KR102461002B1 - 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치 - Google Patents

이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치 Download PDF

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Abstract

유체 실린더의 사이즈에 관계없이 사용 가능하며, 유체 실린더의 모든 영역에 대해서 정밀하게 유체 실린더의 누출을 감지할 수 있고, 유체 실린더의 누출 발생 시 응급 처지가 가능한 기술을 제공하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치는, 본체의 유체 실린더 외면 측에 설치되어, 유체 실린더의 상태 정보를 센싱하고, 센싱된 상태 정보를 송출하는 센서 모듈; 본체의 적어도 유체 실린더 외면과 인접된 부분에 설치되어, 적어도 유체 실린더의 외주 방향과 길이 방향으로 동시에 본체를 이동시키는 이동 모듈; 이동 모듈이 유체 실린더의 외면에 압착되면서 본체를 유체 실린더에 이동 가능하도록 고정하는 고정 모듈; 및 센서 모듈로부터 송출된 상태 정보를 이용하여 이동 모듈의 이동을 제어하고, 상태 정보를 가공한 모니터링 정보를 생성하여 원격의 관제 단말에 전송하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치{FLUID LEAK DETECTION DEVICE IN FLUID CYLINDER WITH MOBILITY}
본 발명은 유체 실린더의 리크(Leak) 등의 누출 및 손상을 감지하는 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 유체 실린더의 사이즈에 관계없이 사용 가능하며, 유체 실린더의 모든 영역에 대해서 정밀하게 유체 실린더의 누출을 감지할 수 있고, 유체 실린더의 누출 발생 시 응급 처지가 가능하도록 하여, 유지 보수성을 향상시키는 동시에 대형 사고의 발행을 방지할 수 있는 기술에 관한 것이다.
가스, 물 등의 유체는 파이프 등의 실린더형 이동 공간에서 이동되어 필요한 장비나 시설 등에 공급된다. 파이프는 실내외에 길게 설치되어 상기의 유체의 이동 경로를 제공하는데, 이때 유체는 고화 또는 액화 상태에서 액화 또는 기화되어 공급되기에, 그 이동성 및 유체별 기능에 따라서 적정 온도를 유지하도록 하여 원활한 유체 공급이 가능하게 하는 것이 매우 중요하다.
이러한 유체 실린더는 낮은 온도의 기체가 공급되는 관계로, 비교적 고강도의 소재를 외벽으로서 사용하고 있으나, 외력이나 온도 변화 등에 의하여 손상이 이루어져, 균열 등이 발생함에 따라서 유체가 실린더에서 새는 사고가 발생할 수 있다.
이 경우, 인화성 가스 또는 유해성 가스 등이 유출되게 되면, 화재 사고가 발생하거나 가스 자체에 의한 사고가 발생할 수 있어, 이러한 유체를 관리 및 이동시키는 유체 실린더에서의 균열 및 누출의 감지는 안전성에 있어서 필수적인 요소로 지적되고 있다.
기존에는 이러한 유체 실린더의 누출 현상에 대해서, 작업자가 직접 오감으로 감지하거나, 비눗물 등을 이용하여 유체(가스)가 유체 실린더로부터 새고 있는지 여부를 직접 확인해야 했는데, 이러한 작업은 매우 비효율적이고, 사고 발생 시 초기 대응 자체가 불가능한 문제가 지적되어 왔다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어 한국공개특허 제10-2021-0059375호 등에서는, 레이저를 발생시키고, 이를 저장실린더의 외주변에 배치한 반사부를 통해 레이저가 반사된 것을 집광부를 통해 검출하여, 저장 실린더 등에서 가스가 누출되는 것을 효과적으로 감지하는 기술 등을 제시하고 있다.
그러나 이는 길이가 매우 짧은 저장 탱크 등에는 유효하나, 길이가 긴 유체 실린더(파이프) 등에는 반사부, 광 발생부 및 집광부를 매우 다수개 설치해야 하는 설치 비용 상의 문제가 매우 크리티컬하게 작용하게 된다. 또한, 가스 누출을 감지 시 이를 초기에 대응할 수 있도록 하여, 가스 누출에 의한 사고를 방지할 수 있는 기술은 전혀 포함하고 있지 않아, 대형 사고의 발생을 피할 수 없는 문제가 있다.
이에 본 발명은, 길이가 긴 파이프 등의 유체 실린더의 모든 영역에 대해서 정밀하게 유체 실린더에서의 유체의 누출을 감지할 수 있도록 하는 기술을 제공하여, 유체 실린더의 유체 누출을 매우 효율적으로 감지할 수 있도록 하는 데 일 목적이 있다.
