KR102142932B1 - A iron abrasive particle concentration diagnostic sensor in lubricating oil - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 윤활 컴포넌트의 주 재질로 주철이 사용되는 기어박스, 볼베어링, 실린더 등을 포함하는 회전기기의 마모를 감지할 수 있는 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in lubricating oil, and more specifically, in lubricating oil capable of detecting wear of rotating equipment including gearboxes, ball bearings, cylinders, etc., in which cast iron is used as the main material of lubricating components. It relates to an iron wear particle concentration diagnostic sensor.
일반적으로 윤활유는 기계의 마찰 면에 생기는 마찰력을 감소시키거나 마찰 면에서 발생하는 마찰열을 분산시킬 목적으로 사용하는 오일이다. 이러한 윤활유는 산업현장의 설비 내를 순환하면서 사용되고 있다. 특히, 윤활 컴포넌트의 주 재질로 주철이 사용되는 기어박스의 기어와 볼베어링, 내연기관의 실린더 등에서 미세 마모가 진행되어 큰 고장으로 가기 전 윤활유 중 철분의 농도가 증가하게 된다. 현재까지는 윤활유 시료 중 육안으로 관찰하거나 실험실적 분석-철분농도분석, 페로그라피, 원소분석 등으로 철분의 농도를 진단하였으나, 시간의 소모적인 주기적 샘플링 작업과 주기적인 분석으로는 불시 고장의 예방에는 한계가 있었다.
In general, lubricating oil is an oil used for the purpose of reducing frictional force generated on the friction surface of a machine or dispersing frictional heat generated on the friction surface. These lubricants are being used while circulating in facilities in industrial sites. In particular, fine wear in gears and ball bearings of gearboxes, cylinders of internal combustion engines, etc., in which cast iron is used as the main material of the lubrication component, increases the concentration of iron in the lubricating oil before a major failure. Until now, the concentration of iron has been diagnosed by visual observation or laboratory analysis-iron concentration analysis, ferrography, elemental analysis, etc. among lubricating oil samples, but time-consuming periodic sampling and periodic analysis are limited to preventing unexpected failures. There was.
특히, 오염된 윤활유와 유압유는 기계설비에 과도한 마모와 고장을 일으키고 있다. 현재, 국내의 산업 현장에서는 이런 유체의 오염 요소에 대하여 단순 오일 수명 도래 시 오일 교체만을 적용할 뿐 오염 예방에 대한 노력은 미비한 실정이며, 이미 오염된 오일 사용으로 인하여 발생된 장비 고장은 많은 보수비용이 들게 되며, 산업체의 생산성 뿐 아니라 수익 면에서도 큰 손실을 발생시키고 있다.
In particular, contaminated lubricating oil and hydraulic oil cause excessive wear and breakdown in mechanical equipment. Currently, domestic industrial sites only apply oil replacement when the oil life arrives for such contaminants of fluid, and efforts to prevent contamination are insufficient, and equipment failure caused by the use of already contaminated oil is a high maintenance cost. In addition, it causes a large loss in terms of productivity as well as profits of the industry.
즉, 발전설비 가동에 사용되는 윤활유에는 다양한 오염이 발생될 수 있으며, 엔진, 유압, 기어박스 등과 같은 기계 설비에서 발생되는 마모는 발전설비의 교체 시기 판단 및 유지보수에 중요하나, 작업자의 육안 검사나 미리 정해진 교체시기에 의존한 관리에만 의존하게 되므로, 발전설비의 유지관리에 한계가 따르는 문제가 있었다. 즉, 발전설비의 마모에 따른 고장 발생 이후의 사후 조치로 적절한 유지 및 교체 관리가 제때에 이루어지지 못하고, 그에 따른 발전설비의 가동이 중지된 상태에서 대규모 보수가 이루어짐에 따른 시간적 경제적 비용이 증가되는 문제가 있었다.In other words, various contamination may occur in the lubricant used for power generation facilities operation, and wear and tear occurring in mechanical facilities such as engines, hydraulics, gearboxes, etc. is important for determining the replacement timing and maintenance of power generation facilities, but visual inspection of workers. B. Since it depends only on the management depending on the predetermined replacement period, there is a problem that the maintenance of the power generation facility is limited. In other words, as a follow-up measure after a breakdown due to wear and tear of power generation facilities, proper maintenance and replacement management cannot be performed in time, and accordingly, time and economic costs increase due to large-scale repairs in a state in which the power generation facilities are stopped operating. There was a problem.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 윤활 컴포넌트의 주 재질로 주철이 사용되는 기어박스, 볼베어링, 실린더 등을 포함하는 회전기기의 마모를 감지할 수 있는 윤활유 내의 철설마모입자 농도 진단센서를 구성함으로써, 발전설비의 기계 설비의 마모된 교체 시기 및 유지보수 시기를 정확히 판단하고, 그에 따른 신속한 유지보수가 가능하도록 하는, 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems of the previously proposed methods, and can detect the wear of a rotating device including a gearbox, a ball bearing, a cylinder, etc., in which cast iron is used as the main material of the lubrication component. By configuring a sensor for diagnosing the concentration of iron abrasion particles in the lubricating oil, the sensor for diagnosing the concentration of iron abrasion particles in the lubricating oil accurately determines the worn replacement timing and maintenance timing of the mechanical equipment of the power generation facility, and enables rapid maintenance accordingly. The purpose is to provide.
