KR101410733B1 - Partial discharge measurement device using reference MIC and method which can guide fault position - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to partial discharge measurement device and method using a reference microphone. The main purpose of the present invention is to be able to display an ultrasonic signal into a quantified sound pressure, after obtaining the ultrasonic signal from an ultrasonic sensor when measuring a partial discharge of electric power equipment and quantitative decibel data according to size using a highly efficient reference microphone regarding the same ultrasonic signal, and comparing the ultrasonic signal and the quantitative decibel data. Also, another purpose of the present invention is to improve efficiency, convenience, and data reliability when measuring the partial discharge of the electric power equipment, by converting an actually taken image to a simple skeleton image having only skeleton by a pattern recognition algorithm and displaying the simple skeleton image while using real time image data of a partial discharge object, thereby providing a function inducing a defect position of partial discharge.

Description

레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치 및 방법{Partial discharge measurement device using reference MIC and method which can guide fault position}[0001] The present invention relates to a partial discharge measurement apparatus and method using a reference microphone,

본 발명은 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력기기의 부분방전 측정시 초음파센서에서 최득된 초음파 신호를 정량화된 음압으로 표시해줄 수 있도록 한 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for measuring a partial discharge using a reference microphone, and more particularly, to an apparatus and a method for measuring a partial discharge using a reference microphone, which are capable of displaying a quantized sound pressure, Discharge measuring apparatus and method.

일반적으로서, 부분방전이라 함은 각종 산업체 및 전력계통 변전소에 설치되는 수전설비 및 고압 배전반 등과 같은 전력기기의 어느 한 부분에 생기는 방전을 총칭하는 것으로서, 전극의 첨단 부근에 생기는 코로나방전, 절연물의 표면을 따라서 생기는 연면방전, 절연물내의 공극에 생기는 보이드 방전 등을 들 수 있다.Generally, the term partial discharge is a generic term for a discharge occurring in any part of an electric power equipment such as a power receiving facility installed in various industries and a power system substation and a high voltage switchboard. The partial discharge refers to a corona discharge near the tip of the electrode, A void discharge occurring in voids in the insulating material, and the like.

이렇게, 수전설비 및 고압 배전반을 비롯한 각종 전력기기 등에서 부분방전이 발생할 때, 부분방전원의 크기가 대부분 작기 때문에 부분방전이 발생되는 위치를 정확하게 알 수 없고, 부분방전원을 발견하여 제거하는데 어려움이 있다.In this way, when a partial discharge occurs in various power devices including an electric power reception equipment and a high-voltage switchboard, since the size of the partial discharge power source is substantially small, it is difficult to accurately detect the position where the partial discharge occurs, have.

따라서, 전력기기의 부분방전 위치를 추정하는 기술은 전력기기의 고장을 예방하는데 있어서 매우 중요한 기술이라 하겠다.Therefore, the technique of estimating the partial discharge position of the power device is a very important technique for preventing the failure of the power device.

전력기기의 부분방전 위치를 추정하는 종래 기술로는 크게 방전에 의해 발생한 전자파 방전신호의 감쇠를 이용하는 방법과, 전자파 방전신호가 부분방전센서에 도달하는 시간차를 이용하는 방법 등이 있다.The conventional technique for estimating the partial discharge position of the electric power equipment includes a method of using the attenuation of the electromagnetic wave discharge signal generated by the discharge and a method of using the time difference in which the electromagnetic wave discharge signal reaches the partial discharge sensor.

그러나, 이러한 종래의 부분방전 측정방식은 부분방전량의 크기와 인가전압의 위상을 파악하여 해당 전력기기의 결함 종류만 추정할 수 있을 뿐, 더 중요한 부분방전의 발생 위치 및 위험도 등을 정확하게 알 수 없는 단점이 있다.However, in the conventional partial discharge measuring method, only the type of defect of the power device can be estimated by grasping the magnitude of the partial discharge amount and the phase of the applied voltage, and it is possible to precisely know the location and risk of the more important partial discharge There is no disadvantage.

이러한 점을 해소하기 위하여, 초음파를 이용하여 부분방전의 측정 정밀도를 높일 수 있도록 한 종래기술로서, 대한민국 등록특허공보(등록번호: 10-482305)에는 변압기 운전 중에 초음파 신호를 지속적으로 측정하고, 그 결과를 예방진단시스템으로 전송하여 부분방전의 진전상태를 효과적으로 감시할 수 있도록 한 "변압기내 부분방전 측정용 초음파 상시 감시장치"가 개시되어 있고, 대한민국 등록실용신안공보(등록번호: 20-225223)에는 변압기에 초음파센서를 설치하여 변압기의 부분방전을 진단할 수 있도록 한 "초음파센서를 이용한 변압기 부분방전 진단장치"가 개시되어 있다.In order to solve this problem, Korean Patent Registration No. 10-482305 discloses a method of continuously measuring ultrasound signals during operation of a transformer, (Hereinafter referred to as " ultrasound continuous monitoring device for partial discharge measurement in a transformer ") which is capable of effectively monitoring the progress of a partial discharge by transmitting the result to a preventive diagnosis system, and disclosed in Korean Utility Model Registration No. 20-225223, Discloses a transformer partial discharge diagnosis apparatus using an ultrasonic sensor, which is capable of diagnosing a partial discharge of a transformer by installing an ultrasonic sensor in a transformer.

그러나, 위와 같은 초음파를 이용한 종래 방법은 측정대상의 전력기기와 초음파센서간의 거리 편차가 발생하면, 측정되는 부분방전의 크기가 계속 달라지게 되므로, 초음파센서를 항상 동일 위치에 설치해야만 하는 불편함이 있고, 또한 측정대상의 전력기기와 초음파센서간의 거리 편차가 조금이라도 발생하면, 초음파센서에서 센싱하는 초음파 크기가 달라지는 동시에 부분방전의 위치 및 크기를 정확하게 알 수 없는 단점이 있다.However, in the conventional method using ultrasonic waves as described above, when the distance between the power device and the ultrasonic sensor to be measured deviates, the magnitude of the partial discharge to be measured continuously changes. Therefore, inconvenience that the ultrasonic sensor must be always installed at the same position If the distance between the power device and the ultrasonic sensor to be measured is small, the size of the ultrasonic wave sensed by the ultrasonic sensor changes, and the position and size of the partial discharge can not be accurately known.

본원 출원인은 위와 같은 문제점을 해결하고자, 각종 전력기기마다 이동하면서 부분방전을 용이하게 측정할 수 있고, 또 각종 전력기기에 대한 매 측정시마다 기 저장 화상과 현재 화상을 비교하면서 전력기기의 부분방전 측정 위치를 항상 동일한 위치로 정확하게 파악할 수 있도록 한 "영상촬영수단을 갖는 휴대용 초음파 부분방전 측정장치 및 이를 이용한 부분방전 측정방법"을 이미 출원하여 등록(제10-1070329호)에서는 받은 바 있다.In order to solve the above problems, the applicant of the present application has been able to easily measure the partial discharge while moving for each power device, and to compare the stored image with the current image for each measurement of various power devices, A portable ultrasound partial discharge measuring apparatus having a video photographing means and a partial discharge measuring method using the same ", which has been already filed and registered (No. 10-1070329), so that the position can always be grasped accurately at the same position.

본원 출원인에 의하여 등록된 기술의 경우, 원거리에 위치한 방전이 가장 강하게 나오는 지점을 수동으로 조준하여 측정하고, 재 측정시에도 이전의 영상데이터와 현재의 영상데이터를 서로 중첩시켜, 그 일치 여부를 육안으로 확인하는 방식으로 부분방전 측정위치를 결정하는 유용한 방법이지만 다음과 같은 단점이 있었다.In the case of the technology registered by the applicant of the present application, the point where the discharge at the far distance is strongest is manually aimed and measured, and the previous image data and the current image data are overlapped with each other even when re- . However, this method has the following disadvantages.

첫째, 원거리 방전 측정시 사용하는 반사 갓을 적용한 부분방전 측정 장치의 경우, HPBW(Half-power beam width)가 5°이하로 지향성이 매우 강하여, 실제 현장에서 사용시 미세하게 그 조준 위치가 어긋나도 방전신호 세기가 크게 차이나므로, 측정기간이 경과 후 동일한 위치에서 재 측정시 정량적인 비교가 매우 어려운 단점이 있었다.First, in the case of a partial discharge measuring apparatus using a reflector used for measurement of a long distance discharge, the directivity of the HPBW (Half-power beam width) is less than 5 ° and the direction is very strong. Since the signal intensity is greatly different, it is very difficult to quantitatively compare with the re-measurement at the same position after the elapse of the measurement period.

둘째, 일부 외국산 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치의 경우 이러한 측정 위치 조정에 도움을 주기 위해 레이저 포인터를 부착하여 이용하고 있지만, 단순히 현재 측정위치를 대상 사물에 표시해 주는 역할에 그치고 있는 실정이며, 더욱이 주간의 야외에서는 포인터의 식별이 불가하여 실용성이 없는 단점이 있다.Second, some foreign portable ultrasound partial discharge measuring devices are equipped with a laser pointer to assist in the adjustment of the measurement position. However, the present invention is limited to simply displaying the current measurement position on the object, and moreover, There is a disadvantage in that it is not practicable to identify the pointer in the outdoors.

셋째, 초음파센서에서 측정된 초음파 신호는 특정의 물리적인 단위가 아닌 단순한 크기 비율을 의미하는 dB로 표시됨에 따라, 정량적인 데이터로 활용할 수 없는 단점이 있다.Third, since the ultrasonic signal measured by the ultrasonic sensor is expressed in dB, which means a simple size ratio rather than a specific physical unit, it can not be used as quantitative data.

즉, 초음파센서로부터 초음파 신호를 획득하여 앰프 및 신호처리 과정을 거쳐서 사람이 보거나 들을 수 있도록 소리 혹은 화상으로 초음파 신호의 크기를 표시하고 있지만, 대부분 정량적으로 보여주는 값이 각 회사별로 다르고 기계의 특성을 반영한 값에 불과하다.In other words, ultrasonic signals are acquired from an ultrasonic sensor and displayed through an amplifier and a signal processing process to display the size of an ultrasonic signal by a sound or an image so that a human can see or hear it. Most quantitative values are different for each company, It is only the reflected value.

