KR101318926B1 - 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템에 있어서, 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서가 일체로 구비되고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악하며, 광대역 센서를 통해 전력설비의 열화 상태를 진단하는 복합 초음파 수집 장치와, 상기 복합 초음파 수집 장치의 광대역 센서와 협대역 센서의 초음파 검출 신호를 합성시키는 합성부를 통해 합성된 초음파 신호를 노이즈 유입을 차단하기 위해 1차 대역통과 필터를 통과시켜 증폭부를 통해 증폭한 후, 출력포트로 출력하는 초음파 신호 변조장치 및 상기 출력포트와 케이블을 통해 연결되며, 상기 출력포트로부터 출력되는 파형의 형태를 관찰하기 위한 모니터가 구비된 모니터링 장치를 포함한다.
이에 따라 본 발명은 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서를 일체로 구비하고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악함과 동시에, 광대역 센서를 통해 열화 상태를 진단함으로써, 전력설비에 대한 보다 정확하면서 신속하게 불량 여부를 판별할 수 있고, 불량 설비의 위치와 열화 상태를 빠르게 진단할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
이에 따라 본 발명은 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서를 일체로 구비하고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악함과 동시에, 광대역 센서를 통해 열화 상태를 진단함으로써, 전력설비에 대한 보다 정확하면서 신속하게 불량 여부를 판별할 수 있고, 불량 설비의 위치와 열화 상태를 빠르게 진단할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.
Description
본 발명은 전력설비의 결함을 검출하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서가 일체로 구비되고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악함과 동시에, 광대역 센서를 통해 열화 상태를 진단할 수 있도록 된 복합 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전력설비는 배전선로 주변의 환경 변화와 설비 불량에 따른 파손 등으로 지속적인 점검과 위험 요소 제거 및 노후 설비 교체 등의 관리가 필요하다. 우리나라의 경우, 가공 배전선로 설비의 고장을 예방하기 위하여 여러가지 순시 점검 방식이 이용되고 있다.
대표적으로 배전선로 순시원을 통해 육안으로 점검하는 배전선로 순시 방법과, 활선 상태에서 활선 버켓 트럭을 타고 활선 배전 설비에 접근하여 육안 및 포크형 현수 애자 분담 전압 측정기를 사용하여 분담전압을 측정하는 활선 기별 점검 방법, 전력설비에서 열화가 진행될 때 발생되는 열을 측정하여 배전선로의 고장을 예방하기 위한 열화상 카메라 측정 방법, RFI(RADIO FREQUENCY INTERFERENCE)를 이용한 순시 방법이 이용되고 있다.
이와 같이 육안에 의한 순시 방법은 전력설비가 지상으로부터 10m 이상의 거리를 두고 있기 때문에 육안으로 설비의 이상을 측정하는 것은 현실적으로 불가능하다.
또한, 활선 기별 점검 방법은 활선 작업자가 활선 버켓 트럭을 타고 점검을 하기 때문에 가까운 거리의 설비는 육안으로 보는 것은 가능하지만 애자와 애자 사이의 좁은 공간이나 점검자로부터 반대편에 존재하는 미세한 균열 등의 경우에는 점검하는 것이 매우 어렵고, 점검에 많은 시간이 소요되며 상대적으로 많은 비용이 소모되므로 비효율적인 측면이 있다.
열화상 카메라 측정 방법은 전력설비에서 열화가 진행될 때 발생되는 열을 측정하여 고장을 진단하는 것이기 때문에 열이 발생되지 않는 설비의 경우에는 적출이 불가능하다. 실제로 전력설비의 특별고압(22,900v) 선로에서는 대부분의 경우에 애자류의 균열에서 열이 발생되지 않는다. 또한 이물의 접촉이나 볼트의 풀림의 경우에도 열이 발생되지 않는 문제점이 있다.
RFI를 이용한 순시 방법은 도심지나 공장이 밀집된 지역 등의 경우에는 주변의 주파수 잡음이 너무나 심하기 때문에 전력설비에서 나오는 노이즈와 구별이 어렵고 구별한다 하여도 고장 가능성이 있는 설비를 정확하게 구별하는 것이 불가능하다. 또한 파형의 분석이 불가능하기 때문에 고장의 유형의 파악이나 정도의 파악이 어렵다는 단점이 있다.