또한 본 발명은 유체 누출을 감지 시, 유체 누출을 임시적으로 차단할 수 있는 기술을 제공하여, 누출 감지 시의 작업자의 유지 보수까지의 시간 동안 유체의 누출을 차단할 수 있도록 하여 유체 누출에 의한 사고를 방지할 수 있는 기술을 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치는, 본체의 유체 실린더 외면 측에 설치되어, 유체 실린더의 상태 정보를 센싱하고, 센싱된 상태 정보를 송출하는 센서 모듈; 상기 본체의 적어도 유체 실린더 외면과 인접된 부분에 설치되어, 적어도 유체 실린더의 외주 방향과 길이 방향으로 동시에 상기 본체를 이동시키는 이동 모듈; 상기 이동 모듈이 상기 유체 실린더의 외면에 압착되면서 상기 본체를 상기 유체 실린더에 이동 가능하도록 고정하는 고정 모듈; 및 상기 센서 모듈로부터 송출된 상태 정보를 이용하여 상기 이동 모듈의 이동을 제어하고, 상기 상태 정보를 가공한 모니터링 정보를 생성하여 원격의 관제 단말에 전송하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이동 모듈은, 본체에 설치되어 모터에 의하여 구동되며, 회동축이 적어도 유체 실린더의 외주선과 길이 방향 축과 동시에 경사지도록 설정되어, 유체 실린더 외면과 접촉되어 이동 시 그 이동 라인이 상기 유체 실린더의 외면에 대해서 가상의 나사선을 형성하도록 하는 제1 휠; 상기 본체 및 상기 고정 모듈에 설치되어, 상기 제1 휠의 구동에 따라 본체가 이동 시 함께 이동되도록 자유 회동하는 제2 휠; 및 적어도 제어부에 의하여 제어되는 상기 모터를 포함하여, 제1 휠에 구동력을 제공하는 구동부;를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고정 모듈은, 다수의 자유 이동 휠을 갖추고, 상기 유체 실린더의 외경에 따라서 유체 실린더를 감싸면서 상기 본체와 탈착 가능하도록 구성되는 고정 밴드; 및 상기 본체의 일 영역에 설치되어, 상기 고정 밴드를 고정하는 고정 수단;을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 센서 모듈은, 상기 유체 실린더 외면의 온도를 센싱하는 제1 센서; 및 상기 유체 실린더의 외면의 손상 여부를 센싱하는 제2 센서;를 포함하여, 상기 유체 실린더 외면의 온도 및 손상 여부에 대한 센싱값을 상기 상태 정보로 송출하는 것이 바람직하다.
상기 제어부는, 상기 유체 실린더 외면의 온도 및 손상 여부에 따라서 유체가 손상된 영역에서 새고 있는 것으로 판단되는 제1 결과, 상기 유체가 새고 있지 않으나 유체 실린더의 외면이 손상되어 유체가 샐 가능성이 높은 것으로 판단되는 제2 결과, 및 유체 실린더가 정상적인 제3 결과 중 어느 하나로 상기 모니터링 정보를 생성하는 것이 가능하다.
상기 제어부는, 상기 이동 모듈의 제어에 따른 이동 모듈의 속도 및 방향을 포함하는 기설정된 이동 모듈의 이동 벡터 값과 상기 유체 실린더의 외경 사이즈를 이용하여, 상기 상태 정보가 획득된 유체 실린더의 외면 영역을 지시하는 위치 정보를 산출하고, 상기 상태 정보에 상기 위치 정보를 매칭하여 유체 실린더의 외면 영역별 모니터링 정보를 생성하는 것이 가능하다.
상기 유체 실린더의 외면의 유체의 누출을 일시 방지하는 처리막을 도포하도록 본체의 유체 실린더 외면 측에 설치되는 도포 수단;을 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 모니터링 정보가 제1 결과로 도출된 경우, 상기 이동 모듈을 정지시킨 후 즉시 상기 도포 수단을 동작시켜 유체가 새는 것을 방지한 후 상기 센서 모듈로부터 상태 정보를 재수신한 결과, 상기 제2 결과가 생성된 경우, 상기 제1 결과, 상기 도포 수단의 동작 로그 정보 및 상기 제2 결과의 생성에 대한 로그 정보를 모니터링 정보로 생성하는 것이 가능하다.
상기 제어부는, 상기 제1 내지 제3 결과 각각과 제1 내지 제3 결과의 생성 시간에 대한 정보를 원격의 관제 단말에 전송하되, 상기 제1 내지 제3 결과에 따라서 서로 다른 알림을 전송하는 것이 가능하다.
