KR101654367B1 - 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템 - Google Patents

표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101654367B1
KR101654367B1 KR1020160018391A KR20160018391A KR101654367B1 KR 101654367 B1 KR101654367 B1 KR 101654367B1 KR 1020160018391 A KR1020160018391 A KR 1020160018391A KR 20160018391 A KR20160018391 A KR 20160018391A KR 101654367 B1 KR101654367 B1 KR 101654367B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
surface acoustic
acoustic wave
signal
controller
Prior art date
Application number
KR1020160018391A
Other languages
English (en)
Inventor
김영일
Original Assignee
지투파워 (주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 지투파워 (주) filed Critical 지투파워 (주)
Priority to KR1020160018391A priority Critical patent/KR101654367B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101654367B1 publication Critical patent/KR101654367B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
    • G01K11/22—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
    • G01K11/26—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies
    • G01K11/265—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of resonant frequencies using surface acoustic wave [SAW]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B1/00—Frameworks, boards, panels, desks, casings; Details of substations or switching arrangements
    • H02B1/24—Circuit arrangements for boards or switchyards
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46—Filters
    • H03H9/64—Filters using surface acoustic waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 표면탄성파 센서에 호출신호를 송신하고 송신된 호출신호에 대한 반사된 반사신호를 수신하되, 연속적인 송신 호출신호를 송신할 수 있으며, 표면탄성파 센서로부터 반사된 반사신호에 대한 일관성을 유지할 수 있는 배전반의 무선 온도검출 시스템에 관한 것이다.
상기 과제를 수행하기 위하여 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템은 수신된 호출신호에 대한 반사신호를 송신하며, 배전반에 설치되는 표면탄성파 센서; 상기 표면탄성파(Surface Acoustic Wave, SAW) 센서에 호출신호를 생성하여 송신하고, 상기 표면탄성파 센서로부터 송신되는 반사파를 수신하여 온도를 검출하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러와 연결되어 상기 컨트롤러(200)를 제어하고, 상기 컨트롤러에서 검출된 온도에 근거하여 알람신호를 발생하는 MMI(Man and Machine Interface) 소프트웨어가 탑재된 컴퓨터를 포함하여 이루어지며, 상기 MMI 소프트웨어는 상기 컨트롤러로부터 전송된 검출 온도에 근거하여 상기 배전반의 온도 변화를 감시하고 분석하며, 상기 검출 온도에 따른 보고서를 작성하고, 설정된 온도에 따라 경보 현황을 인터페이스에 표시하는 것을 특징으로 한다.

Description

표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템{WIRELESS TEMPERATURE DETECTION SYSTEM OF HIGH VOLTAGE DISTRIBUTING BOARD, LOW VOLTAGE DISTRIBUTING BOARD, DISTRIBUTING BOARD, MOTOR CONTROL BOARD BY DETECTING SURFACE ACOUSTIC WAVE}
본 발명은 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선에 의해 동작되는 SAW(표면탄성파) 센서를 이용하여 배전반의 온도를 무선으로 검출하고, 검출된 온도에 따라 상기 배전반에 대한 온도감시를 수행할 수 있는 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에 관한 것이다.
고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반을 포함하는 배전반을 이루는 전력설비에서의 전력 사고는 과열에 의한 설비의 폭발과 화재가 대부분을 점유한다. 특히, 과열에 의한 전력 사고는 전력설비를 이루는 전력장비의 모든 형태의 접점, 커넥터, 플러그 및 회전부에서 발생되며, 주요 원인으로는 노후화, 부식, 풀어짐, 과부하 또는 미세먼지 등에 기인한다.
이러한 과열에 의한 전력사고는 사고가 발생되기 전에 이상 과열 현상을 유발한다. 따라서 과열이 발생될 수 있는 지점(장비)에 대한 온도를 지속적으로 감시하여 사고를 사전에 예방하는 것이 매우 중요하다.
그러나 과열을 실시간 원격 통신에 의해 감시하는 경우, 움직이는 기계적 시스템의 부분 온도를 감시하는 것은 어려운 난제가 된다. 즉, 온도를 측정하는 종래의 방식들은 저항의 온도 의존성이나 다양한 여러 종류의 온도계(센서), 다이오드 접합의 온도 의존성 또는 가열된 물체로부터의 적외선 방출 등을 검출하는 것에 의존하였다.
아울러, 높은 전압의 스위치 박스나 송전선의 접합부위, 연결장치의 온도를 측정하는 것도 어려운 문제이다. 즉, 상기의 전력장비들에 대한 일반적인 요구 사항은 고전압에 따른 위험성 및 잠재적인 폭발 가능성이 존재하고, 지상과 유선으로 연결되는 경우, 연결된 유선에 의해 지상으로의 경로를 형성할 수 있기 때문이다. 이에, 온도 검출은 관심의 대상인 접합부위나 연결장치로부터 지지 구조나 골조로 금속이나 광섬유 케이블이 연결되어서는 아니된다는 것이다.
이러한 문제점을 다소 해결하기 위하여 적외선 온도 측정 방식이 사용되고 있으나, 상기 적외선 측정 방식은 관심 지점에 대한 직접적인 시야가 확보되어야 함은 물론 정확성을 위해서 시야가 깨끗할 것이 요구된다. 또한, 상기의 적외선 온도 측정 방식은 주기적인 검사를 위하여 사용되며 따라서 계속적인 검사로 수행될 수 없는 문제점이 있고, 온도 검출에 많은 비용이 수반된다.
한편, 최근 센서 및 센서 기술의 수요는 전반적인 산업 분야에 걸쳐서 높아지고 있으며, 반도체 기술 및 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용하여 보다 고성능이며 소형, 초경량인 센서를 개발하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
표면탄성파(Surface Acoustic Wave, SAW) 센서(이하에서는 'SAW 센서'와 병기한다)는 파동을 이용한 센서로서, 구조가 간단하고 움직이는 부분이 없으므로 외부의 진동이나 충격에 대하여 잘 견디며, 동작은 RF(Radio Frequency) 안테나에 의해 가능하므로 별도의 전원공급이 없이도 작동이 가능하고, 대량생산이 용이하며 가격이 싸다는 장점이 있다.
이러한 표면탄성파 센서의 가장 큰 장점으로는 좁은 주파수 대역에서 작동하기 때문에 일정 거리 내에서 무선 통신이 가능하고, 표면탄성파 센서에 별도의 전원이 요구되지 않는 수동형이라는 것이다.