또한, 본 발명은, 철분 진단 센서를 통한 윤활유에 포함된 마모된 철분 오염을 측정함으로써, 발전설비에 구비되는 각종 기계/설비의 초기 고장을 예측하고, 그에 따른 신속한 유지관리를 통한 발전설비의 안정성이 향상될 수 있도록 하는, 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
In addition, the present invention predicts the initial failure of various machines/equipment provided in the power generation facility by measuring the worn iron contamination contained in the lubricating oil through the iron diagnosis sensor, and accordingly, the stability of the power generation facility through rapid maintenance Another object of the present invention is to provide a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in lubricating oil, which enables this to be improved.
뿐만 아니라, 본 발명은, 마모된 철분이 포함된 윤활유의 철분 성분을 철분 진단 센서를 윤활유에 침지시켜 정확히 측정할 수 있도록 함으로써, 현장에서 바로 측정이 가능하고, 그에 따른 신속한 진단 및 유지관리가 가능하며, 이러한 철성마모입자 농도 진단센서는 모든 회전기기의 마모 손상 탐지에 사용될 수 있도록 하는, 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention enables accurate measurement of the iron component of the lubricating oil containing worn iron by immersing the iron diagnostic sensor in the lubricating oil, so that it is possible to measure directly on the spot, and accordingly, rapid diagnosis and maintenance are possible. Another object of the present invention is to provide a sensor for diagnosing the concentration of iron abrasion particles in lubricating oil, which can be used to detect abrasion damage of all rotating devices.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서는,A sensor for diagnosing iron wear particle concentration in lubricating oil according to a feature of the present invention for achieving the above object,
관통된 내부 공간을 형성하는 보강대 바디와, 상기 보강대 바디의 선단으로부터 끼워져 상기 보강대 바디를 커버하는 외피 바디와, 상기 외피 바디가 끼워져 커버되는 상기 보강대 바디에 체결 고정되는 체결 고정 바디를 포함하는 센서 바디 본체;A sensor body comprising a reinforcement body defining a penetrating inner space, an outer skin body fitted from the front end of the reinforcement body to cover the reinforcement body, and a fastening fixed body fastened and fixed to the reinforcement body covered by the outer skin body main body;
상기 센서 바디 본체의 보강대 바디의 관통된 내부 공간의 선단에 배치되어, 윤활유에 포함된 철분을 측정하기 위한 철분 측정부;An iron measurement unit disposed at a tip end of the inner space of the reinforcement body of the sensor body to measure iron contained in the lubricant;
상기 철분 측정부와 전기적으로 연결 접속되며, 상기 센서 바디 본체의 보강대 바디에 결합 고정되는 케이블 커넥터; 및A cable connector electrically connected to the iron measurement unit and fixed to the reinforcement body of the sensor body; And
상기 케이블 커넥터와 전기적으로 연결 접속되며, 상기 철분 측정부를 통해 윤활유에 포함된 철분 성분에 따라 측정되는 철분 측정 신호를 수신하여 처리하는 철분 신호처리부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
And an iron signal processing unit that is electrically connected to the cable connector and receives and processes an iron measurement signal measured according to an iron component included in the lubricating oil through the iron measurement unit.
