KR101881866B1 - Integrated monitoring apparatus and method of engine rotary state - Google Patents

Integrated monitoring apparatus and method of engine rotary state Download PDF

Info

Publication number
KR101881866B1
KR101881866B1 KR1020160162355A KR20160162355A KR101881866B1 KR 101881866 B1 KR101881866 B1 KR 101881866B1 KR 1020160162355 A KR1020160162355 A KR 1020160162355A KR 20160162355 A KR20160162355 A KR 20160162355A KR 101881866 B1 KR101881866 B1 KR 101881866B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
distance
temperature
bearing
sensor unit
Prior art date
Application number
KR1020160162355A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180062281A (en
Inventor
김태옥
Original Assignee
금오기전 주식회사
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 금오기전 주식회사 filed Critical 금오기전 주식회사
Priority to KR1020160162355A priority Critical patent/KR101881866B1/en
Publication of KR20180062281A publication Critical patent/KR20180062281A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101881866B1 publication Critical patent/KR101881866B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D45/00Electrical control not provided for in groups F02D41/00 - F02D43/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/16Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring distance of clearance between spaced objects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00Indicating measured values
    • G01D7/02Indicating value of two or more variables simultaneously
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)

Abstract

본 발명은 2행정 엔진 내 회전부의 온도, 실린더의 하사점(BDC), 스플레시(splash) 오일 및 거리, 윤활유 내 습도(WIO)를 계측하고, 계측된 복수의 센싱 데이터를 하나의 시그널 프로세싱으로 통합하여 처리함으로써 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로서, 2행정 엔진 내 회전부의 스플레시(splash) 오일(SO) 온도, 베어링 온도, 베어링 마모값(거리)을 계측하는 계측부와, 상기 계측부에서 계측된 복수의 데이터를 입력받아 하나의 시그널 프로세싱으로 통합하여 처리하는 신호처리 통합부와, 상기 신호처리 통합부에서 처리된 통합 결과를 기반으로 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 모니터링부를 포함하여 구성되는데 있다.The present invention measures the temperature of a rotary part in a two-stroke engine, the bottom dead center (BDC) of a cylinder, splash oil and distance, and the humidity (WIO) in lubricating oil and measures a plurality of measured sensing data as one signal processing (SO) temperature of a rotary part in a two-stroke engine, a bearing temperature, a bearing wear value (a distance of a bearing), and the like. A signal processing integration unit for receiving a plurality of data measured by the measurement unit and integrating them into one signal processing; and a signal processing integration unit for performing integration processing of the plurality of data measured by the measurement unit, And a monitoring unit for continuously monitoring the status of the system.

Description

엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치 및 방법{Integrated monitoring apparatus and method of engine rotary state} Technical Field [0001] The present invention relates to an integrated monitoring apparatus and method,

본 발명은 엔진 회전부 상태 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 2행정 엔진 내 회전부의 온도, 실린더의 하사점(BDC), 스플레시(splash) 오일 및 거리, 윤활유 내 습도(WIO)를 계측하고, 계측된 복수의 센싱 데이터를 하나의 시그널 프로세싱으로 통합하여 처리함으로써 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 장치 및 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for monitoring the condition of an engine rotation part, in particular, the temperature of a rotation part in a two-stroke engine, BDC of a cylinder, splash oil and a distance and humidity (WIO) And more particularly, to an apparatus and method for continuously monitoring the state of a rotating part in an engine by integrating and processing a plurality of sensed sensing data into one signal processing.

2행정 엔진 회전부는 센서, 신호처리장치, 디스플레이 장치로 구성된 독립적인 모니터링 장치를 각 장치마다 설치 운용하고 있다. 이처럼 각 장치마다 각각 모니터링 장치를 구성하고 있음에 따라 설치 및 커미셔닝 비용과 사후관리 및 유지보수비용의 증대를 가져오고 있다.The two-stroke engine rotation unit is installed and operated independently for each device, which consists of a sensor, a signal processing unit, and a display unit. As each monitoring device is configured for each device, installation and commissioning costs and post management and maintenance costs are increasing.

이를 해소하기 위하여 모니터링 장치의 통합을 요구하는 추세이지만, 각 제조사의 특색에 따라 입출력 신호 및 전원 케이블 결선 등이 상이하고 제품 설치 및 커미셔닝을 타 제조사에서 할 수 없기 때문에 제조사가 다른 제품에 대하여 모니터링 장치를 통합하는 것은 매우 어려운 실정이다.In order to solve this problem, integration of monitoring devices is required. However, due to the characteristics of each manufacturer, input / output signals and power cable connections are different, and since product manufacturers can not install and commission products, Is very difficult to integrate.

2행정 엔진의 베어링은 크게 메인 베어링, 크로스헤드 베어링, 크랭크 핀 베어링으로 총 3 가지가 있으며, 크로스헤드와 크랭크 핀 베어링 경우 상하 및 회전운동을 하고 있어 유선 온도 센서의 사용이 불가능하다. 기존의 BTM(Bearing Temperature Monitor)은 직접적인 온도 측정이 불가능하여 도 1A에서 도시하고 있는 것과 같이 각 베어링 주위의 윤활유의 온도를 측정하여 간접적으로 베어링 온도를 측정하는 방법을 이용해 왔다.There are three main types of bearings for two-stroke engine: main bearing, crosshead bearing and crank pin bearing. In case of crosshead and crank pin bearing, it is impossible to use wire temperature sensor because it has up and down and rotary motion. The conventional BTM (Bearing Temperature Monitor) has not been able to directly measure the temperature. Thus, as shown in FIG. 1A, indirectly measuring the bearing temperature by measuring the temperature of the lubricant around each bearing has been used.

하지만 최근 무선 통신 기술의 발달로 무선전력송신 및 SAW(Surface Acoustic Wave) 기술을 활용한 무선/무전원 온도측정이 가능해 졌다. 도 1B는 해외의 선진국에서 개발되어 적용하고 있는 무선타입의 직접 측정방식의 예를 보여주고 있다.However, recent advances in wireless communications technology have enabled wireless and non-power temperature measurements using wireless power transmission and Surface Acoustic Wave (SAW) technology. 1B shows an example of a radio type direct measurement method developed and applied in a developed country in a foreign country.