표면탄성파 센서에서 사용되는 SAW 소자는 표면탄성파가 진행하는 경로인 지연선(delay line)이 환경변화(온도)에 따라 전파특성이 바뀌게 되는데, 이러한 특성을 이용하여 SAW 소자를 센서로 사용하게 된다.
상기 SAW 센서에 대한 개념을 첨부된 도 1을 통하여 설명한다.
도 1은 종래 SAW 센서를 이용한 온도검출 장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것으로서, 리더기(1)에서 발생된 센서 구동신호(sensor activation signal)가 리더기(1)의 안테나(1a)를 통하여 송신되면, 이 신호가 SAW온도센서(2)의 안테나(2a)에 수신되어 인터디지털 변환기(2b, Inter Digital Transducer, IDT)에 입력된다. 상기 IDT(2b)에 입력된 고주파 신호에 의해 압전 기판(2c)이 진동하게 되고 이에 따라 압전 기판(2c)의 표면을 따라 전파되는 표면탄성파가 발생되어 지연선(2d, delay line)을 전파하여 반사판(2f)으로 전파된다.
이와 같이, 전파된 표면탄성파는 반사판(2f)에서 반사되어 지연선(2d)과 IDT(2b)를 거쳐 SAW온도센서의 안테나(2a)에 의해 다시 송신되며 이러한 신호를 리더기(1)에서 수신하게 된다.
이때, 압전 기판(2c)은 주변의 상태(온도, 압력 등)에 따라 지연선(2d)을 팽창시키거나 수축시킬 뿐만 아니라 압전 기판의 물성에도 영향을 주어 표면탄성파가 전파시간이 변하거나 공진 주파수가 변하게 되는데, 이러한 특성들의 변화를 검출함으로써 온도(또는 압력)를 측정할 수 있게 된다. 즉, 상기 IDT를 구동하는 외부 입력 고주파 신호는 IDT의 공진주파수에 맞추어져 있으며, 온도변화에 따른 전파 시간차를 측정하거나 전파되는 표면탄성파의 위상이나 공진 주파수 변화를 측정하고 측정된 값을 이용하여 온도를 검출하게 된다.
상기의 표면탄성파를 이용한 무선측정장치가 등록특허공보 제10-1202878호에 개시되어 있다.
상기 기술은 무선으로 수신되는 펄스 신호를 표면탄성파로 변환하고 환경 요소의 변화를 측정하기 위해서 변환된 표면탄성파를 반사시켜 복수의 펄스 신호들을 발생해서 무선으로 송신하는 SAW 기반 마이크로 센서와 환경 요소의 변화를 측정하기 위한 펄스 신호를 발생하여 무선으로 상기 SAW 기반 마이크로 센서로 송신하고, 송신된 펄스 신호가 SAW 마이크로 센서에서 반사되어 수신되는 복수의 펄스 신호들간의 간격이, 설정된 환경 요소의 펄스 신호들간의 간격에 해당될 때마다 펄스 신호를 발생해서 무선으로 SAW 기반 마이크로 센서로 송신하고 일정 시간 동안 펄스 신호의 발생횟수를 카운트하여, 환경 요소의 변화를 측정하는 리더기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러나 상기의 기술은 반복적인 송신 신호에 대한 반사신호의 일관된 검증을 수행할 수 없는 문제점이 있다.
KR 10-1202878 B1 (2012. 11. 13. 등록)
본 발명은 상기 종래기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 연속된 무선주파수를 송신하고 동기화된 송신모듈 및 수신모듈을 통해 동일한 기준 클럭의 송신신호에 의해 반복적인 호출 및 반사신호의 일관된 검증을 수행할 수 있으며, 온도 검출에 따른 검출 시간을 단축할 수 있는 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 수행하기 위하여 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템은 수신된 호출신호에 대한 반사신호를 송신하며, 배전반에 설치되는 표면탄성파 센서(100); 상기 표면탄성파(Surface Acoustic Wave, SAW) 센서에 호출신호를 생성하여 송신하고, 상기 표면탄성파 센서로부터 송신되는 반사파를 수신하여 온도를 검출하는 컨트롤러(200); 및 상기 컨트롤러(200)와 연결되어 상기 컨트롤러(200)를 제어하고, 상기 컨트롤러(200)에서 검출된 온도에 근거하여 알람신호를 발생하는 MMI(Man and Machine Interface) 소프트웨어(500)가 탑재된 컴퓨터(300)를 포함하여 이루어지며, 상기 MMI 소프트웨어(500)는 상기 컨트롤러(200)로부터 전송된 검출 온도에 근거하여 상기 배전반의 온도 변화를 감시하고 분석하며, 상기 검출 온도에 따른 보고서를 작성하고, 설정된 온도에 따라 경보 현황을 인터페이스에 표시하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 컨트롤러(200)는 기준주파수를 발생시키고, 상기 발생된 기준주파수를 위상동기루프의 제어에 따라 출력하며, 상기 출력된 기준주파수를 계수하여 제1 펄스를 생성하고 상기 제1 펄스에 대해 상대적으로 긴 제2 펄스를 생성하여 출력하며, 상기 제1 펄스를 이용하여 호출신호를 생성하고, 상기 출력되는 제2 펄스의 주기에 따라 생성된 상기 호출신호를 송신하며, 상기 송신된 호출신호에 대한 반사신호를 상기 표면탄성파 센서(100)로부터 수신하고, 상기 송신된 호출신호와 수신된 반사신호의 변화를 산출하여 온도를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 발생된 연속파를 통하여 온도 검출이 연속적으로 이루어지고, 호출신호와 동기화된 반사신호를 수신할 수 있으므로, 일관된 검증을 통한 온도를 검출할 수 있으며, 온도 검출에 따른 검출 시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제2 펄스의 주기에 따라 호출신호와 반사신호를 상호 반복하여 송수신할 수 있고, 수신된 반사신호는 제2 클럭을 이용하여 국부발진 주파수를 생성하여 출력하므로 잡음신호가 제거된 반사신호를 온도 검출에 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 표면탄성파 센서를 이용한 온도검출 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템을 수배전반에 적용한 상태의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에 적용된 표면탄성파 센서의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에 적용된 컨트롤러의 개략적인 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에 적용된 컨트롤러의 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 이상적 환경에서의 대응 여과기를 이용한 반사신호의 상관계수정점을 검출하기 위한 원리를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 최우추정방식와 위상대조방식으로 지연시간을 산출한 결과의 비교표.
