KR102058120B1 - 무선통신기반 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블레이드에 밀착되는 표면파센서장치를 통해 블레이드의 다양한 결함을 신속하게 검출하도록 하면서, 표면파센서장치는 무선으로 연결되는 별도의 모니터링장치에 의해 제어되고, 표면파센서장치에 의해 측정되는 정보가 무선으로 모니터링장치에 전송되도록 함으로써, 원격지에서도 안전하고 편리한 블레이드 결함의 검출이 가능하도록 하는 무선통신기반 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 관한 것이다.

Description

무선통신기반 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템{A Diagnostic System for Wind Power Generator Based on Wireless Communication}

본 발명은 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블레이드에 밀착되는 표면파센서장치를 통해 블레이드의 다양한 결함을 신속하게 검출하도록 하면서, 표면파센서장치는 무선으로 연결되는 별도의 모니터링장치에 의해 제어되고, 표면파센서장치에 의해 측정되는 정보가 무선으로 모니터링장치에 전송되도록 함으로써, 원격지에서도 안전하고 편리한 블레이드 결함의 검출이 가능하도록 하는 무선통신기반 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 관한 것이다.

풍력발전기는 바람의 운동에너지를 기계적인 에너지로 변환해 전기를 생산하는 장치로, 크게 육상이나 해상에 설치된 타워(tower)와, 타워의 상부에 회전하도록 설치되며 발전기를 내장한 나셀(nacelle)과, 발전기의 구동을 위해 나셀에 회전하도록 설치되며 복수의 블레이드(blade)를 갖춘 로터(rotor) 등을 포함하는데, 이중 블레이드는 고장빈도가 가장 높고 발전효율에 직접적인 영향을 미치는 풍력발전기의 가장 핵심적인 구성요소이다. 따라서, 블레이드의 오염 및 파손으로 인한 발전효율 저하를 방지하기 위하여 청소, 보수 등과 같은 작업을 수행하여야 하며, 위와 같은 작업을 수행하기 전에 블레이드의 정확한 상태 진단이 필요하다. 하지만, 풍력발전기는 거대 구조물이기 때문에 블레이드의 상태 진단에 어려움이 많아, 최근에는 하기 특허문헌처럼 자동으로 블레이드의 상태를 진단할 수 있는 시스템이 개발되고 있다.

<특허문헌>

공개특허 제10-2014-0038149호(2014. 03. 28. 공개) "전도성 나노물질이 포함된 섬유강화복합체의 구조 건전성 감시장치, 그의 감시 방법 및 제조방법, 그리고 전도성 나노물질이 포함된 풍력 발전용 블레이드의 구조 건전성 감시장치 및 그의 제조방법"

하지만, 종래의 블레이드 진단 시스템은 블레이드 내부에 센서를 위치시키고 블레이드의 물리적 변화를 센싱하여 블레이드 상태를 진단하므로, 블레이드에 일정 이상의 변형이 생긴 후에만 진단이 가능하여 불량발생 초기에 상태진단이 어렵고, 블레이드의 물리적 변형과 무관하게 블레이드 표면에 생긴 부식, 이물부착 등을 진단할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 블레이드에 밀착되는 표면파센서장치를 통해 블레이드의 다양한 결함을 신속하게 검출하도록 하면서 원격지에서도 안전하고 편리한 블레이드 결함의 검출이 가능하도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 신속하고 경제적인 블레이드의 상태 측정이 가능하도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 표면파센서장치의 이상에도 신속하게 대처할 수 있도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 블레이드의 결함에 대한 신속하고 용이한 파악 및 점검이 가능하도록 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템은 풍력발전기 블레이드에 밀착되어 표면파를 송수신하는 표면파센서장치와; 상기 표면파센서장치의 작동을 조절하며, 상기 표면파센서장치로부터 수신되는 표면파신호 정보를 이용하여 블레이드를 모니터링하는 모니터링장치;를 포함하고, 상기 표면파센서장치 및 모니터링장치는 무선 신호를 이용하여 제어신호와 표면파신호 정보를 송수신하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 표면파센서장치는 전기 신호를 인가받아 블레이드 표면을 따라 이송되는 표면파를 발생시키는 표면파발생부와, 상기 표면파발생부와 일정 간격 이격되어 위치하며 상기 표면파발생부에서 생성되어 블레이드 표면을 따라 이송된 표면파를 수신하여 전기 신호를 생성하는 표면파수신부와, 상기 모니터링장치와 무선 신호를 송수신하는 무선통신부와, 상기 모니터링장치에서 전송되는 제어신호에 따라 표면파센서장치의 작동을 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 표면파발생부는 저주파의 표면파를 발생시키는 저주파발생부와, 고주파의 표면파를 발생시키는 고주파발생부를 포함하며, 상기 표면파수신부는 상기 저주파발생부에서 발생되는 저주파의 표면파를 수신하는 저주파수신부와, 상기 고주파발생부에서 발생되는 고주파의 표면파를 수신하는 고주파수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 모니터링장치는 상기 표면파발생부에 의한 표면파의 발생을 조절하는 신호조절부와, 상기 표면파센서장치로부터 전송되는 표면파수신부의 신호를 분석하여 블레이드의 결함을 검출하는 결함분석부와, 상기 표면파센서장치와 무선 신호를 송신하는 통신부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 모니터링장치의 조작에 따라 표면파발생부에 의한 표면파신호를 발생시키는 신호발생모듈과, 상기 표면파수신부에서 발생되는 전기신호를 모니터링장치로 전달하는 생성신호전달모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 신호조절부는 블레이드에 설치된 복수의 표면파발생부 중 작동할 표면파발생부를 선택하는 작동센서선택모듈과, 블레이드를 복수의 표면파발생부가 포함된 구역으로 분류하는 구역설정모듈과, 각 구역별로 하나의 저주파발생부만이 작동하도록 하는 구역별저주파생성모듈과, 구역별저주파생성모듈에 의해 생성된 저주파에 의해 이상이 감지된 구역에 대해서만 고주파발생부를 작동시키는 고주파생성구역지정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 표면파수신부는 상기 표면파발생부에 의해 발생된 표면파에 의한 응력으로 전기신호를 발생하는 압전기판과, 상기 압전기판에 의해 발생된 전기신호를 상기 제어부로 전달하는 전극을 포함하고, 상기 저주파수신부 및 고주파수신부의 압전기판은 각각 저주파발생부에서 발생되는 저주파 및 고주파발생부에서 발생되는 고주파와 동일한 고유 진동수를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 표면파발생부는 상기 저주파발생부에 의해서만 표면파를 발생시키며, 상기 저주파수신부 및 고주파수신부는 상기 저주파발생부에 의해 발생된 표면파를 수신하여 생성된 전기신호를 상기 제어부로 전달하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 결함분석부는 상기 복수의 표면파수신부별로 생성되는 전기신호의 진폭 및 위상을 분석하는 수신신호분석부와; 블레이드의 결함이 없는 정상상태에서 각 표면파수신부에서 생성되는 전기신호와, 블레이드 결함의 종류에 따라 각 표면파수신부에서 생성되는 전기신호를 분석하여 저장하는 수신부별기본신호저장부와; 상기 수신신호분석부 및 수신부별기본신호저장부에서 분석되는 전기신호의 진폭, 위상을 비교하여 블레이드의 결함 위치 및 종류를 특정하는 결함특정부;를 포함하고, 상기 수신부별기본신호저장부는 블레이드에 결함이 없는 정상상태에서 각 표면파수신부를 통해 생성되는 전기신호의 진폭정보를 저장하는 정상진폭정보저장모듈과, 블레이드에 결함이 없는 정상상태에서 각 표면파수신부를 통해 생성되는 전기신호의 위상정보를 저장하는 정상위상정보저장모듈과, 블레이드 결함의 종류, 크기에 따라 각 표면파수신부를 통해 생성되는 전기신호의 진폭정보를 저장하는 결함별진폭정보저장모듈과, 블레이드 결함의 종류, 크기에 따라 각 표면파수신부를 통해 생성되는 전기신호의 위상정보를 저장하는 결함별위상정보저장모듈을 포함하며, 상기 결함특정부는 상기 수신부별진폭분석모듈에 의해 분석되는 진폭정보와, 상기 정상진폭정보버장모듈 및 결함별진폭정보저장모듈에 의해 저장되는 진폭정보를 비교하는 수신부별진폭비교모듈과; 상기 수신부별위상분석모듈에 의해 분석되는 위상정보와, 상기 정상위상정보저장모듈 및 결함별위상정보저장모듈에 의해 저장되는 위상정보를 비교하는 수신부별위상비교모듈과; 상기 수신부별진폭비교모듈 및 수신부별위상비교모듈에 의해 비교되는 결과에 따라 결함의 종류를 특정하는 결함종류특정모듈과; 상기 결함종류특정모듈에 의해 결함이 특정된 표면파수신부를 파악하여 결함의 위치를 특정하는 결함위치특정모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 결함분석부는 반복적인 표면파의 발생을 통해 결함 검출의 정확성을 높이고 표면파센서장치의 고장을 감지하는 결함확정부를 포함하고, 상기 결함확정부는 결함이 검출된 위치의 표면파발생부를 통해 복수회 표면파를 반복 발생시키는 반복측정모듈과, 복수회 발생되는 표면파에 의해 검출되는 결함의 종류, 정도를 비교하는 결함비교모듈과, 비교되는 결함의 종류 및 정도가 일정 횟수 이상 일치하는 경우 해당 결함을 확정하는 결함확정모듈과, 상기 결함확정모듈에서 결함이 확정되지 않는 경우 일정 시간 경과 후 자동으로 표면파를 반복 발생시키는 재측정모듈과, 상기 재측정모듈에 의해서도 이상이 검출되었으나 결함이 확정되지 않는 경우 표면파센서장치의 고장으로 진단하여 알리는 고장진단모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 모니터링장치는 상기 표면파수신부에서 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 화면표시부를 포함하고, 상기 화면표시부는 복수의 각 표면파수신부별 생성되는 전기신호를 표시하는 수신부별신호표시부와, 상기 결함확정부에 의해 검출되는 각 표면파수신부의 결함 정보를 표시하는 결함정보표시부를 포함하며, 상기 수신부별신호표시부는 블레이드의 정상 상태에서 각 표면파수신부에 의해 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 정상신호표시모듈과; 실제 측정시 각 표면파수신부에 의해 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 수신신호표시모듈과; 결함의 종류, 크기에 따라 각 표면파수신부에 의해 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 결함신호표시모듈과; 상기 정상신호표시모듈, 수신신호표시모듈, 결함신호표시모듈에 의해 화면에 표시되는 신호를 동기화하는 신호동기화모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템에 있어서, 상기 모니터링장치는 상기 결함분석부에 의해 분석되는 블레이드의 결함정보에 따라 상기 표면파센서장치를 발광시키는 결함표시부를 포함하고, 상기 표면파센서장치는 각 표면파수신부에 형성되어 결함표시부에 의해 전송되는 제어신호에 따라 발광되는 발광부를 포함하며, 상기 결함표시부는 상기 결함분석부에 의해 결함이 발생한 감지된 표면파수신부의 발광부를 점등하는 결함부발광모듈과, 결함의 종류에 따라 결함부발광모듈에 의해 점등되는 색상을 조절하는 결함별발광색상조절모듈과, 결함의 정도에 따라 점등되는 조도를 조절하는 정도별조도조절모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 블레이드에 밀착되는 표면파센서장치를 통해 블레이드의 다양한 결함을 신속하게 검출하도록 하면서, 표면파센서장치는 무선으로 연결되는 별도의 모니터링장치에 의해 제어되고, 표면파센서장치에 의해 측정되는 정보가 무선으로 모니터링장치에 전송되도록 함으로써, 원격지에서도 안전하고 편리한 블레이드 결함의 검출이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 블레이드를 복수의 표면파발생부를 가진 복수의 구역으로 나누어 구역별로 하나의 저주파발생부를 통해서만 저주파를 발생시켜 대략적인 이상을 진단하도록 하고, 저주파에 의해 이상이 진단되는 구역에서만 고주파를 발생시키도록 함으로써, 신속하고 경제적인 블레이드의 상태 측정이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 저주파발생부에 의해 저주파의 표면파만을 발생시키도록 하며, 저주파수신부 및 고주파수신부는 저주파발생부에 의해 발생된 저주파를 수신하여 전기신호를 생성하도록 함으로써, 신속하고 경제적인 블레이드 결함의 검출이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 각 표면파수신부에서 결함이 없는 상태에서 생성되는 정상 전기신호, 결함의 종류, 크기에 따라 생성되는 전기신호의 진폭과 위상을 저장하고, 실제 측정되는 전기신호의 진폭, 위상과 비교하도록 함으로써, 결함의 종류, 크기, 위치의 특정이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 표면파의 반복적인 발생 및 측정을 통해 정확한 결함의 검출이 가능하도록 하고, 결함이 아님에도 신호의 이상이 지속적으로 발생하는 경우 고장을 진단하여 알릴 수 있도록 함으로써 표면파센서장치의 이상에도 신속하게 대처할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 각 표면파수신부에서의 정상신호와 수신신호, 결함별 신호를 화면에 표시하도록 하여 신호의 비교가 이루어지도록 함으로써 결함의 검증 및 확인이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 각 표면파수신부에 발광부를 마련하여 결함의 발생 여부, 결함의 종류 및 정도에 따라 발광부를 통한 상이한 색상의 점등이 이루어지도록 함으로써, 블레이드의 결함에 대한 신속하고 용이한 파악 및 점검이 가능하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템의 구성도
도 2는 도 1의 표면파발생부 및 표면파수신부를 설명하기 위한 참고도
도 3은 도 1의 표면파발생부 및 표면파수신부의 설치 상태를 설명하기 위한 참고도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표면파발생부 및 표면파수신부를 설명하기 위한 참고도
도 5 및 도 6은 도 4에 의하여 블레이드에 생긴 크랙의 진단 과정을 설명하기 위한 참고도
도 7은 도 1의 제어부의 구성을 나타내는 블럭도
도 8은 도 1의 신호조절부의 구성을 나타내는 블럭도
도 9는 도 1의 결함분석부의 구성을 나타내는 블럭도
도 10은 도 1의 화면표시부의 구성을 나타내는 블럭도
도 11은 도 1의 결함표시부의 구성을 나타내는 블럭도
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템의 구성도
도 13은 도 12의 결합이동장치의 사시도
도 14는 도 13의 고정결합지지부의 구성을 나타내는 정면도
도 15는 도 13의 이동결합지지부의 구성을 나타내는 정면도
도 16은 결합지지부의 작동상태를 설명하기 위한 참고도
도 17은 제2결합부에서 제2압착부와 표면파센서장치의 결합상태를 나타내는 측면도
도 18은 센서이동부의 구성을 설명하기 위한 사시도
도 19는 센서이동부에 의한 작동상태를 설명하기 위한 참고도
도 20은 도 13의 제어부의 구성을 나타내는 블럭도
도 21은 도 19에서 결합지지부 및 표면파센서장치의 작동상태를 개략적으로 나타내는 참고도