상기 센서 모듈은, 상기 본체의 유체 실린더 외면 측에 설치되어 유체 실 린더 외면의 영상을 촬영하는 제3 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 모니터링 정보의 생성 시마다 상기 제3 센서로부터 촬영된 영상 데이터를 상기 모니터링 정보에 결합하는 것이 바람직하다.
상기 센서 모듈은, 상기 본체의 면적에 대응되는 면 영역의 상태 정보를 센싱하기 위해서 상태 정보별로 다수의 센서가 상기 본체에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 유체 실린더를 나선형으로 이동하는 본체에 탑재된 센서 모듈들이 나선형으로 유체 실린더의 모든 외면을 센싱하면서 길이 방향으로 이동하여, 소형의 장치로 유체 실린더의 외면에서의 유체 누출을 매우 정확하고 효율적으로 감지할 수 있다.
특히, 고정 모듈에 의하여 모든 사이즈의 유체 실린더에 착탈하여 사용할 수 있어, 그 이용성이 크게 증가되어 유체 실린더의 관리 비용이 크게 감소하는 효과가 있다.
또한, 도포 수단에 의하여, 유체에 누출이 감지된 경우, 관제 단말에 이를 알리는 한편, 응급으로 누출이 발생한 영역에 유체의 누출을 방지하는 수단을 도포하도록 하여, 유체의 누출이 발생하더라도 대형 사고의 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 각 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치가 유체 실린더에 설치된 예를 도시한 도면.
도 2은 본 발명의 각 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치의 정면도.
도 3은 본 발명의 각 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치가 유체 실린더에 설치된 예를 도시한 측면도.
도 4는 본 발명의 각 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치의 저면도.
도 5는 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라 모니터링 정보가 생성되는 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라서 도포 수단이 작동되는 예를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라서 관제 단말에 출력되는 화면의 예.
이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 각 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치가 유체 실린더에 설치된 예를 도시한 도면, 도 2은 본 발명의 각 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치의 정면도, 도 3은 본 발명의 각 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치가 유체 실린더에 설치된 예를 도시한 측면도, 도 4는 본 발명의 각 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치의 저면도, 도 5는 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라 모니터링 정보가 생성되는 흐름을 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라서 도포 수단이 작동되는 예를 설명하기 위한 도면, 도 7은 본 발명의 각 실시예의 구현에 따라서 관제 단말에 출력되는 화면의 예이다.
이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.
또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.
상술한 바에 따라서 상술한 도면들을 함께 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치(이하 “본 발명의 장치”라 함)는, 센서 모듈(10), 이동 모듈(20), 고정 모듈(30) 및 제어부(40)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 센서 모듈(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 본체(1)의 유체 실린더(2) 외면 측에 설치되어, 유체 실린더(2)의 상태 정보를 센싱하고, 센싱된 상태 정보를 송출하는 기능을 수행한다.
본 발명에서 본체(1)는 적어도 후술하는 센서 모듈(10), 이동 모듈(20), 고정 모듈(30) 및 제어부(40)가 설치되는 구성으로서, 바람직하게는 유체 실린더(2)의 외경 곡률에 대응하여, 유체 실린더(2)와 접촉되는 이동 모듈(20) 측 면이 곡률이 외력에 의하여 변경 가능하도록 탄성체 등으로 구성될 수 있다. 또는, 본체(1)의 외면은 평면으로 구성되나, 이동 모듈(20)의 제1 및 제2 휠(21, 22) 및 제1 휠(21)을 지지하는 구동부(23)가 경사도가 조절 가능하도록 탄성 고정되어, 유체 실린더(2)의 외경 곡률에 따라서 적응 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명에서 유체 실린더(2)는 다양한 사이즈가 될 수 있으며, 예를 들어 47 liter의 사이즈 및 외경이 232파이(F) 등으로 구성될 수 있고, 본체(1)의 유체 실린더(2)의 외면 측 면은 이와 유사한 곡률을 갖도록 도 1 및 2와 같이 구성될 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 곡률은 외력에 의하여 변경 가능하도록 접촉면이 소프트 재질로 구성되거나 서로 절곡 가능한 다수의 하드 재질로 구성될 수 있다.
본체(1)의 내부 또는 유체 실린더(2)의 외면 측의 각 영역에는 후술하는 제어부(40), 센서 모듈(10), 이동 모듈(20)이 설치될 수 있으며, 이들의 구동을 위한 전원 공급 수단 및 전원 공급 라인, 데이터 송수신 회로 등이 설치될 수 있다. 전원 공급 라인과 데이터 송수신 회로는 별도의 회로로 구성되거나 PLC(Power Line Cable) 등으로 일체로 구성될 수 있다.