예를 들어, 초음파 신호의 크기를 표시할 때, dB 또는 dBuV(데시벨 마이크로 볼트) 등 각 센서의 크기와 앰프의 값을 자체적으로 표시해 줄 뿐, 이것은 물리적인 단위가 아닌 단순한 크기 비율에 불과하므로, 물리적인 단위를 갖는 정량적인 데이터로 활용할 수 없는 단점이 있고, 그에 따라 취득된 초음파 신호에 대한 정량화가 불가능한 단점이 있었다.
For example, when displaying the size of an ultrasonic signal, it displays the size of each sensor and the value of the amplifier itself, such as dB or dBuV (decibel microvolt). This is only a simple size ratio, not a physical unit, There is a disadvantage that it can not be utilized as quantitative data having a physical unit, and there is a disadvantage in that it is impossible to quantify the acquired ultrasonic signal.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 전력기기의 부분방전 측정시 초음파센서에서 취득된 초음파 신호와, 고성능의 레퍼런스 마이크를 이용하여 동일한 초음파 신호에 대해서 크기에 따른 정량적인 데시벨 데이터를 얻은 다음, 초음파 신호와 정량적인 데시벨 데이터를 비교하여, 초음파 신호를 정량화된 음압으로 표시해줄 수 있도록 한 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an ultrasonic diagnostic apparatus and a method of measuring a partial discharge of an electric power apparatus using the ultrasonic signal obtained from an ultrasonic sensor and a high- An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for measuring a partial discharge using a reference microphone, which can compare ultrasound signals with quantitative decibel data and display ultrasound signals at a quantified sound pressure.

본 발명의 다른 목적은 부분방전 대상을 촬영한 실시간 영상데이터를 이용하되, 실제 촬영된 영상 이미지를 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘에 의하여 뼈대만을 갖는 간단한 이미지로 전환시켜 디스플레이하면서 부분방전 결함위치에 대한 유도 기능을 제공함으로써, 부분방전 측정시의 효율성 및 편의성, 그리고 데이터 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있도록 한 점에 있다.
Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for using a real-time image data obtained by photographing a partial discharge object, wherein a real image is converted into a simple image having only a skeleton by a pattern recognition algorithm using a skeleton method, By providing the induction function, the efficiency and convenience in the partial discharge measurement and the data reliability can be further improved.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 종합 신호처리 장치가 내장된 몸체부와; 몸체부의 하부에 장착되는 구동용 배터리와; 몸체부의 전단부에 일체로 장착되는 초음파 반사갓과; 부분방전 측정대상물로부터 부분방전에 따른 초음파 음을 감지하도록 초음파 반사갓의 개방부 중앙 위치에 장착되는 초음파센서와; 초음파 반사갓의 상단부 중앙 위치에 장착되어 부분방전 측정대상물을 촬영하는 카메라와; 초음파센서에서 측정된 초음파의 파형 및 카메라에서 촬영된 화상을 디스플레이하는 표시장치; 를 포함하는 부분방전 측정 장치에 있어서,According to an aspect of the present invention, there is provided an integrated signal processing apparatus including: a body having a built-in integrated signal processing device; A driving battery mounted on a lower portion of the body portion; An ultrasonic wave reflecting shade integrally mounted on a front end portion of the body portion; An ultrasonic sensor mounted at a central position of an opening of the ultrasonic wave reflector so as to sense an ultrasonic sound according to a partial discharge from a partial discharge measuring object; A camera mounted on a center position of an upper end of the ultrasound reflection shadows to capture a partial discharge measurement object; A display device for displaying a waveform of the ultrasonic wave measured by the ultrasonic sensor and an image photographed by the camera; Wherein the partial discharge measuring device comprises:

상기 초음파센서를 갖는 초음파 반사갓의 한쪽 옆에 함께 배열되어, 초음파센서에서 감지한 초음파 음과 동일한 음원에 대하여 음압을 측정한 후, 신호처리장치로 보내는 고성능 레퍼런스 마이크 시스템과; 상기 초음파센서로부터의 신호를 증폭시키는 초음파 앰프와, 초음파 앰프에서 증폭된 신호를 사람이 들을 수 있는 가청주파수로 변환시키는 가청신호 변환장치(22)와, 증폭된 아나로그 신호를 디지털신호로 변환시키고, 변환된 디지털신호를 실시간 FFT 알고리즘을 통하여 센서측정 주파수 크기로 변환하는 AD변환 및 FFT 장치와, 초음파센서에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터를 비교하여 초음파 신호를 정량화된 음압으로 전환하여 표시해줄 수 있도록 한 신호처리장치로 구성되는 종합 신호처리 장치와; 상기 종합 신호처리 장치와 통신장치를 매개로 연결되는 컴퓨터; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치를 제공한다.A high performance reference microphone system which is disposed on one side of the ultrasonic wave reflector having the ultrasonic sensor and measures the sound pressure of the ultrasonic sound sensed by the ultrasonic sensor and sends the measured sound pressure to the signal processor; An ultrasonic amplifier for amplifying a signal from the ultrasonic sensor, an audible signal converter 22 for converting a signal amplified by the ultrasonic amplifier into audible frequencies that can be heard by humans, An AD conversion and FFT device for converting the converted digital signal into a sensor measurement frequency magnitude through a real time FFT algorithm, and an A / D converter for comparing the ultrasonic signal acquired from the ultrasonic sensor with the quantitative decibel data acquired from the high performance reference microphone system, An integrated signal processing device comprising a signal processing device capable of switching to a quantized sound pressure and displaying the signal; A computer connected via the communication device with the integrated signal processing device; The present invention provides a partial discharge measuring apparatus using a reference microphone.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 신호처리장치는 카메라에서 촬영된 실시간 화상을 뼈대만을 갖는 영상데이터로 전환시키기 위한 스켈로톤 방식을 이용한 패턴 인식 알고리즘부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the signal processing apparatus further includes a pattern recognition algorithm unit using a skeleton method for converting a real-time image photographed by a camera into image data having only a skeleton.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 신호처리장치는 스켈로톤 방식을 이용한 패턴 인식 알고리즘부에 의하여 스켈로톤 이미지로 전환된 실시간 측정 영상데이터와 직전의 영상데이터를 비교하여, 현재 영상의 변화 방향 및 정도를 파악한 후, 표시장치에 표시되는 최대방전신호 유도용 화살표를 이용하여, 스켈로톤 이미지의 변화방향을 최대신호(부분방전 세기가 센 쪽의 신호)가 발생되는 결함 위치 방향으로 안내하는 제어와 실시간 초음파 FFT 크기를 직전 세기와 비교하여 최대신호 방향으로 안내하는 부분방전 측정방향 유도 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the signal processing apparatus compares real-time measurement image data converted into a skeleton image by the pattern recognition algorithm unit using the Skeleton method and the immediately preceding image data, And controls the direction in which the skeleton image is changed to guide in the direction of the defect position in which the maximum signal (the signal of the partial discharge intensity is generated) is generated using the maximum discharge signal inducing arrow displayed on the display device, And a partial discharge measurement direction guiding control unit for guiding the ultrasonic wave FFT size to the maximum signal direction by comparing the ultrasonic wave FFT size with the immediately preceding intensity.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: 몸체부에 일체로 된 초음파센서 및 반사갓, 그리고 카메라를 부분방전 측정대상물로 향하게 하는 단계와; 초음파센서에서 부분방전이 발생될 때의 초음파 음을 감지하는 단계와; 측정된 초음파 신호를 초음파앰프에서 증폭하는 단계와; 증폭된 신호를 가청신호 변환장치를 통하여 측정자가 들을 수 있는 가청 주파수로 변환하는 단계와; 증폭된 아나로그 신호를 A/D 변환 및 FFT 장치를 통해 디지털신호로 변환하는 동시에 실시간 FFT 알고리즘을 통하여 센서 측정 주파수 크기로 변환하는 단계; 카메라에서 촬영된 측정대상물에 대한 실시간 영상데이터가 신호처리장치로 전송되는 단계; 를 포함하는 휴대용 초음파 부분방전 측정 방법에 있어서,According to another aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a partial discharge, comprising the steps of: directing an ultrasound sensor, a reflector, and a camera integrated into a body part to a partial discharge measurement object; Sensing an ultrasonic sound when a partial discharge is generated in the ultrasonic sensor; Amplifying the measured ultrasonic signal in an ultrasonic amplifier; Converting the amplified signal to an audible frequency audible to a measurer through an audible signal transducer; Converting the amplified analog signal into a digital signal through an A / D conversion and an FFT device, and converting the amplified analog signal into a sensor measurement frequency magnitude through a real time FFT algorithm; Real-time image data of a measurement object photographed by a camera is transmitted to a signal processing apparatus; Wherein the portable ultrasound partial discharge measuring method comprises:

고성능 레퍼런스 마이크 시스템에서 초음파센서에서 감지하는 초음파 음과 동일한 음원에 대하여 음압을 측정하는 단계와; 상기 신호처리장치에서 초음파센서에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터인 음압을 비교하여, 초음파센서의 출력(dB) 대비 레퍼런스 마이크 시스템의 음압(dB/uPa)을 함께 나타내는 최종 보정 데이터를 산출하는 단계와; 부분방전 측정 결과로서 음압(dB/uPa)을 포함하는 상기 최종 보정 데이터를 표시장치에 표시하는 동시에 컴퓨터에 저장하는 단계와; 상기 신호처리장치의 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부에서 카메라에서 촬영된 실시간 측정 영상데이터를 뼈대만을 갖는 스켈로톤 이미지로 전환시키는 단계와; 스켈로톤 이미지로 전환된 실시간 측정 영상데이터와 직전의 영상데이터를 비교하여, 현재 영상의 변화 방향 및 정도를 파악하는 단계와; 상기 표시장치에 최대방전신호 유도용 화살표를 표시하여, 스켈로톤 이미지의 변화방향을 최대신호(부분방전 세기가 센 쪽의 신호)가 발생되는 결함 위치 방향으로 안내하되, 실시간 초음파 FFT 크기를 직전 세기와 비교하여 최대신호 방향으로 안내하는 부분방전 측정방향 유도 제어 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 방법을 제공한다.Measuring a sound pressure for a sound source that is the same as an ultrasonic sound sensed by the ultrasonic sensor in a high performance reference microphone system; (DB / uPa) of the reference microphone system to the output (dB) of the ultrasonic sensor is compared with the sound pressure of the quantitative decibel data acquired from the high-performance reference microphone system in the signal processing apparatus Calculating final correction data indicative of the final correction data; Displaying the final correction data including the sound pressure (dB / uPa) as a partial discharge measurement result on a display device and storing the final correction data on a computer; Converting a real-time measurement image data photographed by a camera into a skeleton image having only a skeleton in a pattern recognition algorithm unit using the Skeleton method of the signal processing apparatus; Comparing the real-time measurement image data converted into the skeleton image with the immediately preceding image data to grasp the change direction and degree of the current image; The arrow indicating the maximum discharge signal is displayed on the display device to guide the change direction of the skeleton image to the defective position direction in which the maximum signal (the signal of the partial discharge intensity is transmitted) is generated, A partial discharge measurement direction guiding control step of guiding the partial discharge measurement direction to a maximum signal direction; The method of measuring a partial discharge using a reference microphone is provided.