바람직하게는, 상기 센서 바디 본체는,Preferably, the sensor body body,
상기 보강대 바디와 외피 바디와 체결 고정 바디를 순차로 체결하여 결합하되, 상기 보강대 바디에 끼워져 커버되는 상기 외피 바디의 외경과 상기 체결 고정 바디의 내경, 상기 체결 고정 바디의 외경에 실링(sealing)을 위한 오링이 체결될 수 있다.
The reinforcement body, the outer body, and the fastening fixed body are sequentially fastened and combined, and sealing is applied to the outer diameter of the outer diameter of the outer body, the inner diameter of the fastening fixed body, and the outer diameter of the fastening fixed body, which are fitted and covered by the reinforcement body. O-ring for can be fastened.
더욱 바람직하게는,More preferably,
상기 보강대 바디에 끼워져 커버되는 상기 외피 바디의 외경과 상기 체결 고정 바디의 내경 사이에 결합되는 오링은, 불소 고무의 바이턴(VITON) 소재로 구성될 수 있다.
The O-ring coupled between the outer diameter of the outer diameter of the outer body and the inner diameter of the fastening fixed body that is fitted and covered by the reinforcement body may be made of a Viton material of fluorine rubber.
더욱 바람직하게는,More preferably,
상기 체결 고정 바디의 외경에 체결되는 오링은, 나사산의 축 방향에 정적 실로 사용되는 ED-링(RING)으로 구성될 수 있다.
The O-ring fastened to the outer diameter of the fastening fixing body may be composed of an ED-ring used as a static seal in the axial direction of the thread.
바람직하게는, 상기 센서 바디 본체는,Preferably, the sensor body body,
상기 보강대 바디는 PEEK(Polyetheretherketone) 소재로 구성되고, 상기 외피 바디는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 소재로 구성되며, 상기 체결 고정 바디는 알루미늄(Aluminium) 소재로 구성될 수 있다.
The reinforcement body may be made of a PEEK (Polyetheretherketone) material, the outer skin body may be made of a PTFE (Polytetrafluoroethylene) material, and the fastening fixing body may be made of an aluminum (Aluminium) material.
더욱 바람직하게는, 상기 철분 측정부는,More preferably, the iron measurement unit,
상기 센서 바디 본체의 보강대 바디의 관통된 내부 공간의 선단에 배치되는 영구자석;A permanent magnet disposed at the tip of the inner space through the reinforcement body of the sensor body body;
상기 영구자석의 양단에 각각 배치되는 철심; 및Iron cores disposed at both ends of the permanent magnet; And
상기 철심이 배치된 양측으로 각각 설치되는 코일을 포함하여 구성할 수 있다.
It may be configured to include coils respectively installed on both sides on which the iron core is disposed.
더욱 더 바람직하게는, 상기 철분 측정부는,Even more preferably, the iron measurement unit,
상기 영구자석에 의해 포집되는 윤활유에 포함된 철분에 따라 변환되는 주파수를 검출하여 상기 케이블 커넥터를 매개로 외부의 상기 철분 신호처리부로 출력할 수 있다.
The frequency converted according to the iron content contained in the lubricating oil collected by the permanent magnet may be detected and output to the external iron signal processing unit via the cable connector.
더더욱 바람직하게는, 상기 철분 측정부는,Even more preferably, the iron measurement unit,
상기 영구자석의 양단에 각각 철심 및 코일을 배치 구성하여 온도의 보정이 가능하도록 기능하고, 상기 철심을 이용하여 자속의 밀도가 센서 헤드 중앙으로 집중되도록 기능할 수 있다.Iron cores and coils are arranged at both ends of the permanent magnet, so that temperature correction is possible, and the density of magnetic flux can be concentrated to the center of the sensor head by using the iron core.
본 발명에서 제안하고 있는 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서에 따르면, 윤활 컴포넌트의 주 재질로 주철이 사용되는 기어박스, 볼베어링, 실린더 등을 포함하는 회전기기의 마모를 감지할 수 있는 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서를 구성함으로써, 발전설비의 기계 설비의 마모된 교체 시기 및 유지보수 시기를 정확히 판단하고, 그에 따른 신속한 유지보수가 가능하도록 할 수 있다.
