KR100470969B1 - 로드셀을 이용한 디지털 자동소화시스템 - Google Patents

로드셀을 이용한 디지털 자동소화시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 로드셀을 이용한 디지털 자동소화시스템에 관한 것이다, 좀더 상세하게는 로드셀을 이용하여 가스저장용기의 소화용 가스의 감압여부를 사전에 진단하고 통보하는 디지털 자동 소화시스템에 관한 것이다.
본 발명은 가스저장용기의 하단에 설치된 로드셀 신호를 감지하는 중량신호센서와; 이상 상태변화를 LCD로 표시하는 디스플레이부로 구성되는 통상의 자동소화시스템에 있어서, 메인제어부는 분석 처리된 화재신호를 양 방향 디지털통신으로 모니터링 시스템이 설치된 중앙통제센터에 실시간 전송하여 이상 상태를 원격 모니터링 및 제어하고, 중량센서신호는 디지털로 신호가 변환 처리하여 소화용 가스저장용기 약제 누설 상태를 실시간으로 감지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 가스저장용기의 중량의 감압 현상을 사전에 진단하여 신속하게 가스저장용기 및 부품을 교체할 수 있고, 소화용 가스의 감압을 미연에 방지하여 화재 등의 비상사태 발생시 신속하게 화재를 진압할 수 있는 장점이 있다.

Description

로드셀을 이용한 디지털 자동소화시스템{Digital Automatic Exhausting System Using Load Cell}
본 발명은 로드셀(load cell)을 이용한 디지털 자동소화시스템에 관한 것이다, 좀더 상세하게는 로드셀과 스프링 판저울을 이용하여 저장용기의 소화가스 감압여부를 사전에 진단하고 통보하는 디지털 자동 소화시스템에 관한 것이다.
종래에는 기존가스(GAS)계 자동 소화설비의 저장용기에 다양한 소화용 고압가스(CO2, FM-200, BLEND-A, INERGEN등)중의 하나가 충전되어 있다. 그러나 접합부 또는 방출부의 밸브(Valve), 솔레노이드(Solenoid), 조정기(Regulator), 패킹판( Packing plate), 호스(Hose)등이 노후 되거나 부식 또는 불량 등의 원인으로 해당 소화용 가스가 누설될 경우가 있다.
이러한 경우 가스 저장용기내의 가스 충전상태를 알 수 있는 방법이 마땅치 않아 화재등의 비상사태 발생시 감지부 및 제어부가 이상 없이 동작되었다 할지라도 소화 가스 저장용기내의 소화 가스의 부족 또는 부존에 따른 감압 현상으로 화재진압 등이 불가하여 막대한 손실을 입을 수 있었다.
본 발명과 관련되는 선행기술로 대한민국 공개실용신안공보 제93-26248호(공개일 : 1994.12.8.)"소화기용 분말약제 주입장치"에 의하면, 소화기용 분말약제가 저장되어 있는 저장탱크내의 분말약제를소화기용 충전용기에 주입시키는 장치에 있어서, 상기 저장탱크의 유출구에는 분말약제의 토출량을 1단, 2단으로 조절하게 되는 나사식 피더를 장착하고 상기 충전용기의 저부에는 이 충전용기의 승, 하강 작동을 위한 에어실린더를 설치하며, 저장탱크와 충전용기의 사이에는 인디케이터에 접속된 3개의 로드셀에 의해 지지되는 계량호퍼와 이 계량호퍼로부터 공급되는 분말약제를 임시 저장하도록 된 충전호퍼를 상,하 연속 설치하여 동시에 상기 충전호퍼의 유출구에는 다수의 게이지 및 밸브와 진공탱크 및 진공펌프로 구성된 진공유니트를 결속하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 소화기용 분말약제 주입장치이다. 이 종래 기술에서 로드셀의 역할은 상기 저정탱크내의 분말약제가 계량호퍼와 충전호퍼를 거치는 동안 정확한 계량을 하기 위한 것이다. 그러나, 본 발명과 같이 소화용 가스저장 용기의 중량의 부족에 의한 감압 현상을 사전에 진단하여 신속하게 가스 저장용기 및 부품을 교체할 수 있게 하는 기술과는 기술사상이 다르다. 또 다른 선행기술로 한국공개특허공보 2000-8505호(공개일 : 2000.2.7) "자동소화시스템과 그 제어방법"에서 소화기의 충전압력이 기준치 이하로 떨어졌을 때 이를 표시하는 압력누설표시등에 관한 기술이 공개되어 있다. 