본 발명의 다른 구현예에서, 실시간 측정된 현재의 초음파 신호(실시간 초음파 FFT 크기)를 직전의 초음파 신호 세기와 비교한 결과, 현재의 초음파 신호가 직전의 초음파 신호보다 크다면, 상기 표시장치에 디스플레이되는 화살표의 지시방향을 표시장치에 디스플레이되는 스켈로톤 이미지의 변화방향쪽과 동일한 방향을 지시하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, if the current ultrasound signal (real-time ultrasound FFT size) measured in real time is compared with the immediately preceding ultrasound signal intensity, if the current ultrasound signal is larger than the immediately preceding ultrasound signal, The direction indicated by the arrow indicates the same direction as the changing direction of the skeleton image displayed on the display device.

본 발명의 다른 구현예에서, 실시간 측정된 현재의 초음파 신호(실시간 초음파 FFT 크기)를 직전의 초음파 신호 세기와 비교한 결과, 현재의 초음파 신호가 직전의 초음파 신호보다 작다면, 상기 표시장치에 디스플레이되는 화살표의 지시방향을 표시장치에 디스플레이되는 스켈로톤 이미지의 변화방향쪽과 반대방향을 지시하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, if the current ultrasound signal is smaller than the immediately preceding ultrasound signal as a result of comparing the current ultrasound signal (real-time ultrasound FFT size) measured in real time with the immediately preceding ultrasound signal intensity, The direction indicated by the arrow indicates the direction opposite to the direction of change of the skeleton image displayed on the display device.

또한, 상기 스켈로톤 이미지의 변화 방향 및 정도가 파악되지 않거나, 변화가 없거나, 변화가 작으면, 초음파 신호 크기가 바뀌더라도 표시장치(27)에 화살표(29)를 표시하지 않고, 영상이동의 거리에 비해 초음파 신호크기 변화가 크면 화살표 크기를 키우거나 작으면 줄여서 표시하도록 한 것을 특징으로 한다.
If the direction and degree of change of the skeleton image are not recognized, or there is no change or the change is small, the arrow 29 is not displayed on the display device 27 even if the ultrasonic signal size is changed, When the change in the size of the ultrasonic signal is large, the arrow size is increased or, when the size is small, the arrow is displayed in a reduced size.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above-mentioned means for solving the problems, the present invention provides the following effects.

본 발명에 따르면, 부분방전을 측정하기 위한 초음파센서 이외에 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템를 결합함으로써, 초음파센서에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터인 음압을 비교하여, 초음파센서의 출력(dB) 대비 레퍼런스 마이크 시스템의 음압(dB/uPa)을 함께 나타내는 최종 보정 데이터를 얻을 수 있다.According to the present invention, by combining a high-performance reference microphone system in addition to an ultrasonic sensor for measuring a partial discharge, the ultrasonic signal obtained from the ultrasonic sensor is compared with the sound pressure which is quantitative decibel data obtained from the high-performance reference microphone system, (DB) of the reference microphone system together with the sound pressure (dB / uPa) of the reference microphone system.

이렇게 얻은 최종 보정 데이터는 부분방전 측정 결과로서 초음파센서의 출력(dB) 대비 물리적인 단위를 갖는 음압(dB/uPa)을 포함하기 때문에, 물리적인 단위를 갖는 정량적인 데이터로 활용할 수 있고, 그에 따라 부분방전 측정대상물에 대한 정량적인 관리가 가능해지는 장점이 있다.Since the final correction data thus obtained includes the sound pressure (dB / uPa) having a physical unit with respect to the output (dB) of the ultrasonic sensor as a result of partial discharge measurement, it can be utilized as quantitative data having a physical unit, It is possible to quantitatively manage the partial discharge measurement object.

또한, 본 발명은 카메라에서 촬영된 부분방전 측정대상물에 대한 실시간 화상을 그대로 활용하지 않고, 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부에 의하여 뼈대만을 갖는 간단한 스켈로톤 이미지로 전환하여 디스플레이함으로써, 부분방전 측정시의 효율성 및 편의성, 그리고 데이터 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있다.
Further, according to the present invention, a real-time image of a partial discharge measurement object photographed by a camera is not utilized as it is, but is switched to a simple skeleton image having only a skeleton by a pattern recognition algorithm unit using a skeleton method, The efficiency and convenience of the city, and the data reliability can be further improved.

도 1은 본 발명에 따른 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치를 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치의 종합 신호처리 장치에 대한 제어 구성도,
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치를 통하여, 초음파 신호가 정량화된 음압 단위로 전환되면서 최종 보정 데이터로 산출되는 과정을 설명하는 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치의 신호처리장치에 포함된 패턴 인식 알고리즘부에 의하여 실제 촬영된 영상이 뼈대만을 갖는 영상으로 도식화되는 과정을 나타낸 개략도,
도 7은 본 발명에 따른 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 방법을 설명하는 순서도,
도 8은 본 발명에 따른 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치의 결함위치 유도 제어예를 설명하는 개략도.1 is a diagram showing a partial discharge measuring apparatus using a reference microphone according to the present invention.
2 is a control block diagram of a general signal processing apparatus of a partial discharge measuring apparatus using a reference microphone according to the present invention.
3 to 5 are graphs illustrating a process of converting ultrasound signals into quantized sound pressure units and calculating final correction data using a partial discharge measuring apparatus using a reference microphone according to the present invention,
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a process in which an image actually photographed by a pattern recognition algorithm unit included in a signal processing apparatus of a partial discharge measuring apparatus using a reference microphone is displayed as an image having only a skeleton,
7 is a flowchart illustrating a partial discharge measurement method using a reference microphone according to the present invention,
8 is a schematic view for explaining an example of defect position induction control of a partial discharge measuring apparatus using a reference microphone according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 부분방전 측정 장치의 외관을 보면, 휴대 및 이동성을 고려하여 사용자가 손으로 쥘 수 있는 손잡이홀(12)을 갖는 몸체부(10)를 구비하고, 몸체부(10)의 내부에는 종합 신호처리 장치(20)가 내장되며, 또한 몸체부(10)의 하부에는 구동용 배터리(19)가 내장된다.As shown in FIG. 1, the external appearance of the partial discharge measuring apparatus according to the present invention includes a body portion 10 having a handle hole 12 that a user can hold by hand in consideration of portability and mobility, The integrated signal processing device 20 is built in the body 10 and the driving battery 19 is embedded in the lower part of the body 10.

상기 손잡이홀(12)은 측정자가 몸체부(10)를 한 손으로 쥘 수 있도록 몸체부(10)에 좌우방향으로 관통된 홀이며, 이에 측정자가 본 발명의 장치를 손쉽게 한 손으로 들어서 부분방전 측정대상물에 대한 정밀 조준이 편리하게 이루어질 수 있다.The handle hole 12 is a hole penetrating the body portion 10 in the left and right direction so that the user can grasp the body portion 10 with one hand so that the user can easily carry the apparatus of the present invention by hand, Precision measurement of the measurement object can be performed conveniently.

상기 몸체부(10)의 앞단에는 초음파를 초음파센서(16)쪽으로 반사시킬 수 있도록 내부 곡면이 포물선을 축 회전한 형태로 된 초음파 반사갓(14)이 일체로 조립되고, 이 초음파 반사갓(14)의 개방된 전면 중앙 위치에는 부분방전 측정대상물(30, 송전선, 전력기기 등)에서 부분방전 발생시 검출되는 초음파 음을 감지하도록 한 초음파센서(14)가 장착된다.The ultrasonic wave reflecting reflector 14 is integrally assembled to the front end of the body portion 10 so that the parabolic reflector 14 is pivotally rotated about the inner curved surface so as to reflect the ultrasonic wave to the ultrasonic wave sensor 16, At the open front central position, an ultrasonic sensor 14 is mounted to detect an ultrasonic sound detected when a partial discharge occurs in the partial discharge measurement object 30 (transmission line, electric power equipment, etc.).

또한, 상기 초음파 반사갓(14)의 상단부 중앙 위치에는 부분방전 측정대상물(30)을 촬영할 수 있는 영상촬영소자로서 카메라(18)가 장착되며, 측정대상에 대한 정지 및 동영상 촬영이 가능하도록 카메라(18)는 초음파 측정방향과 일치하게 장착되도록 하며, 물론 몸체부(10)의 손잡이홀(12) 근처 위치에는 카메라(18)의 촬영을 위한 온/오프 스위치 및 셔터 등이 장착될 수 있다.A camera 18 is mounted as an image capturing element capable of capturing the partial discharge measurement object 30 at the center of the upper end of the ultrasound reflector 14 so that the camera 18 Of course, an on / off switch and a shutter for photographing the camera 18 may be mounted at a position near the handle hole 12 of the body 10.

