KR100501254B1 - A measuring device oil a pollution level of real time - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기계 시스템이 가동중인 상태에서 오일을 모니터링하여 오일 내의 마모입자 및 외부로부터의 협잡물 침투 등의 여러 요인에 의한 오일의 오염도를 반사되는 광량(광학 밀도)의 변화를 통해 효과적으로 측정할 수 있도록 한 실시간 오일 오염도 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치는 기계장치의 오일 라인으로부터 오일이 유입되는 유입구와 오일을 오일 라인으로 배출시키는 유출구가 형성되는 한편 일측이 외부로 개방된 상태로 내측에서 유출·입구와 내통되는 설치홈이 형성된 구조의 센서블럭; 센서블럭의 설치홈 내부에 설치되어 유입구로 유입된 오일을 일정량 모니터링하는 수단; 오일 모니터링 수단의 후단 적소에 위치되어 샘플링된 오일에 투과할 입사광을 발생시키는 발광수단; 오일 모니터링 수단의 선단에 설치되어 모니터링된 오일을 투과한 광을 반사시키는 반사경; 오일 모니터링 수단의 후단 적소에 위치되어 반사경에 의해 샘플링된 오일을 투과한 반사광의 세기를 측정하는 수광수단; 및 발광수단으로부터 발생된 광을 모니터링된 오일에 평행광으로 입사시키는 한편 반사경에 의해 반사되어 모니터링된 오일을 투과한 반사광을 수광수단에 전달하는 광전달 수단을 포함하여 이루어진다.The present invention monitors the oil while the mechanical system is running so that the contamination of the oil due to various factors such as wear particles in the oil and infiltration of foreign matter from the outside can be effectively measured by changing the amount of reflected light (optical density). The purpose is to provide a real-time oil contamination measurement device. The real-time oil pollution measuring apparatus according to the present invention configured for this purpose is formed with an inlet through which oil is introduced from the oil line of the machine and an outlet for discharging the oil to the oil line, while one side is opened to the outside and is discharged from the inside. A sensor block having a structure in which an inlet and an inner groove are formed; Means installed in the installation groove of the sensor block for monitoring a predetermined amount of oil introduced into the inlet; Light emitting means positioned at a rear end of the oil monitoring means to generate incident light to pass through the sampled oil; A reflector installed at the tip of the oil monitoring means to reflect light transmitted through the monitored oil; Light-receiving means positioned at a rear end of the oil monitoring means and measuring the intensity of the reflected light transmitted through the oil sampled by the reflector; And light-transmitting means for injecting the light generated from the light emitting means into parallel light to the monitored oil while transmitting the reflected light transmitted by the reflecting light transmitted through the monitored oil to the light receiving means.
Description
본 발명은 실시간 오일 오염도 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광이 오일을 투과할 때 오일 내에 섞여 있는 오염입자의 양에 따라 투과되는 광의 세기가 달라진다는 점을 이용하여 오일 내의 오염도를 측정하기 위한 실시간 오일 오염도 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a real-time oil pollution measuring device, and more particularly, to measure the degree of contamination in oil by using the fact that the intensity of transmitted light varies depending on the amount of contaminant particles mixed in the oil when light passes through the oil. The present invention relates to a real-time oil pollution measuring device for the present invention.
일반적으로 기계 및 전자 분야 등 전반적인 산업 분야에 걸친 과학 기술이 발전함에 따라 자동차, 항공기 등을 비롯한 기계류는 물론, 발전소, 제철소, 석유화학 플랜트 등 대형 플랜트에 이르기까지 기계류 및 시스템들의 예기치 않은 고장 및 이로 인한 사고 방지를 위하여 예방 정비기술 혹은 최적의 상태 진단 기술의 필요성이 절실하게 요구되고 있음은 주지의 사실이다.In general, with the development of science and technology across the entire industrial sector, such as machinery and electronics, unexpected failures and failures of machinery and systems, ranging from machinery, including automobiles and aircraft, to large plants such as power plants, steel mills, and petrochemical plants It is well known that there is an urgent need for preventive maintenance techniques or optimal condition diagnosis techniques to prevent accidents.
현재까지 국내외에 실용화된 상태 진단 기술들을 측정 기술별로 특성에 따라서 분류하면, 시스템 작동 변수(온도, 압력, 및 속도 등)들을 측정하는 방법, 기계 부품 혹은 오일의 물리 화학적 변화를 측정하는 방법, 마찰 손실 에너지(진동/소음)를 측정하거나, 마모에 의한 재료 손실을 검지하는 측정 방법 등이 있다. 또한, 이들을 측정 주기에 따라서 분류하면 주기적인 점검에 의한 오프라인(off-line) 방법과 실시간(on-line) 방법 등이 있다.By classifying the state-of-the-art diagnostic techniques used domestically and internationally according to their characteristics, the method of measuring system operating variables (temperature, pressure, speed, etc.), the method of measuring the physicochemical change of mechanical parts or oil, and the friction There are measurement methods for measuring loss energy (vibration / noise) or detecting material loss due to wear. In addition, when they are classified according to the measurement period, there are an off-line method and an on-line method by periodic inspection.
전술한 상태 진단 기술들 중 본 발명의 대상인 오일 내의 오염도를 정량적으로 측정하는 기기 및 기술은 기계의 동작 중인 상태에서 기계의 분해 작업없이 기계요소 부품들의 피로도를 수시로 혹은 연속적으로 관찰/감지할 수 있다는 장점을 지니고 있어 상태 진단 기술분야 중 매우 중요한 기술이라 할 수 있다.Among the above-described condition diagnosis techniques, the apparatus and technology for quantitatively measuring the degree of contamination in oil, which is the object of the present invention, can be frequently or continuously observed / detected the fatigue degree of machine element parts without disassembling the machine while the machine is in operation. Because of its advantages, it is a very important technology in the state diagnosis technology field.
전술한 오일 내의 오염도를 정량적으로 측정하는 기기 및 기술은 오일에서 발생하는 마모량을 측정하고 분석함으로써 기계 시스템의 파괴 여부 및 건전성을 판단하는 이른바 오염도 측정을 통한 상태 진단 기술은 오일을 사용하는 기계 시스템 내에서 발생하는 마모입자들의 양 및 기타 외부로부터 침투하는 오염도를 분석하는 기술로서, 인체 내 혈액의 백혈구 및 적혈구 수를 정량적으로 측정하여 인체의 건강을 판단하는기술과 유사하다 하여 기계 건강 진단 기술로도 불린다.The above-mentioned apparatus and technology for quantitatively measuring the degree of contamination in oil is a condition diagnosis technique through the measurement of pollution, which determines whether or not the mechanical system is damaged by measuring and analyzing the amount of wear occurring in the oil. This is a technology that analyzes the amount of wear particles and other pollution that penetrates from the outside, and it is similar to the technology to judge the health of the human body by quantitatively measuring the number of white blood cells and red blood cells in the human body. It is called.
한편, 오염도 측정을 통한 상태 진단 기술은 크게 나누어 정량적 및 정성적인 결과들을 측정하기 위해 사용되는데, 첫째 정량적으로는 기계작동 시간에 따른 기계 요소 부위로부터의 마모입자의 발생량을, 둘째 정성적으로는 마모입자들의 성분분석 및 마모입자 크기의 변화, 외부로부터의 오염입자 침입 여부, 기계요소 부위의 부식발생 여부 및 산화 정도 등을 측정 및 분석한다.On the other hand, the condition diagnosis technology by measuring pollution degree is largely used to measure the quantitative and qualitative results. First, quantitatively, the amount of wear particles from the machine element area according to the machine operation time, and secondly qualitatively, Measure and analyze the composition of particles and the change of wear particle size, intrusion of contaminated particles from the outside, corrosion of mechanical parts and degree of oxidation.
전술한 바와 같은 측정 분석 결과에 의하여 일차적으로 기계 시스템의 건전성 여부를 판단하기도 하며, 발생하는 마모 현상의 천이 특성을 분석하여 사전에 시스템이 파괴될 수 있음을 조기 경보하기도 한다. 또한, 지속적으로 발생하는 마모 발생 특성을 분석하여 현재 사용되는 기계 시스템의 주된 마모 기구를 파악하고, 그 결과를 이차적으로 개량된 기계 시스템 설계를 위한 기본 설계 자료로서 활용할 수도 있다.The above-described measurement analysis results primarily determine the integrity of the mechanical system, and early warning that the system may be destroyed by analyzing the transition characteristics of the wear phenomenon occurring. In addition, it is possible to analyze the characteristics of wear occurring continuously to identify the main wear mechanisms of the currently used mechanical systems, and use the results as basic design data for secondary improved mechanical system design.
전술한 바와 같은 오일 내의 오염도를 정량적으로 측정하는 기존의 상태 진단 기기는 다음과 같은 기기들이 주로 사용되고 있다. 첫 번째로 실험실 내에서 샘플을 분석하는 오프-라인(off-line) 상태 진단기기로 분광분석기(spectroscopy) 및 입자 카운터(particlecounter)를 들 수 있고, 둘 째로 미국 특허 공보 제4,187,170호에 기재된 페로그라피(ferrography) 기기, 영국 특허 공보 제8,121,183호에 기재된 알피디(RPD: Rotary Particle Depositor) 기기 및 피큐(PQ: particle quantifier) 기기 등을 들 수 있다.As a conventional condition diagnosis device for quantitatively measuring the degree of contamination in oil as described above, the following devices are mainly used. First off-line state diagnostics for analyzing samples in the laboratory include spectroscopy and particle counters, and secondly the ferrographies described in US Pat. No. 4,187,170. (ferrography) devices, Rotary Particle Depositor (RPD) devices and particle quantifier (PQ) devices described in British Patent Publication No. 8,121,183.
전술한 상태 진단 기기 중 분광분석기는 오일 내에 오염되어 있는 물질의 성분 및 정량적인 함량을 측정하는 것으로서, 현재 항공기 엔진 등의 상태 진단을 위하여 사용되고 있다. 이 기기는 정밀한 오염도 측정을 할 수 있는 장점은 있으나, 오염 물질들의 크기에 관한 정보를 알 수 없으며, 측정 분석이 가능한 오염입자의 크기가 대략적으로 1∼20㎛ 정도로 제한되는 문제점을 가지고 있다.The spectroscopic analyzer of the above-described condition diagnosis device measures a component and quantitative content of a material contaminated in oil, and is currently used to diagnose a condition of an aircraft engine. This device has the advantage of accurate measurement of contamination, but it does not know information about the size of the pollutants, and has a problem that the size of contaminant particles that can be measured and analyzed is limited to about 1 ~ 20㎛.
