KR100654214B1

KR100654214B1 - 음파감지 시스템을 이용한 주요장비의 오작동 감시방법

Info

Publication number: KR100654214B1
Application number: KR1020060013936A
Authority: KR
Inventors: 김배훈
Original assignee: (주)미디어닉스
Priority date: 2006-02-14
Filing date: 2006-02-14
Publication date: 2006-12-14

Abstract

본 발명은 일반산업현장의 주요장비에서 발생되는 소음을 이용하여, 기계장치의 이상유무를 판별하도록 형성한 음파감시 시스템을 이용한 주요장비 오작동 감시방법에 관한 것으로, 주요장비부터 측정한 음파신호와 미리 저장해 놓은 주요장비가 정상적으로 작동할 때의 음파신호, 즉 샘플링 음파신호를 비교, 분석하여 두 신호간의 해석된 데이터가 상이할 경우, 일정한 시간동안 지속적으로 관찰을 하고 일정한 시간동안 측정한 데이터가 샘플링 음파신호와 상이하면, 인력을 투입시켜 주요장비의 점검 및 원인제거를 할 수 있도록 중앙상황실에서 경보음을 발령하는 음파감지 시스템을 이용한 주요장비 오작동 감시방법을 제공한다.

상기와 같은 음파감지 시스템을 이용한 주요장비 오작동 감시방법은 음파감지 시스템을 이용하여 정상적인 작동을 하는 주요장비에서 측정된 음파신호의 주기와 주요장비의 오작동시 발생되는 음파신호의 주기를 측정하여 비교, 분석함으로써, 주요장비의 케이스를 제거하지 않은 상태에서 기계의 오작동을 확인할 수 있으며, 또한 조기에 기계의 오작동을 감지하여 지속적인 오작동에 의한 주요장비의 파손을 막을 수 있음과 동시에 이에 따른 작업공정의 중단현상을 없앰으로써, 생산성의 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 음파신호를 육안으로 볼 수 있도록 함으로써, 비교, 분석이 쉬운 장점을 가지고 있다.

음파감지, 감시방법

Description

음파감지 시스템을 이용한 주요장비의 오작동 감시방법{SOUND WAVE PERCEPTION SYSTEM USING DEVICE OPERATION OF MONITORING METHOD}

도 1은 본 발명에 따른 음파감지 시스템을 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 주요장비 오작동 감시방법의 흐름도.

*도면 주요부호에 대한 부호 설명*

10 : 감청마이크 20 : 마이크 프리엠프 믹서

30 : 코덱 40 : 음파감지 서버

50 : 음파감지 시스템

본 발명은 일반산업현장의 주요장비에서 발생되는 소음을 이용하여, 기계장치의 이상유무를 판별하도록 형성한 음파감시 시스템을 이용한 주요장비 오작동 감시방법에 관한 것이다.

일반적으로 산업현장에 설치되어 있는 기계장비는 외형을 케이스가 감싸고 있어, 내부에서 이상이 생길 경우 기계의 케이스를 제거하지 않는 이상 내부에서 발생되는 기계의 오작동을 확인할 방법이 없다.

상기 산업현장에서 사용되는 기계장비에서는 주요 장비간의 작동에 의해 일정한 주기의 소음을 발생하게 되며, 이러한 소음은 기계의 오작동이 발생하게 되면 발생되는 소음에서도 다른주기의 소음이 발생하게 된다.

하지만 종래에는 이러한 소음을 이용한 기계의 오작동을 판별할 수 있는 장치가 소개된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 음파감지 시스템을 이용하여 정상적인 작동을 하는 주요장비에서 측정된 음파신호의 주기와 주요장비의 오작동시 발생되는 음파신호의 주기를 측정하여 비교, 분석함으로써, 주요장비의 케이스를 제거하지 않은 상태에서 기계의 오작동을 확인할 수 있으며, 또한 조기에 기계의 오작동을 감지하여 지속적인 오작동에 의한 주요장비의 파손을 막을 수 있음과 동시에 이에 따른 작업공정의 중단현상을 없앰으로써, 생산성의 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 음파신호를 육안으로 볼 수 있도록 함으로써, 비교, 분석이 쉬운 음파감지 시스템을 이용한 주요장비의 오작동 감시방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 음파감지 시스템을 이용한 주요장비의 오작동 감시방법은, 정상적으로 작동하는 주요장비의 음파신호를 저장하기 위해 음파감지 시스템의 코덱을 이용하여 300m거리 이상 떨어진 주요장비에 설치된 감청마이크 측정한 음파신호를 전송받고, 또한 300m거리 이하에 떨어진 주요장비에 설치된 감청마이크 통해 측정한 음파신호를 전송받는 샘플링 음파신호 저장단계와 상기 감청마이크를 통해 주요장비에서 발생되는 음파신호를 수신하는 음파수신단계와 상기에서 수신한 음파신호와 샘플링 음파신호를 비교,분석하는 음파신호 비교, 분석단계와 상기 비교, 분석단계에서 샘플링 음파신호와 측정된 음파신호간에 차이가 있을 경우, 측정된 음파신호를 일정한 시간동안 지속적으로 감시하는 음파신호 감시 단계와 상기 샘플링 음파신호와 일정한 시간동안 지속적으로 측정된 음파신호가 상이할 경우, 원인분석 및 원인을 제거할 수 있도록 중앙상황실에서 경보음을 발령하는 경보발령단계로 이루어진다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 음향감지 시스템의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 음파감지 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 주요장비 오작동 감시방법의 흐름도로서 같이 설명한다.