또한, 상기 몸체부(10)의 상부면 또는 초음파 반사갓(14)의 상부면에서 그 후부 위치에는 초음파센서(16)에서 측정된 초음파의 크기(파형)를 볼 수 있고, 동시에 카메라(18)에서 촬영된 화상을 볼 수 있는 표시장치(27)가 장착된다.In addition, the size (waveform) of the ultrasonic wave measured by the ultrasonic sensor 16 can be seen on the upper surface of the body part 10 or the rear surface of the upper surface of the ultrasonic wave reflecting shade 14, And a display device 27 capable of viewing the photographed image is mounted.

본 발명에 따르면, 상기 초음파센서(16)를 갖는 초음파 반사갓(14)의 인접 위치에 고성능 레퍼런스 마이크 시스템(40)이 함께 배열되며, 이 고성능 레퍼런스 마이크 시스템(40)은 초음파센서(16)에서 감지한 초음파 음과 동일한 음원에 대하여 음압을 검출한 후, 신호처리장치로(24)로 보내는 역할을 한다.According to the present invention, a high performance reference microphone system 40 is arranged adjacent to an ultrasonic wave reflector 14 having the ultrasonic sensor 16, and the high performance reference mic system 40 is connected to the ultrasonic wave sensor 16 Detects the sound pressure with respect to the same sound source as that of an ultrasonic sound, and then sends the detected sound pressure to the signal processing device (24).

상기 고성능 레퍼런스 마이크 시스템(40)은 본 발명의 휴대용 부분방전 측정장치에 포함되지만, 후술하는 바와 같이 산출된 최종 보정 데이터가 정밀한 데이터로서 굳어진다면, 휴대가 불편하고 고가이므로 본 발명의 휴대용 부분방전 측정장치에 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치로부터 분리시켜 옵션사항으로 남겨두도록 한다.The high performance reference microphone system 40 is included in the portable partial discharge measuring apparatus of the present invention. However, if the final correction data calculated as described later is hardened as accurate data, it is inconvenient to carry and expensive, Separate the device from the portable ultrasound partial discharge measurement device and leave it as an option.

즉, 특정의 부분방전 측정대상물에 대한 관리를 위하여 부분방전을 측정할 때, 실제 실험을 통하여 얻어진 마지막 보정 그래프만 신호처리장치의 시스템 소프트웨어에 반영하되, 향후 수정 가능한 방식으로 반영함으로써, 후술하는 바와 같은 초음파 신호(dB) 대비 음압(dB/uPa) 데이터를 나타내는 최종 보정 데이터를 얻을 수 있으므로, 본 발명의 휴대용 부분방전 측정장치에 휴대용 초음파 부분방전 측정 장치로부터 분리시켜 옵션사항으로 남겨두도록 한다.That is, when the partial discharge is measured for management of a specific partial discharge measurement object, only the last correction graph obtained through actual experiments is reflected in the system software of the signal processing apparatus, (DB / uPa) data relative to the same ultrasound signal (dB) can be obtained, so that the portable partial discharge measuring apparatus of the present invention can be separated from the portable ultrasound partial discharge measuring apparatus and left as an option.

여기서, 상기 몸체부의 내부에 일종의 상위제어기로서 내장되는 종합 신호처리 장치에 대한 구성을 첨부한 도 2를 참조로 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, referring to FIG. 2, which is a block diagram of a general signal processing apparatus incorporated as a kind of host controller in the body part, the following will be described.

상기 종합 신호처리 장치(20)는 초음파센서(16)와 연결되어 초음파센서(16)로부터의 신호를 증폭시키는 초음파앰프(21)와, 초음파앰프(21)에서 증폭된 신호를 사람이 들을 수 있는 가청주파수로 변환시키는 가청신호 변환장치(22)와, 가청주파수를 초음파의 크기를 나타내는 파형으로 전환하고, 카메라(18)에서 촬영된 화상을 영상데이터 신호로 전환시키는 신호처리장치(24)가 내장된다.The integrated signal processing apparatus 20 includes an ultrasonic amplifier 21 connected to the ultrasonic sensor 16 to amplify a signal from the ultrasonic sensor 16, An audible signal conversion device 22 for converting the audible frequency into a waveform representing the size of the ultrasonic wave and a signal processing device 24 for converting the image photographed by the camera 18 into a video data signal do.

이때, 상기 신호처리장치(24)는 초음파의 크기를 나타내는 파형 신호를 수신하여 데이터 저장장치에 저장시키는 동시에 표시장치(27)에 파형 및 수치값으로 디스플레이시키는 제어를 하고, 또한 카메라(18)로부터의 현재의 영상데이터 신호를 수신하여 데이터 저장장치에 저장하는 동시에 표시장치(27)에 디스플레이시키거나, 데이터 저장장치에 기저장된 직전의 영상데이터를 불러와서 현재의 영상데이터와 비교 표시하는 등의 디스플레이 제어를 하게 된다.At this time, the signal processing device 24 receives a waveform signal indicating the size of the ultrasonic wave and stores the waveform signal in the data storage device, and controls the display device 27 to display waveforms and numerical values, And displays the resultant image data on the display device 27. Alternatively, the display device 27 may display the previous image data stored in the data storage device and compare the current image data with the current image data, Control.

바람직하게는, 상기 초음파 앰프(21)를 통하여 증폭된 아나로그 신호를 디지털신호로 변환시키고, 변환된 디지털신호를 실시간 FFT 알고리즘을 통하여 센서측정 주파수(보통 40 kHz)에서의 크기로 변환되도록 하는 AD변환 및 FFT 장치(23)가 초음파 앰프(21)와 신호처리장치(24) 사이에 연결된다.Preferably, the analog signal amplified through the ultrasonic amplifier 21 is converted into a digital signal, and the converted digital signal is converted into a signal at a sensor measurement frequency (usually 40 kHz) through a real time FFT algorithm. A conversion and FFT unit 23 is connected between the ultrasonic amplifier 21 and the signal processing unit 24.

또한, 상기 종합 신호처리 장치(20)의 신호처리장치(24)의 출력단에는 데이터 저장장치에 저장된 초음파 측정신호 및 영상데이터 신호를 컴퓨터(28)에 전송하기 위한 통신장치(25, 시리얼 통신, 이더넷, 와이파이, 블루투스 등)가 더 연결된다.An output terminal of the signal processing device 24 of the integrated signal processing device 20 is connected to a communication device 25 for transmitting the ultrasonic measurement signal and the image data signal stored in the data storage device to the computer 28, , Wi-Fi, Bluetooth, etc.).

본 발명에 따르면, 상기 종합 신호처리 장치(20)의 신호처리장치(24)는 초음파센서(16)에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템에(40)서 취득한 정량적인 데시벨 데이터를 비교하여 초음파 신호를 정량화된 음압으로 전환하여 표시해주는 알고리즘을 진행하는 것으로 채택된다.According to the present invention, the signal processing device 24 of the integrated signal processing device 20 compares the ultrasonic signal obtained from the ultrasonic sensor 16 with the quantitative decibel data acquired from the high-performance reference microphone system 40 It is adopted to proceed with an algorithm for switching the ultrasound signal to a quantized sound pressure and displaying it.

따라서, 상기 신호처리장치(24)는 하기에서 더 상세하게 설명하는 바와 같이, 초음파센서(16)에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템(40)에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터인 음압을 비교하여, 초음파센서(16)의 출력(dB) 대비 레퍼런스 마이크 시스템(40)의 음압(dB/uPa)을 함께 나타내는 최종 보정 데이터를 산출하여, 표시장치(27)에 디스플레이하는 동시에 컴퓨터(28)에 저장하는 역할을 하게 된다.Therefore, the signal processing device 24 compares the ultrasonic signal obtained from the ultrasonic sensor 16 with the sound pressure as the quantitative decibel data acquired from the high performance reference microphone system 40 (DB / uPa) of the reference microphone system 40 with respect to the output (dB) of the ultrasonic sensor 16 and displays the final correction data on the display device 27 and stores it in the computer 28 .

또한, 상기 신호처리장치(24)는 카메라(18)에서 촬영된 화상을 뼈대만을 갖는 영상데이터로 전환시키는 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)를 더 포함한다.The signal processing device 24 further includes a pattern recognition algorithm unit 42 using a Skeleton method for converting the image photographed by the camera 18 into image data having only a skeleton.

상기 스켈로톤 방법은 주로 패턴인식, 경로인식, 컴퓨터 비전, 로봇, 등에서 많이 사용되는 신호처리 방법으로서, 실제 사물을 세선화를 통하여 사물의 가로 세로를 두께가 없는 하나의 선으로 간략화시켜 이전 것과 현재의 것이 겹쳐지게 하는 방법을 의미한다.The skeleton method is a signal processing method which is mainly used in pattern recognition, path recognition, computer vision, robot, and the like. It simplifies the horizontal and vertical length of an object by thinning the object into thin lines, Quot ;, and " the "

이렇게 실제 촬영된 특정 이미지를 눈으로 보는 것보다 좀 더 정확하게 위치 파악이 가능하도록 하기 위해서 혹은 기계가 경로나 경계를 정확하게 판별하기 위하여, 스켈로톤 방법에 의하여 선이 있으면 1, 없으면 0 으로 데이터 처리를 함으로써, 실제 사물을 세선으로 간략화시켜 도식화할 수 있다.In order to more precisely locate the actual image of a particular image than to see it in the eye, or to determine the path or boundary precisely, the system treats the data as 1 if there is a line by the skeleton method and 0 if there is no line. So that the actual objects can be simplified into thin lines.

따라서, 상기 신호처리장치(24)는 카메라에서 촬영된 부분방전 측정대상물에 대한 실제 영상을 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)에 의하여 뼈대만을 갖는 간략화된 이미지로 전환시킬 수 있다.Accordingly, the signal processing device 24 can convert the actual image of the partial discharge measurement object photographed by the camera into a simplified image having only the skeleton by the pattern recognition algorithm unit 42 using the skeleton method.