그리고, 입자 카운터는 오일에 함유된 오염입자들의 크기, 크기 분포 및 총오염도를 측정하는 정밀기기이나, 오일의 오염도가 클 경우에는 측정작업이 불가능하고, 오염입자 성분에 관한 정보를 전혀 알 수 없다는 단점이 있다.The particle counter is a precision instrument for measuring the size, size distribution and total contamination of contaminated particles in oil, but it is impossible to measure when oil is large, and no information on contaminant content is known. There are disadvantages.
전술한 페로그라피 및 알피디 기기는 오일 내에 오염된 입자들을 투명한 유리 표면에 크기별로 고착시키는 방법을 고안한 기기들로서, 고착된 오염입자들을 광학현미경이나 전자현미경을 이용하여 확대 시각화하여 오염입자들의 크기, 형태, 색깔 등을 분석한다. 이러한 기기들은 오염입자 특성 분석을 통하여 오일의 오염이 발생한 기본적인 원인 및 현재 상황에 관한 정보들을 분석할 수 있으나, 분석 결과가 분석자에 따라서 주관적으로 달라질 수 있는 문제점을 지니고 있다. The above-described ferrography and alpidi devices are devices devised to fix contaminated particles in oil by size on a transparent glass surface, and the contaminated particles are enlarged and visualized by using an optical microscope or an electron microscope. Analyze shapes, colors, etc. These devices can analyze the information on the basic cause and current situation of oil contamination through the analysis of contaminant particles, but the problem that the analysis results may vary subjectively depending on the analyst.
전술한 바와 같이 오일 내의 오염도를 실험적으로 측정 분석하는 오프-라인 방법은 오일을 주기적으로 샘플링하여 측정 및 분석을 행하기 때문에 번거로우며, 샘플링 작업과 관련된 여러 가지 오류가 발생할 수 있다. 또한, 기계의 파손이 급작스럽게 발생할 경우에는 이를 사전에 감지하여 사고를 미연에 방지할 수 없다는 단점이 있다.As described above, the off-line method of experimentally measuring and analyzing the degree of contamination in oil is cumbersome because the oil is periodically sampled and measured and analyzed, and various errors related to the sampling operation may occur. In addition, when a breakdown of the machine occurs suddenly, there is a disadvantage that it can not be detected in advance to prevent the accident in advance.
한편, 오염도를 실시간으로 측정하는 기존의 기기들로는 큐디엠(QDM: Quantitative Debris Monitor), 마크네틱 칩 검출기(Magnetic Chip Detector), 유체 상태 모니터(Fluid Condition Monitor: F.C.M) 등을 예로 들 수 있다. 큐디엠은 오일 내의 오염입자들을 자기 유도하여 특정한 센서 표면에 충돌시키고, 이로 인해 발생하는 전압 펄스 특성으로 오염도를 측정하는 기기이나, 측정이 가능한 오염입자의 크기가 100㎛ 이상으로 제한되는 단점이 있고, 손상된 센서 표면을 수시로 교체해야 하는 번거로움이 있다.Existing devices that measure pollution levels in real time include QDM (Quanttitative Debris Monitor), Magnetic Chip Detector, and Fluid Condition Monitor (F.C.M). QDM is a device that magnetically induces contaminants in oil and collides with a specific sensor surface, and it is a device that measures the degree of contamination due to voltage pulse characteristics, but the size of contaminant particles that can be measured is limited to 100 μm or more. There is the hassle of having to replace damaged sensor surfaces from time to time.
그리고, 전술한 바와 같은 마그네틱 칩 검출기는 오일 내에 자성체 물질을 삽입하고, 자성체의 표면에 상자성체의 오염입자들을 부착시킨 후에 자성체 물질을 육안 등의 방법으로 주기적으로 분석하는 기기로서, 현장에서 간단하게 사용할 수 있는 장점은 있으나, 자성체 표면에 부착시킬 수 있는 상자성체 입자들의 크기가 100㎛ 이상으로 제한되며, 또한 비자성체 오염입자들에 관한 정보를 검출할 수 없는 단점이 있다.In addition, the magnetic chip detector as described above is a device that inserts the magnetic material in the oil, attaches the paramagnetic particles to the surface of the magnetic material, and periodically analyzes the magnetic material by the naked eye. There is an advantage, but the size of the paramagnetic particles that can be attached to the magnetic surface is limited to 100㎛ or more, and also has the disadvantage that can not detect information about the nonmagnetic contaminant particles.
전술한 바와 같은 사항과 관련하여 대한민국 특허 제150054호에는 '오일 내 마모입자 온라인 진단 방법 및 장치'가 기재되어 있다. 이는 빛이 오일을 통과할 때 오염입자들에 의하여 차단되는 광량을 측정하여 시료 오일 내의 입자의 양을 측정하는 것을 주된 요지로 하고 있다. 또한, 시료 오일을 담는 용기의 상부에 영구 자석을 선택적으로 위치시키고, 이에 따라 오일 내부의 상자성체 입자들을 한쪽으로 모아 빛의 통로에서 제외시킨 후에 광량을 측정케 하여 총오염도 중 상자성체 성분의 오염도를 별도로 측정하는 방법을 개시하고 있다.In relation to the foregoing, Korean Patent No. 150054 describes 'On-line Diagnosis Method and Apparatus for Wearing Particles in Oil'. This is mainly to measure the amount of particles in the sample oil by measuring the amount of light blocked by contaminating particles when light passes through the oil. In addition, a permanent magnet is selectively placed on the upper portion of the container containing the sample oil, thereby collecting paramagnetic particles in the oil to one side and excluding them from the light path, so that the amount of light is measured so that the contamination of the paramagnetic components in the total contamination is separately determined. The method of measuring is disclosed.
그러나, 전술한 바와 같은 방법에는 다음과 같이 문제점들이 발생할 수 있다. 첫 째로는, 영구자석을 이용하여 오일의 저항을 거슬러서 오일 내에 분산되어 있는 미소 크기의 상자성체 입자들을 영구자석쪽으로 유도하기 위해서는 매우 자성이 강한 영구자석을 사용해야 하므로 이와 관련된 부분의 크기가 커진다.However, the above-described method may cause problems as follows. First, the permanent magnet is used in order to guide the small magnet paramagnetic particles dispersed in the oil to the permanent magnet to counter the resistance of the oil, so the permanent magnet is very strong, so the size of the associated part is increased.
둘 째로는, 현장에서 사용 중인 오일을 기기로 직접 유도할 때에 시료 오일 측정 셀 내부에서 오일 뿐만아니라 많은 공기 기포들이 공존할 가능성이 매우 높다. 이러한 방법과 같이 빛을 측정 매체로 사용할 시에는 오일 내의 공기 기포들이 오염입자들로 잘못 오인될 수 있어서 오염도가 실제 이상으로 높게 측정될 위험성이 있다.Secondly, it is very likely that not only oil but also many air bubbles coexist inside the sample oil measuring cell when the oil being used in the field is directly introduced into the instrument. When using light as a measuring medium like this method, air bubbles in the oil may be mistaken for contaminants, and there is a risk that the pollution degree is measured to be higher than actual.
세 번째로는, 빛이 오일을 통과할 때 불투명한 오염입자들에 의해 빛이 차단되는 효과만을 고려하고 있으나, 실시간으로 측정하는 오일은 점도 변화에 따라서 빛을 감쇠시키는 효과가 달라질 수 있기 때문에 오일의 점도를 일정하게 유지하는 부수적인 장치가 보완되거나 혹은 온도 변화에 따라 빛의 광도를 자동으로 보정하기 전에는 오일의 점도 및 온도 변화가 오염도 측정에 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 문제점이 내재되어 있다. Third, we consider only the effect that light is blocked by opaque contaminants when light passes through the oil.However, oils measured in real time may have different effects of attenuating light depending on viscosity changes. The problem is that oil viscosity and temperature changes can have a direct impact on the contamination measurement until the supplementary device that maintains the viscosity of the oil is supplemented or the light intensity is automatically corrected according to the temperature change.
한편, 오일 내의 오염입자들을 정량적으로 측정하는 방법들에서 요구되는 주요한 기술적 사항들은 우선, 전술한 기술이 실시간으로 사용되는 것이 바람직하고, 다음으로는 오염입자들을 정량적으로 분석할 수 있는 기능 외에도 오염입자들을 정성적으로 분석할 수 있는 기능을 지니고 있는 방법이 보다 바람직하다고 할 수 있다. 이는 기계 시스템 내의 주요한 기계요소들이 상자성체인 철강 재료들과 알루미늄 및 구리 등의 비자성체 재료들로 구성되어 있기 때문에 이들 기계요소들이 마모되어 오일 내의 오염입자로 되는 정도를 병행하여 측정하면 곧바로 기계 시스템 내에서 어느 부위의 기계요소에서 마모 발생이 심한지를 효과적으로 파악할 수 있기 때문이다. 또한, 실시간 오염도 측정기기를 현장에서 장기간 사용하기 위해서는 측정기기의 유지 보수 관리가 최소 한도로 되는 것이 바람직하다.On the other hand, the main technical requirements required for the method of quantitatively measuring contaminants in oil is that the above-described technique is preferably used in real time, and next, in addition to the ability to quantitatively analyze contaminants, It is more desirable to have a function that can qualitatively analyze them. This is because the major mechanical components in the mechanical system are made of non-magnetic steel materials such as paramagnetic and nonmagnetic materials such as aluminum and copper. This is because it is possible to effectively find out which parts of the mechanical element are severely worn at. In addition, in order to use the real-time pollution measuring device in the field for a long time, it is desirable that the maintenance management of the measuring device be minimized.