이처럼 무선전력송신을 활용한 제품은 많이 개발되어 있으나 전력을 송신할 안테나의 크기가 제한적이다. 비교적 크기가 소형화된 SAW 기술을 활용한 베어링 온도 센서는 국내 제조사를 통해 개발된 제품이 없어 무선/무전원 베어링 온도센서의 개발이 요구되고 있다.Although many products using the wireless power transmission have been developed, the size of the antenna to transmit electric power is limited. Bearing temperature sensor using SAW technology which is relatively small in size has not been developed by domestic manufacturers, and therefore, development of a wireless / non-powered bearing temperature sensor is required.

공개특허공보 제10-2013-0112540호 (2013.10.14)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0112540 (Oct. 14, 2013) 등록특허공보 제10-0985983호 (2010.09.30)Patent Registration No. 10-0985983 (September 30, 2010)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 2행정 엔진 내 회전부의 온도, 실린더의 하사점(BDC), 스플레시(splash) 오일 및 거리, 윤활유 내 습도(WIO)를 계측하고, 계측된 복수의 센싱 데이터를 하나의 시그널 프로세싱으로 통합하여 처리함으로써 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in an effort to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for measuring the temperature of a rotary part in a two-stroke engine, BDC of a cylinder, splash oil and a distance, And an object of the present invention is to provide an apparatus and method for continuously monitoring the state of a rotating part in an engine by integrating and processing a plurality of measured sensing data into one signal processing.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치의 특징은 2행정 엔진 내 회전부의 스플레시(splash) 오일(SO) 온도, 베어링 온도, 베어링 마모값(거리)을 계측하는 계측부와, 상기 계측부에서 계측된 복수의 데이터를 입력받아 하나의 시그널 프로세싱으로 통합하여 처리하는 신호처리 통합부와, 상기 신호처리 통합부에서 처리된 통합 결과를 기반으로 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 모니터링부를 포함하여 구성되는데 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a system for monitoring an integrated state of an engine rotating part, comprising: a controller for measuring a splash oil temperature, a bearing temperature, and a bearing wear value A signal processing integration unit for receiving a plurality of data measured by the measurement unit and integrating them into one signal processing, and a control unit for controlling the state of the in-engine rotation unit based on the integration result processed by the signal processing integration unit And a monitoring unit for monitoring the integrated system.

바람직하게 상기 계측부는 베어링 온도를 감지하는 베어링 온도 센서부와, 스플레시(splash) 오일(SO) 온도를 감지하는 SO 온도 센서부와, 상기 SO 온도 센서부와 통합된 형태로 구성되어 베어링 마모값(거리)을 감지하는 거리 센서부와, 상기 SO 온도 센서부 및 거리 센서부가 서로 통합된 구성으로 상기 SO 온도 센서부에서 감지된 스플레시(splash) 오일(SO) 온도를 기반으로 미리 저장되어 있는 온도 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 거리 센서부에서 감지된 베어링 마모값(거리)을 보정하는 제 1 보정부와, 2행정 엔진 내 회전부의 회전 RPM(회전속도)를 도출하는 RPM 도출부와, 상기 RPM 도출부에서 도출된 RPM(회전속도)을 기반으로 미리 저장되어 있는 RPM 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 제 1 보정부에서 보정된 베어링 마모값(거리)을 보정하는 제 2 보정부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the metering unit includes a bearing temperature sensor unit for sensing a bearing temperature, an SO temperature sensor unit for sensing a temperature of a splash oil (SO), and a temperature sensor unit integrated with the SO temperature sensor unit, (SO) temperature sensed by the SO temperature sensor unit in a configuration in which the SO temperature sensor unit and the distance sensor unit are integrated with each other, A first correcting unit for correcting a bearing wear value (distance) sensed by the distance sensor unit by changing a wear value (distance) according to a temperature range, and a second correcting unit correcting a bearing wear value (Distance) according to the RPM range stored in advance on the basis of the derived portion and the RPM (rotational speed) derived from the RPM derivation portion, and the corrected bearing wear value (distance) is corrected by the first correcting portion Bo Claim characterized in that the configuration includes a second correction.

바람직하게 상기 제 1 보정부는 와전류 센싱 기법에 의한 코일의 임피던스 변화를 기반으로 온도 변화에 따라 변화되는 측정 대상체와 센서의 거리를 보정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the first correction unit corrects the distance between the object and the sensor, which changes according to the temperature change based on the impedance change of the coil by the eddy current sensing technique.

바람직하게 상기 제 2 보정부는 대상체의 상하 및 회전운동에 따른 베어링의 거리 및 시간변화로 변화되는 RPM(속도)을 감안하여 베어링 마모값(거리)을 보정하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the second correction unit corrects the bearing wear value (distance) in consideration of the RPM (speed) that varies with the distance and time of the bearing according to the up and down and the rotational motion of the object.

바람직하게 상기 SO 온도 센서부는 SAW 기술을 활용한 무선/무전원 온도 센서를 통해 회전부 베어링 온도를 신호처리 통합부로 전달하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the SO temperature sensor unit transmits the rotational part bearing temperature to the signal processing integrated unit through a wireless / non-powered temperature sensor using SAW technology.

바람직하게 상기 SO 온도 센서부는 외부로부터 전장이 가해지면 파동을 일으키는 압전 기판과, 상기 압전 기판에 위에 금속 전극을 배열하고, 안테나로부터 센서 감지신호가 전달되면, 압전 기판과 전극 구조를 통해 전기적 신호를 기계적 신호인 표면 탄성파를 발생시키는 IDT(Inter Digital Transducer)와, 상기 압전 기판에 형성하고, 압전 기판으로 전달되는 상기 IDT에서 생성된 표면 탄성파의 이동을 소정시간 지연시키는 지연선과, 상기 지연선을 통해 지연되어 이동되는 표면 탄성파를 스트립 개수 및 반사력을 통해 반사 대역폭이 조절된 표면 탄성파를 되돌려 A/D 변환하여 안테나를 통해 온도 값으로 출력하는 반사판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the SO temperature sensor unit includes a piezoelectric substrate on which a wave is generated when an electric field is applied from outside, and a metal electrode on the piezoelectric substrate. When a sensor sense signal is transmitted from the antenna, an electrical signal is transmitted through the piezoelectric substrate and the electrode structure An interdigital transducer (IDT) for generating a surface acoustic wave as a mechanical signal; a delay line formed on the piezoelectric substrate for delaying a movement of surface acoustic waves generated by the IDT transmitted to the piezoelectric substrate by a predetermined time; And a reflector for converting a surface acoustic wave having been delayed and shifted by a number of strips and a surface acoustic wave whose reflection bandwidth is adjusted through a reflection force to A / D conversion, and outputting the surface acoustic wave as a temperature value through an antenna.