우선, 감청마이크(10)는 기계설비, 특히 기계가 작동할 때에 가장 중요한 주요장비 부분에서 음파 신호를 측정하기 위해 형성된다.

상기 감청마이크(10)는 주요장비의 형태별로 가장 적절할 마이크 형태를 선택하여 설치하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 마이크 프리엠프 믹서기(20)는 감청마이크(10)에 연결되어 감청마이크(10)의 전원공급 및 신호증폭과 혼합출력이 가능하도록 설치한다.

또한 코덱(30)은 중앙상황실과 주요장비간의 거리가 300m이상일 경우에 설치하여, 감청마이크(10)에서 측정한 음파신호를 원거리에 있는 중앙상황실로 전송할 수 있도록 설치를 한다.

아울러 상기 전송받은 음파신호를 변환작업 및 저장할 수 있는 음파감지 서버(40)를 설치한다.

상기 음파감지 서버(40)에는 측정된 음파신호의 해석이 용이하도록 푸리에변환(FFT : Fast Fourier Transformation)이 가능하며, 변환된 데이터를 저장할 수 있는 소프트웨어를 탑재하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 음파감지 시스템을 이용한 주요장비 오작동 측정방법을 살펴보면 다음과 같다.

우선 측정된 음파신호 데이터와 비교할 수 있도록 정상적으로 작동하는 주요장비의 샘플링 음파신호를 저장하도록 한다.

상기 샘플링 음파신호를 저장하는 방법은 감청마이크(10)에 전원공급 및 감청마이크의 신호증폭과 혼합출력이 가능하도록 형성된 마이크 프리엠프 믹서기(20)에 연결된 감청마이크(10)에 의해 측정된 음파신호를 음파감지 서버(40)로 전송하고, 상기 전송된 음파신호는 음파해석이 용이하도록 음파감지 서버(40)에 탑재된 프로그램에 의해 푸리에 변환을 마친 후 음파감지 서버에 저장이 된다.

일반적으로 측정된 음파신호는 시그널 파형으로 되어 있으며, 이 시그널 파형은 시간에 따라 변화되는 레벨값으로 되어 있다.

다시말해, 시간의영역의 관점에서 시그널파형을 볼 수 있도록 되어 있다.

이러한 시그널 주파수를 다른 관점에서 보면 시간영역에서 표현된 시그널파형과는 전혀 다르게 표현이 되는데, x축과 y축으로 보았을 때에 시간영역에서는 x축에 시간,y축에 레벨값이고, 주파수영역에서 보았을 때에는 x축에 시간, y축에는 레벨값으로 구성이 된다.

즉, 주파수영역에서의 의미는 시그널을 구성하는 주파수를 대역별로 볼 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 시간의 영역에서 주파수 영역으로 볼 수 있도록 변환하는 것이 푸리에 변환이며, 이러한 푸리에 변환에 의해 변환된 값을 이용하면 아무리 극심하게 변하는 랜덤신호일지라도, 이 신호를 구성하는 주파수 대역이 어떻게 구성되는지를 볼 수 있기 때문에 신호해석이 용이하게 된다.

또한 상기에서 음파감지 서버(40)가 형성된 중앙상황실과의 거리가 300m이상 떨어진 거리에 있는 주요장비에는 장거리로 음파신호를 전송할 수 있는 코덱(30)을 설치하여, 감청마이크(10)로부터 측정된 음파신호를 중앙상황실에 있는 음파감시 서버(40)로 전송할 수 있도록 형성한다.