그리고, 기존의 측정기기들을 검토해 보면 오염도를 측정하기 위하여 필터 부품이나 전자기성 코팅 피막을 사용함을 흔히 볼 수 있다. 필터 부품을 사용하여 필터 전후의 압력 차 혹은 유체 흐름량의 변화를 측정하는 방법들에서는 측정 작업 후에 유체를 역방향으로 흐르게 하여 필터 표면에 있는 오염입자들을 제거하는 방법을 주로 사용하고 있으나, 작업 후에 필터 표면이 완벽하게 세정되었는지를 확인하기 어려운 문제점이 있으며 일정 기간 사용 후에는 필터 요소를 교체하는 번거로움이 있다. 또한, 전자기성 피막 코팅을 이용하는 기기들에서도 측정에 따르는 불가피한 피막 손상에 의하여 부품을 교체하여야 하는 문제점이 있다.In addition, when examining existing measuring devices, it is common to use a filter part or an electromagnetic coating film to measure contamination. In the method of measuring the pressure difference before and after the filter or the change of the fluid flow rate by using the filter part, the method of removing the contaminants on the filter surface by flowing the fluid in the reverse direction after the measurement work is mainly used. There is a problem that it is difficult to check whether this is completely cleaned and there is the trouble of replacing the filter element after a certain period of use. In addition, there is a problem in that the parts using the electromagnetic coating coating have to be replaced by the unavoidable coating damage caused by the measurement.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 기계 시스템이 가동중인 상태에서 일정량의 오일을 모니터링하여 오일 내의 마모입자 및 외부로부터의 협잡물 침투 등의 여러 요인에 의한 오일의 오염도를 반사되는 광량(광학 밀도)의 변화를 통해 효과적으로 측정할 수 있도록 한 실시간 오일 오염도 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and monitors a certain amount of oil while the mechanical system is in operation to reflect the contamination of the oil due to various factors such as wear particles in the oil and infiltration of contaminants from the outside. It is an object of the present invention to provide a real-time oil pollution measurement device that can be effectively measured by changing the amount of light (optical density).
본 발명의 다른 목적은 기계 시스템이 가동중인 상태에서 작동중인 오일을 일정량 모니터링하여 오일의 오염도를 측정할 수 있도록 함으로써 실시간으로 오일의 오염도 측정이 가능하도록 함에 있다.Another object of the present invention is to enable to measure the contamination of the oil in real time by monitoring a certain amount of the operating oil while the mechanical system is in operation.
본 발명의 또 다른 목적은 오일을 통과하여 반사되는 광량(광학 밀도)의 변화를 측정하는 측정기기를 기계 시스템의 오일이 작동중인 부분의 기계부품에 착탈이 가능한 구조로 모듈화함으로써 보다 용이한 측정작업이 이루어질 수 있도록 함에 있다.Still another object of the present invention is to measure the change in the amount of light (optical density) reflected through the oil, making it easier to measure by modularizing the structure to be detachable to the mechanical parts of the operating part of the mechanical system oil To make this happen.
또한, 본 발명은 오일을 통과하여 반사되는 광량(광학 밀도)의 변화를 측정하는 측정기기를 기계 시스템의 오일이 작동중인 부분의 기계부품에 착탈이 가능한 구조로 모듈화함으로써 기계 각 부위의 오염도 측정 대상체들의 오염도를 효과적으로 측정할 수 있도록 함에 있다.In addition, the present invention is to measure the pollution degree of each part of the machine by modularizing the measuring device for measuring the change in the amount of light (optical density) reflected through the oil into a structure that can be attached to and detached from the mechanical parts of the operating part of the machine system oil It is to enable them to effectively measure their pollution.
나아가, 본 발명은 전술한 목적들 이외에 기계 시스템이 가동중인 상태에서 작동중인 오일을 일정량 모니터링하여 실시간으로 오일의 오염도를 측정할 수 있도록 함으로써 오일의 오염에 따른 기계 시스템의 예기치 못한 고장 및 이로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 함은 물론, 기계 시스템을 안정적으로 사용할 수 있도록 함에 있다.Furthermore, the present invention, in addition to the above-mentioned objects, by monitoring a certain amount of oil in operation while the mechanical system is in operation to measure the contamination of the oil in real time, unexpected failure of the mechanical system due to contamination of the oil and the resulting accident In order to prevent them from happening, as well as to ensure the stable use of mechanical systems.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치는 유압에 의해 작동되는 기계장치로부터 일정량의 오일을 모니터링하여 오일 샘플에 광을 투과한 후 투과 전후의 광량의 변화를 통해 오일의 오염도를 측정하는 오일 오염도 측정장치에 있어서, 기계장치의 오일 라인으로부터 오일이 유입되는 유입구와 오일을 오일 라인으로 배출시키는 유출구가 형성되는 한편 일측이 외부로 개방된 상태로 내측에서 유출·입구와 내통되는 설치홈이 형성된 구조의 센서블럭; 센서블럭의 설치홈 내부에 설치되어 유입구로 유입된 오일을 일정량 모니터링하는 수단; 오일 모니터링 수단의 후단 적소에 위치되어 오일 샘플에 투과할 입사광을 발생시키는 발광수단; 오일 모니터링 수단의 선단에 설치되어 오일 샘플을 투과한 광을 반사시키는 반사경; 오일 모니터링 수단의 후단 적소에 위치되어 반사경에 의해 오일 샘플을 투과한 반사광의 세기를 측정하는 수광수단; 및 발광수단으로부터 발생된 광을 오일 샘플에 평행광으로 입사시키는 한편 반사경에 의해 반사되어 오일 샘플을 투과한 반사광을 수광수단에 전달하는 광전달 수단을 포함하여 이루어진다.The present invention configured to achieve the above object is as follows. That is, the real-time oil pollution measuring apparatus according to the present invention is to monitor the oil of a certain amount from the hydraulic device operated by the oil transmitted through the light to the oil sample after measuring the oil pollution through the change in the amount of light before and after transmission In the measuring device, an inlet for inflow of oil from the oil line of the mechanical device and an outlet for discharging oil to the oil line are formed, and a structure in which an installation groove is formed inside the outlet and inlet from the inside with one side open to the outside A sensor block; Means installed in the installation groove of the sensor block for monitoring a predetermined amount of oil introduced into the inlet; Light emitting means positioned at a rear end of the oil monitoring means to generate incident light to pass through the oil sample; A reflector installed at the tip of the oil monitoring means to reflect light transmitted through the oil sample; Light-receiving means positioned at a rear end of the oil monitoring means and measuring the intensity of the reflected light transmitted through the oil sample by the reflector; And light-transmitting means for injecting the light generated from the light emitting means into parallel light to the oil sample while transmitting the reflected light reflected by the reflector and transmitted through the oil sample to the light receiving means.
전술한 구성에서 오일 모니터링 수단은 선단부의 길이방향 좌우 양측에 상호 대향되게 관통·형성되어 센서블럭의 유입구로부터 유입된 오일을 유출구로 흐르게 하는 오일 유출·입공이 구비되는 한편 센서블럭의 설치홈 내측에 설치·고정되는 파이프 형태로 이루어진 중공의 오일 모니터링 용기를 포함한 센서홀더; 오일 모니터링 용기의 오일 유출·입공에 관계하는 오일 유출·입공이 길이방향 좌우 양측에 상호 대향되게 관통·형성되어 오일 모니터링 용기의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 중공의 회전관; 및 회전관의 외주면 일측에 설치되어 회전관을 일정범위 정역 회전시키는 것을 통해 오일 모니터링 용기의 오일 유출·입공과 회전관의 오일 유출·입공을 일치시키거나 오일 모니터링 용기의 오일 유출·입공을 폐쇄시켜 센서블럭의 유입구로부터 유입된 오일을 유출구로 흐르게 하거나 오일 모니터링 용기의 내부에 오일 샘플이 모니터링되도록 하는 스텝 모터로 이루어질 수 있다.In the above-described configuration, the oil monitoring means penetrates and is formed to face each other in the lengthwise left and right sides of the tip portion, and is provided with an oil outlet and a hole for flowing oil introduced from the inlet of the sensor block to the outlet, while inside the installation groove of the sensor block. A sensor holder including a hollow oil monitoring vessel in the form of a pipe to be installed and fixed; A hollow rotary tube through which oil outflows and holes related to oil outflows and holes of the oil monitoring vessel penetrate and are formed to face each other in the longitudinal left and right directions so as to be rotatably coupled to an outer circumferential surface of the oil monitoring vessel; And installed on one side of the outer circumferential surface of the rotary tube to rotate the rotary tube in a range of forward and reverse directions to match the oil outflow / hole of the oil monitoring vessel with the oil outflow / hole of the rotary tube or to close the oil outflow / hole of the oil monitoring vessel. The stepped motor may be configured to allow the oil introduced from the inlet of the sensor block to flow to the outlet or to monitor the oil sample inside the oil monitoring vessel.
전술한 구성에는 오일 모니터링 용기의 후단에 일체로 형성되는 한편 오일 모니터링 용기의 길이방향 중공과 연통되는 설치공이 형성되어 센서블럭의 설치홈 입구측에 설치·고정됨으로써 오일 모니터링 용기를 고정시키는 홀더몸체가 더 구성될 수 있다.In the above-described configuration, a holder body is formed integrally with the rear end of the oil monitoring container and is provided with an installation hole communicating with the longitudinal hollow of the oil monitoring container and installed and fixed at the inlet side of the installation groove of the sensor block to fix the oil monitoring container. It can be further configured.
전술한 반사경은 오일 모니터링 용기의 길이방향 중 유출·입공 양단 중 선단의 내측에 반사경 홀더에 의해 지지·고정됨이 적절하다.The above-mentioned reflector is suitably supported and fixed by the reflector holder inside the tip of the both ends of the outflow and opening in the longitudinal direction of the oil monitoring container.
한편, 전술한 광전달 수단은 발광수단으로부터 발생된 광을 오일 샘플에 투과시키는 방향으로 전달하는 발광측 광섬유; 발광측 광섬유를 통해 전달된 광을 오일 모니터링 용기 내부의 오일 샘플에 평행광으로 입사시키는 광학렌즈; 및 오일 샘플을 투과한 후 반사경에 의해 반사되어 다시 오일 샘플을 역으로 투과한 후 광학렌즈를 거친 반사광을 수광수단으로 전달하는 수광측 광섬유로 이루어질 수 있다.On the other hand, the above-mentioned light transmitting means includes a light emitting side optical fiber for transmitting the light generated from the light emitting means in a direction for transmitting the oil sample; An optical lens for incident light transmitted through the light emitting side optical fiber to the oil sample inside the oil monitoring vessel as parallel light; And a light receiving-side optical fiber that transmits the oil sample, is reflected by the reflector, and then again passes the oil sample, and then passes the reflected light passing through the optical lens to the light receiving means.
