KR102137864B1 - The Matter property and Rupture Detection Data Transmitter Inserted in a Railroad Sleeper - Google Patents
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Abstract
본 발명은 철도 침목의 물리적 상태를 수시로 진단 및 관리할 수 있도록 침목의 상태를 알려 줄 수 있는 각종 신호를 송출하는 단말기에 관한 것 으로써, 더욱 상세하게는 침목 유닛(10)의 상단부에 구비된 소켓(11)에 삽입된 후 상기 침목 유닛(10)의 레일 체결부(15)에 주행 레일(20)이 장착되어 매설되도록 한 철도 침목에 삽입하는 물성 및 파단도 탐지 및 자료 송출기에 있어서, 상기 철도 침목에 삽입하는 물성 및 파단도 탐지 및 자료 송출기는 내부에 회로부(300)가 구비된 제어 단말(100)로 이루어지고, 상기 제어 단말(100)에 전력을 공급하는 전원 유닛(400)이 커넥팅 선(450)을 통해 더 연결되며, 상기 전원 유닛(400)의 일측 상부에 구비된 버튼(401)과 상기 버튼(401)의 하단에 압전소자 패널(301)이 더 매설되는 한 편, 온도 감지 센서(330)와 주파수 센서(340)가 상기 안테나(320)와 대응을 이루는 마이컴(310)의 일측단에 구비되도록 함으로써 상술한 과제를 해결할 수 있도록 하는 것이다.
따라서 철도 침목에 발생한 파손이나 물성의 변화 등을 수시로 관리할 수 있게 하면서 철도 침목의 내부로 매설되도록 함으로써 야외에서 장시간동안 비나 눈에 의한 누전 혹은 장치의 노화를 방지할 수 있고, 유지나 정비 및 교환이 용이한 특징과 효과가 있다.The present invention relates to a terminal for transmitting various signals that can inform the state of the sleeper so that the physical condition of the railroad sleeper can be diagnosed and managed from time to time, more specifically, a socket provided at the upper end of the sleeper unit (10) (11) After being inserted into the rail fastening section 15 of the sleeper unit 10, the driving rail 20 is mounted and inserted into the railroad sleeper to be buried. The physical property and fracture degree detection and data transmitter inserted into the sleeper are made of a control terminal 100 equipped with a circuit unit 300 inside, and a power supply unit 400 that supplies power to the control terminal 100 is connected to the connecting wire. It is further connected through 450, while the button 401 provided on one side of the power unit 400 and the piezoelectric element panel 301 are further buried at the bottom of the button 401, the temperature sensing sensor The 330 and the frequency sensor 340 are provided at one end of the microcomputer 310 corresponding to the antenna 320 to solve the above-described problem.
Therefore, it is possible to manage damages or changes in physical properties of railway sleepers from time to time, and to be buried inside railroad sleepers to prevent electric leakage or equipment aging due to rain or snow for a long time outdoors. It has easy features and effects.
Description
본 발명은 온도에 따른 철도 침목의 물성 변위 및 파단의 정도를 상시간 탐지하고 관리할 수 있도록 주행 레일의 온도 변위 측정치를 송출하는 단말기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 실외에 노출된 주행 레일이 외부 환경의 변화에 따라 온도가 변하거나 사용 시간에 따라 마모가 발생할 경우 온도값의 변위와 주파수 신호의 값을 측정한 후 그 측정치를 기관차나 관제 센터로 송출하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a terminal that transmits a measurement value of a temperature displacement of a driving rail to detect and manage the physical displacement and a degree of fracture of a railway sleeper according to temperature at any time, and more specifically, a driving rail exposed to the outdoors It relates to a device that measures the displacement of the temperature value and the value of the frequency signal when the temperature changes or wears out according to the change in the external environment, and then sends the measured value to a locomotive or a control center.
철도의 주행 레일은 상시 수평을 유지해야 하며 상하의 움직임이 적어야 한다. 또한 궤도의 간격이나 폭이 일정해야 기차의 탈선을 막고 운행의 안전을 보장할 수 있으며 승차감을 개선할 수 있기 때문에 철도 궤도의 물리적 상태의 점검이 보다 엄격하게 이루어지고 있다.The rails of the railroad should be horizontal at all times and have little vertical movement. In addition, since the interval or width of the track is constant, the derailment of the train can be prevented, the safety of the operation can be ensured, and the riding comfort can be improved.
고속열차의 보급이 확대되면서 자갈 도상에 놓인 철도 궤도가 받게 되는 물리적인 하중과 진동은 커지게 되었다. 특히 일반적으로 실외에 배치된 철도 침목의 경우 실외의 기온에 의해 침목의 상부에 끼워지는 주행 레일이 물성의 영향을 받게되며, 주행 레일의 물성 변형에 따라 주행 레일과 철도 침목의 위치 변위가 불시에 발생하게 된다.As the spread of high-speed trains expanded, the physical loads and vibrations of railroad tracks on gravel roads increased. In particular, in the case of railroad sleepers that are generally placed outdoors, the travel rail that is fitted to the upper part of the sleeper is affected by physical properties due to outdoor temperature, and the displacement of the travel rail and railroad sleepers is suddenly affected by the deformation of the properties of the travel rail. Will occur.