이때 데이터 송수신 회로는 제어부(40)를 이루는 제어 회로 및 데이터의 송수신을 위한 회로로 구성될 수 있고, 이때 제어 회로는 이동 모듈(20)의 온/오프 및 구동력의 정밀 제어를 위한 PID(Proportional-Integral-Differential) 컨트롤이 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, IGBT 및/또는 MOSFET 등의 반도체 소자 회로로 구성되어, ZVS(Zero Voltage Switching) 및 PWM(Pulse Width Modulation) 제어가 가능하도록 구성될 수 있다. 또한 제어 회로에는 예를 들어 상술한 MOSFET을 이용한 SSR(Solid State Relay) 회로를 포함할 수 있다.
또한 전원 공급 수단은 배터리 또는 외부의 전력을 공급받기 위한 다양한 공지의 전원 공급 수단으로서 구성될 수 있다.
센서 모듈(10)은 바람직하게는 상술한 바에 따라서 도 2 등에 도시된 바와 같이 유체 실린더(2)의 외면을 향하는 본체(1)의 영역에 설치될 수 있다. 구체적으로, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이 센서 모듈(10)은 다양한 센서들을 포함하도롤 구성될 수 있다.
예를 들어 센서 모듈(10)에는 제1 센서(11)가 포함될 수 있으며, 제1 센서(11)는 유체 실린더(2) 외면의 온도를 센싱하는 기능을 수행한다. 이는, 유체 실린더(2)의 외면이 적정 온도로 유지되는지 여부를 센싱하는 동시에, 냉각 상태의 유체가 누출되는 경우, 정상 외면 온도보다 낮게 측정되는 특성을 이용하여, 유체가 누출되는지 여부를 센싱하는 기능을 수행하기 위한 것이다.
한편 센서 모듈(10)에는 제2 센서(12)가 포함될 수 있다. 제2 센서(12)는 유체 실린더 외면의 손상 여부를 센싱하거나 유체의 누출을 감지하는 기능을 수행한다. 제2 센서(12)는 예를 들어 레이저 센서, 영상 분석 센서 등, 균열의 발생 여부 또는 유체의 누출 여부를 직접 센싱할 수 있는 센서로 구성될 수 잇따. 또한 균열 발생 영역이나 외벽 강도의 비정상성을 감지하기 위한 기능을 수행하도록 배치될 수 있다. 이를 위해서, 진동 주파수의 균열 및 두께에 따른 변화를 감지하는 진동 센서, 음향 주파수의 균열 및 강도(경도)에 따른 변화를 감지하는 초음파 센서를 포함하는 음향 센서 등이 사용될 수 있다.
한편 제2 센서(12)가 영상 촬영 및 분석 센서가 아닌 경우, 센서 모듈(10)은, 본체(1)의 유체 실린더(2)의 외면을 향하는 측 일 영역에 설치되어 유체 실린더(2)의 외면의 영상을 촬영하는 제3 센서(13)를 더 포함할 수 있다.
이러한 다양한 센서로 구성되는 센서 모듈(10)은 상술한 바와 같이 센싱된 유체 실린더(2)의 상태 정보를 외부로, 바람직하게는 후술하는 제어부(40)에 송출하는 기능을 수행한다. 본 발명에서 상태 정보는, 상술한 각 센서(11, 12, 13)가 수집한 데이터로서, 유체 실린더(2)의 온도, 외형 상태 또는 외형을 촬영한 영상 데이터 등을 포함할 수 있다. 또는 센서 모듈(10)에 직접적인 상태 정보를 가공할 수 있는 프로세서가 내장된 경우, 균열이 발생했는지 여부, 유체가 누출되는지 여부 및 유체 실린더(2)의 온도가 적정 범위 내로 유지되고 있는지 여부에 대한 정보가 상태 정보에 포함될 수 있다.
한편, 본체(1)의 크기 및 사이즈, 각 센서의 센싱 가능 영역 등에 따라서, 센서 모듈(10)에 포함된 다수의 센서들은, 도 3에 도시된 바와 같이 본체(1)의 면적에 대응되는 면 영역의 상태 정보를 센싱하기 위해서 상태 정보별로 다수의 센서가 본체(1)에 설치될 수 있다.
