KR101676697B1 - 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력케이블 등이 설치되는 컬버트(culvert), 전기실 및 수배전반 등과 같은 방재구역에 설치되어 비접촉 다분할 방식으로 화재발생 징후를 감지하는 비 접촉식 온도센서의 파라미터를 사용자의 요구에 따라 즉석에서 간편용이하게 설정하기 위한 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법에 관한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 중앙처리장치가 표시장치에 ID 설정화면을 디스플레이한 후 사용자의 요청에 따라 ID, 비접촉식 온도센서의 최고 감지온도 및 적외선 온도 측정시 출력한계 설정온도, 다분할된 어레이 픽셀들의 온,오프 정보를 저장한 후 화면상의 각 어레이 픽셀에 적외선 측정온도를 디스플레이하는 것을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

Description

비접촉식 온도센서의 셋팅 방법{SETTING METHOD OF NON-CONTACT TEMPERATURE SENSOR}

본 발명은 화재발생을 감지하는 기술에 관한 것으로, 특히 전력케이블 등이 설치되는 컬버트(culvert), 전기실 및 수배전반 등과 같은 방재구역에 설치되어 비접촉 다분할 방식으로 화재발생 징후를 감지하는 비접촉식 온도센서의 파라미터를 사용자의 요구에 따라 설정할 수 있도록 한 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기화재의 주요원인은 전선케이블의 합선, 과전류, 아크 및 누설전류 등이 있다. 이와 같은 전기화재의 발생을 줄이기 위하여 화재발생 감지기 및 차단기와 같은 개별장비가 설치된다.

근래 들어, 대형 건물이나 기계 설비 또는 전기설비가 설치된 산업시설 등에서 화재발생이 우려되는 위치에 접촉식 온도센서를 개별적으로 설치해 두고 이들을 통해 열 발생이 감지되면 관리자에게 알려주는 시스템이 구축되어 있다.

그러나, 이와 같이 접촉식 온도센서를 이용하여 화재 발생을 감지하는 종래 기술의 경우, 발열 후의 지연시간으로 인하여 신속하게 대처하는데 어려움이 따르고, 각각의 발열 위치마다 무수히 많은 온도센서를 부착하게 되므로 유지 보수에 어려움이 따른다.

더욱이, 통신선, 전선 등이 지나가는 관로인 지하 칼버트 또는 건물 내의 임의의 위치에서 돌발적으로 발생되는 화재 징후를 실시간으로 감지하여 관리자에게 알려주는데 어려움이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전력케이블 등이 설치되는 컬버트, 전기실 및 수배전반 등과 같은 방재구역에 설치되어 비접촉 다분할 방식으로 화재발생 징후를 감지하는 비접촉식 온도센서의 파라미터를 사용자의 요구에 따라 설정하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법은, (a) 중앙처리장치가 표시장치에 ID 설정화면을 디스플레이한 후 사용자로부터 ID를 입력받아 메모리에 저장하는 단계; (b) 상기 중앙처리장치가 상기 표시장치에 방사율 설정화면상에 비접촉식 온도센서의 최고 감지온도 및 적외선 온도 측정시 출력한계 설정온도를 디스플레이한 후 사용자가 설정하는 최고 감지온도 및 출력한계 설정온도를 상기 메모리에 저장하고, 사용자에 의해 설정된 방사율을 상기 메모리에 저장하는 단계; (c) 상기 중앙처리장치가 적외선(iR) 어레이 설정화면을 디스플레이 한 후 사용자의 요청에 따라 상기 비접촉식 온도센서의 다분할된 어레이 픽셀 중에서 사용여부에 따라 해당 픽셀을 온 또는 오프로 설정하고, 상기 설정된 정보를 상기 메모리에 저장하는 단계; 및 (d) 동작 모드에서 상기 중앙처리장치가 상기 비접촉식 온도센서로 측정된 온도를 상기 표시장치에 디스플레이함에 있어서, 적외선 측정 최고 온도 및 적외선 측정 주변온도를 디스플레이함과 아울러 다분할된 각 어레이 픽셀에 적외선 측정온도를 디스플레이하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전력케이블 등이 설치되는 컬버트, 전기실 및 수배전반 등과 같은 방재구역에서 사용되는 다분할 온도감지기능을 갖는 비접촉식 온도센서의 파라미터를 사용자로 하여금 보다 편리하고 손쉽게 설정할 수 있도록 함으로써, 다분할 온도감지 기능을 갖는 비접촉식 온도센서를 이용하여 비접촉 상태로 화재발생 징후를 사용자의 요구조건에 맞춰서 정확하고 신속하게 검출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 화재발생 감시방법이 적용되는 화재발생 감시장치의 블록도이다.
도 2a는 다분할 비접촉식 온도센서의 온도 측정 원리를 나타낸 도면이다.
도 2b는 비접촉식 온도센서의 설치예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법의 신호 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 파라미터 셋팅방법의 각 단계에서 표시장치에 디스플레이되는 내용을 표시한 것이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것은 아니라 할 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법이 적용되는 화재발생 감시장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 비접촉식 온도센서(110), 제어기(120), 유무선 송신기(130), 화재관리용 서버(140) 및 파라미터 셋팅장치(150)을 포함한다.