According to the sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in lubricating oil proposed in the present invention, iron wear in lubricating oil capable of detecting wear of rotating equipment including gearboxes, ball bearings, cylinders, etc., in which cast iron is used as the main material of the lubricating component. By configuring the particle concentration diagnosis sensor, it is possible to accurately determine the worn replacement timing and maintenance timing of the mechanical equipment of the power generation facility, and to enable rapid maintenance accordingly.
또한, 본 발명에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서에 따르면, 철분 진단 센서를 통한 윤활유에 포함된 마모된 철분 오염을 측정함으로써, 발전설비에 구비되는 각종 기계/설비의 초기 고장을 예측하고, 그에 따른 신속한 유지관리를 통한 발전설비의 안정성이 향상될 수 있도록 할 수 있다.
In addition, according to the iron wear particle concentration diagnosis sensor in the lubricating oil according to the present invention, by measuring the worn iron contamination contained in the lubricating oil through the iron diagnosis sensor, predicts the initial failure of various machines/equipment provided in the power generation facility, Accordingly, the stability of power generation facilities can be improved through rapid maintenance.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서에 따르면, 마모된 철분이 포함된 윤활유의 철분 성분을 철분 진단 센서를 윤활유에 침지시켜 정확히 측정할 수 있도록 함으로써, 현장에서 바로 측정이 가능하고, 그에 따른 신속한 진단 및 유지관리가 가능하며, 이러한 철성마모입자 농도 진단센서는 모든 회전기기의 마모 손상 탐지에 사용될 수 있다.In addition, according to the iron wear particle concentration diagnostic sensor in the lubricating oil according to the present invention, the iron component of the lubricating oil containing worn iron can be accurately measured by immersing the iron diagnostic sensor in the lubricating oil. And, accordingly, rapid diagnosis and maintenance are possible, and this iron wear particle concentration diagnosis sensor can be used to detect wear damage of all rotating devices.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 외부 사시도 구성을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 단면 사시도 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 단면 구성을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 철분 측정부에 구비되는 영구자석과, 철심, 및 코일의 구성을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 철분 신호처리부의 구성을 도시한 도면.1 is a diagram showing a configuration of a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in a lubricant according to an embodiment of the present invention as a functional block.
2 is a diagram showing an external perspective view of a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in a lubricant according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional perspective view of a sensor for diagnosing concentration of iron wear particles in lubricating oil according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a view showing a cross-sectional configuration of the iron wear particle concentration diagnosis sensor in the lubricating oil according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the configuration of a permanent magnet, an iron core, and a coil provided in the iron measurement unit of the iron wear particle concentration diagnostic sensor in the lubricant according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the configuration of the iron signal processing unit of the iron wear particle concentration diagnosis sensor in the lubricating oil according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, in the detailed description of a preferred embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for portions having similar functions and functions.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결 되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 간접적으로 연결 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, throughout the specification, when a part is said to be connected to another part, this includes not only the case that it is directly connected, but also the case that it is indirectly connected with another element in the middle. In addition, the inclusion of a certain component means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise specified.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 외부 사시도 구성을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 단면 사시도 구성을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 단면 구성을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 철분 측정부에 구비되는 영구자석과, 철심, 및 코일의 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 철분 신호처리부의 구성을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 6에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서(100)는, 센서 바디 본체(110), 철분 측정부(120), 케이블 커넥터(130), 및 철분 신호처리부(140)를 포함하여 구성할 수 있다.