이동 모듈(20)은 본체(1)의 적어도 유체 실린더(2) 외면과 인접된 부분에 설치되어, 적어도 유체 실린더(2)의 외주 방향과 길이 방향으로 동시에 본체(1)를 이동시키는 구성이다. 이때 유체 실린더(2)의 외주 방향(D11)과 길이 방향으로 동시에 본체(1)를 이동시킴은, 도 1 및 3에 도시된 바와 같이, 외주선과 길이 방향 축과 동시에 경사진 방향(D1), 즉 나선 방향으로 이동하도록 함을 의미한다.
한편 고정 모듈(30)은, 이동 모듈(20)이 유체 실린더(2)의 외면에 압착되어, 이동 모듈(20)에 포함된 휠들의 회전 및 유체 실린더(2) 외면과의 마찰에 따라서 본체(1)가 안정적으로 이동 또는 정지하도록 하는 기능을 수행한다. 즉, 이동 모듈(20)이 유체 실린더(2)의 외면에 압착되면서 본체(1)를 유체 실린더(2)에 이동 가능하도록 고정하는 기능을 수행한다.
한편, 제어부(40)는 센서 모듈(10)로부터 송출된 상태 정보 또는 원격의 관제 단말(60)로부터의 제어 입력을 이용하여 이동 모듈(20)의 이동을 제어하고, 상태 정보를 가공한 모니터링 정보를 생성하여 원격의 관제 단말(60)에 전송하는 기능을 수행한다.
더욱 구체적인 구성에 있어서, 이동 모듈(20)은 상술한 방향(D1)으로 본체(1)를 이동하기 위해서, 제1 휠(21)을 포함할 수 있다. 제1 휠(21)은 본체(1)에 설치되어 모터에 의하여 구동되며, 회동축이 적어도 유체 실린더(2)의 외주선, 즉 지름 방향 축과 유체 실린더(2)의 길이 방향 축과 동시에 경사지도록 설정된 바퀴형 이동 수단이다. 상술한 바와 같이, 회동축이 적어도 유체 실린더(2)의 외주선, 즉 지름 방향 축과 유체 실린더(2)의 길이 방향 축과 동시에 경사지도록 설정되면, 제1 휠(21) 유체 실린더(2) 외면과 접촉되어 회동되면서 그 접촉력에 의하여 이동되는 경우 그 이동 라인이 도 3에 도시된 바와 같이 유체 실린더(2)의 외면에 대해서 가상의 나사선을 형성하도록 하는 방향(D1)으로 이루어질 수 있다.
한편, 제2 휠(22)은 고정 모듈(30)에 설치된 바퀴형 이동 수단으로서, 제1 휠(21)의 구동에 따라 본체가 이동 시 함께 이동되도록 자유 회동하는 일종의 구동력이 전달되지 않는 구성을 의미한다. 제2 휠(22)은 상술한 제1 휠(21)의 회동축과 동일한 방향의 회동축을 갖거나, 회동 축이 없는 베어링과 같은 구성으로 이루어져, 자유로운 이동 방향에 따라서 이동할 수 있도록 구성될 수 있다.
구동부(23)는 상술한 모터를 포함하여 외부의 제어 명령 및 전원 공급에 따라서, 제어부(40)에 의하여 제어됨에 따라서 제1 휠(21)에 구동력을 제공하는 기능을 수행한다.
한편 고정 모듈(30)은 상술한 바와 같이 유체 실린더(2)의 외경에 관계없이 본체(1), 구체적으로는 제1 휠(21) 등의 이동 수단을 강하게 유체 실린더(2)의 외면에 압착하여, 제1 휠(21)의 구동력에 따라서 본체(1)를 나선 방향(D1)으로 이동시키는 기능을 수행한다.
이를 위해서 고정 모듈(30)은 고정 밴드(31) 및 고정 수단(32)을 포함할 수 있다. 고정 밴드(31)는 상기 제2 휠(22)과 같은 다수의 자유 이동 휠을 갖추고, 유체 실린더(2)의 외경에 따라서 유체 실린더를 감싸면서 본체(1)와 탈착 가능하도록 구성된다.
고정 밴드(31)는 예를 들어 탄성을 갖는 소프트재질(예를 들어 내열 폴리 우레탄 등)로 구성되어, 작업자가 본체(1)를 유체 실린더(2)에 부착한 상태에서 고정 밴드(31)를 당겨 유체 실린더(2)에 밀착시킨 뒤, 고정 밴드(31)의 단측에 형성된 홀에 고정 핀 등의 고정 수단(32)을 삽입하는 등으로 체결하도록 하여 본체(1)를 유체 실린더(2)에 안정적으로 고정하도록 구성될 수 있다.
이러한 구성에 따라서 제어부(40)는 상술한 바와 같이 모니터링 정보의 생성, 관제 단말(60)로의 모니터링 정보의 전송, 이동 모듈(20)의 제어 등을 수행하게 된다.