따라서 발생한 변위의 정도에 따라 침목이 열차로부터 받게 되는 하중의 값에 변위가 발생하기 때문에 장기적으로 침목을 사용하면서 발생하는 마모의 가능성 및 그 정도가 상이하기 때문에 엄격한 검사와 관리가 필수적이다.Therefore, since displacement occurs in the value of the load that the sleeper receives from the train depending on the degree of displacement, strict inspection and management are essential because the possibility and the degree of wear occurring while using the sleeper differ for a long time.
한 편, 이러한 철도 침목의 변위는 대부분 철도용 검측차량을 이용하여 측정해왔다. 하지만 이러한 검측차량은 매입 단가가 고가이며, 또 그 유지 및 보수, 관리에 따른 막대한 비용이 소요된다. 또한 변위를 측정하는 방식 역시 복잡하기 때문에 측정치의 종류가 많아질수록 검측차량에 발생하는 비용 부담이 증가하는 문제점이 있었다. 반면, 궤도검측차량을 이용한 도상 및 노반 점검도 한 분기에 1회 정도로 시행되어 상시적인 궤도 점검이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 궤도 검측을 위해서 열차 운행을 중지하여야 하는 문제점도 있어서 철도 운행 횟수와 운행 수입을 늘리는데 있어서 제약 요인으로 작용하고 있다.On the other hand, the displacement of these railroad sleepers has been mostly measured using railway inspection vehicles. However, the purchase price of these inspection vehicles is high, and the maintenance, repair, and management costs are enormous. In addition, since the method of measuring displacement is also complicated, as the number of measurement types increases, there is a problem in that the cost burden on the detection vehicle increases. On the other hand, inspection of roads and roadbeds using a tracked vehicle is also conducted once a quarter, so there is a problem of not only performing regular track checks, but also having to stop the trains for track detection, thus reducing the number of trains and the number of trains. It is acting as a limiting factor in increasing.
따라서 침목은 열, 습도 등에 영향을 받지 않도록 가급적 콘크리트와 같은 석재 재료로 만들어 사용되고 있지만, 최근에는 침목의 필요 유지비용이 많아짐에 따라 저속 열차가 지나가는 철로에서는 콘크리트보다 상대적으로 저렴한 플라스틱으로 대체되고 있는 추세이다.Therefore, sleepers are made of stone materials such as concrete as much as possible so as not to be affected by heat and humidity, but recently, as the necessary maintenance cost of sleepers has increased, the railroad tracks passing low-speed trains are being replaced with plastics that are relatively cheaper than concrete. to be.
하지만 플라스틱으로 제작된 침목은 기온에 민감하여 변형이 콘크리트에 비해 빈번히 일어나는 문제점이 있었기 때문에 고속 철도가 지나가는 침목에는 적합하지 않다.However, sleepers made of plastic are not suitable for sleepers passing by high-speed railways because they are sensitive to temperature and have a problem that deformation occurs more frequently than concrete.
따라서 검측 차량이 아닌 다른 저렴하고 효율적인 방법을 이용하여, 침목의 상하, 좌우 변위를 상시 탐지함으로써 궤도의 수평 위치에 변위가 발생하였음을 사전이 인지하고, 침하를 막기 위한 궤도 보수 시간을 단축해야 할 필요성이 대두되었다. 이러한 필요성에 대응하기 위해 일본 공개 특허공보 제 2012-018057호로 게시된 침목 변위 계측 시스템은 레일 위로 열차가 지나갈 때 침목의 움직임에 따른 3축 방향 가속도를 검출하고, 이 검출된 가속도 데이터로부터 불필요한 고주파 영역을 제거한 다음 침목의 이동거리를 산출하는 시스템이다. 이 시스템은 변위 측정 장치와 이 장치를 제어하는 제어 조작 장치, 그리고 두 장치 사이에서 정보를 송수신하는 통신수단으로 구성되어 있다. 이 시스템의 변위 측정 장치는 침목의 말단에 설치 지그, 고정 클램프 부, 그리고 클램프 부들을 결합하는 샤프트와 바이어스를 사용하여 체결.설치하게 되어 있다. 그리고 제어 조작 장치는 열차 내부 또는 철도 궤도의 외부에 설치하도록 되어 있다. Therefore, by using an inexpensive and efficient method other than the detection vehicle, it is necessary to know in advance that the displacement has occurred in the horizontal position of the track by detecting the vertical and horizontal displacement of the sleeper at all times, and shorten the track maintenance time to prevent the settlement. Necessity emerged. In response to this need, the sleeper displacement measurement system published in Japanese Patent Application Publication No. 2012-018057 detects 3-axis acceleration due to the movement of the sleeper when the train passes over the rail, and unnecessary high frequency areas from the detected acceleration data It is a system that calculates the moving distance of the sleeper after removing the. The system consists of a displacement measuring device, a control operation device controlling the device, and a communication means for transmitting and receiving information between the two devices. The displacement measuring device of this system is to be fastened and installed at the end of the sleeper by using a mounting jig, a fixed clamp part, and a shaft and a bias connecting the clamp parts. In addition, the control operation device is installed inside the train or outside the railway track.
