KR102328908B1 - 보일러의 지진 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

보일러의 지진 감지 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

보일러의 지진 감지 시스템에 관하여 개시한다. 본 발명은, 보일러에 구비되는 지진 감지 센서 및 제어기; 상기 제어기와 통신망으로 연결되어 상기 지진 감지 센서의 감지 정보를 일정 주기 동안 평균 수치로 산출하고, 이상 감지된 보일러들의 군집율을 추출하여 지진 발생 정보를 상기 보일러로 전송하는 클라우드 서버;를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

보일러의 지진 감지 시스템 및 방법{Earthquake detection system and method of boiler}
본 발명은 보일러에 장착된 지진 감지 센서의 오동작을 감지하여 오류를 해결하는 보일러 지진 감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
보일러는 운전 중인 상태에서 지진 또는 연소용 산소 공급 계통 또는 연료 계통에 문제가 발생하여 버너로 공급되는 연료량과 공기량의 적절한 비율인 공연비가 맞지 않을 경우 보일러 본체 자체에 진동이 발생할 수 있고 이 경우 적기에 보일러 운전을 정지하지 않으면 화재, 폭발 등의 위험상황이 발생할 수 있다. 따라서 지진 등과 같은 자연 재해로 인한 보일러의 유동 및 진동 발생 시 안전사고에 대비할 수 있는 기술이 제안되어 있다. 예를 들면, 지진 발생 시 상황을 감지하여 버너에 공급되는 연료를 자동으로 차단하여 위험으로부터 벗어나도록 유도하는 제안이 국내 등록특허공보 제10-1845856호(가스 감지 및 지진 감지 기능을 구비하는 보일러 및 그 제어 방법)에 기재되어 있다. 그러나, 기존 지진 감지 기능을 구비하는 보일러는 단순히 지진 감지 센서를 이용하여 지진상태를 감지한 후 버너로 공급되는 연료를 차단하도록 되어 있는 것으로, 보일러의 x,y,z 축방향 변위를 감지하여 지진 발생 여부를 판단하는 지진 감지 센서를 통해 보일러의 움직임 여부를 감지하여 현재 지진 발생 유무를 판단 하도록 되어 있기 때문에 보일러가 설치된 주변으로 큰 자동차가 지나가거나 특정 지역의 공사가 진행 중일 경우 이를 지진 발생으로 판단하는 등의 감지 오류 문제 등을 해결하지 못하고 있다. 이에 따라, 현재 소비자 불만과 크레임 발생 등과 같은 문제가 발생되고 있고 제품 신뢰도를 저하시키는 원인이 되고 있다.
특허문헌 1. 국내 등록특허공보 제10-1845856호(공고일 2018년04월06일)
특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-1928540호(공고일 2018년12월12일)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 보일러에 장착하여 지진 발생을 감지하는 지진 감지 센서의 감지 오류의 문제를 해결하고, 지진이 발생하는 경우 보일러로 공급되는 가스를 안전하게 차단하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 보일러에 구비되는 지진 감지 센서 및 제어기; 상기 제어기와 통신망으로 연결되어 상기 지진 감지 센서의 감지 정보를 일정 주기 동안 평균 수치로 산출하고, 이상 감지된 보일러들의 군집율을 추출하여 지진 발생 정보를 상기 보일러로 전송하는 클라우드 서버;를 포함하는 보일러의 지진 감지 시스템으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지진 감지 센서의 감지 정보는 보일러 가동시 발생하는 진동에 의한 흔들림 또는 보일러 설치장소의 진동에 의한 흔들림 또는 지진파에 의한 보일러의 흔들림 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 클라우드 서버는 반경 km 이내의 이상 감지된 보일러들의 군집율이 기준값 보다 크면 반경 km 이내의 보일러들이 지진이 발생된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 보일러의 지진 감지 센서로부터 취득되는 감지 정보를 제어기를 통해 클라우드 서버로 전송하는 전송 단계; 및 상기 전송 단계로부터 전송되는 지진 감지 센서의 감지 정보를 클라우드 서버를 통해 일정 주기 동안 평균 수치로 산출하고, 이상 감지된 보일러들의 군집율을 추출하여 지진 발생 정보를 상기 보일러로 전송하는 지진 정보 제공 단계;를 포함하는 포함하는 보일러의 지진 감지 방법으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지진 정보 제공 단계는 반경 km 이내의 이상 감지된 보일러들의 군집율이 기준값 보다 크면 반경 km 이내의 보일러들이 지진이 발생된 것으로 판단하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은, 보일러에 장착되어 지진 발생을 감지하는 지진 감지 센서의 감지 오류의 문제를 해결할 수 있고 지진이 발생하는 경우 보일러로 공급되는 가스를 안전하게 차단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 보일러에 장착되어 지진 발생을 감지하는 지진 감지 센서의 지진 감지 오류를 해소하여 소비자 사용 불편을 없애고 크레임 처리에 대한 공수 및 비용을 절감하는 한편 소비자의 사용 안전을 확보하고 보일러의 신뢰성을 제고시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보일러의 지진 감지 시스템을 개략적인 블럭도로 나타낸 예시이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보일러의 지진 감지 순서를 플로우챠트로 나타낸 예시이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 '보일러의 지진 감지 시스템 및 방법'을 설명하면 다음과 같다.