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 센서 모듈(10)에 포함된 다양한 센서(11, 12, 13)들로부터 상태 정보를 수신하여 유체 실린더(2)에 대한 상태를 파악하게 된다. 예를 들어 먼저, 제어부(40)는 모니터링 정보를 생성 시, 유체 실린더(2)의 상태에 따라서 단계적인 결과 정보를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 센서(11)로부터 온도 정보에 따라서 유체 실린더(2)에서 낮은 온도의 유체가 누출되는지 여부에 대한 정보(T1), 제2 센서(12)로부터 유체 실린더(2) 외면의 손상이 있는지 여부에 대한 정보(I1) 및 제3 센서(13)로부터 촬영된 이미지에 대한 분석을 통하여 유체 실린더(2)의 외면에 손상이 있는지 여부에 대한 정보(I2)를 수신하여, 유체 실린더(2) 외면의 손상(L1) 여부를 판단한다.
이에 따라서, 유체가 손상된 영역에서 새고 있는 것으로 판단되는 제1 결과, 유체가 새고 있지 않으나 유체 실린더(2)의 외면이 손상되어 유체가 샐 가능성이 높은 것으로 판단되는 제2 결과, 및 유체 실린더(2)가 정상적인 제3 결과 중 어느 하나로 모니터링 정보를 생성할 수 있다. 한편 상술한 제1 내지 제3 결과 이외에, 유체 실린더(2) 외면의 온도가 적절하게 유지되고 있는지 여부에 대한 정보 역시 모니터링 정보에 포함되어 생성될 수 있다.
이때 T1은 I1, I2에 보조적으로 제1 내지 제3 결과를 도출하는 데 사용될 수 있다. 즉, I1, I2에 의하여 유체 실린더(2)에 손상(L1)이 발생하고, 이로부터 유체가 누출되는 것으로 판단되더라도, 그 온도(T1)에 따라서 실질적으로 유체가 누출되는지 또는 영상이나 센싱 결과가 잘못된 것인지 여부를 파악할 수 있도록 하는 것이다.
제어부(40)는 상술한 바와 같이 생성된 모니터링 정보를 관제 단말(60)에 전송하여, 작업자가 원격에서 매우 편리하게 유체 실린더(2)에 대한 이상 여부를 파악할 수 있도록 할 수 있다. 이 경우, 유체 실린더(2) 외면의 손상 여부에 대한 정보에는, 본체(10)가 이동 모듈(20)에 의하여 이동하는 특성 상, 그 손상된 위치를 파악하는 것이 매우 중요하다.
이를 위해서, 제어부(40)는 이동 모듈(20)의 제어에 따른 이동 모듈(20)의 속도 및 방향을 포함하는 기설정된 이동 모듈의 이동 벡터 값과 유체 실린더(2)의 외경 사이즈를 이용하여, 상태 정보가 획득된 유체 실린더(2)의 외면 영역을 지시하는 위치 정보를 산출하고, 상태 정보에 위치 정보를 매칭하여 유체 실린더(2)의 외면 영역별 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
즉 유체 실린더(2)의 외경 사이즈와, 이동 모듈(20)의 이동 방향(D1) 및 그 이동 속도, 그리고 상태 정보가 획득된 시점에 대한 정보를 상태 정보에 대한 로그 정보를 이용하여 파악하게 되면, 본체(1)의 유체 실린더(2) 상의 위치를 결정할 수 있으며, 이에 따라서 그 모니터링 정보가 획득된 영역이 어디인지 여부를 특정할 수 있는 것이다. 이를 위해서 추가적으로 제어부(40)는 제1 내지 제3 결과 각각과 제1 내지 제3 결과의 생성 시간에 대한 정보를 모니터링 정보의 생성을 위해서 사용할 수 있다.
한편, 제어부(40)는 상술한 제1 내지 제3 결과의 생성 시간에 대한 정보 및 제1 내지 제3 결과 각각을 모니터링 정보를 생성하는 데 사용할뿐 아니라, 상기의 정보 및 이에 대한 알림을 관제 단말(60)에 전송하여 제1 내지 제3 결과가 각각 언제 생성되어 보고되었는지 여부를 작업자가 파악하도록 할 수 있다. 이는, 사고 발생 시점의 예측에 따른 사고 대응 등의 측면에서 중요할 것이다. 이때, 직관적으로 어떤 상태인지 여부를 확인할 수 있도록 하기 위하여, 제1 내지 제3 결과에 따라서 서로 다른 알림을 전송할 수 있다.
예를 들어 도 7 에 도시된 바와 같은 화면(100)이 관제 단말(60)에 전송될 수 있다. 화면(100)을 참조하면, 작업 구간(P1)에 대한 정보와 함께 본체(1)의 이동 속도 및 방향에 대한 정보(101)를 설정 및 확인할 수 있는 메뉴가 출력될 수 있다.
한편, 로그 정보에 따라서 각 모니터링 정보의 획득 영역(L1, L2)에 대한 정보(102)가 출력되고, 상술한 결과를 확인할 수 있는 영역(103) 및 이에 대해서 제3 센서(13)로부터 촬영된 영상 이미지를 확인할 수 있는 메뉴(104)가 포함되어, 작업자가 해당 화면(100)을 통해서 통합적이고 직관적으로 유체 실린더(2)의 상태를 확인할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 상술한 바와 같이 103 영역에 대한 출력에 있어서 크기, 색상, 점멸 등의 효과를 제1 내지 제3 결과에 따라서 다르게 하여, 더욱 직관적인 모니터링 정보의 인지가 가능하도록 할 수 있다.
또한 104 메뉴를 이용할 수 있도록 하기 위해서, 제어부(40)는, 상기 모니터링 정보의 생성 시마다 제3 센서(13)로부터 촬영된 영상 데이터를 모니터링 정보에 결합할 수 있다.
한편, 예를 들어 유독 가스나 인화성 가스 등이 누출되는 것으로 판단되는 경우, 작업자의 유지 보수를 기다리는 동안 사고가 발생할 수 있다. 이러한 심각한 상황에 대비하기 위해서는 작업자가 현장에 도달 시까지, 유체의 누출을 차단하는 것이 중요하다.
이를 위해서 본 발명의 장치에서는, 도 4 및 6에 도시된 바와 같이 도포 수단(50)이 더 포함될 수 있다. 도포 수단(50)은 상술한 바와 같이 겔(Gel) 형태의 처리막을 도포하는 수단으로서, 유체 실린더(2)의 외면의 유체의 누출을 일시 방지하는 처리막을 유체 실린더(2)의 외면 측에 도포하기 위해서 본체(1)의 유체 실린더(2) 외면 측에 도포한다.
이러한 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는, 모니터링 정보가 유체가 누출되고 있다는 제1 결과로 도출된 경우, 이동 모듈(20)을 정지시킨 후 즉시 도포 수단(50)을 동작시켜 그 영역(L1)에 처리막(F2)이 도포되도록 하여, 유체가 새는 것을 방지하도록 할 수 있다.
이후, 센서 모듈(10)로부터 상태 정보를 재수신한 결과, 제2 결과가 생성된 경우, 제1 결과, 도포 수단(50)의 동작 로그 정보 및 제2 결과의 생성에 대한 로그 정보를 모니터링 정보로 생성하고 도 7에 도시된 바와 같이 출력하도록 하여, 작업자가 현재 상태를 인지하고 즉시 현장에 출동하여 정확한 대응을 할 수 있도록 한다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 본체의 유체 실린더 외면 측에 설치되어, 유체 실린더의 상태 정보를 센싱하고, 센싱된 상태 정보를 송출하는 센서 모듈;
    상기 본체의 적어도 유체 실린더 외면과 인접된 부분에 설치되어, 적어도 유체 실린더의 외주 방향과 길이 방향으로 동시에 상기 본체를 이동시키는 이동 모듈;
    상기 이동 모듈이 상기 유체 실린더의 외면에 압착되면서 상기 본체를 상기 유체 실린더에 이동 가능하도록 고정하는 고정 모듈; 및
    상기 센서 모듈로부터 송출된 상태 정보를 이용하여 상기 이동 모듈의 이동을 제어하고, 상기 상태 정보를 가공한 모니터링 정보를 생성하여 원격의 관제 단말에 전송하는 제어부;를 포함하되,
    상기 이동 모듈은,
    본체에 설치되어 모터에 의하여 구동되며, 회동축이 적어도 유체 실린더의 외주선과 길이 방향 축과 동시에 경사지도록 설정되어, 유체 실린더 외면과 접촉되어 이동 시 그 이동 라인이 상기 유체 실린더의 외면에 대해서 가상의 나사선을 형성하도록 하는 제1 휠;
    상기 본체 및 상기 고정 모듈에 설치되어, 상기 제1 휠의 구동에 따라 본체가 이동 시 함께 이동되도록 자유 회동하는 제2 휠; 및
    적어도 제어부에 의하여 제어되는 상기 모터를 포함하여, 제1 휠에 구동력을 제공하는 구동부;를 포함하되,
    상기 제2 휠은 상기 제1 휠의 회동축과 동일한 방향의 회동축을 갖거나, 회동축이 없는 베어링과 같은 구성으로 이루어져, 자유로운 이동 방향에 따라서 이동할 수 있도록 구성되되,
    상기 고정 모듈은,