그러나, 이 변위 계측 시스템은 큰 진동을 견뎌내야 하며 야외에 노출되어야 하는 침목의 특성 상 주행 레일과 콘크리트 침목에서 발생하는 분진으로 인해 오작동의 우려가 있고, 측정 장치와 제어 장치가 복잡하고 상대적으로 부피가 큰 단점이 있다. 또한 외부 전력선을 통해 측정 장치에 전기가 공급되어야 하기 때문에 시스템 설치 비용이 증가한다. However, this displacement measurement system has a risk of malfunction due to dust generated from the driving rail and concrete sleepers due to the characteristics of sleepers that must withstand large vibrations and be exposed to the outdoors, and the measuring and control devices are complicated and relatively bulky. There is a big drawback. In addition, the system installation cost increases because electricity must be supplied to the measurement device through an external power line.
다른 예시로는 미국 공개 특허공보 제 US 20120091287A1호로 게시된 데이터 수집, 처리 및 전송 수단을 갖춘 장치는 철도 침목의 표면에 홈을 만들고 거기에 각종 센서를 매립하여, 센서를 통해 수입된 데이터를 안테나를 통해 송수신하는 장치이다. 이 장치에 포함되는 것으로 예시된 센서는 온도센서, 습도센서, 압력 센서이며, 그 이외 진동발전기 등이 포함된다. 그리고 이 장치는 태양광전지 발전을 통해 전력을 공급받는다. 이 장비는 침목 외부의 기후나 습도에 따라 발생하는 데이터를 수집하여(습도, 기온 등) 중계신호기를 통해 통제 센터의 관리 서버로 전송하는 수단을 구비하는 것으로써, 철도 침목의 말단부에 이러한 기능을 가진 장치를 부착하는 것으로 한정되고 있다.As another example, a device equipped with a data collection, processing, and transmission method published in US Patent Publication No. US 20120091287A1 creates a groove on the surface of a railway sleeper, and embeds various sensors therein, to transmit the data imported through the sensor to the antenna. It is a device that transmits and receives through. Sensors exemplified as being included in this device are temperature sensors, humidity sensors, pressure sensors, and other vibration generators. And this device is supplied with power through the photovoltaic cell power generation. This equipment is equipped with a means to collect data generated according to the climate or humidity outside the sleeper (humidity, temperature, etc.) and transmit it to the management server of the control center through a relay signal. It is limited to attaching an excitation device.
하지만 앞서 서술한 당해 문헌들이 채용한 장치들은 사용 환경의 기복이나 비나 눈에 의한 물성 변형 및 노화 문제 그리고 분진에 의한 기능 상실 및 오작동의 가능성이 있기 때문에 그 유지나 정비를 자주 하여야 하는 문제점이 존재했다. 특히, 태양광전지를 이용한 전력 공급은 침목과 레일에서 발생하는 분진에 의해 쉽게 기능이 약해져서 태양전지판을 자주 세정해야 하므로 보수 담당 인력이 사망 또는 부상 사고에 노출될 확률이 매우 높아진다.However, the devices adopted by the above-mentioned documents have a problem of frequent maintenance or maintenance because there is a possibility of malfunction of the environment or deformation and aging problems due to rain or snow, and loss of function and malfunction due to dust. In particular, the power supply using a photovoltaic cell is easily weakened by dust generated from sleepers and rails, so the solar panel needs to be cleaned frequently, which increases the probability of maintenance personnel being exposed to death or injury.