1 is a diagram showing a configuration of a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in a lubricating oil according to an embodiment of the present invention as a functional block, and FIG. 2 is a diagram illustrating a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in a lubricating oil according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram showing a cross-sectional perspective view of a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in a lubricating oil according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a lubricating oil according to an embodiment of the present invention. A diagram showing a cross-sectional configuration of a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in a lubricating oil, and FIG. 5 is a permanent magnet, an iron core, and a coil provided in the iron measurement unit of the sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in a lubricant according to an embodiment of the present invention. 6 is a view showing the configuration of the iron signal processing unit of the iron wear particle concentration diagnosis sensor in the lubricating oil according to an embodiment of the present invention. 1 to 6, respectively, the iron wear particle
센서 바디 본체(110)는, 관통된 내부 공간을 형성하는 보강대 바디(111)와, 보강대 바디(111)의 선단으로부터 끼워져 보강대 바디(111)를 커버하는 외피 바디(112)와, 외피 바디(112)가 끼워져 커버되는 보강대 바디(111)에 체결 고정되는 체결 고정 바디(113)를 포함하는 본체의 구성이다. 이러한 센서 바디 본체(110)는 보강대 바디(111)와 외피 바디(112)와 체결 고정 바디(113)를 순차로 체결하여 결합하되, 보강대 바디(111)에 끼워져 커버되는 외피 바디(112)의 외경과 체결 고정 바디(113)의 내경, 체결 고정 바디(113)의 외경에 실링(sealing)을 위한 오링(114)이 더 체결될 수 있다. 여기서, 보강대 바디(111)는 후술하게 될 철분 측정부(120)의 자석(121) 및 코일(123)을 보호하고, 기계적 강도를 유지하기 위해 사용될 수 있다.
The
또한, 보강대 바디(111)에 끼워져 커버되는 외피 바디(112)의 외경과 체결 고정 바디(113)의 내경 사이에 결합되는 오링(114)은 불소 고무의 바이턴(VITON) 소재로 구성될 수 있다. 또한, 체결 고정 바디(113)의 외경에 체결되는 오링(114)은 나사산의 축 방향에 정적 실(seal)로 사용되는 ED-링(RING)으로 구성될 수 있다.
In addition, the O-
또한, 센서 바디 본체(110)에 구비되는 보강대 바디(111)는 PEEK(Polyetheretherketone) 소재로 구성되고, 외피 바디(112)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 소재로 구성되며, 체결 고정 바디(113)는 알루미늄(Aluminium) 소재로 구성될 수 있다. 여기서, PEEK(PolyEtherEtherKetone)는 최고 수준의 성능을 가진 반 결정질 수퍼 엔지니어링 플라스틱으로, 내열성, 내마모성, 난연성 및 내 가수 분해성이 우수하고, PTFE(Polytetrafluoroethylene)는 내약품성이 우수하고, 높은 온도에서 변화하지 않는 특성이 있다.
In addition, the
철분 측정부(120)는, 센서 바디 본체(110)의 보강대 바디(111)의 관통된 내부 공간의 선단에 배치되어, 윤활유에 포함된 철분을 측정하기 위한 센서 부분의 구성이다. 이러한 철분 측정부(120)는 센서 바디 본체(110)의 보강대 바디(111)의 관통된 내부 공간의 선단에 배치되는 영구자석(121)과, 영구자석(121)의 양단에 각각 배치되는 철심(122)과, 철심(122)이 배치된 양측으로 각각 설치되는 코일(123)을 포함하여 구성할 수 있다.
The
또한, 철분 측정부(120)는 영구자석(121)에 의해 포집되는 윤활유에 포함된 철분에 따라 변환되는 주파수를 검출하여 후술하게 될 케이블 커넥터(130)를 매개로 외부의 철분 신호처리부(130)로 출력할 수 있다. 또한, 철분 측정부(120)는 영구자석(121)의 양단에 각각 철심(122) 및 코일(123)을 배치 구성하여 온도의 보정이 가능하도록 기능하고, 철심(122)을 이용하여 자속의 밀도가 센서 헤드 중앙으로 집중되도록 기능할 수 있다.
In addition, the
또한, 철분 측정부(120)의 영구자석(121)은 도 5의 (a)와 같은 원통형의 형태로 구성되는 네오디움의 소재로 구성될 수 있으며, 윤환유에 포함된 철분을 포집하는 역할을 하며, 자기장을 발생시키고 출력 전압에 영향을 미치게 된다. 또한, 철분 측정부(120)의 철심(122)은 도 5의 (b)와 같은 형태로 센서 헤드 중앙으로 자속의 밀도를 집중시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 철분 측정부(120)의 코일(123)의 사이즈는 권선 수에 따라 달리 적용될 수 있다.
In addition, the
케이블 커넥터(130)는, 코일(123)과 전기적으로 연결 접속되며, 센서 바디 본체(110)의 보강대 바디(111)에 결합 고정되는 케이블의 구성이다. 이러한 케이블 커넥터(140)는 후술하게 될 외부에 배치 구성되는 철분 신호처리부(140)와 연결 접속되어 사용될 수 있다.
