Preceding Study on the Sensing Part of Level Measurement System of Launch Vehicle Propellant Tanks

발사체 탱크 추진제 수위 측정시스템 감지부 선행연구

The propellant level measurement system of the next Koreanized launch vehicle shall adapt a capacitive type sensor, which can generate capacitive values continuously considering cryogenic environment and the characteristics of flowrate control. At present there are a twin-arc and a triple-arc methods as a capacitive type signal sensing method. In this study a highly accurate triple-arc method, which can apply to almost all fluids, is chosen. In this paper the review results on the principle of triple-arc sensing, the analysis results on the influence on capacitive values due to shape change of sensing part, and the simulation results to monitor the influence on signal sensing according to the location of sensing part in the upper part of propellant tank are included. Information obtained from this study can be used in the designing and manufacturing of on-board propellant level measurement system in tanks.

차기 한국형 발사체의 추진제 수위 측정시스템은 적용하는 추진제의 극저온 환경 및 유량제어 특성을 고려하여 연속적인 정전용량 값 출력이 가능한 정전용량형이 채택될 예정이다. 현재 정전용량형 신호 감지방식은 2전극과 3전극 방식이 있으나 본 연구에서는 측정 정확도를 고려하여 모든 유체에 적용 가능한 3전극 방식을 채택하였다. 본 논문에는 3전극 방식의 감지원리에 대한 고찰 결과 및 감지부의 형상 변화가 정전용량값에 미치는 영향에 대한 분석 결과, 추진제 탱크 상단의 감지부 설치 위치에 따른 신호감지 영향을 확인하기 위하여 시뮬레이션 프로그램을 활용한 결과가 정리되어 있다. 본 연구에서 얻어진 자료는 실제 탱크 내의 추진제 수위 측정시스템 감지부 설계 및 제작에 활용 가능하다.