이하에서는 본 발명에 따른 무선통신기반 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하고, 또한 명세서에 기재된 "...부", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신기잔 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템을 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명하면, 상기 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템은 풍력발전기 블레이드(100)에 밀착되어 표면파를 송수신하는 표면파센서장치(1)와; 상기 표면파센서장치(1)의 작동을 조절하며, 상기 표면파센서장치(1)로부터 수신되는 표면파신호 정보를 이용하여 블레이드(100)를 모니터링하는 모니터링장치(3);를 포함한다.

상기 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템은 블레이드(100)에 밀착된 표면파센서장치(1)에 의하여 블레이드(100)의 결함을 정확하고 신속하게 감지할 수 있도록 하면서, 상기 표면파센서장치(1)는 모니터링장치(3)에 의하여 무선으로 제어되고 표면파센서장치(1)에 의해 측정된 신호가 모니터링장치(3)에 무선으로 전송되도록 함으로써 원격지에서도 블레이드(100)의 결함을 손쉽게 파악할 수 있으며, 이를 통해 블레이드(100)에 대한 관리가 신속하고 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기 표면파센서장치(1)는 블레이드(100)에 밀착되어 표면파를 송수신하는 구성으로, 블레이드(100) 표면을 따라 이송되는 표면파를 발생시키는 표면파발생부(11)와, 표면파발생부(11)에서 발생되어 이송되는 표면파를 수신하여 전기 신호를 생성하는 표면파수신부(12)를 포함할 수 있다. 상기 표면파발생부(11) 및 표면파수신부(12)는 블레이드(100)를 따라 일정 간격 이격되도록 복수개가 형성될 수 있으며, 서로 대향되도록 형성되어 표면파발생부(11)에서 발생되는 표면파를 표면파수신부(12)에서 수신할 수 있도록 한다. 특히, 본 발명의 표면파발생부(11) 및 표면파수신부(12)는 각각 저주파 및 고주파를 발생시키고 수신할 수 있는 저주파발생부(11a) 및 고주파발생부(11b), 저주파수신부(12a) 및 고주파수신부(12b)를 포함하도록 하여, 전기의 사용을 최소화한 효율적인 결함의 검출이 가능하도록 한다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다. 상기 표면파수신부(12)에서 생성된 전기신호는 상기 모니터링장치(3)로 무선 전송되어 블레이드(100)의 결함을 검출하는데 사용되며, 결함의 발생 여부에 따라 결함이 발생된 위치를 발광시켜 결함 위치의 파악이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 표면파센서장치(1)는 모니터링장치(3)와 무선 신호를 송수신하는 무선통신부(13), 표면파센서장치(1)의 작동 및 신호의 송수신을 제어하는 제어부(14), 결함 여부에 따라 발광이 이루어지는 발광부(15)를 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 표면파센서장치(1)는 결함을 검출하고 분석하는 복잡한 제어모듈에 관한 구성을 포함하지 않으며, 모니터링장치(3)와 정보를 송수신하기 위한 구성만을 포함하면 충분하므로, 저가의 제작이 가능하다. 상기 표면파센서장치(1)는 바람, 비 등의 외부환경에 노출된 블레이드(100)에 설치되므로 잦은 고장이 발생할 수밖에 없으며, 저가의 제작이 가능하도록 함으로써 블레이드(100) 관리에 소모되는 비용을 획기적으로 줄일 수 있고, 후술하는 바와 같이 표면파센서장치(1)의 고장을 진단하여 알릴 수 있으므로, 관리 또한 효율적으로 이루어지도록 할 수 있다.

상기 표면파발생부(11)는 전기신호를 인가받아 블레이드 표면을 따라 이송하는 표면파를 발생시키는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 압전소자로 이루어진 압전기판(111)과, 압전기판(111) 상에 형성된 전극(112)을 포함할 수 있으며, 전극(112)에 전압을 공급하면 압전기판(111)에 의해 응력, 발진 과정이 반복되면서 표면 탄성파가 생성된다. 상기 표면파발생부(11)는 펄스 전압의 전기신호를 공급받아 압전기판(111)에 의해 일정 주파수의 표면파가 발생되도록 할 수 있으며, 이를 위해 함수발생기, 전력증폭기 등이 사용되도록 할 수 있다. 상기 표면파발생부(11)는 도 3에 도시된 바와 같이 표면파수신부(12)와 대향되도록 일정 간격으로 형성될 수 있으며, 20 내지 50KHz의 저주파를 발생시키는 저주파발생부(11a)와, 70 내지 100KHz의 고주파를 발생시키는 고주파발생부(11b)를 포함할 수 있다. 이때, 저주파의 표면파는 고주파의 표면파에 비해 이송거리가 긴 장점이 있으나 블레이드의 불량을 정밀하게 진단할 수 없고, 고주파의 표면파는 저주파의 표면파에 비해 블레이드 불량을 정밀하게 진단할 수 있으나 이송거리가 짧은 단점이 있어, 저주파 표면파를 이용하여 먼저 개략적인 진단을 실행하고, 이상이 의심되는 부분에서 고주파를 발생시켜 블레이드 표면의 정밀 진단이 가능하도록 한다.

특히, 본 발명은 표면파발생부(11)가 특정 주파수의 고주파 및 저주파를 발생시키는 고주파발생부(11b) 및 저주파발생부(11a)를 포함하도록 하고, 표면파수신부(12)는 특정 주파수의 표면파를 수신하는 고주파수신부(12b) 및 저주파수신부(12a)를 포함하도록 하여, 고주파발생부(11b)에서 발생된 고주파를 고주파수신부(12b)에서 수신하고 저주파발생부(11a)에서 발생된 고주파를 고주파수신부(12b)에서 수신하도록 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 저주파발생부(11a)를 작동시킨 후 저주파수신부(12a)에서 생성된 전기신호가 블레이드의 이상을 감지하는 경우 해당 위치의 고주파발생부(11b)를 별도로 작동시키도록 함으로써 표면파의 간섭이나 중첩 등의 문제 없이 효율적이면서도 신속하고 정확한 블레이드 결함의 검출이 가능해진다. 또한, 상기 표면파발생부(11)는 모니터링장치(3)의 후술할 신호조절부(31)에 의해 일정 구역을 설정하고 구역별로 저주파발생부(11a)와 고주파발생부(11b)가 작동하도록 함으로써 더욱 효율적인 결함의 검출이 가능하도록 할 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술한다.

또한, 본 발명은 이와는 달리 저주파발생부(11a)를 통해서만 표면파가 발생되도록 하여 블레이드의 결함을 검출하도록 할 수 있으며, 이에 관한 설명 또한 후술하도록 한다.

상기 표면파수신부(12)는 상기 표면파발생부(11)와 일정 간격 이격되어 위치하며 상기 표면파발생부(11)에서 생성되어 블레이드 표면을 따라 이송된 표면파를 수신하여 전기신호를 생성하는 구성으로, 블레이드(100) 표면에 일정 간격을 두고 복수개가 위치한다. 블레이드(100)에 크랙, 부식 및 이물 등이 생겨 블레이드의 상태 불량이 발생한 경우, 블레이드(100) 표면을 따라 이송되는 표면파는 반사, 회절, 감쇠가 이루어져 상기 표면파수신부(12)에서 생성된 전기 신호는 블레이드가 정상적인 경우와 달리 변화하게 되므로, 상기 상태측정시스템은 상기 표면파수신부(12)에서 생성된 상기 전기 신호를 분석하여 블레이드 상태를 진단하게 된다. 상기 표면파수신부(12)는 도 2에 도시된 바와 같이 티탄산 지르콘산납(PZT) 등의 압전소자로 이루어진 압전기판(121)과, 상기 압전기판(121) 상에 형성된 전극(122)을 포함할 수 있다. 상기 표면파발생부(11)에서 생성되어 블레이드 표면을 따라 이송된 표면파가 상기 표면파수신부(12)에 도달하면 상기 압전기판(121)에 응력이 가해져 전기 신호가 발생하여 전극(122)을 통해 상기 제어부(14)로 전달되고, 전달된 신호에 관한 정보는 상기 모니터링장치(3)로 무선 전송되어 결함을 분석할 수 있도록 한다.

특히, 상기 표면파수신부(2)는 상기 저주파발생부(11a)에서 발생되는 저주파의 표면파를 수신하는 저주파수신부(12a)와, 상기 고주파발생부(11b)에서 발생되는 고주파의 표면파를 수신하는 고주파수신부(12b)를 포함할 수 있으며, 상기 저주파수신부(12a) 및 고주파수신부(12b)는 각각 저주파발생부(11a)에서 발생되는 저주파 및 고주파발생부(11b)에서 발생되는 고주파와 동일한 고유 진동수를 갖도록 형성될 수 있다. 다시 말해, 상기 저주파수신부(12a) 및 고주파수신부(12b)의 압전기판(121)은 각각 수신하는 저주파 및 고주파와 동일한 고유 진동수를 갖도록 형성되어, 공명 현상을 통해 각 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 증폭시키도록 함으로써, 정상상태와 이상상태에서의 신호 비교가 명확하게 이루어지도록 하여 정밀한 블레이드 결함의 검출이 가능하도록 한다.

한편, 도 4 내지 도 6은 상기 표면파발생부(11)가 저주파발생부(11a)만을 포함하도록 하고, 상기 저주파발생부(11a)에 의해 발생된 저주파의 표면파를 저주파수신부(12a) 및 고주파수신부(12b)에서 수신하여 블레이드(100) 결함을 검출하도록 하는 경우를 설명하기 위한 도면으로, 더욱 효율적인 블레이드(100) 결함의 검출이 가능하도록 할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 저주파수신부(12a) 및 고주파수신부(12b)에서 각각 저주파발생부(11a) 및 고주파발생부(11b)에서 발생된 표면파를 수신하도록 하고, 저주파수신부(12a) 및 고주파수신부(12b)는 발생되는 저주파 및 고주파와 각각 동일한 고유 진동수를 갖도록 할 때, 효율적이면서도 신속하고 정확한 블레이드(100)의 결함 검출이 가능하도록 할 수 있으나, 도 4 내지 도 6에서 보는 바와 같이 저주파발생부(11a)에서 발생된 저주파를 저주파수신부(12a) 및 고주파수신부(12b)에서 수신하여 전기 신호를 생성하도록 할 때에도, 블레이드(100) 결함의 검출이 가능함을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명은 정밀한 측정이 필요한 경우에는 앞서 설명한 바와 같이 저주파발생부(11a) 및 고주파발생부(11b)를 모두 작동시켜 블레이드(100) 결함을 검출하도록 하며, 신속한 측정이 필요한 경우에는 도 4 내지 도 6에서 설명하는 바와 같이 저주파발생부(11a)에서 발생된 저주파만을 이용하여 블레이드(100) 결함을 검출하도록 할 수 있다. 도 5 내지 도 6은 상기 고주파수신부(12b)에서 수신되는 저주파의 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 나타내는 것으로, 도 5는 블레이드 크랙의 길이(2, 4, 6, 8cm)에 따라 얻은 전기신호를 나타내며, 도 6은 블레이드 크랙의 폭(medium(5mm), high(40mm))에 따라 얻는 전기신호를 나타내는데, 크랙의 길이 및 폭에 따라 전기신호의 진폭과 위상이 변화되는 패턴을 알 수 있다. 따라서, 저주파발생부(11a)에 의해 발생되는 저주파의 표면파를 고주파수신부(12b)에서 수신하는 경우에는 생성되는 전기 신호의 위상 및 진폭 변화를 확인하여 블레이드 결함의 검출이 가능한 것을 확인할 수 있으며, 먼저 저주파수신부(12a)에서 생성되는 전기 신호를 분석하여 이상 여부를 감지하도록 하고, 이상이 감지되는 지점에서는 고주파수신부(12b)에서 생성되는 전기 신호를 정밀 분석하여 블레이드(100) 결함의 종류 및 정도를 검출하도록 할 수 있다.