The
철분 신호처리부(140)는, 케이블 커넥터(130)와 전기적으로 연결 접속되며, 철분 측정부(120)를 통해 윤활유에 포함된 철분 성분에 따라 측정되는 철분 측정 신호를 수신하여 처리하는 구성이다. 이러한 철분 신호처리부(140)는 도 6에 도시된 바와 같이, 철분 측정부(120)의 전면 및 후면의 코일(123)과 연결 접속되는 인덕턴스/디지털 컨버터와, 마이크로컨트롤러 유닛, 및 소스파워를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 소스파워는 AC 전원을 공급받아 DC 전원으로 단계별 조절이 가능한 것으로 이해될 수 있다. 여기서, 철분 신호처리부(140)는 철분을 측정하기 위한 센서의 외부에 별도의 기판 모듈로 구성되고, 케이블 커넥터(130)를 매개로 철분 측정부(120)와 전기적으로 연결 접속되는 것으로 이해될 수 있다.
The iron
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 철분 측정부에 구비되는 영구자석과, 철심, 및 코일의 적용 구성을 나타내고 있다.
5 shows a configuration of applying a permanent magnet, an iron core, and a coil provided in the iron measurement unit of the iron wear particle concentration diagnosis sensor in the lubricating oil according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서의 철분 신호처리부의 구성을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서(100)의 철분 신호처리부(140)는 철분 측정부(120)의 코일(123)과 각각 연결 접속된다. 이러한 철분 신호처리부(140)는 인덕턴스/디지털 컨버터와, 마이크로컨트롤러 유닛과, 소스파워를 포함하여 구성될 수 있다. 기존의 온도 센서 또는 진동 센서에 의한 회전 기계(베어링)의 고장진단의 경우 이미 설비의 고장이 많이 진행되어 있어 급작스러운 사고로 이어지는 경우가 많은데, 본 발명의 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서(100)는 소음이나 진동이 발생하기 전이라도 실시간으로 윤활유 내에 포함된 철 부스러기(기어, 톱니바퀴 등의 마모에 의해 발생)의 농도를 감시하여 알람 발생을 통해 급작스러운 사고를 예방할 수 있도록 기능할 수 있게 된다. 이러한 본 발명의 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서(100)는 범용의 모듈이 아닌 오일 내에 포함된 철분 분석을 위한 철분 진단 센서로 활용되어 설비의 예방보전, 예지 보전의 목적에 부합되도록 사용될 수 있다. 이를 위해 영구자석, 자기장 변화 측정, 온라인 설치 방법을 선택하고, 자기장 변화에 대한 전압 측정을 철분 신호처리부(140)에서 수행하는 방법이 선택 적용되고, 전압 측정은 마이크로컨트롤러 유닛과 자기 측정부를 물리적으로 분리(isolation)시켜 노이즈를 최소화하는 구조가 적용된다. 또한, 자기장에 영향을 줄 수 있는 외란(disturbance) 요인 중 큰 비중을 차지하는 온도에 의한 출력값의 변동을 상쇄하기 위해 코일(123)을 추가 적용하여 오일 온도 변동에 의한 센서 출력값의 변동을 상쇄시킬 수 있도록 한다. 즉, 철 성분 농도와 온도에 영향을 받은 전단 코일과, 온도에만 영향을 받는 후단 코일 간의 출력 값의 차이를 보정하여 온도를 보상할 수 있게 된다.
6 is a view showing the configuration of the iron signal processing unit of the iron wear particle concentration diagnosis sensor in the lubricating oil according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the iron
본 발명의 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서(100)는 자기장의 변화를 전기적 신호의 변화로 인식하는 방법이 사용되는 것으로 이해될 수 있다. 자기장의 변화는 철분 신호처리부(140)를 이용하여 영구자석과 인접한 금속 코일에 교류 전압을 인가하고, 이에 따라 생성되는 교류 자기장을 측정하는 방식으로 구현될 수 있다.