상기와 같은 방법에 의해 샘플링 음파신호가 음파감지 서버(40)에 저장이 되면, 주요장비에서 발생되는 음파신호를 주요장비에 설치된 감청마이크(10)를 통해 측정하도록 한다.

그러면 상기 측정된 음파신호는 음파감지 서버(40)로 전송이 되고, 푸리에 변환이 가능하며 데이터를 저장할 수 있도록 형성된 음파감지 서버(40)에서는 상기 전송받은 음파신호를 해석이 용이하도록 푸리에 변환하여 데이터화 시킨 후 저장을 한다.

그런 후 상기 음파감지 서버(40)에 미리 저장해둔 샘플링 음파신호와 비교, 분석하도록 한다.

이때에 상기에서 비교, 분석된 자료가 샘플링 음파신호와 상이하게 되면, 지속적으로 감청마이크(10)로 측정된 음파신호를 주기적으로 감시를 하면서, 일정한 시간이상까지 측정된 음파신호를 변환하여 샘플링 음파신호와 비교를 하게된다.

이때에 상기 푸리에 변환에서 음파신호를 변환하는 주기는 매 주기마다 50msec 동안 44.1㎑의 주파수를 표본으로 하여 16Bit 양자화하여 푸리에 변환을 한다.

상기에서 일정시간 동안 측정된 음파신호를 변환된 데이터와 샘플링 데이터간의 비교, 분석값이 상이하게 되면, 인원을 투입하여 이상 음파신호가 측정된 구역을 점검할 수 있도록, 중앙상황실에서 경보음을 발령함으로써 본 발명의 목적인 음파신호만을 이용한 주요장비의 오작동을 감지하여 기계점검을 할 수 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 음파감지 시스템을 이용한 주요장비의 오작동 감시방법은, 음파감지 시스템을 이용하여 정상적인 작동을 하는 주요장비에서 측정된 음파신호의 주기와 주요장비의 오작동시 발생되는 음파신호의 주기를 측정하여 비교, 분석함으로써, 주요장비의 케이스를 제거하지 않은 상태에서 기계의 오작동을 확인할 수 있으며, 또한 조기에 기계의 오작동을 감지하여 지속적인 오작동에 의한 주요장비의 파손을 막을 수 있음과 동시에 이에 따른 작업공정의 중단현상을 없앰으로써, 생산성의 향상을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 음파신호를 육안으로 볼 수 있도록 함으로써, 비교, 분석이 쉬운 유용한 발명이다.

Claims

산업현장 내에 설치되어 있는 특정한 설비 및 구역에서 발생되는 소음을 이용하여 기계의 오작동을 식별할 수 있도록 소음이 발생되는 주요장비에 설치되어 음파신호를 수신하는 다수개의 감청마이크와 상기 감청마이크의 전원공급과 신호증폭 및 혼합출력을 할 수 있도록 형성된 마이크 프리엠프 믹서기와 상기 감청마이크의 음파신호를 장거리로 전송하기 위한 코덱과 상기 감청마이크에 의해 전송된 음파신호를 녹음 및 분석하여 출력하는 음파감지 서버로 이루어진 음파감지 시스템을 이용한 주요장비 오작동 측정방법에 있어서,

상기 정상적으로 작동하는 주요장비의 음파신호를 저장하기 위해 음파감지 시스템의 코덱을 이용하여 300m거리 이상 떨어진 주요장비에 설치된 감청마이크 측정한 음파신호를 전송받고, 또한 300m거리 이하에 떨어진 주요장비에 설치된 감청마이크 통해 측정한 음파신호를 전송받는 샘플링 음파신호 저장단계(S1);

상기 감청마이크를 통해 주요장비에서 발생되는 음파신호를 수신하는 음파수신단계(S2);

상기에서 수신한 음파신호와 샘플링 음파신호를 비교,분석하는 음파신호 비교, 분석단계(S3);

상기 비교, 분석단계에서 샘플링 음파신호와 측정된 음파신호간에 차이가 있을 경우, 측정된 음파신호를 일정한 시간동안 지속적으로 감시하는 음파신호 감시 단계(S4);

상기 샘플링 음파신호와 일정한 시간동안 지속적으로 측정된 음파신호가 상이할 경우, 원인분석 및 원인을 제거할 수 있도록 중앙상황실에서 경보음을 발령하는 경보발령단계(S5)에 특징이 있는 음파감지 시스템을 이용한 주요장비 오작동 측정방법.