KR101550763B1 - 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내시경 카메라를 이용하여 회전자의 특정 부위의 회전동작 전,후의 화상이미지를 비교하여 회전자의 회전 방향을 판단하고 모터의 이상 발생시 경보 및 펌프의 동작을 정지시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법은 모터(10)의 케이싱 내에 고정된 내시경 카메라(50)를 이용하여 모터(10)의 동작 전 정지된 상태에서 회전자(14)의 특정 부위에 대한 제1화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 제1화상이미지를 이미지 저장부(100)측으로 출력하는 제1캡쳐단계(S200)와, 상기 내시경 카메라(50)를 이용하여 상기 모터(10)의 초기 동작시 회전되는 회전자(14)의 특정 부위에 대한 제2화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 제2화상이미지를 상기 이미지 저장부(100)측으로 출력하는 제2캡쳐단계(S300)와, 상기 이미지 저장부(100)측에 저장된 제1,2화상이미지를 이미지 컨트롤러(150)에서 비교하여 상기 회전자(14)의 회전방향을 판단하고 판단된 정보를 제어부(200)측으로 출력하는 회전자 판단단계(S400)와, 상기 회전자 판단단계(S400)에서 출력된 정보를 근거로 역방향 비정상동작으로 판단될 경우 제어부(200)가 상기 모터(10)를 정지시키는 제어신호를 출력하는 회전자 제어단계(S500)를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법{Method for rotating direction monitoring and control of pump motion using borescope pictorial image}

본 발명은 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법에 관한 것으로, 특히 내시경 카메라를 이용하여 회전자의 동작 전,후상태에서 각각 캡쳐된 화상이미지를 비교하여 모터의 정,역방향 운전을 확인하고 모터의 결선 오조작시 모터의 회전자가 역방향으로 회전 구동되는 비정상 운전일 경우 이를 확인하여 경보음을 발생시키고 모터의 운전을 정지시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법에 관한 것이다.

일반적으로, 수처리용 펌프라 함은 청수 또는 오,폐수 등의 유체 중에 설치되어, 모터에 의하여 구동 회전되는 임펠러가 회전됨에 따라 흡입된 다음, 토출관을 통하여 밖으로 배출되도록 하는 모터펌프이다.

종래 모터펌프로 사용되고 있는 원심펌프는 케이싱의 일측에는 케이싱 커버가 설치되어 상기 임펠러가 설치된 공간부의 기밀을 유지하고 있다.

또, 케이싱에는 흡입구 및 토출구가 형성되며 상기 일측은 케이싱 커버로 막혀 있어 기밀을 유지하고 있다.

상기 임펠러는, 직경이 큰 입구단과 직경이 작은 출구단을 가지며, 상기 케이싱 및 케이싱 커버의 내측과 밀접하게 조립된다. 이 조립은 각각 웨어링이라고 불리는 부재에 매우 작은 틈새를 가진 채 이루어진다. 상기 웨어링은 녹발생 방지 및 내구성을 위하여 통상 스텐리스강 또는 청동을 사용하고 있다.

종래 수중모터펌프의 선행기술로는 한국 등록특허공보 제10-0469930호 "수중모터펌프"(등록일자 : 2005.01.25)에 개시된 바와 같이, 펌프 케이싱; 상기 펌프 케이싱내에 제공된 하나 이상의 임펠러; 모터; 상기 모터에 의해 회전하며 상기 임펠러를 지지하는 주축; 추력의 균형을 잡아주는 추력 균형 기구; 상기 수중 모터 펌프에 의해 펌핑된 가압유체에 의해, 축방향으로 이격된 위치에서 상기 주축을 지지하는 정압 베어링; 및 상기 수중 모터 펌프가 정상 작동 상태에 있지 않거나 과도 상태에 있을 때, 상기 주축을 지지하는 보조 베어링 조립체를 포함하고, 상기 보조 베어링 조립체는, 축방향으로 이격된 위치에서 상기 주축을 지지하는 지지 표면을 가지며, 상기 지지 표면 각각은 테이퍼진 표면을 포함하고, 상기 테이퍼진 표면은, 수중 모터 펌프가 상기 정상 작동 상태에 있지 않거나 상기 과도 상태에 있을 때 서로 결합되고, 수중 모터 펌프가 상기 정상 작동 상태에 있을 때 서로 접촉하지 않는 상태로 유지되는 것이다.

종래 수중 모터 펌프는 수중에서 동작되는 특성상 모터 및 임펠러의 동작이 제대로 이루어지는 지에 대한 확인이 어려운 단점이 있다.

이를 해결하기 위한 선행기술로는 카메라가 적용된 펌프가 제안되고 있으며, 이에 대한 선행기술인 한국 등록특허공보 제10-1124078호 "감시카메라가 구비된 펌프"(등록일자 : 2012.02.28)에 개시된 바와 같이, 내부에 모터가 내삽된 모터하우징과, 상기 모터하우징의 상단에 결합되는 연결박스와, 상기 모터하우징의 하단에 위치되어 상기 모터의 모터축에 축설되어 회전되는 회전체와, 상기 회전체가 내장되고 유체를 흡입하는 흡입구와 흡입된 유체를 배출시키는 배출구가 구성된 하부케이스로 이루어진 수중모터펌프에 있어서, 상기 모터 하우징의 내부에 구성되는 모터의 모터축 외주연에는 제1브라켓이 더 결합되고, 상기 제1브라켓에 결합되어 상기 모터를 촬영하여 모터 내부의 이상여부를 감시하는 모터내부감시카메라와, 상기 제1브라켓에 결합되어 상기 회전체를 촬영하여 회전체의 이상여부를 감시하는 회전체감시카메라를 더 구비한 것이다.

그런데, 상기한 모터는 구동시 임펠러가 수중에서 회전동작되므로, 육상에서는 수중에서 임펠러의 회전이 정상적으로 동작되는 지에 대한 확인 및 식별이 용이하지 못한 단점이 있다.

또한, 기존 수중펌프는 모터축의 회전에 따라 회전자가 연동 회전되는 과정에서 모터의 결선이 잘못 연결된 경우, 회전자가 역방향(시계 바늘의 반대방향)으로 회전되어 정상적인 모터의 동작이 불가능해지는 단점이 있다.

한국 등록특허공보 제10-0469930호 "수중모터펌프"(등록일자 : 2005.01.25) 한국 등록특허공보 제10-1124078호 "감시카메라가 구비된 펌프"(등록일자 : 2012.02.28)

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 내시경 카메라를 이용하여 모터 회전자의 회전동작 전,후의 화상이미지를 비교하여 회전자의 회전 방향을 판단하고 이상 발생시 경보 및 펌프의 동작을 정지시킬 수 있도록 그 구조가 개선된 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모터의 케이싱 내에 고정된 내시경 카메라를 이용하여 모터의 동작 전 정지된 상태에서 회전자의 특정 부위에 대한 제1화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 제1화상이미지를 이미지 저장부측으로 출력하는 제1캡쳐단계와, 상기 내시경 카메라를 이용하여 상기 모터의 초기 동작시 회전되는 회전자의 특정 부위에 대한 제2화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 제2화상이미지를 상기 이미지 저장부측으로 출력하는 제2캡쳐단계와, 상기 이미지 저장부측에 저장된 제1,2화상이미지를 이미지 컨트롤러에서 비교하여 상기 회전자의 회전방향을 판단하고 판단된 정보를 제어부측으로 출력하는 회전자 판단단계와, 상기 회전자 판단단계에서 출력된 정보를 근거로 역방향 비정상동작으로 판단될 경우 제어부가 상기 모터를 정지시키는 제어신호를 출력하는 회전자 제어단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 회전자 제어단계는 상기 회전자의 역방향 구동시 상기 제어부가 경보음을 발생시키는 경보음 발생단계를 더 구비한다.

상기 제1캡쳐단계는 상기 모터가 정지된 상태에서 상기 회전자의 특정부위에 해당하는 회전자의 지정된 돌출부만을 촬영하여 다른 돌출부가 제1화상이미지에 나오지 않도록 캡쳐하는 것이다.

상기 제2캡쳐단계는 상기 회전자의 특정부위에 해당하는 지정된 돌출부가 정지된 상태의 다른 돌출부의 위치까지 회전되기 전에 회전동작중인 회전자의 특정부위에 해당하는 지정된 돌출부의 화상이미지를 캡쳐하는 것이다.

상기 제1캡쳐단계 전에 상기 회전자의 특정부위가 상기 회전자의 다른 부위와 구분되도록 별도 표시하는 표시단계 더 구비한다.

본 발명은 회전자(14)의 특정 부위를 내시경 카메라(50)로 모터(10)의 구동 전 화상이미지와 초기 구동시 화상이미지로 촬영한 후에, 촬영된 모터(10)의 동작 전,후 화상이미지를 비교 판단하여 회전자(14)의 정,역 방향 회전을 측정할 수 있으므로, 모터(10)의 오결선으로 불량 조립시 제품 불량을 조기에 발견할 수 있을 뿐만 아니라, 회전자(14)가 역방향으로 회전되는 것을 예방하여 제품 고장 요인을 제거함으로써 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법의 일 실시예를 순차적으로 나타낸 플로우챠트.
도 2는 본 발명 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.
도 3은 본 발명의 내시경 카메라가 모터의 케이싱에 장착된 상태를 나타낸 사용상태도.
도 4a,4b,4c는 본 발명 내시경 카메라에 의해 촬영된 모터의 구동 전,후 상태를 촬영한 것으로서, 도 4a는 제1화상이미지를 나타낸 것이고, 도 4b와 도4c는 정방향, 역방향 회전되는 회전자의 특정 부위를 나타낸 제2화상이미지를 개략적으로 나타낸 도면.

본 발명에 따른 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 모터(10)의 케이싱 내측에 고정된 내시경 카메라(50)를 이용하여 모터(10)의 동작 전 정지된 상태에서 회전자(14)의 특정 부위에 대한 제1화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 제1화상이미지를 이미지 저장부(100)측으로 출력하는 제1캡쳐단계(S200)와, 상기 내시경 카메라(50)를 이용하여 상기 모터(10)의 초기 동작시 회전되는 회전자(14)의 특정 부위에 대한 제2화상이미지를 캡쳐하여 상기 이미지 저장부(100)측으로 출력하는 제2캡쳐단계(S300)와, 상기 이미지 저장부(100)측에 저장된 제1,2화상이미지를 이미지 컨트롤러(150)에서 비교하여 상기 회전자(14)의 회전방향을 판단하고 판단된 정보를 제어부(200)측으로 출력하는 회전자 판단단계(S400)와, 상기 판단단계에서 출력된 정보를 근거로 역방향 비정상동작으로 판단될 경우 제어부(200)가 상기 모터(10)를 정지시키는 제어신호를 출력하는 회전자 제어단계(S500)들로 이루어진다.

상기 모터(10)의 구동 전 정지된 상태에서 촬영된 회전자의 화상이미지를 제1화상이미지로 칭하고, 모터(10)의 초기 구동시 회전되는 상태에서 촬영된 회전자의 화상이미지를 제2화상이미지로 칭하기로 한다.

회전자(14)는 모터(10)의 고정자(12) 내에서 회전 가능하게 배치되고, 회전자(14)의 상,하 양측에 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 돌출부(14a)가 마련된다.

또한, 본 발명은 상기 제1캡쳐단계(S200) 전에 모터(10)의 회전자(14)의 특정부위가 다른 부위와 구분하도록 별도 표시하는 표시단계(S100)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 표시단계(S100)는 모터(10)의 회전자(14) 단부에 형성된 복수의 돌출부 중 지정된 돌출부(14a)의 부위가 다른 돌출부(14a)의 부위와 구분할 수 있도록 별도로 스티커나 테이프 등의 표시부재(14b)를 부착시킬 수 있다.

또한, 표시단계(S100)에서는 표시부재(14b)가 착색제를 지정된 돌출부(14a)에 도포하여 표시할 수도 있다.

제1캡쳐단계(S200)는 모터(10)의 회전 동작 전에 정지된 상태의 회전자(14)의 특정 부위를 내시경 카메라(50)로 촬영하고, 촬영된 제1화상이미지(정지된 상태의 회전자 이미지)를 이미지 저장부(100)측으로 출력하여 저장하게 된다.

제2캡쳐단계(S300)는 모터(10)의 초기 구동시 회전되는 회전자(14)의 특정부위를 내시경 카메라(50)로 촬영하고, 촬영된 제2화상이미지(모터(10)의 초기 구동에 의해 회전되는 회전자 이미지)를 이미지 저장부(100)측으로 출력하여 저장하게 된다.

회전자 판단단계(S400)는 이미지 컨트롤러(150)가 이미지 저장부(100)에 저장된 제1,2화상이미지를 비교하여 위치 이동된 회전자(14)의 회전방향을 판단하여 회전자(14)의 정방향(시계바늘의 진행방향) 또는 역방향(시계바늘의 진행방향과 반대방향)을 판단하고 판단된 정보를 제어부(200)측으로 출력하게 된다.

상기 회전자 제어단계(S500)는 이미지 컨트롤러(150)측에서 출력된 정보를 근거로 회전자(14)의 역방향 회전이라고 판단할 경우, 모터(10)측으로 제어신호를 출력하여 모터(10)의 동작을 정지시킨다.

이때, 회전자 제어단계(S500)는 회전자(14)의 역방향 회전시 사용자에게 이를 인식시키기 위해 경보음 발생부(300)측으로 제어신호를 출력하여 경보음을 발생시킬 수 있다.

또한, 임펠러는 모터(10)의 모터축(15) 단부에 연동 회전되도록 결합되는 구조를 갖는다.

상기 제1캡쳐단계(S200)는 모터(10)가 정지된 상태에서 회전자(14)의 특정부위 또는 별도 표시로 지정된 상기 회전자의 돌출부(14a)의 부위를 촬영하여 제1화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 제1화상이미지를 이미지 저장부(100)측으로 출력한다.

상기 제2캡쳐단계(S300)는 모터(10)의 초기 구동시 회전 동작되는 상기 회전자(14)의 특정부위 또는 특정부위에 해당하는 회전자(14)의 별도 표시로 지정된 돌출부(14a)가 정지된 상태의 다른 특정부위 또는 돌출부(14a)의 위치까지 회전되기 전에 회전 동작중인 특정부위 또는 별도 표시로 지정된 돌출부(14a)의 제2화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 화상이미지를 이미지 저장부(100)측으로 출력하는 것이다.

이때, 제2캡쳐단계(S300)는 특정부위에 해당하는 회전자의 지정된 돌출부(14a)가 모터(10)의 초기 구동시 회전되는 과정에서 정지된 상태에서의 다른 돌출부(14a)가 위치한 위치까지 회전되기 전에 내시경 카메라(50)로 촬영함으로써, 지정된 돌출부(14a)와 다른 돌출부(14a)가 혼동되지 않도록 한다.

상기한 구성을 갖는 본 발명은 모터(10)의 모터축(15) 단부가 회전 가능하게 배치되는 케이싱에 고정되도록 장착된 내시경 카메라(50)를 이용하여 도 4a에 도시된 바와 같이 모터(10)의 구동 전 모터(10) 회전자(14)의 지정된 돌출부(14a)에 대한 제1화상이미지를 촬영하고, 도 4b와 도 4c에 도시된 바와 같이 모터(10)의 초기 구동시 회전되는 지정된 돌출부(14a)에 대한 제2화상이미지를 촬영한다.

이후에, 이미지 저장부(100)에 저장된 제1,2화상이미지를 이미지 컨트롤러(150)에서 비교하여 별도 표시된 회전자(14)의 돌출부(14a)가 도 4b에서와 같이 시계바늘의 진행방향(정방향)으로 회전되는 지, 혹은 도 4c에서와 같이, 시계바늘의 진행방향과 반대방향(역방향)으로 회전되는 지를 판단하고, 판단된 정보를 제어부(200)측으로 출력하게 된다.

이어서, 제어부(200)는 이미지 컨트롤러(150)에서 출력된 정보를 근거로 회전자(14)의 정방향 회전시에는 정상 운전으로 판단하고, 회전자(14)의 역방향 회전시에는 비정상 운전으로 판단하고 제어신호를 출력하여 모터(10)의 동작을 정지시키게 된다.

또, 제어부(200)는 회전자(14)의 역방향 회전시 사용자에게 이를 인식시키기 위해 경보음 발생부(300)측으로 제어신호를 출력하여 경보음을 발생시킨다.

즉, 본 발명은 회전자(14)의 특정 부위를 내시경 카메라(50)로 모터(10)의 구동 전 화상이미지와 초기 구동시 화상이미지로 촬영한 후에, 촬영된 모터(10)의 동작 전,후 화상이미지를 비교 판단하여 회전자(14)의 정,역 방향 회전을 측정할 수 있으므로, 모터(10)의 오결선으로 불량 조립시 제품 불량을 조기에 발견할 수 있을 뿐만 아니라, 회전자(14)가 역방향으로 회전되는 것을 예방하여 제품 고장 요인을 제거함으로써 제품의 내구성을 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.

그리고 본 발명은 내시경 카메라(50)를 이용하여 모터(10)의 초기 구동시 모터(10)의 오결선을 용이하게 확인 및 식별할 수 있는 이점을 갖는다.

또한, 본 발명 내시경 카메라(50)는 육상용 펌프 또는 수중 펌프에 관계없이 적용 가능하다.

10 : 모터 12 : 고정자
14 : 회전자 14a : 돌출부
14b : 표시부재 15 : 모터축
20 : 펌프 하우징 30 : 임펠러 베인
40 : 웨어링 50 : 내시경 카메라
100 : 이미지 저장부 150 : 이미지 컨트롤러
200 : 제어부 300 : 경보음 발생부
S100 :표시단계 S200 : 제1캡쳐단계
S300 : 제2캡쳐단계 S400 : 회전자 판단단계
S500 : 회전자 제어단계

Claims (5)

1. 모터(10)의 케이싱 내에 고정된 내시경 카메라(50)를 이용하여 모터(10)의 동작 전 정지된 상태에서 회전자(14)의 특정 부위에 대한 제1화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 제1화상이미지를 이미지 저장부(100)측으로 출력하는 제1캡쳐단계(S200)와,
   상기 내시경 카메라(50)를 이용하여 상기 모터(10)의 초기 동작시 회전되는 회전자(14)의 특정 부위에 대한 제2화상이미지를 캡쳐하고 캡쳐된 제2화상이미지를 상기 이미지 저장부(100)측으로 출력하는 제2캡쳐단계(S300)와,
   상기 이미지 저장부(100)측에 저장된 제1,2화상이미지를 이미지 컨트롤러(150)에서 비교하여 상기 회전자(14)의 회전방향을 판단하고 판단된 정보를 제어부(200)측으로 출력하는 회전자 판단단계(S400)와,
   상기 회전자 판단단계(S400)에서 출력된 정보를 근거로 역방향 비정상동작으로 판단될 경우 제어부(200)가 상기 모터(10)를 정지시키는 제어신호를 출력하는 회전자 제어단계(S500)를 구비한 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전자 제어단계(S500)는 상기 회전자(14)의 역방향 구동시 상기 제어부(200)가 경보음을 발생시키는 경보음 발생단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1캡쳐단계(S200)는 상기 모터(10)가 정지된 상태에서 상기 회전자(14)의 특정부위에 해당하는 회전자의 지정된 돌출부(14a)만을 촬영하여 다른 돌출부(14a)가 제1화상이미지에 나오지 않도록 캡쳐하는 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2캡쳐단계(S300)는 상기 회전자(14)의 특정부위에 해당하는 지정된 돌출부(14a)가 정지된 상태의 다른 돌출부(14a)의 위치까지 회전되기 전에 회전동작중인 회전자(14)의 특정부위에 해당하는 지정된 돌출부(14a)의 화상이미지를 캡쳐하는 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1캡쳐단계(S200) 전에 상기 회전자(14)의 특정부위가 상기 회전자(14)의 다른 부위와 구분되도록 별도 표시하는 표시단계(S100)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 내시경 카메라 화상이미지를 이용한 펌프용 정,역 운전 확인방법.

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