicle greatly depends on the accuracy of filling quantity of propellant during launch preparation. Among propellants used for launch vehicles a cryogenic propellant such as liquid oxygen is widely adapted as an oxidizer for launch vehicles. Such cryogenic propellant usually resides in a propellant tank as two-phase fluid with liquid and gas, which needs an accurate level measurement system to detect the position of propellant surface precisely. In this paper the fabricating process of a level measurement system using capacitance type with three electrodes is analyzed. In addition, the change of electric signal according to the height of liquid is verified by testing the level measurement system under consideration. The results of tests shows as expected the linear trend of voltage according to the change of water height in a tank.