전술한 광학렌즈는 오일 모니터링 용기의 길이방향 중 유출·입공 양단 중 후단의 내측에 지지·고정됨이 적절하다. The above-described optical lens is appropriately supported and fixed inside the rear end of the both ends of the outflow and opening in the longitudinal direction of the oil monitoring vessel.
전술한 구성에서 오일 모니터링 용기의 내측에 모니터링되는 오일 샘플은 반사경과 광학렌즈 사이에 모니터링된다.In the above configuration, the oil sample monitored inside the oil monitoring vessel is monitored between the reflector and the optical lens.
전술한 발광측 광섬유를 통해 전달된 광을 광학렌즈로 전달하거나 반사경을 통해 역으로 광학렌즈로 전달된 반사광을 수광측 광섬유로 전달하는 광 전달공이 형성되는 한편 일측에 발광측 광섬유와 수광측 광섬유를 광 전달공을 향해 평행하게 설치·고정되도록 하여 오일 모니터링 용기를 고정시키는 홀더몸체의 설치공 내측에 설치되는 광섬유 홀더가 더 구성될 수 있다.A light transmitting hole for transmitting the light transmitted through the light emitting side optical fiber to the optical lens or the light reflected to the light receiving side optical fiber is transmitted to the light receiving side optical fiber through the reflecting mirror. The optical fiber holder may be further configured to be installed inside the installation hole of the holder body to fix and install the oil monitoring container to be installed and fixed in parallel toward the light transmission hole.
전술한 발광수단에 의해 발생된 광을 발광측 광섬유로 전달하는 발광공과 수광측 광섬유로 전달된 반사광을 수광수단으로 전달하는 수광공 및 발광수단과 수광수단이 내측에 위치되어 보호되도록 보호홈이 형성된 커버블럭이 더 구성되어 광섬유 홀더의 후단에 설치·고정될 수 있다.A protective groove is formed so that the light emitting hole for transmitting the light generated by the light emitting means to the light emitting side optical fiber and the light receiving hole for transmitting the reflected light transmitted to the light receiving side optical fiber to the light receiving means are positioned inside and protected. The cover block may be further configured to be installed and fixed at the rear end of the optical fiber holder.
전술한 발광수단은 적색 발광 다이오드의 구성으로 이루어질 수 있다. 이때, 적색 발광 다이오드는 광 파장 650nm에서 1050nm 범위의 광을 투사하는 것으로 이루어진다.The above-described light emitting means may be composed of a red light emitting diode. In this case, the red light emitting diode is configured to project light in the light wavelength range of 650 nm to 1050 nm.
그리고, 전술한 수광수단은 포토 다이오드의 구성으로 이루어질 수 있다.In addition, the above-described light receiving means may be formed of a photodiode.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter will be described in detail with respect to the real-time oil contamination measurement apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1 은 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치의 구성을 보인 분리 사시도, 도 2 는 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치의 구성을 보인 결합 사시도, 도 3 은 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치에서 오일을 모니터링하기 위한 수단을 보인 분리 사시도, 도 4 는 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 보인 정면도, 도 5 는 도 4 의 "A-A"선 단면도, 도 6 은 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 보인 평면도, 도 7 은 도 6 의 "B-B"선 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing the configuration of the real-time oil pollution measurement device according to the present invention, Figure 2 is a combined perspective view showing the configuration of the real-time oil pollution measurement device according to the present invention, Figure 3 is a real-time oil pollution measurement device according to the present invention Figure 4 is an exploded perspective view showing a means for monitoring the oil in Figure 4 is a front view showing a real-time oil pollution measurement device according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view "AA" of Figure 4, Figure 6 is a real-time oil according to the present invention 7 is a plan view of the contamination level measuring device, and FIG. 7 is a sectional view taken along the line "BB" in FIG.
도 1 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 크게 나누어 외부를 구성하는 센서블럭(110), 기계장치로부터 일정량의 오일 샘플을 모니터링하는 수단, 모니터링된 오일 샘플에 투과할 입사광을 발생시키는 발광수단, 오일 샘플을 투과한 광을 반사시키는 반사경(140), 반사경(140)에 의해 반사되어 오일 샘플을 투과한 반사광의 세기를 측정하는 수광수단, 발광수단으로부터 발생된 광을 오일 샘플에 평행광으로 입사시키는 한편 반사경(140)에 의해 반사되어 오일 샘플을 투과한 반사광을 수광수단에 전달하는 광전달 수단으로 이루어진다.As shown in FIGS. 1 to 6, the apparatus 100 for real-time oil contamination measurement according to the present invention is divided into a sensor block 110 constituting the outside, a means for monitoring a certain amount of oil sample from a mechanism, and a monitored oil. Light-emitting means for generating incident light to be transmitted to the sample, a reflector 140 for reflecting light transmitted through the oil sample, light-receiving means for measuring the intensity of the reflected light reflected by the reflector 140 and transmitted through the oil sample, from the light-emitting means While the generated light is incident on the oil sample as parallel light, the light is reflected by the reflector 140, and the light transmitting means transmits the reflected light transmitted through the oil sample to the light receiving means.
전술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100)의 작동원리는 다음과 같다. 먼저, 일정량의 오일 샘플을 실시간으로 오일 모니터링 수단을 통해 모니터링한 후, 발광수단을 통해 오일 샘플에 광을 투과시키면 오일 샘플을 투과한 광은 반사경(140)에 의해 반사되어 다시 오일 샘플을 역으로 투과하게 된다.The operating principle of the real-time oil pollution measuring device 100 according to the present invention having the configuration as described above is as follows. First, after monitoring a certain amount of the oil sample in real time through the oil monitoring means, and transmits the light to the oil sample through the light emitting means, the light transmitted through the oil sample is reflected by the reflector 140 to reverse the oil sample again Permeate.
전술한 바와 같이 반사경(140)에 의해 반사되어 다시 오일 샘플을 역으로 투과한 반사광은 수광수단에 의해 광의 세기 변화가 측정된다. 즉, 모니터링된 오일 샘플을 역으로 투과하는 반사광의 세기(광학 밀도)가 변화되는 측정 결과에 의하여 오일 내에 함유되어 있는 총 오염도를 정량적으로 측정할 수 있게 된다.As described above, the reflected light reflected by the reflector 140 and again transmitted through the oil sample is measured by the light receiving means to change the intensity of light. That is, the total contamination contained in the oil can be quantitatively measured by the measurement result in which the intensity (optical density) of the reflected light passing back through the monitored oil sample is changed.
본 발명의 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 전술한 바와 같이 오일 내의 오염도를 정량적으로 측정하기 위한 구성으로, 제어수단의 제어를 통해 주기적으로 오일 샘플을 모니터링할 수 있도록 하였다. 또한, 모니터링된 오일 샘플의 오염도를 측정하기 위해 오일 샘플에 광을 투과시키는 발광수단으로써 적색 발광 다이오드(130)를 사용하였고, 반사경(140)에 의해 반사된 반사광을 수광하기 위한 수광수단으로써 포토 다이오드(132)를 사용하였다.The real-time oil pollution degree measuring apparatus 100 of the present invention is configured to quantitatively measure the degree of contamination in oil, as described above, so that the oil sample can be periodically monitored through the control of the control means. In addition, a red light emitting diode 130 was used as a light emitting means for transmitting light to the oil sample to measure the degree of contamination of the monitored oil sample, and a photodiode as a light receiving means for receiving the reflected light reflected by the reflector 140. (132) was used.
한편, 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 종래의 기술에서 문제시되어 왔던 발광수단과 수광수단이 동일 수평선 상에 위치되어 측정 셀의 크기가 필요 이상으로 커지는 문제를 해결하기 위해 발광수단의 적색 발광 다이오드(130)와 포토 다이오드(132)를 동일 수직선 상에 평행하게 설치하였고, 반사경(140)을 설치하여 발광수단의 적색 발광 다이오드(130)로부터 발한 광이 반사경(140)을 통해 역으로 반사되어 수광수단의 포토 다이오드(132)에 수광되도록 하였다.On the other hand, the real-time oil pollution measuring device 100 according to the present invention is a light emitting means to solve the problem that the size of the measuring cell is larger than necessary because the light emitting means and the light receiving means that has been a problem in the prior art is located on the same horizontal line The red light emitting diode 130 and the photodiode 132 are installed in parallel on the same vertical line, and the reflector 140 is installed so that light emitted from the red light emitting diode 130 of the light emitting means is reversed through the reflector 140. Reflected by the photodiode 132 of the light receiving means.
다른 한편으로, 본 발명의 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 발광수단의 적색 발광 다이오드(132)로부터 발한 광이 반사경(140)을 통해 역으로 반사되어 수광수단의 포토 다이오드(132)에 수광되도록 하는 구성에 따라 하나의 광학렌즈(152)를 사용하였다.On the other hand, the real-time oil pollution measuring device 100 of the present invention is such that the light emitted from the red light emitting diode 132 of the light emitting means is reflected back through the reflector 140 to be received by the photodiode 132 of the light receiving means One optical lens 152 was used in accordance with the configuration.
그리고, 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 적색 발광 다이오드(130)의 온도 특성을 보상하기 위하여 적색 발광 다이오드(130)의 광을 측정하여 피드백 제어를 통해 일정 광량이 측정되는 오일 샘플로 입사되도록 하였다.In addition, the real-time oil pollution measuring apparatus 100 according to the present invention measures the light of the red light emitting diode 130 to compensate for the temperature characteristics of the red light emitting diode 130, the oil sample is measured a certain amount of light through feedback control To be incident.
또한, 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 적색 발광 다이오드(130)와 포토 다이오드(132)의 특성이 오일의 온도에 무관하도록 하며, 증폭기와 센서를 분리하기 위하여 발광측과 수광측에 광섬유(150, 154)를 사용하였다.In addition, the real-time oil pollution measuring apparatus 100 according to the present invention is to make the characteristics of the red light emitting diode 130 and the photodiode 132 irrespective of the temperature of the oil, the light emitting side and the light receiving side to separate the amplifier and sensor Optical fibers 150 and 154 were used.