도 9는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 컴퓨터에 설치된 MMI 소프트웨어의 실행에 따른 메인 화면.
도 10은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 컴퓨터에 설치된 MMI 소프트웨어의 구성도.
도 11 내지 도 14는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 컴퓨터에 설치된 MMI 소프트웨어의 일 실시 예에 따른 표시화면.
도 15 내지 도 20은 각각 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 컨트롤러의 실시간 시간 설정에 대한 RTC 회로도, RS-485 드라이버 회로도, 리셋 회로도, 경보램프 드라이브 회로도, 경보음 구동 회로도 및 릴레이 구동 회로도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 표면탄성파 센서에 호출신호를 송신하고 송신된 호출신호에 대한 반사된 반사신호를 수신하되, 연속적인 송신 호출신호를 송신할 수 있으며, 표면탄성파 센서로부터 반사된 반사신호에 대한 일관성을 유지할 수 있는 배전반의 무선 온도검출 시스템에 관한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템을 수배전반에 적용한 상태의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템의 구성도이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템은 크게, 표면탄성파 센서(100), 컨트롤러(200) 및 컴퓨터(300)를 포함하여 이루어진다.
상기 배전반(10)은 그 내부가 구획 분리된 복수의 공간을 가지며 그 전후 일측 또는 양측에는 도어가 구비되는 몸체(11), 상기 몸체(11)의 상측 공간에 형성된 고장구간 자동개폐기, 하측 공간에 형성된 변압기(12), 전면 공간에 구비되어 전원을 단속하는 차단기(13)와 배선용 차단기, 후방 상부에 형성된 파워퓨즈와 피뢰기 및 그 하부에 형성된 계기용 변압기(14)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 몸체(11)의 내부는 고압측과 저압측을 구분 짓도록 소정의 두께를 갖는 격벽으로 구획될 수 있으며, 상기 몸체(11)를 이루는 벽체는 고단위 흡음단열재를 이용하여 소음을 줄이도록 형성될 수 있다. 또한, 몸체(11)의 전방 하측에 형성된 인입구로부터 상기 몸체(11)의 상부에 형성된 절연성 커넥팅 부재와 고정부재를 통해 고장구간 자동개폐기의 입력측 단자에 연결 접속되어 있다. 상기 고장구간 자동개폐기의 출력측 단자에는 연결용 케이블이 피뢰기와 한류형 파워퓨즈 및 계기용 변압변류기(14)를 통해 변압기(12)의 고압측으로 고압의 전기가 인가되도록 설치된다.
상기와 같은 배전반(10)의 구성에서 표면탄성파 센서(100)는 상기 배전반(10)의 내부에 설치되되, 그 위치는 과열 발생이 빈번히 발생되는 전력기기에 근접하여 설치될 수 있다. 이때, 아크 발생이 빈번히 발생될 수 있는 전력기기로는 변압기(13) 및 차단기(13) 등이 있으며, 전력기기와 배전선로가 연결되는 지점에서도 과열이 발생될 수 있다.
이에, 상기 표면탄성파 센서(100)는 상기 수배전반 내부의 전력기기와 근접하여 설치됨이 바람직하다.
도 4는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에 적용된 표면탄성파 센서의 구성도를 나타낸 것이다.
상기 표면탄성파 센서(100)는 호출신호를 수신하여 표면탄성파로 변환하고 이를 반사하여 반사신호를 송신한다.
이때, 상기 표면탄성파 센서(100)는 온도검출이 요구되는 전력설비에 설치된다. 상기 온도 검출이 요구되는 전력설비는 전력설비의 접점지점, 커넥터, 플러그 및 회전부 등으로 구성될 수 있으며, 수배전반에 적용될 경우에는 변압기 및 버스바 등에 적용될 수 있다.
첨부된 도 3을 참조하면, 상기 표면탄성파 센서(100)는 센서 안테나(110), 인터디지털 변환기(120, IDT), 압전기판(130), 지연선(140) 및 반사판(150)을 포함하여 구성된다.
상기 센서 안테나(110)는 호출신호를 수신하거나 반사신호를 송신하는 기능을 수행하며, 상기 인터디지털 변환기(120, IDT(Inter Digital Transducer))는 상기 센서 안테나(110)에서 수신된 호출신호를 표면탄성파로 변환시킨다.
상기 변환된 표면탄성파는 압전기판(130)을 진동시키고, 상기 압전기판(130)에 설치된 지연선(140)에 의해서 상기 표면탄성파가 전파된다.
전파된 표면탄성파는 상기 지연선(140)의 끝 부분에 배치된 반사판(150)에 의해서 반사되며, 반사된 표면탄성파는 다시 지연선(140)과 인터디지털 변환기(120)를 경유하여 센서 안테나(110)를 통해 송신된다.
이와 같은 표면탄성파 센서(100)는 압전효과를 이용하여 표면탄성파를 발생시키게 된다. 이때, 표면탄성파 센서에 사용되는 압전기판의 재료로는 크게 압전 단결정과 압전박막, 압전 세라믹스 등이 있다. 이 중에서, 압전 단결정을 기판으로 사용하는 경우, 표면탄성파 특성의 재현성과 균일성이 높고 내구성이 우수하며 양산성이 좋은 장점이 있다. 이러한 특성에 따른 단결정 재료에는 Quartz, LiNbO3 및 TaO3 등이 있다.
상기 컨트롤러(200)는 기준주파수를 발생시키고, 상기 발생된 기준주파수를 위상동기루프의 제어에 따라 출력하며, 상기 출력된 기준주파수를 계수하여 제1 펄스를 생성하고 상기 제1 펄스에 대해 상대적으로 긴 제2 펄스를 생성하여 출력하며, 상기 출력되는 제2 펄스의 주기에 따라 상기 제1 펄스를 이용하여 호출신호를 생성하고, 생성된 상기 호출신호를 송신하며 상기 송신된 호출신호의 반사신호를 상기 표면탄성파 센서(100)로부터 수신하며, 상기 송신된 호출신호와 수신된 반사신호의 속도 변화를 산출하여 온도를 검출하는 기능을 수행한다.
도 5는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에 적용된 컨트롤러의 개략적인 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에 적용된 컨트롤러의 구성도를 나타낸 도면이다.
첨부된 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 적용된 컨트롤러(200)는 클럭 생성부(210), 송신부(220), 송수신전환부(230), 호출 안테나(240), 수신부(250), 변환부(260) 및 검출부(270)를 포함하여 구성된다.