또한, 다양한 산업현장에 설치된 기계설비 또한 지속적인 점검 및 관리가 필요하나, 기계설비의 설치공간이 협소하거나 소음 등이 심한 경우, 기계설비의 점검 및 관리가 매우 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서가 일체로 구비되고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악함과 동시에, 광대역 센서를 통해 열화 상태를 진단함으로써, 보다 정확하면서 신속하게 전력설비의 열화 상태를 진단할 수 있도록 된 복합 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템은, 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템에 있어서, 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서가 일체로 구비되고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악하며, 광대역 센서를 통해 전력설비의 열화 상태를 진단하는 복합 초음파 수집 장치와; 상기 복합 초음파 수집 장치의 광대역 센서와 협대역 센서의 초음파 검출 신호를 합성시키는 합성부를 통해 합성된 초음파 신호를 노이즈 유입을 차단하기 위해 1차 대역통과 필터를 통과시켜 증폭부를 통해 증폭한 후, 출력포트로 출력하는 초음파 신호 변조장치; 및 상기 출력포트와 케이블을 통해 연결되며, 상기 출력포트로부터 출력되는 파형의 형태를 관찰하기 위한 모니터가 구비된 모니터링 장치;를 포함한다.
본 발명의 상기 복합 초음파 수집 장치는, 20KHz에서 60KHz 범위를 갖는 양방향 초음파 센서와; 가청 대역을 벗어난 20KHz 이상의 음파를 감지하기 위해 상기 양방향 초음파 센서의 후방에 배치되며, 시야 확보를 위하여 투명 재질로 이루어지는 파라볼라 형상의 광대역 포집 장치; 상기 양방향 초음파 센서의 전방에 배치되며, 콘 형상의 협대역 포집 장치; 및 상기 광대역 포집 장치와 상기 협대역 포집 장치를 서로 연결시키는 연결부;를 포함한다.
본 발명의 상기 광대역 포집 장치는 전방 원주면 테두리에 제1 소음 차단필터부가 구비되고, 상기 협대역 포집 장치는 전방 외주면에 연결 조인트가 구비되며, 상기 연결 조인트를 통해 제2 소음 차단필터부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 모니터링 장치는, 초음파 신호를 녹음하기 위한 SD슬롯과, 신호의 적출시 위치를 저장할 수 있는 GPS 모듈, 신호 입력포트, 이더넷 연결 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 광대역 포집 장치의 배면에는, 상기 복합 초음파 수집 장치의 기울기를 감지하는 3축 자이로 센서와; 전력설비 기자재의 열적 변화를 측정하는 적외선 카메라; 및 불량 전력설비 기자재에서 발생하는 자외선 파장을 계측하는 UV 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 3축 자이로 센서, 상기 적외선 카메라, 상기 UV 센서와 연결되며, 상기 3축 자이로 센서를 통해 상기 복합 초음파 수집 장치의 기울기를 감지하여 지표면으로부터 일정각도 이하인 경우 센싱을 중단시켜 지상으로부터 유입되는 초음파 신호를 차단하고, 상기 적외선 카메라에서 전송되는 전력설비 기자재의 형상을 파악하여 기자재 간의 온도 차이를 연산 처리하며, 상기 UV 센서로부터 불량 전력설비 기자재에서 발생하는 자외선 파장을 계측하여 상기 모니터링 장치로 전송하는 센서 신호 연산장치를 더 포함하되, 상기 모니터링 장치는 상기 센서 신호 연산장치로부터 전송되는 신호가 설정치 보다 높은 경우에 불량 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량 외부에 설치되며, 상기 복합 초음파 수집 장치를 고정시키는 팬틸트 지지대와; 상기 팬틸트 지지대의 하측에 설치되며, 팬틸트 지지대의 상하좌우 움직임을 제어하는 팬틸트 제어장치; 상기 팬틸트 제어장치의 하측에 설치되는 차량용 캐리어; 차량 내부에 설치되며, 상기 팬틸트 제어장치와 케이블 연결되어 상기 팬틸트 지지대의 움직임을 조정하는 조이스틱; 및 차량 내부에 설치되며, 상기 팬틸트 제어장치와 케이블 연결되는 네비게이션 모니터;를 포함한다.
본 발명은 전력설비의 기자재 표면이나 기계설비의 표면에서 발생하는 초음파 신호를 포집하여 케이블을 통해 연결된 상기 모니터링 장치로 출력하는 접촉센서장치를 더 포함하고, 상기 접촉센서장치는, 몸체와; 상기 몸체의 전방으로 돌출 형성되는 금속 재질의 접촉 막대; 상기 접촉 막대의 길이를 연장하는 연결봉; 상기 접촉 막대로부터 전달되는 20KHz에서 60KHz 범위의 초음파 신호를 검출하는 초음파 센서; 상기 초음파 센서로부터 검출된 초음파 신호를 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭부로부터 증폭된 초음파 신호를 출력하는 출력포트;를 포함하되, 상기 접촉센서장치는 표면의 한 포인트에서 발생하는 신호를 측정하는 스틱타입인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전력설비의 기자재 표면이나 기계설비의 표면에서 발생하는 초음파 신호를 포집하여 케이블을 통해 연결된 상기 모니터링 장치로 출력하는 접촉센서장치를 더 포함하고, 상기 접촉센서장치는, 몸체와; 상기 몸체의 전방에 설치된 네오듐 자석으로 이루어진 자석 접촉부; 상기 자석 접촉부로부터 전달되는 20KHz에서 60KHz 범위의 초음파 신호를 검출하는 초음파 센서; 상기 초음파 센서로부터 검출된 초음파 신호를 증폭하는 증폭부; 및 상기 증폭부로부터 증폭된 초음파 신호를 출력하는 출력포트;를 포함하되, 상기 접촉센서장치는 전면에 설치된 자석 접촉부를 통해 접촉면에서 발생하는 신호를 측정하는 플랫타입인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 접촉센서장치의 몸체 외측에는 활선 절연봉이 나사 체결되며, 상기 활선 절연봉은 상기 접촉센서장치의 접촉 영역을 확장시킬 수 있도록 절연봉의 길이가 증감되는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에서 추구하는 기술적 문제 해결은 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서를 일체로 구비하고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악함과 동시에, 광대역 센서를 통해 열화 상태를 진단함으로써, 전력설비에 대한 보다 정확하면서 신속하게 불량 여부를 판별할 수 있고, 불량 설비의 위치와 열화 상태를 빠르게 진단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 신호 수집 장치의 외관 형상을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 신호 수집 장치의 사용 상태를 나타낸 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 신호를 합성시키는 신호 합성부의 구성을 계략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 복합 신호 수집 장치의 외관 형상을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 복합 신호 수집 장치의 설치 상태를 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 접촉센서장치의 외관 형상을 나타낸 예시도이다.
도 7의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 접촉센서장치의 사용 상태를 나타낸 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 신호 수집 장치의 사용 상태를 나타낸 상태도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 신호를 합성시키는 신호 합성부의 구성을 계략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 복합 신호 수집 장치의 외관 형상을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 복합 신호 수집 장치의 설치 상태를 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 접촉센서장치의 외관 형상을 나타낸 예시도이다.
도 7의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 접촉센서장치의 사용 상태를 나타낸 상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 신호 수집 장치의 외관 형상을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 신호 수집 장치의 사용 상태를 나타낸 상태도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 양방향 신호를 합성시키는 신호 합성부의 구성을 계략적으로 나타낸 블록도이다.
먼저, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복합 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템(100)은, 배전선로 주변의 환경 변화와 설비 불량에 따른 파손 등으로 지속적인 점검과 위험 요소 제거 및 노후 설비 교체 등의 관리시 사용되는 것으로, 휴대 가능한 복합 초음파 수집 장치(200)와, 초음파 신호 변조장치(300) 및 모니터링 장치(400)를 포함한다.
상기 복합 초음파 수집 장치(200)는 전방에 협대역 센서(210)와 후방에 광대역 센서(220)가 일체로 구비되고, 협대역 센서(210)를 통해 초음파의 발생 위치(A)를 파악하며, 광대역 센서(220)를 통해 전력설비의 열화 상태를 진단한다.
상기 초음파 신호 변조장치(300)는 상기 복합 초음파 수집 장치(200)의 광대역 센서(220)와 협대역 센서(210)의 초음파 검출 신호를 합성부(310)를 통해 합성시키며, 합성된 초음파 신호에 노이즈 유입을 차단하기 위해 1차 대역통과 필터(320)를 통과시키고, 증폭부(330)를 통해 25dB 이상으로 증폭한 후, 출력포트(340)로 출력한다.
여기서, 상기 출력포트(340)를 통해 출력되는 초음파 신호를 증폭하는 것은 상기 모니터링 장치(400)로 신호 전달시 전기적 노이즈에 신호가 혼용될 수 있음으로 신호의 강도를 증폭시킨다.
상기 모니터링 장치(400)는 상기 출력포트(340)와 케이블을 통해 연결되며, 상기 출력포트(340)로부터 출력되는 파형의 형태를 관찰하기 위한 모니터(410)가 구비된다.
또한, 상기 모니터링 장치(400)는, 도시되지 않은 초음파 신호를 녹음하기 위한 SD슬롯과, 신호의 적출시 위치를 저장할 수 있는 GPS 모듈, 신호 입력포트, 이더넷 연결 포트를 더 포함한다.
상기 복합 초음파 수집 장치(200)는, 20KHz에서 60KHz 범위를 갖는 양방향 초음파 센서(210,220)와, 가청 대역을 벗어난 20KHz 이상의 음파를 감지하기 위해 상기 양방향 초음파 센서(210,220)의 후방에 배치되며, 시야 확보를 위하여 투명 폴리카보네이트 재질로 이루어지는 파라볼라 형상의 광대역 포집 장치(230), 상기 양방향 초음파 센서(210,220)의 전방에 배치되며, 콘 형상의 협대역 포집 장치(240) 및 상기 광대역 포집 장치(230)와 상기 협대역 포집 장치(240)를 서로 연결시키는 연결부(250)를 포함한다.
여기서, 상기 양방향 초음파 센서(210,220)는 단일 주파수가 아닌 20KHz에서 60KHz 범위를 갖는 것으로, 열화된 기자재들을 다양한 파장 대역에서의 초음파를 발생함으로써, 종래의 단일 주파수만을 사용하는 센서의 측정 방식은 열화 정도를 구분할 수 없는 문제점을 보완하기 위한 것이다.
상기 광대역 포집 장치(230)는 전방 원주면 테두리에 우레탄 스폰지 재질의 제1 소음 차단필터부(231)가 구비되고, 상기 협대역 포집 장치(240)는 전방 외주면에 연결 조인트(241)가 구비되며, 상기 연결 조인트(241)를 통해 우레탄 스폰지 재질의 제2 소음 차단필터부(242)가 구비된다.
한편, 상기 광대역 포집 장치(230)의 배면에는, 상기 복합 초음파 수집 장치(200)의 기울기를 감지하는 3축 자이로 센서(260)와, 전력설비 기자재의 열적 변화를 측정하는 적외선 카메라(262) 및 불량 전력설비 기자재에서 발생하는 자외선 파장을 계측하는 UV 센서(264)를 더 포함한다.
상기 3축 자이로 센서(260), 상기 적외선 카메라(262), 상기 UV 센서(264)와 연결되며, 상기 3축 자이로 센서(260)를 통해 상기 복합 초음파 수집 장치(200)의 기울기를 감지하여 지표면으로부터 일정각도 예를 들어, 30도 이하인 경우 센싱을 중단시켜 지상으로부터 유입되는 초음파 신호를 차단하고, 상기 적외선 카메라(262)에서 전송되는 전력설비 기자재의 형상을 파악하여 기자재 간의 온도 차이를 연산 처리하며, 상기 UV 센서(264)로부터 불량 전력설비 기자재에서 발생하는 자외선 파장을 계측하여 상기 모니터링 장치(400)로 전송하는 센서 신호 연산장치(270)를 더 포함한다.
상기 모니터링 장치(400)는 상기 센서 신호 연산장치(270)로부터 전송되는 신호가 설정치 보다 높은 경우에 불량 표시한다. 여기서, 불량 표시는 화면으로 표시하거나, 또는 별도의 부저를 구비하여 경고음으로 표시할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 복합 신호 수집 장치의 외관 형상을 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 복합 신호 수집 장치의 설치 상태를 나타낸 도면이다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 복합 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템(500)은(이하, 차량용 검출 시스템으로 칭함), 배전선로 주변의 환경 변화와 설비 불량에 따른 파손 등으로 지속적인 점검과 위험 요소 제거 및 노후 설비 교체 등의 관리시 사용되는 것으로, 복합 초음파 수집 장치(200)와, 초음파 신호 변조장치(300), 팬틸트 지지대(600) 및 팬틸트 제어장치(610)가 차량 외부에 설치된다.
여기서, 상기 차량용 검출 시스템(500)에 사용되는 광대역 포집 장치(230)는 파라볼라 안테나 지름이 고속 진단을 위해 예를 들어, 400mm로 구성하여 도 2에 도시된 바와 같이 측정 영역(B)을 확대할 수 있다.
상기 차량용 검출 시스템(500)은 상기 복합 초음파 수집 장치(200)를 고정시키는 팬틸트 지지대(600)와, 상기 팬틸트 지지대(600)의 하측에 설치되며, 팬틸트 지지대(600)의 상하좌우 움직임을 제어하는 팬틸트 제어장치(610), 상기 팬틸트 제어장치(610)의 하측에 설치되는 차량용 캐리어(620), 차량 내부에 설치되며, 상기 팬틸트 제어장치(610)와 케이블 연결되어 상기 팬틸트 지지대(600)의 움직임을 조정하는 조이스틱(630) 및 차량 내부에 설치되며, 상기 팬틸트 제어장치(610)와 케이블 연결되는 네비게이션 모니터(640)를 포함한다.
상기 조이스틱(630)은 차량 내부에 설치되어 보조석에 동승자가 조정할 수 있도록 구비되며, 상기 네비게이션 모니터(640)는 예를 들어, 후방 카메라 연결 포트에 연결하여 사용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 6의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 접촉센서장치의 외관 형상을 나타낸 예시도이고, 도 7의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 접촉센서장치의 사용 상태를 나타낸 상태도이다.
도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 접촉센서장치(700)는 전력설비의 기자재 표면이나 또는 기계설비의 표면에서 발생하는 초음파 신호를 포집하여 케이블을 통해 상기 모니터링 장치(400)로 출력한다.
상기 접촉센서장치(700)는, 표면의 한 포인트에서 발생하는 신호를 측정하는 스틱타입 접속센서(710)와, 전면에 설치된 자석을 통해 접촉면에서 발생하는 신호를 측정하는 플랫타입 접속센서(720)로 구성된다.
상기 스틱타입 접촉센서장치(710)는 몸체(712)와, 상기 몸체(712)의 전방으로 돌출 형성되는 금속 재질의 접촉 막대(713), 상기 접촉 막대(713)의 길이를 연장하는 연결봉(714), 상기 접촉 막대(713)로부터 전달되는 20KHz에서 60KHz 범위의 초음파 신호를 검출하는 초음파 센서(715), 상기 초음파 센서(715)로부터 검출된 초음파 신호를 증폭하는 증폭부(716) 및 상기 증폭부(716)로부터 증폭된 초음파 신호를 출력하는 출력포트(718)를 포함한다.
상기 플랫타입 접촉센서장치(720)는 몸체(722)와, 상기 몸체(722)의 전방에 설치된 네오듐 자석으로 이루어진 자석 접촉부(723), 상기 자석 접촉부(723)로부터 전달되는 20KHz에서 60KHz 범위의 초음파 신호를 검출하는 초음파 센서(724), 상기 초음파 센서(724)로부터 검출된 초음파 신호를 증폭하는 증폭부(725) 및 상기 증폭부(725)로부터 증폭된 초음파 신호를 출력하는 출력포트(726)를 포함한다.
상기 접촉센서장치(700)의 몸체(712,722) 외측에는 활선 절연봉(730)이 나사 체결되며, 상기 활선 절연봉(730)은 상기 접촉센서장치(700)의 접촉 영역을 확장시킬 수 있도록 절연봉(730)의 길이가 증감된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 휴대 가능한 복합 초음파 수집 장치는 전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서를 일체로 구비하고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악함과 동시에, 광대역 센서를 통해 전력설비 기자재의 열화 상태를 진단함으로써, 전력설비에 대한 보다 정확하면서 신속하게 불량 여부와 위치 및 열화 상태를 판별 및 진달할 수 있게 된다.
또한, 차량용 검출 시스템은 차량에 장착하여 사용함으로써, 사용자의 안전성을 확보하며, 다양한 물리량을 측정하므로 가공 배전선로 전력설비의 열화 상태를 측정 환경이 개선되어 배전선로 주변의 환경 변화와 설비 불량에 따른 파손 등으로 지속적인 점검과 위험 요소 제거 및 노후 설비 교체 등의 관리시 매우 유용하게 사용할 수 있다.
상기 복합 초음파 수집 장치의 모니터링 장치와 케이블을 통해 연결되는 접촉센서장치(700)는 전력설비의 기자재 표면이나 또는 기계설비의 표면에서 발생하는 초음파 신호를 효과적으로 포집함으로써, 전력설비 또는 기계설비의 표면으로부터 발생되는 초음파 신호를 통해 불량 여부를 효과적으로 판별할 수 있게 된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다
100 : 복합 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템
200 : 복합 초음파 수집 장치 210 : 협대역 센서
220 : 광대역 센서 230 : 광대역 포집 장치
240 : 협대역 포집 장치 250 : 연결부
260 : 3축 자이로 센서 270 : 센서 신호 연산장치
300 : 초음파 신호 변조장치
310 : 합성부 320 : 1차 대역통과 필터
330 : 증폭부 340 : 출력포트
400 : 모니터링 장치 410 : 모니터
500 : 차량용 복합 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템
600 : 팬틸트 지지대 610 : 팬틸트 제어부
620 : 차량용 캐리어 630 : 조이스틱
640 : 네비게이션 모니터 700 : 접촉센서장치
710 : 스틱타입 접촉센서장치 712, 722 : 몸체
720 : 플랫타입 접촉센서장치 730 : 활선 절연봉
200 : 복합 초음파 수집 장치 210 : 협대역 센서
220 : 광대역 센서 230 : 광대역 포집 장치
240 : 협대역 포집 장치 250 : 연결부
260 : 3축 자이로 센서 270 : 센서 신호 연산장치
300 : 초음파 신호 변조장치
310 : 합성부 320 : 1차 대역통과 필터
330 : 증폭부 340 : 출력포트
400 : 모니터링 장치 410 : 모니터
500 : 차량용 복합 초음파를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템
600 : 팬틸트 지지대 610 : 팬틸트 제어부
620 : 차량용 캐리어 630 : 조이스틱
640 : 네비게이션 모니터 700 : 접촉센서장치
710 : 스틱타입 접촉센서장치 712, 722 : 몸체
720 : 플랫타입 접촉센서장치 730 : 활선 절연봉
Claims (10)
- 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템에 있어서,
전방에 협대역 센서와 후방에 광대역 센서가 일체로 구비되고, 협대역 센서를 통해 초음파의 발생 위치를 파악하며, 광대역 센서를 통해 전력설비의 열화 상태를 진단하는 복합 초음파 수집 장치와;
상기 복합 초음파 수집 장치의 광대역 센서와 협대역 센서의 초음파 검출 신호를 합성시키는 합성부를 통해 합성된 초음파 신호를 노이즈 유입을 차단하기 위해 1차 대역통과 필터를 통과시켜 증폭부를 통해 증폭한 후, 출력포트로 출력하는 초음파 신호 변조장치; 및
상기 출력포트와 케이블을 통해 연결되며, 상기 출력포트로부터 출력되는 파형의 형태를 관찰하기 위한 모니터가 구비된 모니터링 장치;를 포함하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복합 초음파 수집 장치는,
20KHz에서 60KHz 범위를 갖는 양방향 초음파 센서와;
가청 대역을 벗어난 20KHz 이상의 음파를 감지하기 위해 상기 양방향 초음파 센서의 후방에 배치되며, 시야 확보를 위하여 투명 재질로 이루어지는 파라볼라 형상의 광대역 포집 장치;
상기 양방향 초음파 센서의 전방에 배치되며, 콘 형상의 협대역 포집 장치; 및
상기 광대역 포집 장치와 상기 협대역 포집 장치를 서로 연결시키는 연결부;를 포함하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 광대역 포집 장치는 전방 원주면 테두리에 제1 소음 차단필터부가 구비되고,
상기 협대역 포집 장치는 전방 외주면에 연결 조인트가 구비되며, 상기 연결 조인트를 통해 제2 소음 차단필터부가 구비되는 것을 특징으로 하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 모니터링 장치는,
초음파 신호를 녹음하기 위한 SD슬롯과, 신호의 적출시 위치를 저장할 수 있는 GPS 모듈, 신호 입력포트, 이더넷 연결 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 광대역 포집 장치의 배면에는,
상기 복합 초음파 수집 장치의 기울기를 감지하는 3축 자이로 센서와;
전력설비 기자재의 열적 변화를 측정하는 적외선 카메라; 및
불량 전력설비 기자재에서 발생하는 자외선 파장을 계측하는 UV 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 5 항에 있어서,