이때, 상기 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)에 의하여 뼈대만을 갖는 간략화하는 것은 실제 영상(이미지)에 대한 방향 지시 제어가 용이하게 이루어지도록 즉, 표시장치(27)에 실제 영상이 빠르게 방향 전환되도록 하는 제어 과정에만 활용될 수 있다.At this time, the simplification with only the skeleton by the pattern recognition algorithm unit 42 using the Skeleton method is advantageous in that the direction indication control on the actual image (image) can be easily performed, that is, It can be utilized only for the control process of turning the direction.

본 발명의 바람직한 구현예로서, 상기 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)에 의하여 표시장치(27)에 다음과 같은 3가지 이미지 모드가 표시될 수 있다.As a preferred embodiment of the present invention, the following three image modes may be displayed on the display device 27 by the pattern recognition algorithm unit 42 using the Skeleton method.

첫째, 위와 같이 뼈대만을 갖는 간략화하는 것은 표시장치(27)에 실제 영상이 빠르게 방향 전환되도록 하는 계산 과정에만 활용되어, 표시장치(27)에 실제 영상이 표시되는 모드와,First, simplification with only the skeleton as described above is utilized only in the calculation process for causing the display device 27 to quickly change the direction of the actual image so that the mode in which the actual image is displayed on the display device 27,

둘째, 실제 영상이 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)에 의하여 뼈대만을 갖는 간략화된 스켈로톤 이미지로 전환되어 표시장치(27)에 표시되는 모드와,Second, a mode in which the actual image is converted to a simplified skeleton image having only a skeleton by the pattern recognition algorithm unit 42 using the Skeleton method and displayed on the display device 27,

셋째, 실제 영상에 스켈로톤 이미지를 겹쳐지게 하는 동시에 스켈로톤 이미지를 별도의 색채나 굵기를 달리하여 표시장치(27)에 표시하는 모드가 선택적으로 실행될 수 있다.Thirdly, a mode in which a skeleton image is superimposed on an actual image and a skeleton image is displayed on the display device 27 with different colors or thicknesses can be selectively performed.

이하에서는, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 스켈로톤 이미지로 한정하여 설명하기로 한다.Hereinafter, in order to facilitate the understanding of the present invention, description will be given only to skeleton images.

한편, 상기 신호처리장치(24)는 뼈대만을 갖는 간략화된 이미지로 전환된 실시간 측정 영상데이터(스켈로톤 이미지)와 직전의 영상데이터(스켈로톤 이미지)를 비교하여, 현재 영상의 변화 방향 및 정도를 파악한 후, 표시장치(27)에 표시되는 최대방전신호 유도용 화살표(29)를 이용하여, 영상의 변화방향을 최대신호(부분방전 세기가 센 쪽의 신호)가 발생되는 결함 위치 방향으로 안내하는 제어와 함께 실시간 초음파 FFT 크기를 직전 세기와 비교하여 최대신호 방향으로 안내하는 제어를 하는 부분방전 측정방향 유도 제어부(44)를 더 포함한다.On the other hand, the signal processing device 24 compares the real-time measurement image data (skeleton image) converted into the simplified image having only the skeleton with the immediately preceding image data (skeleton image) And then guides the change direction of the image to the defective position direction in which the maximum signal (signal of the partial discharge intensity is generated) is generated by using the maximum discharge signal inducing arrow 29 displayed on the display device 27 And a partial discharge measurement direction induction control unit 44 for performing control to guide the real time ultrasonic FFT size to the maximum signal direction by comparing with the immediately preceding intensity.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 레퍼런스 마이크를 이용한 휴대용 초음파 부분방전 측정 방법을 첨부한 도 3 내지 도 8을 참조로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a portable ultrasound partial discharge measuring method using the reference microphone constructed as above will be described with reference to FIGS.

산업체 및 전력계통 변전소에 사용되는 수전설비 및 고압 배전반과 같은 측정대상의 전력기기쪽으로 이동한 후, 측정대상 전력기기로부터 일정 거리 떨어진 위치에서 부분방전의 발생 여부를 측정한다.After moving to the power equipment to be measured, such as the power reception equipment used in industrial and power system substations and the high voltage switchboard, it is measured whether a partial discharge occurs at a certain distance from the power equipment to be measured.

먼저, 사용자가 몸체부(10)의 손잡이홀(12)에 손을 끼워 쥔 상태에서 초음파센서(16)가 부분방전 측정대상물(30, 송전선, 전력기기 등)로 향하도록 한 다음, 부분방전 측정대상물(30)에서 코로나와 같은 부분방전이 발생될 때의 초음파 음을 초음파센서(16)에서 감지하도록 한다.First, the ultrasonic sensor 16 is directed to the partial discharge measurement object 30 (transmission line, electric power device, etc.) while the user holds the hand in the handle hole 12 of the body part 10, The ultrasonic sensor 16 senses the ultrasonic sound when a partial discharge such as a corona is generated in the object 30.

연이어, 상기 초음파센서(16)에서 측정된 초음파 신호는 종합 신호처리 장치(20)의 초음파앰프(21)를 통하여 증폭되고, 이 신호는 가청신호 변환장치(22)를 통하여 측정자가 들을 수 있는 1 kHz 전후의 가청 주파수로 변환되어, 측정자는 착용하고 있는 헤드폰(26)을 통해 실시간으로 가청 주파수를 들을 수 있게 된다.Subsequently, the ultrasonic signal measured by the ultrasonic sensor 16 is amplified through the ultrasonic amplifier 21 of the integrated signal processing device 20, and this signal is amplified by an audible signal converter 22 kHz, so that the measurer can listen to the audible frequency in real time through the headphone 26 being worn.

즉, 부분방전 측정대상물(30, 송전선, 고압 전력기기 등)의 코로나 발생지점에서 발산되는 초음파 음을 초음파센서(16)에서 감지하면, 그 감지된 신호가 초음파앰프(21)에서 증폭되고, 증폭된 신호는 가청신호 변환장치(22)에서 사람이 들을 수 있는 음의 영역으로 변환되므로, 이때 측정자는 헤드폰(26)을 통해 들리는 가청 주파수에 의거 부분방전 위치를 장확하게 조준하는데 도움을 받을 수 있게 되고, 물론 숙련된 측정자는 소리의 패턴을 통하여 컴퓨터의 도움 없이도 현장에서 방전의 종류를 대략적으로 예측할 수 있게 된다.That is, when the ultrasonic sensor 16 senses an ultrasonic sound emitted from the corona occurrence point of the partial discharge measurement object 30 (transmission line, high-voltage power device, etc.), the sensed signal is amplified by the ultrasonic amplifier 21, The measured signal is converted into a human audible range in the audible signal converter 22 so that the measurer can help to precisely aim the partial discharge position based on the audible frequency heard through the headphone 26 Of course, the skilled measurer can roughly predict the type of discharge in the field without the help of a computer through the pattern of the sound.

다음으로, 상기 초음파앰프(21)를 통하여 증폭된 아나로그 신호는 A/D 변환 및 FFT 장치(23)를 통해 디지털신호로 변환되고, 실시간 FFT 알고리즘을 통하여 센서 측정 주파수(보통 40 kHz)에서의 크기로 변환된다.Next, the analog signal amplified through the ultrasonic amplifier 21 is converted into a digital signal through the A / D conversion and FFT unit 23 and is converted into a digital signal through a real-time FFT algorithm at a sensor measurement frequency (usually 40 kHz) Size.

이때, 아날로그에서 디지털신호로 변환된 신호를 단순히 시간 축에서의 신호크기로 보지 않고, 실시간 FFT 변환을 하는 이유는 시간 축 측정 시 배경잡음에 묻히는 미세한 크기의 초음파 신호를 효과적으로 측정할 수 있고, 그에 따라 초음파센서의 최소감도 향상을 도모할 수 있기 때문이며, 이에 FFT 변환 결과에 따른 결과 수치를 기준으로 각종 진단을 수행하게 된다.The reason for performing the real-time FFT conversion without converting the analog-to-digital signal into the signal size on the time axis is that it can effectively measure a minute-sized ultrasonic signal embedded in the background noise during the time axis measurement, Therefore, it is possible to improve the minimum sensitivity of the ultrasonic sensor, and various diagnoses can be performed based on the result of the FFT conversion.

따라서, 상기 A/D 변환 및 FFT 장치(23)를 통해 디지털신호로 변환됨과 함께 실시간 FFT 알고리즘을 통하여 센서측정 주파수(보통 40 kHz)에서의 크기로 변환된 신호가 신호처리장치(24)로 들어가고, 이와 함께 상기 카메라(18)에서 촬영된 측정대상물(30)에 대한 실시간 영상데이터도 신호처리장치(24)로 전송된다.Therefore, a signal converted into a digital signal through the A / D conversion and FFT unit 23 and converted into a signal at a sensor measurement frequency (usually 40 kHz) through a real-time FFT algorithm enters the signal processing unit 24 And the real-time image data of the measurement object 30 photographed by the camera 18 is also transmitted to the signal processing device 24. [

이때, 상기 고성능 레퍼런스 마이크 시스템(40)에서 초음파센서(16)에서 감지한 초음파 음과 동일한 음원에 대하여 음압을 검출한 후, 신호처리장치로(24)로 전송한다.At this time, the high-performance reference microphone system 40 detects the sound pressure of the sound source which is the same as the ultrasonic sound sensed by the ultrasonic sensor 16, and then transmits the sound pressure to the signal processing device 24.

다음으로, 상기 신호처리장치(24)에서 초음파센서(16)에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템(40)에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터인 음압을 비교하여, 초음파센서의 출력(dB) 대비 레퍼런스 마이크 시스템(40)의 음압(dB/uPa)을 나타내는 최종 보정 데이터를 산출한다.Next, the signal processing device 24 compares the ultrasonic signal acquired by the ultrasonic sensor 16 with the sound pressure which is the quantitative decibel data obtained from the high performance reference microphone system 40, and compares the output (dB) of the ultrasonic sensor And calculates final correction data indicating the sound pressure (dB / uPa) of the reference microphone system 40.