기존의 지진 감지 기능을 구비하는 보일러는 단순히 지진 감지 센서를 이용하여 지진상태를 감지한 후 버너로 공급되는 연료를 차단하도록 되어 있는 것으로, 보일러의 x,y,z 축방향 변위를 감지하여 지진 발생 여부를 판단하는 지진 감지 센서를 통해 보일러의 움직임 여부를 감지하여 현재 지진 발생 유무를 판단 하도록 되어 있기 때문에 보일러가 설치된 주변으로 큰 자동차가 지나가거나 특정 지역의 공사가 진행 중일 경우 이를 지진 발생으로 판단하는 등의 감지 오류 문제 등을 해결하지 못하고 있다.
이에 따라, 현재 소비자 불만과 크레임 발생 등과 같은 문제가 발생되고 있고 제품 신뢰도를 저하시키는 원인이 되고 있다.
본 발명에 따른 보일러의 지진 감지 시스템은 지진 감지 센서의 오감지를 해결하고 또한 IoT를 활용하여 불특정 다수 지역에 실질적으로 지진이 발생 했을 경우 가스를 안전하게 차단하며 소비자의 안전을 도모하고 소바자 불편을 최소화 시키도록 제시된다.
본 발명에 따른 보일러의 지진 감지 시스템은 IoT 기술을 활용하여 기존 보일러의 지진 감지의 오동작 율의 정확도를 높이고 이를 통해 보일러의 단순 지진 감지에 대한 보일러의 오동작으로 인한, 소비자의 크레임 및 크레임 처리에 대한 비용을 줄이는 한편 정확한 지진 감지를 통해 보일러의 신뢰성과 안전을 제고시킬 수 있도록 제시된다.
본 발명의 일실시예에 따른 보일러의 지진 감지 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 보일러에 구비되는 지진 감지 센서 및 제어기; 상기 제어기와 통신망으로 연결되어 상기 지진 감지 센서의 감지 정보를 일정 주기 동안 평균 수치로 산출하고, 이상 감지된 보일러들의 군집율을 추출하여 지진 발생 정보를 상기 보일러로 전송하는 클라우드 서버;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 지진 감지 센서의 감지 정보는 보일러에 설치된 감지 센서의 자체 흔들림 또는 지진파에 의한 보일러의 흔들림 중 어느 하나일 수 있다.
여기서, 보일러에 설치된 감지 센서의 자체 흔들림은 보일러 가동시 발생하는 진동에 의한 흔들림이거나 보일러 설치장소의 진동에 의한 흔들림을 포함할 수 있다.