따라서 철도 침목의 상태 신호를 송출하는 단말 장치는 측정치가 정확해야 하는 한편 그 제작 비용이 저렴해야 하고, 철도 안전에 있어서 가장 중요한 요소인 주행 레일의 수평 유지를 위해 침목의 위치 변위 가능성 여부를 정확히 측정할 수 있어야 하며, 그 유지 및 보수 비용의 절감이 이루어지게 해야 하는 한편, 비나 눈에 의한 누전을 방지해야 하며, 주행 레일과 침목에서 발생하는 분진으로 인해 오작동을 일으키지 않아야 한다. 또한 외부에서 공급되는 전기가 아닌 자체적으로 생산하는 전기에 의해 작동해야 하며, “침목의 내부”에 변위 검측 및 전송용 전자 회로를 탑재할 수 있도록 하는 것이 극복해야 할 기술적인 과제였다.Therefore, the terminal device that transmits the status signal of the railway sleeper must have accurate measurements, and the manufacturing cost should be low, and it is possible to accurately measure the possibility of displacement of the sleeper to maintain the level of the driving rail, which is the most important factor in railway safety. It must be able to do so, and its maintenance and repair costs must be reduced, while it is necessary to prevent short circuits due to rain or snow, and it should not cause malfunctions due to dust generated from driving rails and sleepers. In addition, it should be operated by electricity produced by itself, not by electricity supplied from the outside, and it was a technical problem to be overcome to be able to mount an electronic circuit for displacement detection and transmission in the “inside of the sleeper”.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 것으로써, 철도 침목의 내부로 매설되어 주행 레일의 온도에 따른 물성의 변형 수치를 사용자가 판단할 수 있게 함으로써 철도 침목의 위치 변위 가능성 혹은 그 정도 및 침목의 마모의 정도를 수시로 감시할 수 있게 하면서, 야외에서 장시간동안 야외에서 장시간동안 비나 눈에 의한 누전 혹은 장치의 노화를 방지할 수 있는 한 편, 주행 레일과 콘크리트 침목에서 발생하는 분진으로 인한 오작동이나 성능 저하를 예방할 수 있고, 유지나 보수 및 교환이 용이한 철도 침목에 삽입하는 변위 탐지 및 자료 송출기를 얻고자 함에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, and buried into the interior of the railway sleepers, so that the user can determine the deformation value of the physical properties according to the temperature of the running rail, the position displacement possibility or the degree and the degree of sleepers of the railway sleepers. While it is possible to monitor the degree of wear frequently, it can prevent electric leakage or rain or snow leakage for a long time outdoors for a long time outdoors, or malfunction or performance due to dust generated from driving rails and concrete sleepers. The aim is to obtain a displacement detection and data transmitter that can be prevented from being degraded and inserted into railway sleepers that are easy to maintain, repair, and exchange.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 회로부(300)가 구비된 제어 단말(100)과, 상기 제어 단말(100)에 전력을 공급하는 전원 유닛(400)이 커넥팅 선(450)을 통해 연결됨으로써 이루어 진 철도 침목에 삽입하는 변위 탐지 및 자료 송출기를 상단부에 소켓(11)이 구비된 침목 유닛(10)의 상기 소켓(11)에 도 4에 도시된 바와 같이 장착시킨 후 상기 킴목 유닛(10)의 레일 체결부(15)에 주행 레일(20)을 장착시키는 형태로 매설함으로써 당면한 과제를 해결하도록 한다.The present invention for solving the above problems is a
이상과 같은 장치의 셋팅을 통해 도 8에 도시된 바와 같이 주행 레일(20) 위를 기차가 지나갈 때 측정된 침목의 상태 측정치들을 상기 회로부(300)를 통해 검출한 후 중계탑(R) 또는 기관차의 수신기로 보내고, 이 중계된 측정치들을 수신국(T)의 컴퓨터를 통해 해석함으로써 결과값을 도출하도록 한다.After detecting the state measurements of the sleepers measured when the train passes over the
상기 제어 단말(100)의 내부에 구비된 회로부(300)는 외부로부터 끊임 없이 전력을 공급받아야 하며, 구체적으로는 도 6에 도시된 바와 같이기차가 지나갈 때 발생하는 하중에 의하여 주행 레일(20)에 일시적인 변형이 생겼을 경우 상기 침목 유닛(10)에 그 하중이 전달되면 상기 주행 레일(20)의 휨, 떨림 등과 같은 순간적인 이송에 의한 변위 발생으로 인해 전원 유닛(400)의 일측 상부에 구비된 버튼(401)이 조작되면서 상기 버튼(401)의 하단에 매설된 압전소자 패널(301)이 전력을 생성하도록 할 수 있다.The
한 편, 이상과 같이 압전소자 패널(301)을 통해 일시적으로 전력을 공급받은 회로부(300)는 철도 침목의 침하 여부와 기울기 정도를 수신국(T)에 알리기 위한 정보를 생성하고 이를 송출하도록 한 것으로써 도 2에 도시된 바와 같이 일측단에 마이컴(310)이 구비되고, 상기 마이컴(310)의 일측단에 안테나(320)가 함께 구비되도록 한다. 또한 상기 안테나(320)와 대응을 이루는 마이컴(310)의 일측단에는 온도 감지 센서(330)와 주파수 센서(340)가 더 구비된다.On the other hand, as described above, the
상기 주파수 센서(340)와 온도 감지 센서(330)가 도출한 신호값은 디지털신호로 변환되며 이를 안테나(320)로 전송케 하기 위해서는 상기 회로부(300)의 일측단에 구비된 마이컴(310)을 통해 변환되도록 한다.The signal values derived by the
도 8은 상기 회로부(300)에 구성된 구성요소들의 작용관계를 상세히 설명하는 간이 배선도이다. 상기 온도 감지 센서(330)와 주파수 센서(340)가 철도 침목이 열차에 의해 하중을 받으면서 위치의 변위가 생겼을 시 그 변위를 수신국(T)이 해석할 수 있도록 상기 안테나(320)를 통해 기울기 신호를 전달하도록 함으로써 본 발명이 당면한 과제를 해결할 수 있도록 하는 것이다.8 is a simplified wiring diagram for explaining in detail the working relationship of the components configured in the
이상과 같이 본 발명은 주행 레일의 온도에 따른 물성의 변형 수치를 사용자가 판단할 수 있게 함으로써 철도 침목의 위치 변위 가능성 혹은 그 정도 및 침목의 마모의 정도를 수시로 알 수 있게 하면서 야외에서 장시간동안 비나 눈에 의한 누전 혹은 장치의 노화를 방지할 수 있고, 자체적으로 발전하여 기기 작동에 소요되는 전력을 충당함으로써 전력망 구축에 소요되는 비용을 절감할 수 있으며, 철도 궤도의 유지나 정비 및 교환이 용이한 특징과 효과가 있다.As described above, the present invention allows the user to determine the deformation value of the physical properties according to the temperature of the driving rail, so that the position displacement possibility or the degree of railroad sleepers and the degree of wear of the sleepers can be known frequently for a long time in the open air. It is possible to prevent electric leakage or aging of the device, and to generate electricity itself to cover the electric power required to operate the equipment, thereby reducing the cost of constructing the electric power grid, and it is easy to maintain, maintain, and exchange railroad tracks. And it works.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 본 발명에 의한 장치의 외형을 상세히 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 본 발명에 의한 장치의 내부를 상세히 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 침목 유닛(10)의 소켓(11)에 설치되는 단말 장치가 삽입되는 형상을 도시한 실시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 본 발명에 의한 장치를 침목 유닛(10)의 소켓(11)에 삽입한 후 주행 레일(20)로 매설한 형상을 도시한 실시 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 커넥팅 선(450)을 통해 제어 단말(100)과 전원 유닛(400)을 서로 연결한 형상을 도시한 실시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 전원 유닛(400)의 내부에 구비된 각종 요소간의 결합을 상세히 도시한 부분 분해도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 전원 유닛(400)의 내부에 구비된 각종 요소간의 결합을 도시한 부분 분해도를 저면에서 도시한 부분 분해도.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 회로부(300)에 구성된 구성요소들의 작용관계를 상세히 설명하는 간이 배선도.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 본 발명에 의한 장치로 검출한 신호를 변환하여 중앙 송신국으로 보내는 과정을 도시한 실시 예시도.1 is a perspective view showing in detail the appearance of the device according to the present invention, in a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing in detail the interior of the device according to the present invention in a preferred embodiment of the present invention.
3 is a view showing a shape in which a terminal device installed in a
Figure 4 is a preferred embodiment of the present invention, after inserting the device according to the present invention into the
5 is a view showing a shape in which a
6 is a partially exploded view showing in detail the coupling between various elements provided in the
7 is a partial exploded view showing a partial exploded view showing the coupling between various elements provided in the
8 is a simplified wiring diagram for explaining in detail the working relationship of the components configured in the
9 is an exemplary view showing a process of converting a signal detected by a device according to the present invention and sending it to a central transmission station in a preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 구성간의 결합에 있어서 도면과 실시예를 토대로 보다 상세히 서술한다.Hereinafter, in combination between the components of the present invention will be described in more detail based on the drawings and examples.
본 발명은 도 1 내지 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이 내부에 회로부(300)가 구비된 제어 단말(100)과, 상기 제어 단말(100)에 전력을 공급하는 전원 유닛(400)이 커넥팅 선(450)을 통해 연결됨으로써 이루어 진 철도 침목에 삽입하는 변위 탐지 및 자료 송출기를 상단부에 소켓(11)이 구비된 침목 유닛(10)의 상기 소켓(11)에 도 4에 도시된 바와 같이 장착시킨 후 상기 침목 유닛(10)의 레일 체결부(15)에 주행 레일(20)을 장착시키는 형태로 매설함으로써 당면한 과제를 해결하도록 한다.In the present invention, as shown in FIGS. 1 to 2 and 5, the
이상과 같은 장치의 셋팅을 통해 도 9에 도시된 바와 같이 주행 레일(20) 위를 기차가 지나갈 때 측정된 침목의 상태 측정치들을 상기 회로부(300)를 통해 검출한 후 중계탑(R) 또는 기관차의 수신기로 보내고, 이 중계된 측정치들을 수신국(T)의 컴퓨터를 통해 해석함으로써 결과값을 도출하도록 한다.As shown in FIG. 9 through the setting of the device as described above, the state measurements of the sleepers measured when the train passes over the driving
도 6은 전원 유닛(400)의 내부에 구비된 각종 요소간의 결합을 상세히 도시한 부분 분해도이다.6 is a partially exploded view showing in detail the coupling between various elements provided inside the
상기 제어 단말(100)의 내부에 구비된 회로부(300)는 외부로부터 끊임 없이 전력을 공급받아야 하며, 구체적으로는 기차가 지나갈 때 발생하는 하중에 의하여 주행 레일(20)에 일시적인 변형이 생겼을 경우 상기 침목 유닛(10)에 그 하중이 전달되면 상기 주행 레일(20)의 휨, 떨림 등과 같은 순간적인 이송에 의한 변위 발생으로 인해 전원 유닛(400)의 일측 상부에 구비된 버튼(401)이 조작되면서 상기 버튼(401)의 하단에 매설된 압전소자 패널(301)이 전력을 생성하도록 할 수 있다.The
한 편, 상기 압전소자 패널(301)을 통해 생성되는 전력은 상기 압전소자 패널(301)의 하단에 구비된 베터리(302)는 상술한 방법을 통해 생성되는 전력을 저장함과 동시에 압전소자 패널(301)로부터 생성된 불규칙적인 전류를 저장 수단인 상기 베터리(302)를 통해 안정적으로 회로부(300)로 전달하는 역할을 수행한다. 이때 회로부(300)로의 전류 전달은 상기 베터리(302)의 일측단에 구비된 제어단말 커넥터(451)에 커넥팅 선(450)을 연결함으로써 상기 회로부(300)의 일측 상단에 구비되는 한 편, 상기 제어 단말(100)의 상단부로 일부분 노출되는 전원 커넥터(350)에 전류를 전달할 수 있도록 한다.On the other hand, the power generated through the
한 편, 상기 제어단말 커넥터(451)로부터 전원 커넥터(350)로의 전류 전달 중 자연 상태에서 발생할 수 있는 온도 및 습도의 변위에 따른 물성의 변화 또는 이물질이나 수분의 유입을 차단하기 위해 상기 압전소자 패널(301)과 베터리(302)의 외부면을 단열천(390)을 도포한다. 또한 상기 전원 유닛(400)의 외형을 이루는 프레임 커버(410)의 일측단에 상기 제어단말 커넥터(451)가 일부분 노출되게 하는데, 상기 제어단말 커넥터(451)가 노출되는 프레임 커버(410)의 일측단에 이물질 유입 방지 링(491)을 더 구비하도록 하는 것이 바람직한 일 실시예이다.On the other hand, the piezoelectric element panel to block changes in physical properties or ingress of foreign matter or moisture due to displacement of temperature and humidity that may occur in a natural state during current transfer from the
도 7은 전원 유닛(400)의 내부에 구비된 각종 요소간의 결합을 도시한 부분 분해도를 다른 투상각도에서 촬영 도시한 것이다.FIG. 7 is a partial exploded view showing coupling between various elements provided inside the
상술한 이물질이나 수분의 유입을 차단하는 과제를 해결하고자 상기 버튼(401)의 재질은 고무, 라텍스와 같은 연질의 합성 고분자 화합물로 그 재질을 한정하도록 하며, 상기 버튼(401)의 하부에는 바이싱 몰딩(405)이 상기 프레임 커버(410)의 내주면 상부에 끼워짐과 동시에 상기 버튼(401)의 하부에 밀착되도록 함으로써 상기 버튼(401)과 프레임 커버(410)의 빈 틈으로부터 수분이나 이물질이 유입되게 하지 않게 할 수 있다. 한 편, 기차가 지나감으로써 발생하는 주행 레일(20)의 휨, 떨림과 같은 변위가 발생했을 경우 상기 압전소자 패널(301)을 고르게 클릭함으로써 보다 효율적인 전력 생산이 가능하도록 클릭 스위치(406)가 상기 버튼(401)의 내주면에 더 삽입되도록 하는 것이 바람직한 일 실시예이다. In order to solve the problem of blocking the inflow of foreign substances or moisture, the material of the
한 편, 이상과 같이 압전소자 패널(301)을 통해 일시적으로 전력을 공급받은 회로부(300)는 철도 침목의 침하 여부와 기울기 정도를 수신국(T)에 알리기 위한 정보를 생성하고 이를 송출하도록 한 것으로써 도 2에 도시된 바와 같이 일측단에 마이컴(310)이 구비되고, 상기 마이컴(310)의 일측단에 안테나(320)가 함께 구비되도록 한다. 또한 상기 안테나(320)와 대응을 이루는 마이컴(310)의 일측단에는 온도 감지 센서(330)와 주파수 센서(340)가 더 구비된다.On the other hand, as described above, the
도 8은 상기 회로부(300)에 구성된 구성요소들의 작용관계를 상세히 설명하는 간이 배선도이다. 상기 온도 감지 센서(330)는 실외에 노출된 주행 레일(20)이 온도에 따른 물성 및 부피의 변화 정도를 수치값으로 측정할 수 있게 하기 위해 구비된 것 으로써, 온도의 측정값을 수신국(T)이 해석할 수 있도록 상기 안테나(320)를 통해 감지값을 전달하는 역할을 수행하고, 복수개의 온도 감지촉(331)이 일측 하단에 연결된다.8 is a simplified wiring diagram for explaining in detail the working relationship of the components configured in the
상기 온도 감지촉(331)은 상기 온도 감지 센서(330)와 연결된 면과 대응한 면이 상기 제어 단말(100)의 내주면 상부에 연결된다. 한 편, 온도 감지촉(331)이 상기 제어 단말(100)과 연결된 면에서 상기 온도 감지촉(331)의 상부가 상기 제어 단말(100)의 바깥으로 노출되도록 구비하는 것이 바람직하지만, 상기 제어 단말(100)을 금속 재질로 제작하게 될 경우 자체의 열 전도를 통하여서도 열 감지가 가능하기 때문에 반드시 상기 제어 단말(100)의 바깥으로 노출해야 할 필요는 없다.The
한 편, 이와 같은 구성의 구비와 작용을 통해 수신국(T)으로 전달하는 감지값은 특정한 온도 혹은 주파수의 정도에 따른 결과를 스스로 해석하여 전달하지는 아니하고 온도 혹은 주파수의 정도에 따라 발생한 수치적인 감지값 그 자체를 전송하는 것 으로써, 수치적인 감지값에 따른 해석은 신호값을 수신받은 수신국(T)에서 처리하도록 하는 것으로 하는 것이 바람직하므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.On the other hand, the detection value transmitted to the receiving station T through the provision and operation of such a configuration does not interpret and transmit the result according to the degree of a specific temperature or frequency by itself, but a numerical detection generated according to the degree of temperature or frequency. By transmitting the value itself, the interpretation according to the numerical sensing value is preferably performed by the receiving station T receiving the signal value, so a detailed description thereof will be omitted.