비접촉식 온도센서(110)는 설치되는 구역이 특별하게 한정되지 않으나, 전기실이나 전력케이블 또는 수배전반이 설치된 화재발생에 취약한 방재구역에 설치될 수 있다.

비접촉식 온도센서(110)는 다분할 방식으로 온도를 측정하는 적외선 온도센서(iR array themometer)로서, 이는 싱글 포인트로 온도를 측정하는 것이 아니라 다수 포인트의 온도를 측정한다. 본 실시예에서는 도 2a에서와 같이 64 포인트의 온도를 측정할 수 있다. 이와 같은 비접촉식 온도센서(110)는 넓은 FOV(Field Of View)를 가지므로 하나로 물체 표면온도와 주변온도를 함께 측정할 수 있다. 그리고, 상기 비접촉식 온도센서(110)는 측정 대상 물체에 적합한 방사율(Emissivity) 조정이 가능하다. 또한, 상기 비접촉식 온도센서(110)는 파라미터 셋팅 툴(Parameter Setting Tool)을 이용하여 각종 설정 및 모니터링이 가능하다. 이와 같은 비접촉식 온도센서(110)는 접촉식 온도센서에 비하여 보다 높은 온도를 보다 빠른 시간 내에 감지하는 특성이 있는 것으로 보고되고 있다.

즉, 상기 비접촉식 온도센서(110)는 도 2a에서와 같이 적외선 센서로서 16× 4 픽셀 등의 IR arrayn I2C interface, Ta(외기온도) -40 to 85℃, To(물체온도) -50 to 300℃를 비접촉식으로 측정한다. 따라서, 상기 비접촉식 온도센서(110)는 접촉식 온도센서와 같이 열평형 상태가 이루어질 때 까지 기다릴 필요가 없기 때문에 온도 감시 속도가 빠르고, 움직임이 있거나, 회전하거나 진동하는 물제, 강한 전자기장 안에 있는 물체(예: 고주파 가열), 온도변화가 급격한 물체(100 msec 단위), 진공챔버 안의 물체(윈도우 투과 측정), 접촉식 온도계로 측정할 수 없는 초고온의 물체, 접촉시 손상이 우려되거나 오염될 수 있는 물체, 온도분포가 변하는 표면, 접촉 시 온도가 변하는 물체 및 열전도(thermal-conductivity)가 낮은 물체 등을 대상으로 빈번한 온도 측정이 요구될 때 사용되는 온도센서이다.

이와 같은 비접촉식 온도센서(110)에서 물체에 방사된 적외선 에너지(열에너지)에 의해 물체의 온도가 상승되고, 상기 물체에 방사된 적외선은 그 물체의 표면에서 다시 방사된다. 비접촉식 온도센서(110)는 상기와 같이 물체의 표면에서 방사되는 적외선 에너지를 측정한다. 비접촉식 온도센서(110)에서 측정된 적외선 에너지는 다른 열원에 의하여 물체 표면에서 반사된 적외선 에너지와 물체를 투과한 적외선 에너지를 포함하는데, 이 두 가지를 제외한 물체가 표면으로 자체 방사하는 에너지만 물체의 온도측정에 사용된다. 이와 같이, 상기 비접촉식 온도센서(110)는 가시광선을 구분하지 못하는 반도체 광전센서와 달리 자외선에만 반응감도를 갖기 때문에 가시광 컷 필터(optical visible cut filter)를 사용할 필요가 없다.

제어기(120)는 상기 비접촉식 온도센서(110)의 출력신호를 근거로 상기 방재구역 내의 해당 위치(노드)에서의 화재 발생 유무를 판단하고, 화재가 발생된 것으로 판단될 때 화재검출신호를 지그비(Zigbee) 또는 RS-485 통신망을 통해 전송하는 역할을 수행한다.

유무선 송신기(130)는 상기 비접촉식 온도센서(110)와 연결되어 그로부터 수신되는 화재검출신호를 유선이나 무선으로 전송하는 역할을 수행한다.

화재관리용 서버(140)는 상기 유무선 송신기(130)을 통해 수신되는 상기 화재검출신호를 근거로 상기 방재구역 내의 해당 위치에서의 화재 발생 유무를 감시한다. 즉, 상기 화재관리용 서버(140)는 상기 화재검출신호를 근거로, 상기 방재구역 내의 임의의 위치에서 화재가 발생된 것을 인식하여 화면상에 해당 위치에서의 화재 발생을 표시하고, 알람을 발생한다. 따라서, 관리자는 평상시 별다른 주의를 기울이지 않고도 상기 화면이나 알람을 통해 상기 해당 위치에서의 화재 발생을 인식하여 필요한 조치를 취할 수 있게 된다.

도 2b는 상기 비접촉식 온도센서(110)가 전력선이나 전화선 등을 수용하기 위해 도로 밑에 설치되는 터널 모양의 컬버트(culvert)에 설치된 예를 보인 것이다.

파라미터 셋팅장치(150)는 사전에 사용자의 요구에 따라 상기 비접촉식 온도센서(110)의 파라미터를 셋팅함으로써, 다분할 온도감지 기능을 갖는 비접촉식 온도센서(110)를 통해 화재감시 대상지역에 대해 비접촉 상태로 화재발생 징후를 감지할 때, 사용자의 요구조건에 맞춰서 정확하고 신속하게 감지할 수 있게 된다. 여기서, 상기 비접촉식 온도센서(110)는 다분할 온도 감지를 위한 픽셀들 이외에 산소센서나 및 움직임 센서를 더 구비할 수 있다.

파라미터 셋팅장치(150)는 중앙처리장치(151) 표시장치(152) 및 메모리(153)를 구비한다.

한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 의한 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법의 흐름도로서 이에 도시한 바와 같이, ID 설정 단계(S31), 방사율 설정 단계(S32), iR 어레이 설정 단계(S33) 및 iR 어레이 모니터링 화면 표시 단계(S34)를 포함한다.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 실시예에 따른 파라미터 셋팅방법의 각 단계에서 표시장치에 디스플레이되는 내용을 표시한 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4a와 같은 초기화면에서, 중앙처리장치(151)는 사용자 명령에 따라 ID 설정 단계로 이동하거나, 방사율 설정 단계로 이동하거나, iR 어레이 설정 단계로 이동하거나, iR 어레이 모니터링 화면 설정 단계로 이동한다. 사용자는 사용자 인터페이스를 이용하여 상기 중앙처리장치(151)에 명령을 전달할 수 있게 되는데, 본 실시예에서는 상기 사용자 인터페이스가 터치스크린인 것을 예로 하여 설명한다.

이와 같은 경우 사용자는 도 4a와 같은 초기화면 상에 표시된 메뉴 항목 중에서 ID 설정 항목을 터치하거나, 방사율 설정항목을 터치하거나, iR 어레이 설정항목을 터치하거나, iR 어레이 모니터링화면 표시 항목을 터치하게 되고, 중앙처리장치(151)는 그 터치 영역을 감지하여 현재 단계를 해당 항목의 설정단계로 이동하게 된다.

사용자의 명령에 따라 ID 설정 단계로 이동한 경우, 중앙처리장치(151)는 표시장치(152)에 도 4b와 같은 ID 설정화면을 디스플레이한다. 이와 같은 상태에서, 중앙처리장치(151)는 사용자의 산소센서 사용유무에 대한 선택여부에 따라 산소센서를 온시키거나 오프시킨다. 그리고, 상기 중앙처리장치(151)는 사용자의 요구에 따라 움직임 센서의 동작시간을 설정한다. 그리고, 상기 중앙처리장치(151)는 표시장치(152)에 ID 입력창을 디스플레이한 후 사용자로부터 ID를 입력받아 메모리(153)에 저장한다. 이때, 상기 중앙처리장치(151)는 사용자로부터 패스워드를 입력받아 상기 메모리(153)에 저장할 수 있다.(S31)

사용자의 명령에 따라 방사율 설정 단계로 이동한 경우, 중앙처리장치(151)는 표시장치(152)에 도 4c와 같은 방사율 설정화면을 디스플레이한다. 이와 같은 상태에서, 중앙처리장치(151)는 비접촉식 온도센서(110)의 최고 감지온도를 디스플레이하고, 적외선 온도 측정시 출력한계(Output Limit) 설정온도를 디스플레이한다. 이때, 중앙처리장치(151)는 사용자가 출력한계 설정온도의 변경을 요청하면 그 변경된 출력한계 설정온도를 메모리(153)에 저장한다. 그리고, 중앙처리장치(151)는 방사율 입력창을 디스플레이하고, 사용자에 의해 설정된 방사율을 메모리(153)에 저장한다.(S32)

사용자의 명령에 따라 iR 어레이 설정 단계로 이동한 경우, 중앙처리장치(151)는 표시장치(152)에 도 4d와 같은 iR 어레이 설정화면을 디스플레이한다. 이와 같은 상태에서, 중앙처리장치(151)는 사용자의 요청에 따라 비접촉식 온도센서(110)의 다분할된 어레이 픽셀(64 픽셀) 중에서 사용할 픽셀은 온(on)으로 설정하고, 사용하지 않을 픽셀은 오프(off)로 설정한다. 그리고, 상기 중앙처리장치(151)는 상기와 같이 설정된 iR 어레이의 온,오프 설정내용을 메모리(153)에 저장한다.(S33)

사용자의 명령에 따라 iR 어레이 모니터링화면 표시 단계로 이동한 경우, 중앙처리장치(151)는 노멀모드(동작 모드)에서 비접촉식 온도센서(110)로 측정된 온도를 표시장치(152)에 디스플레이함에 있어서, 도 4d와 같은 iR 어레이 모니터링화면의 형태로 디스플레이한다. 이와 같은 상태에서, 중앙처리장치(151)는 표시장치(152)에 적외선 측정 최고 온도(예: 37.2도) 및 적외선 측정 주변온도(예: 24.0도)를 디스플레이한다. 또한, 상기 중앙처리장치(151)는 64 개로 분할된 각 어레이 픽셀(포인트)에 적외선 측정온도를 디스플레이한다.(S34)

한편, 도 4f는 본 발명에 적용되는 사용자 인터페이스의 예로써, 상기 표시장치(152)에 디스플레이되는 키패드 화면을 나타낸 것이다. 사용자는 상기 도 4f와 같은 키패드 화면을 통해 자신이 원하는 설정값을 입력할 수 있게 되고, 상기 중앙처리장치(151)는 그 입력값들을 인식하여 상기와 같은 셋팅모드에서 해당 설정값을 상기 메모리(153)에 저장하게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100 : 화재발생 감시장치 110 : 비접촉식 온도센서
120 : 제어기 130 : 유무선 송신기
140 : 화재관리용 서버 150 : 파라미터 셋팅장치
151 : 중앙처리장치 152 : 표시장치
153 : 메모리

Claims (6)

1. 컬버트 또는 전기실이나 배전반과 같은 방재구역에 설치되어 비접촉 다분할 방식으로 화재발생 징후를 감지하기 위한 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법에 있어서,
   (a) 중앙처리장치가 표시장치에 ID 설정화면을 디스플레이한 후 사용자로부터 ID를 입력받아 메모리에 저장하는 단계;
   (b) 상기 중앙처리장치가 상기 표시장치에 방사율 설정화면상에 비접촉식 온도센서의 최고 감지온도 및 적외선 온도 측정시 출력한계 설정온도를 디스플레이한 후 사용자가 설정하는 최고 감지온도 및 출력한계 설정온도를 상기 메모리에 저장하고, 사용자에 의해 설정된 방사율을 상기 메모리에 저장하는 단계;
   (c) 상기 중앙처리장치가 적외선(iR) 어레이 설정화면을 디스플레이 한 후 사용자의 요청에 따라 상기 비접촉식 온도센서의 다분할된 어레이 픽셀 중에서 사용여부에 따라 해당 픽셀을 온 또는 오프로 설정하고, 상기 설정된 정보를 상기 메모리에 저장하는 단계; 및
   (d) 동작 모드에서 상기 중앙처리장치가 상기 비접촉식 온도센서로 측정된 온도를 상기 표시장치에 디스플레이함에 있어서, 적외선 측정 최고 온도 및 적외선 측정 주변온도를 디스플레이함과 아울러 다분할된 각 어레이 픽셀에 적외선 측정온도를 디스플레이하는 단계를 포함하며,
   상기 (a) 단계는 상기 중앙처리장치가 사용자로부터 패스워드를 입력받아 상기 메모리에 저장하는 단계와 상기 중앙처리장치가 사용자의 요청에 따라 산소센서를 온시키거나 오프시키는 설정을 받는 단계와 사용자의 요청에 따라 움직임 센서의 동작시간을 설정받는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법.
   
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서, 상기 비접촉식 온도센서는 64개로 분할된 픽셀들을 구비하여 비접촉 다분할 방식으로 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 중앙처리장치는 상기 표시장치에 설치된 터치패드를 사용자인터페이스 장치로 사용하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 터치패드는 키패드를 구비한 것을 특징으로 하는 비접촉식 온도센서의 셋팅 방법.

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