KR102119320B1 - 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템 - Google Patents
열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 열차 차륜 및 베어링 상태 자동 탐지 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 이동하는 열차의 차륜 및 베어링의 작동 상태를 실시간으로 탐지하여 상태를 진단하는 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템에 관한 것이다. 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템은 선로(R1, R2)의 측면에 설치되는 진입되는 차량을 식별하는 차량 식별 모듈(11); 선로(R1, R2)의 미리 결정된 지점의 양쪽 측면에 설치되어 차륜 또는 베어링으로 탐지 신호를 전송하여 상태를 탐지하는 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b); 선로(R1, R2)의 미리 결정된 지점에 설치되어 차륜의 접촉에 따른 차륜 또는 베어링에 의하여 선로(R1, R2)에서 발생되는 상태 변화를 탐지하는 접촉 탐지 모듈(13a, 13b); 및 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)로부터 획득된 탐지 정보를 수신하여 분석하는 분류 모듈(15)을 포함한다.
Description
본 발명은 열차 차륜 및 베어링 상태 자동 탐지 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 이동하는 열차의 차륜 및 베어링의 작동 상태를 실시간으로 탐지하여 상태를 진단하는 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템에 관한 것이다.
열차의 차륜, 차축 및 베어링은 열차의 운행 과정에서 외부 환경에 직접적으로 접촉되면서 운행 안전에 직접적인 영향을 미치는 부품에 해당한다. 그러므로 이러한 부품의 상태가 주기적으로 탐지되고, 탐지 결과에 따라 수리 또는 교체가 될 필요가 있다. 이와 같은 부품에서 발생할 수 있는 외부 결함은 쉽게 탐지될 수 있지만 내부에서 발생된 결함은 그에 적합한 탐지 수단이 적용되어야 발견될 수 있다. 그리고 다양한 외부 또는 내부 결함의 탐지를 위한 다양한 기술이 이 분야에 공지되어 있다. 특허등록번호 제10-1619790호는 열차 운행 중 선로의 환경에 따라 차륜에 찰상이 발생한 경우 차축에 설치된 가속도 센서를 이용하여 찰상에 의해 발생되는 진동을 측정하여 차량의 속도 및 차륜 직경과 연동해 실시간으로 차륜의 찰상을 검지할 수 있도록 하는 열차 차륜 찰상 검지 시스템 및 방법에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 제10-2018-0075729호는 실시간으로 차축 베어링의 온도 상태를 확인할 수 있을 뿐만 아니라 차축 베어링의 이상 발생 여부를 정확히 확인할 수 있고, 그에 따라 신속하게 대처할 수 있게 하는 차축 베어링 온도 감지 장치에 대하여 개시한다. 차륜 또는 베어링의 상태를 정확하게 탐지하기 위하여 서로 다른 상태 변수 사이의 상관성을 분석되어야 하고 이를 위하여 실시간으로 서로 다른 매개변수가 측정될 수 있는 것이 유리하다. 또한 일부의 탐지 수단은 철도 레일과 관련을 가질 필요가 있다. 그러나 선행기술은 이와 같은 탐지 수단에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
본 발명의 목적은 레일 외부에 설치된 분리 탐지 수단 및 레일에 설치된 접촉 탐지 수단에 의하여 획득된 탐지 정보를 분석하여 차륜과 베어링 상태를 탐지하는 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템은 선로의 측면에 설치되는 진입되는 차량을 식별하는 차량 식별 모듈; 선로의 미리 결정된 지점의 양쪽 측면에 설치되어 차륜 또는 베어링으로 탐지 신호를 전송하여 상태를 탐지하는 비접촉 탐지 모듈; 선로의 미리 결정된 지점에 설치되어 차륜의 접촉에 따른 차륜 또는 베어링에 의하여 선로에서 발생되는 상태 변화를 탐지하는 접촉 탐지 모듈; 및 비접촉 탐지 모듈 및 접촉 탐지 모듈로부터 획득된 탐지 정보를 수신하여 분석하는 분류 모듈을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 비접촉 탐지 모듈은 온도 탐지, 외관 탐지, 속도 탐지 또는 소음 탐지를 위한 탐지 수단을 포함하고, 접촉 탐지 모듈은 하중 측정 또는 진동 탐지 수단을 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 접촉 탐지 모듈은 선로로 누설되는 전류에 따른 잡음을 제거하는 보상 회로를 포함한다.