상기 무선통신부(13)는 상기 모니터링장치(3)와 무선 신호의 송수신을 실시하는 구성으로, 블루투스 등 다양한 무선 통신 모듈이 적용될 수 있다. 상기 무선통신부(13)는 상기 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기 신호에 관한 정보를 모니터링장치(3)로 전송하며, 표면파발생부(11) 및 발광부(15)에 대한 작동정보를 수신하여 제어부(14)로 전달하도록 한다.

상기 제어부(14)는 표면파센서장치(1)의 작동을 조절하는 구성으로, 상기 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기신호에 관한 정보를 모니터링장치(3)로 전달하도록 하며, 모니터링장치(3)로부터 수신되는 제어신호에 따라 표면파센서장치(1)를 작동시키도록 한다. 상기 제어부(14)는 도 7에 도시된 바와 같이 신호발생모듈(141), 생성신호전달모듈(142), 발광제어모듈(143)을 포함할 수 있다.

상기 신호발생모듈(141)은 모니터링장치(3)로부터 수신되는 제어신호에 따라 상기 표면파발생부(11)를 작동시키는 구성으로, 사용자의 조작에 따라 특정 위치의 표면파발생부(11)를 작동시키도록 할 수 있다. 또한, 상기 신호발생모듈(141)은 저주파발생부(11a)를 먼저 작동시킨 후 이상 감지 여부에 따라 고주파발생부(11b)를 작동시키도록 할 수 있으며, 설정된 구역에 따라 일부의 저주파발생부(11a)만이 작동되도록 할 수도 있고, 저주파발생부(11a)만이 작동되도록 제어될 수도 있다. 또한, 상기 신호발생모듈(141)은 정확한 결함의 검출을 위해 후술할 결함확정부(324)에 의해 표면파발생부(11)를 반복적으로 작동시키도록 할 수 있으며, 이를 통해 표면파센서장치(1)의 고장 또한 진단이 가능하도록 한다.

상기 생성신호전달모듈(142)은 상기 표면파수신부(12)에 의해 생성되는 전기 신호에 관한 정보를 모니터링장치(3)로 전달하도록 하는 구성으로, 상기 무선통신부(13)를 통해 전송하도록 하며, 이를 통해 블레이드 결함의 검출이 가능하도록 한다.

상기 발광제어모듈(143)은 상기 발광부(15)에 의한 발광을 제어하는 구성으로, 모니터링장치(3)의 후술할 결함표시부(34)를 통해 전송되는 제어신호에 따라 발광을 제어하도록 한다. 상기 발광제어모듈(143)은 모니터링장치(3)의 결함분석부(32)에 의한 분석결과에 따라 결함이 발생한 위치의 발광부(15)가 발광되도록 하며, 결함의 종류, 정도에 따라 그 색상 및 조도가 조절되도록 하여 사용자가 쉽게 결함의 위치 및 종류, 정도를 파악할 수 있도록 하고, 결함을 수리하는 작업자는 별도의 정보 없이도 현장에서 신속하고 정확하게 결함을 해결할 수 있게 된다.

상기 발광부(15)는 상기 모니터링장치(3)에 의해 분석되는 블레이드(100)의 결함 위치, 종류, 정도에 따라 발광이 이루어지도록 하는 구성으로, 바람직하게는 LED 모듈 등으로 형성될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 각 표면파수신부(12)에 형성되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 발광부(15)는 결함이 발생한 것으로 분석된 표면파수신부(12)에 대해 발광이 이루어져 결함의 위치를 표시할 수 있도록 하며, 결함의 종류, 정도에 따라 발광 색상 및 조도가 조절되도록 하여, 결함에 대한 신속하고 용이한 파악이 가능하도록 하고, 특히 결함을 수리하는 작업자가 결함의 위치, 종류, 정도를 쉽게 파악할 수 있도록 한다.

상기 모니터링장치(3)는 상기 표면파센서장치(1), 더욱 정확하게는 표면파수신부(12)에 의해 생성되는 전기 신호를 이용하여 블레이드(100)의 결함을 검출하고, 블레이드(100)에 대한 상태를 모니터링 할 수 있도록 하며, 표면파센서장치(1)의 작동을 원격지에서 조절할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 모니터링장치(3)는 신호조절부(31), 결함분석부(32), 화면표시부(33), 결함표시부(34), 통신부(35)를 포함할 수 있다.

상기 신호조절부(31)는 상기 표면파발생부(11)에 의한 표면파의 발생을 조절하는 구성으로, 사용자의 조작에 따라 작동될 표면파발생부(11)를 선택할 수 있도록 한다. 상기 신호조절부(31)는 앞서 설명한 바와 같이 저주파발생부(11a)를 먼저 발생시킨 후에 이상이 발생한 지점에서 고주파발생부(11b)를 작동시키도록 할 수 있으며, 저주파발생부(11a)만을 순차적으로 발생시키도록 할 수도 있고, 더욱 효율적인 결함의 검출을 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 블레이드(100)를 일정 구역(312a)으로 나누어 구역별로 표면파발생부(11)의 작동이 자동으로 이루어지도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 신호조절부(31)는 도 8에 도시된 바와 같이 작동센서선택모듈(311), 구역설정모듈(312), 구역별저주파생성모듈(313), 고주파생성구역지정모듈(314)을 포함하도록 할 수 있다.

상기 작동센서선택모듈(311)은 작동될 표면파발생부(11)를 선택하는 구성으로, 사용자에 의해 수동으로 선택되도록 할 수 있으며, 작동될 표면파발생부(11)를 지정하여 순차적으로 작동되도록 구성할 수도 있다.

상기 구역설정모듈(312)은 블레이드 결함의 효율적인 검출을 위해 블레이드(100)를 일정 구역(312a)으로 나누도록 하는 구성으로, 복수의 표면파발생부(11)와 표면파수신부(12)를 포함하도록 구역(312a)을 설정한다. 상기 구역설정모듈(312)은 블레이드(100)의 크기, 사용환경 등에 따라 설정되는 구역(312a)을 수시로 변경할 수 있으며, 구역(312a)별로 하나의 저주파발생부(11a)만이 먼저 작동하도록 하고, 이상이 발생한 구역에 대해서만 고주파발생부(11b)가 작동하도록 할 수 있다. 또한, 저주파의 발생만으로 결함을 검출하는 경우에는 이상이 발생한 구역에 대해서만 고주파수신부(12b)에 의해 생성된 신호를 분석하여 결함 검출이 이루어지도록 함으로써 신속한 결함 검출이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 구역별저주파생성모듈(313)은 구역별로 하나의 저주파발생부(11a)만이 작동하도록 하는 구성으로, 저주파는 그 도달범위가 넓으므로 모든 저주파발생부(11a)를 작동시킬 필요 없이 복수의 저주파발생부(11a)를 포함하는 구역(312a) 내에서 하나의 저주파발생부(11a)만을 작동시켜 이상 여부를 먼저 진단하도록 함으로써, 전기의 사용량을 줄이며 신속한 결함의 검출이 가능하도록 한다.

상기 고주파생성구역지정모듈(314)은 상기 구역별저주파생성모듈(313)에 의해 발생된 저주파를 통해 이상이 감지되는 경우 해당 구역(312a)에서 고주파를 발생시켜 결함의 위치와 종류, 정도를 특정할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명은 구역별저주파생성모듈(313)에 의해 일정 구역(312a) 내 복수의 저주파발생부(11a) 중 하나의 저주파발생부(11a)에 의해서만 표면파를 발생시키도록 하고, 또한 발생된 저주파에 의해 이상이 감지되는 구역(312a)에 대해서만 고주파를 발생시키도록 함으로써 블레이드 결함의 검출을 위한 전기의 사용량을 최소화하고 소요 시간을 단축시킬 수 있도록 한다. 또한, 상기 고주파생성구역지정모듈(314)은 상기 표면파발생부(11)가 저주파만을 발생시키도록 설정되는 경우, 저주파수신부(12a)에 의해 생성된 전기 신호에 의해 이상이 감지된 특정 구역(312a)에 대해서만 고주파수신부(12b)를 통해 생성된 전기 신호를 정밀 분석하도록 구성할 수도 있다.

상기 결함분석부(32)는 상기 표면파수신부(12)로부터 생성된 전기신호를 분석하여 블레이드(100)의 결함을 검출하는 구성으로, 상기 표면파센서장치(1)로부터 그 신호에 관한 정보를 수신하여 분석하도록 한다. 상기 결함분석부(32)는 저주파수신부(12a)에 의해 생성된 신호를 통해 블레이드(100)의 이상 여부를 감지할 수 있도록 하며, 고주파수신부(12b)에 의해 생성된 신호에 의해 블레이드(100) 결함의 위치, 종류, 정도를 구체적으로 특정할 수 있도록 한다. 상기 표면파발생부(11)에서 발생되어 블레이드(100) 표면을 따라 이송되는 표면파는 크랙, 부식, 이물과 접촉될 경우 반사, 회절, 감쇠가 이루어지게 되며, 이에 따라 상기 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기신호는 그 진폭과 주파수가 변경된다. 따라서, 상기 결함분석부(32)는 상기 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기신호를 분석하여 블레이드의 결함을 검출할 수 있도록 한다. 특히 상기 결함분석부(32)는 결함의 종류, 크기에 따라 변경되는 전기신호의 패턴을 분석하여 저장하도록 하고, 이를 실제 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기신호와 비교하도록 함으로써, 결함의 종류, 크기를 특정하도록 할 수 있으며, 상기 표면파발생부(11)와 표면파수신부(12)는 일정 간격 이격되어 복수개가 형성되므로, 결함의 위치도 손쉽게 특정할 수 있게 된다. 상기 결함분석부(32)는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 표면파수신부(12)에 의해 수신되는 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 분석하는 수신신호분석부(321)와, 각 표면파수신부(12)에 대해 정상상태 및 결함에 따라 생성되는 전기신호를 분석하여 저장하는 수신부별기본신호저장부(322)와, 상기 수신신호분석부(321) 및 수신부별기본신호저장부(322)에 의해 분석되는 전기신호를 비교하여 블레이드 결함을 특정하는 결함특정부(323)와, 반복적인 표면파의 송수신을 통해 결함을 확정하고 고장을 진단하는 결함확정부(324)를 포함한다.

상기 수신신호분석부(321)는 상기 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기신호를 분석하는 구성으로, 상기 수신신호분석부(321)에 의해 분석되는 정보는 상기 수신부별기본신호저장부(322)에 의해 저장된 정보와 비교되어 블레이드의 결함을 진단하고 결함의 특정이 이루어질 수 있도록 한다. 상기 수신신호분석부(321)는 각 표면파수신부(12)에 대해 전기신호의 진폭을 분석하는 수신부별진폭분석모듈(321a)과, 위상을 분석하는 수신부별위상분석모듈(321b)을 포함할 수 있고, 상기 수신부별진폭분석모듈(321a) 및 수신부별위상분석모듈(321b)은 일정시간 동안 전기신호의 평균 진폭과 위상차를 계산하여 상기 수신부별기본신호저장부(322)에 의해 저장된 진폭, 위상과 비교가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 수신부별기본신호저장부(322)는 상기 수신신호분석부(321)에 의해 분석되는 정보와 비교될 수 있는 각 표면파수신부(12)의 전기신호 정보를 저장하는 구성으로, 블레이드가 결함이 없는 정상상태에서 표면파수신부(12)에 의해 생성되는 전기신호와, 블레이드에 결함이 발생하였을 때 결함의 종류 및 정도에 따라 표면파수신부(12)에 의해 생성되는 전기신호를 저장하도록 한다. 상기 수신부별기본신호저장부(322)는 정상상태에서의 진폭정보를 저장하는 정상진폭정보저장모듈(322a), 정상상태에서의 위상정보를 저장하는 정상위상정보저장모듈(322b), 결함별 진폭정보를 저장하는 결함별진폭정보저장모듈(322c), 결함별 위상정보를 저장하는 결함별위상정보저장모듈(322d)을 포함한다.

상기 정상진폭정보저장모듈(322a) 및 정상위상정보저장모듈(322b)은 블레이드에 결함이 없는 정상상태에서 상기 표면파수신부(12)가 표면파발생부(11)에 의해 발생되는 표면파를 수신하여 생성하는 전기신호의 평균 진폭 및 위상차를 분석하여 저장하도록 한다.

상기 결함별진폭정보저장모듈(322c) 및 결함별위상정보저장모듈(322d)은 블레이드에 크랙, 부식, 이물 등의 결함이 발생하였을 때, 결함의 종류마다 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기신호의 진폭 및 위상차를 분석하여 저장하도록 한다. 블레이드의 결함은 이물의 경우 표면파의 반사에 많은 영향을 끼치며, 크랙의 경우 부식에 비해 표면파를 더 많이 감쇄시키게 되고, 동일한 크랙의 경우에도 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 크랙의 길이 또는 폭에 따라 다른 진폭 및 위상을 갖는 전기신호를 발생시키게 된다. 따라서, 상기 결함별진폭정보저장모듈(322c) 및 결함별위상정보저장모듈(322d)은 결함의 종류 및 정도에 따라 표면파수신부(12)에 의해 생성되는 전기신호의 평균진폭 및 위상차 정보를 분석하여 저장하도록 하며, 저장된 정보를 상기 수신신호분석부(321)에 의해 분석되는 정보와 비교하도록 함으로써, 블레이드 결함의 종류 및 정도를 특정할 수 있도록 한다.

상기 결함특정부(323)는 상기 수신신호분석부(321) 및 상기 수신부별기본신호저장부(322)에 의해 분석되는 정보를 비교하여 블레이드의 결함을 특정하는 구성으로, 신호의 진폭 및 위상 정보를 비교하여 결함의 종류, 정도를 특정하도록 하며, 결함이 발생한 표면파수신부(12)를 이용하여 결함의 위치를 특정할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 결함특정부(323)는 표면파수신부(12)별 진폭정보를 비교하는 수신부별진폭비교모듈(323a), 위상정보를 비교하는 수신부별위상비교모듈(323b), 진폭 및 위상의 비교를 통해 결함의 종류를 특정하는 결함종류특정모듈(323c), 결함의 정도를 특정하는 결함정도특정모듈(323d), 결함의 위치를 특정하는 결함위치특정모듈(323e)을 포함한다.

상기 수신부별진폭비교모듈(323a) 및 수신부별위상비교모듈(323b)은 상기 수신신호분석부(321)에 의해 분석되는 전기신호의 평균 진폭정보 및 위상정보와, 상기 수신부별기본신호저장부(322)에 의해 저장되는 정상상태, 결함의 종류, 결함의 정도별 평균 진폭, 위상 정보를 비교하도록 한다.

상기 결함종류특정모듈(323c)은 상기 수신부별진폭비교모듈(323a) 및 수신부별위상비교모듈(323b)에 의해 비교되는 결과에 따라 평균 진폭 및 위상 정보가 일정 범위 내인 경우 크랙, 부식, 이물 등 해당 종류의 결함이 발생한 것으로 특정하도록 한다.

상기 결함정도특정모듈(323d)은 상기 수신부별진폭비교모듈(323a) 및 수신부별위상비교모듈(323b)에 의해 상기 수신신호분석부(321)에 의해 분석되는 진폭 및 위상 정보와 결함의 크기에 따른 진폭 및 위상정보를 비교하여 결함의 길이, 너비 등 그 정도를 특정하도록 한다.

상기 결함위치특정모듈(323e)은 상기 결함종류특정모듈(323c)에서 결함이 존재하는 것으로 판단된 표면파수신부(12)를 특정하여 결함의 위치를 특정하도록 한다.

상기 결함확정부(324)는 상기 결함분석부(32)에 의한 블레이드 결함 검출의 정확성을 높이고 표면파센서장치(1)의 고장을 진단할 수 있도록 하기 위해, 표면파의 송수신을 자동으로 반복하도록 하는 구성으로, 상기 결함특정부(323)에 의해 결함의 특정이 이루어지는 경우 표면파의 송수신을 반복하도록 한다. 상기 결함확정부(324)는 일정 시간 간격으로 복수회에 걸쳐 표면파를 발생시키도록 하며, 복수회에 걸친 표면파의 송수신을 통해 일정 횟수 이상 동일한 결함이 특정되는 경우에만 결함의 종류, 위치, 정도를 확정하도록 한다. 그리고 상기 결함확정부(324)는 일정 횟수 이상 결함이 일치하지 못하여 결함이 확정되지 않는 경우에는 일정 시간 경과후 자동으로 표면파를 복수회 송수신하도록 하며, 그럼에도 결함이 일정 횟수 이상 일치하지 않는 경우에는 표면파센서장치(1)의 고장으로 진단하여 이를 알릴 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 결함확정부(324)는 반복측정모듈(324a), 결함비교모듈(324b), 결함확정모듈(324c), 재측정모듈(324d), 고장진단모듈(324e)을 포함할 수 있다.

상기 반복측정모듈(324a)은 상기 결함특정부(323)에 의해 결함의 위치, 종류, 정도가 특정되는 경우 자동으로 표면파의 송수신을 복수회 반복하도록 하는 구성으로, 다시 표면파수신부(12)에 의해 생성된 전기 신호를 분석하여 결함특정부(323)에 의한 결함의 특정이 이루어지도록 한다.

상기 결함비교모듈(324b)은 상기 반복측정모듈(324a)에 의해 복수회 반복되는 표면파의 송수신에 의해 특정되는 결함을 각각 비교하여 결함의 위치, 종류, 정도가 일치하는 횟수를 산출하도록 한다.

상기 결함확정모듈(324c)은 상기 결함비교모듈(324b)에 의해 비교되는 결함의 위치, 종류, 정도가 초기에 특정된 결함과 일정 횟수 이상 일치하는 경우 해당 결함을 확정하는 구성으로, 이를 통해 결함 검출의 정확성을 더욱 높일 수 있도록 한다.

상기 재측정모듈(324d)은 결함이 특정되었으나 일정 횟수 이상 결함이 일치하지 못하여 결함이 확정되지 않는 경우 일정 시간 경과후 자동으로 표면파의 송수신을 복수회 반복하도록 하는 구성으로, 반복적인 신호 이상이 발생하는 경우 표면파센서장치(1)의 고장을 진단할 수 있도록 한다. 상기 재측정모듈(324d)은 상기 반복측정모듈(324a)과 같이 표면파의 송수신을 반복하며, 복수회 결함을 비교하여 결함이 일정 횟수 이상 일치하는 경우 결함을 확정할 수 있도록 한다.

상기 고장진단모듈(324e)은 상기 재측정모듈(324d)에 의한 표면파의 송수신에 의해 결함이 검출되었으나, 다시 한번 일정 횟수 이상 결함이 일치하지 않는 경우에는 표면파센서장치(1)의 고장으로 판단하여 이를 알리고 이에 대한 대처가 이루어질 수 있도록 한다. 상기 고장진단모듈(324e)은 지속적인 신호의 이상이 발생하나 그 신호의 이상이 불규칙하게 반복적으로 발생하는 경우에는 표면파센서장치(1)의 고장으로 진단하여 이를 알리도록 함으로써 결함의 정확성을 높임과 동시에 고장에 대한 신속한 대처가 가능하도록 한다.

상기 화면표시부(33)는 상기 결함분석부(32)에 의해 분석되는 결함의 정보를 확인 및 검증하여 더욱 정확한 블레이드의 상태 감지가 가능하도록 하는 구성으로, 각 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기신호와 결함정보를 별도의 화면(미도시)에 표시하도록 한다. 본 발명은 상기 결함분석부(32)에 의해 결함의 종류, 크기, 위치를 자동으로 특정할 수 있도록 하나, 항상 정확한 정보가 출력될 수는 없으므로, 상기 화면표시부(33)를 통해 감시자가 직접 신호정보를 확인하도록 함으로써, 결함분석부(32)에 의해 검출되는 정보를 확인, 검증할 수 있도록 한다. 상기 화면표시부(33)는 도 10에 도시된 바와 같이 각 표면파수신부(12)별로 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 수신부별신호표시부(331)와, 상기 결함분석부(32)에 의해 분석되는 결함정보를 화면에 표시하는 결함정보표시부(332)를 포함한다.

상기 수신부별신호표시부(331)는 각 표면파수신부(12)에서 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 구성으로, 시간에 따른 전압의 변화를 표시하도록 할 수 있으며, 정상상태에서의 신호, 실제 생성되는 신호, 결함에 따른 신호를 함께 표시하고, 각 신호를 시간에 따라 동기화하여 정확한 비교가 이루어질 수 있도록 하며, 각 신호의 진폭차, 위상차를 화면에 표시하도록 함으로써 용이하고 신속한 비교가 이루어지도록 한다. 상기 수신부별신호표시부(331)는 각 표면파수신부(12) 별로 별도의 영역을 형성하여 화면에 표시되도록 할 수 있다. 상기 수신부별신호표시부(331)는 정상신호표시모듈(331a), 수신신호표시모듈(331b), 결함별신호표시모듈(331c), 신호동기화모듈(331d), 진폭차표시모듈(331e), 위상차표시모듈(331f)을 포함할 수 있다.

상기 정상신호표시모듈(331a)은 블레이드의 결함이 없는 정상상태에서 각 표면파수신부(12)에 의해 생성되는 전기신호를 화면에 표시하도록 하는 구성으로, 상기 정상진폭정보저장모듈(322a) 및 정상위상정보저장모듈(322b)에 의해 저장되는 진폭 및 위상정보의 기초가 되는 신호정보가 화면에 표시하도록 한다. 상기 정상신호표시모듈(331a)은 각 표면파수신부(12)별로 각각 표시되며, 일정 버튼을 누를 경우에만 표시되도록 구성할 수도 있다.

상기 수신신호표시모듈(331b)은 실제 블레이드의 상태 감지시 상기 표면파수신부(12)에서 생성되는 표면파에 의해 생성되는 전기신호를 화면에 표시하는 구성으로, 각 표면파수신부(12)별로 표시되도록 한다. 따라서, 상기 정상신호표시모듈(331a) 및 결함별신호표시모듈(331c)에 의해 표시되는 신호와 직접적인 비교가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 결함별신호표시모듈(331c)은 블레이드 결함의 종류 및 정도에 따른 신호를 화면에 표시하는 구성으로, 각 표면파수신부(12) 별로 일정 버튼을 누를 경우에만 표시되도록 할 수 있으며, 상기 수신신호표시모듈(331b)에 의해 표시되는 신호와의 비교를 통해 결함의 종류, 정도를 파악할 수 있도록 한다.

상기 신호동기화모듈(331d)은 상기 정상신호표시모듈(331a), 수신신호표시모듈(331b), 결함별신호표시모듈(331c)에 의해 표시되는 신호의 시점을 동기화하도록 하는 구성으로, 상기 표면파발생부(11)에서 표면파를 발생시키는 시점을 기준으로 하여 각 신호의 동기화가 이루어지도록 한다. 따라서, 상기 신호동기화모듈(331d)은 각 신호의 시점을 동기화하여 정확한 비교가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 진폭차표시모듈(331e)은 화면에 표시되는 신호간의 진폭차를 화면에 표시하도록 하는 구성으로, 상기 정상신호표시모듈(331a), 수신신호표시모듈(331b), 결함별신호표시모듈(331c)에 의해 표시되는 신호들 중, 정상신호표시모듈(331a) 또는 결함별신호표시모듈(331c)과 수신신호표시모듈(331b) 사이의 진폭차를 화면에 강조하여 표시하도록 한다. 따라서, 사용자는 수신신호표시모듈(331b)에 의해 표시되는 신호와 정상신호표시모듈(331a) 또는 결함별신호표시모듈(331c)에 의해 표시되는 신호 사이의 진폭차를 쉽게 파악하여 결함의 확인이 신속하고 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

상기 위상차표시모듈(331f)은 상기 진폭차표시모듈(331e)과 위상차를 화면에 표시하는 구성이라는 것에 관해서만 차이를 가지며, 역시 결함의 확인이 신속하고 용이하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기 결함정보표시부(332)는 상기 결함확정부(324)에 의해 확정되는 결함정보를 화면에 표시하는 구성으로, 결함이 발생된 표면파수신부(12)의 위치와 결함의 종류, 정도를 화면에 표시하도록 한다. 또한, 상기 결함정보표시부(332)는 표면파센서장치(1)의 고장이 진단되는 경우 고장 여부를 화면에 표시하도록 함으로써 고장의 신속한 인지가 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 결함정보표시부(332)는 결함의 위치를 표시하는 결함위치표시모듈(332a)과, 결함의 종류를 표시하는 결함종류표시모듈(332b), 결함의 정도를 표시하는 결함정도표시모듈(332c), 고장의 발생을 표시하는 고장표시모듈(332d)을 포함할 수 있다. 따라서, 사용자는 상기 수신부별신호표시부(71)에 의해 표시되는 신호와 상기 결함정보표시부(73)에 의해 표시되는 결함정보를 동시에 확인하면서 정확한 결함의 검출이 이루어지고 있는지, 고장이 발생하지는 않았는지를 용이하게 확인할 수 있게 된다.

상기 결함표시부(34)는 상기 결함확정부(324)에 의해 확정되는 결함정보를 블레이드(100) 상에 표시하는 구성으로, 상기 발광부(15)를 통해 결함의 위치, 정도, 종류가 직관적으로 표시될 수 있도록 하여 결함의 신속한 파악이 가능하고 결함을 수리하는 작업의 편의성을 높일 수 있도록 한다. 또한, 상기 결함표시부(34)는 고장의 발생 여부도 블레이드(100)에 표시되도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 결함표시부(34)는 도 11에 도시된 바와 같이 결함부발광모듈(341), 결함별발광색상조절모듈(342), 정도별조도조절모듈(343), 고장부발광모듈(344)을 포함한다.

상기 결함부발광모듈(341)은 결함에 관한 정보를 블레이드(100)에 표시하는 구성으로, 각 표면파수신부(12)에 형성되는 발광부(15)를 발광시켜 결함을 표시하도록 한다. 상기 결함부발광모듈(341)은 결함이 확정된 위치에 상응하는 발광부(15)를 발광시켜 결함이 발생한 지점을 표시하도록 하며, 이를 통해 결함을 수리하는 작업자가 용이하게 결함 지점을 파악할 수 있도록 한다.

상기 결함별발광색상조절모듈(342)은 결함의 종류에 따라 발광부(15)에 의해 발광되는 색상을 조절하는 구성으로, 예를 들어 결함이 크랙이냐 부식이냐 이물이냐 등에 따라 발광되는 색상을 조절하도록 한다.

상기 정도별조도조절모듈(343)은 결함의 정도에 따라 발광되는 빛의 조도를 조절하는 구성으로, 예를 들어 결함의 정도가 심할수록 높은 조도를 갖도록 발광시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 결함부발광모듈(341)을 통해 결함이 발생한 위치에 점등이 이루어지도록 하여 결함 위치의 손쉬운 파악이 가능하도록 할 뿐만 아니라, 결함의 종류, 정도에 따라 발광 색상 및 조도를 조절하도록 하여 원격지에서도 결함을 정확하게 파악할 수 있으며, 결함을 수리하는 작업자도 손쉽게 결함에 대해 파악하여 신속하고 정확한 작업을 실행할 수 있다.

상기 고장부발광모듈(344)은 상기 고장진단모듈(324e)에 의해 고장으로 진단된 표면파수신부(12)에 대응되는 위치의 발광부(15)를 발광시키는 구성으로, 결함과는 다른 색상의 빛으로 발광이 이루어지도록 한다. 따라서, 고장부발광모듈(344)은 고장이 발생한 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 하여 신속한 작업이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 통신부(35)는 상기 표면파센서장치(1)와 무선 신호를 송수신하는 구성으로, 블루투스 등의 무선통신모듈이 적용될 수 있으며, 무선 신호의 송수신이 가능한 다양한 구성이 적용될 수 있다. 상기 통신부(35)는 상기 표면파센서장치(1)로부터 표면파수신부(12)에 의해 생성된 전기신호에 관한 정보를 수신하며, 표면파센서장치(1)로 제어정보 등을 전송하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템을 도 12 내지 도 21을 참조하여 설명하면, 상기 상태측정시스템은 표면파센서장치(1)가 일 실시예와 같이 블레이드(100)에 고정되도록 설치되는 것이 아니라, 결합이동장치(5)를 통해 블레이드(100)를 따라 이동하도록 한다. 따라서, 본 실시예에 따른 상태측정시스템은 복수의 표면파센서장치(1)를 블레이드(100)에 부착시킬 필요 없이 결합이동장치(5)에 결합시켜 블레이드(100)를 따라 이동시킴으로써, 다수의 표면파센서장치(1)를 제작하고 설치하며, 유지·보수하는 는 비용 및 시간을 절감하도록 할 수 있다.

상기 표면파센서장치(1)는 블레이드(100)에 부착되지 않고 결합이동장치(5)의 후술할 제1,2압착부(512a-1,512b-1)에 결합되는 것만을 제외하면 일 실시예와 동일한 구성을 가지며, 모니터링장치(3)도 결함을 분석하거나 표시하는 동일한 기능 및 구성을 가지므로, 이하 상세한 설명은 생략한다. 상기 표면파센서장치(1)는 제1,2압착부(512a-1,512b-1)의 후술할 지지부재(512a-12,512b-12)에 결합되어 진공패드(512a-11,512b-11)와 함께 회전하도록 하여, 수평인 상태로 블레이드(100)에 압착될 수 있도록 하고, 이를 통해 표면파센서장치(1)의 이동에도 정확한 표면파의 송수신이 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 표면파센서장치(1)는 결합이동장치(5)를 통해 일정 간격으로 이동하며 저주파발생부(11a)에 의해 저주파를 발생시키도록 하고, 저주파에 의해 이상이 감지되는 지점에서만 더욱 좁은 간격으로 이동하며 고주파발생부(11b)에 의해 고주파를 발생시키도록 하여 정밀한 결함의 검출이 이루어지도록 함으로써, 표면파센서장치(1)의 이동시에도 효율적인 결함의 검출이 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 저주파발생부(11a)만으로 결함을 검출할 때에는 일정 간격으로 이동하며 저주파수신부(12a)에 의해 생성된 신호만을 분석하도록 하고, 이상이 발생한 지점에서만 더욱 좁은 간격으로 이동하며 고주파수신부(12b)에서 생성된 신호를 분석하도록 하여 정밀한 결함 검출이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 결합이동장치(5)는 블레이드(100)를 따라 이동하며 표면파의 송수신에 의해 블레이드(100)의 상태를 진단하고 측정하도록 하는 것으로, 특히 블레이드(100)의 다양한 굴곡에도 블레이드(100)에 안정적으로 결합할 수 있도록 하고, 정확한 표면파의 송수신을 통해 블레이드(100) 상태 측정의 정확성을 높일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 상기 결합이동장치(5)는 각 구성을 지지하는 본체부(55)와; 상기 본체부(55)의 양측에 형성되며, 풍력발전기 블레이드(100)에 결합되어 지지된 상태에서 블레이드(100)를 따라 이동하는 결합지지부(51)와; 상기 결합지지부(51)를 이동시키는 센서이동부(52)와; 본체부(55)가 블레이드(100)에 지지된 상태에서 이동하도록 하는 이동지지부(53)와; 결합이동장치(5)의 작동을 조절하는 제어부(54);를 포함한다.

상기 결합지지부(51)는 블레이드(100)에 압착·지지되며, 블레이드(100)를 따라 이동하는 구성으로, 본체부(55)의 양측에 한 쌍이 형성되어 블레이드(100)의 양측에서 압착될 수 있도록 한다. 또한, 상기 결합지지부(51)는 블레이드(100)를 따른 이동이 가능하도록 하기 위해, 일정 간격 이격되도록 고정결합지지부(51')와 이동결합지지부(51'')를 형성하도록 하며, 고정결합지지부(51')는 본체부(55)에 결합·고정되어 본체부(55)와 일체로 이동하고, 이동결합지지부(51'')는 본체부(55)에 지지되어 본체부(55)를 따라 이동할 수 있도록 구성된다. 이때, 이동결합지지부(51'')에는 표면파센서장치(1)가 형성되어 블레이드(100)를 따라 이동하며 표면파를 송수신하도록 하고, 이동결합지지부(51'')가 본체부(55)의 끝단까지 이동하면, 이동결합지지부(51'')가 본체부(55)에 압착·결합된 상태에서 고정결합지지부(51')가 본체부(55)와 함께 이동하여 블레이드(100)의 다음 구역에 대한 상태 측정이 이루어질 수 있도록 한다. 고정결합지지부(51') 및 이동결합지지부(51'')의 이동에 관한 상세한 설명은 센서이동부(52)에 관한 설명에서 상술하도록 한다.

상기 고정결합지지부(51') 및 이동결합지지부(51'')는 도 14 내지 도 15에서 보는 바와 같이 이동결합지지부(51'')에 표면파센서장치(1)가 형성되는 것만을 제외하면 동일한 구성을 가지므로, 이하에서는 결합지지부(51)로 통칭하여 함께 설명하도록 하며, 필요한 경우에만 고정결합지지부(51')에 관한 구성의 도면부호에 ['] 표시를 하고, 이동결합지지부(51'')에 관한 구성의 도면부호에 [''] 표시를 하여 구분하도록 한다.

또한, 상기 결합지지부(51)는 블레이드(100)를 향해 가까워지거나 멀어지는 방향으로 회전하는 회전부(511)와, 회전부(511)의 일단에 형성되어 블레이드(100)에 밀착·결합하는 결합부(512)를 포함하여, 결합이동장치(5)가 블레이드에 결합하여 지지되거나 결합이 해제되어 블레이드(100)를 따라 이동할 수 있도록 한다.

상기 회전부(511)는 블레이드(100)를 향해 가까워지거나 멀어지도록 회전하여 그 끝단에 형성되는 결합부(512)가 블레이드(100)에 압착·결합하거나 압착이 해제되어 블레이드(100)를 따라 이동할 수 있도록 하는 구성으로, 블레이드(100)를 향해 가까워지거나 멀어지도록 회전하는 회전바(511a)와; 상기 본체부(55)에 회전가능하도록 결합하며, 상기 회전바(511a)의 끝단에 연결되어 회전바(511a)를 밀거나 당기도록 하는 구동실린더(511b)와; 상기 회전바(511a)의 일 지점과 본체부(55)에 양단이 회전가능하도록 결합되는 회전지지바(511c);를 포함한다.

상기 회전바(511a)는 일단이 구동실린더(511b)에 연결되고 타단이 결합부(512)에 연결되어 구동실린더(511b)의 작동에 따라 회전하는 구성으로, 회전지지바(511c)가 연결되는 지점을 중심으로 회전한다. 따라서, 상기 회전바(511a)는 도 16(a)에 도시된 바와 같이 구동실린더(511b)의 실린더암(511b-1)이 당겨지는 경우에는 결합부(512)가 블레이드(100)에서 멀어지는 방향으로 회전하여 블레이드(100)를 따른 이동이 가능하게 되고, 반대로 실린더암(511b-1)이 밀어져 돌출되는 경우에는 결합부(512)가 블레이드(100)에 가까워지는 방향으로 회전하여 압착·결합될 수 있도록 한다.

상기 구동실린더(511b)는 일단이 본체부(55)에 연결되고 타단이 회전바(511a)의 일단에 연결되어 실린더암(511b-1)의 입출에 따라 앞서 설명한 바와 같이 회전바(511a)를 회전시킬 수 있도록 한다. 상기 구동실린더(511b)의 작동은 후술할 회전제어부(543)에 의해 제어될 수 있으며, 결합부(512)와 블레이드(100)의 거리에 따라 자동으로 제어되도록 할 수 있다.

상기 회전지지바(511c)는 양단이 상기 회전바(511a)의 일 지점 및 본체부(55)에 회전 가능하게 연결되도록 형성되어 회전바(511a)의 회전중심이 되는 구성으로, 구동실린더(511b)의 작동에 따라 결합부(512)가 블레이드(100)에 압착되거나 압착이 해제되어 멀어지게 회전할 수 있도록 한다.

상기 결합부(512)는 상기 회전부(511)의 일단에 형성되어 블레이드(100)에 밀착·결합하는 구성으로, 특히 양측으로 제1결합부(512a)와 제2결합부(512b)가 별개로 회전하도록 형성되어 다양한 굴곡을 가진 블레이드(100)에 압착될 수 있도록 한다. 다시 말해, 양측으로 형성된 제1결합부(512a) 및 제2결합부(512b)는 블레이드(100)의 굴곡에 따라 블레이드(100)의 표면과 최대한 수평을 이룰 수 있는 각도로 회전하며, 이를 통해 블레이드(100)에 안정적으로 압착되어 결합할 수 있도록 하고, 결합부(512)와 함께 회전하는 표면파센서장치(1)도 블레이드(100)에 수평으로 압착되도록 하여 표면파의 송수신이 정확하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다.

또한, 제1결합부(512a)와 제2결합부(512b)가 양측으로 형성되어 블레이드(100)의 동일 표면에 압착됨에 따라, 제1결합부(512a) 및 제2결합부(512b)에 각각 형성된 표면파발생부(11) 및 표면파수신부(12)가 표면파를 송수신할 수 있도록 함으로써, 블레이드(100) 표면에 대한 상태 측정이 가능하도록 한다. 일 예로, 상기 표면파센서장치(1)는 도 15에 도시된 바와 같이 블레이드(100) 양측의 표면파발생부(11) 및 표면파수신부(12)가 서로 대향되도록 형성될 수 있으며, 이를 통해 블레이드(100) 표면(ⓐ)에 대한 상태 측정과 모서리(접합부,ⓑ) 부분에 대한 상태 측정이 동시에 이루어질 수 있도록 하여, 효율적이고 신속한 블레이드(100) 상태 측정이 가능하도록 할 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 상기 표면파센서장치(1)는 도 15에 도시된 바와 같이 일측의 결합지지부(51)에서는 제1압착부(512a-1)에 표면파발생부(11), 제2압착부(512b-1)에 표면파수신부(12)가 형성되도록 하고, 그에 대향되는 타측의 결합지지부(51)에서는 제1압착부(512a-1)에 표면파수신부(12), 제2압착부(512b-1)에 표면파발생부(11)가 형성되도록 하여, 표면파발생부(11) 및 표면파수신부(12)가 블레이드(100)를 중심으로 서로 대향되어 형성되도록 할 수 있다. 이러한 경우 일 표면파발생부(11)에서 표면파를 발생시키면 동일한 블레이드 표면에 형성된 표면파수신부(12) 및 반대측 블레이드 표면에 형성된 표면파수신부(12)에 동시에 수신되어 블레이드 표면(ⓐ) 및 접합부(ⓑ)에 의한 상태의 측정이 동시에 이루어질 수 있고, 이를 통해 블레이드에 대한 상태측정이 효율적이고 신속하게 이루어지도록 할 수 있다.

상기 제1결합부(512a)는 상기 회전부(511)의 끝단에 회전 가능하도록 형성되면서, 본체부(55)를 향하도록 형성되는 구성으로, 블레이드(100)에 압착되는 제1압착부(512a-1)와, 상기 제1압착부(512a-1)의 각도를 조절하는 제1미세각조절부(512a-2)를 포함한다.

상기 제1압착부(512a-1)는 상기 회전바(511a)의 끝단을 중심으로 본체부(55) 측에서 블레이드(100)에 압착되는 구성으로, 블레이드(100)에 압착되는 진공패드(512a-11), 진공패드(512a-11)를 지지하는 지지부재(512a-12), 블레이드(100)와의 거리를 측정하는 거리센서모듈(512a-13)을 포함한다.

상기 진공패드(512a-11)는 내부 공기를 제거하여 진공 상태가 되면 블레이드(100)와의 압착이 이루어지는 구성으로, 별도의 진공펌프 등과 연결되어 공기의 주입과 제거가 이루어지도록 한다. 상기 진공패드(512a-11)는 제1결합부(512a)가 블레이드(100)에 압착되어 지지되는 경우에는 내부 공기를 제거하도록 하고, 제1결합부(512a)가 블레이드(100)에 대한 압착이 해제되어 블레이드(100)를 따라 이동하는 경우에는 공기를 주입하여 압착이 해제되도록 한다. 또한, 상기 진공패드(512a-11)는 지지부재(512a-12)에 지지되어 함께 회전하도록 하며, 블레이드(100) 표면의 굴곡에 따라 회전되어 블레이드(100) 표면과 수평에 가까운 상태에서 블레이드(100)에 압착될 수 있도록 한다.

상기 지지부재(512a-12)는 진공패드(512a-11)를 지지하는 구성으로, 상기 제1미세각조절부(512a-2)의 후술할 회전부재(512a-21)에 고정되어 함께 회전하도록 한다.

상기 거리센서모듈(512a-13)은 진공패드(512a-11)의 바닥측에 형성되어 블레이드(100)와의 거리를 측정하는 구성으로, 거리를 측정할 수 있는 다양한 센서모듈이 적용될 수 있으며, 도 17에 도시된 바와 같이(도 17은 제2결합부(512b)에 관한 도면이나 제1결합부(512a)의 제1,2거리센서모듈(512a-131,512a-132)도 동일함) 진공패드(512a-11) 바닥측의 가장 먼 양단에 제1,2거리센서모듈(512a-131,512a-132) 한 쌍이 형성되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 거리센서모듈(512a-13)은 블레이드(100)와의 거리를 측정하여 진공패드(512a-11)와 블레이드(100)의 근접여부를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 제1,2거리센서모듈(512a-131,512a-132)에 의해 측정되는 블레이드(100)와의 거리를 비교하여 수평에 근접한 상태로 진공패드(512a-11)를 회전시키도록 할 수 있다.

상기 제1미세각조절부(512a-2)는 별도로 회전하는 제1결합부(512a), 더욱 정확하게는 상기 진공패드(512a-11)의 회전각도를 조절하는 구성으로, 회전부(511)의 회전과는 별도로 제1압착부(512a-1)의 진공패드(512a-11)를 미세한 각도로 회전시킬 수 있도록 하여 블레이드(100)에 대한 진공패드(512a-11)의 압착이 가능하도록 하고, 진공패드(512a-11)와 함께 회전하는 표면파센서장치(1)도 수평인 상태로 블레이드(100)에 압착될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 제1미세각조절부(512a-2)는 상기 회전바(511a)의 일단에 회전 가능하도록 연결되며, 회전바(511a)에 연결되는 측의 타단에 제1압착부(512a-1)가 형성되는 회전부재(512a-21)와; 회전부재(512a-21)의 타단 및 회전바(511a)의 일 지점에 양단이 연결되어 회전부재(512a-21)를 회전시키는 제1회전실린더(512a-22);를 포함한다.

상기 회전부재(512a-21)는 회전바(511a)의 일단에 연결되어 회전하며, 그 타단에는 제1압착부(512a-1)의 지지부재(512a-12)가 결합되어 회전바(511a)에 연결되는 지점을 중심으로 회전하도록 한다. 상기 회전부재(512a-21)는 제1회전실린더(512a-22)의 작동에 따라 지지부재(512a-12)와 함께 회전하며, 이를 통해 진공패드(512a-11)도 함께 회전하도록 할 수 있다.

상기 제1회전실린더(512a-22)는 상기 지지부재(512a-12) 및 회전바(511a)에 양단이 연결되어 실린더암(512a-221)의 입출에 따라 회전부재(512a-21)를 회전시키는 구성으로, 회전부재(512a-21)의 회전과 함께 진공패드(512a-11)도 함께 회전할 수 있도록 한다. 따라서, 상기 제1회전실린더(512a-22)는 도 16(b)에 도시된 바와 같이 실린더암(512a-221)이 돌출되어 지지부재(512a-12)를 미는 경우 이에 결합된 회전부재(512a-21) 및 진공패드(512a-11)가 모두 ⓒ 방향으로 회전하게 되고, 실린더암(512a-221)을 당기는 경우에는 진공패드(512a-11)가 그 반대 방향으로 회전하게 된다.

상기 제2결합부(512b)는 상기 회전부(511)의 끝단에 연결되도록 형성되면서, 제1결합부(512a)와는 반대로 본체부(55)와 멀어지는 방향으로 형성된다. 상기 제2결합부(512b)는 제1결합부(512a)와 유사하게 제2압착부(512b-1)와 제2미세각조절부(512b-2)를 포함하여 블레이드(100)의 굴곡에 따른 회전이 가능하도록 하나, 제2압착부(512b-1)의 원활한 회전이 가능하도록 하기 위해 제2미세각조절부(512b-2)는 제1미세각조절부(512a-2)와 상이한 구성을 갖도록 할 수 있다.

상기 제2압착부(512b-1)는 상기 회전바(511a)의 끝단을 중심으로 본체부(55)와 먼측에서 블레이드(100)에 압착되는 구성으로, 블레이드(100)에 압착되는 진공패드(512b-11), 진공패드(512b-11)를 지지하는 회전지지부재(512b-12), 블레이드(100)와의 거리를 측정하는 거리센서모듈(512b-13)을 포함한다. 진공패드(512b-11) 및 거리센서모듈(512b-13)은 제1압착부(512a-1)의 진공패드(512a-11) 및 거리센서모듈(512a-13)과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 회전지지부재(512b-12)는 제1압착부(512a-1)의 지지부재(512a-12)와 같이 진공패드(512b-11)를 지지하는 구성이나, 제2미세각조절부(512b-2)의 후술할 지지바(512b-21)에 결합되어 지지바(512b-21)와 함께 회전하는 것이 아니라, 도 16(b)에 도시된 바와 같이 회전축(512b-121)에 의해 지지바(512b-21)에 회전 가능하게 결합된다. 그리고 상기 회전지지부재(512b-12)는 회전축(512b-121)이 연결되는 지점의 상측 또는 하측, 바람직하게는 상측으로 제2미세각조절부(512b-2)의 후술할 제2회전실린더(512b-22)가 연결되도록 하여 제2회전실린더(512b-22)의 작동에 따라 회전축(512b-121)을 중심으로 회전하고, 이에 따라 진공패드(512b-11)도 함께 회전할 수 있도록 한다.

상기 제2미세각조절부(512b-2)는 상기 제2압착부(512b-1)의 진공패드(512b-11)의 미세한 회전각도를 조절하는 구성으로, 상기 회전바(511a)의 일단에 결합되며, 회전바(511a)에 결합되는 측의 타단에 제2압착부(512b-1)가 형성되는 지지바(512b-21)와; 상기 회전바(511a) 및 제2압착부(512b-1)에 양단이 연결되도록 형성되어 제2압착부(512b-1)를 회전시키는 제2회전실린더(512b-22);를 포함한다.

상기 지지바(512b-21)는 회전바(511a)의 일단에 결합되어 제2회전실린더(512b-22) 및 제2압착부(512b-1)를 지지하는 구성으로, 본체부(55)에서 먼 측으로 형성되며, 상기 회전지지부재(512b-12)의 회전축(512b-121)을 지지하여 회전지지부재(512b-12)가 회전축(512b-121)을 중심으로 회전할 수 있도록 한다.

상기 제2회전실린더(512b-22)는 그 일단이 회전바(511a)에 결합하고, 그 타단은 회전지지부재(512b-12)에 연결되어 그 작동에 따라 회전지지부재(512b-12)를 회전시키는 구성으로, 회전지지부재(512b-12)의 회전에 따라 진공패드(512b-11)도 함께 회전하여 블레이드(100)의 다양한 굴곡에 대응할 수 있도록 한다. 상기 제2회전실린더(512b-22)는 그 타단이 상기 회전지지부재(512b-12)의 회전축(512b-121)이 연결되는 지점의 상측 또는 하측, 바람직하게는 상측에 연결되어 실린더암(512b-221)의 입출에 따라 회전지지부재(512b-12)를 회전시키도록 한다. 따라서, 상기 제2회전실린더(512b-22)는 도 16(b)에 도시된 바와 같이 실린더암(512b-221)을 당기는 경우 회전지지부재(512b-12) 및 진공패드(512b-11)가 ⓓ 방향으로 회전하게 되며, 실린더암(512b-221)을 밀어 돌출시키는 경우에는 회전지지부재(512b-12) 및 진공패드(512b-11)가 그 반대 방향으로 회전하게 된다.

상기 센서이동부(52)는 결합이동장치(5)의 블레이드(100)를 따른 이동이 이루어지도록 하는 구성으로, 도 18에 도시된 바와 같이 결합지지부(51)가 이동하는 동력을 제공하는 구동수단(521)과; 상기 이동결합지지부(51'')와 연결되어 구동수단(521)의 작동에 따라 함께 이동하는 이동체(522)와; 상기 이동체(522)가 본체부(55)에 지지되어 이동하도록 하는 지지수단(523); 본체부(55)의 양단에서 이동체(522)의 근접을 감지하는 근접감지수단(524);을 포함한다.

상기 구동수단(521)은 결합지지부(51)가 이동하는 동력을 제공하는 구성으로, 더욱 정확하게는 상기 이동체(522)를 이동시키는 동력을 제공하여, 이동체(522)와 연결된 이동결합지지부(51'')가 블레이드(100)를 따라 이동할 수 있도록 한다. 또한, 구동수단(521)에 의해 이동체(522)가 이동할 때, 이동체(522)와 연결된 이동결합지지부(51'')가 블레이드(100)에 압착되어 고정된 경우에는 회전봉(521c)을 포함한 본체부(55) 및 본체부(55)와 결합된 고정결합지지부(51')가 이동하게 된다. 이에 관한 설명은 이동제어부(541)에 관한 설명에서 후술하도록 한다. 이를 위해, 상기 구동수단(521)은 구동력을 발생시키는 구동모터(521a), 구동모터(521a)의 구동력을 전달하는 기어체(521b), 구동모터(521a)의 작동에 따라 회전하는 회전봉(521c)을 포함할 수 있다.

상기 구동모터(521a)는 일반적인 모터가 적용될 수 있으며, 회전력을 발생시켜 회전봉(521c)을 회전시킬 수 있도록 하고, 회전봉(521c)의 회전에 따라 이동체(522)가 본체부(55)를 따라 이동할 수 있도록 한다. 또한, 상기 구동모터(521a)에는 기어체(521b)가 연결되어 구동모터(521a)의 회전력을 회전봉(521c)에 전달하도록 할 수 있다.

상기 회전봉(521c)은 구동모터(521a)에 직접 연결되거나 기어체(521b)를 통해 연결되도록 할 수 있으며, 구동모터(521a)의 작동에 따라 회전한다. 상기 회전봉(521c)은 도 18에 도시된 바와 같이 본체부(55)의 상단에 지지되도록 설치되며, 고정결합지지부(51') 및 이동결합지지부(51'')가 블레이드(100)를 따라 이동할 수 있도록 블레이드(100)의 길이 방향에 상응하는 방향으로 형성되도록 한다. 상기 회전봉(521c)에는 상기 이동체(522)의 후술할 상단이동부재(522a)가 삽입되어 지지되며, 회전봉(521c)의 회전에 의해 상단이동부재(522a)가 회전봉(521c)을 따라 이동하도록 한다.

상기 이동체(522)는 상기 회전봉(521c)과 연결되어 구동모터(521a)의 작동에 따라 이동하는 구성으로, 회전봉(521c)에 연결되어 회전봉(521c)의 회전에 따라 이동하는 상단이동부재(522a)와, 상단이동부재(522a) 및 이동결합지지부(51'')와 연결되어 상단이동부재(522a)의 이동에 따라 이동결합지지부(51'')가 함께 이동하도록 하는 연결부재(522b)를 포함한다. 따라서, 상기 이동체(522)는 구동모터(521a)의 작동과 함께 이동결합지지부(51'')를 이동시킬 수 있고, 이동결합지지부(51'')가 블레이드(100)에 압착·결합된 경우에는 본체부(55)가 고정결합지지부(51')와 함께 회전봉(521c)을 따라 이동하게 된다.

상기 지지수단(523)은 상기 이동체(522)가 본체부(55)에 지지되어 본체부(55)를 따라 안정적으로 이동할 수 있도록 하는 구성으로, 본체부(55)의 상단 및 하단에 상, 하측지지수단(331,332) 한 쌍이 형성되도록 한다.

상기 상측지지수단(523a)은 상기 상단이동부재(522a)에 결합되며 회전봉(521c)에 삽입되는 가이드부재(523a-1)와, 가이드부재(523a-1)가 지지되어 이동하도록 하며 본체부(55)의 상단에 고정되도록 설치되는 이동가이드레일(523a-2)을 포함한다. 따라서, 회전봉(521c)에 삽입되어 회전봉(521c)의 회전에 따라 이동하는 가이드부재(523a-1)는 이동가이드레일(523a-2)에 지지되어 본체부(55)의 양단을 왕복하며 이동할 수 있게 된다.

상기 하측지지수단(523b)은 상기 본체부(55)의 하측에 형성되어 이동체(522)를 지지하는 구성으로, 연결부재(522b)에 결합되어 함께 이동하는 레일바(523b-1)와, 본체부(55)의 하측으로 고정되도록 형성되며 레일바(523b-1)가 삽입되어 지지되는 삽입가이드부재(523b-2)를 포함한다. 따라서, 이동체(522)의 이동과 함께 본체부(55)를 따라 이동하는 레일바(523b-1)는 삽입가이드부재(523b-2)에 지지되어 안정적으로 본체부(55) 양단을 왕복 이동할 수 있다.

상기 근접감지수단(524)은 본체부(55)의 양단에서 이동체(522)의 근접을 감지하는 구성으로, 고정결합지지부(51')가 형성되는 본체부(55)의 일단에서 이동체의 근접을 감지하는 제1근접센싱모듈(524a)과, 본체부(55)의 타단에서 이동체의 근접을 감지하는 제2근접센싱모듈(524b)을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 이동결합지지부(51'')는 본체부(55)의 양단 사이를 왕복 이동할 수 있고, 이를 통해 결합이동장치(5)가 블레이드(100)를 따라 이동할 수 있도록 한다.

상기 센서이동부(52)의 작동에 관해 도 19를 참조하여 간략하게 설명하면, 상기 이동결합지지부(51'')가 고정결합지지부(51')에 근접하여 도 19(a)에 도시된 바와 같이 이동체(522)가 제1근접센싱모듈(524a)에 의해 감지되면, 상기 이동체(522)는 일정 간격으로 회전봉(521c)을 따라 이동하고, 일정 간격 이동할 때마다 이동결합지지부(51'')가 블레이드(100)에 압착되어 표면파의 송수신을 통해 블레이드(100) 상태를 측정하며, 이동할 때에는 이동결합지지부(51'')의 압착을 해제하여 이동할 수 있도록 한다. 그리고 이동체(522)가 이동하여 도 19(b)에 도시된 바와 같이 제2근접센싱모듈(524b)에 감지되면 이동결합지지부(51'')는 그 이동을 멈추고 블레이드(100)에 압착된 상태를 유지하며, 고정결합지지부(51')의 압착을 해제시킨 상태에서 구동모터(521a)가 작동하여 회전봉(521c)을 회전시키도록 한다. 그렇게 되면 이동체(522)는 이동할 수 없으므로, 회전봉(521c)이 이동체(522)를 따라 이동하게 되고, 회전봉(521c)과 결합된 본체부(55) 및 본체부(55)에 결합된 고정결합지지부(51')가 회전봉(521c)의 이동과 함께 이동하게 된다. 그리고 다시 고정결합지지부(51')가 이동결합지지부(51'')에 근접되면서 도 19(a)에 도시된 바와 같이 이동체(522)가 제1근접센싱모듈(524a)에 의해 감지되면 고정결합지지부(51')가 블레이드(100)에 압착되고 이동결합지지부(51'')가 다시 일정 간격으로 이동하며 블레이드에 압착되어 표면파를 송수신하도록 한다. 따라서, 상기 결합지지부(51)는 상당한 길이를 갖는 블레이드(100) 전체에 대해 안정적으로 이동하여 상태를 측정할 수 있게 된다.

상기 이동지지부(53)는 상기 결합지지부(51)의 블레이드(100)를 따른 이동시 좀 더 안정적인 이동이 가능하도록 하는 구성으로, 도 16(a)에 도시된 바와 같이 지지롤러(532)를 통해 본체부(55)가 블레이드(100)에 지지되어 이동할 수 있도록 하며, 간격조절실린더(531)의 작동을 통해 지지롤러(532)의 위치를 변경시켜 블레이드(100)의 크기 및 위치에 관계없이 본체부(55)가 지지롤러(532)에 의해 블레이드(100)에 지지되어 이동할 수 있도록 한다. 또한, 상기 이동지지부(53)는 지지롤러(532)와 블레이드(100) 사이의 거리를 감지하는 거리감지센서(533)를 포함하여 자동으로 간격조절실린더(531)의 작동이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 간격조절실린더(531)는 일단에 지지롤러(532)가 형성되고 타단은 본체부(55)에 결합하여, 그 작동에 따라 지지롤러(532)가 블레이드(100)를 향해 가까워지거나 멀어질 수 있도록 하는 구성으로, 지지롤러(532)를 블레이드(100)에 밀착되어 지지될 수 있는 위치로 이동시킬 수 있도록 하며, 상기 거리감지센서(533)에 의해 측정되는 지지롤러(532)와 블레이드(100) 사이의 거리에 따라 작동하도록 한다.

상기 지지롤러(532)는 간격조절실린더(531)의 끝단에 형성되어 회전하는 구성으로, 원형으로 형성되어 블레이드(100)에 지지된 상태에서 블레이드(100)를 따라 이동할 수 있도록 함으로써 결합지지부(51)의 이동시에도 본체부(55)가 블레이드(100)에 지지되어 안정적인 상태를 유지할 수 있도록 한다.

상기 거리감지센서(533)는 상기 지지롤러(532)의 일측에 형성되어 지지롤러(532)와 블레이드(100) 사이의 거리를 감지하는 구성으로, 지지롤러(532)가 블레이드(100)에 접촉될 수 있도록 간격조절실린더(531)를 작동시키도록 한다.

상기 제어부(54)는 결합이동장치(5)의 작동을 조절하는 구성으로, 도 20에 도시된 바와 같이 이동제어부(541), 간격제어부(542), 회전제어부(543), 압착제어부(544)를 포함할 수 있다.

상기 이동제어부(541)는 상기 센서이동부(52)의 작동을 제어하는 구성으로, 앞서 센서이동부(52)에서 설명한 바와 같이 구동모터(521a)의 작동을 통해 회전봉(521c)을 회전시키고, 이를 통해 이동결합지지부(51''), 고정결합지지부(51')의 블레이드(100)를 따른 이동이 가능하도록 한다. 이를 위해, 상기 이동제어부(541)는 제1근접감지모듈(541a), 센서이동모듈(541b), 제2근접감지모듈(541c), 결합이동모듈(541d)을 포함할 수 있다.

상기 제1근접감지모듈(541a)은 상기 제1근접센싱모듈(524a)에 의해 이동체(522)의 근접이 감지되는 신호를 수신하는 구성으로, 감지 신호가 수신되면 상기 센서이동모듈(541b)을 작동시켜 상기 이동결합지지부(51'')가 일정 간격으로 블레이드(100)를 따라 이동할 수 있도록 한다.

상기 센서이동모듈(541b)은 상기 제1근접감지모듈(541a)에 의해 이동체(522)가 제1근접센싱모듈(524a)에 근접한 것이 감지되면, 표면파센서장치(1)가 형성된 이동결합지지부(51'')가 일정 간격으로 블레이드(100)를 따라 이동하도록 한다. 다시 말해, 상기 센서이동모듈(541b)은 이동결합지지부(51'')를 일정 거리만큼 이동시켜 상기 회전제어부(543)에 의해 블레이드(100)에 압착되도록 하고, 표면파의 송수신을 통해 블레이드 상태를 측정하도록 하며, 그 다음 다시 이동결합지지부(51'')의 압착을 해제하여 일정 거리만큼 이동시켜 블레이드(100)에 압착되도록 하고, 이러한 과정을 이동체(522)가 제2근접센싱모듈(524b)에 의해 감지될 때까지 반복하도록 한다. 또한, 상기 센서이동모듈(541b)은 저주파를 먼저 발생시킨 후에 이상이 감지되는 경우에는 다시 제자리로 돌아가 고주파를 발생시키도록 구성할 수도 있다. 이때 상기 센서이동모듈(541b)은 더욱 좁은 간격으로 이동하며 고주파를 발생시켜 정밀한 결함의 검출이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 제2근접감지모듈(541c)은 상기 이동체(522)가 제2근접센싱모듈(524b)에 의해 감지되는 신호를 수신하는 구성으로, 이동결합지지부(51'')가 센서이동모듈(541b)에 의한 이동을 멈추고 상기 결합이동모듈(541d)이 작동되도록 한다.

상기 결합이동모듈(541d)은 이동결합지지부(51'')가 센서이동모듈(541b)에 의한 이동을 멈추고 블레이드(100)에 압착·고정된 상태를 유지하도록 하며, 대신 고정결합지지부(51')의 압착을 해제하여 구동모터(521a)의 작동에 따른 이동이 이루어지도록 한다. 앞서 설명한 바와 같이 이동결합지지부(51'')가 블레이드(100)에 고정된 상태에서 회전봉(521c)을 회전시키면 본체부(55) 및 고정결합지지부(51')가 회전봉(521c)을 따라 이동하게 되며, 다시 상기 제1근접감지모듈(541a)에 의해 이동체(522)의 근접신호가 수신되는 경우 고정결합지지부(51')가 블레이드(100)에 다시 압착되고 센서이동모듈(541b)의 작동이 개시되도록 한다.

상기 간격제어부(542)는 상기 이동지지부(53)의 작동을 조절하는 구성으로, 더욱 정확하게는 간격조절실린더(531)의 작동을 조절하도록 한다. 상기 간격제어부(542)는 거리감지센서(533)에 의해 지지롤러(532)와 블레이드(100)의 거리를 측정하도록 하는 거리측정모듈(542a)과, 거리에 따라 간격조절실린더(531)를 작동시키는 실린더작동모듈(542b)을 포함하며, 항상 지지롤러(532)가 블레이드(100)에 접촉될 수 있도록 간격조절실린더(531)를 작동시키도록 한다.

상기 회전제어부(543)는 상기 결합지지부(51)의 회전부(511) 및 결합부(512)의 작동을 조절하는 구성으로, 더욱 정확하게는 상기 회전부(511)의 구동실린더(511b), 상기 결합부(512)의 제1회전실린더(512a-22), 제2회전실린더(512b-22)의 작동을 조절하도록 한다. 상기 회전제어부(543)는 상기 고정결합지지부(51') 또는 이동결합지지부(51'')를 블레이드(100)에 압착·결합시킬 때 구동실린더(511b), 제1,2회전실린더(512a-22,512b-22)의 작동을 조절하여 진공패드(512a-11,512b-11)가 블레이드(100)와 수평인 상태에서 안정적으로 압착·결합하도록 하고, 고정결합지지부(51') 또는 이동결합지지부(51'')를 블레이드(100)로부터 압착 해제시킬 때에는 구동실린더(511b)의 작동을 조절하여 진공패드(512a-11,512b-11)가 블레이드(100)로부터 멀어질 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 회전제어부(543)는 회전부작동모듈(543a), 근접거리감지모듈(543b), 결합부회전모듈(543c), 근접거리비교모듈(543d)을 포함하도록 할 수 있다.

상기 회전부작동모듈(543a)은 상기 회전부(511)의 구동실린더(511b)의 작동을 조절하는 구성으로, 구동실린더(511b)의 실린더암(511b-1)이 입출되는 것을 조절하여 회전바(511a)의 회전이 이루어지도록 한다. 상기 회전부작동모듈(543a)은 앞서 회전부(511)에서 설명한 바와 같이 실린더암(511b-1)을 당겨 인입되도록 하는 경우 상기 결합부(512)가 블레이드(100)로부터 멀어지는 방향으로 회전하여 결합지지부(51)의 이동이 가능하게 되고, 실린더암(511b-1)을 밀어 인출되도록 하는 경우 결합부(512)가 블레이드(100) 방향으로 회전하여 압착된다. 이때, 상기 회전부작동모듈(543a)은 제1,2결합부(512)의 미세 각도 조절이 가능하도록 하기 위해 결합부(512)가 블레이드(100)로부터 일정 거리 떨어진 위치까지만 회전부(511)를 회전시키도록 하며, 그 상태에서 미세 각도 조절이 이루어진 후 다시 회전부(511)를 회전시켜 결합부(512)가 블레이드(100)에 압착될 수 있도록 한다.