또한 일본공개특허공보 특개평 6-24185(공개일: 1994.9.2) "소화약제량감시장치"에 의하면, 소화약제 저장용기의 중량을 상시 자동으로 감시하는 감시장치가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 기술들은 감시결과를 실시간으로 전송하거나 디지털제어 기술은 개발되어 있지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 발명으로, 본 발명의 목적은 소화용 가스저장 용기의 중량의 감소에 의한 감압 현상을 사전에 진단하여 신속하게 가스 저장용기 및 부품을 교체할 수 있고, 소화 가스의 감압을 미연에 방지하여 화재 등의 비상사태 발생시 신속하게 화재를 진압할 수 있는 디지털 자동 소화시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 제어부, 통제센터, 소화기, 센서부, 경고등, 소화용 가스저장용기, 가스방출기로 이루어진 소화시스템에서 상기 가스저장용기의 하단에 로드셀을 설치하고, 가스저장용기의 배관 접속부, 용기상 결함으로 소화약제 가스가 누설되면 가스저장용기의 중량감소를 감지하여 감지신호를 메인제어부로 송출하고, 상기 메인제어부는 DC 전압을 공급하기 위한 전원부와; 화재발생을 발견하는 경우에 수동으로 조작스위치를 작동시키는 수동조작함과; 화재발생시 가스방출표시등이 점등되거나 사이렌 또는 안내방송을 하는 외부경보기기와; 가스저장용기의 하단에 설치된 로드셀의 감압여부를 감지하는 중량신호센서와; 이상 상태변화를 LCD로 표시하는 디스플레이부로 구성되는 통상의 자동소화시스템에 있어서, 상기 메인제어부는 분석 처리된 화재신호를 양 방향 디지털통신으로 모니터링 시스템이 설치된 중앙통제센터에 실시간 전송하여 이상 상태를 원격 모니터링 및 제어하고, 상기 중량센서신호는 디지털신호로 변환 처리하여 소화용 가스저장용기 약제 누설 상태를 실시간으로 감지하는 것을 특징으로 한다.
가스저장용기의 하단에 로드셀을 설치하는 것은 현장의 상황에 따라서 다수 개를 병렬로 설치할 수 있다.
소화 가스저장용기에서 소화약제 가스가 누설되면 가스저장용기의 중량감소를 감지한 감지신호를 메인제어부로 송출하여 디스플레이부에 저장용기 중량 상태 이상 유무가 LCD로 표시되게 할 수 있다.
상기 소화용 가스저장용기의 중량의 부족에 의한 감압 현상을 사전에 진단하는 방법은 로드셀 방식 또는 스프링 판저울 릴레이 방식중 어느 하나를 이용할 수 있다.
(로드셀 방식)
로드셀은 디지털 중량계로서 외부로부터 가해지는 힘(하중)에 비례하여 전압으로 변환되는 전기저항 변형 게이지형이 가장 널리 사용되며, 로드셀의 원리는 무게를 받았을 때, 탄성 변형되는 위치에 전기저항 변형 게이지를 부착하여 브리지를 구성시켜 무게에 비례한 전압을 디지털 신호로 변환시키는 것이다.
이 로드셀을 소화가스 저장용기 하단에 부착 설치함으로써, 로드셀 에서 나오는 디지털 중량신호가 디지털 자동 소화설비 메인제어부 중앙처리장치(CPU)로 보내지고 이 신호는 다시 통신신호로 변환하여 원격지 컴퓨터로 보냄으로써 소프트웨어로 설정 값을 임의로 조정하고 중량의 감량 신호(감압현상)의 사전진단 및 통보(Alarm)는 물론 실시간 중량을 감시, 분석, 전송 등의 쌍방향 통신이 가능하게 하여 사용자의 편의에 최적합하며, 오차율이 거의 없는 디지털 통신방식이다.
(스프링 판저울 릴레이 방식)
기계식 스프링 판저울을 개량하여 설정치를 미리 여러 개 두고, 그곳에 "a"접점을 부착한 뒤 전원 부의 직류(DC)전원을 인가함으로써 소화 가스누설에 따른 중량감소시 설정된 접점에 전원이 도통되고 2차 릴레이(a-b)감지 신호를 통한 메인 제어부 및 원격지에 통보함으로서 위험신호의 동작여부를 사전진단하고 통보하는 아날로그 형태의 간편하고 저가형태의 감압 점검(CHECK)기능 방식이다.
이하 본 발명의 실시예를 도면을 근거로 설명한다.
도 1은 본 발명의 전체적인 개념을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 시스템 블럭도이다. 도 3은 본 발명의 제어시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 메인제어부 블럭도이다. 도 5는 본 발명의 전원부 도면이다.
도 1에서 본 발명의 전체적인 시스템을 나타내고 있는 바, 패키지형 디지털 자동소화기를 중심으로 메인제어부(2), 센서부(5), 경고등(7), 가스방출(6), 중앙통제센터(20)로 구성되고, RS- 485 통신방식에 의해서 작 구성요소간의 통신이 이루어진다. 특히, 본 발명의 요부가 되는 로드셀(1)을 이용한 소화용 가스저장용기(10)의 감압여부를 진단하고 통보하는 시스템이 도 1의 하단부에 표현되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 자동운용시에는 자동설정스위치(52)는 자동으로 운용시에 조작하는 스위치로서 이를 조작하면 자동알람(53)이 점등된다. 센서 L1,L2(11)중에서 한 감지기가 동작되면 화재경고, 화재알람점등, 화재경보음(14)이 나오며, 자동복구(15)가 리세트되는 것으로 작동흐름이 종료된다.
센서 L1,L2(12)중에서 두 감지기가 동작되면 화재경고(16)가 나오면서 화재경보음, 화재경보 단속음(30)이 발보되고, 화재알람점등, LCD에 화재표시, 및 중앙통제센터(20)에 통보해준다. 동시에 예비 릴레이 출력을 연동시키면서, 저장용기의 개방밸브의 솔레노이드(31)를 작동시켜 소화 약제를 방출시킴과 동시에 압력스위치(입력), 가스방출 경고(LCD),방출 알람점등(32)이 작동된다.
수동 운용시에는 메뉴설정스위치(54)는 수동으로 운용시에 조작하는 스위치로서 조작하면 자동알람(55)이 소등된다. 수동 기동스위치의 종류로는 패널기동스위치(35), 수동조작함 기동스위치(36)와 방재센터에서 원격으로 조작할 수 있도록 원격기동 스위치(39)가 있다.
작동시에는 화재경보음(38)이 발생되면서 화재경보음, 화재경보 단속음(30)이 발보되고, 화재알람점등, 액정표시기(LCD)에 화재표시 및 중앙통제센터(20)에 통보해준다. 동시에 예비릴레이 출력이 연동되며, 저장용기의 개방솔레노이드(31)를 작동시켜서 소화 약제를 방출시킴과 동시에 압력스위치(입력), 가스방출 경고 LCD, 방출알람점등(32)이 작동된다.
여기서 로드셀신호의 중량 상태 감지신호(13)는 디지털로 신호가 변환 처리되어서 중앙통제센터(20)로 전송되므로 저장용기의 약제의 누설 상태를 실시간으로 예측 및 저장할 수 있다.
회로진단 작동스위치(33)로서 회로를 테스트하기 위해서 조작시에는 진단알람(34)이 점등되면서 솔레노이드(31)작동상태를 체크하여 디지털
소화시스템 전체회로의 이상을 체크할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제어시스템을 설명하기 위한 도면이다.
전원부(40)에서 AC110/220V전압을 보호계전기인 NFB(No FuseBreaker : 41)거쳐서 정전압회로, 정류회로, 충전회로를 통하여 배터리를 충전하며 메인제어부(2)에 DC 24 V 또는 5V 전원을 공급한다.
수동조작함(4)은 화재발생을 긴급히 발견되는 경우에 수동으로 조작스위치를 작동시키면 화재신호가 발보되어 메인제어부(2)로 송신되면 신호를 분석 처리하여 화재신호여부를 판단한다.
메인제어부(2)에서 분석 처리된 화재신호는 중앙통제센터(20)로 감지상태, 화재상태, 기기이상, 전원이상등 각종 상태를 양 방향 디지털통신으로 실시간 전송되어 원격 모니터링 및 제어를 할 수 있다.
디스플레이부(60)에서는 전원이상, 자동상태, 예비전원, 예비 감시상태, 이상, 화재, 기동, 방출, 통신상태등 각종 상태를 LCD로 표시함과 동시에 소화약제 저장 용기의 개방밸브(솔레노이드식, 화약식)에 신호가 송출되면 개방밸브가 작동되면서 가스방출과 동시에 외부경보기기(7)에서는 가스방출표시등이 점등되며, 사이렌, 또는 "화재가 발생하였습니다. 신속히 대피하기 바랍니다" 라는 안내방송을 하게 된다.
로드셀(1)은 가스 저장용기(10) 하단에 설치하여 저장용기의 배관 접속부, 용기상 결함 등으로 소화약제 가스가 누설되면 저장용기의 중량감소를 감지하여 감지신호를 메인제어부(2)로 송출하면 제어부에서는 디지털 신호처리를 하여 RS- 485통신에 의하여 감시모니터링 시스템이 설치된 중앙통제센터(20)에 통보되어 이상 상태를 감시할 수 있으며, 또한 디스플레이부(60)에 저장용기 중량 상태 이상이 LCD로 표시된다.
도 4는 본 발명의 메인제어부 블럭도이다.