상기 클럭 생성부(210)는 기준주파수를 발생시키고, 상기 발생된 기준주파수를 이용하여 연속파 및 국부발진 주파수를 생성하는 기능을 수행한다.
이를 위해서 상기 클럭 생성부(210)는 기준주파수를 발생시키는 기준주파수 발생모듈(211), 상기 발생된 기준주파수를 이용하여 연속파를 생성하는 제1 위상동기루프(212, PLL(Phase Locked Loop))와 상기 발생된 기준주파수를 이용하여 수신된 반사신호와 곱셈에 사용되는 국부발진 주파수를 생성하는 제2 동기위상루프(213, PLL)를 포함하여 구성된다.
상기 송신부(220)는 상기 클럭 생성부(210)에서 출력되는 연속파를 이용하여 호출신호를 생성하거나 송수신의 주기를 결정하는 펄스를 생성하는 것으로서, 클럭 생성모듈(221), 계수모듈(222), 제1 펄스생성모듈(223), 제2 펄스생성모듈(224), 무선 주파수모듈(225) 및 위상동기모듈(226)을 포함하여 구성된다.
상기 클럭 생성모듈(221)은 상기 제1 위상동기루프(212)에서 출력되는 연속파를 TTL(Transistor Transistor Logic) 클럭신호로 생성하여 출력한다.
상기 클럭 생성모듈(221)에서 출력되는 클럭신호는 계수모듈(222)에서 클럭의 개수를 카운트하여 출력된다.
상기 제1 펄스생성모듈(223)은 상기 계수모듈(222)에서 카운트되는 클럭 개수에 따라 상기 제1 펄스를 생성하게 된다.
또한, 상기 제2 펄스생성모듈(224)은 상기 계수모듈(222)에서 카운트되는 클럭 개수에 따라 상기 제2 펄스를 생성하게 된다.
이때, 상기 제1 펄스생성모듈(223)에서 출력된 제1 펄스는 상기 클럭 생성부(210)의 제1 위상동기루프(PLL)를 로드하여 무선 주파수모듈(225)에서 호출신호를 생성하여 출력하고, 상기 위상동기모듈(226)은 상기 무선 주파수모듈(225)에서 생성된 연속파와 상기 기준주파수를 동기화시켜서 출력한다.
상기 송수신전환부(230)는 상기 송신부(200)에서 출력되는 제2 펄스의 주기에 따라 송신과 수신을 교번시키는 기능을 수행한다. 즉, 상기 송수신전환부(230)는 소정의 설정 펄스에서는 상기 송신부(220)에서 출력되는 호출신호를 송신하도록 하며, 소정의 설정 펄스에서는 상기 표면탄성파 센서(100)로부터 출력되는 반사신호를 수신하도록 스위칭한다.
예를 들어, 상기 송수신전환부(230)는 포지티브 클럭의 펄스 주기에서는 상기 제1 펄스생성모듈(223)에서 출력된 제1 펄스에 상기 클럭 생성부(210)의 제1 위상동기루프(PLL)를 실어서 생성된 호출신호를 출력하도록 스위칭하며, 네거티브 클럭의 펄스 주기에서는 상기 표면탄성파 센서(100)로부터 출력되는 반사신호를 수신하도록 스위칭하게 된다.
상기 호출 안테나(240)는 상기 송수신전환부(230)에 연결되어 상기 송수신전환부(230)에서 출력되는 호출신호를 전파하거나 상기 표면탄성파 센서(100)로부터 출력되는 반사신호를 수신한다.
상기 수신부(250)는 상기 호출 안테나(240)에서 수신된 반사신호를 필터링하고 증폭한 후, 중간 주파수를 생성하여 출력하는 기능을 수행하는 것으로서, 제1 대역통과 필터모듈(251), LNA(Low-noise amplifier) 모듈(252), 곱셈모듈(253), 제2 대역통과 필터모듈(254) 및 AMP 모듈(255)을 포함하여 구성된다.
상기 제1 대역통과 필터모듈(251)은 상기 호출 안테나(240)에 수신된 반사신호를 특정 범위의 주파수에 존재하는 신호만 통과시켜 출력하고, 상기 LNA(Low-noise amplifier) 모듈(252)은 상기 대역통과 필터모듈(251)에서 필터링된 반사신호를 저잡음 증폭시킨다.
상기 곱셈모듈(253)은 상기 LNA 모듈(252)에서 증폭된 반사신호와 상기 클럭 생성부(210)의 제2 동기위상루프(PLL)에서 출력되는 국부발진 주파수를 곱셈하여 중간 주파수를 생성하여 출력하고, 출력된 중간 주파수는 제2 대역통과 필터모듈(254)에서 설정 범위의 주파수만을 필터링하여 출력된다.
상기 제2 대역통과 필터모듈(254)에서 필터링된 중간 주파수는 AMP 모듈(255)에서 증폭된다.
상기 변환부(260)는 상기 수신부(250)에서 출력되는 중간 주파수, 상기 클럭 생성부(210)에서 출력되는 기준 주파수 및 상기 송신부(220)에서 출력되는 카운트 클럭을 디지털 신호로 변환하여 출력한다.
상기 검출부(270)는 상기 디지털 변환부(260)에서 출력되는 디지털 신호를 분석하여 온도를 검출하는 기능을 수행한다.
전력설비에 설치된 표면탄성파 센서(100)는 전력설비의 온도 변화에 따라 호출신호에 의해 발생된 표면탄성파의 속도를 변화시키게 된다. 이에 따라, 변화된 표면탄성파의 속도는 주파수와 시간 영역에서 비례하여 도출되는 데, 이러한 비례적 변화는 시간 조정인자로 측정될 수 있다.
기준 온도에서 시간 조정인자(α)는 1이고, 표면탄성파 센서(100)에 적용된 압전기판(130)의 재질과 지연 온도계수(TCD, temperature coefficient of delay)가 변화함에 따라 선형으로 편차를 나타내게 된다. 상기 지연 온도계수(TCD)를 이용하여 측정된 물리적 변수 값은 다음의 수학식 1로 표현된다.
수학식 1)
Figure 112016015698369-pat00001
여기서, R(T)는 측정된 물리적 변수 값, R(To)는 기준온도에서의 물리적 변수 값, TCD는 지연의 온도계수, ΔT는 기준온도로부터의 온도의 편차(ΔT = T - T0)이다.
상기 수학식 1에 의해서 상기 시간 조정인자(time scaling factor)는 다음의 수학식 2로 정의된다.