본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100)에 대한 구성을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 센서블럭(110)은 기타 구성요소를 설치하여 실시간 오일 오염도 측정장치(100)의 외부를 구성하는 것으로, 이 센서블럭(110)에는 기계장치의 오일 라인으로부터 오일이 유입되는 유입구(112), 오일을 오일 라인으로 배출시키는 유출구(114) 및 일측이 외부로 개방된 상태로 내측에서 유출·입구(112, 114)와 내통되는 설치홈(116)이 형성된 구조로 이루어진다.Referring to the configuration of the real-time oil pollution degree measuring apparatus 100 according to the present invention in more detail as follows. First, the sensor block 110 is configured to install the other components to configure the outside of the real-time oil contamination measurement device 100, the sensor block 110, the inlet 112 through which oil is introduced from the oil line of the mechanical device , Outlet 114 for discharging the oil to the oil line and the installation groove 116 is formed in the inner side and the outlet / inlet 112, 114 in the open state with one side open to the outside.
전술한 바와 같이 형성된 센서블럭(110)의 설치홈(116)은 후술하는 오일 모니터링 용기(120a)를 포함한 센서홀더(120), 회전관(122) 및 스텝모터(126)를 설치하기 위한 것으로, 이 설치홈(116)은 일측이 외부로 개방된 상태로 내측은 폐쇄된 구조로 형성된다. 이처럼 형성된 설치홈(116)은 스텝모터(126), 오일 모니터링 용기(120a)를 포함한 센서홀더(120)의 구조에 관계하여 개방된 입구측은 내측에 비해 확장된 구조로 형성된다.The installation groove 116 of the sensor block 110 formed as described above is for installing the sensor holder 120, the rotary tube 122, and the step motor 126 including the oil monitoring container 120a to be described later. The installation groove 116 is formed in a structure in which the inside is closed with one side open to the outside. The installation groove 116 formed as described above is formed in a structure in which the inlet side opened in relation to the structure of the sensor holder 120 including the step motor 126 and the oil monitoring container 120a is expanded compared to the inside.
오일을 모니터링하기 위한 수단은 기계장치의 오일 라인 상에 흐르는 오일을 제어수단의 제어를 통해 주기적으로 오일 샘플을 모니터링하여 오염도를 측정한 후, 오염도 측정이 완료된 오일 샘플을 다시 오일 라인 상으로 되돌려 보내기 위한 것으로, 이 오일을 모니터링하기 위한 수단은 오일 모니터링 용기(120a)를 포함한 센서홀더(120), 오일 모니터링 용기(120a)의 외주면에 회전 가능하게 결합되는 회전관(122), 회전관(122)의 외주면 적소에 결합·고정되는 자석(124) 및 자석(124)의 외주면에 설치되어 전원의 인가에 의해 회전관(122)을 정역 회전시키는 스텝모터(126)로 이루어진다.The means for monitoring the oil is to monitor the oil sample periodically through the control of the control means for oil flowing on the oil line of the machine to measure the degree of contamination, and then return the oil sample that has been completed to return to the oil line. Means for monitoring the oil, the sensor holder 120 including the oil monitoring vessel (120a), the rotary tube 122, the rotary tube 122 is rotatably coupled to the outer peripheral surface of the oil monitoring vessel (120a) And a step motor 126 installed on the outer circumferential surface of the magnet 124 and coupled to and fixed at an outer circumferential surface of the step rotator for forward and reverse rotation of the rotary tube 122 by application of power.
전술한 오일 모니터링 용기(120a)를 포함한 센서홀더(120)는 센서를 이루는 구성요소를 설치하여 센서블럭(110)의 설치홈(116) 상에 고정시키기 위한 것으로, 이 센서홀더(120)는 센서블럭(110)의 설치홈(116) 내측에 삽입·체결되어 오일 샘플이 저장되는 오일 모니터링 용기(120a)와 오일 모니터링 용기(120a)의 후단에 일체로 형성되어 센서블럭(110)의 설치홈(116) 입구측에 체결됨으로써 오일 모니터링 용기(120a)가 센서블럭(110)의 설치홈(116) 상에 정위치 및 고정되도록 하는 홀더몸체(120b)로 이루어진다.The sensor holder 120 including the oil monitoring vessel 120a described above is to install the components constituting the sensor and to fix them on the installation groove 116 of the sensor block 110, and the sensor holder 120 is a sensor. Insertion and fastening inside the installation groove 116 of the block 110 is formed integrally with the rear end of the oil monitoring container 120a and the oil monitoring container 120a to store the oil sample is the installation groove of the sensor block 110 ( 116) By being fastened to the inlet side, the oil monitoring container 120a is formed of a holder body 120b to be fixed and fixed on the installation groove 116 of the sensor block 110.
오일 모니터링 용기(120a)는 모니터링된 오일 샘플이 저장되는 것으로, 이 오일 모니터링 용기(120a)는 선단부의 길이방향 좌우 양측에 상호 대향되게 관통·형성되어 센서블럭(110)의 유입구(112)로부터 유입된 오일을 유출구(114)로 흐르게 하는 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)이 형성된 중공의 파이프 형태로 이루어진다. 이때, 오일 모니터링 용기(120a)는 양단이 관통된 구조이다. 전술한 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 모니터링 과정은 후술하기로 한다.The oil monitoring vessel 120a stores the monitored oil sample, and the oil monitoring vessel 120a penetrates and is formed to face each other in the lengthwise left and right sides of the tip portion and flows in from the inlet 112 of the sensor block 110. It is made in the form of a hollow pipe formed with oil outflow and inlet (120a-1, 120a-2) for flowing the oil to the outlet 114. At this time, the oil monitoring vessel 120a has a structure in which both ends penetrate. The oil monitoring process of the above-described oil monitoring vessel 120a will be described later.
홀더몸체(120b)는 센서블럭(110)의 설치홈(116) 상에 삽입·체결된 오일 모니터링 용기(120a)를 정위치 및 고정되도록 하는 것으로, 이 홀더몸체(120b)는 오일 모니터링 용기(120a)의 후단에 일체로 형성되는 한편, 오일 모니터링 용기(120a)의 길이방향 중공과 연통되는 설치공(120b-1)이 형성되어 센서블럭(110)의 설치홈(116) 입구측에 설치·고정된다. 이러한, 홀더몸체(120b)는 센서블럭(110)의 설치홈(116) 입구측에 설치·고정됨으로써 센서블럭(110)의 설치홈(116) 입구측을 밀폐시키게 된다.The holder body 120b is configured to fix and fix the oil monitoring container 120a inserted and fastened on the installation groove 116 of the sensor block 110. The holder body 120b is an oil monitoring container 120a. Is formed integrally at the rear end thereof, and an installation hole 120b-1 communicating with the longitudinal hollow of the oil monitoring container 120a is formed to be installed and fixed at the inlet side of the installation groove 116 of the sensor block 110. do. The holder body 120b is installed and fixed at the inlet side of the installation groove 116 of the sensor block 110 to seal the inlet side of the installation groove 116 of the sensor block 110.
중공의 회전관(122)은 후술하는 스텝모터(126)의 작동에 의해 정역 회전되어 오일 모니터링 용기(120a)의 유출·입공(120a-1, 120a-2)을 개방시키거나 폐쇄시킴으로써 오일 샘플을 모니터링하거나 배출시킬 수 있도록 하는 것으로, 이 회전관(122)에는 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)에 관계하는 오일 유출·입공(122a, 122b)이 길이방향 좌우 양측에 상호 대향되게 관통·형성되어 오일 모니터링 용기(120a)의 외주면에 회전 가능하게 결합된다.The hollow rotary tube 122 is rotated forward and backward by the operation of the step motor 126, which will be described later, to open or close the oil sample by opening or closing the outflow / holes 120a-1 and 120a-2 of the oil monitoring vessel 120a. In order to be able to monitor or discharge, the rotary tube 122 has the oil outflow / holes 122a and 122b related to the oil outflow / holes 120a-1 and 120a-2 of the oil monitoring vessel 120a. It penetrates and is formed to face each other in the left and right directions so as to be rotatably coupled to the outer circumferential surface of the oil monitoring container 120a.
전술한 바와 같이 구성된 회전관(122)은 후술하는 스텝모터(126)의 작동에 의해 정역 회전되어 회전관(122)의 오일 유출·입공(122a, 122b)을 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)에 일치시키거나 회전관(122)의 오일 유출·입공(122a, 122b)이 형성되지 않은 면을 통해 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)을 폐쇄시킴으로써 오일이 흐를 수 있도록 하거나 아니면 오일 샘플을 모니터링할 수 있도록 한다.The rotary tube 122 configured as described above is rotated forward and backward by the operation of the step motor 126 described later, so that the oil outflow / holes 122a and 122b of the rotary tube 122 flow out of the oil monitoring vessel 120a. Oil outflow and inlet (120a) of the oil monitoring vessel (120a) through the surface coinciding with the inlet (120a-1, 120a-2) or the oil outflow and inlet (122a, 122b) of the rotary tube 122 is not formed -1, 120a-2) can be closed to allow the oil to flow or to monitor the oil sample.
즉, 회전관(122)의 회전에 의해 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)과 회전관(122)의 오일 유출·입공(122a, 122b)이 일치된 상태에서는 일치된 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)과 회전관(122)의 오일 유출·입공(122a, 122b)을 통해 센서블럭(110)의 유입구(112)로부터 유입된 오일이 센서블럭(110)의 유출구(114)로 흐를 수 있는 상태가 되고, 이러한 상태에서 회전관(122)의 회전에 의해 회전관(122)의 오일 유출·입공(122a, 122b)이 형성되지 않은 면을 통해 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)을 폐쇄하게 되면 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2) 내부로 유입된 오일은 샘플로써 모니터링된다. 물론, 오일 샘플이 모니터링된 상태에서는 센서블럭(110)의 유입구(112)로부터의 오일 유입은 차단된다.That is, the oil outflow / holes 120a-1 and 120a-2 of the oil monitoring container 120a and the oil outflow / holes 122a and 122b of the rotation pipe 122 coincide with each other by the rotation of the rotation pipe 122. In the state, the inflow port of the sensor block 110 through the oil outflow / holes 120a-1 and 120a-2 of the oil monitoring vessel 120a and the oil outflow / holes 122a and 122b of the rotary tube 122 are matched. The oil flowing in from 112 is in a state where it can flow to the outlet 114 of the sensor block 110, and in this state, the oil outflow / hole 122a of the rotary tube 122 is rotated by the rotation of the rotary tube 122. When the oil outflow / holes 120a-1 and 120a-2 of the oil monitoring vessel 120a are closed through the surface where the surface 122b is not formed, the oil outflow / holes 120a-1 and 120a of the oil monitoring vessel 120a are closed. -2) The oil introduced into it is monitored as a sample. Of course, the oil inflow from the inlet 112 of the sensor block 110 is blocked while the oil sample is monitored.
자석(124)은 후술하는 스텝모터(126)와의 작용을 통해 회전관(122)을 회전시키는 것으로, 이 자석(124)은 회전관(122)의 일측 외주면 상에 체결·고정된다.The magnet 124 rotates the rotary tube 122 by the action of the step motor 126 which will be described later. The magnet 124 is fastened and fixed on one outer peripheral surface of the rotary tube 122.
스텝모터(126)는 제어수단의 제어에 의해 작동되어 기 설명한 자석(124)과의 작용을 통해 회전관(122)을 일정범위 정역 회전시키는 것으로, 이 스텝모터(126)는 회전관(122)의 외주면 일측에 결합·고정된 자석(124)의 외주면으로 회전 가능하게 체결되어 센서블럭(110)의 설치홈(116) 내측에 고정된다.Step motor 126 is operated by the control of the control means to rotate the rotary tube 122 by a predetermined range forward and reverse through the action of the magnet 124 described above, the step motor 126 is a rotary tube 122 Is rotatably fastened to the outer circumferential surface of the magnet 124 coupled and fixed to one side of the outer circumferential surface thereof is fixed inside the installation groove 116 of the sensor block 110.
전술한 바와 같이 구성된 스텝모터(126)는 회전관(122)을 일정범위 정역 회전시키는 것을 통해 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)과 회전관(122)의 오일 유출·입공(122a, 122b)을 일치시키거나 오일 모니터링 용기(120a)의 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)을 폐쇄시켜 센서블럭(110)의 유입구(112)로부터 유입된 오일을 유출구(114)로 흐르게 하거나 오일 모니터링 용기(120a)의 내부에 오일 샘플이 모니터링되도록 한다.The step motor 126 configured as described above rotates the rotary tube 122 by a constant range forward and reverse rotation of the oil monitoring vessel 120a of the oil outflow and inlet (120a-1, 120a-2) and the rotary tube 122 The oil outflow and inflow holes 122a and 122b of the oil outlet or the oil outflow and inflow holes 120a-1 and 120a-2 of the oil monitoring container 120a are closed to flow in from the inlet 112 of the sensor block 110. Allow oil to flow to outlet 114 or allow oil samples to be monitored inside oil monitoring vessel 120a.
발광수단은 오일 모니터링 용기(120a)의 내부에 모니터링된 오일 샘플에 투과할 입사광을 발생시키는 것으로, 이 발광수단은 후술하는 광섬유 홀더(160)의 후단에 위치되는 센서 PCB(180) 상에 설치·고정된다.The light emitting means generates incident light to be transmitted to the monitored oil sample inside the oil monitoring container 120a. The light emitting means is installed on the sensor PCB 180 located at the rear end of the optical fiber holder 160, which will be described later. It is fixed.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에서의 발광수단은 적색 발광 다이오드(130)를 사용하여 오일 샘플에 투과시킬 광을 발생시킨다. 이때, 적색 발광 다이오드(130)의 광 파장은 650nm에서 1050nm 범위의 광을 투사하게 된다.The light emitting means in the present invention configured as described above uses the red light emitting diode 130 to generate light to be transmitted to the oil sample. At this time, the light wavelength of the red light emitting diode 130 is to project the light in the range of 650nm to 1050nm.
반사경(140)은 발광수단의 적색 발광 다이오드(130)에 의해 발생되어 오일 샘플을 투과한 광을 역으로 반사시키기 위한 것으로, 이 반사경(140)은 오일 모니터링 수단의 오일 모니터링 용기(120a)의 선단에 반사경 지지홀더(142)에 의해 지지된다.Reflector 140 is for reflecting the light generated by the red light emitting diode 130 of the light emitting means and transmitted through the oil sample in reverse, the reflector 140 is the tip of the oil monitoring vessel 120a of the oil monitoring means Is supported by the reflector support holder 142.
더욱 상세하게 설명하면 전술한 반사경(140)은 센서홀더(120)의 오일 모니터링 용기(120a) 선단부에 체결되어 오일 모니터링 용기(120a)의 선단을 밀폐시키는 반사경 홀더(142)에 의해 오일 모니터링 용기(120a)의 내측 선단에 지지된다. 이때, 반사경(140)은 오일 모니터링 용기(120a)의 선단부에 형성된 오일 유출·입공(120a-1, 120a-2)의 선단에 위치된다.In more detail, the above-described reflector 140 is fastened to the tip of the oil monitoring container 120a of the sensor holder 120 to seal the tip of the oil monitoring container 120a. It is supported by the inner tip of 120a). At this time, the reflector 140 is positioned at the tip of the oil outflow / holes 120a-1 and 120a-2 formed at the tip of the oil monitoring container 120a.
수광수단은 반사경(140)에 의해 역으로 반사되어 모니터링된 오일 샘플을 다시 투과한 반사광의 세기를 측정하는 것으로, 이 수광수단은 후술하는 광섬유 홀더(160)의 후단에 위치되는 센서 PCB(180) 상에 설치·고정된다. 이때, 본 발명에서의 수광수단은 포토 다이오드(132)를 사용한다.The light receiving means measures the intensity of reflected light reflected back by the reflector 140 and transmitted again through the monitored oil sample. The light receiving means is a sensor PCB 180 located at the rear end of the optical fiber holder 160 which will be described later. It is installed and fixed on the top. In this case, the light receiving means in the present invention uses a photodiode 132.
전술한 바와 같이 구성된 수광수단은 발광수단의 적색 발광 다이오드(130)에서 발생된 광이 오일 샘플에 투과된 후, 반사경(140)에 의해 역으로 다시 오일 샘플을 투과하여 되돌아 온 반사광의 세기(광량) 변화 즉, 광학 밀도의 변화를 통해 오일 샘플의 오염도를 측정하게 된다.The light receiving means configured as described above has the intensity (light quantity) of the reflected light returned from the red light emitting diode 130 of the light emitting means after being transmitted to the oil sample and then again passing through the oil sample again by the reflector 140. ), That is, the change in optical density, to measure the contamination of the oil sample.
본 발명에 따른 오염도 측정 원리는 다음과 같다. 일반적으로 매질을 통과하는 광의 세기는 광감쇠 이론에 의하여 아래의 수학식 1 과 같이 표시된다.The pollution degree measuring principle according to the present invention is as follows. In general, the intensity of light passing through the medium is expressed by Equation 1 below by the light attenuation theory.
전술한 수학식 1 에서 Il은 투과된 광세기, I0는 입사광의 세기, x는 광의 투과 거리이며, σ는 감쇠 정수로서 매질 내에 위치하고 있는 오염 입자의 농도와 비례 관계에 있다. 따라서, 매질을 통과하는 광들의 상호 대수(logarithm) 비는 오염 입자의 농도와 비례관계를 가지게 된다. 본 발명에 따른 오염도 측정 장치에 의하여 측정되는 오일 내의 오염입자들에 기인한 광학 밀도의 변화는 전술한 원리를 적용하면 오일의 오염 정도 및 자기장의 유무에 따라서 다음의 수학식과 같이 표시된다.In Equation 1, I 1 is transmitted light intensity, I 0 is incident light intensity, x is light transmission distance, and σ is attenuation constant, which is proportional to the concentration of contaminating particles located in the medium. Thus, the logarithm ratio of the light passing through the medium is proportional to the concentration of contaminating particles. The change in optical density due to contaminants in the oil measured by the pollution degree measuring device according to the present invention is expressed by the following equation according to the degree of contamination of the oil and the presence or absence of a magnetic field when applying the above-mentioned principle.
(여기서, J1 은 신유의 광학 밀도, J2 는 사용유의 광학 밀도, J3 는 자기장을 가했을 때 사용유의 광학 밀도, J4 는 자기장을 제거한 후의 사용유의 광학 밀도이다.)(Where J 1 is the optical density of new oil, J 2 is the optical density of oil used, J 3 is the optical density of oil used when a magnetic field is applied, and J4 is the optical density of oil used after removing the magnetic field.)
따라서, 신유와 사용유의 광학 밀도 J1과 J2를 측정함으로써 수학식 2 에 의하여 그 광량의 크기 비로써 광학 밀도의 변화 D1이 계산되어지며, 오일 내부에 존재하는 총 오염도 양은 사전에 표준 오염입자 오염도에 따라 측정된 D1 결과를 이용하여 환산함으로써 결정되어진다. 또한, 모니터링 오일 측정 셀 주변에 자기장을 인가하면 오일 내부에 수직 방향으로 자력선이 형성되어 상자성체의 오염 입자들이 자력선을 따라서 배열하게 되어 그 결과로 광학 밀도 값이 J2에서 J3로 변화되고, 수학식 3 에 의하여 상자성 오염입자들 만에 의한 오염도를 상대적으로 측정할 수 있다. 이와 같은 상자성 마모입자들의 총량은 별도의 예비 시험 결과를 이용하여 환산할 수 있다.Therefore, by measuring the optical density J 1 and J 2 of the new oil and the used oil, the change of the optical density D 1 is calculated as the ratio of the amount of light by Equation 2, and the total amount of contamination present in the oil is previously determined by the standard contamination. It is determined by conversion using the D 1 result measured according to the particle contamination degree. In addition, when a magnetic field is applied around the monitoring oil measuring cell, a magnetic force line is formed in the vertical direction inside the oil so that the contaminant particles of the paramagnetic body are arranged along the magnetic force line. As a result, the optical density value is changed from J 2 to J 3 . Equation 3 can be used to relatively measure the degree of contamination by paramagnetic contaminants. The total amount of such paramagnetic wear particles can be converted using separate preliminary test results.
반면, 자기장을 제거하게 되면 자력에 의하여 배열되어 있던 상자성 입자들 중 작은 마모입자들이 오일 내로 재차 분산되고, 그 결과로서 광학 측정값이 약간 감소하게 되는데, J4는 이와 같이 상자성 입자들 중 상대적으로 미세한 크기의 마모입자 오염도를 측정할 수 있는 변수로 활용할 수 있다.On the other hand, if the removal of the magnetic field a small wear particles of the paramagnetic that are arranged by the magnetic particles are again dispersed into the oil, there is the optical measurement value decreased slightly as a result, J 4 is a relative of the thus paramagnetic particles It can be used as a parameter to measure the degree of wear particle contamination of fine size.
본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100)의 광전달 수단은 발광수단으로부터 발생된 광을 모니터링된 오일 샘플에 평행광으로 입사시키는 한편 반사경(140)에 의해 반사되어 오일 샘플을 투과한 반사광을 수광수단에 전달하는 것으로, 이 광전달 수단은 발광수단인 적색 발광 다이오드(130)로부터 발생된 광을 오일 샘플에 투과시키는 방향으로 전달하는 발광측 광섬유(150), 발광측 광섬유(150)를 통해 전달된 광을 오일 모니터링 용기(120a) 내부의 오일 샘플에 평행광으로 입사시키는 광학렌즈(152) 및 오일 샘플을 투과한 후 반사경(140)에 의해 반사되어 다시 오일 샘플을 역으로 투과한 후 광학렌즈(152)를 거친 반사광을 수광수단인 포토 다이오드(132)로 전달하는 수광측 광섬유(154)로 이루어진다.The light transmitting means of the real-time oil contamination measuring apparatus 100 according to the present invention injects the light generated from the light emitting means into parallel light to the monitored oil sample, while reflecting the light reflected by the reflector 140 and transmitted through the oil sample. The light transmitting means transmits the light to the light receiving means through the light emitting side optical fiber 150 and the light emitting side optical fiber 150 which transmits the light generated from the red light emitting diode 130 which is the light emitting means to the oil sample. After passing through the optical lens 152 and the oil sample to enter the transmitted light in parallel to the oil sample inside the oil monitoring vessel (120a) and then reflected by the reflector 140 to pass through the oil sample back to the optical The light receiving side optical fiber 154 transmits the reflected light passing through the lens 152 to the photodiode 132 which is a light receiving means.
전술한 광섬유(150, 154)는 앞서도 기술한 바와 같이 적색 발광 다이오드(130)와 포토 다이오드(132)의 특성이 오일의 온도에 무관하도록 하며, 증폭기와 센서를 분리하기 위하여 발광측과 수광측에 광섬유(150, 154)를 사용하게 되었다.As described above, the optical fibers 150 and 154 have the characteristics of the red light emitting diode 130 and the photodiode 132 irrespective of the temperature of the oil, and the light emitting side and the light receiving side to separate the amplifier and the sensor. Optical fibers 150 and 154 have been used.
한편, 전술한 바와 같은 발광측 광섬유(150)와 수광측 광섬유(154)는 오일 모니터링 용기(120a)를 고정시키는 홀더몸체(120b)의 설치공(120b-1) 내측에 설치되는 광섬유 홀더(160)에 의해 동일 수직선 상에 일정거리 이격되어 고정된다. 즉, 발광측 광섬유(150)를 통해 전달된 광을 광학렌즈(152)로 전달하거나 반사경(140)을 통해 역으로 광학렌즈(152)로 전달된 반사광을 수광측 광섬유(154)로 전달하는 광 전달공(162)이 형성된 광섬유 홀더(160) 후단의 동일 수직선 상에 발광측 광섬유(150)와 수광측 광섬유(154)가 광 전달공(162)을 향해 평행하게 설치·고정된다.On the other hand, the light emitting side optical fiber 150 and the light receiving side optical fiber 154 as described above, the optical fiber holder 160 is installed inside the installation hole (120b-1) of the holder body (120b) for fixing the oil monitoring container (120a) ) Is fixed at a certain distance from the same vertical line. That is, light transmitting the light transmitted through the light emitting side optical fiber 150 to the optical lens 152 or the light reflected to the light receiving side optical fiber 154 transmitted back to the optical lens 152 through the reflector 140. The light emitting side optical fiber 150 and the light receiving side optical fiber 154 are installed and fixed in parallel toward the light transmitting hole 162 on the same vertical line at the rear end of the optical fiber holder 160 where the transfer hole 162 is formed.
전술한 바와 같이 설치되는 광섬유(150, 154)는 도 5 에 도시된 바와 같이 광섬유 홀더(160)의 수평선상으로 형성된 광 전달공(162)의 수평선 상을 기준으로 상하에 동일 간격으로 이격되어 설치됨을 알 수 있다.The optical fibers 150 and 154 installed as described above are spaced apart at equal intervals above and below the horizontal lines of the light transmission holes 162 formed on the horizontal lines of the optical fiber holder 160 as shown in FIG. 5. It can be seen.
광학렌즈(152)는 적색 발광 다이오드(130)로부터 발생된 광을 오일에 평행광으로 입사시키거나 반사경(140)에 의해 역으로 반사된 반사광을 광섬유 홀더(160)의 광 전달공(162)에 평행광으로 입사시키기 위한 것으로, 이 광학렌즈(152)는 오일 모니터링 용기(120a)의 길이방향 중 유출·입공(120a-1, 120a-2) 양단 중 후단의 내측에 지지·고정된다. 이때, 광학렌즈(152)는 오일 모니터링 용기(120a)의 길이방향 중 유출·입공(120a-1, 120a-2) 양단 중 후단을 밀폐시키게 된다.The optical lens 152 may inject light generated from the red light emitting diode 130 into parallel light into the oil or reflect light reflected back by the reflector 140 to the light transmitting hole 162 of the optical fiber holder 160. The optical lens 152 is supported and fixed to the inside of the rear end of the both ends of the outflow / holes 120a-1 and 120a-2 in the longitudinal direction of the oil monitoring container 120a. At this time, the optical lens 152 seals the rear ends of the both ends of the outflow / holes 120a-1 and 120a-2 in the longitudinal direction of the oil monitoring container 120a.
따라서, 오일 모니터링 용기(120a)에 모니터링되는 오일 샘플은 도 5 에 도시된 바와 같이 반사경(140)과 광학렌즈(152) 사이에 모니터링됨을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that the oil sample monitored in the oil monitoring vessel 120a is monitored between the reflector 140 and the optical lens 152 as shown in FIG. 5.
한편, 본 발명의 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 발광수단인 적색 발광 다이오드(130)에 의해 발생된 광을 발광측 광섬유(150)로 전달하는 발광공(172a)과 수광측 광섬유(154)로 전달된 반사광을 수광수단인 포토 다이오드(132)으로 전달하는 수광공(172b) 및 적색 발광 다이오드(130)와 포토 다이오드(132)가 내측에 위치되어 보호되도록 하는 보호홈(174a, 174b)이 형성된 커버블럭(170)이 구성된다.On the other hand, the real-time oil pollution measuring apparatus 100 of the present invention is the light emitting hole 172a and the light receiving side optical fiber 154 for transmitting the light generated by the red light emitting diode 130 as the light emitting means 150 The light receiving hole 172b for transmitting the reflected light to the photodiode 132 serving as the light receiving means, and the protective grooves 174a and 174b for protecting the red light emitting diode 130 and the photodiode 132 are located inside. The formed cover block 170 is configured.
전술한 바와 같은 커버블럭(170)은 광섬유 홀더(160)의 후단에 위치되어 센서홀더(120)의 홀더몸체(120b) 후단면에 설치·고정된다. 이때, 발광측 광섬유(150)와 수광측 광섬유(154)는 커버블럭(170)의 발광공(172a)과 수광공(172b) 각각에 동일 수평선 상에 일치된다.The cover block 170 as described above is positioned at the rear end of the optical fiber holder 160 and installed and fixed to the rear end surface of the holder body 120b of the sensor holder 120. At this time, the light emitting-side optical fiber 150 and the light receiving-side optical fiber 154 coincide with each of the light emitting holes 172a and the light receiving holes 172b of the cover block 170 on the same horizontal line.
한편, 앞서 기술한 센서 PCB(180)는 발광수단인 적색 발광 다이오드(130)와 수광수단인 포토 다이오드(132)를 적정위치에 설치·고정하여 커버블럭(170)의 후단면에서 커버블럭(170)의 보호홈(174a, 174b) 각각에 적색 발광 다이오드(130)와 수광수단인 포토 다이오드(132)가 삽입된 상태로 설치된다. 이때, 센서 PCB(180) 후단으로는 센서 PCB(180)를 보호하기 위한 센서 PCB 커버(190)가 설치되어 센서블럭(110) 일면에 고정된다.On the other hand, the sensor PCB 180 described above is installed and fixed to the red light emitting diode 130 as the light emitting means and the photodiode 132 as the light receiving means in a suitable position to cover the cover block 170 at the rear end of the cover block 170. The red light emitting diode 130 and the photodiode 132 serving as the light receiving means are respectively inserted into the protective grooves 174a and 174b of FIG. At this time, a sensor PCB cover 190 for protecting the sensor PCB 180 is installed at the rear end of the sensor PCB 180 and is fixed to one surface of the sensor block 110.
또한, 본 발명의 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 도 1 내지 도 6 에 도시된 바와 같이 센서블럭(110)의 좌측면 상에 메인 PCB(182)가 설치되고, 그 후면으로 메인 PCB(182)를 보호하기 위한 메인 PCB 커버(192)가 설치되어 센서블럭(110) 일면에 고정된다.In addition, the real-time oil contamination measurement device 100 of the present invention, as shown in Figures 1 to 6, the main PCB 182 is installed on the left side of the sensor block 110, the main PCB 182 to the rear side The main PCB cover 192 is installed to protect the sensor block 110 on one surface of the sensor block 110.
도 8 은 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 적용한 예를 보인 흐름도이다.8 is a flow chart showing an example of applying the real-time oil pollution measurement apparatus according to the present invention.
도 8 은 윤활 시스템(200)에서 오일이 흐르는 오일 라인(210)의 직렬 상에 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100)를 설치하여 일정량의 오일 샘플을 모니터링하고 오일 오염도를 측정하는 것을 보여 주는 것으로, 본 발명의 실시간 오일 오염도 측정장치(100)의 오일 모니터링 수단에 의해 오일 라인(210) 상을 흐르는 오일 샘플을 주기적으로 모니터링할 수 있도록 하여 오염도를 실시간으로 측정할 수 있도록 한다. 8 shows the installation of a real-time oil contamination measuring device 100 according to the present invention on a series of oil lines 210 through which oil flows in the lubrication system 200 to monitor a certain amount of oil sample and to measure the oil contamination. By giving, it is possible to periodically monitor the oil sample flowing on the oil line 210 by the oil monitoring means of the real-time oil pollution degree measuring apparatus 100 of the present invention to measure the pollution degree in real time.