본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템은 온도, 소음, 진동, 하중 또는 이와 유사한 열차의 운행 과정에서 변하는 다양한 매개변수를 실시간으로 측정하여 운행 상태를 분석할 수 있도록 한다. 이와 같은 매개변수가 선로의 동일한 위치에서 측정되는 것에 의하여 서로 다른 차륜 또는 베어링의 작동 상태를 분석할 수 있다. 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템은 운행이 종료되어 차고지로 입고되는 선로에 설치되어 차륜 및 베어링의 상태를 탐지 및 분석하는 것에 의하여 철도 차량의 운행 점검 작업이 자동으로 이루어지도록 한다. 본 발명에 따른 상태 작동 탐지 시스템은 화물 운반 철도, 승객 운반 철도 또는 이와 유사한 다양한 목적을 위한 열차에 적용되어 열차의 탐지, 진단, 분석 및 점검 과정이 자동으로 이루어지도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템에 적용되는 접촉 탐지 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템에 적용되는 비접촉 탐지 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템에 적용되는 접촉 탐지 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템에 적용되는 비접촉 탐지 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템은 선로(R1, R2)의 측면에 설치되는 진입되는 차량을 식별하는 차량 식별 모듈(11); 선로(R1, R2)의 미리 결정된 지점의 양쪽 측면에 설치되어 차륜 또는 베어링으로 탐지 신호를 전송하여 상태를 탐지하는 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b); 선로(R1, R2)의 미리 결정된 지점에 설치되어 차륜의 접촉에 따른 차륜 또는 베어링에 의하여 선로(R1, R2)에서 발생되는 상태 변화를 탐지하는 접촉 탐지 모듈(13a, 13b); 및 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)로부터 획득된 탐지 정보를 수신하여 분석하는 분류 모듈(15)을 포함한다.
열차가 선로(R1, R2)를 따라 예를 들어 차고지 또는 점검 설비로 진입하면서 미리 결정된 위치에 도달하면 차량 식별 모듈(11)이 작동될 수 있다. 차량 식별 모듈(11)은 속력 측정 유닛 및 코드 확인 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어 마이크로웨이브, 레이저, 초음파 또는 이와 유사한 속력 탐지 수단에 의하여 각각의 철도 차량의 속도를 탐지할 수 있다. 또한 코드 확인 유닛에 의하여 열차를 확인하면서 이와 함께 서로 연결된 각각의 객차의 고유 번호가 확인할 수 있다. 각각의 객차에 객차 번호가 표시될 수 있고, 코드 확인 유닛에 의하여 철도 차량 전체의 차량 번호 및 차량에 연결된 각각의 객차의 객차 번호가 확인될 수 있다. 객차 번호의 확인은 예를 들어 카메라 유닛과 같은 것이 될 수 있고, 차량을 속도는 미리 결정된 주기로 계속적으로 탐지될 수 있다. 차량 정보 및 차량 속력은 개시 신호 발생 유닛(111)으로 전송될 수 있다. 개시 신호 발생 유닛(111)은 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)로 작동 개시 시각을 전송할 수 있고, 작동 개시 시각은 각각의 차륜에 대한 작동 개시 시각을 결정할 수 있다. 객차 번호의 식별과 주기적인 차량 속력의 탐지에 의하여 각각의 차륜이 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)의 미리 결정된 위치에 도달하는 정확한 시각이 산출될 수 있고, 이에 기초하여 작동 개시 시각이 결정될 수 있다. 철도 차량이 이동 방향(M)을 따라 이동되어 미리 결정된 탐지 위치로 이동될 수 있다. 각각의 객차가 미리 결정된 탐지 위치로 이동될 수 있다. 선로(R1, R2)의 미리 결정된 탐지 위치에 각각의 객차가 도달하면, 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)의 작동이 개시될 수 있다.
비접촉 탐지 모듈(12a, 12b)은 선로(R1, R2)에 설정된 미리 결정된 탐지 위치의 양쪽에 설치될 수 있고, 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)은 선로(R1, R2)의 미리 결정된 탐지 위치에 배치될 수 있다. 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b)에 예를 들어 레이저, 적외선, 마이크로웨이브 또는 초음파 탐지 유닛이 배치될 수 있고, 이와 같은 탐지 유닛에 의하여 차륜 또는 베어링 확인 신호가 전송될 수 있다. 탐지 유닛은 개시 신호 발생 유닛(111)으로부터 전송된 작동 개시 신호에 기초하여 개시 확인 신호(IS)를 송신할 수 있다. 개시 확인 신호(IS)는 전송된 작동 개시 신호의 개시 시간의 전후에 전송될 수 있고, 개시 확인 신호(IS)의 수신에 의하여 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)의 작동이 개시될 수 있다. 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)에 의하여 각각의 차륜(W), 베어링(B), 차축 또는 다른 작동 부품의 상태가 탐지될 수 있다. 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b)은 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)과 동일한 위치에서 또는 다른 위치에서 차륜(W) 및 베어링(B)의 상태를 탐지할 수 있다. 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b)은 온도 탐지, 외관 탐지, 속도 탐지 또는 소음 탐지를 위한 탐지 수단을 포함하고, 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)은 하중 측정 또는 진동 탐지 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b)은 적외선 센서, 레이저 센서, 초음파 센서 또는 마이크로폰을 포함할 수 있고, 선로(R1, R2)의 양쪽에 설치되어 열차 양쪽의 차륜(W) 및 베어링(B)의 상태를 탐지할 수 있다. 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)은 예를 들어 하중의 측정을 위한 로드 셀 및 진동 측정을 위한 진동 센서를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)은 양쪽 선로(R1, R2)에 설치될 수 있고, 열차의 차륜(W)이 접촉되는 시각을 기준으로 선로(R1, R2)에 가해지는 하중 및 진동이 측정될 수 있다. 각각의 차륜(W)이 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)에 의하여 측정될 수 있고, 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)의 탐지 시점이 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b)의 탐지 시점과 동기화가 될 수 있다. 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)은 선로(R1, R2)의 양쪽 및 각각의 선로(R1, R2)에 설치되고, 이에 따라 측정 시점이 동기화가 되고, 탐지 정보가 측정 시점에 따라 처리되어야 한다. 각각의 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)에서 탐지된 정보를 처리하는 신호 처리 중계 모듈(14)이 설치될 수 있고, 선로 처리 중계 모듈(14)은 각각의 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)과 무선 또는 유선으로 연결될 수 있다. 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b)과 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)은 각각의 차륜(W) 및 베어링(B)의 상태를 탐지하고, 선택적으로 하나의 차륜(W) 또는 베어링(B)에 대하여 적어도 하나의 시점에서 탐지 정보를 획득할 수 있다. 그리고 탐지된 정보는 시각 정보를 포함하여 신호처리 중계 모듈(14)로 전송될 수 있다. 신호 처리 중계 모듈(14)은 서로 다른 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)에서 탐지된 서로 다른 시점 또는 서로 부품에 대하여 탐지된 정보를 수신하여 분류 모듈(15)로 전송할 수 있다. 또는 서브 비접촉 탐지 모듈(12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)에서 탐지된 탐지 정보가 메인 비접촉 탐지 모듈(12a)을 경유하여 분류 모듈(15)로 무선 또는 유선으로 전송될 수 있다. 분류 모듈(15)은 전송된 정보를 분류하고, 필요에 따라 이상 여부를 분석하여 관리 서버로 전송할 수 있다. 관리 서버는 분류 모듈(15)에서 전송된 분류 탐지 정보에 따라 각각의 차륜(W), 베어링(B), 차축 또는 다른 부품의 점검 여부를 결정할 수 있다. 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)에서 획득된 정보는 다양한 방법으로 처리될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 탐지 시스템의 전체 작동은 제어 모듈(21)에 의하여 제어될 수 있고, 제어 모듈(21)은 예를 들어 관리 서버 또는 다른 적절한 위치에 설치되어 비접촉 탐지 모듈(12) 또는 접촉 탐지 모듈(13)의 작동을 제어하면서 탐지 정보를 처리할 수 있다. 차량 정보 유닛(221)은 탐지 대상이 되는 열차, 차륜 또는 베어링에 대한 정보를 제어 모듈(21)로 전송할 수 있다. 차량 정보 유닛(221)은 차고지로 진입하는 차량 자체로부터 차량 정보를 수신하거나, 차량 식별 모듈(11)로부터 전송된 정보를 처리하여 차량 정보를 저장할 수 있다. 그리고 차량 정보 유닛(221)의 정보는 제어 모듈(21)로 전송될 수 있고, 제어 모듈(21)은 전송된 차량 정보에 기초하여 비접촉 탐지 모듈(12) 및 접촉 탐지 모듈(13)의 작동을 제어할 수 있다. 환경 정보 유닛(222)이 설치되어 선로 주변의 온도, 습도, 대기의 순환 형태 또는 선로의 구조에 영향을 미칠 수 있는 환경 정보를 제어 모듈(21)로 전송할 수 있다. 제어 모듈(21)은 전송된 차량 정보 또는 환경 정보를 고려하여 비접촉 탐지 모듈(12) 및 접촉 탐지 모듈(13)의 작동을 제어하고, 획득된 정보로부터 차륜 또는 베어링의 상태를 분석할 수 있다. 제어 모듈(21)은 작동 개시를 위하여 동기화 신호 생성 모듈(23)을 작동시킬 수 있다. 동기화 신호 생성 모듈(23)은 비접촉 탐지 모듈(12) 및 접촉 탐지 모듈(13)의 작동을 개시시키는 개시 신호를 발생시킬 수 있고, 개시 신호에 따라 비접촉 탐지 모듈(12) 및 접촉 탐지 모듈(13)의 작동이 개시될 수 있다. 그리고 개시 신호에 따라 비접촉 탐지 모듈(12) 및 접촉 탐지 모듈(13)의 작동이 개시되어 차륜, 베어링 또는 다른 부품의 작동 상태에 대한 정보가 획득될 수 있다.
위에서 설명이 된 것처럼, 접촉 탐지 모듈(13)은 선로에 설치될 수 있고, 전력 공급에 의하여 작동될 수 있다. 또한 선로는 평행하게 배치되어 있고, 로드 셀 또는 진동 센서는 다양한 형태의 전자기파에 의하여 영향을 받을 수 있다. 그리고 이와 같이 접촉 탐지 모듈(13)에 영향을 미치는 전자기파는 탐지 정보에 대한 잡음(noise)이 되므로 미리 제거될 필요가 있다. 이와 같은 잡음의 제거를 위하여 선로에 접촉 탐지 모듈(13)과 함께 전기 잡음 제거 모듈(24)이 설치될 수 있다. 전기 잡음 제거 모듈(24)은 예를 들어 전자기장에 의하여 발생되는 다양한 형태의 전류 또는 전압을 탐지하는 탐지 회로 및 탐지 회로에서 탐지된 잡음을 제거하는 보상 회로를 포함할 수 있다. 또한 전기 잡음 제거 모듈(24)은 차륜의 접촉에 따라 발생되는 온도 또는 응력 변화에 따라 발생되는 잡음을 제거하는 기능을 가질 수 있다. 비접촉 탐지 모듈(12) 및 접촉 탐지 모듈(13)에서 탐지된 상태 정보가 신호 분리 모듈(25)로 전송될 수 있고, 신호 분리 모듈(25)은 각각의 차륜 또는 베어링에 대한 정보를 분리시키면서 이와 함께 측정 시간 정보에 따라 신호를 분류할 수 있다. 그리고 각각의 측정 정보에 대하여 분리 코드를 부여할 수 있고, 분리 코드는 부품 정보 및 측정 시간 정보를 포함할 수 있다. 그리고 전기 잡음 제거 모듈(24)에 의하여 잡음이 제거된 접촉 탐지 모듈(13)로부터 전송된 탐지 정보가 신호 분리 모듈(25)로 전송될 수 있다. 선택적으로 위치 탐지 모듈(27)에 의하여 서로 다른 차륜 또는 베어링이 탐지 위치에 도달하는 위치 정보가 미리 산출되거나, 비접촉 탐지 모듈(12)에 의하여 탐지되어 저장될 수 있다. 위치 탐지 모듈(27)에 저장된 위치 정보가 신호 분리 모듈(25)로 전송될 수 있고, 신호 분리 모듈(25)에 의하여 부여되는 분리 코드는 위치 정보에 의하여 확인될 수 있다. 그리고 최종적으로 확인이 된 분리 탐지 정보가 상태 관리 서버(26)로 전송될 수 있고, 상태 관리 서버(26)에서 점검 또는 교체가 필요한 차륜, 베어링 또는 부품이 결정될 수 있다.
자동 탐지 시스템은 다양한 작동 구조를 가질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템에 적용되는 접촉 탐지 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 접촉 탐지 모듈은 각각의 선로(R1, R2)에 설치될 수 있고, 하나의 모듈 구조로 형성될 수 있고, 예를 들어 하나의 하우징에 로드 셀(31), 진동 탐지 센서(32), 통신 칩, 전력 공급 회로, 제어 기판 또는 이와 유사한 탐지 처리 부품이 패키지 또는 모듈 형태로 만들어질 수 있다. 서로 평행하게 연장되는 각각의 선로(R1, R2)에 배치될 수 있고, 각각의 선로(R1, R2)에 접촉 탐지 모듈이 배치될 수 있다. 그리고 각각의 선로(R1, R2)에 보상 회로(33)가 설치될 수 있고, 예를 들어 보상 회로(33)는 각각의 접촉 탐지 모듈의 양쪽 선로(R1, R2)를 연결하는 구조로 형성될 수 있다. 보상 회로(33)는 다양한 원인으로 인하여 누설 전류 형태로 각각의 선로(R1, R2)를 따라 흐르는 전자기장 또는 전류를 보상하는 기능을 가질 수 있고, 위에서 설명된 전기 잡음 제거 모듈(24)에 포함될 수 있다. 로드 셀(31)과 진동 탐지 센서(32)는 동기화 유닛(34)에 연결될 수 있고, 동기화 유닛은 개시 신호를 수신하여 로드 셀(31) 및 진동 탐지 센서(32)를 작동시켜 미리 결정된 탐지 지점에 차륜이 도달하기 직전에 로드 셀(31) 및 진동 탐지 센서(32)로부터 탐지 정보를 수신할 수 있다. 그리고 탐지 정보를 수신한 이후 탐지 정보의 수신을 중단하거나, 로드 셀(31) 및 진동 탐지 센서(32)의 작동을 중단시킬 수 있다. 그리고 수신된 탐지 정보가 신호 처리 중계 모듈(14)로 전송될 수 있고, 이와 함께 열차 또는 차륜의 위치 정보가 신호 처리 중계 모듈(14)로 전송될 수 있다. 신호 처리 중계 모듈(14)에서 탐지 정보는 위치 정보와 함께 잡음 제거 유닛(35)으로 전송될 수 있고, 잡음 제거 유닛(35)은 전기 신호의 노이즈를 제거하는 기능을 가질 수 있다. 이후 잡음이 제거된 탐지 정보가 시간 분할 정보 생성 유닛(36)으로 전송될 수 있다. 시간 분할 정보 생성 유닛(36)은 서로 다른 시간에 측정된 하나의 차륜에 대한 로드 셀(31) 및 진동 탐지 센서(32)로부터 전송된 탐지 정보 및 서로 다른 차륜에 대한 탐지 정보에 분리 코드를 부여하여 비교기(37)로 전송할 수 있다. 그리고 비교기(37)에서 기준 데이터와 비교가 되고 이후 상태 관리 서버(26)로 전송될 수 있다. 비교기(37)는 예비적으로 이상 상태를 탐지할 수 있고, 이에 따라 긴급하게 점검이 되어야 할 차륜 또는 베어링이 탐색될 수 있다. 이후 상태 관리 서버(26)에서 비교기(37)를 통하여 전송된 탐지 정보가 정밀하게 분석되어 점검, 보수 또는 교체 여부가 결정될 수 있다.
접촉 탐지 모듈은 로드 셀(31) 또는 진동 탐지 센서(32)를 비롯한 다양한 탐지 센서를 포함할 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 4는 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템에 적용되는 비접촉 탐지 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 비접촉 탐지 모듈은 고정 수단(47)에 의하여 선로의 양쪽에 고정될 수 있고, 수용 공간이 형성된 밀폐 하우징 구조를 가질 수 있다. 비접촉 탐지 모듈은 뒤쪽에 개폐 가능하도록 형성된 개폐 도어(41) 및 앞쪽에 형성된 탐지 윈도우(42)를 포함할 수 있다. 개폐 도어(41)와 탐지 윈도우(42)에 의하여 형성되는 내부 공간에 적어도 하나의 비접촉 탐지 센서 및 센서의 작동을 위한 다양한 전자 부품 또는 기계 부품이 배치될 수 있다. 개폐 도어(41)는 예를 들어 개폐 스위치에 의하여 작동되는 개폐 구동 수단(46)에 의하여 개폐될 수 있다. 또한 탐지 윈도우(42)는 내부에 배치된 탐지 센서에 의하여 송신된 신호가 투과하면서 차륜 또는 베어링으로부터 반사된 신호가 투과할 수 있는 신호 투과 소재로 이루어질 수 있다. 탐지 센서는 예를 들어 적외선 센서, 초음파 센서, 마이크로웨이브 센서, 레이저 센서 또는 소음 센서를 포함할 수 있고, 탐지 프레임(43)의 내부에 배치될 수 있다. 탐지 프레임(43)은 모터와 같은 위치 구동 수단에 의하여 상하 또는 좌우로 이동될 수 있고, 예를 들어 탐지 프레임(43)은 유도 가이드(441)를 따라 상하로 이동되거나, 위치 가이드에 의하여 좌우로 이동될 수 있다. 각각의 탐지 센서의 작동을 위한 센서 구동 유닛(45)이 밀폐 하우징의 내부에 배치될 수 있고, 센서 구동 유닛(45)의 작동을 위한 제어 기판 또는 통신 수단이 밀폐 하우징의 내부에 배치될 수 있다.
비접촉 탐지 모듈에 배치된 다수 개의 탐지 센서로부터 탐지 정보가 차륜, 베어링, 차축 또는 이와 다른 부품으로 전송될 수 있고, 이에 의하여 온도, 속력, 외관, 회전 가속도 또는 높이 변화가 탐지될 수 있다. 또한 선로의 접촉에 따른 소음이 마이크로폰으로 유입되어 탐지될 수 있고, 탐지된 정보가 비접촉 탐지 모듈에서 처리될 수 있다. 열차는 예를 들어 5 내지 50 km/h 또는 이와 다른 속력으로 선로를 따라 이동되어 예를 들어 차고지로 진입될 수 있다. 비접촉 탐지 모듈은 이와 같이 차고지로 진입하는 모든 차량 및 모든 객차의 차륜 또는 베어링에 대한 상태 정보를 획득할 수 있고, 탐지된 정보가 전기 신호로 변화되어 유선 또는 무선 통신에 의하여 위에서 설명된 상태 관리 서버로 전송될 수 있다. 그리고 전송된 탐지 정보는 접촉 탐지 모듈에 의하여 탐지된 정보와 함께 분석되어 차륜, 베어링 또는 다른 부품의 상태를 분석하기 위한 정보로 사용될 수 있다.
비접촉 탐지 모듈은 다양한 탐지 센서를 포함할 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템은 온도, 소음, 진동, 하중 또는 이와 유사한 열차의 운행 과정에서 변하는 다양한 매개변수를 실시간으로 측정하여 운행 상태를 분석할 수 있도록 한다. 이와 같은 매개변수가 선로의 동일한 위치에서 측정되는 것에 의하여 서로 다른 차륜 또는 베어링의 작동 상태를 분석할 수 있다. 본 발명에 따른 상태 자동 탐지 시스템은 운행이 종료되어 차고지로 입고되는 선로에 설치되어 차륜 및 베어링의 상태를 탐지 및 분석하는 것에 의하여 철도 차량의 운행 점검 작업이 자동으로 이루어지도록 한다. 본 발명에 따른 상태 작동 탐지 시스템은 화물 운반 철도, 승객 운반 철도 또는 이와 유사한 다양한 목적을 위한 열차에 적용되어 열차의 탐지, 진단, 분석 및 점검 과정이 자동으로 이루어지도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
11: 차량 식별 모듈 12, 12a, 12b: 비접촉 탐지 모듈
13, 13a, 13b: 접촉 탐지 모듈 14: 신호 처리 중계 모듈
15: 분류 모듈 21: 제어 모듈
23: 동기화 신호 생성 모듈 24: 전기 잡음 제거 모듈
25: 신호 분리 모듈 26: 상태 관리 서버
27: 위치 탐지 모듈 31: 로드 셀
32: 진동 탐지 센서 33: 보상 회로
34: 동기화 유닛 35: 잡음 제거 유닛
36: 시간 분할 정보 생성 유닛 37: 비교기
41: 개폐 도어 42: 탐지 윈도우
43: 탐지 프레임 45: 센서 구동 유닛
46: 개폐 구동 수단 47: 고정 수단
111: 개시 신호 발생 유닛 221: 차량 정보 유닛
222: 환경 정보 유닛 441: 유도 가이드
B: 베어링 IS: 개시 확인 신호
M: 이동 방향 R1, R2: 선로
W: 차륜
13, 13a, 13b: 접촉 탐지 모듈 14: 신호 처리 중계 모듈
15: 분류 모듈 21: 제어 모듈
23: 동기화 신호 생성 모듈 24: 전기 잡음 제거 모듈
25: 신호 분리 모듈 26: 상태 관리 서버
27: 위치 탐지 모듈 31: 로드 셀
32: 진동 탐지 센서 33: 보상 회로
34: 동기화 유닛 35: 잡음 제거 유닛
36: 시간 분할 정보 생성 유닛 37: 비교기
41: 개폐 도어 42: 탐지 윈도우
43: 탐지 프레임 45: 센서 구동 유닛
46: 개폐 구동 수단 47: 고정 수단
111: 개시 신호 발생 유닛 221: 차량 정보 유닛
222: 환경 정보 유닛 441: 유도 가이드
B: 베어링 IS: 개시 확인 신호
M: 이동 방향 R1, R2: 선로
W: 차륜
Claims (3)
- 선로(R1, R2)의 측면에 설치되는 진입되는 차량을 식별하는 차량 식별 모듈(11);
선로(R1, R2)의 미리 결정된 지점의 양쪽 측면에 설치되어 차륜 또는 베어링으로 탐지 신호를 전송하여 상태를 탐지하는 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b);
선로(R1, R2)의 미리 결정된 지점에 설치되어 차륜의 접촉에 따른 차륜 또는 베어링에 의하여 선로(R1, R2)에서 발생되는 상태 변화를 탐지하는 접촉 탐지 모듈(13a, 13b); 및
비접촉 탐지 모듈(12a, 12b) 및 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)로부터 획득된 탐지 정보를 수신하여 분석하는 분류 모듈(15)을 포함하고,
상기 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)은 각각의 선로(R1, R2)에 설치되어 각각의 선로(R1, R2)를 따라 흐르는 전자기장 또는 전류를 보상하는 보상 회로(33) 및 전기 신호의 노이즈를 제거하는 잡음 제거 유닛(35)을 포함하는 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템. - 청구항 1에 있어서, 비접촉 탐지 모듈(12a, 12b)은 온도 탐지, 외관 탐지, 속도 탐지 또는 소음 탐지를 위한 탐지 수단을 포함하고, 접촉 탐지 모듈(13a, 13b)은 하중 측정 또는 진동 탐지 수단을 포함하는 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템.
- 삭제
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180139554A KR102119320B1 (ko) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180139554A KR102119320B1 (ko) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20200055902A KR20200055902A (ko) | 2020-05-22 |
| KR102119320B1 true KR102119320B1 (ko) | 2020-06-04 |
Family
ID=70914087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180139554A KR102119320B1 (ko) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | 열차 차륜 및 베어링의 상태 자동 탐지 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101619790B1 (ko) | 2015-07-23 | 2016-05-13 | 한국철도기술연구원 | 열차 차륜 찰상 검지 시스템 및 방법 |
| KR101827116B1 (ko) * | 2016-05-20 | 2018-02-07 | 케이티엠엔지니어링(주) | 차륜 및 베어링 측정 장치 |
| KR101898098B1 (ko) | 2016-12-26 | 2018-09-13 | 한국철도기술연구원 | 차축베어링 온도 감지 장치 |
| KR101924276B1 (ko) * | 2017-01-31 | 2018-11-30 | 케이티엠엔지니어링(주) | 철도 차량 차륜 및 베어링의 검지 시스템 |
-
2018
- 2018-11-14 KR KR1020180139554A patent/KR102119320B1/ko active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20200055902A (ko) | 2020-05-22 |
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