보다 상세하게는, 상기 신호처리장치(24)에서 첨부한 도 3에 도시된 초음파센서(16)에서 취득된 초음파 신호 즉, 부분방전 측정대상물과의 거리에 따라 달라지는 출력(dB) 신호와, 첨부한 도 4에 도시된 고성능 레퍼런스 마이크 시스템(40)에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터 즉, 부분방전 측정대상물과의 거리에 따라 달라지는 음압(dB/20uPa) 신호를 비교한 다음, 첨부한 도 5에 도시된 최종 보정 그래프와 같이 초음파센서의 출력(dB) 대비 레퍼런스 마이크 시스템(40)의 음압(dB/uPa)을 나타내는 최종 보정 데이터를 산출한다.More specifically, an output (dB) signal depending on the distance from the ultrasound signal acquired by the ultrasonic sensor 16 shown in Fig. 3 attached to the signal processing device 24 to the partial discharge measurement object, (DB / 20 uPa) signal depending on the distance from the quantitative decibel data obtained by the high performance reference microphone system 40 shown in FIG. 4, that is, the partial discharge measurement object, (DB / uPa) of the reference microphone system 40 with respect to the output (dB) of the ultrasonic sensor as the final correction graph.

첨부한 도 3에 도시된 초음파 신호 데이터는 일정한 음원으로부터 거리를 변화시켜가면서 측정한 결과로서, x축이 거리, y축이 출력(dB)을 나타내며, 이때 출력(dB)는 단위가 없는 단순 비율에 불과하여 정량적인 데이터로 활용할 수 없는 단점이 있다.The ultrasonic signal data shown in FIG. 3 is a result of measuring a distance from a certain sound source while varying the distance. The x-axis represents the distance and the y-axis represents the output (dB) And it can not be utilized as quantitative data.

첨부한 도 4에 도시된 고성능 레퍼런스 마이크 시스템(40)에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터도 초음파신호와 동일한 음원으로부터 동일하게 거리를 변화시켜가면서 측정한 것으로서, x축이 거리, y축이 출력(dB/20μPa)을 나타내며, 이때 출력(dB/μPa)은 음압(압력) 단위로서 의미있는 물리량이므로, 정량적인 데이터로 활용할 수 있다.The quantitative decibel data acquired by the high performance reference microphone system 40 shown in FIG. 4 is also measured while changing the distance from the same sound source as the ultrasonic signal. The x-axis is the distance and the y-axis is the output (dB / 20 μPa), and the output (dB / μPa) is a meaningful physical quantity as a unit of negative pressure (pressure), so it can be utilized as quantitative data.

따라서, 초음파센서(16)의 출력(dB)을 레퍼런스 마이크 시스템(40)의 음압(dB/uPa) 단위로 환산하여 최종 보정 데이터를 산출하면, 첨부한 도 5에 도시된 바와 같은 그래프 데이터를 얻을 수 있다.Therefore, when the final output data is calculated by converting the output (dB) of the ultrasonic sensor 16 in units of the sound pressure (dB / uPa) of the reference microphone system 40 to obtain the graph data as shown in FIG. 5 .

도 5의 그래프 점들의 x 좌표는 도 3의 y좌표(dB)를, 도 5의 그래프 점들의 y 좌표는 도 4의 y좌표(dB/20μPa)를 나타내므로, 이와 같은 초음파센서의 출력(dB) 대비 레퍼런스 마이크 시스템(40)의 음압(dB/uPa)을 나타내는 최종 보정 데이터를 정량적인 데이터로 활용할 수 있고, 그에 따라 부분방전 측정 대상물에 대한 관리가 용이하게 이루어질 수 있다.Since the x coordinate of the graph points in Fig. 5 represents the y coordinate (dB) in Fig. 3 and the y coordinate of the graph points in Fig. 5 represents the y coordinate (dB / 20 mu Pa) in Fig. 4, The final correction data representing the sound pressure (dB / uPa) of the reference microphone system 40 can be utilized as quantitative data, and thus the partial discharge measurement object can be easily managed.

바람직하게는, 실제 실험을 통하여 얻어진 최종 보정 그래프가 신호처리장치의 시스템 소프트웨어에 반영(저장)된 경우라면, 별도의 레퍼런스 마이크 시스템(40)이 배제된 상태에서 신호처리장치의 시스템 소프트웨어에 반영된 최종 보정 데이터로부터 초음파센서의 출력(dB) 대비 음압(dB/uPa)을 추출하여 정량적인 데이터로 활용할 수 있다.Preferably, when the final correction graph obtained through actual experiments is reflected (stored) in the system software of the signal processing apparatus, The sound pressure (dB / uPa) relative to the output (dB) of the ultrasonic sensor can be extracted from the correction data and used as quantitative data.

한편, 상기 카메라(18)에서 촬영된 측정대상물(30)에 대한 실시간 영상데이터가 신호처리장치(24)로 전송되면, 신호처리장치(24)에 포함된 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)에 의한 패턴인식 신호처리가 이루어진다.When the real-time image data of the measurement object 30 photographed by the camera 18 is transmitted to the signal processing device 24, the pattern recognition algorithm unit using the Skeleton method included in the signal processing device 24 The pattern recognizing signal processing is performed.

즉, 첨부한 도 6에 도시된 바와 같이 부분방전 측정대상물(30)이 전신주의 변압기인 경우, 실제 촬영된 영상에는 변압기 이외에 전신주를 비롯하여 전선, 클램프, 커넥터 등 여러가지 부품들이 함께 존재하여 식별력을 떨어뜨리므로, 실제 변압기 촬영 영상을 스켈로톤 방법에 의하여 선이 있으면 1, 없으면 0과 같은 데이터 처리를 함으로써, 실제 변압기 촬영 영상이 외곽선 및 뼈대만 남은 간략화된 변압기로 변환되어 표시장치(27)에 디스플레이 된다.In other words, as shown in FIG. 6, when the partial discharge measurement object 30 is a transformer of a telephone pole, various parts such as a wire, a clamp, and a connector are present in addition to the transformer, The actual transformer photographed image is converted into a simplified transformer in which only the outline and the skeleton are transformed by the data processing of the actual transformer photographed image by using the Skeleton method, do.

이렇게 부분방전 측정대상물이 주변 부품과 함께 복잡한 형상으로 이루어진 경우, 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)에 의하여 외곽선 및 뼈대만 남은 간략화된 이미지로 전환되어 디스플레이되도록 함으로써, 측정자에게 부분방전 측정대상물에 대한 명확한 시인성 및 정확성을 제공할 수 있다.When the partial discharge measurement object is formed into a complicated shape together with the peripheral components, the pattern recognition algorithm unit 42 using the Skeltonon method converts and displays the simplified outline of the outline and the skeleton alone, It is possible to provide clear visibility and accuracy of the object.

다음으로, 신호처리장치(24)의 부분방전 측정방향 유도 제어부(44)에서 뼈대만을 갖는 실시간 측정 영상데이터와 직전의 영상데이터를 비교하여, 현재 영상의 변화 방향 및 정도를 파악한 후, 표시장치(27)에 최대방전신호 유도용 화살표(29)를 표시하면서 뼈대만을 갖는 영상의 변화방향을 최대신호(부분방전 세기가 센 쪽의 신호)가 발생되는 결함 위치 방향으로 안내하되, 실시간 초음파 FFT 크기를 직전 세기와 비교하여 최대신호 방향으로 안내하는 부분방전 측정방향 유도 제어가 이루어진다.Next, the partial discharge measurement direction induction control unit 44 of the signal processing device 24 compares the real-time measurement image data having only the skeleton with the immediately preceding image data to determine the change direction and the degree of the current image, 27), while guiding the change direction of the image having only the skeleton to the defect position direction in which the maximum signal (signal of the partial discharge intensity is transmitted) is generated, and the real-time ultrasonic FFT size A partial discharge measurement direction induction control is performed in which the signal is guided to the maximum signal direction in comparison with the immediately preceding intensity.

이를 위해, 먼저 실시간 측정한 현재의 영상데이터(외곽선 및 뼈대만 남은 이미지)를 직전의 영상데이터(외곽선 및 뼈대만 남은 이미지)와 비교하여, 현재의 영상데이터의 변화 방향 및 정도를 파악하고, 동시에 실시간 측정된 현재의 초음파 신호(실시간 초음파 FFT 크기)를 직전의 초음파 신호 세기와 비교한다.To this end, the direction and degree of change of the current image data are first determined by comparing the current image data (the outline and the skeleton-only image) measured in real time with the previous image data (the outline and the skeleton-only image) The real-time ultrasonic signal (real-time ultrasonic FFT size) measured in real time is compared with the immediately preceding ultrasonic signal intensity.

이때, 현재의 영상데이터(외곽선 및 뼈대만 남은 스켈로톤 이미지)의 변화 방향 및 정도는 사용자가 몸체부(10)를 한 손으로 쥔 상태에서 초음파센서(16)가 부분방전 측정대상물(30)로 향하도록 하되, 조금씩 그 측정 위치를 가변시키는 동작을 취할 때, 직전의 영상데이터(스켈로톤 이미지)에 따른 측정대상물(30)이 현재의 영상데이터(스켈로톤 이미지)에 따른 위치로 변경되어 표시장치(27)에 디스플레이되는 것을 의미한다.At this time, the direction and degree of change of the current image data (the skeleton image having only the outline and the skeleton) can be changed by the user while holding the body part 10 with one hand, and the ultrasonic sensor 16 is moved to the partial discharge measurement object 30 The object to be measured 30 according to the immediately preceding image data (skeleton image) is changed to a position corresponding to the current image data (skeleton image) (27).

비교 결과, 표시장치(27)에 영상의 변화 표시가 이루어짐과 함께, 현재의 초음파 신호가 직전의 초음파 신호보다 크다면 표시장치(27)에 디스플레이되는 영상의 변화방향쪽과 동일한 방향을 지시하는 화살표(29)를 표시장치(27)의 화면에 표시하고, 현재의 초음파 신호가 직전의 초음파 신호보다 작다면 표시장치(27)에 디스플레이되는 영상의 변화방향쪽과 반대방향을 지시하는 화살표(29)를 표시장치(27)의 화면에 표시한다.If the current ultrasonic signal is larger than the previous ultrasonic signal as a result of the comparison, the display of the image is displayed on the display 27. If the current ultrasonic signal is larger than the immediately preceding ultrasonic signal, If the current ultrasonic signal is smaller than the immediately preceding ultrasonic signal, an arrow 29 indicating the direction opposite to the direction of the change of the image displayed on the display device 27 is displayed on the screen of the display device 27, Is displayed on the screen of the display device (27).