수학식 2)
Figure 112016015698369-pat00002
여기서, α는 시간 조정인자, TCD는 지연 온도계수, ΔT는 기준온도로부터의 온도의 편차(ΔT = T - T0)이다.
상기 기준온도는 검출부에서 설정된 상관계수에 의해 결정된다.
이에, 표면탄성파(SAW)의 속도의 변화를 측정하기 위해 온도의 함수로서 대응 여과기(matched filters)가 구성되며, 구성된 여과기는 기본적으로 동일 함수이고, 시간 영역에서 비례적 크기가 결정된다. 또는 주파수 영역에서의 비례적 크기가 결정된다.
즉, 반사신호는 시간 및 주파수 영역에서의 수신된 신호로 구분할 수 있으며, 시간 크기 조정인자를 요구되는 영역에 투사하여 시간 또는 주파수 영역에서의 최대값을 검출하고, 검출된 최대값이 표면탄성파 센서의 온도가 된다.
상기 지연선의 재질로 LiNbO3를 사용하였을 경우, 지연선에 대한 지연온도계수는 -94ppm/℃이다.
아울러, 이상적 반사신호의 반응 모델은 표면탄성파(SAW) 센서의 직교 주파수 코딩(OFC, Orthogonal Frequency Coding)에 대한 이상적인 대응 여과기(matched filter)의 생성을 위하여 사용된다.
표면탄성파 속도의 변화를 측정하기 위해서는 온도를 함수로 사용하는 대응 여과기(matched filters)에 의해서 생성되고, 시간 영역에서의 비례적 크기 또는 주파수 영역에서의 비례적 크기로 설정된다.
시간 영역에서의 상관관계에 따른 비례적 크기(hcorrelation(t))는 다음의 수학식 3으로 정의되고, 주파수 영역에서의 상관관계에 따른 비례적 크기(Hcorrelation(f))는 다음의 수학식 4로 정의된다.
수학식 3)
Figure 112016015698369-pat00003
여기서, hcorrelation(t)는 시간 영역에서의 상관관계에 따른 비례적 크기, hmf는 대응 여과기 신호, α는 시간 조정인자, t는 시간, hreflection(t)는 시간 영역에서의 수신 신호이다.
수학식 4)
Figure 112016015698369-pat00004
여기서, Hcorrelation(f)는 주파수 영역에서의 상관관계에 따른 비례적 크기, Hmf는 대응 여과기 신호, α는 시간 조정인자, f는 주파수, Hreflection(f)는 주파수 영역에서의 수신 신호이다.
이에 따라, 시간 조정인자(α)를 수신된 반사신호에 투사하여 상관관계에 따른 비례적 크기의 최대점을 산출할 수 있으며, 산출된 최대점이 표면탄성파 센서의 온도가 된다.
도 7은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 이상적 환경에서의 대응 여과기를 이용한 반사신호의 상관계수정점을 검출하기 위한 원리를 나타낸 도면이다.
첨부된 도 7을 참조하면, 서로 다른 시간 조정인자를 가지는 주파수 신호를 반사신호에 투사하면, 다른 시간 조정인자를 가지는 주파수 신호는 반사신호와 상관관계의 그래프가 출력(도 7의 (a))되며, 시간 조정인자에 대해 최대의 상관계수 정점을 가지는 합성 그래프로 출력(도 7의 (b))된다.
이때, 최대 정점이 식별되고, 상기 최대 정점은 표면탄성파 센서의 검출온도를 나타낸다.
검출 온도에 대한 표면탄성파 센서에서 지연선의 민감도는 다음의 수학식 5로 나타낼 수 있다.
수학식 5)
Figure 112016015698369-pat00005
여기서, τi는 온도(T)에 대한 i번째 펄스의 지연시간, τiRef는 기준온도(Tref)에 대한 i번째 펄스의 지연시간, TCD1은 1차 지연 온도계수, TCD2는 2차 지연 온도계수 및 T는 검출온도, TRef는 기준온도이다.
따라서, TCD1, TCD2, TRef 및 τiRef는 지연선의 재질 및 설정된 값이며, 이에 온도(T)를 산출할 수 있다.
이 과정에서, 상기 검출온도(T)에 대한 i번째 펄스의 지연시간(τi)을 결정하기 위해서 최우추정방식 또는 위상대조방식인 2가지 방식 중에서 채용될 수 있다.
상기 최우추정방식은 펄스에서 최대 정점을 검출하기 위해 수치적인 정점 탐색기를 사용하는 방식으로서, 시간 축의 지연시간(τi)이 대역폭에 반비례되는 관계를 이용한 방식이다.
상기 최우추정방식은 펄스에 대해 충분한 수분의 SNR(신호대 잡음, signal to noise ratio) 비율을 가정하면, 펄스에 제로-패딩(zero padding)을 증가시키고 이에 따라 시간축을 늘려서 검출할 수 있다.
이러한 최우추정방식은 온도 검출에 있어서 고속푸리에변환(FFT, fast Fourier transform)를 수반함에 따라 검출 속도가 느려지는 단점이 있다. 이와 같은 단점은 2차 보간법을 적용하여 검출 속도를 향상시킬 수 있다.
상기 위상대조방식은 펄스 위상 정보를 고려한 방식으로서 중심 주파수를 이용하는 방식이다. 즉, 호출신호의 중심 주파수와 위상 정보를 이용한 방식으로서 정밀성은 상기 최우추정방식을 상회한다. 그러나 상기의 위상대조방식은 위상정보의 모호성을 수반하게 되는 단점이 있다. 이에 상기 최우추정방식을 통해서 산출된 대략적인 추정치를 이용하여 지연시간을 정교하게 추적할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 최우추정방식과 위상대조방식으로 지연시간을 산출한 결과의 비교표이다.
지연 시간의 측정은 시스템의 교란을 보정하기 위하여 8번째와 2번째의 정점을 평가하였으며, 최초의 정점은 무선 간섭에 의해 교란되므로 배제하였다.
상기 평가는 실내 온도에서 최초 주파수(f0)의 값 2400MHz로 설정하고 대역폭(B)을 80MHZ, 212 점까지의 제로-패딩(zero padding), 2차 보간법 및 5㏈의 SNR 비율을 이용하여 100개 측정치에 대한 평균값을 나타낸 것이다.
첨부된 도 8을 참조하면, 최우추정방식과 위상대조방식은 최우추정방식에 제로-패딩 및 2차 보간법을 적용한 경우, 위상대조방식과 유사한 결과를 얻었다. 그러나 검출 시간을 고려하면 위상대조방식이 최우추정방식보다 상대적으로 월등하게 우세한 것으로 도출되었다.