주파수 센서(340)는 열차가 주행 레일(20)을 지나갔을 때 발생되는 진동이 침목 유닛(10)으로 전달된 후 상기 진동이 제어 단말(100)에도 전달되었을 때 진동수에 의해 발생한 진동 주파수를 검출 측정하고 상기 온도 센서(330)와 마찬가지로 검출한 신호값을 상기 안테나(320)를 통해 수신국(T)으로 전달하며, 그 실시예 역시도 상기 기울기 센서(330)와 동일하다.The
다만, 주파수 센서(340)는 침목 유닛(10)의 위치 변위를 측정하는 것이 아닌 침목 유닛(10) 그 자체에서 발생한 파손이나 이완, 수축 정도를 측정할 수 있는 것을 기능으로 한다. 침목 유닛(10)에 발생한 크랙의 유무, 온도, 습도와 같은 자연적 변수로 인해 침목 유닛(10)의 물성이 초기의 상태로부터 변형이 일어났을 경우 진동에 의한 고유 주파수의 변위가 발생하게 되는데, 이를 상기 주파수 센서(340)가 신호값으로 도출하는 것이다.However, the
이상과 같이 상기 주파수 센서(340)와 온도 감지 센서(330)가 도출한 신호값은 디지털신호로 변환되며 이를 안테나(320)로 전송케 하기 위해서는 상기 회로부(300)의 일측단에 구비된 마이컴(310)을 통해 변환되도록 한다.As described above, the signal values derived from the
상기 마이컴(310)을 통해 아날로그 신호로 변환된 상기 주파수 센서(340)와 온도 감지 센서(330)의 신호값은 안테나를 통해 중개탑(R)을 통해 신호 수신국(T)으로 전송되는데, 상술한 모든 과정은 주행 레일(20)에 열차가 지나감으로써 주행 레일(20)에 의해 매설된 버튼(200)이 눌려져서 압전소자 패널(301)을 누르고 있는 시간 동안에 일어난다.The signal values of the
이상과 같이 본 발명은 상술한 구성과 그 결합을 통한 작용 및 실시를 통하는 것으로써 이상 본 발명에 의한 실시범위는 앞서 한정한 바와 같지만, 상술한 구성 및 작용의 범위로만 한정하지는 아니하고 균등론적 해석을 통하여 본 원 발명에 의한 구성과 작용의 범위 안에서 자명하게 도출할 수 있는 범위까지 그 범위가 한정될 수 있도록 한다.As described above, the present invention is through the operation and implementation through the above-described configuration and combination thereof, and the scope of implementation according to the present invention is the same as defined above, but is not limited only to the above-described configuration and operation, and does not limit the homogeneous interpretation. Through this, the scope can be limited to a range that can be clearly derived within the scope of the configuration and operation according to the present invention.