상기 근접거리감지모듈(543b)은 상기 결합부(512), 더욱 정확하게는 제1압착부(512a-1) 및 제2압착부(512b-1)의 진공패드(512a-11,512b-11)와 블레이드(100) 사이의 거리가 설정된 거리가 되는 것을 감지하는 구성으로, 결합부(512)가 블레이드(100)에 압착되도록 회전할 때 설정된 거리까지만 근접한 후 상기 결합부회전모듈(543c)에 의해 제1,2결합부(512a,512b)의 미세 회전 각도를 조절하여 수평인 상태를 맞출 수 있도록 한다.

상기 결합부회전모듈(543c)은 상기 제1,2결합부(512a,512b)의 제1,2회전실린더(512a-22,512b-22)의 작동을 조절하여 블레이드(100)의 굴곡에 따라 진공패드(512a-11,512b-11)의 각도를 조절하도록 하는 구성으로, 근접거리비교모듈(543d)을 통해 제1거리센서모듈(512a-131,512b-131)과 제2거리센서모듈(512a-132,512b-132)에 의해 측정되는 블레이드(100)와 진공패드(512a-11,512b-11) 사이의 거리를 비교하여, 거리가 최대로 같아지는 상태가 되도록 상기 제1,2회전실린더(512a-22,512b-22)를 작동시키도록 한다. 상기 결합부회전모듈(543c)은 상기 근접거리감지모듈(543b)에 의해 진공패드(512a-11,512b-11)가 블레이드(100)로부터 일정 거리만큼 근접하는 것을 감지하여 작동하도록 하며, 이를 통해 수평 상태로의 회전이 정확하게 이루어지고 결합지지부(51)의 회전이 신속하고 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기 근접거리비교모듈(543d)은 제1결합부(512a)의 제1거리센서모듈(512a-131)과 제2거리센서모듈(512a-132), 제2결합부(512b)의 제1거리센서모듈(512b-131)과 제2거리센서모듈(512b-132)에 의해 측정된 거리를 비교하는 구성으로, 진공패드(512a-11,512b-11)의 양단과 블레이드 사이의 거리를 비교하여 가장 근접한 값을 가지는 각도로 진공패드(512a-11,512b-11)를 회전시키도록 함으로써, 블레이드와 수평인 상태에서 압착될 수 있도록 한다. 본 발명은 수평인 상태로 진공패드(512a-11,512b-11)를 회전시키고 나면 다시 상기 회전부작동모듈(543a)에 의해 구동실린더(511b)를 작동시켜 진공패드(512a-11,512b-11)가 블레이드(100)에 그대로 압착될 수 있도록 한다.

상기 압착제어부(544)는 상기 진공패드(512a-11,512b-11)의 내부로부터 공기를 흡입하거나 주입하여 블레이드(100)에 압착되거나 압착이 해제될 수 있도록 하는 구성으로, 별도의 진공펌프를 이용하여 압축공기를 흡입하거나 주입하도록 한다. 이를 위해, 상기 압착제어부(544)는 공기흡입모듈(544a)과 공기주입모듈(544b)을 포함할 수 있으며, 진공패드(512a-11,512b-11)를 블레이드(100)에 밀착시킨 상태에서 공기흡입모듈(544a)에 의해 진공패드(512a-11,512b-11)의 내부로부터 공기를 흡입하는 경우에는 진공패드(512a-11,512b-11)가 블레이드(100)에 압착·결합되고, 공기주입모듈(544b)에 의해 진공패드(512a-11,512b-11) 내부에 공기를 주입하는 경우에는 진공패드(512a-11,512b-11)의 압착이 해제되어 진공패드(512a-11,512b-11)를 블레이드(100)로부터 멀어지도록 회전시키고 결합지지부(51)가 블레이드(100)를 따라 이동할 수 있게 된다.

상기 본체부(55)는 결합이동장치(5)의 각 구성을 지지하는 구성으로, 양측으로는 상기 결합지지부(51)가 한 쌍으로 형성되어 블레이드(100)의 양측에서 블레이드(100)에 압착·결합하도록 한다. 상기 본체부(55)에는 상기 센서이동부(52)가 형성되어 이동결합지지부(51'')가 본체부(55)에 지지되어 이동할 수 있도록 하고, 상기 본체부(55)에 결합된 고정결합지지부(51')는 센서이동부(52)의 작동에 따라 본체부(55)와 함께 이동할 수 있도록 구성된다.

상기 결합이동장치(5)의 작동과정을 도 19 및 도 21을 참조하여 설명하면, 상기 결합이동장치(5)는 도 21(a)에 도시된 바와 같이 풍력발전기의 블레이드(100)를 따라 이동하여 표면파의 송수신을 통해 블레이드(100) 상태를 측정하고 결함을 검출할 수 있도록 한다. 도 21(b)는 결합이동장치(5)의 이동과정을 개략적으로 도시한 것으로, 도 19(a)에 도시된 바와 같이 고정결합지지부(51')와 이동결합지지부(51'')가 최대로 근접한 상태, 즉 제1근접센싱모듈(524a)에 의해 이동체(522)가 감지된 상태에서 도 21(b)의 ⓔ와 같이 고정결합지지부(51')와 이동결합지지부(51'')가 블레이드(100)에 압착·결합된 상태에서 상태 측정을 시작하며, 블레이드(100)의 내측 또는 외측 끝단부터 상태 측정이 개시되도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 이동결합지지부(51'')는 센서이동부(52)의 작동에 의해 일정 간격으로 블레이드(100)를 따라 이동하게 되며, 이동시에는 블레이드(100)로부터 압착이 해제되어 회전부(511)에 의해 블레이드(100)로부터 일정 간격 이격되도록 하고, 일정 간격 이동 후 다시 블레이드(100)에 압착될 때에는 회전부(511)에 의해 일정 거리까지 회전한 후, 상기 제1,2미세각조절부(512a-2,512b-2)에 의해 진공패드(512a-11,512b-11)의 수평상태를 맞추어 블레이드(100)에 압착되도록 한다. 그리고 표면파의 송수신에 의해 블레이드(100)의 상태를 측정한 후, 동일한 과정을 반복하여 일정 간격으로 블레이드(100)를 따라 이동하게 된다. 상기 이동결합지지부(51'')가 이동을 계속하다가 도 19(b)에 도시된 바와 같이 이동체(522)가 제2근접센싱모듈(524b)에 의해 감지되면, 이동결합지지부(51'')는 블레이드(100)에 압착·결합된 상태를 유지하며, 고정결합지지부(51')의 압착이 해제되고, 센서이동부(52)의 작동에 따라 고정결합지지부(51')가 본체부(55)와 함께 이동하게 된다. 그리고 상기 이동체(522)가 도 19(a)에 도시된 바와 같이 제1근접센싱모듈(524a)에 의해 감지되면 고정결합지지부(51')가 도 21(b)의 ⓕ와 같이 다시 블레이드(100)에 압착되고, 이동결합지지부(51'')가 일정 간격으로 이동하며 표면파를 송수신하는 과정을 반복하게 된다. 따라서, 상기 결합이동장치(5)는 블레이드(100)에 안정적으로 결합된 상태에서 블레이드(100)를 따라 이동하며 신속하고 용이하게 블레이드(100) 상태를 측정할 수 있게 된다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 표면파센서장치 11: 표면파발생부 111: 압전기판 112: 전극
11a: 저주파발생부 11b: 고주파발생부 12: 표면파수신부
121: 압전기판 122: 전극 12a: 저주파수신부
12b: 고주파수신부 13: 무선통신부 14: 제어부
141: 신호발생모듈 142: 생성신호전달모듈 143: 발광제어모듈
15: 발광부 3: 모니터링장치 31: 신호조절부
311: 작동센서선택모듈 312: 구역설정모듈 313: 구역별저주파생성모듈
314: 고주파생성구역지정모듈 32: 결함분석부 321: 수신신호분석부
322: 수신부별기본신호저장부 323: 결함특정부 324: 결함확정부
33: 화면표시부 331: 수신부별신호표시부 332: 결함정보표시부
34: 결함표시부 341: 결함부발광모듈 342: 결함별발광색상조절모듈
343: 정도별조도조절모듈 344: 고장부발광모듈 35: 통신부
5: 결합이동장치
51: 결합지지부 51': 고정결합지지부 51'': 이동결합지지부
511: 회전부 511a: 회전바 511b: 구동실린더 511c: 회전지지바
512: 결합부 512a: 제1결합부 512a-1: 제1압착부 512a-11: 진공패드
512a-12: 지지부재 512a-13: 거리센서모듈 512a-131: 제1거리센서모듈
512a-132: 제2거리센서모듈 512a-2: 제1미세각조절부 512a-21: 회전부재
512a-22: 제1회전실린더 512b: 제2결합부 512b-1: 제2압착부
512b-11: 진공패드 512b-12: 회전지지부재 512b-121: 회전축
512b-13: 거리센서모듈 512b-131: 제1거리센서모듈
512b-132: 제2거리센서모듈 512b-2: 제2미세각조절부
512b-21: 지지바 512b-22: 제2회전실린더 52: 센서이동부
521: 구동수단 521a: 구동모터 521b: 기어체 521c: 회전봉
522: 이동체 522a: 상단이동부재 522b: 연결부재 523: 지지수단
523a: 상측지지수단 523a-1: 가이드부재 523a-2: 이동가이드레일
523b: 하측지지수단 523b-1: 레일바 523b-2: 삽입가이드부재
524: 근접감지수단 524a-1: 제1근접센싱모듈 524a-2: 제2근접센싱모듈
53: 이동지지부 531: 간격조절실린더 532: 지지롤러
533: 거리감지센서 54: 제어부 541: 이동제어부 542: 간격제어부
543: 회전제어부 544: 압착제어부 6: 본체부

Claims (10)

1. 풍력발전기 블레이드에 밀착되어 표면파를 송수신하는 표면파센서장치와; 상기 표면파센서장치의 작동을 조절하며, 상기 표면파센서장치로부터 수신되는 표면파신호 정보를 이용하여 블레이드를 모니터링하는 모니터링장치와; 상기 표면파센서장치가 결합되며, 블레이드를 따라 이동하는 결합이동장치;를 포함하고,
   상기 표면파센서장치 및 모니터링장치는 무선 신호를 이용하여 제어신호와 표면파신호 정보를 송수신하도록 하며,
   상기 표면파센서장치는,
   전기 신호를 인가받아 블레이드 표면을 따라 이송되는 표면파를 발생시키는 표면파발생부와, 상기 표면파발생부와 일정 간격 이격되어 위치하며 상기 표면파발생부에서 생성되어 블레이드 표면을 따라 이송된 표면파를 수신하여 전기 신호를 생성하는 표면파수신부를 포함하고,
   상기 표면파발생부는 저주파의 표면파를 발생시키는 저주파발생부와, 고주파의 표면파를 발생시키는 고주파발생부를 포함하며,
   상기 표면파수신부는 상기 저주파발생부에서 발생되는 저주파의 표면파를 수신하는 저주파수신부와, 상기 고주파발생부에서 발생되는 고주파의 표면파를 수신하는 고주파수신부를 포함하고,
   상기 결합이동장치는 결합이동장치의 각 구성을 지지하는 본체부와; 상기 본체부의 양측에 형성되며, 풍력발전기 블레이드에 결합되어 지지된 상태에서 블레이드를 따라 이동하는 결합지지부;를 포함하고,
   상기 결합지지부는 상기 본체부에 결합되어 블레이드를 향해 가까워지거나 멀어지도록 회전하는 회전부와, 상기 회전부의 일단에 형성되어 블레이드에 밀착·결합하는 결합부를 포함하며,
   상기 결합부는 회전부의 일단에서 양측으로 연결되도록 형성되어 별개로 회전하는 제1결합부 및 제2결합부를 포함하여, 블레이드의 굴곡에 맞는 미세 각도의 조절이 가능하도록 하고,
   상기 회전부는,
   블레이드를 향해 가까워지거나 멀어지도록 회전하는 회전바와; 상기 본체부에 회전가능하도록 결합하며, 상기 회전바의 끝단에 연결되어 회전바를 밀거나 당기도록 하는 구동실린더와; 상기 회전바의 일 지점과 본체부에 양단이 회전가능하도록 결합되는 회전지지바;를 포함하여, 회전실린더의 작동에 따라 상기 결합부를 블레이드에 밀착시키거나 이격시킬 수 있도록 하고,
   상기 표면파발생부 및 표면파수신부는 상기 제1,2결합부에 각각 형성되어 서로 이격된 상태로 대향되도록 하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 상태측정시스템.
   
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