잡음대신호 비율(SNR)이 -5.4㏈에서 표준 편차 3.7ps에 대한 온도 편차 0.04℃에 해당된다.
도 9는 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 컴퓨터에 설치된 MMI(Man and Machine Interface) 소프트웨어(500)의 실행에 따른 메인 화면을 나타낸 것이고, 도 10은 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 컴퓨터에 설치된 MMI(Man and Machine Interface) 소프트웨어 구성을 나타낸 것이다.
첨부된 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 MMI 소프트웨어(500)는 상기 컨트롤러(200)로부터 수신된 상기 검출 온도 및 상기 검출 온도의 추이를 표시하는 종합진단 에이전트(510); 선택된 일자에 대한 상기 검출 온도의 비교 및 선택된 일자에 대한 시간대별 온도 변화 추이를 표시하는 분석 에이전트(520); 선택된 일자에 대한 상기 검출 온도를 채널별 및 시간대별로 표시하는 보고서 에이전트(530); 상기 검출온도에 대한 경보 현황을 표시하는 경보현황 에이전트(540); 상기 컨트롤러(200)와의 통신 설정, 온도 검출 주기 및 상기 검출 온도에 대한 설정 온도를 설정할 수 있도록 표시하는 시스템설정 에이전트(550); 및 외부 기기와의 통신설정, 음향, 화면, 경보 및 시간을 설정할 수 있도록 표시하는 환경설정 에이전트(560)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 MMI 소프트웨어(500)는 설치 장소에 따라 또는 1개소에 다수의 컨트롤러(200)와 연결될 수 있는 복수의 채널이 구비되며, 컨트롤러(200) 주변의 온도를 검출하여 이를 수신한 주위온도가 표시될 수 있다.
상기 종합진단 에이전트(510)는 열화진단 인터페이스, 추이그래프 인터페이스 및 데이터 인터페이스를 포함하여 구성된다.
상기 열화진단 인터페이스는 설치장소 또는 채널별에 따른 검출 온도를 시각적으로 표시한다.
상기 추이그래프 인터페이스는 선택된 채널(설치장소)에 대한 주위온도 및 검출온도가 동시에 그래프로 표시되어, 주의온도에 대한 검출온도를 시각적으로 확인할 수 있다. 상기 추이그래프 인터페이스에 대한 일 실시 예의 화면을 도 11에 나타내었다.
상기 데이터 인터페이스는 채널별 컨트롤러와의 연결상태, 검출온도 및 온도상승 여부를 표시한다.
상기 분석 에이전트(520)는 분석비교 인터페이스 및 추이분석 인터페이스를 포함하여 구성된다.
상기 분석비교 인터페이스는 선택된 일자와 비교대상 일자에 대한 검출 온도의 비교를 그래프로 표시한다. 상기 분석비교 인터페이스에 대한 일 실시 예의 화면을 도 12에 나타내었다.
첨부된 도 12를 참조하면, 선택된 일자(date)와 비교대상 일자(date)를 선택하여 선택된 일자에 대한 검출 온도 및 비교대상 일자에 대한 검출 온도를 표시한다.
상기 추이분석 인터페이스는 선택된 일자에 대한 검출 온도 및 주위온도를 그래프로 표시한다. 상기 추이분석 인터페이스에 대한 일 실시 예의 화면을 도 13에 나타내었다.
상기 보고서 에이전트(530)는 채널별 일자별 인터페이스로 구성되어, 조회일자에 대한 채널별 검출온도 및 주위온도를 표시한다.
상기 경보현황 에이전트(540)는 채널별, 일자별 및 경보현황 인터페이스로 구성되어 조회일자의 검출 온도에 대한 경보 현황, 통신 이상여부, 경보 발생시간, 경보가 발생된 채널(컨트롤러) 및 검출 온도를 표시한다.
상기 시스템설정 에이전트(550)는 통신설정 인터페이스, 장비설정 인터페이스 및 경보설정 인터페이스를 포함하여 이루어진다.
상기 통신설정 인터페이스에는 컨트롤러에 대하여 ID를 부여하는 입력창 및 텍스트를 입력하는 키패드가 표시된다.
상기 장비설정 인터페이스에는 컨트롤러와의 통신을 통해 온도를 검출하는 주기를 입력하는 창(윈도우)이 표시된다.
상기 경보설정 인터페이스에는 검출 온도에 대한 '주의', '경보' 및 '차단'에 대한 설정치 온도를 입력할 수 있는 창(윈도우)이 표시된다.
상기 환경설정 에이전트(560)는 네트워크 인터페이스, 화면/음향설정 인터페이스, 경보설정 인터페이스 및 시스템시간설정 인터페이스로 이루어진다.
상기 네트워크 인터페이스는 컴퓨터의 IP주소, 서브넷 마스크 및 기본 게이트웨이를 설정할 수 있는 창(윈도우)이 표시된다.
상기 화면/음향설정 인터페이스에는 컴퓨터(300)에 연결된 모니터의 절전 시간, 음성안내 및 경보음의 음량을 조절할 수 있는 창이 표시된다. 상기 화면/음향설정 인터페이스에 대한 일 실시 예의 화면을 도 14에 나타내었다.
상기 경보설정 인터페이스에는 상기 종합감시 에이전트와 연계하여 경보에 대한 알림방법을 설정할 수 있는 창이 표시된다.
상기 시스템시간설정 인터페이스에는 상기 MMI 소프트웨어(500)의 시간을 설정할 수 있는 창이 표시된다.
본 발명에 의하면, 발생된 연속파를 통하여 온도 검출이 연속적으로 이루어지고, 호출신호와 동기화된 반사신호를 수신할 수 있으므로, 일관된 검증을 통한 온도를 검출할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제2 펄스의 주기에 따라 호출신호와 반사신호를 상호 반복하여 송수신할 수 있고, 수신된 반사신호는 제2 클럭을 이용하여 국부발진 주파수를 생성하여 출력되므로 잡음신호가 제거된 반사신호를 온도 검출에 사용할 수 있는 장점이 있다.
도 15 내지 도 20은 각각 본 발명에 따른 표면탄성파 검출에 의한 배전반의 무선 온도감지 시스템에서 상기 컨트롤러(200)의 실시간 시간 설정에 대한 RTC 회로도, RS-485 드라이버 회로도, 리셋 회로도, 경보램프 드라이브 회로도, 경보음 구동 회로도 및 릴레이 구동 회로도를 나타낸 것이다.
