KR102066744B1

KR102066744B1 - 영상분석을 이용하여 모터펌프의 고장예방진단이 가능한 원격감시제어 시스템

Info

Publication number: KR102066744B1
Application number: KR1020190082406A
Authority: KR
Inventors: 염성도
Original assignee: 주식회사 그랜드
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2020-02-11

Abstract

본 발명은 실시간 영상분석을 이용한 상하수처리설비의 플랜트 배관 또는 모터 펌프등의 기계장치 진동을 측정하고, 원격지에서 비교 감시함으로 고장예방진단이 가능한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계장치(모터펌프등)의 표면에 선형 또는 원형의 레이저를 비추고 카메라를 이용하여 촬영, 저장, 분석하여 진동의 정도를 산출해 냄으로써 진동을 측정할 수 있으며, 접촉 방식에 비해 노이즈의 영향이 적고 측정주파수의 한계치가 없고, 영상감시와 고장예방진단의 역할을 겸하여 신뢰성을 확보 할 수 있고, 시간에 따라 저장되므로 안정적인 데이터 확보와 기계장치(모터펌프) 고장예방진단이 가능한 영상분석을 통한 모터의 고장예방진단 원격감시제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

영상분석을 이용하여 모터펌프의 고장예방진단이 가능한 원격감시제어 시스템{Monitoring apparatus and method for fail of a pump-motor driver}

산업현장이나 상하수처리시설에 설비되어 있는 각종 기계장치는 작동시간이 오래될수록 부품의 마모등으로 인하여 고장이 발생할 가능성에 노출되어 있을 뿐만 아니라, 기계장치를 구성하는 부품들중 소모품의 경우에는 주기적인 점검이나 교체가 이루어지는 것이 바람직하다. 특히 대형의 기계장치(모터 펌프)는 주변 기계, 부품들과 함께 작동하는 연속성상에 있기에 모터펌프등의 고장이 발생하면 다른 장비들이 정상이어도 작동을 멈추어 전체설비의 작동이 이루어지지 못하게 되어 제2의 피해가 발생할 수도 있다.

또한 기계는 동작특성상 어느정도의 진동은 발생하기 마련이며 특정 임계치를 초과하는 진동이 발생 할 경우 조기에 진단하여 수리하지 않으면 수리가 불가능한 상황이 발생할 수도 있다. 따라서 기계장치의 진동을 정기적으로 측정하여 정확한 진단을 위해 진동진단기술을 숙지하여야 한다. 그동안 산업설비나 상하수처리시설의 고장을 예측하거나 진단하기 위한 시스템으로는 열동형계전기등의 전기적 신호에 의한 고장진단과, 모터펌프로부터 발생하는 진동이나, 소음등을 접촉식 진동측정장비가 널리 사용되고 있다. 접촉식 진동측정장비는 기계의 물리적인 진동을 감지하여 측정한 변수에 비례하는 전기적 출력신호로 변환함으로써 이상 진동여부를 판단할 수 있도록 한다. 이러한 장비는 감지 후 전기적 신호로 변환하는 변환기를 구비하여야 하며 장비에 따라 증폭회로나 변환회로를 필요로 한다.

한편 접촉방식의 진동측정장비는 작업자가 동작중인 기계 옆에서 모니터를 해야 하는 위험이 있고, 센서도 변환기와 마찬가지로 측정범위가 매우 제한적이며, 특히 저주파대역의 진동측정의 경우 가속도계로는 측정이 불가능하다. 뿐만 아니라 측정된 데이터는 신호 대비 노이즈 비율이 커서 결과를 왜곡시키며, 센서 자체의 노이즈, 환경노이즈 등을 모두 고려하여 원하는 데이터를 얻어내기가 어렵다는 문제점이 있다.

[0014] KR 10-1521119 B1 KR 10-1348543 B1

본 발명은 상기와 같이 많은 문제점을 해결하고 특히 접촉 방식에 비해 노이즈의 영향이 적으며 측정주파수의 범위에 한계가 없을 뿐만 아니라 측정과정에서 산업재해를 예방 할 수 있으며 측정 데이터의 신뢰성을 확보 할 수 있고, 실시간으로 정확하고 신속하게 진동을 측정하여 기계장비(모터펌프등)의 소모품 교체주기와 예방진단이 가능하여 안정적인 기계장비(모터펌프등)를 운용할 수 있는 실시간 영상분석을 이용한 모터펌프등 고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 모터펌프에 레이저를 비추어 기준선을 만들되 진동변위값의 기준값이 되는 모터 중앙을 비추고, 빛을 선형 또는 원형으로 변환해주는 필터가 내장되는 레이저프로파일부(10)와; 상기 레이저프로파일부에서 송출된 선형레이저 빛이 비추어진 모터펌프를 실시간으로 촬영하는 카메라(20)와; 상기 카메라에 의해서 촬영된 영상을 전송받고, 전송된 영상정보를 저장하며, 모터진동에 의해 레이저 기준선의 변위량을 체크하여 변위값으로 연산하고 그래프로 표현 기준값과 비교하여 판단 및 제어를 수행하는 PC(30)를 포함하고; 상기 PC(30)는, 모터펌프에 레이저를 비추어 영상정보를 획득하는 영상정보 획득 저장부와; 상기 영상정보를 저장하는 영상정보 저장부와; 상기 영상정보 저장부에 저장된 영상정보로부터 진동변위값을 계산하는 영상정보 분석연산부와; 상기 진동 변위값이 임계값을 초과하는지 여부를 비교 판단하는 비교판단부와; 임계값 초과시 모터펌프의 고장예방을 위한 수동 또는 자동으로 제어하는 제어부를 포함하는 것이 특징이다.

또한, 상기 레이저 빛의 기준선값과 일그러짐을 읽어 분석하고 진동변위값으로 변환하고 변환된 값을 저장하는 영상정보 분석 연산부를 더 포함하는 것이 특징이다.

또한, 상기 카메라의 일측에 설치되어 주변에 발생되는 먼지를 측정하는 먼지측정수단과; 상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 기준이상의 먼지가 측정되면 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력장치를 포함하여 이루어지되; 상기 먼지 측정수단은, 먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어지는 것이 특징이다.

또한, 상기 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 공급하는 것이 특징이다.

또한, 상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 철망에 존재하는 오염요소를 제거토록 구성한 것이 특징이다.

또한, 상기 모터펌프등에 레이저빛을 비추어 기준선을 만드는 레이저 송출 단계와; 상기 레이저 빛을 촬영하여 영상을 저장하는 단계와; 상기 영상을 분석하여 진동 변위값을 계산하여 검출하는 단계와; 계산검출된 진동 변위값을 임계값을 초과하였는지 여부를 비교판단하는 단계와; 임계값 초과시 모터펌프 고장예방을 위한 수동 또는 자동으로 제어하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.

또한, 모터펌프에 레이저 빛을 빛추고 상기 빛의 일그러지는 정도를 영상으로 획득하는 단계와; 영상에서 레이저 기준선이 일그러지는 정도를 진동 변위값으로 계산하여 변환하는 단계와; 변환된 변위값을 디스플레이부에 표출하고 데이터로 저장하는 단계를 더 포함하는 것이 특징이다.

또한, 상기 모터펌프 고장예방을 위한 모터 펌프의 이력을 저장하고 소모품의 교체주기등을 미리 통보해주는 단계를 더 포함하는 것이 특징이다.

본 발명에 의하면 모터 펌프등에 선형 또는 원형 레이저 빛을 비추고 카메라를 이용 영상촬영, 저장 , 분석하여 빛의 변위값을 진동의 정도로 산출해 냄으로써 다수의 기계장치를 영상감시와 동시에 진동 변위값을 검출 할 수 있고, 센싱데이터처럼 노이즈의 영향이 적으며 측정 주파수 범위의 한계가 없고 측정과정에서 산업재해 예방과 신뢰성 확보, 안정적인 모터펌프 운영이 가능한 효과가 있다.

또한 본발명에 의하면, 시간에 대한 변위값을 표출 저장함으로써 장비의 교체주기 고장여부를 예측할 수 있으며, 사용자에게 알람과 해당기기의 정지 제어를 수행하여 기기의 보호가 가능한 효과가 있다.

또한, 여러장비에 센서와 케이블을 장비수에 맞추어 연결하는 현장설치비 또한 레이저프로파일과 영상촬영 카메라도 단순화 하여 저렴한 설치비용으로 유지보수 및 기기 운영이 보다 효율적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 하드웨어 구성도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 하드웨어 구성도.
도 3은 본발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 블록도.
도 4는 레이저프로파일을 추적하여 촬영한 영상화면과 측정 변위값 결과를 그래프로 나타내는 화면을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 흐름도.
도 6은 본 발명의 먼지측정 및 경보출력 개념도.
도 7은 본 발명의 먼지측정 개념도.
도 8은 본 발명의 먼지측정장치 사시도.
도 9는 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.
도 10은 본 발명의 먼지측정장치 평면도.
도 11은 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.
도 12는 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.
도 13은 본 발명의 오목렌즈 실시예도.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.

만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들 뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 하드웨어 구성도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 하드웨어 구성도.

도 3은 본발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 블록도.

도 4는 레이저프로파일을 추적하여 촬영한 영상화면과 측정 변위값 결과를 그래프로 나타내는 화면을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 흐름도.

도 6은 본 발명의 먼지측정 및 경보출력 개념도.

도 7은 본 발명의 먼지측정 개념도.

도 8은 본 발명의 먼지측정장치 사시도.

도 9는 본 발명의 먼지측정장치 분해 사시도.

도 10은 본 발명의 먼지측정장치 평면도.

도 11은 본 발명의 먼지측정장치 작동 개념도.

도 12는 본 발명의 오목렌즈 집광용 원판 상세도.

도 13은 본 발명의 오목렌즈 실시예도로서,

본 발명의 실시예에 따른 영상분석을 이용한 모터펌프의 고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템은 도 1을 참조하면 레이저프로파일(10)과 카메라(20)를 통한 촬영동영상 정보를 저장 연산 하는 PC(30) 와 디스플레이부(50)와 현장모터펌프를 제어하는 제어부(40)을 포함하여 이루어진다.

레이저프로파일부(10)는 모터펌프에 레이저를 비추어 기준선을 만들고 레이저센서 내부에 빛을 선형 또는 원형으로 변환해주는 필터가 내장되어 카메라(20)가 영상을 촬영할 때 진동변위값의 기준값이 되어 모터 중앙을 비추는 것이 바람직하다.

카메라(20)는 레이저프로파일부에서 송출된 선형레이저 빛이 비추어진 모터펌프를 실시간으로 촬영하여 Ethernet 전송수단을 이용하여 PC(30)에 전송된다.

PC(30)는 전송된 영상정보를 저장하고 모터진동에 의해 레이저 기준선의 변위량을 체크하여 변위값으로 연산하고 그래프로 표현 기준값과 비교하여 판단 및 제어를 수행하는 중앙감시제어장치를 포함한다.

디스플에이부(50)는 PC(30)에서 처리된 데이터와 산출물을 화면에 표시하여 기준임계값과 측정된 변위값을 그래프형태로 나타내며 모터펌프의 이상유무를 도5와 같이 시각적으로 확인 할 수 있도록 한다. 더불어 사용자가 임계값을 설정하고 그래프의 출력 범위 및 허용 임계값등을 설정 할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상분석을 이용한 모터펌프 고장진단 예방이 가능한 원격감시제어시스템의 하드웨어 구성도이다 도2의 구성도는 다수의 장비를 동시에 측정할 수 있다는 점 이외에는 도1과 유사하다.

도3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시간 영상분석을 이용한 모터펌프 고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템의 블록도이다.

본 발명의 실시간 영상분석을 이용한 모터펌프 고장예방진단이 가능한 원격감시제어시스템은 도3을 참조하면 레이저프로파일부(10)와, 카메라부(20)와, 영상저장부(31)와, 영상분석연산부(32)와, 비교판단부(33)와, 제어부(34)와, 변위값표출부(51)를 포함하여 이루어진다.

도 1의 하드웨어 시스템을 예로 들면 도3에서 프로파일러부(10)와 카메라부(20)가 있으며, 영상저장부(31)와, 영상분석연산부(32)와, 비교판단부(33)와, 제어부(34)는 PC(30)에서 구현된다.

프로파일러부(10)와 카메라부(20)는 도 1에서 설명과 동일하며, 영상정보 저장부(31)는 카메라부(20)에서 전송된 영상정보를 저장한다.

영상분석연산부(32)는 저장된 영상정보를 변위값으로 변환하는 기능을 수행하며 프로파일 기준선에서 일그러짐의 정도를 분석하여 변위값을 계산하여 변위값 표출부(51)에 기준 임계값과 같이 그래프형태로 표출하고 산출된 변위값을 시간대비하여 표현한다.

비교판단부(33)은 영상분석을 통해 계산된 변위값과 사용자 설정 임계값을 비교하여 모터펌프등의 이상여부를 판단하는 기능을 수행한다.

제어부(34)는 비교판단부(33)에서 결정된 제어기능을 수행하며, 기준값 초과시 사용자에게 경보를 알려주며 해당 모터펌프를 수동 또는 자동으로 정지시키는 제어기능을 수행함으로써 과부하 및 모터펌프의 무리한 운전을 피하고 사전정비등 고장예방이 가능하도록 한다.

도 4는 도 3의 상세 구성을 도시한 블록도이다.

도 4는 모터펌프의 영상촬영과 저장된 영상을 분석하여 변위값을 계산하고 계산된 변위값과 사용자 설정값을 비교 판단하여 제어하는 흐름도를 나타낸 것이다.

도 5는 본발명의 실시예에 다른 실시간 영상분석을 통한 모터펌프의 고장진단예방이 가능한 원격감시제어시스템의 흐름도이다.

S10 단계는 레이저프로파일러에서 레이저 빛 송출이 되는 단계로 모터펌프의 진동 변위값을 계산하기 위한 기준선을 생성하는 단계로 여러 모터펌프에 동시에 비추어 한번에 여러장비의 진동변위값을 측정할 수 있다.

S20 단계는 카메라가 영상을 촬영하는 단계로 모터펌프와 레이저 기준선이 동시에 촬영되어 진동변위값을 측정할 수 있도록 영상을 생성한다.

S30 단계는 S20에서 촬영된 영상이 실시간으로 저장되어 분석되기 전 과정으로 촬영된 영상분은 시간기록같이 저장된다.

S40 단계는 저장된 동영상을 읽는 단계로 도5와 같이 표현된다.

S50 단계는 동영상에 비추어진 레이저 기준선의 일그러짐을 변위값으로 계산한다.

S60 단계는 측정된 변위값과 사용자 설정 기준임계값과 비교하여 기준값 이내인지 초과했는지를 비교 판단한다.

S70 단계는 측정된 변위값이 기준값이내인경우 모터펌프의 정상운전을 진행하는 단계이다.

S80 단계는 측정된 변위값이 기준값이상 초과 되었을 때 사용자에게 알람을 전송해주고 모터펌프의 수동 또는 자동으로 제어를 수행함으로써 모터펌프를 보호하고 장비의 수리 이력등을 조회 화면에 표출하여 사용자가 수리이력등 장비의 상태를 파악 할 수 있도록 한다.

한편, 본 발명은 카메라(20)의 일측에 먼지 측정수단(1000)을 더 부가하여 설치하며, 상기 먼지 측정수단(1000)의 측정 결과 기준이상의 먼지가 있는 것으로 판단되면 경보신호 출력부(1100)를 통해 경보신호를 출력하여 렌즈에 부착되는 미세먼지를 제거후 재촬영할 것을 유도한다. 즉, 미세먼지가 기준이상이면 촬영 데이터가 적합하지 않기 때문에 카메라 렌즈를 세척후 재촬영토록 유도하는 것이다.

본 발명의 먼지 측정수단(1000)은 먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지의 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어진다.

상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 오염요소를 제거토록 구성한다.

그리고, 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정 제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 히터열을 공급한다.

그리고, 상기 적외선 송신수단(A)은 먼지 측정 제어부(C)로부터 적외선 송신 제어신호를 인가받아 적외선 송신량을 결정하여 변화된 적외선 송신량을 출력한다.

즉, 적외선 수신수단(B)의 결과값을 먼지 측정 제어부(C)에 전송하면, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 데이터를 근거로 먼지 발생량을 예측하고, 먼지 발생량에 따라서 적외선 송신수단(A)에 제어신호를 출력하여 적외선 송신량을 조절하여 출력토록 유도하는 것이다.

즉, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)에서 출력되는 광량 데이터를 읽고, 이를 근거로 적외선 발광수단의 광량을 자동 제어하여 감도조절이 자동적으로 일정하게 유지되도록 하여 먼지로 인한 오염 상황에서도 먼지 검출을 최적의 감도상태로 유지하여 측정할 수 있도록 한 것이다.

다시말해서, 먼지 측정 제어부(C)는 적외선 수신수단(B)의 수신 광량이 미약하면 오염 정도가 높은 것으로 판단하여 보다 정밀한 먼지 측정을 위해서 적외선 송신수단(A)의 광량을 높이도록 제어신호를 출력하며, 적외선 수신수단(C)의 수신 광량이 너무 세면 오염이 없는 상태이나 정밀한 측정이 어려워지므로 적외선 송신수단(A)의 광량을 낮추도록 제어신호를 출력하는 것이다. 즉, 적외선 송신 광량을 적절한 상태로 유지할 필요가 있다. 그래야만 적외선 수신수단을 통해 측정되는 적외선량이 정확해져서 먼지 발생량을 보다 정밀하게 예측할 수 있다. 따라서, 본 발명의 먼지 측정 제어부에 의해서 측정되는 먼지량 데이터는 신뢰도가 높은 먼지 측정 결과를 출력할 수 있게 된다.

본 발명의 적외선 송신수단(A)은,

다수개의 오목렌즈가 탑재되어 적외선의 출력을 제한시키는 오목렌즈 탑재용 원판(1)과,

상기 다수개의 오목렌즈 중에서 일개의 오목렌즈에 근접되어 적외선을 출력시키는 적외선 송신소자(2)와;

상기 오목렌즈 탑재용 원판의 정중앙에 결합되어 오목렌즈 탑재용 원판을 시계방향 또는 반시계방향으로 움직이면서 함몰각도가 다른 렌즈를 적외선 송신소자에 위치시키도록 구동하는 원판 구동모터(3)와;

상기 원판 구동모터에 전기적으로 결합되며, 먼지의 양이 적으면 함몰각도가 낮은 렌즈로 적외선이 통과되도록 원판을 구동시켜 적외선 송신소자가 함몰각도가 낮은 렌즈에 위치되도록 제어하고, 먼지의 양이 많으면 함몰각도가 높은 렌즈로 적외선이 통과되도록 원판을 구동시켜 적외선 송신소자가 함몰각도가 높은 렌즈에 위치되도록 제어하는 송신제어부(6)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 구성하는 본 발명은 오목렌즈 탑재용 원판을 유동시켜 먼지 농도를 보다 더 정확하게 파악할 수 있도록 한 것이다.

실제로의 동작을 살펴보면 먼저 기본적으로 오목렌즈군(1)의 가장 중심에 설치되는 제 3 오목렌즈(1c)를 통해 송신소자의 빛이 출력된다.

그리고, 먼지의 농도가 내려가면 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 낮은 제 2 오목렌즈(1b)가 송신소자의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 낮추어서 출력하게 된다. 아울러 먼지의 농도가 더 올라가면 함몰각도가 제 2 오목렌즈보다 낮은 제 1 오목렌즈가 송신소자의 위치에 오게되며, 이에 다라 송신소자의 광출력을 훨씬 낮추어서 출력하게 된다.

그리고, 먼지의 농도가 올라가면 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 3 오목렌즈(1c)보다 높은 제 4 오목렌즈(1d)가 송신소자(2)의 위치에 오게 되며, 이에 따라 송신소자(2)의 광 출력을 높여서 출력하게 된다. 아울러, 몬지의 농도가 더 내려가면 제 4 오목렌즈의 왼쪽에 위치하며 동시에 함몰각도가 제 4 오목렌즈보다 더 높은 제 5 오목렌즈가 송신소자의 위치에 오게되며, 이에 따라 송신소자의 광출력을 훨씬 높여서 출력하게 된다.

그리고, 상기 오목렌즈군은 중심부의 함몰 각도에 따라서 적외선 광의 출력 정도를 달리하도록 설계되며, 제 3 오목렌즈(1c)는 기본적으로 작동봉의 가장 중심에 설치되며 함몰각도를 25도로 형성시킨다.

그리고, 제 2 오목렌즈(1b)는 적외선 광을 조금 줄여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 15도로 형성시킨다.

그리고, 제 1 오목렌즈(1a)는 적외선 광을 더 많이 줄여서 출력해야할 경우에 사용되며 제 2 오목렌즈(1b)의 오른쪽에 설치되며 함몰각도를 5도로 형성시킨다.

그리고, 제 4 오목렌즈(1d)는 적외선 광을 더 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 3 오목렌즈(1c)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 35도로 형성시킨다.

그리고, 제 5 오목렌즈(1e)는 적외선 광을 더 많이 높여서 출력해야할 경우에 사용되고, 제 4 오목렌즈(1d)의 왼쪽에 설치되며 함몰각도를 45도로 형성시킨다.

10: 레이저프로파일부
15: 스위칭허브
20: 카메라
30: PC
31: 영상저장부
32: 영상분석연산부
33: 비교판단부
34: 제어부
40: 제어반
50: 디스플레이부

Claims

모터펌프에 레이저 빛을 비추어 기준선을 만들되 진동변위값의 기준값이 되는 모터 중앙을 비추고, 레이저 빛을 선형 또는 원형으로 변환해주는 필터가 내장되는 레이저프로파일부(10)와;
상기 레이저프로파일부에서 송출된 레이저 빛이 비추어진 모터펌프를 실시간으로 촬영하는 카메라(20)와;
상기 카메라에 의해서 촬영된 영상을 전송받고, 전송된 영상정보를 저장하며, 모터진동에 의해 레이저 기준선의 변위량을 체크하여 변위값으로 연산하고 그래프로 표현 기준값과 비교하여 판단 및 제어를 수행하는 PC(30)를 포함하고;

상기 카메라의 일측에 설치되어 주변에 발생되는 먼지를 측정하는 먼지측정수단과;
상기 먼지 측정수단에 전기적으로 연결되며 기준이상의 먼지가 측정되면 먼지 측정수단의 제어신호에 따라 외부로 경보신호를 출력하는 경보신호 출력장치를 포함하여 이루어지되;
상기 먼지 측정수단은,
먼지를 포집하기 위한 하우징과, 상기 하우징(4)의 내측에 설치하되 입력되는 먼지로부터 수분을 제거하여 정확한 먼지만 통과하도록 유도하는 철망(10a)과, 상기 철망을 삽입 결합시키고 철망을 회전시켜 공기중에 존재하는 수분 제거를 가속하기 위한 철망 회전모터(10b)와, 상기 철망에 열을 공급하여 철망에 접촉되는 수분을 빠른 속도로 증발시키기 위해 히터열을 제공하는 히터열 제공용 전기수단(10c)과, 상기 수분이 제거된 먼지를 검출하기 위해 적외선을 방출하기 위한 적외선 송신수단(A)과, 상기 적외선 송신수단과 대향되도록 위치하며 상기 적외선 송신수단으로부터 방출된 빛을 수신하여 그 수신량의 정도에 따라 먼지유입을 판단하도록 하기 위한 적외선 수신수단(B)과, 상기 적외선 수신수단(B)의 출력전압이 설정된 값보다 작으면 상기 적외선 송신수단(A)의 입력전압이 증가되도록 제어하기 위한 먼지 측정 제어부(C)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 영상분석을 이용하여 모터펌프의 고장예방진단이 가능한 원격감시제어 시스템.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 하우징의 일측에는 습도센서(7)를 더 설치하여 습도에 따라서 먼지 측정제어부(C)가 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 제어하여 습도가 높으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 높임과 동시에 기준보다 높은 히터열을 공급하고 습도가 낮으면 철망 회전모터(10b)의 회전속도를 기준보다 낮춤과 동시에 기준보다 낮은 히터열을 공급하는 것을 특징으로 하는 영상분석을 이용하여 모터펌프의 고장예방진단이 가능한 원격감시제어 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 철망(10a)은 철망 회전모터(10b)의 축에 탈착 가능하게 수평 가이드 봉(10a-1) 및 하우징의 수직홈(5)에 결합되는 수직 가이드봉(10a-2)을 결합 설치되어 필요시 수평 가이드 봉(10a-1)을 철망 회전모터(10b)로부터 분리시키고 동시에 수직 가이드봉(10a-2)을 하우징(4)으로부터 분리하여 철망에 존재하는 오염요소를 제거토록 구성한 것을 특징으로 하는 영상분석을 이용하여 모터펌프의 고장예방진단이 가능한 원격감시제어 시스템.
삭제
삭제
삭제