10 : 침목 유닛 11 : 소켓
15 : 레일 체결부 20 : 주행 레일
100 : 제어 단말 300 : 회로부
301 : 압전소자 패널 302 : 베터리
310 : 마이컴 320 : 안테나
330 : 온도 감지 센서 331 : 온도 감지촉
340 : 주파수 센서 350 : 전원 커넥터
390 : 단열천 400 : 전원 유닛
401 : 버튼 405 : 바이싱 몰딩
406 : 클릭 스위치 410 : 프레임 커버
450 : 커넥팅 선 451 : 제어단말 커넥터
491 : 이물질 유입 방지 링
R : 중개탑 T : 수신국10: sleeper unit 11: socket
15: rail fastening portion 20: running rail
100: control terminal 300: circuit
301: piezoelectric element panel 302: battery
310: microcomputer 320: antenna
330: temperature sensor 331: temperature sensor
340: frequency sensor 350: power connector
390: insulating cloth 400: power unit
401: Button 405: Vising molding
406: Click switch 410: Frame cover
450: connecting line 451: control terminal connector
491: Foreign material inflow prevention ring
R: Intermediary tower T: Recipient
Claims (5)
상기 철도 침목에 삽입하는 물성 및 파단도 탐지 및 자료 송출기는,
내부에 회로부(300)가 구비된 제어 단말(100)로 이루어지고,
상기 제어 단말(100)에 전력을 공급하는 전원 유닛(400)이 커넥팅 선(450)을 통해 더 연결되며,
연질의 합성 고분자 화합물로 이루어 진 버튼(401)이 상기 전원 유닛(400)의 일측 상부에 구비되는 한 편, 상기 버튼(401)의 하단에 압전소자 패널(301)이 더 매설되고,
상기 버튼(401)은,
상기 버튼(401)의 하부에 바이싱 몰딩(405)이 전원 유닛(400)의 외형을 이루는 구성인 프레임 커버(410)의 내주면 상부에 끼워짐과 동시에 상기 버튼(401)의 하부에 밀착되도록 구비되고,
상기 버튼(401)의 내주면에 클릭 스위치(406)가 더 삽입되는 것을 특징으로 하고,
제어단말 커넥터(451)가 노출되는 프레임 커버(410)의 일측단에 이물질 유입 방지 링(491)이 더 구비되도록 하는 것을 특징으로 하는 철도 침목에 삽입하는 물성 및 파단도 탐지 및 자료 송출기.After being inserted into the socket 11 provided at the upper end of the sleeper unit 10, the driving rail 20 is mounted on the rail fastening unit 15 of the sleeper unit 10 and inserted into the railroad sleeper to be buried. In the breakage detection and data transmitter,
The physical property and fracture degree detection and data transmitter inserted in the railway sleeper,
It consists of a control terminal 100 with a circuit unit 300 therein,
The power supply unit 400 for supplying power to the control terminal 100 is further connected through a connecting line 450,
A button 401 made of a soft synthetic polymer compound is provided on one side of the power unit 400, and a piezoelectric element panel 301 is further buried at the bottom of the button 401,
The button 401,
The lower portion of the button 401 is provided so that a vising molding 405 is fitted over the inner circumferential surface of the frame cover 410, which is a configuration constituting the outer shape of the power supply unit 400, and at the same time it is in close contact with the lower portion of the button 401. Become,
It characterized in that the click switch 406 is further inserted into the inner circumferential surface of the button 401,
A physical property and fracture degree detection and data transmitter inserted into a railway sleeper, characterized in that a foreign material inflow prevention ring 491 is further provided on one side of the frame cover 410 to which the control terminal connector 451 is exposed.
일측단에 제어단말 커넥터(451)가 구비된 베터리(302)가 상기 압전소자 패널(301)의 하단에 더 구비되는 한 편, 상기 제어 단말(100)의 상단부로 일부분 노출되게끔 상기 회로부(300)의 일측 상단에 전원 커넥터(350)가 더 구비되고,
상기 압전소자 패널(301)과 베터리(302)의 외부면에 단열천(390)이 더 도포되는 것을 특징으로 하는 철도 침목에 삽입하는 물성 및 파단도 탐지 및 자료 송출기.
According to claim 1,
A battery 302 having a control terminal connector 451 at one end is further provided at a lower end of the piezoelectric element panel 301, and the circuit unit 300 is partially exposed to an upper end of the control terminal 100. ) Is further provided with a power connector 350 on one side,
The piezoelectric element panel 301 and the outer surface of the battery 302, the insulating cloth 390 is further applied to the railroad sleeper, characterized in that the physical properties and fracture level detection and data transmission.
상기 회로부(300)는,
일측단에 마이컴(310)이 구비되는 한 편 상기 마이컴(310)의 일측단에 안테나(320)가 구비되고,
온도 감지촉(331)이 일측 하단에 연결된 온도 감지 센서(330)가 상기 안테나(320)와 대응을 이루는 마이컴(310)의 일측단에 구비되고,
상기 온도 감지촉(331)이 상기 온도 감지 센서(330)와 연결된 대응된 일측단이 상기 제어 단말(100)의 내주면 상부에 연결되고,
상기 안테나(320)와 대응을 이루는 마이컴(310)의 일측단에 주파수 센서(340)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 철도 침목에 삽입하는 물성 및 파단도 탐지 및 자료 송출기.According to claim 1,
The circuit unit 300,
While the micom 310 is provided at one end, the antenna 320 is provided at one end of the micom 310,
Temperature sensing sensor 331 is connected to the lower end of the temperature sensing sensor 330 is provided on one side end of the micom 310 that corresponds to the antenna 320,
A corresponding one end connected to the temperature sensor 331 is connected to the temperature sensor 330 is connected to the upper inner circumferential surface of the control terminal 100,
A frequency sensor 340 is further provided at one end of the micom 310 that is in correspondence with the antenna 320, and a physical property and fracture degree detection and data transmitter inserted into a railway sleeper.
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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