도 15를 참조하면, RTC 회로는 컨트롤러(200)에 현재시간을 유지시키기 위한 것으로서, 32.768kHz를 사용하는 크리스탈 발진회로와 외부 부하 콘덴서로 구성되어, 리얼 타임 클럭으로부터 날짜 및 시간을 입력받아 현재시간을 세팅하고, 이를 표시하게 된다.
도 16을 참조하면, RS-485 드라이브 회로는 모드 버스 프로토콜에 의한 RS-485 통신을 수행하면서 MMI 소프트웨어(500)로부터 수신된 요청에 따라 데이터를 전송한다.
이때, 통신속도는 MMI 소프트웨어(500)가 탑재된 상기 컴퓨터(300)에서 요청하는 속도에 대응하여 9600bps, 19200bps 또는 38400bps 중에서 선택된 속도로 동작되도록 구성된다.
도 17을 참조하면, 리셋 회로는 리셋 신호에 따라 소정 시간 동안 전원의 공급을 중단하여 장치를 리셋시킨다.
도 18을 참조하면, 경보램프 드라이브 회로는 채널별로 입력된 램프 구동 신호에 따라 녹색 또는 적색 램프를 점등하게 된다.
도 19를 참조하면, 경보음 구동 회로는 경보음 신호가 트랜지스터(Q4)를 도통시키면, 버저에 전원이 인가되어 버저에서 경보음이 발생된다.
도 20을 참조하면, 경보음/경보램프 구동 회로는 경보신호(C_LD)의 입력에 따라 트랜지스터(Q3)가 도통되고, 상기 트랜지스터(Q3)의 도통에 의해 램프(LD1)에 전원이 인가되어 점등되며, 경보음 릴레이신호(SILEN_RLY) 및 경보램프 릴레이신호(LIGHT_RLY)에 따라 각각 트랜지스터(Q1, Q2)가 도통되고, 상기 트랜지스터(Q1, Q2)의 도통에 따라 알람신호(SILEN_ALM) 또는 경보램프(LIGHT_ALM)에 따라 소정의 시간 동안 알람이 발생하거나 경보램프가 점등되게 된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
100: 표면탄성파 센서 110: 센서 안테나
120: 인터디지털 변환기 130: 압전기판
140: 지연선 150: 반사판
200: 컨트롤러 210: 클럭 생성부
211: 기준주파수 발생모듈 212: 제1 위상동기루프
213; 제2 위상동기루프 220: 송신부
221: 클럭 생성모듈 222: 계수모듈
223: 제1 펄스생성모듈 224: 제2 펄스생성모듈
225: 무선 주파수모듈 226: 위상동기모듈
230: 송수신전환부 240: 호출 안테나
250: 수신부 251: 제1 대역통과 필터모듈
252: LAN 모듈 253: 곱셈모듈
254: 제2 대역통과 필터모듈 255: AMP 모듈
260: 변환부 270: 검출부
300: 컴퓨터
500: MMI 소프트웨어 510: 종합감시 에이전트
520: 분석 에이전트 530: 보고서 에이전트
540: 경보현황 에이전트 550: 시스템설정 에이전트
560: 환경설정 에이전트

Claims (7)

  1. 수신된 호출신호에 대한 반사신호를 송신하며, 배전반에 설치되는 표면탄성파 센서(100);
    상기 표면탄성파(Surface Acoustic Wave, SAW) 센서에 호출신호를 생성하여 송신하고, 상기 표면탄성파 센서로부터 송신되는 반사파를 수신하여 온도를 검출하는 컨트롤러(200); 및
    상기 컨트롤러(200)와 연결되어 상기 컨트롤러(200)를 제어하고, 상기 컨트롤러(200)에서 검출된 온도에 근거하여 알람신호를 발생하는 MMI(Man and Machine Interface) 소프트웨어(500)가 탑재된 컴퓨터(300);
    를 포함하여 이루어지며,
    상기 MMI 소프트웨어(500)는,
    상기 컨트롤러(200)로부터 전송된 검출 온도에 근거하여 상기 배전반의 온도 변화를 감시하고 분석하며, 상기 검출 온도에 따른 보고서를 작성하고, 설정된 온도에 따라 경보 현황을 인터페이스에 표시하고,
    상기 컨트롤러(200)는,
    기준주파수를 발생시키고, 상기 발생된 기준주파수를 위상동기루프의 제어에 따라 출력하며, 상기 출력된 기준주파수를 계수하여 제1 펄스를 생성하고 상기 제1 펄스에 대해 상대적으로 긴 제2 펄스를 생성하여 출력하며, 상기 제1 펄스를 이용하여 호출신호를 생성하고, 상기 출력되는 제2 펄스의 주기에 따라 생성된 상기 호출신호를 송신하며, 상기 송신된 호출신호에 대한 반사신호를 상기 표면탄성파 센서(100)로부터 수신하고, 상기 송신된 호출신호와 수신된 반사신호의 변화를 산출하여 온도를 검출하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러(200)의 온도 검출은,
    상기 표면탄성파 센서(100)에서 지연선의 민감도를 나타내는 다음의 수학식 5에 의해서 검출되는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템.

    [수학식 5]
    Figure 112016015698369-pat00006

    여기서, τi는 온도(T)에 대한 i번째 펄스의 지연시간, τiRef는 기준온도(Tref)에 대한 i번째 펄스의 지연시간, TCD1은 1차 지연 온도계수, TCD2는 2차 지연 온도계수 및 T는 검출 온도, TRef는 기준온도이다.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지연시간의 산출은 최우추정방식 또는 위상대조방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 지연시간의 산출 방식이 상기 위상대조방식으로 산출되는 경우, 상기 최우추정방식을 통해서 산출된 추정치를 이용하여 상기 지연시간을 정교하게 추적하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 MMI 소프트웨어(500)는,
    상기 컨트롤러(200)로부터 수신된 상기 검출 온도 및 상기 검출 온도의 추이를 표시하는 종합진단 에이전트(510);
    선택된 일자에 대한 상기 검출 온도의 비교 및 선택된 일자에 대한 시간대별 온도 변화 추이를 표시하는 분석 에이전트(520);
    선택된 일자에 대한 상기 검출 온도를 채널별 및 시간대별로 표시하는 보고서 에이전트(530);
    상기 검출온도에 대한 경보 현황을 표시하는 경보현황 에이전트(540);
    상기 컨트롤러(200)와의 통신 설정, 온도 검출 주기 및 상기 검출 온도에 대한 설정 온도를 설정할 수 있도록 표시하는 시스템설정 에이전트(550); 및
    외부 기기와의 통신설정, 음향, 화면, 경보 및 시간을 설정할 수 있도록 표시하는 환경설정 에이전트(560);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 분석 에이전트(520)는,
    상기 선택된 일자와 비교대상 일자에 대한 상기 검출 온도의 비교를 그래프로 나타내는 비교분석 인터페이스(521); 및
    상기 선택된 일자에 대한 상기 검출 온도와 주위 온도의 변화를 그래프로 나타내는 추이분석 인터페이스(523);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템.