    다수의 자유 이동 휠을 갖추고, 상기 유체 실린더의 외경에 따라서 유체 실린더를 감싸면서 상기 본체와 탈착 가능하도록 구성되는 고정 밴드; 및
    상기 본체의 일 영역에 설치되어, 상기 고정 밴드를 고정하는 고정 수단;을 포함하되,
    상기 고정 밴드는,
    상기 유체 실린더의 외경에 관계없이 작업자가 상기 본체 및 상기 제1 휠을 상기 유체 실린더에 부착한 상태에서 상기 고정 밴드를 당겨 상기 유체 실린더에 밀착시킨 뒤, 상기 고정 밴드의 단측에 형성된 홀에 고정 핀 등의 상기 고정 수단을 삽입하는 등으로 체결하도록 하여 상기 본체를 상기 유체 실린더에 고정하여, 상기 제1 휠의 구동력에 따라서 상기 본체를 나선 방향으로 이동시키되,
    상기 센서 모듈은,
    상기 유체 실린더 외면의 온도를 센싱하는 제1 센서; 및
    상기 유체 실린더의 외면의 손상 여부를 센싱하는 제2 센서;를 포함하여, 상기 유체 실린더 외면의 온도 및 손상 여부에 대한 센싱값을 상기 상태 정보로 송출하되,
    상기 센서 모듈은,
    상기 본체의 유체 실린더 외면 측에 설치되어 유체 실린더 외면의 영상을 촬영하는 제3 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 모니터링 정보의 생성 시마다 상기 제3 센서로부터 촬영된 영상 데이터를 상기 모니터링 정보에 결합하되,
    상기 관제 단말에 전송되는 화면에는 작업 구간에 대한 정보와 함께 상기 본체의 이동 속도 및 방향에 대한 정보를 설정 및 확인할 수 있는 메뉴, 로그 정보에 따라서 각 모니터링 정보의 획득 영역에 대한 정보, 결과를 확인할 수 있는 영역 및 상기 제3 센서로부터 촬영된 영상 이미지를 확인할 수 있는 메뉴가 포함되어, 작업자가 상기 관제 단말에 전송되는 상기 화면을 통해서 상기 유체 실린더의 상태를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 유체 실린더 외면의 온도 및 손상 여부에 따라서 유체가 손상된 영역에서 새고 있는 것으로 판단되는 제1 결과, 상기 유체가 새고 있지 않으나 유체 실린더의 외면이 손상되어 유체가 샐 가능성이 높은 것으로 판단되는 제2 결과, 및 유체 실린더가 정상적인 제3 결과 중 어느 하나로 상기 모니터링 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이동 모듈의 제어에 따른 이동 모듈의 속도 및 방향을 포함하는 기설정된 이동 모듈의 이동 벡터 값과 상기 유체 실린더의 외경 사이즈를 이용하여, 상기 상태 정보가 획득된 유체 실린더의 외면 영역을 지시하는 위치 정보를 산출하고, 상기 상태 정보에 상기 위치 정보를 매칭하여 유체 실린더의 외면 영역별 모니터링 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 유체 실린더의 외면의 유체의 누출을 일시 방지하는 처리막을 도포하도록 본체의 유체 실린더 외면 측에 설치되는 도포 수단;을 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 모니터링 정보가 제1 결과로 도출된 경우, 상기 이동 모듈을 정지시킨 후 즉시 상기 도포 수단을 동작시켜 유체가 새는 것을 방지한 후 상기 센서 모듈로부터 상태 정보를 재수신한 결과, 상기 제2 결과가 생성된 경우, 상기 제1 결과, 상기 도포 수단의 동작 로그 정보 및 상기 제2 결과의 생성에 대한 로그 정보를 모니터링 정보로 생성하는 것을 특징으로 하는 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 내지 제3 결과 각각과 제1 내지 제3 결과의 생성 시간에 대한 정보를 원격의 관제 단말에 전송하되, 상기 제1 내지 제3 결과에 따라서 서로 다른 알림을 전송하는 것을 특징으로 하는 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센서 모듈은,
    상기 본체의 면적에 대응되는 면 영역의 상태 정보를 센싱하기 위해서 상태 정보별로 다수의 센서가 상기 본체에 설치되는 것을 특징으로 하는 이동성을 갖춘 유체 실린더의 유체 누출 감지 장치.
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