상기 3축 자이로 센서, 상기 적외선 카메라, 상기 UV 센서와 연결되며,
상기 3축 자이로 센서를 통해 상기 복합 초음파 수집 장치의 기울기를 감지하여 지표면으로부터 일정각도 이하인 경우 센싱을 중단시켜 지상으로부터 유입되는 초음파 신호를 차단하고, 상기 적외선 카메라에서 전송되는 전력설비 기자재의 형상을 파악하여 기자재 간의 온도 차이를 연산 처리하며, 상기 UV 센서로부터 불량 전력설비 기자재에서 발생하는 자외선 파장을 계측하여 상기 모니터링 장치로 전송하는 센서 신호 연산장치를 더 포함하되,
상기 모니터링 장치는 상기 센서 신호 연산장치로부터 전송되는 신호가 설정치 보다 높은 경우에 불량 표시하는 것을 특징으로 하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 6 항에 있어서,
차량 외부에 설치되며, 상기 복합 초음파 수집 장치를 고정시키는 팬틸트 지지대와;
상기 팬틸트 지지대의 하측에 설치되며, 팬틸트 지지대의 상하좌우 움직임을 제어하는 팬틸트 제어장치;
상기 팬틸트 제어장치의 하측에 설치되는 차량용 캐리어;
차량 내부에 설치되며, 상기 팬틸트 제어장치와 케이블 연결되어 상기 팬틸트 지지대의 움직임을 조정하는 조이스틱; 및
차량 내부에 설치되며, 상기 팬틸트 제어장치와 케이블 연결되는 네비게이션 모니터;를 포함하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
전력설비의 기자재 표면이나 기계설비의 표면에서 발생하는 초음파 신호를 포집하여 케이블을 통해 연결된 상기 모니터링 장치로 출력하는 접촉센서장치를 더 포함하고,
상기 접촉센서장치는,
몸체와;
상기 몸체의 전방으로 돌출 형성되는 금속 재질의 접촉 막대;
상기 접촉 막대의 길이를 연장하는 연결봉;
상기 접촉 막대로부터 전달되는 20KHz에서 60KHz 범위의 초음파 신호를 검출하는 초음파 센서;
상기 초음파 센서로부터 검출된 초음파 신호를 증폭하는 증폭부; 및
상기 증폭부로부터 증폭된 초음파 신호를 출력하는 출력포트;를 포함하되,
상기 접촉센서장치는 표면의 한 포인트에서 발생하는 신호를 측정하는 스틱타입인 것을 특징으로 하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
전력설비의 기자재 표면이나 기계설비의 표면에서 발생하는 초음파 신호를 포집하여 케이블을 통해 연결된 상기 모니터링 장치로 출력하는 접촉센서장치를 더 포함하고,
상기 접촉센서장치는,
몸체와;
상기 몸체의 전방에 설치된 네오듐 자석으로 이루어진 자석 접촉부;
상기 자석 접촉부로부터 전달되는 20KHz에서 60KHz 범위의 초음파 신호를 검출하는 초음파 센서;
상기 초음파 센서로부터 검출된 초음파 신호를 증폭하는 증폭부; 및
상기 증폭부로부터 증폭된 초음파 신호를 출력하는 출력포트;를 포함하되,
상기 접촉센서장치는 전면에 설치된 자석 접촉부를 통해 접촉면에서 발생하는 신호를 측정하는 플랫타입인 것을 특징으로 하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
- 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
상기 접촉센서장치의 몸체 외측에는 활선 절연봉이 나사 체결되며,
상기 활선 절연봉은 상기 접촉센서장치의 접촉 영역을 확장시킬 수 있도록 절연봉의 길이가 증감되는 것을 특징으로 하는 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020120070179A KR101318926B1 (ko) | 2012-06-28 | 2012-06-28 | 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템 |
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|---|---|---|---|
| KR1020120070179A KR101318926B1 (ko) | 2012-06-28 | 2012-06-28 | 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101318926B1 true KR101318926B1 (ko) | 2013-10-17 |
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| KR1020120070179A KR101318926B1 (ko) | 2012-06-28 | 2012-06-28 | 복합 초음파 센서를 이용한 전력설비의 결함 검출 시스템 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR101318926B1 (ko) |
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