감지기1, 감지기2, 원격수동 조작함, P/S방출확인, 도어스위치, 전원이상, 보조릴레이 2개등 8개 릴레이신호(21) 및 소화약제 저장용기의 중량상태를 감지하는 로드셀 신호(22), 메인통신인 RS-485디지털 통신(23)에 의하여 각종 이상 상태를 CUP(21)와 쌍방향으로 신호를 처리한다. 각종 디스플레이 기능을 수행하는 디스플레이 모듈(25), 기동 스위치(26)등의 모든 신호정보는 CUP(21)에 입력되어 분석, 처리, 저장등 디지털 신호 변환처리를 통하여, 화재신호, 수동조작, 솔레노이드(유무), 방출(유무), 원격제어 2신호(27)가 출력되며, 또한 각 릴레이 동작 상태, 각접점동작상태, 각 스위치동작 상태, 단선 상태, 전원 상태, 자동 설정 상태, 예비전원 상태, 예비감시상태, 이상상태, 화재상태, 기동상태, 방출상태, 통신상태 등이 32개 LED신호(28)로 출력되도록 처리한다.
도 5는 본 발명의 전원부의 상세한 구조를 나타내는 도면이다.
전원부(40)는 AC110 / 220V 입력전압을 정류회로, 충전회로, 역 전압 방지회로, V/F(Voltage-Frequence)회로(41)를 통하여 비상 예비전원인 배터리(42)를 충전시키며, 전원 CUP제어부(43)에 의하여 디스플레이 모듈(49)에 DC 24V전원을 공급한다. 시그멘트표시부(44)는 LED(45)에, 각 릴레이(46)에 DC 전원(47) 24 V, 릴레이 모듈(48)에 DC24V, DC5V 전원을 공급한다. 배터리 테스트스위치(50)는 배터리의 작동상태를 테스트하는 스위치이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 가스저장용기의 중량의 감압 현상을 사전에 진단하여 신속하게 가스 저장용기 및 부품을 교체할 수 있고, 소화 가스의 감압을 미연에 방지하여 화재 등의 비상사태 발생시 신속하게 화재를 진압할 수 있다.
특히, 로드셀신호의 중량 상태 감지신호를 디지털로 신호로 변환 처리하여 중앙통제센터로 전송되므로 저장용기의 약제의 누설 상태를 실시간으로 예측할 수 있다.
또한, 회로진단 작동스위치의 조작으로 진단알람이 점등되면서 솔레노이드 작동상태를 체크하여 디지털 소화시스템 전체회로의 이상을 체크할 수 있다.
도 1은 본 발명의 전체적인 개념을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 시스템 블럭도,
도 3은 본 발명의 제어시스템을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 메인 제어부 블럭도,
도 5는 본 발명의 전원부 블럭도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 로드셀 2 : 메인제어부
3: 중량신호센서 4 : 수동조작함
5 : 센서부 6 : 가스방출
7 : 경고등 8 : 스피커
9 : 기타응용 10 : 소화용 가스저장용기
20 : 중앙통제센터 40 : 전원부
60 : 디스플레이부

Claims (5)

  1. 제어부, 통제센터, 소화기, 센서부, 경고등, 소화용 가스저장용기, 가스방출기로 이루어진 소화시스템에서 상기 가스저장용기의 하단에 로드셀을 설치하고, 가스저장용기의 배관 접속부, 용기상 결함으로 소화약제 가스가 누설되면 가스저장용기의 중량감소를 감지하여 감지신호를 메인제어부로 송출하고, 상기 메인제어부는 DC 전압을 공급하기 위한 전원부와; 화재발생을 발견하는 경우에 수동으로 조작스위치를 작동시키는 수동조작함과; 화재발생시 가스방출표시등이 점등되거나 사이렌 또는 안내방송을 하는 외부경보기기와; 가스저장용기의 하단에 설치된 로드셀의 감압여부를 감지하는 중량신호센서와; 이상 상태변화를 LCD로 표시하는 디스플레이부로 구성되는 자동소화시스템에 있어서,
    상기 메인제어부는 분석 처리된 화재신호를 양 방향 디지털통신으로 모니터링 시스템이 설치된 중앙통제센터에 실시간 전송하여 이상 상태를 원격 모니터링 및 제어하고, 상기 중량센서신호는 디지털신호로 변환 처리하여 소화용 가스저장용기 약제 누설 상태를 실시간으로 감지하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 디지털 자동소화시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 회로를 테스트하기 위해서 조작시에 진단알람이 점등되면서 솔레노이드 작동상태를 체크하여 디지털소화시스템 전체회로의 이상을 체크하는 회로진단 작동스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 로드셀을 이용한 디지털 자동소화시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
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