It may be understood that the method of recognizing a change in a magnetic field as a change in an electrical signal is used in the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서는, 윤활 컴포넌트의 주 재질로 주철이 사용되는 기어박스, 볼베어링, 실린더 등을 포함하는 회전기기의 마모를 감지할 수 있는 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서를 구성함으로써, 발전설비의 기계 설비의 마모된 교체 시기 및 유지보수 시기를 정확히 판단하고, 그에 따른 신속한 유지보수가 가능하도록 할 수 있으며, 철분 진단 센서를 통한 윤활유에 포함된 마모된 철분 오염을 측정함으로써, 발전설비에 구비되는 각종 기계/설비의 초기 고장을 예측하고, 그에 따른 신속한 유지관리를 통한 발전설비의 안정성이 향상될 수 있도록 할 수 있으며, 특히, 마모된 철분이 포함된 윤활유의 철분 성분을 철분 진단 센서를 윤활유에 침지시켜 정확히 측정할 수 있도록 함으로써, 현장에서 바로 측정이 가능하고, 그에 따른 신속한 진단 및 유지관리가 가능하며, 이러한 철성마모입자 농도 진단센서는 모든 회전기기의 마모 손상 탐지에 사용될 수 있게 된다.
As described above, the iron wear particle concentration diagnosis sensor in the lubricating oil according to an embodiment of the present invention can detect the wear of a rotating device including a gearbox, a ball bearing, a cylinder, etc., in which cast iron is used as the main material of the lubricating component. By configuring a sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in the lubricant that can be used, it is possible to accurately determine the worn replacement time and maintenance time of the mechanical equipment of the power generation facility, and enable rapid maintenance accordingly, through the iron diagnosis sensor. By measuring the worn iron contamination contained in the lubricating oil, it is possible to predict the initial failure of various machines/equipment provided in the power generation facility, and improve the stability of the power generation facility through rapid maintenance accordingly. By immersing the iron diagnosis sensor in the lubricant to accurately measure the iron component of the lubricating oil containing worn iron, it is possible to measure directly on site, and rapid diagnosis and maintenance are possible accordingly, and such iron wear particle concentration Diagnostic sensors can be used to detect wear and tear on all rotating equipment.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above can be variously modified or applied by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서
110: 센서 바디 본체
111: 보강대 바디
112: 외피 바디
113: 체결 고정 바디
114: 오링
120: 철분 측정부
121: 영구자석
122: 철심
123: 코일
130: 케이블 커넥터
140: 철분 신호처리부100: sensor for diagnosing iron wear particle concentration in lubricating oil according to an embodiment of the present invention
110: sensor body body
111: reinforcement body
112: outer skin body
113: fastening fixed body
114: O-ring
120: iron measurement unit
121: permanent magnet
122: iron core
123: coil
130: cable connector
140: iron signal processing unit
Claims (8)
상기 센서 바디 본체(110)의 보강대 바디(111)의 관통된 내부 공간의 선단에 배치되어, 윤활유에 포함된 철분을 측정하기 위한 철분 측정부(120);
상기 철분 측정부(120)와 전기적으로 연결 접속되며, 상기 센서 바디 본체(100)의 보강대 바디(111)에 결합 고정되는 케이블 커넥터(130); 및
상기 케이블 커넥터(130)와 전기적으로 연결 접속되며, 상기 철분 측정부(120)를 통해 윤활유에 포함된 철분 성분에 따라 측정되는 철분 측정 신호를 수신하여 처리하는 철분 신호처리부(140)를 포함하되,
상기 센서 바디 본체(110)는,
상기 보강대 바디(111)와 외피 바디(112)와 체결 고정 바디(113)를 순차로 체결하여 결합하되, 상기 보강대 바디(111)에 끼워져 커버되는 상기 외피 바디(112)의 외경과 상기 체결 고정 바디(113)의 내경, 상기 체결 고정 바디(113)의 외경에 실링(sealing)을 위한 오링(114)이 체결되고,
상기 보강대 바디(111)에 끼워져 커버되는 상기 외피 바디(112)의 외경과 상기 체결 고정 바디(113)의 내경 사이에 결합되는 오링(114)은, 불소 고무의 바이턴(VITON) 소재로 구성되며,
상기 체결 고정 바디(113)의 외경에 체결되는 오링(114)은, 나사산의 축 방향에 정적 실(seal)로 사용되는 ED-링(RING)으로 구성되고,
상기 철분 측정부(120)는,
상기 센서 바디 본체(110)의 보강대 바디(111)의 관통된 내부 공간의 선단에 배치되는 영구자석(121)과, 상기 영구자석(121)의 양단에 각각 배치되는 철심(122)과, 상기 철심(122)이 배치된 양측으로 각각 설치되는 코일(123)을 포함하여 구성하며,
상기 철분 측정부(120)는,
상기 영구자석(121)의 양단에 각각 철심(122) 및 코일(123)을 배치 구성하여 온도의 보정이 가능하도록 기능하고, 상기 철심(122)을 이용하여 자속의 밀도가 센서 헤드 중앙으로 집중되도록 기능하는 것을 특징으로 하는, 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서.A reinforcement body 111 forming a penetrating inner space, an outer skin body 112 fitted from the front end of the reinforcement body 111 to cover the reinforcement body 111, and the outer skin body 112 A sensor body body 110 including a fastening fixing body 113 that is fastened and fixed to the reinforcement body 111;