또한, 상기 클라우드 서버는 반경 km 이내의 이상 감지된 보일러들의 군집율이 기준값 보다 크면 반경 km 이내의 보일러들이 지진이 발생된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 보일러의 지진 감지 방법은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 보일러의 지진 감지 센서로부터 취득되는 감지 정보를 제어기를 통해 클라우드 서버로 전송하는 전송 단계; 및 상기 전송 단계로부터 전송되는 지진 감지 센서의 감지 정보를 클라우드 서버를 통해 일정 주기 동안 평균 수치로 산출하고, 이상 감지된 보일러들의 군집율을 추출하여 지진 발생 정보를 상기 보일러로 전송하는 지진 정보 제공 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 지진 정보 제공 단계는 반경 km 이내의 이상 감지된 보일러들의 군집율이 기준값 보다 크면 반경 km 이내의 보일러들이 지진이 발생된 것으로 판단하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 보일러의 지진 감지 시스템을 개략적인 블럭도로 나타낸 예시이다.
도 1에 도시된 바와 같이 IoT 를 활용한 지진 감지 센서의 오동작을 감지하는 시스템은 클라우드 서버(100), 보일러 데이터 베이스(110), 보일러의 밸브 제어 및 연소를 제어하는 제어기(200), 사용자 또는 관리자가 휴대하는 스마트폰(400)이 통신망을 통해 상호 연동되도록 네트워크 통신망으로 연동되도록 구성될 수 있다.
여기서, 제어기(200)는 보일러를 제어하는 제어부(210), 리모콘과 송수신을 통해 입력신호에 따라 제어 명령을 수행하는 리모콘 제어부(220), 보일러를 제어하기 위해 제어 정보를 입력하는 입력부(230), 보일러의 상태 정보를 포함하여 각종 입출력 정보를 표시하는 표시부(240), 클라우드 서버(100)와 네트워크 통신망을 통해 통신하는 통신모듈(250)을 포함하여 구성될 수 있다.
제어기(200)는 지진 감지 센서(300)로부터 감지되는 감지 신호를 제어부(210)를 통해 입력받아 보일러의 운전 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 보일러의 지진 감지 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 보일러가 가동되면 지진 감지 센서(300)와 통신모듈(250)이 동작될 수 있다.
지진 감지 센서(300)와 통신모듈(250)이 동작되는 상태에서 보일러에 장착된 지진 감지 센서(300)가 외부의 흔들림에 의해서 지진 감지 센서(300)를 통해 움직임이 감지 되면 해당 움직임의 추출값(a)을 구하고 횟수(CNT)를 1회 증가 시킨다.
그리고 현재 시간에서 이전 지진 감지 센서(300)의 움직임을 감지한 시간을 빼서 발생 간격(Td)을 구한 후 현재시간(Tc)을 저장 후 다음 지진 감지 시에 발생 간격을 구할 때 쓴다.
만약 최초 횟수이거나, 1회 이상이고 발생 간격이 예를 들면, 5초와 10초 사이에 속하는 감지 데이터의 경우 추출 누적값(A)에 추출 값(a)을 더한다. 그렇지 않은 경우는 S파에 포함되지 않는 경우로 판단하여 평균값(y)과 누적값(A) 및 횟수(CNT)를 모두 초기화 한다. 여기서, 지진 발생 간격의 범위는 지진 P파가 지진 감지 센서를 통해 감지된 후 평균 8초 정도 마다 S파가 감지 되기 때문이다.
만약 횟수(CNT)의 값이 3회 이상이고, 발생 간격이 5~10초 사이가 아닐 경우는 값을 재 추출 하고, 참일 경우는 평균값(y)을 구한다.
위에서 구한 평균값(y)이 에러 기준값(Y) 보다 작을 경우는 추출 누적 값(A), 횟수(CNT), 평균값(y)을 초기화 하고 다시 지진 감지 센서를 감지한다.
평균값(y)이 에러 기준값(Y) 보다 큰 경우는 통신모듈(250)의 연결 상태를 확인하고, 클라우드 서버(100)에 연결하여 반경(D) km 이내의 다른 보일러에서 평균값(y)이 에러 기준값(Y) 보다 큰 보일러는 지진이 발생된 것으로 판단한다.
예를 들면 클라우드 서버는 D(설치지역의 반경) Km 내 보일러들의 비율이 P(지진 군집 비율)% 이상인지를 판단하여 기준 비율(P) %보다 클 경우에는 보일러들의 가스를 차단하며 동작을 종료 한 후 지진 오류 알림을 고지한 후 종료 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 보일러의 지진 감지 순서를 플로우챠트로 나타낸 예시이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지진 감지 센서(300)와 통신모듈(250)이 모두 ON 상태인 경우(S110), 지진 감지 센서(300)의 움직임이 감지 되는지가 판단된다(S111). 여기서, 지진감지센서의 움직임에 대한 감지는 지진감지센서의 움직임이 일정 레벨 이상일 경우에만 동작 되어지도록 하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 S111 단계에서의 판단결과, 지진 감지 센서(300)의 움직임이 감지 되는것으로 판단된 경우, S112 단계를 실행한다. S112 단계에서는, 해당 움직임의 추출값(a)을 구하고 횟수(CNT)를 1회 증가 시킨다(a(추출값) CNT(횟수)=CNT+1). 여기서, Td(지진 발생 간격)는 현재시간-Tc(이전 지진 발생 시간)일 수 있다. 그 후 현재시간(Tc)을 저장한다.
상기 S111 단계에서의 판단결과, 지진 감지 센서(300)의 움직임이 감지 되지 않는 것으로 판단된 경우, 상기 S110 단계로 되돌아가 지진 감지 센서(300)와 통신모듈(250)이 모두 ON 상태인지가 체크 된다.
상기 S112 단계를 실행한 이후, CNT>1 and 5 <= Td <= 10(S파 발생 검증), 또는 CNT=1(P파 발생 검증)인지가 판단된다(S113).
상기 S113 단계에서의 판단결과, CNT>1 and 5 <= Td <= 10, 또는 CNT=1이 아닌 것으로 판단되는 경우, S파에 포함되지 않는 경우로 판단하여 평균값(y)과 누적값(A) 및 횟수(CNT)를 모두 초기화(y=0, CNT=0, A=0)로 처리하는 과정을 실행한다(S114).
상기 S113 단계에서의 판단결과, CNT>1 and 5 <= Td <= 10, 또는 CNT=1인 것으로 판단되는 경우, A(추출값 누적)=A'(이전 추출값 누적)+a(추출값)로 추출값을 누적한다(S115).
이어서, 횟수(CNT)의 값이 N(평균 횟수)회 이상이고, 발생 간격이 5~10초 사이인지가 판단된다(S116).
상기 S116 단계에서의 판단결과, 횟수(CNT)의 값이 N회 이상이고, 발생 간격이 5~10초 사이가 아닌 경우는, 값을 재 추출하도록 상기 S110 단계로 되돌아가고, 상기 S116 단계에서의 판단결과, 횟수(CNT)의 값이 N회 이상이고, 발생 간격이 5~10초 사이인 경우는, 이어서 평균값(y)=A/N을 구하도록 제어된다(S117).
이어서, 상기 S117 단계에서 구해진 평균값(y)이 에러 기준값(Y)과 비교 판단된다(S118).
상기 S118 단계에서의 판단결과, 평균값(y)이 에러 기준값(Y) 보다 큰 것으로 판단되는 경우(y>Y)에는, 상기 S114 단계로 되돌아가서 추출 누적 값(A), 횟수(CNT), 평균값(y)을 모두 초기화하고 다시 지진 감지 센서를 감지한다.
상기 S118 단계에서의 판단결과, 평균값(y)이 에러 기준값(Y) 보다 작은 것으로 판단되는 경우(y<Y)에는, 와이파이 등의 통신모듈의 연결 상태를 확인한다(S119).
상기 S119 단계에서의 판단결과, 통신모듈의 연결이 가능한 것으로 판단되는 경우, 클라우드 서버(100)에 연결하여 반경(D) km 이내의 다른 보일러에서 이상 감지된 보일러들의 군집율이 기준값 보다 크면 반경 km 이내의 보일러들이 지진이 발생된 것으로 판단된다. 예를 들면 클라우드 서버는 D(설치지역의 반경) Km 내 보일러들 중 이상 감지된 보일러들의 비율이 P(지진 군집 비율)% 이상인지가 판단된다(S122).