따라서, 측정자가 표시장치(27)의 화면에 표시되는 화살표(29)의 지시 방향쪽으로 몸체부(10)를 이동시키는 동시에 몸체부(10)에 일체로 된 초음파센서(16) 및 반사갓(14), 그리고 카메라(18)도 이동 조절되므로, 항상 초음파 신호가 큰 쪽 즉, 부분방전이 발생되는 정확한 위치쪽으로 초음파센서(16) 및 반사갓(14)을 향하게 하는 안내를 받을 수 있다.The ultrasonic sensor 16 and the reflector 14 integrated with the body 10 while the measurer moves the body 10 toward the direction indicated by the arrow 29 displayed on the screen of the display 27, And the camera 18 are also controlled to move so that the user can be guided to direct the ultrasonic sensor 16 and the reflector 14 toward the accurate position where the ultrasonic signal is always larger, that is, the partial discharge is generated.

예를 들어, 첨부한 도 8에 도시된 바와 같이 표시장치(27)에 디스플레이되는 부분방전 측정대상물(30, 외곽선 및 뼈대만 남은 이미지)이 초음파센서(16) 및 반사갓(14), 그리고 카메라(18)로부터 멀어질 경우, 현재의 초음파 신호가 직전의 초음파 신호보다 작다면, 표시장치(27)에 표시되는 화살표(29)의 지시방향을 현재의 영상데이터의 변화 방향과 반대방향으로 표시함으로써, 측정자는 보다 큰 신호를 갖는 직전의 초음파 신호쪽으로 초음파센서(16) 및 반사갓(14), 그리고 카메라(18)를 이동 조절하는 것을 안내받게 된다.For example, as shown in FIG. 8, the partial discharge measurement object 30 (the image of the outline and only the skeleton remaining) displayed on the display device 27 is detected by the ultrasonic sensor 16 and the reflector 14, The display direction of the arrow 29 displayed on the display device 27 is displayed in the direction opposite to the direction of change of the current image data if the current ultrasonic signal is smaller than the immediately preceding ultrasonic signal, The measurer is guided to move the ultrasound sensor 16, the reflector 14, and the camera 18 toward the immediately preceding ultrasonic signal having a larger signal.

반대로, 첨부한 도 8에 도시된 바와 같이 표시장치(27)에 디스플레이되는 부분방전 측정대상물(30, 스켈로톤 이미지)이 초음파센서(16) 및 반사갓(14), 그리고 카메라(18)와 점점 가까워질 경우, 현재의 초음파 신호가 직전의 초음파 신호보다 크면, 표시장치(27)에 표시되는 화살표(29)의 지시방향을 현재의 영상데이터의 변화 방향과 동일방향으로 표시함으로써, 측정자는 보다 큰 신호를 갖는 현재의 초음파 신호쪽으로 초음파센서(16) 및 반사갓(14), 그리고 카메라(18)를 이동 조절하는 것을 안내받게 된다.Conversely, as shown in FIG. 8, the partial discharge measurement object 30 (skeleton image) displayed on the display device 27 is getting closer to the ultrasonic sensor 16, the reflection glow 14, and the camera 18 If the current ultrasonic signal is larger than the immediately preceding ultrasonic signal, the direction indicated by the arrow 29 displayed on the display device 27 is displayed in the same direction as the direction of change of the current image data, The ultrasonic sensor 16, the reflector 14, and the camera 18 toward the current ultrasonic signal having the ultrasonic signal.

이때, 영상(스켈로톤 이미지)의 이동방향의 파악이 불가능하거나, 변화가 없거나, 변화가 작으면, 초음파 신호 크기가 바뀌더라도 화살표 표시를 하지 않고, 영상이동의 거리에 비해 초음파 신호크기 변화가 크면 화살표 크기를 키우거나 작으면 줄여서 표시할 수 있다.At this time, if the moving direction of the image (skeleton image) can not be grasped, if there is no change, or if the change is small, even if the size of the ultrasonic signal changes, an arrow mark is not displayed and if the ultrasonic signal size change You can increase or decrease the size of the arrows.

이상과 같이, 부분방전을 측정하기 위한 초음파센서 이외에 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템를 결합함으로써, 초음파센서에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터인 음압을 비교하여, 초음파센서의 출력(dB) 대비 물리적인 단위를 갖는 음압(dB/uPa)을 정량적인 데이터로 활용할 수 있고, 또한 카메라에서 촬영된 부분방전 측정대상물에 대한 실시간 화상을 그대로 활용하지 않고, 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부에 의하여 뼈대만을 갖는 간단한 영상이미지로 전환하여 디스플레이함으로써, 부분방전 측정시의 효율성 및 편의성, 그리고 데이터 신뢰도를 보다 향상시킬 수 있다.
As described above, by combining the high-performance reference microphone system in addition to the ultrasonic sensor for measuring the partial discharge, the ultrasonic signal obtained from the ultrasonic sensor is compared with the sound pressure which is the quantitative decibel data obtained from the high performance reference microphone system, (dB / uPa), which is a physical unit with respect to a partial discharge (dB), can be used as quantitative data, and a real-time image of a partial discharge measurement object photographed by a camera can be utilized, By switching to a simple image having only a skeleton by the algorithm unit and displaying it, efficiency and convenience in partial discharge measurement and data reliability can be further improved.

10 : 몸체부 12 : 손잡이홀
14 : 초음파 반사갓 16 : 초음파센서
18 : 카메라 19 : 배터리
20 : 종합 신호처리 장치 21 : 초음파앰프
22 : 가청신호 변환장치 23 : AD 변환 및 FFT
24 : 신호처리장치 25 : 통신장치
26 : 헤드폰 27 : 표시장치
28 : 컴퓨터 29 : 화살표
30 : 부분방전 측정대상물 40 : 고성능 마이크 시스템
42 : 패턴 인식 알고리즘부 44 : 부분방전 측정방향 유도 제어부10: body part 12: handle hole
14: Ultrasonic reflector 16: Ultrasonic sensor
18: camera 19: battery
20: Integrated signal processing device 21: Ultrasonic amplifier
22: Audible signal conversion device 23: AD conversion and FFT
24: signal processing device 25: communication device
26: headphone 27: display device
28: Computer 29: Arrow
30: partial discharge measurement object 40: high performance microphone system
42: pattern recognition algorithm unit 44: partial discharge measurement direction induction control unit

Claims (8)

종합 신호처리 장치(20)가 내장된 몸체부(10)와; 몸체부(10)의 하부에 장착되는 구동용 배터리(19)와; 몸체부(10)의 전단부에 일체로 장착되는 초음파 반사갓(14)과; 부분방전 측정대상물(30)로부터 부분방전에 따른 초음파 음을 감지하도록 초음파 반사갓(14)의 개방부 중앙 위치에 장착되는 초음파센서(16)와; 초음파 반사갓(14)의 상단부 중앙 위치에 장착되어 부분방전 측정대상물(30)을 촬영하는 카메라(18)와; 초음파센서(16)에서 측정된 초음파의 파형 및 카메라(18)에서 촬영된 화상을 디스플레이하는 표시장치(27); 를 포함하는 부분방전 측정 장치에 있어서,
상기 초음파센서(16)를 갖는 초음파 반사갓(14)의 한쪽 옆에 함께 배열되어, 초음파센서(16)에서 감지한 초음파 음과 동일한 음원에 대하여 음압을 검출한 후, 신호처리장치로(24)로 보내는 고성능 레퍼런스 마이크 시스템(40)과;
상기 초음파센서(16)로부터의 신호를 증폭시키는 초음파 앰프(21)와, 초음파 앰프(21)에서 증폭된 신호를 사람이 들을 수 있는 가청주파수로 변환시키는 가청신호 변환장치(22)와, 증폭된 아나로그 신호를 디지털신호로 변환시키는 동시에 변환된 디지털신호를 실시간 FFT 알고리즘을 통하여 센서측정 주파수 크기로 변환하는 AD변환 및 FFT 장치(23)와, 초음파센서(16)에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템(40)에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터를 비교하여 초음파 신호를 정량화된 음압으로 전환하여 표시해줄 수 있도록 한 신호처리장치(24)로 구성되는 종합 신호처리 장치(20)와;
상기 종합 신호처리 장치(20)와 통신장치(25)를 매개로 연결되는 컴퓨터(28);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치.
A body 10 having a built-in integrated signal processing device 20; A driving battery 19 mounted on a lower portion of the body 10; An ultrasonic reflecting shade 14 integrally mounted on the front end of the body 10; An ultrasonic sensor 16 mounted at a center position of the opening of the ultrasonic wave reflector 14 so as to sense an ultrasonic sound according to the partial discharge from the partial discharge measuring object 30; A camera 18 mounted at a center position of the upper end of the ultrasonic wave reflector 14 to photograph the partial discharge measurement object 30; A display device 27 for displaying a waveform of the ultrasonic wave measured by the ultrasonic sensor 16 and an image photographed by the camera 18; Wherein the partial discharge measuring device comprises:
The ultrasonic sensor 16 is arranged on one side of the ultrasonic wave reflector 14 to detect a sound pressure on the same sound source as the ultrasonic wave sensed by the ultrasonic sensor 16, A high performance reference microphone system 40;
An ultrasonic amplifier 21 for amplifying a signal from the ultrasonic sensor 16, an audible signal converter 22 for converting a signal amplified by the ultrasonic amplifier 21 into audible frequencies that can be heard by humans, An AD conversion and FFT unit 23 for converting an analog signal into a digital signal and converting the converted digital signal to a sensor measurement frequency magnitude through a real time FFT algorithm, and an AD conversion and FFT unit 23 for converting the ultrasonic signal acquired from the ultrasonic sensor 16 and the high- And a signal processing device (24) configured to compare the quantitative decibel data acquired by the reference microphone system (40) and convert the ultrasound signal into a quantized sound pressure and display it;
A computer 28 connected to the integrated signal processing device 20 via a communication device 25;
Wherein the reference microphones are configured to measure the partial discharge using the reference microphones.
청구항 1에 있어서,
상기 신호처리장치(24)는 카메라(18)에서 촬영된 화상을 뼈대만을 갖는 영상데이터인 스켈로톤 이미지로 전환시키기 위한 스켈로톤 방식을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치.
The method according to claim 1,
The signal processing device 24 further includes a pattern recognition algorithm unit 42 using a skeleton method for converting an image photographed by the camera 18 into a skeleton image which is image data having only a skeleton A partial discharge measuring device using a reference microphone.
청구항 2에 있어서,
상기 신호처리장치(24)는 스켈로톤 방식을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)에 의하여 스켈로톤 이미지로 전환된 실시간 측정 영상데이터와 직전의 영상데이터를 비교하여, 현재 영상의 변화 방향 및 정도를 파악한 후, 표시장치(27)에 표시되는 최대방전신호 유도용 화살표(29)를 이용하여, 스켈로톤 이미지의 변화방향을 최대신호(부분방전 세기가 센 쪽의 신호)가 발생되는 결함 위치 방향으로 안내하는 제어와 실시간 초음파 FFT 크기를 직전 세기와 비교하여 최대신호 방향으로 안내하는 부분방전 측정방향 유도 제어부(44)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 장치.
The method of claim 2,
The signal processing unit 24 compares the real-time measurement image data converted into the skeleton image by the pattern recognition algorithm unit 42 using the Skeleton method and the immediately preceding image data, The direction of change of the skeleton image is guided to the defective position direction in which the maximum signal (signal of the partial discharge intensity is generated) is generated by using the maximum discharge signal inducing arrow 29 displayed on the display device 27 And a partial discharge measurement direction guiding control unit (44) for guiding the control and real time ultrasonic FFT size to the maximum signal direction by comparing with the immediately preceding intensity.
몸체부(10)를 비롯하여 몸체부(10)에 일체로 된 초음파센서(16) 및 반사갓(14), 그리고 카메라(18)를 부분방전 측정대상물(30)로 향하게 하는 단계와; 초음파센서(16)에서 부분방전이 발생될 때의 초음파 음을 감지하는 단계와; 측정된 초음파 신호를 초음파앰프(21)에서 증폭하는 단계와; 증폭된 신호를 가청신호 변환장치(22)를 통하여 측정자가 들을 수 있는 가청 주파수로 변환하는 단계와; 증폭된 아나로그 신호를 A/D 변환 및 FFT 장치(23)를 통해 디지털신호로 변환하는 동시에 실시간 FFT 알고리즘을 통하여 센서 측정 주파수 크기로 변환하는 단계; 카메라(18)에서 촬영된 측정대상물(30)에 대한 실시간 영상데이터가 신호처리장치(24)로 전송되는 단계; 를 포함하는 부분방전 측정 방법에 있어서,
고성능 레퍼런스 마이크 시스템(40)에서 초음파센서(16)에서 감지하는 초음파 음과 동일한 음원에 대하여 음압을 측정하는 단계와;
상기 신호처리장치(24)에서 초음파센서(16)에서 취득된 초음파 신호와 고성능의 레퍼런스 마이크 시스템(40)에서 취득한 정량적인 데시벨 데이터인 음압을 비교하여, 초음파센서(16)의 출력(dB) 대비 레퍼런스 마이크 시스템(40)의 음압(dB/uPa)을 함께 나타내는 최종 보정 데이터를 산출하는 단계와;
최종 부분방전 측정 결과로서 음압(dB/uPa)을 포함하는 상기 최종 보정 데이터를 표시장치(27)에 표시하는 동시에 컴퓨터(28)에 저장하는 단계와;
상기 신호처리장치(24)의 스켈로톤 방법을 이용한 패턴 인식 알고리즘부(42)에서 카메라에서 촬영된 실시간 측정 영상데이터를 뼈대만을 갖는 스켈로톤 이미지로 전환시키는 단계와;
스켈로톤 이미지로 전환된 실시간 측정 영상데이터와 직전의 영상데이터를 비교하여, 현재 영상의 변화 방향 및 정도를 파악하는 단계와;
상기 표시장치(27)에 최대방전신호 유도용 화살표(29)를 표시하여, 스켈로톤 이미지의 변화방향을 최대신호(부분방전 세기가 센 쪽의 신호)가 발생되는 결함 위치 방향으로 안내하되, 실시간 초음파 FFT 크기를 직전 세기와 비교하여 최대신호 방향으로 안내하는 부분방전 측정방향 유도 제어 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 방법.
Directing the ultrasonic sensor 16 and the reflector 14 integrated with the body 10 including the body 10 and the camera 18 to the partial discharge measurement object 30; Sensing an ultrasonic sound when a partial discharge is generated in the ultrasonic sensor 16; Amplifying the measured ultrasonic signal in the ultrasonic amplifier (21); Converting the amplified signal to an audible frequency that can be heard by a measurer through an audible signal converter (22); Converting the amplified analog signal into a digital signal through an A / D conversion and an FFT unit 23 and converting it into a sensor measurement frequency magnitude through a real-time FFT algorithm; Real-time image data of the measurement object (30) photographed by the camera (18) is transmitted to the signal processing device (24); A method of measuring a partial discharge comprising:
Measuring a sound pressure for a sound source equal to an ultrasonic sound sensed by the ultrasonic sensor 16 in the high performance reference microphone system 40;
The signal processing device 24 compares the ultrasonic signal acquired from the ultrasonic sensor 16 with the sound pressure which is the quantitative decibel data acquired from the high performance reference microphone system 40 and outputs the resultant signal to the output (dB) of the ultrasonic sensor 16 Calculating final correction data representing the sound pressure (dB / uPa) of the reference microphone system 40 together;
Displaying the final correction data including the sound pressure (dB / uPa) as a final partial discharge measurement result on the display device 27 and storing it in the computer 28;
Converting a real-time measurement image data photographed by a camera into a skeleton image having only a skeleton by a pattern recognition algorithm unit (42) using the skeleton method of the signal processing device (24);
Comparing the real-time measurement image data converted into the skeleton image with the immediately preceding image data to grasp the change direction and degree of the current image;
(29) for indicating the maximum discharge signal is displayed on the display device (27) to guide the change direction of the skeleton image to the defective position direction in which the maximum signal A partial discharge measurement direction induction control step of guiding the ultrasonic FFT size to the maximum signal direction by comparing with the immediately preceding intensity;
And measuring the partial discharge using the reference microphone.
청구항 4에 있어서,
상기 스켈로톤 이미지는:
표시장치(27)에 실제 영상이 표시되면서 빠르게 방향 전환되도록 하는 계산 과정에만 활용되거나,
표시장치(27)에 직접 표시되거나,
실제 영상과 겹쳐지는 동시에 별도의 색채나 굵기를 달리하여 실제 영상과 함께 표시장치(27)에 표시되는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 방법.
The method of claim 4,
The skeleton image includes:
It is utilized only in the calculation process for causing the display device 27 to display an actual image and quickly switch the direction,
Displayed directly on the display device 27,
Wherein the reference image is displayed on the display device (27) together with the actual image while overlapping with the actual image and having a different color or thickness.
청구항 4에 있어서,
실시간 측정된 현재의 초음파 신호(실시간 초음파 FFT 크기)를 직전의 초음파 신호 세기와 비교한 결과,
현재의 초음파 신호가 직전의 초음파 신호보다 크다면, 상기 표시장치(27)에 디스플레이되는 화살표(29)의 지시방향을 표시장치(27)에 디스플레이되는 스켈로톤 이미지의 변화방향쪽과 동일한 방향을 지시하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 방법.
The method of claim 4,
As a result of comparing the real-time measured ultrasonic signal (real-time ultrasonic FFT size) with the ultrasonic signal intensity immediately before,
If the current ultrasonic signal is larger than the immediately preceding ultrasonic signal, the direction indicated by the arrow 29 displayed on the display device 27 is indicated by the same direction as the direction of change of the skeleton image displayed on the display device 27 And measuring a partial discharge using the reference microphone.
청구항 4에 있어서,
실시간 측정된 현재의 초음파 신호(실시간 초음파 FFT 크기)를 직전의 초음파 신호 세기와 비교한 결과,
현재의 초음파 신호가 직전의 초음파 신호보다 작다면, 상기 표시장치(27)에 디스플레이되는 화살표(29)의 지시방향을 표시장치(27)에 디스플레이되는 스켈로톤 이미지의 변화방향쪽과 반대방향을 지시하는 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 방법.
The method of claim 4,
As a result of comparing the real-time measured ultrasonic signal (real-time ultrasonic FFT size) with the ultrasonic signal intensity immediately before,
If the current ultrasonic signal is smaller than the immediately preceding ultrasonic signal, the direction indicated by the arrow 29 displayed on the display device 27 is indicated by a direction opposite to the direction of change of the skeleton image displayed on the display device 27 And measuring a partial discharge using the reference microphone.
청구항 4에 있어서,
상기 스켈로톤 이미지의 변화 방향 및 정도가 파악되지 않거나, 변화가 없거나, 변화가 작으면, 초음파 신호 크기가 바뀌더라도 표시장치(27)에 화살표(29)를 표시하지 않고,
영상이동의 거리에 비해 초음파 신호크기 변화가 크면 화살표 크기를 키우거나 작으면 줄여서 표시하도록 한 것을 특징으로 하는 레퍼런스 마이크를 이용한 부분방전 측정 방법.The method of claim 4,
If the direction and degree of change of the skeleton image are not recognized, or if there is no change, or if the change is small, the arrow 29 is not displayed on the display device 27 even if the ultrasonic signal size is changed,
Wherein when the change in the size of the ultrasonic signal is larger than the distance of the image movement, the arrow magnification is increased or decreased when the size of the ultrasonic signal is larger.
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