An iron measurement unit 120 disposed at the front end of the inner space through the reinforcement body 111 of the sensor body body 110 to measure iron content contained in the lubricant;
A cable connector 130 electrically connected to the iron measurement unit 120 and fixed to the reinforcement body 111 of the sensor body body 100; And
It is electrically connected to the cable connector 130 and includes an iron signal processing unit 140 for receiving and processing an iron measurement signal measured according to the iron content contained in the lubricating oil through the iron measurement unit 120,
The sensor body body 110,
The reinforcement body 111, the outer skin body 112, and the fastening fixing body 113 are sequentially coupled to each other, but the outer diameter of the outer diameter of the outer skin body 112 and the fastening fixing body inserted and covered by the reinforcement body 111 An O-ring 114 for sealing is fastened to the inner diameter of 113 and the outer diameter of the fastening fixing body 113,
The O-ring 114 coupled between the outer diameter of the outer skin body 112 and the inner diameter of the fastening fixing body 113 fitted and covered by the reinforcement body 111 is composed of a Viton material of fluorine rubber. ,
The O-ring 114 fastened to the outer diameter of the fastening fixing body 113 is composed of an ED-ring used as a static seal in the axial direction of the thread,
The iron measurement unit 120,
A permanent magnet 121 disposed at the front end of the inner space through the reinforcement body 111 of the sensor body body 110, an iron core 122 disposed at both ends of the permanent magnet 121, and the iron core It is configured to include coils 123 that are respectively installed on both sides on which 122 is disposed,
The iron measurement unit 120,
The iron core 122 and the coil 123 are arranged at both ends of the permanent magnet 121 so that the temperature can be corrected, and the density of the magnetic flux is concentrated to the center of the sensor head using the iron core 122. A sensor for diagnosing concentration of iron wear particles in lubricating oil, characterized in that it functions.
상기 보강대 바디(111)는 PEEK(Polyetheretherketone) 소재로 구성되고, 상기 외피 바디(112)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 소재로 구성되며, 상기 체결 고정 바디(113)는 알루미늄(Aluminium) 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는, 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서.The method of claim 1, wherein the sensor body body 110,
The reinforcement body 111 is made of a PEEK (Polyetheretherketone) material, the outer shell body 112 is made of a PTFE (Polytetrafluoroethylene) material, and the fastening fixing body 113 is made of aluminum (Aluminium) material. A sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in lubricating oil.
상기 영구자석(121)에 의해 포집되는 윤활유에 포함된 철분에 따라 변환되는 주파수를 검출하여 상기 케이블 커넥터(130)를 매개로 외부의 상기 철분 신호처리부(140)로 출력하는 것을 특징으로 하는, 윤활유 내의 철성마모입자 농도 진단센서.The method of claim 1, wherein the iron measurement unit 120,
Lubricant oil, characterized in that the frequency converted according to the iron content contained in the lubricating oil collected by the permanent magnet 121 is detected and output to the external iron signal processing unit 140 via the cable connector 130 Sensor for diagnosing the concentration of iron wear particles in the inside.
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| KR1020190048779A KR102142932B1 (en) | 2019-04-25 | 2019-04-25 | A iron abrasive particle concentration diagnostic sensor in lubricating oil |
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |