KR101649050B1 - 디지털 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법에 관한 것으로, 는, 측정 대상의 두께 또는 폭을 자동으로 측정하는 복수의 측정팁이 구비된 측정부와, 상기 측정부에서 측정된 값들 중 유효값을 추출하는 제어부와, 상기 제어부에서 추출된 유효값을 외부 서버로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 터빈용 다이아프램의 증기 유로의 폭을 측정하고, 측정된 값 중 최소값을 서버로 전송하여 저장함으로써 작업 속도 및 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

디지털 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법{Digital measurement device and measurement method using it}
본 발명은 디지털 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 터빈용 다이아프램의 증기 유로의 폭을 측정할 수 있는 디지털 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터빈은 물이나 가스, 증기 등의 유체에 의해 회전함으로써 유체의 열 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치로, 유체의 종류에 따라 증기 터빈, 가스 터빈, 수력 터빈 등으로 구분된다. 터빈은 고압, 중압, 저압의 삼압 차실로 구성되고, 터빈의 축과 동일 축선상에 발전기가 연결되어 회전함으로써 전기를 생산한다.
터빈에는 회전 날개(bucket)의 사이에 설치되어 회전 날개의 열 및 단을 형성하고 각 단의 기밀을 유지함으로써 각 단의 압력차를 유지하는 다이아프램(diaphragm) 조립체가 구비된다. 일반적으로 다이아프램 조립체는 한국특허공개 2007-0104262호에 개시된 바와 같이, 내부링 및 외부링의 사이에 다수의 격벽(partition)이 원주 방향을 따라 결합되고, 상부 및 하부의 이분할 구조로 형성된다.
터빈의 회전 시 증기는 격벽의 오목한 표면을 따라 유동되는데, 증기가 유동되는 공간을 증기 유로(steam path)라고 한다.
터빈의 제작 시 다이아프램 조립체의 조립 후 증기 유로가 설계상 허용 공차 이내에서 정확하게 가공되었는지를 판단하기 위해 한국실용공개 1991-0012234호에 개시된 바와 같은 테이퍼 게이지(taper gauge)를 사용해 격벽의 소정 위치 별로 증기 유로의 폭을 측정하게 된다.
그러나 이러한 종래의 테이퍼 게이지는 한 명의 작업자가 측정 부위를 측정하고, 다른 작업자가 이를 기록해야 하므로 작업 시간이 길어지고 작업성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 작업자가 테이퍼 게이지의 눈금을 읽어 측정 부위의 폭을 판단하므로 측정 정밀도가 떨어지는 문제가 있다.
한국특허공개 2007-0104262호 (공개일 2007. 10. 25) 한국실용공개 1991-0012234호 (공개일 1991. 07. 30)
본 발명의 목적은 자동으로 터빈용 다이아프램의 증기 유로의 폭을 측정하고측정 결과를 서버로 전송할 수 있는 디지털 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 디지털 측정 장치는, 측정 대상의 두께 또는 폭을 자동으로 측정하는 복수의 측정팁이 구비된 측정부와, 상기 측정부에서 측정된 값들 중 유효값을 추출하는 제어부와, 상기 제어부에서 추출된 유효값을 외부 서버로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.
상기 측정부는 일측으로 돌출되어 상기 측정 대상에 접촉되는 한 쌍의 측정팁과, 상기 측정팁 중 하나를 상기 측정팁 중 다른 하나에 대해 탄성 지지하는 탄성부재를 포함할 수 있다.
상기 탄성부재는 상기 측정 대상의 측정 전 설정된 상기 측정팁 간의 기본 간격보다 좁은 폭을 측정할 때 압축되고, 상기 측정 대상의 측정 완료 후 복원되는 것이 특징이다.
상기 측정부는 상기 측정 대상에 접촉하기 시작한 때부터 상기 측정 대상으로부터 이격될 때까지 연속적으로 또는 복수 회 상기 측정 대상의 두께 또는 폭을 측정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 측정부에서 측정된 값들을 저장하는 임시 저장부를 더 포함하며, 상기 유효값은 상기 측정된 값들 중 미리 저장된 기준에 대응되는 값인 것이 특징이다.
상기 측정부의 측정 결과, 상기 제어부의 판단 결과, 상기 통신부의 통신 결과 중 적어도 어느 하나를 사용자에게 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 디지털 측정 장치를 이용한 측정 방법은, 측정부에 의해 측정 대상의 두께 또는 폭을 측정하는 측정 단계(S100)와, 상기 측정 단계(S100)에서 측정된 값을 임시 저장하는 저장 단계(S200)와, 제어부에서 상기 저장된 값들 중 유효값을 추출하는 추출 단계(S300)와, 통신부에서 상기 유효값을 외부의 서버로 전송하는 전송 단계(S400)를 포함할 수 있다.
상기 측정 단계(S100)에서 상기 측정 대상의 측정은 상기 측정 대상에 접촉하기 시작한 때부터 상기 측정 대상으로부터 이격될 때까지 연속적으로 또는 복수 회 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 추출 단계(S300)에서 상기 유효값은 상기 저장된 값들 중 미리 저장된 기준에 대응되는 값인 것이 특징이다.
상기 측정 단계(S100)와 상기 저장 단계(S200)의 사이에 상기 측정부에 의해 측정된 값들을 사용자에게 표시하는 제1 표시 단계(S120)를 더 포함할 수 있다.
상기 추출 단계(S300) 이후에 상기 유효값을 상기 사용자에게 표시하는 제2 표시 단계(S320)를 더 포함할 수 있다.
상기 전송 단계(S400) 이후에 상기 서버로의 전송 결과를 상기 사용자에게 표시하는 제3 표시 단계(S420)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법은 터빈용 다이아프램의 증기 유로의 폭을 측정하고, 측정된 값 중 최소값을 서버로 전송하여 저장함으로써 작업 속도 및 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 측정 장치를 도시한 정면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 측정 장치를 도시한 블록도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 측정 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 측정 장치를 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 측정 장치(10)는 다이아프램 조립체의 증기 유로와 같은 측정 대상(30)의 폭이나 두께를 측정하는 측정부(100)와, 측정부(100)에서 측정된 값 중 유효값을 추출하는 제어부와, 제어부에서 추출한 유효값을 외부에 구비된 서버(50)로 전송하는 통신부를 포함하여 구성된다. 본 발명에서 제어부 및 통신부는 측정부(100)에 유선 또는 무선으로 연결되는 단말기(200)의 형태로 구현될 수 있다.
다이아프램 조립체의 격벽은 한쪽 판면이 오목하고 다른 쪽 판면은 볼록한 형태의 판재로, 길이 방향의 일단에서 타단까지의 두께가 다르게 형성된다. 즉, 증기의 유동 방향을 따라 격벽의 표면이 유선형으로 형성되므로 일단에서 타단으로 갈수록 두께가 증가 또는 감소하는 형태일 수 있다. 또는, 격벽의 길이 방향 중앙에서 가장자리로 갈수록 두께가 감소하는 형태를 가질 수도 있다.
측정부(100)는 전술한 바와 같이 두께나 폭을 측정하거나, 또는 두께나 폭이 일측에서 타측으로 갈수록 점차 커지거나 작아지는 등의 변화가 있는 측정 대상(30)을 측정한다. 측정부(100)는 측정 대상(30)에 직접 접촉되는 한 쌍의 측정팁(tip, 130)과, 측정부(100)의 내부에 구비되어 측정팁(130)의 연장된 단부를 탄성 지지하는 탄성부재(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 측정부(100)의 일측에 측정팁(130)이 구비되고, 타측은 작업자가 잡을 수 있는 손잡이로 형성된다.
한 쌍의 측정팁(130)은 측정부(100)의 내측에 삽입되어 측정부(100)의 외측으로 일단이 소정 길이로 돌출되며, 측정 대상(30)에 접촉하여 두께나 폭을 측정한다. 도 1을 기준으로 하측에 위치한 측정팁(130)은 위치가 고정되고, 상측에 위치한 측정팁(130)은 탄성부재(150)에 의해 탄성 지지된 상태로 소정의 폭 내에서 유동된다. 즉, 측정 전 설정된 측정팁(130) 간의 기본 간격보다 좁은 폭을 측정할 때에는 상측에 위치한 측정팁(130)이 눌리면서 탄성부재(150)를 가압하여 압축시키게 된다. 즉, 측정 대상(30)의 측정 부위 안쪽으로 작업자가 측정부(100)를 삽입하면 상측의 측정팁(130)이 눌리게 된다. 그 후 측정부(100)를 밖으로 꺼내면 측정팁(130)이 탄성부재(150)에 의해 탄성 지지되므로 측정 부위에 접촉된 상태를 유지한 채로 측정 부위를 측정하면서 인출된다(측정 단계, S100).
측정 대상(30)의 폭 또는 두께는 측정팁(130)이 측정 대상(30)에 접촉하여 이동하는 동안 연속적으로 측정되며, 단말기(200)로 전송되어 임시 저장된다(저장 단계, S200). 또는, 사용자가 측정 대상(30)의 측정 부위 중 안쪽, 중간, 바깥쪽 등 복수의 부위를 측정하는 방식으로 측정할 수도 있다.
측정이 완료된 후 측정부(100)가 측정 대상(30)으로부터 완전히 이탈되면 탄성부재(150)의 복원력에 의해 측정팁(130)이 원래의 위치로 복원된다.
단말기(200)는 측정부(100)와 유선 또는 무선으로 연결되어 신호를 주고 받으며, 사용자의 명령을 입력받기 위한 입력부(210)와, 사용자에게 측정 결과를 표시하기 위한 표시부(230)와, 측정값을 임시 저장하고 서버 전송 여부를 판단하는 제어부(250)와, 서버(50)와 통신하기 위한 통신부(270)를 포함하여 구성될 수 있다.
입력부(210)는 사용자의 명령을 입력 받는 복수의 입력 버튼으로 구성되며, 표시부(230)는 소형 디스플레이로 구성된다. 표시부(230)는 측정부(100)로부터 측정된 결과값과 통신 성공 또는 실패 등의 정보를 표시하며, 램프나 스피커 등이 추가로 구비되어 사용자에게 빛이나 소리로 필요한 정보를 표시할 수도 있다. 표시부(230)는 단말기(200) 상에 구비될 수도 있고, 측정부(100) 상에 별도로 구비될 수도 있다.
제어부(250)는 측정부(100)를 통해 일정 시간 동안 연속적으로 측정되어 전송된 측정값을 임시 저장하며(저장 단계, S200), 임시 저장된 측정값을 비교하여 서버(50)로 전송할 유효값을 추출한다(추출 단계, S300). 유효값은 임시 저장된 측정값들 중 미리 저장된 기준에 대응되는 값에 해당하는 것으로, 제어부(250)는 추출한 유효값을 통신부(270)에 전송하여 서버(50)로 전송하도록 한다(전송 단계, S400).
또한, 제어부(250)는 측정부(100)를 통해 연속적으로 또는 복수 회 측정되는 측정값들을 표시부(230)를 통해 사용자에게 표시할 수 있으며(제1 표시 단계, S120), 유효값을 추출한 후에도 사용자에게 유효값을 표시할 수 있다(제2 표시 단계, S320). 추가로 서버(50)에 유효값을 전송한 후 전송 결과 역시 표시부(230)를 통해 사용자에게 표시할 수 있다(제3 표시 단계, S420).
측정 대상(30)이 터빈용 다이아프램 조립체의 증기 유로인 경우, 증기 유로의 면적은 가로(throat)와 세로(radial height)를 곱한 값으로 구할 수 있으며, 실제 측정되는 가로 값은 다이아프램 조립체의 파티션 사이 거리의 최소값에 해당된다. 따라서 측정 대상(30)이 터빈용 다이아프램 조립체의 증기 유로인 경우, 파티션 사이의 폭을 측정한 값 중 최소값이 유효값이 된다. 제어부(250)에는 측정 대상에 따라 이러한 유효값 판단 기준이 미리 설정되는 것이 바람직하며, 측정부(100)에서 측정된 값들 중 유효값을 서버(50)로 전송하는 것이 바람직하다.
통신부(270)를 통해 서버(50)로 전송된 최소값 데이터는 서버(50)에 저장되며, 가공 불량 등을 판단하기 위한 참조 값으로 활용된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털 측정 장치는 작업자가 수동으로 측정하던 터빈용 다이아프램의 증기 유로의 폭을 자동으로 측정하고, 측정된 값 중 최소값을 서버로 전송하여 저장함으로써 작업 속도 및 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 일 실시 예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 권리범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해서만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 및 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경이 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한, 본 발명의 권리범위에 속하게 될 것이다.
10: 디지털 측정장치 30: 측정 대상
50: 서버 100: 측정부
130: 측정팁
150: 스프링 200: 단말기
210: 입력부 230: 표시부
250: 비교판단부 270: 통신부

Claims (12)

  1. 측정 대상의 두께 또는 폭을 자동으로 측정하는 복수의 측정팁이 구비된 측정부와,
    상기 측정부에서 측정된 값들 중 유효값을 추출하는 제어부를 포함하고,
    상기 측정부는 일측으로 돌출되어 상기 측정 대상에 접촉되는 한 쌍의 측정팁과 상기 측정팁 중 하나를 상기 측정팁 중 다른 하나에 대해 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부에서 추출된 유효값을 외부 서버로 전송하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 상기 측정 대상의 측정 전 설정된 상기 측정팁 간의 기본 간격보다 좁은 폭을 측정할 때 압축되고, 상기 측정 대상의 측정 완료 후 복원되는 것을 특징으로 하는 디지털 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는 상기 측정 대상에 접촉하기 시작한 때부터 상기 측정 대상으로부터 이격될 때까지 연속적으로 또는 복수 회 상기 측정 대상의 두께 또는 폭을 측정하는 것을 특징으로 하는 디지털 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 측정부에서 측정된 값들을 저장하는 임시 저장부를 더 포함하며, 상기 유효값은 상기 측정된 값들 중 미리 저장된 기준에 대응되는 값인 것을 특징으로 하는 디지털 측정 장치.
  6. 삭제
  7. 측정부에 의해 측정 대상의 두께 또는 폭을 측정하는 측정 단계(S100)와,
    상기 측정 단계(S100)에서 측정된 값을 임시 저장하는 저장 단계(S200)와,
    제어부에서 상기 저장된 값들 중 유효값을 추출하는 추출 단계(S300)를 포함하고,
    상기 측정 단계(S100)에서 상기 측정 대상의 두께 또는 폭을 측정하는 것은 일측으로 돌출되어 상기 측정 대상에 접촉되는 한 쌍의 측정팁과 상기 측정팁 중 하나를 상기 측정팁 중 다른 하나에 대해 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는 상기 측정부에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 측정 장치를 이용한 측정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 측정 단계(S100)에서 상기 측정 대상의 측정은 상기 측정 대상에 접촉하기 시작한 때부터 상기 측정 대상으로부터 이격될 때까지 연속적으로 또는 복수 회 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 측정 장치를 이용한 측정 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 추출 단계(S300)에서 상기 유효값은 상기 저장된 값들 중 미리 저장된기준에 대응되는 값인 것을 특징으로 하는 디지털 측정 장치를 이용한 측정 방법.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    통신부에서 상기 유효값을 외부의 서버로 전송하는 전송 단계(S400)를 더 포함하는 디지털 측정 장치를 이용한 측정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전송 단계(S400) 이후에 상기 서버로의 전송 결과를 상기 사용자에게 표시하는 표시 단계(S420)를 더 포함하는 디지털 측정 장치를 이용한 측정 방법.
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