KR1020160018391A 2016-02-17 2016-02-17 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템 KR101654367B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160018391A KR101654367B1 (ko) 2016-02-17 2016-02-17 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160018391A KR101654367B1 (ko) 2016-02-17 2016-02-17 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101654367B1 true KR101654367B1 (ko) 2016-09-05

Family

ID=56939145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160018391A KR101654367B1 (ko) 2016-02-17 2016-02-17 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101654367B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110308689A (zh) * 2019-05-22 2019-10-08 浙江工业大学 一种远程监控智能通风柜安全管理系统
KR102423480B1 (ko) * 2022-01-24 2022-07-21 유호전기공업주식회사 의사랜덤데이터를 이용한 고정확도의 saw 온도센서 시스템
KR102423479B1 (ko) * 2022-01-24 2022-07-21 유호전기공업주식회사 의사랜덤데이터를 이용한 고정확도의 온도 판독장치 및 그 방법
KR102423481B1 (ko) * 2022-01-24 2022-07-21 유호전기공업주식회사 의사랜덤데이터를 이용한 고정확도의 saw 온도센서 시스템을 구비한 수배전반
KR20220140126A (ko) * 2021-04-09 2022-10-18 김규태 온도 측정 장치 및 그 제조 방법
KR20230166594A (ko) 2022-05-31 2023-12-07 주식회사 현태 무선통신 기반 제어 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101202878B1 (ko) 2010-09-17 2012-11-19 아주대학교산학협력단 표면 탄성파 기반 마이크로 센서를 이용한 무선측정장치 및 그 방법
KR101396545B1 (ko) * 2013-12-27 2014-05-20 (주)서전기전 다중온도센서 센싱 시스템을 구비한 배전반
KR20140119278A (ko) * 2013-03-28 2014-10-10 한국표준과학연구원 표면탄성파에 의한 비접촉 무전원 무선 온도 측정 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101202878B1 (ko) 2010-09-17 2012-11-19 아주대학교산학협력단 표면 탄성파 기반 마이크로 센서를 이용한 무선측정장치 및 그 방법
KR20140119278A (ko) * 2013-03-28 2014-10-10 한국표준과학연구원 표면탄성파에 의한 비접촉 무전원 무선 온도 측정 방법
KR101396545B1 (ko) * 2013-12-27 2014-05-20 (주)서전기전 다중온도센서 센싱 시스템을 구비한 배전반

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110308689A (zh) * 2019-05-22 2019-10-08 浙江工业大学 一种远程监控智能通风柜安全管理系统
KR20220140126A (ko) * 2021-04-09 2022-10-18 김규태 온도 측정 장치 및 그 제조 방법
KR102577404B1 (ko) 2021-04-09 2023-09-11 김규태 온도 측정 장치 및 그 제조 방법
KR102423480B1 (ko) * 2022-01-24 2022-07-21 유호전기공업주식회사 의사랜덤데이터를 이용한 고정확도의 saw 온도센서 시스템
KR102423479B1 (ko) * 2022-01-24 2022-07-21 유호전기공업주식회사 의사랜덤데이터를 이용한 고정확도의 온도 판독장치 및 그 방법
KR102423481B1 (ko) * 2022-01-24 2022-07-21 유호전기공업주식회사 의사랜덤데이터를 이용한 고정확도의 saw 온도센서 시스템을 구비한 수배전반
KR20230166594A (ko) 2022-05-31 2023-12-07 주식회사 현태 무선통신 기반 제어 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101654367B1 (ko) 표면탄성파 검출에 의한 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도감지 시스템
EP2187226B1 (en) Ultra-high frequency partial discharge array sensor apparatus for high-voltage power apparatus
KR100804128B1 (ko) 배전반의 비접촉 열화감지시스템
KR101571877B1 (ko) 진단 장치를 내장한 폐쇄형 배전반
KR102065555B1 (ko) Pim 측정 장치 및 이를 포함한 중계 유닛
KR101477755B1 (ko) 초음파 기반의 아크 및 코로나 방전 감시진단 시스템이 탑재된 고압반,저압반,분전반,모터제어반
CN102353473A (zh) 基于声表面波的无线传感器网络远程温度在线监测系统
US8483007B2 (en) Acoustic sensor system for detecting electrical conductivity faults in an electrical distribution system
US11762005B2 (en) Panel for audible monitoring of electrical components and the detection of electrical faults
CN205241502U (zh) 具有报警功能的退火炉
EP2442123A2 (en) Acoustic apparatus and acoustic sensor apparatus including a clamp
KR101648803B1 (ko) 배전반(고압배전반, 저압배전반, 분전반, 모터제어반)의 무선 온도검출 시스템
CN108088582B (zh) 一种声表面波快速测量开关柜温度的方法
JP2022552634A (ja) 電気メータソケット接続のための電気アーク検出
KR101396545B1 (ko) 다중온도센서 센싱 시스템을 구비한 배전반
JP6365220B2 (ja) 保護リレーシステムおよび保護リレーシステムのサンプリング同期監視方法
JP2008215864A (ja) 回転電機の部分放電検出装置及び部分放電検出方法
EP3391064B1 (en) A method of locating a fault in a power transmission medium
KR102028760B1 (ko) 휴대용 부분 방전 분석 장치 및 방법
US2839916A (en) Ultrasonic thickness gauge
JPH11231015A (ja) 回転電機の異常検出装置
KR20210044113A (ko) 부분 방전 진단 장치
KR102670928B1 (ko) 화재 및 보안 감시를 위한 장치 및 방법
CN211061072U (zh) 一种应用无线通讯技术的电气设备温度监测装置
JPH11150818A (ja) スイッチギヤの異常過熱検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190826

Year of fee payment: 4