상기 S122 단계에서의 판단결과, 클라우드 서버의 설치지역의 반경 Km 내 보일러들 중 이상 감지된 보일러들의 군집율이 P(지진 군집 비율)% 이상인 것으로 판단되는 경우, 보일러 가스 차단 및 보일러의 운전을 정지시키는 제어 명령이 제어부로 출력되고(S123), 연속적으로 보일러의 에러 알림 신호를 출력시켜 종료된다(S124).
여기서, 상기 S122 단계에서의 판단결과, 클라우드 서버의 설치지역의 반경 Km 내 보일러들 중 이상 감지된 보일러들의 비율이 P(지진 군집 비율)% 이하인 것으로 판단되는 경우, 초기 제어 모드로 진입하도록 제어된다.
본 발명에 따른 보일러의 지진 감지 시스템 및 방법에 따르면, 보일러에 장착되어 지진 발생을 감지하는 지진 감지 센서의 감지 오류의 문제를 해결할 수 있고 지진이 발생하는 경우 보일러로 공급되는 가스를 안전하게 차단할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 보일러의 지진 감지 시스템 및 방법에 따르면, 보일러에 장착되어 지진 발생을 감지하는 지진 감지 센서의 지진 감지 오류를 해소하여 소비자 사용 불편을 없애고 크레임 처리에 대한 공수 및 비용을 절감하는 한편 소비자의 사용 안전을 확보하고 보일러의 신뢰성을 제고시킬 수 있는 유리한 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 클라우드 서버 110: 보일러 데이터 베이스(DB)
200: 제어기 210: 보일러 제어부
220: 리모콘 제어부 230: 입력부
240: 표시부 250: 통신모듈
300: 지진 감지 센서 400: 스마트폰

Claims (5)

  1. 보일러에 구비되는 지진 감지 센서 및 제어기; 및 상기 제어기와 통신망으로 연결되어 상기 지진 감지 센서의 감지 정보를 일정 주기 동안 평균값으로 산출하고, 산출된 평균값이 에러 기준값 보다 큰 경우는 통신모듈의 연결 상태를 확인하며, 반경 범위 내의 다른 보일러에서 평균값이 에러 기준값 보다 큰 보일러는 지진이 발생된 것으로 판단하며, 각 보일러들의 지진 감지 센서를 통해 이상이 감지된 보일러들의 군집율을 추출하여 지진 발생 정보를 상기 보일러로 전송하는 클라우드 서버;를 포함하는 보일러의 지진 감지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지진 감지 센서의 감지 정보는 보일러 가동시 발생하는 진동에 의한 흔들림 또는 보일러 설치장소의 진동에 의한 흔들림 또는 지진파에 의한 보일러의 흔들림 중 어느 하나인 보일러의 지진 감지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 클라우드 서버는 반경 km 이내의 이상 감지된 보일러들의 군집율이 기준값 보다 크면 반경 km 이내의 보일러들이 지진이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 보일러의 지진 감지 시스템.
  4. 보일러의 지진 감지 센서로부터 취득되는 감지 정보를 제어기를 통해 클라우드 서버로 전송하는 전송 단계; 및 상기 전송 단계로부터 전송되는 지진 감지 센서의 감지 정보를 클라우드 서버를 통해 일정 주기 동안 평균값으로 산출하고, 산출된 평균값이 에러 기준값 보다 큰 경우는 통신모듈의 연결 상태를 확인하며, 반경 범위 내의 다른 보일러에서 평균값이 에러 기준값 보다 큰 보일러는 지진이 발생된 것으로 판단하며, 각 보일러들의 지진 감지 센서를 통해 이상이 감지된 보일러들의 군집율을 추출하여 지진 발생 정보를 상기 보일러로 전송하는 지진 정보 제공 단계;를 포함하는 포함하는 보일러의 지진 감지 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지진 정보 제공 단계는 반경 km 이내의 이상 감지된 보일러들의 군집율이 기준값 보다 크면 반경 km 이내의 보일러들이 지진이 발생된 것으로 판단하는 단계를 포함하는 보일러의 지진 감지 방법.
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