바람직하게 상기 IDT는 전극 구조를 전극 피치 간 이격되는 거리, 전극 피치의 두께 및 전극 피치의 개수 중 적어도 하나가 다른 복수 형상의 전극 구조로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the IDT has an electrode structure in which at least one of the electrode structure is spaced apart from the electrode pitch, the thickness of the electrode pitch, and the number of electrode pitches are different.

바람직하게 상기 SO 온도 센서부는 칩(chip) 안테나 또는 코일 안테나로 구성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the SO temperature sensor unit comprises a chip antenna or a coil antenna.

바람직하게 상기 모니터링부는 신호처리 통합부(200)에서 전달되는 통합데이터를 전송받아 실시간 데이터 및 트렌드, 전체 시스템의 상태 중 적어도 하나를 표시하며, 특정 시간 간격으로 데이터 및 이벤트 로그(Event Log)를 저장하고 불러오며, 커미셔닝 절차에 따라 계측부의 SO 온도 센서부, 베어링 온도 센서부 및 거리 센서부의 설치상태를 실시간으로 제공하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the monitoring unit receives the integrated data transmitted from the signal processing integration unit 200 and displays at least one of the real time data, the trend, and the state of the entire system, and stores data and an event log at specific time intervals And the mounting state of the SO temperature sensor unit, the bearing temperature sensor unit, and the distance sensor unit of the measuring unit is provided in real time in accordance with the commissioning procedure.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 방법의 특징은 (A) 계측부를 통해 2행정 엔진 내 회전부의 스플레시(splash) 오일(SO) 온도, 베어링 온도, 베어링 마모값(거리)을 계측하는 단계와, (B) 신호처리 통합부를 통해 상기 계측된 복수의 데이터를 SAW 기술을 이용하여 입력받아 하나의 시그널 프로세싱으로 통합 처리하는 단계와, (C) 모니터링부를 통해 상기 처리된 통합 결과를 기반으로 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a method for monitoring an integrated state of an engine rotation part, comprising the steps of: (A) measuring a splash oil temperature, a bearing temperature, (B) a step of receiving the plurality of measured data through a signal processing integration unit using a SAW technology and integrating the processed data into one signal processing; (C) And integrating and monitoring the state of the rotating part in the engine on the basis of the integrated result.

바람직하게 상기 (A) 단계는 스플레시(splash) 오일(SO) 온도, 베어링 온도 및 베어링 마모값(거리)을 감지하는 단계와, 상기 감지된 스플레시(splash) 오일(SO) 온도를 기반으로 미리 저장되어 있는 온도 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 거리 센서부에서 감지된 베어링 마모값(거리)을 보정하는 제 1 보정 단계와, 2행정 엔진 내 회전부의 회전 RPM(회전속도)를 도출하고, 도출된 RPM(회전속도)을 기반으로 미리 저장되어 있는 RPM 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 제 1 보정 단계에서 보정된 베어링 마모값(거리)을 다시 보정하는 제 2 보정 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Preferably, the step (A) comprises the steps of sensing a splash oil (SO) temperature, a bearing temperature and a bearing wear value (distance), and determining a splash oil temperature based on the sensed splash oil A first correction step of correcting a bearing wear value (distance) sensed by the distance sensor unit by changing a wear value (distance) according to a temperature range stored in advance; (Distances) according to the RPM range previously stored on the basis of the derived RPM (rotation speed), and corrects the bearing wear value (distance) corrected in the first correction step, And a correction step.

바람직하게 상기 (C) 단계는 전달되는 통합데이터를 전송받아 실시간 데이터 및 트렌드, 전체 시스템의 상태 중 적어도 하나를 표시하는 단계와, 특정 시간 간격으로 데이터 및 이벤트 로그(Event Log)를 저장하고 불러오는 단계와, 커미셔닝 절차에 따라 계측부의 SO 온도 센서부, 베어링 온도 센서부 및 거리 센서부의 설치상태를 실시간으로 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The step (C) may include displaying at least one of real-time data, trends, and a state of the entire system by receiving the integrated data to be transmitted, and storing and retrieving data and an event log at specific time intervals And providing the installation state of the SO temperature sensor unit, the bearing temperature sensor unit and the distance sensor unit of the measuring unit in real time according to the commissioning procedure.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치 및 방법은 스플레시(splash) 오일 온도 센서와 에디(eddy) 전류 센서인 하사점 측정 센서를 통합함으로써, 에디 전류 센서의 온도특성을 보정하기 위해 추가로 설치해 왔던 온도센서를 제거하여 시스템의 복잡성을 줄이고 비용까지 절감할 수 있으며, 기존 측정 및 진단 장치에서 수행하던 온도보정을 센서에서 수행함으로써 측정 및 진단장치의 부하를 줄일 수 있다.As described above, according to the present invention, the integrated state monitoring apparatus for the engine rotation state integrates the splash oil temperature sensor and the bottom dead point sensor, which is an eddy current sensor, to compensate the temperature characteristic of the eddy current sensor In order to reduce the complexity and cost of the system by removing the temperature sensor, which has been installed in order to reduce the load on the measurement and diagnosis apparatus, the temperature correction performed by the existing measurement and diagnosis apparatus can be performed by the sensor.

도 1 은 종래의 베어링 온도 측정 방법을 설명하기 위한 구성도
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치를 나타내는 블록도
도 3 은 도 2에서 계측부의 구성을 상세히 나타낸 블록도
도 4 는 도 3에서 SO 온도 센서부의 구성을 상세히 나타낸 구성도
도 5 는 도 3에서 IDT의 구성을 상세히 나타낸 구성도
도 6 은 도 3에서 제 2 보정부를 설명하기 위한 일 실시예로서, 크랭크샤프트의 회전 RPM(회전속도)에 대한 크로스헤드 베어링의 거리와 시간변화를 나타낸 구성도
도 7 은 도 2에서 모니터링부를 통해 표시되는 화면을 나타낸 개념도
1 is a schematic view for explaining a conventional method of measuring a bearing temperature
2 is a block diagram showing an engine rotation state monitoring apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of the measuring unit in Fig. 2
FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of the SO temperature sensor unit in FIG. 3
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the IDT in detail in FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a distance and time variation of the crosshead bearing with respect to the rotational RPM (rotational speed) of the crankshaft,
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a screen displayed through the monitoring unit in FIG.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to let you know. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and are not intended to represent all of the technical ideas of the present invention. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may be present.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an apparatus for monitoring an integrated state of an engine rotating part according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 도시하고 있는 것과 같이, 2행정 엔진 내 회전부의 스플레시(splash) 오일(SO) 온도, 베어링 온도, 베어링 마모값(거리)을 계측하는 계측부(100)와, 상기 계측부(100)에서 계측된 복수의 데이터를 입력받아 하나의 시그널 프로세싱으로 통합하여 처리하는 신호처리 통합부(200)와, 상기 신호처리 통합부(200)에서 처리된 통합 결과를 기반으로 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 모니터링부(300)로 구성된다.A metering section 100 for measuring the splash oil SO temperature, the bearing temperature, and the bearing wear value (distance) of the rotary section in the two-stroke engine as shown in Fig. 2; A signal processing integration unit 200 for receiving a plurality of measured data and integrating them into one signal processing and processing the state of the in-engine rotation unit based on integration results processed by the signal processing integration unit 200, And a monitoring unit 300 for monitoring the integrated system.

참고로 상기 베어링 마모값이란 베어링의 마모에 따른 거리 변화량으로, 크랭크핀 베어링과 크로스헤드 베어링 및 메인 베어링의 마모를 합산한 값이다. 이 마모값은 피스톤의 상사점 및 하사점 변화를 일으킨다. 그러나 상사점의 경우 연소실에서 피스톤의 위치를 측정해야하므로 측정이 불가하다. 피스톤의 하사점은 크랭크실 내부에서 크로스헤드의 가이드 슈의 최저 위치를 계측하여 측정이 가능하다. 따라서 베어링의 마모값을 감지하는 거리 센서는 크랭크실에 설치되어 가이드 슈의 최저 위치를 측정하고, 이를 통하여 피스톤의 하사점을 측정한다. 측정된 피스톤의 하사점은 베어링의 마모값을 대표한다.For reference, the bearing wear value is a variation amount of the bearing due to wear of the bearing, which is the sum of the wear of the crankpin bearing, the crosshead bearing, and the main bearing. This wear value causes the top dead center and bottom dead center of the piston to change. However, in the case of the top dead center, it is impossible to measure the position of the piston in the combustion chamber. The bottom dead center of the piston can be measured by measuring the lowest position of the guide shoe of the crosshead in the crankcase. Therefore, the distance sensor that senses the wear value of the bearing is installed in the crankcase to measure the lowest position of the guide shoe and measure the bottom dead center of the piston through it. The bottom dead center of the measured piston represents the wear value of the bearing.

상기 계측부(100)는 도 3에서 도시하고 있는 것과 같이, 베어링 온도를 감지하는 베어링 온도 센서부(160)와, 스플레시(splash) 오일(SO) 온도를 감지하는 SO 온도 센서부(110)와, 상기 SO 온도 센서부(110)와 통합된 형태로 구성되어 베어링 마모값(거리)을 감지하는 거리 센서부(120)와, 상기 SO 온도 센서부(110) 및 거리 센서부(120)가 서로 통합된 구성으로 상기 SO 온도 센서부(110)에서 감지된 스플레시(splash) 오일(SO) 온도를 기반으로 미리 저장되어 있는 온도 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 거리 센서부(120)에서 감지된 베어링 마모값(거리)을 보정하는 제 1 보정부(130)와, 2행정 엔진 내 회전부의 회전 RPM(회전속도)를 도출하는 RPM 도출부(140)와, 상기 RPM 도출부(140)에서 도출된 RPM(회전속도)을 기반으로 미리 저장되어 있는 RPM 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 제 1 보정부(130)에서 보정된 베어링 마모값(거리)을 보정하는 제 2 보정부(150)로 구성된다.3, the measuring unit 100 includes a bearing temperature sensor unit 160 for sensing a bearing temperature, an SO temperature sensor unit 110 for sensing a temperature of a splash oil SO, A distance sensor unit 120 which is integrated with the SO temperature sensor unit 110 and senses a wear amount of the bearing and a distance sensor unit 120 which is disposed between the SO temperature sensor unit 110 and the distance sensor unit 120, (Distance) according to the temperature range pre-stored based on the temperature of the splash oil SO sensed by the SO temperature sensor unit 110 in the integrated configuration, An RPM derivation unit 140 for deriving a rotation RPM (rotation speed) of the rotation unit in the two-stroke engine; a first correction unit 130 for correcting a bearing wear value (distance) sensed by the RPM derivation unit (Distance) based on the RPM range stored in advance based on the RPM Changes to the first consists of a first correcting the second correction unit 150, which unit 130 corrects the bearing wear value (distance) from the corrected.

이때, 베어링 마모값을 감지하는 거리 센서부(120)는 와전류 센싱 기법을 이용하고 있다. 와전류 센싱 기법은 코일의 임피던스 변화를 이용하여 측정 대상체와의 거리를 측정하는 기법이다. 이때, 코일의 임피던스가 측정 대상체 및 주변 온도에 종속관계에 있기 때문에 측정 대상체와 센서가 동일한 거리에 있다 하더라도 온도에 따라 거리 센서부(120)가 출력하는 거리 값이 변하게 된다. 이 거리 오차는 주변 온도에 따라 거리 센서의 정확도보다 수 배 이상 클 수 있다.At this time, the distance sensor unit 120 that senses the bearing wear value uses the eddy current sensing technique. The eddy current sensing technique is a technique for measuring the distance from the object to be measured by using the impedance change of the coil. At this time, since the impedance of the coil is dependent on the measurement target object and the ambient temperature, the distance value outputted by the distance sensor unit 120 varies depending on the temperature even if the measurement target object and the sensor are at the same distance. This distance error may be several times greater than the accuracy of the distance sensor depending on the ambient temperature.

따라서 상기 제 1 보정부(130)에서의 온도 범위에 따른 마모값(거리)을 보정하게 된다.Therefore, the abrasion value (distance) according to the temperature range in the first correcting unit 130 is corrected.

또한, 상기 제 2 보정부(150)에서의 보정은 크랭크 핀, 크로스헤드 베어링의 경우 온도측정의 대상체가 상하 및 회전운동을 함으로 무선 센서가 온도측정을 할 수 있는 시간과 거리가 제한적이다. 따라서 제 2 보정부(150)의 2차 보정을 통해 이러한 RPM 범위에 따른 베어링 마모값(거리)을 보정한다.In the case of a crank pin or a crosshead bearing, the object of the temperature measurement is vertically and rotationally moved so that the time and distance that the wireless sensor can measure the temperature are limited. Accordingly, the bearing wear value (distance) according to the RPM range is corrected through the secondary correction of the second correction unit 150. [

도 6 은 크랭크샤프트의 회전 RPM(회전속도)에 대한 크로스헤드 베어링의 거리와 시간변화를 나타낸 구성도로서, 다음 수학식 1을 통해 베어링 마모값(거리)의 2차 보정을 계산하게 된다.Fig. 6 is a diagram showing the distance and time variation of the crosshead bearing with respect to the rotational RPM (rotation speed) of the crankshaft. The second correction of the bearing wear value (distance) is calculated by the following equation (1).

Figure 112016117826017-pat00001
Figure 112016117826017-pat00001

Figure 112016117826017-pat00002
Figure 112016117826017-pat00002

한편, 크로스헤드 베어링의 SO 온도 센서부는 TDC(Top Dead Cenetr) 인근에 설치되는데, 도 6에서 볼 수 있듯이 크로스헤드 베어링의 상하 운동 속도는 TDC 인근에서 상대적으로 느린 것을 확인할 수 있다. 따라서 2차 보정시 크랭크샤프트의 회전속도와 동일한 이동속도를 갖는 크랭크 필 베어링의 송수신 가능 속도를 기준으로 한다. 그러나 이는 하나의 일 실시예로서, 온도측정의 대상체에 따라 2차 보정을 위한 계산식은 적절히 변경되어야 할 것이다.On the other hand, the SO temperature sensor portion of the crosshead bearing is installed near the TDC (Top Dead Cenetr). As can be seen from FIG. 6, the up / down movement speed of the crosshead bearing is relatively slow near the TDC. Therefore, the transmission / receivable speed of the crankpipe bearing having the same moving speed as the rotational speed of the crankshaft at the time of the secondary correction is used as a reference. However, according to one embodiment of the present invention, the calculation formula for the secondary correction should be appropriately changed depending on the object of the temperature measurement.

그리고 2행정 엔진 내 베어링은 메인 베어링, 크로스헤드 베어링, 크랭크 핀 베어링으로 분류되며, 크로스헤드 베어링과 크랭크 핀 베어링은 상하운동 및 회전운동을 하고 있어, 케이블 결선이 불가능 하다. 따라서 상기 계측부(100)는 SAW 기술을 활용한 무선/무전원 온도 센서를 통해 회전부 베어링 온도를 신호처리 통합부(200)로 전달한다. Two-stroke internal bearings are classified as main bearings, crosshead bearings, and crank pin bearings. Crosshead bearings and crank pin bearings move up and down and rotate, making cabling impossible. Therefore, the measurement unit 100 transmits the rotation unit bearing temperature to the signal processing integration unit 200 through the wireless / non-power temperature sensor utilizing the SAW technology.

도 4 는 도 3에서 SO 온도 센서부의 구성을 상세히 나타낸 구성도이다.4 is a block diagram showing the configuration of the SO temperature sensor unit in detail in FIG.

도 4에서 도시하고 있는 것과 같이, SO 온도 센서부(110)는 외부로부터 전장이 가해지면 파동을 일으키는 압전 기판(111)과, 상기 압전 기판(111)에 위에 금속 전극을 배열하고, 안테나(115)로부터 센서 감지신호가 전달되면, 압전 기판(111)과 전극 구조를 통해 전기적 신호를 기계적 신호인 표면 탄성파를 발생시키는 IDT(Inter Digital Transducer)(112)와, 상기 압전 기판(111)에 형성하고, 압전 기판(111)으로 전달되는 상기 IDT에서 생성된 표면 탄성파의 이동을 소정시간 지연시키는 지연선(113)과, 상기 지연선(113)을 통해 지연되어 이동되는 표면 탄성파를 스트립 개수 및 반사력을 통해 반사 대역폭이 조절된 표면 탄성파를 되돌려 A/D 변환하여 안테나(115)를 통해 온도 값으로 출력하는 반사판(114)으로 구성된다.4, the SO temperature sensor unit 110 includes a piezoelectric substrate 111 for generating a wave when an electric field is applied from the outside, a metal electrode on the piezoelectric substrate 111, An IDT (Inter Digital Transducer) 112 for generating a surface acoustic wave, which is a mechanical signal, through an electrode structure with the piezoelectric substrate 111 when the sensor sensing signal is transmitted from the piezoelectric substrate 111 to the piezoelectric substrate 111 A delay line 113 for delaying the movement of the surface acoustic wave generated by the IDT, which is transmitted to the piezoelectric substrate 111, for a predetermined time, and a surface acoustic wave which is delayed and moved through the delay line 113, And a reflector 114 for A / D-converting the surface acoustic wave whose reflection bandwidth is adjusted through the antenna 115 and outputting it through the antenna 115 as a temperature value.

이때, 상기 압전 기판(111)은 RF 신호가 주파수 대역에 따라 온도 민감도가 바뀌게 됨에 따라, 19ppm/℃의 이득을 갖는

Figure 112016117826017-pat00003
기판보다는 전기기계결합계수가 크고 SAW 전달특성이 뛰어난
Figure 112016117826017-pat00004
기판을 사용하는 것이 바람직하다. At this time, as the temperature sensitivity of the RF substrate changes depending on the frequency band, the piezoelectric substrate 111 has a gain of 19 ppm /
Figure 112016117826017-pat00003
Electromechanical coupling coefficient is larger than substrate and SAW transmission characteristic is superior
Figure 112016117826017-pat00004
It is preferable to use a substrate.

또한 상기 압전 기판(111)은 재질뿐만 아니라 기판 위에 IDT(112)의 형성에 따라 반사력과 대역폭이 달라지므로, 상기 IDT(112)는 도 5에서 도시하고 있는 것과 같이 전극 구조를 전극 피치 간 이격되는 거리, 전극 피치의 두께 및 전극 피치의 개수 등이 서로 다른 여러 가지 형상의 전극 구조로 제작한다. 이때, 도 5(a)는 전극 구조 형상에 따른 주파수 변화를 나타낸 도면이고, 도 5(b)는 전극 피치에 따른 필터 효과를 나타낸 도면이다.5, since the IDT 112 is formed on the piezoelectric substrate 111 as well as the material thereof, the IDT 112 has a reflection power and a bandwidth different from each other. Therefore, The thickness of the electrode pitch, and the number of electrode pitches. 5 (a) is a diagram showing a frequency change according to an electrode structure shape, and FIG. 5 (b) is a diagram showing a filter effect according to an electrode pitch.

이에 따라, 압전 기판(111)은 외부로부터 전장이 가해지면 파동을 일으키고, IDT(112)를 압전 기판(111) 위에 형성하고 신호를 가하면 IDT(112) 사이에 걸리는 적절한 주파수의 전기 신호가 결정표면을 팽창 압축시키면서 기계적인 파동, 표면탄성파가 발생되고, 압전 기판(111)으로 전달되어 출력 전극에서 역 압전효과에 의해 다시 전자파로 바뀌게 되고 특정 공진 주파수 신호만 선택할 수 있다, 이때, 주파수는 다음 수학식 2와 같다.Accordingly, when the electric field is applied from the outside, the piezoelectric substrate 111 generates a wave, and when an IDT 112 is formed on the piezoelectric substrate 111 and a signal is applied, an electric signal of an appropriate frequency, A mechanical wave and a surface acoustic wave are generated and transmitted to the piezoelectric substrate 111 and then converted into an electromagnetic wave again by an inverse piezoelectric effect at the output electrode and only a specific resonance frequency signal can be selected. Equation 2 is as follows.

Figure 112016117826017-pat00005
Figure 112016117826017-pat00005

그리고 IDT(112)에서 생성된 표면탄성파가 지연선(113)을 통과하여 반사판(114)을 통해 되돌아오는데, 이때 반사판(114)의 스트립 개수(N), 반사력(r)을 통해 반사계수(R)를 다음 수학식 3과 같이 표현한다.The surface acoustic wave generated by the IDT 112 passes through the delay line 113 and is returned through the reflection plate 114. At this time, the number of strips N of the reflection plate 114 and the reflection coefficient r R) is expressed by the following equation (3).

Figure 112016117826017-pat00006
Figure 112016117826017-pat00006

이때, 스트립 개수(N)에 따라 반사 대역폭이 작아지고 두 요소간의 관계를 고려하여 적당한 개수를 설계해야 한다. 대역폭(B)은 다음 수학식 4의 식에 의해 결정된다.At this time, the reflection bandwidth is reduced according to the number of strips (N), and a suitable number should be designed considering the relationship between the two elements. The bandwidth (B) is determined by the following equation (4).

Figure 112016117826017-pat00007
Figure 112016117826017-pat00007

한편, SO 온도 센서부(110)는 설치 환경이 열악하고 공간 또한 협소하여 칩(chip) 안테나를 구성한다. 그러나 칩 안테나는 수 센티미터의 송/수신 거리로 제한되게 됨에 따라, 이를 해소하기 위해 코일 안테나로 구성될 수도 있다.On the other hand, the SO temperature sensor unit 110 has a poor installation environment and a narrow space, thereby forming a chip antenna. However, since the chip antenna is limited to a transmitting / receiving distance of several centimeters, it may be constituted by a coil antenna to solve this problem.

상기 신호처리 통합부(200)는 계측부(100)에서 계측된 복수의 데이터를 입력받을 수 있도록 구성되며, 이를 측정 및 진단하여 모니터링부(300)로 출력하기 위해 규격화된 프로토콜인 Modbus 프로토콜을 이용한다. 상기 Modbus 프로토콜은 마스터/슬레이브 구조로 여러 주변장비의 상태 모니터링에 적합한 구조로 구성되어 새로운 장비를 추가하는데 용이하다.The signal processing integration unit 200 is configured to receive a plurality of data measured by the measurement unit 100. The signal processing integration unit 200 uses a Modbus protocol that is a standardized protocol to measure and diagnose and output the measured data to the monitoring unit 300. [ The Modbus protocol is a master / slave structure, which is suitable for monitoring the status of various peripheral devices, and is easy to add new equipment.

한편, 상기 신호처리 통합부(200)는 모든 신호처리 장치를 하나로 통합하기 위해 다음 표 1과 같은 사양으로 구성된다.Meanwhile, the signal processing integration unit 200 is configured as shown in Table 1 below to integrate all the signal processing devices into one.

Figure 112016117826017-pat00008
Figure 112016117826017-pat00008

이처럼, 계측부(100)에서 계측된 복수의 데이터를 통합함으로 개별 모니터링 장치의 기능을 모두 하나의 측정 및 진단 장치에서 수행이 가능하게 되어 프로세서의 부하와 소프트웨어 개발의 복잡성을 해결하고 정형화된 소프트웨어 개발이 가능하게 된다.By integrating the plurality of data measured by the measurement unit 100, it is possible to perform all of the functions of the individual monitoring devices in one measurement and diagnostic apparatus, thereby solving the load of the processor and the complexity of software development, .

상기 모니터링부(300)는 도 7에서 도시하고 있는 것과 같이, 신호처리 통합부(200)에서 전달되는 통합데이터를 전송받아 실시간 데이터 및 트렌드, 전체 시스템의 상태 등을 표시하며, 특정 시간 간격으로 데이터 및 이벤트 로그(Event Log)를 저장하고 불러올 수 있도록 구성된다. 또한 저장된 데이터의 압축 기능 및 오래된 데이터 삭제 기능을 추가하여 한정된 저장 공간을 효과적으로 활용할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 7, the monitoring unit 300 receives the integrated data transmitted from the signal processing integration unit 200 and displays real-time data and trends, the status of the entire system, and the like. And an event log (Event Log). In addition, the function of compressing stored data and the function of deleting old data can be added to utilize limited storage space effectively.

또한, 상기 모니터링부(300)는 신호처리 통합부(200)에서 전달되는 통합데이터의 표시기능을 기본으로 구현하고, 커미셔닝 절차에 따라 SO 온도 센서부(110), 베어링 온도 센서부(160) 및 거리 센서부(120) 등의 설치상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 구성된다.The monitoring unit 300 basically implements the display function of the integrated data transmitted from the signal processing integration unit 200 and controls the SO temperature sensor unit 110, the bearing temperature sensor unit 160, So that the installation state of the distance sensor unit 120 and the like can be confirmed in real time.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (12)

2행정 엔진 내 회전부의 스플레시(splash) 오일(SO) 온도, 베어링 온도, 베어링 마모값(거리)을 계측하는 계측부와,
상기 계측부에서 계측된 복수의 데이터를 입력받아 하나의 시그널 프로세싱으로 통합하여 처리하는 신호처리 통합부와,
상기 신호처리 통합부에서 처리된 통합 결과를 기반으로 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 모니터링부를 포함하고,
상기 계측부는
베어링 온도를 감지하는 베어링 온도 센서부와,
스플레시(splash) 오일(SO) 온도를 감지하는 SO 온도 센서부와,
상기 SO 온도 센서부와 통합된 형태로 구성되어 베어링 마모값(거리)을 감지하는 거리 센서부와,
상기 SO 온도 센서부 및 거리 센서부가 서로 통합된 구성으로 상기 SO 온도 센서부에서 감지된 스플레시(splash) 오일(SO) 온도를 기반으로 미리 저장되어 있는 온도 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 거리 센서부에서 감지된 베어링 마모값(거리)을 보정하는 제 1 보정부와,
2행정 엔진 내 회전부의 회전 RPM(회전속도)를 도출하는 RPM 도출부와,
상기 RPM 도출부에서 도출된 RPM(회전속도)을 기반으로 미리 저장되어 있는 RPM 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 제 1 보정부에서 보정된 베어링 마모값(거리)을 보정하는 제 2 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치.
A metering section for measuring a splash oil SO temperature, a bearing temperature and a bearing wear value (distance) of a rotating part in a two-stroke engine,
A signal processing integration unit for receiving a plurality of data measured by the measurement unit and integrating them into one signal processing,
And a monitoring unit that continuously monitors the state of the internal combustion engine based on the integrated result processed by the signal processing integration unit,
The measuring unit
A bearing temperature sensor unit for sensing a bearing temperature,
An SO temperature sensor unit for sensing a splash oil (SO) temperature,
A distance sensor unit that is integrated with the SO temperature sensor unit and senses a bearing wear value (distance)
The SO temperature sensor unit and the distance sensor unit are integrated with each other to change the wear value (distance) according to a pre-stored temperature range based on the temperature of the splash oil (SO) sensed by the SO temperature sensor unit A first correcting unit for correcting a bearing wear value (distance) sensed by the distance sensor unit,
An RPM derivation unit for deriving a rotation RPM (rotation speed) of the rotation unit in the two-stroke engine,
(Distance) according to the RPM range stored in advance based on the RPM (rotation speed) derived from the RPM derivation unit and corrects the corrected bearing wear value (distance) in the first correcting unit, And a correction unit for correcting the state of the engine.
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 보정부는
와전류 센싱 기법에 의한 코일의 임피던스 변화를 기반으로 온도 변화에 따라 변화되는 측정 대상체와 센서의 거리를 보정하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the first correction unit
And the distance between the sensor and the sensor, which is changed according to the temperature change, is corrected based on the impedance change of the coil by the eddy current sensing technique.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 보정부는
대상체의 상하 및 회전운동에 따른 베어링의 거리 및 시간변화로 변화되는 RPM(속도)을 감안하여 베어링 마모값(거리)을 보정하는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the second correction unit
Wherein the bearing wear amount (distance) is corrected in consideration of the RPM (speed) that varies with the distance and time of the bearing due to the up and down movement of the object and the rotational movement of the object.
제 1 항에 있어서,
상기 SO 온도 센서부는 SAW 기술을 활용한 무선/무전원 온도 센서를 통해 회전부 베어링 온도를 신호처리 통합부로 전달하는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the SO temperature sensor unit transmits the rotation part bearing temperature to the signal processing integrated unit through a wireless / non-power temperature sensor using SAW technology.
제 1 항에 있어서, 상기 SO 온도 센서부는
외부로부터 전장이 가해지면 파동을 일으키는 압전 기판과,
상기 압전 기판에 위에 금속 전극을 배열하고, 안테나로부터 센서 감지신호가 전달되면, 압전 기판과 전극 구조를 통해 전기적 신호를 기계적 신호인 표면 탄성파를 발생시키는 IDT(Inter Digital Transducer)와,
상기 압전 기판에 형성하고, 압전 기판으로 전달되는 상기 IDT에서 생성된 표면 탄성파의 이동을 소정시간 지연시키는 지연선과,
상기 지연선을 통해 지연되어 이동되는 표면 탄성파를 스트립 개수 및 반사력을 통해 반사 대역폭이 조절된 표면 탄성파를 되돌려 A/D 변환하여 안테나를 통해 온도 값으로 출력하는 반사판을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the SO temperature sensor unit
A piezoelectric substrate for generating a wave when an electric field is applied from the outside,
An IDT (Inter Digital Transducer) which generates a surface acoustic wave, which is a mechanical signal, through an electrode structure and a piezoelectric substrate when a sensor signal is transmitted from the antenna,
A delay line formed on the piezoelectric substrate for delaying the movement of the surface acoustic wave generated by the IDT transmitted to the piezoelectric substrate by a predetermined time,
And a reflector for returning the surface acoustic waves, which are delayed and moved through the delay line, through the number of strips and the reflection force, and outputting the surface acoustic waves as temperature values through the antenna. Engine revolution status integrated monitoring device.
제 6 항에 있어서,
상기 IDT는 전극 구조를 전극 피치 간 이격되는 거리, 전극 피치의 두께 및 전극 피치의 개수 중 적어도 하나가 다른 복수 형상의 전극 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the IDT has an electrode structure of a plurality of shapes in which at least one of a distance between electrode pitches, a thickness of an electrode pitch, and a number of electrode pitches is different.
제 6 항에 있어서,
상기 SO 온도 센서부는 칩(chip) 안테나 또는 코일 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the SO temperature sensor unit comprises a chip antenna or a coil antenna.
제 1 항에 있어서,
상기 모니터링부는 신호처리 통합부(200)에서 전달되는 통합데이터를 전송받아 실시간 데이터 및 트렌드, 전체 시스템의 상태 중 적어도 하나를 표시하며, 특정 시간 간격으로 데이터 및 이벤트 로그(Event Log)를 저장하고 불러오며, 커미셔닝 절차에 따라 계측부의 SO 온도 센서부, 베어링 온도 센서부 및 거리 센서부의 설치상태를 실시간으로 제공하는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 장치.
The method according to claim 1,
The monitoring unit receives the integrated data transmitted from the signal processing integration unit 200 and displays at least one of the real time data, the trend, and the state of the entire system. The monitoring unit stores data and an event log at specific time intervals, And the installation state of the SO temperature sensor unit, the bearing temperature sensor unit, and the distance sensor unit of the measuring unit is provided in real time in accordance with the commissioning procedure.
(A) 계측부를 통해 2행정 엔진 내 회전부의 스플레시(splash) 오일(SO) 온도, 베어링 온도, 베어링 마모값(거리)을 계측하는 단계와,
(B) 신호처리 통합부를 통해 상기 계측된 복수의 데이터를 SAW 기술을 이용하여 입력받아 하나의 시그널 프로세싱으로 통합 처리하는 단계와,
(C) 모니터링부를 통해 상기 처리된 통합 결과를 기반으로 엔진 내 회전부의 상태를 상시적으로 통합 모니터링하는 단계를 포함하고,
상기 (A) 단계는
스플레시(splash) 오일(SO) 온도, 베어링 온도 및 베어링 마모값(거리)을 감지하는 단계와,
상기 감지된 스플레시(splash) 오일(SO) 온도를 기반으로 미리 저장되어 있는 온도 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 베어링 마모값(거리)을 보정하는 제 1 보정 단계와,
2행정 엔진 내 회전부의 회전 RPM(회전속도)를 도출하고, 도출된 RPM(회전속도)을 기반으로 미리 저장되어 있는 RPM 범위에 따른 마모값(거리)으로 변경하여 상기 제 1 보정 단계에서 보정된 베어링 마모값(거리)을 다시 보정하는 제 2 보정 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 방법.
(A) measuring the splash oil (SO) temperature, bearing temperature, and bearing wear value (distance) of the two-stroke engine internal rotation part through the metering part,
(B) inputting the plurality of measured data through a SAW technology and integrating the plurality of measured data into one signal processing through a signal processing integration unit,
(C) monitoring the state of the in-engine rotating part at all times based on the processed integration result through the monitoring part,
The step (A)
Sensing a splash oil (SO) temperature, a bearing temperature and a bearing wear value (distance)
A first correction step of correcting the bearing wear value (distance) by changing a wear value (distance) according to a pre-stored temperature range based on the sensed temperature of the splash oil (SO)
(Rotational speed) of the rotating part in the two-stroke engine is derived, and is changed to a wear value (distance) according to the RPM range stored in advance based on the derived RPM (rotational speed) And a second correction step of correcting again the bearing wear value (distance).
삭제delete 제 10 항에 있어서, 상기 (C) 단계는
전달되는 통합데이터를 전송받아 실시간 데이터 및 트렌드, 전체 시스템의 상태 중 적어도 하나를 표시하는 단계와,
특정 시간 간격으로 데이터 및 이벤트 로그(Event Log)를 저장하고 불러오는 단계와,
커미셔닝 절차에 따라 계측부의 SO 온도 센서부, 베어링 온도 센서부 및 거리 센서부의 설치상태를 실시간으로 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 회전부 상태 통합 모니터링 방법.
11. The method of claim 10, wherein step (C)
Displaying at least one of the real-time data, the trend, and the state of the entire system by receiving the integrated data to be transmitted,
Storing and retrieving data and event logs at specific time intervals,
And providing the installation state of the SO temperature sensor unit, the bearing temperature sensor unit and the distance sensor unit of the measuring unit in real time according to the commissioning procedure.
KR1020160162355A 2016-11-30 2016-11-30 Integrated monitoring apparatus and method of engine rotary state KR101881866B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160162355A KR101881866B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Integrated monitoring apparatus and method of engine rotary state

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160162355A KR101881866B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Integrated monitoring apparatus and method of engine rotary state

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180062281A KR20180062281A (en) 2018-06-08
KR101881866B1 true KR101881866B1 (en) 2018-08-24

Family

ID=62947770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160162355A KR101881866B1 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Integrated monitoring apparatus and method of engine rotary state

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101881866B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200402065Y1 (en) * 2005-08-30 2005-11-24 에스티엑스엔진 주식회사 Temperature sensing system of diesel engine bearing
KR100985983B1 (en) 2008-07-09 2010-10-06 금오기전 주식회사 Diesel engine status monitoring and alarm device with multi channel which is consisted of input for temperature and pressure signal
KR101229949B1 (en) 2011-10-12 2013-02-05 주식회사 세나코 With bearing worn down condition surveillance system and that system of vessel engine inside worn down condition the method which watches
KR200473538Y1 (en) * 2010-05-31 2014-07-08 두산엔진주식회사 The device of the bearing wear monitoring for the Low speed diesel engine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130112540A (en) 2012-04-04 2013-10-14 금오기전 주식회사 Bearing wear condition monitoring, diagnosis and estimation system and method for the low speed diesel engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200402065Y1 (en) * 2005-08-30 2005-11-24 에스티엑스엔진 주식회사 Temperature sensing system of diesel engine bearing
KR100985983B1 (en) 2008-07-09 2010-10-06 금오기전 주식회사 Diesel engine status monitoring and alarm device with multi channel which is consisted of input for temperature and pressure signal
KR200473538Y1 (en) * 2010-05-31 2014-07-08 두산엔진주식회사 The device of the bearing wear monitoring for the Low speed diesel engine
KR101229949B1 (en) 2011-10-12 2013-02-05 주식회사 세나코 With bearing worn down condition surveillance system and that system of vessel engine inside worn down condition the method which watches

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180062281A (en) 2018-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10852179B2 (en) Apparatus and a method for analysing the vibration of a machine having a rotating part
US9866161B1 (en) Universal monitor and fault detector in fielded generators and method
US11579043B2 (en) Information terminal and machine component diagnosis system
EP0059189B1 (en) Method and apparatus for measurement of engine ignition timing
CN101495760B (en) Method for determining a statement of a state of a turbomolecular pump and a turbomolecular pump
US9823233B2 (en) Determining the knock rating of liquid spark-ignition engine fuels
CA2952240A1 (en) System and method for controlling a field device
EP0438443A1 (en) Machine monitoring method.
CN104132634A (en) Device and method for measuring dynamic displacement of bridge based on mobile terminal
CN113063594A (en) Acoustic intelligent bearing and monitoring and diagnosing method thereof
JP5765881B2 (en) Equipment diagnostic equipment
KR101881866B1 (en) Integrated monitoring apparatus and method of engine rotary state
US10996082B2 (en) Sensor system for a rotor assembly
DK2907321T3 (en) SYSTEM DEDICATED FOR MONITORING PHYSICAL AND / OR ANALOGUE PARAMETERS FOR PARTS OF AN ENGINE
US8844341B2 (en) Data collector for an internal engine component
CN112514212B (en) Motor, fan and communication system
CN112649085A (en) Remote measurement system and method for vibration signals of industrial equipment
CN210195873U (en) Device suitable for real-time monitoring of temperature of small-end bushing of connecting rod of internal combustion engine
JPS61105306A (en) Bearing temperature monitoring device
CN116558805A (en) Fastening state monitoring system and evaluation method for transformer bushing head outlet device
KR102180789B1 (en) Apparatus and method for monitoring engine condition
RU2654996C1 (en) Device for equipment diagnostics (measuring channel)
US10634515B2 (en) Apparatus and method for the position determination of a cylinder piston
JP2021071354A (en) Bearing diagnosis system and bearing diagnosis method
CN113758714B (en) Marine diesel engine fault diagnosis method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant