KR101373286B1 - 온도검지모듈 성능시험기 - Google Patents

온도검지모듈 성능시험기 Download PDF

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KR101373286B1
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temperature detection
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최재식
윤석한
임형태
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한국철도공사
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Abstract

본 발명은 열차의 차축 베어링에서 발생하는 온도를 측정하는 온도검지모듈의 성능을 시험할 수 있는 온도검지모듈 성능시험기에 관한 것이다. 상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기는 열차의 차축 베어링에서 발생하는 온도를 측정하는 온도검지모듈의 성능을 시험하기 위한 온도검지모듈 성능시험기로서, 상기 온도검지모듈이 상부에 장착되는 모듈장착부를 구비한 본체, 상기 온도검지모듈에서 감지되는 열원을 제공하는 열원발생수단을 구비한 온도발생부,상기 온도검지모듈과 대응되는 위치에 상기 열원발생수단이 위치되도록 상기 본체에서 상기 온도발생부의 위치를 조절하는 위치조절부, 및 상기 온도검지모듈에서 측정한 정보를 기초로 상기 온도검지모듈의 이상유무를 판단하고, 상기 온도검지모듈, 온도발생부, 및 위치조절부를 제어하는 제어부를 포함한다. 따라서, 온도검지모듈이 모듈장착부에 장착되면 여러 가지의 시험을 한번에 수행함으로써, 온도검지모듈이 검사를 빠르고 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 정확하게 검사할 수 있다.

Description

온도검지모듈 성능시험기{performance tester for temperature detection modules}
본 발명은 열차의 차축 베어링에서 발생하는 온도를 측정하는 온도검지모듈의 성능을 시험하는 온도검지모듈 성능시험기에 관한 것이다.
일반적으로 차축발열검지장치(HBD, Hot Box Detector)는 고속으로 이동하는 열차의 차축의 온도를 측정하여 일정 이상의 온도가 감지될 경우 열차의 운행 속도를 감속 또는 정지시킴으로써, 차축 변형 및 파손으로 인한 탈선사고를 예방하기 위한 시스템을 말한다.
차축발열검지장치의 구성은 선로변의 제어장치와 센서부로 나눌 수 있고, 센서부는 온도검지모듈과 전자페달로 구성된다.
전자페달은 차축의 위치를 센싱하여 선로변 제어장치에게 차륜검지신호를 전달함으로써 온도검지모듈이 측정하고 있는 수많은 데이터들 중 제어장치가 실제 차축 베어링의 온도를 추출해야 하는 타이밍을 제공해 준다.
그리고, 온도검지모듈은 레일 옆 차축 베어링의 직하부에 설치가 되어 열차 운행 시 열차의 차축 베어링에서 발생하는 온도를 적외선을 이용한 비접촉 온도측정 방식으로 측정한다.
한편, 온도검지모듈이 측정한 온도를 가지고 열차의 차축 베어링의 불량여부를 판단하기 때문에, 온도검지모듈의 성능시험 및 검증부분이 매우 중요하다.
하지만, 온도검지모듈의 성능을 확인하기 위한 시험기가 없어서 검사자가 육안검사, 치수검사 등 수작업으로 온도검지모듈을 확인하므로 결과가 부정확하여 신뢰성이 낮고, 성능을 충분히 확인할 수 없는 문제점이 있었다.
대한민국특허공개 제10-2013-0060816호(공개일자 2013.06.10.)
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 온도검지모듈의 여러 가지의 시험을 한번에 수행함으로써, 온도검지모듈의 성능시험을 빠르고 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 온도검지모듈의 성능을 정밀하게 시험할 수 있는 온도검지모듈 성능시험기를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기는 열차의 차축 베어링에서 발생하는 온도를 측정하는 온도검지모듈의 성능을 시험하기 위한 온도검지모듈 성능시험기로서, 상기 온도검지모듈이 상부에 장착되는 모듈장착부를 구비한 본체, 상기 온도검지모듈에서 감지되는 열원을 제공하는 열원발생수단을 구비한 온도발생부,상기 온도검지모듈과 대응되는 위치에 상기 열원발생수단이 위치되도록 상기 본체에서 상기 온도발생부의 위치를 조절하는 위치조절부, 및 상기 온도검지모듈에서 측정한 정보를 기초로 상기 온도검지모듈의 이상유무를 판단하고, 상기 온도검지모듈, 온도발생부, 및 위치조절부를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 열원발생수단은 상기 온도검지모듈의 온도별 검측 성능을 시험하도록 상기 온도검지모듈이 이상판단을 하는 온도범위 내에서 다양한 온도를 제공하는 제1 열원발생기, 상기 온도검지모듈의 일정온도 검측 성능을 시험하도록 상기 온도검지모듈이 이상판단을 하는 온도범위 내에서 일정 온도만을 제공하는 제2 열원발생기, 및 상기 온도검지모듈의 극한상황에서의 작동을 시험하도록 상기 온도검지모듈이 이상판단을 하는 온도범위 외의 온도를 제공하는 제3 열원발생기를 포함할 수 있다.
상기 온도발생부는 서로 다른 온도조건을 상기 온도검지모듈에 제공하도록 방사상 등간격으로 복수 개의 온도발생공이 형성된 회전판을 포함할 수 있다.
상기 온도발생공 중 어느 하나에는 상기 열원발생수단에서 발생하는 온도의 면적을 조절하는 조리개가 구비될 수 있다.
상기 제1 열원발생기는 열이 발생하는 복수개의 히터, 상기 히터를 수용하는 용기, 및 상기 히터가 발생하는 열의 온도의 범위를 설정하는 온도제어기를 포함할 수 있다.
상기 제2 열원발생기는 유체를 수용하는 수조통, 상기 수조통의 내부에 구비되어 수용된 유체를 가열하는 시즈히터, 및 상기 수조통의 내부에 구비되어 가열된 유체의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하고, 상기 수조통의 저면은 금속재질로 형성될 수 있다.
상기 제3 열원발생기는 상기 온도검지모듈이 이상판단을 하는 온도범위 외의 온도를 영하의 온도로 제공하는 냉각기일 수 있다.
상기 냉각기는 상기 온도검지모듈에 영하의 온도를 제공하도록 냉각면이 상기 온도검지모듈을 향해 위치되는 펠티어소자, 상기 냉각면과 반대방향에 위치되는 가열면에 설치되어 상기 가열면에 발생되는 열을 외부와 열 교환하는 히트싱크, 및상기 히트싱크의 열을 외부와 강제로 열교환시키는 냉각팬을 포함할 수 있다.
상기 위치조절부는 상기 온도발생부를 지지하는 가이드축과 상기 온도발생부가 회전하도록 상기 가이드축을 중심으로 상기 가이드축을 회전시키는 제1 모터를 포함하는 회전구동부, 및 상기 회전구동부가 상기 본체에서 상부 또는 하부로 슬라이딩 이동하도록 상기 본체에 구비되는 가이드부재와, 상기 가이드부재를 따라 상기 회전구동부가 상부 또는 하부로 이동하는 구동력을 제공하는 상하구동기구를 포함하는 상하구동부를 포함할 수 있다.
상기 상하구동기구는 상기 회전구동부에 나사체결되어 회전방향에 따라 상기 회전구동부를 상부 또는 하부로 이동시키는 나사봉, 및 상기 나사봉을 회전시키는 제2 모터를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 전원의 공급을 온 또는 오프시키는 전원스위치, 상기 온도검지모듈과 위치조절부의 작동 및 상기 열원발생수단에서 발생할 온도를 설정하고, 작동온도 및 설정상태를 보여주는 터치패널, 및 상기 위치조절부의 작동을 감지하는 센서부를 포함할 수 있다.
상기 센서부는 상기 열원발생수단이 상기 온도검지모듈과 대응되는 위치에 위치될 경우, 상기 위치조절부를 정지시키고, 상기 열원발생수단이 상기 온도검지모듈과 대응되는 위치를 벗어난 경우, 상기 위치조절부를 작동시켜 상기 열원발생수단을 상기 온도검지모듈에 대응되는 위치로 이동하도록 작동할 수 있다.
상기 모듈장착부는 동시에 복수개의 온도검지모듈의 성능을 시험하도록 복수 개가 설치될 수 있다.
상기 제어부는 비상 시 전원을 차단하는 비상스위치를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 온도검지모듈이 모듈장착부에 장착되면 여러 가지의 시험을 한번에 수행함으로써, 온도검지모듈이 검사를 빠르고 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 정확하게 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기를 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기의 제1 열원발생기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기의 제1 열원발생기를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기의 제2 열원발생기를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기의 제3 열원발생기를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈의 위치조절부를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기의 회전구동부의 작동상태를 도시한 정면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기의 회전구동부의 다른 작동상태를 도시한 정면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈의 터치패널 화면구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈(10)은 차축발열검지장치(HBD, Hot Box Detector)의 한 구성으로 열차의 차축 베어링에서 일정 이상의 온도가 감지될 경우 열차의 운행 속도를 감속 또는 정지시킬 수 있도록 열차의 차축 베어링에서 발생하는 온도를 측정하는 것을 말한다.
한편, 온도검지모듈(10)은 열차의 차축에서 발생하는 온도를 검지하기 위해 적외선을 이용한 비접촉 온도측정방식을 이용한다.
즉, 모든 사물은 열을 방출하고, 이때 적외선이 발산하게 되는데, 온도검지모듈(10)은 이 적외선 중 중적외선대역의 3.5㎛~5㎛ 대역의 적외선을 측정하여 이를 온도로 환산한다.
이렇듯, 온도검지모듈(10)은 온도검지모듈(10)의 개구부(11)에서 열차의 차축 베어링에서 발생하는 적외선을 측정하여 이를 온도로 환산하고, 이 환산된 온도가 온도검지모듈(10)에 저장되어 있는 이상판단의 기초가 되는 온도범위 내의 온도인지를 판단하는 형태로 차축의 불량여부를 판단하기 때문에, 열차운행의 안전을 위하여 온도검지모듈(10)의 성능시험 및 검증을 수행한다.
도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기는 본체(100)를 포함할 수 있다.
이 본체(100)는 하기에 설명될 각 구성들을 지지하는 구성으로서, 본체(100)의 상부에 온도검지모듈(10)을 장착하여 온도검지모듈(10)의 성능을 시험할 수 있도록 사각의 박스형상으로 형성될 수 있다.
한편, 본체(100)는 온도검지모듈(10)이 장착되는 모듈장착부(110)를 포함할 수 있다.
이 모듈장착부(110)는 본체(100)의 상부에 구비되어 온도검지모듈(10)의 하측부분이 끼워지는 형태로 결합하되, 온도검지모듈(10)이 착탈 가능하게 결합되도록 본체(100)의 상부에서 돌출되는 돌출부(111)가 형성될 수 있다.
또한, 모듈장착부(110)는 동시에 복수개의 온도검지모듈(10)의 성능을 동시에 시험할 수 있도록 복수개가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기는 온도발생부(200)를 포함할 수 있다.
이 온도발생부(200)는 온도검지모듈(10)에 열원을 제공할 수 있는 구성으로서, 온도검지모듈(10)에서 감지되는 열원을 제공하는 열원발생수단(210)을 포함할 수 있다.
그리고, 열원발생수단(210)은 제1 열원발생기(220), 제2 열원발생기(230), 제3 열원발생기(240)를 포함할 수 있다.
도 3 내지 4에 도시된 바와 같이, 제1 열원발생기(220)는 온도검지모듈(10)의 온도변화에 따른 검측 성능을 시험하도록 온도검지모듈(10)에 온도검지모듈(10)이 이상판단을 하는 온도범위 내에서 다양한 온도를 제공할 수 있다.
한편, 제1 열원발생기(220)은 전기적으로 열이 발생하는 복수개의 히터(221)와 히터(221)를 수용하는 하우징(223)과, 히터(221)에서 발생하는 열의 온도가 변화되도록 히터(221)를 제어하는 온도제어기(224)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 온도제어기(224)는 온도검지모듈(10)이 이상판단을 하는 온도범위 내에서의 열이 히터(221)에서 발생하도록 히터(221)를 전기적으로 제어할 수 있다.
이와 같이 구성된 제1 열원발생기(220)는 온도제어기(224)에 설정된 온도범위 내에서 다양한 온도의 열이 발생하도록 히터(221)를 제어하고, 이에 제어되는 히터(221)는 다양한 온도의 열은 발생하여 하우징(223)의 내부를 가열하는 형태로 온도검지모듈(10)에 다양한 온도의 열을 제공할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 열원발생기(230)는 온도검지모듈(10)의 일정온도의 검측 성능을 시험하도록 온도검지모듈(10)에 온도검지모듈(10)이 이상판단을 하는 온도범위 내에서 일정 온도의 열만을 제공하기 위한 것으로서, 유체를 수용하는 수조통(231)과, 수조통(231) 내부에 구비되어 수용된 유체를 가열하는 시즈히터(232)와, 수조통(231)의 내부에 구비되어 가열된 유체의 온도를 측정하는 온도센서(233)를 포함할 수 있다.
또한, 제2 열원발생기(230)는 온도검지모듈(10)에 균일한 온도를 제공하도록 온도검지모듈(10)과 마주하는 수조통(231)의 저면이 열 전도율이 높은 금속재질로 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 제2 열원발생기(230)는 전기적으로 가열되는 시즈히터(232)가 수조통(231)에 수용된 유체를 가열하고, 온도센서(233)는 가열되는 유체의 온도를 측정하여 이 유체의 온도가 항상 일정하도록 시즈히터(232)를 제어하는 형태로 일정 온도만을 온도검지모듈(10)에 제공할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제3 열원발생기(240)는 온도검지모듈(10)의 극한상황에서의 작동을 시험하도록 온도검지모듈(10)에 온도검지모듈(10)이 이상판단을 하는 온도범위 외의 온도를 가지는 열을 제공할 수 있다.
여기서, 극한상황은 온도검지모듈(10)에 저장되어 있는 이상판단을 하는 온도범위 외의 온도를 의미하며, 실시예에서의 제3 열원발생기(240)는 온도검지모듈(10)이 이상판단을 하는 온도범위를 벗어난 영하의 온도의 열은 제공하도록 구성하였지만, 온도검지모듈(10)이 이상판단을 하는 온도범위를 벗어난 영상의 온도의 열을 제공하도록 구성될 수도 있다.
한편, 제3 열원발생기(240)는 온도검지모듈(10)이 이상판단을 하는 온도범위 외의 온도를 영하의 온도로 제공할 수 있도록 냉각기로 구현될 수 있다.
이 냉각기는 온도검지모듈(10)이 이상판단을 하는 온도범위 외의 온도를 영하의 온도의 열로 제공하도록 냉각면이 온도검지모듈(10)을 향해 위치되는 펠티어소자(241)와, 냉각면과 반대방향에 위치되는 가열면에 설치되어 가열면에서 발생되는 열을 외부와 열 교환하도록 히트싱크(242)와, 히트싱크(242)에 결합되어 히트싱크(242)의 열을 외부와 강제로 열교환시킬 수 있는 냉각팬(243)을 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 제3 열원발생기(240)는 펠티어소자(241)의 냉각면이 온도검지모듈(10)을 향해 위치하기 때문에 온도검지모듈(10)에 영하의 온도를 가지는 열을 제공할 수 있다.
또한, 온도발생부(200)는 회전판(250)을 포함할 수 있다.
이 회전판(250)은 온도검지모듈(10)에 서로 다른 온도조건을 제공하도록 방사상 등간격으로 복수 개의 온도발생공(251)이 형성되고, 판 형상으로 형성될 수 있다.
여기서, 서로 다른 온도조건은 제1 내지 제3 열원발생기(220,230,240)에서와 같이, 변화되는 온도의 열을 제공하거나, 일정온도의 열만 제공하거나, 극한상황의 온도의 열을 제공하는 것과 같이, 열의 제공형태가 서로 다른 조건을 의미한다.
그리고, 온도발생공(251)은 온도검지모듈(10)에서 측정하는 온도의 면적을 시험하도록 온도발생공(251)의 크기를 조절하는 조리개(252)가 구비될 수 있다.
실시예에서는 온도발생공(251)을 120도 간격으로 세 개를 형성하였고, 조리개(252)는 복수 개의 온도발생공(251)중 하나 이상에 구비될 수 있다.
도 7 내지 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기는 위치조절부(300)를 포함할 수 있다.
이 위치조절부(300)는 온도검지모듈(10)과 대응되는 위치에 열원발생수단(210)이 위치되도록 본체(100)에서 온도발생부(200)의 위치를 조절할 수 있다.
또한, 위치조절부(300)는 회전구동부(310), 상하구동부(320)를 포함할 수 있다.
회전구동부(310)는 온도발생부(200)를 회전하여 온도검지모듈(10)의 온도조건에 따른 검측 성능을 시험할 수 있도록, 온도발생부(200)를 지지하는 가이드축(311)과 가이드축(311)에 결합되어 가이드축(311)을 중심으로 가이드축(311)을 회전시키는 제1 모터(312)를 포함할 수 있다.
가이드축(311)은 기둥형상으로 형성되어 제1 모터(312)가 제공하는 회전력으로 온도발생부(200)가 회전하도록 가이드축(311)의 상단에는 온도발생부(200)가 결합할 수 있다.
제1 모터(312)는 가이드축(311)을 회전시키는 회전력을 제공하는 것으로서, 공지된 전기에 의해 작동하는 전기모터일 수 있으며, 전기모터 중 자동제어가 가능한 서보모터인 것이 바람직하다.
한편, 상하구동부(320)는 온도발생부(200)가 본체(100)에서 상부 또는 하부로 이동함으로써 온도검지모듈(10)의 측정하는 거리에 따른 성능을 시험을 하기 위한 구성으로서, 회전구동부(310)를 본체(100)에서 상부 또는 하부 이동을 가이드하는 가이드부재(321)와 가이드부재(321)를 따라 회전구동부(310)가 슬라이딩 이동하는 구동력을 제공하는 상하구동기구(322)를 포함할 수 있다.
가이드부재(321)는 상하로 길게 형성되고, 하기에 설명될 나사봉(323)을 중심으로 본체(100)의 벽에 한쌍이 서로 이격되도록 설치될 수 있다.
이때, 가이드부재(321)는 회전구동부(310)와 결합되도록 회전구동부(310)와 대응되는 본체(100)의 부분에 결합 될 수 있다.
여기서, 가이드부재(321)는 회전구동부(310)가 정밀하게 슬라이딩 이동할 수 있도록 구성된 공지된 LM가이드로 구현될 수 있다.
상하구동기구(322)는 나사봉(323)을 포함할 수 있다. 이 나사봉(323)은 상하로 길게 형성되고 그 외면에는 나사산이 형성되어 회전구동부(310)에 나사체결될 수 있다.
그리고, 나사봉(323)은 본체(100)의 상하로 길게 세워진 상태로 배치되며, 나사봉(323)의 일단은 본체(100)의 상부에 위치되어 본체(100)의 상부에서 회전가능하도록 지지되고, 나사봉(323)의 타단은 본체(100)의 하부에 위치되어 본체(100)의 하부에서 회전가능하도록 지지된다.
또한, 상하구동기구(322)는 제2 모터(324)를 포함할 수 있다. 이 제2 모터(324)는 나사봉(323)을 회전시키는 회전력을 제공하는 것으로서, 본체(100)의 하부에 구비되어 나사봉(323)을 회전시킬 수 있다.
여기서, 제2 모터(324)는 공지된 전기에 의해 작동하는 전기모터일 수 있으며, 전기모터 중 자동제어가 가능한 서보모터인 것이 바람직하다.
한편, 상하구동기구(322)는 회전구동부(310)가 상부 또는 하부로 슬라이딩 이동하는 구동력을 제공하는 유압실린더로 구성될 수도 있다.
이와 같이 구성된 위치조절부(300)은 회전구동부(310)가 가이드축(311)의 상단에 결합된 온도발생부(200)의 회전판(250)을 회전시키고, 상하구동부(320)가 회전구동부(310)를 상하로 이동시키는 형태로 온도발생부(200)를 본체(100)에서 상부 또는 하부로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기는 제어부(400)를 포함할 수 있다.
이 제어부(400)는 본체(100)의 상부에 구비되어 온도검지모듈(10)에서 측정된 온도정보를 기초로 온도검지모듈(10)의 이상유무를 판단하고, 온도검지모듈(10), 온도발생부(200), 및 위치조절부(300)의 작동을 제어할 수 있다.
예컨대, 제어부(400)는 온도검지모듈(10)이 제1 열원발생기(220)가 제공하는 다양한 온도의 열을 측정하여 제어부(400)에 측정온도를 제공하면 측정온도와 제어부(400)에 설정된 온도를 비교함으로써, 온도검지모듈(10)에서 실시간 측정되는 온도와 제어부(400)에 설정된 온도가 일치하면 제어부(400)는 온도검지모듈(10)의 작동에 이상이 없다고 판단하고, 온도검지모듈(10)에서 실시간 측정되는 온도와 제어부(400)에 설정된 온도가 일치하지 않으면 제어부(400)는 온도검지모듈(10)의 작동에 이상이 있다고 판단한다.
또한, 제어부(400)는 온도검지모듈(10)이 제2 열원발생기(230)가 제공하는 일정온도의 열을 측정하여 제어부(400)에 측정온도를 제공하면 측정온도와 제어부(400)에 설정된 온도를 비교함으로써, 온도검지모듈(10)이 측정한 온도와 제어부(400)에 설정된 온도가 일치하면 제어부(400)는 온도검지모듈(10)의 작동에 이상이 없다고 판단하고, 온도검지모듈(10)이 측정한 온도와 제어부(400)에 설정된 온도가 일치하지 않으면 제어부(400)는 온도검지모듈(10)의 작동에 이상이 있다고 판단한다.
한편, 온도검지모듈(10)은 영하의 온도에서 측정한 온도가 상승하는 반전이 발생하는데, 이때, 제어부(400)는 온도검지모듈(10)이 제3 열원발생기(240)가 제공하는 영하의 온도의 열을 측정하여 제어부(400)에 측정온도를 제공하면 측정온도와 제어부(400)에 설정된 온도를 비교함으로써, 온도검지모듈(10)이 측정한 온도와 제어부(400)에 설정된 온도가 일치할 경우, 온도검지모듈(10)에 반전이 발생하지 않았다고 판단하여 온도검지모듈(10)의 작동에 이상이 없다고 판단한다.
그러나, 제어부(400)는 온도검지모듈(10)이 측정한 온도가 제어부(400)에 설정된 온도보다 상승하면 반전이 발생하였다고 판단하여 온도검지모듈(10)의 작동에 이상이 있다고 판단한다.
한편, 제어부(400)는 터치패널(420)과 센서부(미도시)를 포함할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 터치패널(420)은 온도검지모듈(10)과 위치조절부(300)의 작동 및 열원발생수단(210)에서 온도검지모듈(10)로 제공할 온도를 설정하고, 온도검지모듈(10)과 위치조절부(300)의 작동상태 및 열원발생수단(210)의 설정온도 값과 현재온도를 보여줄 수 있다.
예컨대, 터치패널(420)은 사용자가 수동으로 온도발생부(200)의 온도를 설정할 수 있고, 회전구동부(310)의 회전각도 및 상하구동부(320)의 상부 또는 하부 이동거리를 설정할 수 있으며, 하기에 설명될 센서부의 레이저포인터(440)의 온오프를 설정할 수 있다.
또한, 터치패널(420)은 열원발생수단(210)의 열원의 면적을 조절하기 위해 조리개(252)가 열리는 정도를 설정하고, 조리개(252)의 작동상태를 보여줄 수 있다.
그리고, 터치패널(420)은 온도발생부(200)의 작동온도, 설정상태와 위치조절부(300)의 작동상태, 설정상태, 및 온도검지모듈(10)의 성능시험결과 등을 시각적으로 표시할 수 있다.
센서부는 온도발생공(251)에 구비되어 열원발생수단(210)이 온도검지모듈(10) 더 구체적으로는 온도검지모듈(10)의 개구부(11)와 대응되는 위치에 위치될 경우 위치조절부(300)를 정지시키고, 열원발생수단(210)이 온도감지모듈과 대응되는 위치를 벗어난 경우 위치조절부(300)를 작동시켜 열원발생수단(210)을 온도감지모듈(10)에 대응되는 위치로 이동하는 형태로 위치조절부(300)를 제어할 수 있다.
이때, 센서부는 레이저포인터(440)를 포함하여 열원발생수단(210)이 온도검지모듈(10)의 개구부(11)와 대응되는 위치에 위치하였는지를 시각적으로 확인할 수 있으며, 센서부는 광센서, 리미트스위치 등으로 구현될 수 있다.
한편, 제어부(400)는 전원스위치(410)와 비상스위치(430)를 포함할 수 있다.
전원스위치(410)는 각 구성 전원의 공급을 온 또는 오프하도록 온도검지모듈(10) 성능시험기의 전체적인 전원을 온 또는 오프할 수 있다.
비상스위치(430)는 열원발생수단(210)이 제어부(400)에 설정된 온도 이상으로 온도가 상승하거나, 위치조절부(300)의 작동에 이상 등과 같은 비상 시 각 구성들의 전원을 차단할 수 있다.
이상에 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 온도검지모듈 성능시험기는 모듈장착부(110)에 온도검지모듈(10)이 장착된다.
이때, 상기 모듈장착부(110)는 복수 개가 구비되어 온도검지모듈(10)이 복수개가 설치되며, 복수 개의 온도검지모듈(10)의 성능을 동시에 시험할 수 있다.
그리고, 전원스위치(410)를 눌러 온도검지모듈 성능시험기의 전원을 켜고, 터치패널(420)에서 열원발생수단(210)에서 발생할 온도와 위치조절부(300)의 작동방향 및 작동거리를 터치패널(420) 화면을 보며 터치패널(420)을 터치하여 설정한다.
한편, 온도검지모듈 성능시험기가 제어부(400)에 설정된 사항에 따라 작동하면, 제2 모터(324)가 작동하여 나사봉(323)을 회전시킴으로써, 회전구동부(310)가 가이드부재(321)를 따라 상하로 슬라이딩 이동하여 온도검지모듈(10)의 측정하는 거리만큼 온도발생부(200)가 상부 또는 하부로 이동한다.
그리고, 제1 모터(312)가 작동하여 가이드축(311)을 회전시킴으로써 온도발생부(200)가 회전하여 온도검지모듈(10)의 온도별 검측 성능을 시험한다.
예컨대, 제어부(400)는 온도검지모듈(10)의 온도변화에 따른 검측 성능을 시험하도록 제1 열원발생기(220)가 온도검지모듈(10)의 개구부(11)와 대응되는 위치에 위치하도록 센서부에 의해 제1 모터(312)를 제어한다.
그리고, 제어부(400)는 제1 열원발생기(220)가 설정된 온도의 열을 발생하도록 히터(221)를 제어하여 히터(221)에서 열이 발생함으로써 온도검지모듈(10)에 열을 제공한다.
이때, 시험자는 온도제어기(224)에 히터(221)가 발생하는 열의 온도의 범위를 설정하여 제1 열원발생기(220)가 온도검지모듈(10)에 제공하는 열의 온도를 다양하게 변화시켜 제공할 수 있다.
그리고, 온도검지모듈(10)은 온도검지모듈(10)의 개구부(11)에서 제1 열원발생기(220)가 변화되어 제공되는 열의 적외선을 실시간으로 측정하여 이를 온도로 환산한다.
한편, 제1 열원발생기(220)에서 제공된 온도를 온도검지모듈(10)이 측정하여 정상으로 판단된 경우, 제어부(400)는 온도검지모듈(10)의 일정온도 검측 성능을 시험하도록 제2 열원발생기(230)가 온도검지모듈(10)의 개구부(11)와 대응되는 위치에 위치하도록 센서부에 의해 제2 모터(324)를 제어한다.
그리고, 제어부(400)가 시즈히터(232)를 제어하여, 시즈히터(232)에 열이 수조통(231)에 수용된 유체를 가열하여 제2 열원발생기(230)가 온도검지모듈(10)에 일정온도의 열을 제공할 수 있다.
이때, 온도센서(233)는 제2 열원발생기(230)에서 균일한 온도의 열을 발생할 수 있도록 수조통(231) 내부에 수용된 유체의 온도를 측정하고, 이 측정된 온도에 따라 제어부(400)가 시즈히터(232)를 제어하도록 구성된다.
그리고, 온도검지모듈(10)은 온도검지모듈(10)의 개구부(11)에서 제2 열원발생기(230)가 발생하는 적외선을 측정하여 이를 온도로 환산한다.
한편, 제2 열원발생기(230)에서 제공된 열의 온도를 온도검지모듈(10)이 측정하여 정상으로 판단된 경우, 제어부(400)는 온도검지모듈(10)의 극한상황에서의 작동을 시험하도록 제3 열원발생기(240)가 온도검지모듈(10)의 개구부(11)와 대응되는 위치에 위치하도록 센서부에 의해 제2 모터(324)를 제어한다.
그리고, 제어부(400)가 펠티어소자(241)를 제어하여, 제3 열원발생기(240)가 온도검지모듈(10)에 영하의 온도를 제공할 수 있다.
이때, 펠티어소자(241)의 냉각면이 온도검지모듈(10)에 영하의 온도를 제공하고, 가열면에서 발생되는 열을 냉각팬이 외부와 강제로 열교환 시켜 제3 열원발생기(240)가 온도검지모듈(10)에 영하의 온도를 제공할 수 있다.
그리고, 온도검지모듈(10)은 온도검지모듈(10)의 개구부(11)에서 제3 열원발생기(240)가 발생하는 적외선을 측정하여 이를 온도로 환산한다.
한편, 센서부는 온도검지모듈(10)의 개구부(11)와 대응되는 위치에 열원발생수단(210)이 위치되도록 회전구동부(310)를 제어하고, 레이저포인터(440)의 전원을 온시켜 레이저포인터(440)에의 광원을 통해 열원발생수단(210)이 온도검지모듈(10)의 개구부(11)와 대응되는 위치에 위치하였는지를 시각적으로 확인할 수 있다.
그리고, 제어부(400)는 온도검지모듈(10)이 열원발생수단(210)이 제공하는 온도를 측정하여 제어부(400)에 측정온도를 제공하면 측정온도와 제어부(400)에 설정된 온도를 비교함으로써, 온도검지모듈(10)의 작동의 이상을 판단하고, 온도검지모듈(10)의 성능시험결과를 터치패널(420)에 시각적으로 표시한다.
실시예에서는 제1 열원발생기(220)부터 순차적으로 온도를 측정하여 시험하는 것으로 설명하였지만, 제2 열원발생기(230) 또는 제3 열원발생기(240)부터 회전판(250)이 회전하는 방향에 따라 순차적으로 온도를 측정하여 시험하도록 구성될 수 있다.
그리고, 복수 개의 온도검지모듈(10)은 서로 다른 열원발생기 예컨대, 어느 하나의 온도검지모듈(10)이 제1 열원발생기(220)의 온도를 측정하는 시험을 하는 경우, 다른 온도검지모듈(10)은 제2 열원발생기(230) 또는 제3 열원발생기(240)의 온도를 측정하는 시험을 수행하여 복수 개의 온도검지모듈(10)의 시험을 동시에 수행 할 수 있다.
따라서, 온도검지모듈(10)이 모듈장착부(100)에 장착하여 여러 가지의 시험을 한번에 순차적으로 수행함으로써, 온도검지모듈(10)이 검사를 빠르고 용이하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 복수 개의 온도검지모듈(10)을 동시에 모두 시험할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
10 : 온도검지모듈 11 : 개구부
100 : 본체 110 : 모듈장착부
200 : 온도발생부 210 : 열원발생수단
220 : 제1 열원발생기 223 : 하우징
224 : 온도제어기 230 : 제2 열원발생기
231 : 수조통 232 : 시즈히터
233 : 온도센서 240 : 제3 열원발생기
241 : 펠티어소자 242 : 히트싱크
243 : 냉각팬 250 : 회전판
251 : 온도발생공 252 : 조리개
300 : 위치조절부 310 : 회전구동부
311 : 가이드축 312 : 제1 모터
320 : 상하구동부 321 : 가이드부재
322 : 상하구동기구 323 : 나사봉
324 : 제2 모터
400 : 제어부 410 : 전원스위치
420 : 터치패널 430 : 비상스위치
440 : 레이저포인터

Claims (14)

  1. 열차의 차축 베어링에서 발생하는 온도를 측정하는 온도검지모듈의 성능을 시험하기 위한 온도검지모듈 성능시험기로서,
    상기 온도검지모듈이 상부에 장착되는 모듈장착부를 구비한 본체,
    상기 온도검지모듈에서 감지되는 열원을 제공하는 열원발생수단을 구비한 온도발생부,
    상기 온도검지모듈과 대응되는 위치에 상기 열원발생수단이 위치되도록 상기 본체에서 상기 온도발생부의 위치를 조절하는 위치조절부, 및
    상기 온도검지모듈에서 측정한 정보를 기초로 상기 온도검지모듈의 이상유무를 판단하고, 상기 온도검지모듈, 온도발생부, 및 위치조절부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열원발생수단은
    상기 온도검지모듈의 온도별 검측 성능을 시험하도록 상기 온도검지모듈이 이상판단을 하는 온도범위 내에서 다양한 온도의 열을 제공하는 제1 열원발생기,
    상기 온도검지모듈의 일정온도 검측 성능을 시험하도록 상기 온도검지모듈이 이상판단을 하는 온도범위 내에서 일정 온도의 열만을 제공하는 제2 열원발생기, 및
    상기 온도검지모듈의 극한상황에서의 작동을 시험하도록 상기 온도검지모듈이 이상판단을 하는 온도범위 외의 온도를 가지는 열을 제공하는 제3 열원발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 온도발생부는
    서로 다른 온도조건을 상기 온도검지모듈에 제공하도록 방사상 등간격으로 복수 개의 온도발생공이 형성된 회전판을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 온도발생공 중 어느 하나에는 상기 열원발생수단에서 발생하는 온도의 면적을 조절하는 조리개가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 열원발생기는
    열이 발생하는 복수개의 히터,
    상기 히터를 수용하는 용기, 및
    상기 히터가 발생하는 열의 온도의 범위를 설정하는 온도제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 열원발생기는
    유체를 수용하는 수조통,
    상기 수조통의 내부에 구비되어 수용된 유체를 가열하는 시즈히터, 및
    상기 수조통의 내부에 구비되어 가열된 유체의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하고,
    상기 수조통의 저면은 금속재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제3 열원발생기는
    상기 온도검지모듈이 이상판단을 하는 온도범위 외의 온도를 영하의 온도로 제공하는 냉각기인 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 냉각기는
    상기 온도검지모듈에 영하의 온도를 제공하도록 냉각면이 상기 온도검지모듈을 향해 위치되는 펠티어소자,
    상기 냉각면과 반대방향에 위치되는 가열면에 설치되어 상기 가열면에 발생되는 열을 외부와 열 교환하는 히트싱크, 및
    상기 히트싱크의 열을 외부와 강제로 열교환시키는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 위치조절부는
    상기 온도발생부를 지지하는 가이드축과 상기 온도발생부가 회전하도록 상기 가이드축을 중심으로 상기 가이드축을 회전시키는 제1 모터를 포함하는 회전구동부, 및
    상기 회전구동부가 상기 본체에서 상부 또는 하부로 슬라이딩 이동하도록 상기 본체에 구비되는 가이드부재와, 상기 가이드부재를 따라 상기 회전구동부가 상부 또는 하부로 이동하는 구동력을 제공하는 상하구동기구를 포함하는 상하구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 상하구동기구는
    상기 회전구동부에 나사체결되어 회전방향에 따라 상기 회전구동부를 상부 또는 하부로 이동시키는 나사봉, 및
    상기 나사봉을 회전시키는 제2 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는
    전원의 공급을 온 또는 오프시키는 전원스위치,
    상기 온도검지모듈과 위치조절부의 작동 및 상기 열원발생수단에서 발생할 온도를 설정하고, 작동온도 및 설정상태를 보여주는 터치패널, 및
    상기 위치조절부의 작동을 감지하는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 센서부는
    상기 열원발생수단이 상기 온도검지모듈과 대응되는 위치에 위치될 경우, 상기 위치조절부를 정지시키고, 상기 열원발생수단이 상기 온도검지모듈과 대응되는 위치를 벗어난 경우, 상기 위치조절부를 작동시켜 상기 열원발생수단을 상기 온도검지모듈에 대응되는 위치로 이동하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 모듈장착부는
    동시에 복수개의 온도검지모듈의 성능을 시험하도록 복수 개가 설치되는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는
    비상 시 전원을 차단하는 비상스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도검지모듈 성능시험기.
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KR101883112B1 (ko) * 2017-08-08 2018-07-30 주식회사 포스코 온도측정기의 점검장치

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