도 9 는 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 적용한 다른 예를 보인 흐름도이다.9 is a flow chart showing another example of applying a real-time oil contamination measurement apparatus according to the present invention.
도 9 는 윤활 시스템(200)에서 오일이 흐르는 오일 라인(210)으로부터 별도의 병렬로 외곽 라인(220)을 형성하여 외곽 라인(220) 상에 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치(100) 설치한 것으로, 필요시 실시간 오일 오염도 측정장치(100) 양측의 외곽 라인(220) 상에 설치된 솔레노이드 밸브(230a, 230b)를 열어 오일 라인(210)으로부터 외곽 라인(220)으로 오일이 흐르게 한 후, 일정량의 오일 샘플을 모니터링하고 오일 오염도를 측정할 수 있도록 한 것이다.9 is a separate line from the oil line 210 through which the oil flows in the lubrication system 200 to form the outer line 220 in real time to install the real-time oil pollution measuring apparatus 100 according to the present invention on the outer line 220. For example, if necessary, after opening the solenoid valves 230a and 230b installed on the outer line 220 on both sides of the real-time oil pollution measuring device 100, allowing oil to flow from the oil line 210 to the outer line 220. It allows you to monitor a certain amount of oil sample and measure oil contamination.
이상에서와 같이 본 발명의 실시간 오일 오염도 측정장치(100)는 기계 시스템이 가동중인 상태에서 일정량의 오일 샘플을 모니터링하여 오일의 오염도를 반사되는 광량(광학 밀도)의 변화를 통해 효과적으로 측정할 수 있게 된다.As described above, the real-time oil pollution measuring apparatus 100 of the present invention monitors a certain amount of oil samples while the mechanical system is in operation to effectively measure the contamination of the oil by changing the amount of reflected light (optical density). do.
도 10 은 SKC의 디젤 엔진용 오일(비교적 맑은 오일)과 LG-칼텍스의 디젤 엔진용 오일(비교적 어두운 오일)의 오염도 증가에 따른 인덱스값의 변화를 보인 그래프이다.FIG. 10 is a graph showing the change of the index value according to the increase in the contamination of SKC diesel engine oil (relatively clear oil) and LG-Caltex diesel engine oil (relative dark oil).
도 10 의 왼쪽 그래프는 비교적 맑은 오일(SKC의 디젤 엔진용 오일)의 오염도의 변화 추이를 실험적으로 얻은 데이터로써 오일의 사용에 따른 오염도의 증가에 따라 인덱스 값의 확연한 변화를 볼 수 있다.The left graph of FIG. 10 is an experimental data obtained from a change in pollution degree of relatively clear oil (oil for diesel engines of SKC), and it is possible to see a marked change in the index value according to the increase in pollution degree according to the use of oil.
도 10 의 오른쪽 그래프는 비교적 어두운 오일(LG-칼텍스의 디젤 엔진용 오일)의 오염도의 변화 추이를 실험적으로 얻은 데이터로써 전반적으로 인덱스 값은 높지만 오일의 사용에 따른 오염도의 증가에 따라 인덱스 값의 확연한 변화를 볼 수 있다.The graph on the right of FIG. 10 is an experimental data showing the change in pollution degree of relatively dark oil (LG-Caltex diesel engine oil), and the index value is high but the index value is obvious as the pollution degree increases with the use of oil. You can see the change.
도 11 은 본 발명의 실시간 오일 오염도 측정장치를 실제 적용하여 장비의 손상이 발생하기 전에 경고가 발생되는 시점을 보여주는 그래프이다.11 is a graph showing a point in time at which a warning is generated before the damage of the equipment by actually applying the real-time oil pollution measurement apparatus of the present invention.
도 11 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 실제 장비에 적용한 실제 필드 데이터로써 장비의 손상이 발생하기 전에 최초 경고(1월 5 일)의 발생 후, 그로부터 19일 후에 실제 장비의 손상(1월 24일)을 관찰 할 수 있었다.As shown in FIG. 11, after real-time oil pollution degree measuring device according to the present invention is applied to real equipment, after 19 days of the first warning (January 5) before the occurrence of damage to the equipment, the actual equipment is applied. The damage (January 24) could be observed.
본 발명은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 기계 시스템이 가동중인 상태에서 오일 샘플을 일정량 모니터링하여 오일 내의 마모입자 및 외부로부터의 협잡물 침투 등의 여러 요인에 의한 오일의 오염도를 반사되는 광량(광학 밀도)의 변화를 통해 효과적으로 측정할 수 있다.As described above, according to the present invention, the amount of light (optical density) reflecting the contamination of the oil caused by various factors such as wear particles in the oil and infiltration of contaminants from the outside by monitoring a certain amount of the oil sample while the mechanical system is in operation. Can be measured effectively.
본 발명의 다른 효과는 기계 시스템이 가동중인 상태에서 작동중인 오일 샘플을 일정량 모니터링하여 오일의 오염도를 측정할 수 있도록 함으로써 실시간으로 오일의 오염도 측정이 가능하도록 한다.Another effect of the present invention is to measure the contamination of the oil in real time by monitoring a certain amount of the oil sample in operation while the mechanical system is running.
본 발명의 또 다른 효과는 오일을 통과하여 반사되는 광량(광학 밀도)의 변화를 측정하는 측정기기를 기계 시스템의 오일이 작동중인 부분의 기계부품에 착탈이 가능한 구조로 모듈화함으로써 보다 용이한 측정작업이 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.Another effect of the present invention is that the measuring device for measuring the change in the amount of light (optical density) reflected through the oil is modularized into a structure that can be attached to and detached from the mechanical parts of the operating part of the mechanical system, the easier measurement work There is an effect to make this happen.
또한, 본 발명은 오일을 통과하여 반사되는 광량(광학 밀도)의 변화를 측정하는 측정기기를 기계 시스템의 오일이 작동중인 부분의 기계부품에 착탈이 가능한 구조로 모듈화함으로써 기계 각 부위의 오염도 측정 대상체들의 오염도를 효과적으로 측정할 수 있도록 한다.In addition, the present invention is to measure the pollution degree of each part of the machine by modularizing the measuring device for measuring the change in the amount of light (optical density) reflected through the oil into a structure that can be attached to and detached from the mechanical parts of the operating part of the machine system oil Effectively measure their pollution.
나아가, 본 발명은 전술한 효과들 이외에 기계 시스템이 가동중인 상태에서 작동중인 오일 샘플을 일정량 모니터링하여 실시간으로 오일의 오염도를 측정할 수 있도록 함으로써 오일의 오염에 따른 기계 시스템의 예기치 못한 고장 및 이로 인한 사고를 미연에 방지할 수 있도록 함음 룰론, 기계 시스템을 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.Furthermore, the present invention, in addition to the effects described above, by monitoring a certain amount of the oil sample in operation while the mechanical system is in operation to measure the degree of contamination of the oil in real time by the unexpected failure of the mechanical system due to the contamination of the oil and thereby In order to prevent accidents in advance, it has the effect of making stable use of Rulon, mechanical system.
도 1 은 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치의 구성을 보인 분리 사시도.1 is an exploded perspective view showing the configuration of a real-time oil pollution measurement apparatus according to the present invention.
도 2 는 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치의 구성을 보인 결합 사시도.Figure 2 is a perspective view showing the configuration of the real-time oil pollution measurement apparatus according to the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치에서 오일을 모니터링하기 위한 수단을 보인 분리 사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing a means for monitoring the oil in the real-time oil contamination measurement device according to the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 보인 정면도.Figure 4 is a front view showing a real-time oil pollution measuring device according to the present invention.
도 5 는 도 4 의 "A-A"선 단면도.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line “A-A” of FIG. 4.
도 6 은 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 보인 평면도.Figure 6 is a plan view showing a real-time oil contamination measurement device according to the present invention.
도 7 은 도 6 의 "B-B"선 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line “B-B” of FIG. 6.
도 8 은 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 적용한 예를 보인 흐름도.8 is a flow chart showing an example of applying the real-time oil pollution measurement apparatus according to the present invention.
도 9 는 본 발명에 따른 실시간 오일 오염도 측정장치를 적용한 다른 예를 보인 흐름도.Figure 9 is a flow chart showing another example of applying a real-time oil pollution measurement apparatus according to the present invention.
도 10 은 SKC의 디젤 엔진용 오일(비교적 맑은 오일)과 LG-칼텍스의 디젤 엔진용 오일(비교적 어두운 오일)의 오염도 증가에 따른 인덱스값의 변화를 보인 그래프.10 is a graph showing the change of the index value with increasing the pollution degree of the diesel engine oil (relatively clear oil) of SKC and the diesel engine oil (relative dark oil) of LG-Caltex.
도 11 은 본 발명의 실시간 오일 오염도 측정장치를 실제 적용하여 장비의 손상이 발생하기 전에 경고가 발생되는 시점을 보여주는 그래프.11 is a graph showing the time when the warning occurs before the damage of the equipment by applying the real-time oil pollution measurement device of the present invention.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
100. 오일 오염도 측정장치 110. 센서블럭100. Oil pollution measuring device 110. Sensor block
112. 유입구 114. 유출구112. Inlet 114. Outlet
116. 설치홈 120. 센서홀더116. Mounting groove 120. Sensor holder
120a. 오일 모니터링 용기 120b. 홀더몸체120a. Oil monitoring vessel 120b. Holder body
120a-1, 120a-2, 122a, 122b. 유출·입공120a-1, 120a-2, 122a, 122b. Outflow
122. 회전관 124. 자석122. Rotating tube 124. Magnet
126. 스텝모터 130. 적색 발광 다이오드126. Step Motor 130. Red Light Emitting Diode
132. 포토 다이오드 140. 반사경132. Photodiodes 140. Reflectors
142. 반사경 홀더 150. 발광측 광섬유142. Reflector holder 150. Light emitting side optical fiber
152. 광학렌즈 154. 수광측 광섬유152. Optical lens 154. Light receiving side optical fiber
160. 광섬유 홀더 162. 광 전달공160. Fiber Optic Holder 162. Light Transmitter
170. 커버블럭 172a. 발광공170. Cover block 172a. Glow ball
172b. 수광공 174a, 174b. 보호홈172b. Light receiver 174a, 174b. Protection
180, 182. PCB 190, 192. PCB 커버180, 182.PCB 190, 192.PCB Cover
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| KR20030071922A (en) | 2003-09-13 |
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