KR20000013077U

KR20000013077U - 소형 다기능 진동 측정기

Info

Publication number: KR20000013077U
Application number: KR2019980026204U
Authority: KR
Inventors: 목임수
Original assignee: 신현준; 재단법인 포항산업과학연구원; 홍상복; 포스코신기술연구조합
Priority date: 1998-12-23
Filing date: 1998-12-23
Publication date: 2000-07-15
Also published as: KR200234111Y1

Abstract

본 고안은 산업용 기기에서 이용되고 있는 가속도 센서의 감지신호를 처리하여 기기의 이상유무를 검출할 수 있는 다기능화한 소형 다기능 진동측정기에 관한 것으로서, 소형 다기능 진동측정기는 저역통과필터(21)와 고역통과필터(22), 적분회로(23, 23'), 모드선택부(24), 실효치검출회로(25), 실효치검출회로(25'), 전압/주파수변환회로(26), 프로세서부(27), 표시부(28), 키입력부(29), 메모리(30), 비휘발성메모리(31) 및 정전류공급회로(12)를 구비한 진동측정기에 있어서, 상기 키입력부(29)를 표시기능을 갖는 키입력 및 표시부(29)로 대치하고, 프로세서부(27)에 RS-485 통신회로(32)와 디지털/아날로그변환회로(34)를 연결함과 더불어 알람/경고검출 및 출력회로(35)를 연결하며, 상기 디지털/아날로그변환회로(34)에다 전압/전류변환회로(33)를 연결함과 더불어 상기 디지털/아날로그변환회로(34) 및 알람/경고검출 및 출력회로(35)에다 전화송출회로(36)를 연결한 구성으로 소형, 다기능을 이루도록 하여 휴대용 및 고정식 겸용으로 사용이 가능한 장점뿐만 아니라 상위 제어기 및 설비 진단 장치와의 호환성을 가지게 되며, RS-485 통신선을 이용한 통합 관리가 원활하게 이루어 질 수 있는 장점도 있다. 또한 설비의 이상유무를 감지하고 위험 요소가 발생할 때에는 경보발생 및 전화호출, 자동차단 기능을 지니도록 하여 자체판단의 능력을 부가할 수 있는 장점이 있는 것이다.

Description

소형 다기능 진동 측정기

본 고안은 산업용 기기에서 이용되고 있는 가속도 센서의 감지신호를 처리하여 기기의 이상유무를 검출할 수 있는 중소규모의 공장라인에 도입이 가능하도록 다기능화한 소형 다기능 진동측정기에 관한 것이다.

일반적으로 각종 기기의 상태 진단은 정상적인 조업상태의 유지 및 정비, 그리고 기기의 교체시기를 최적화하기 위하여 진동신호를 측정하여 분석하게 된다. 이러한 진동신호의 측정,분석은 진동센서를 사용하여 검출된 진동신호의 값을 읽어 기기의 상태를 진단하는 장치로서 CMS(Condition Monitoring System ; 이하 "CMS"라 한다.) 및 진동값만을 표시할 수 있는 휴대용 진동검출기가 알려져 주로 이용되고 있다. CMS는 철강산업, 제지산업, 발전소등과 같은 대단위 사업장에 적합한 시스템으로서 가격 및 설비의 효율적인 사용측면에서 보아 채용이 적합하지 않다. 또한 휴대용 진동검출기의 경우는 표시기능 만으로 이루어져 원거리에 있는 단독설비의 경우 측정에 어려움이 있으며, 측정하는 사람에 따른 오차가 발생하는 문제점이 있었다.

종래 진동측정기 중 휴대용 진동측정기는 도 1에 도시한 바와 같이 구성되어 있어서 가속도센서(AS)가 감지한 진동값의 신호를 저역통과필터(1)에서 입력받고, 저역통과필터(1)의 출력신호가 고역통과필터(2)를 거쳐 가속도센서(AS)가 감지한 진동값의 신호 이외의 잡음신호를 차단시키고, 고역통과필터(2)를 통과한 신호에서 적분회로(3, 3')에서 속도 및 변위에 관한 값을 검출한 후 키입력부(9)의 제어에 따라 입력실효치로 표시할 것인지 최대치로 표시할 것인지를 모드선택부(4)에서 선택하여 표시한다. 즉, 모드선택부(4)의 선택에 따라 실효치검출회로(5) 또는 최대치검출회로(5')가 동작하여 상기 실효치검출회로(5) 또는 최대치검출회로(5')의 전압출력신호가 전압/주파수변환회로(6)를 거쳐 주파수신호로 변환되어 프로세서부(7)를 통해 연산하여 메모리(10) 또는 비휘발성메모리(11)에 저장됨과 더불어 표시부(8)에 표시되게 된다.

그러나 상기한 종래의 진동측정기는 가속도센서(AS)에서 감지한 진동값을 단지 프로세서부(7)에서 연산만을 하여 표시하는 것이기 때문에 진동을 측정하는 곳이나 진동을 측정하는 사람에 따라 오차가 발생하여 신뢰성이 떨어질 수 있으며, 특히 원거리에 있는 단독 설비나 환경이 열악한 곳에서는 진동을 측정하기가 곤란하다고 하는 어려운 점이 있었다.

본 고안은 상기한 실정을 감안하여 종래 휴대용 진동측정기에서 측정한 진동값을 표시만을 해주던 것을 소형, 경량, 다기능화한 저가의 진동측정기를 안출하여 측정되는 진동값의 일관성을 유지할 수 있도록 설비에 고정하여 사용할 수도 있으며 휴대용으로도 사용이 가능한 소규모의 설비에서 효율적으로 사용할 수 있는 소형 다기능 진동측정기를 제공함에 그 목적이 있다.

특히 상기 다기능화는 제어분야에서 통상적으로 사용하는 아날로그 출력신호인 4-20mA 전류를 출력하여 CMS 및 제어기기와 접속하여 연동이 가능하며, RS-485 통신포트를 제공하여 32개의 포트를 이용할 수 있어서 병렬 연동 및 컴퓨터를 연결하여 모니터링도 가능하며, 전화송출회로를 부가하여 관리하고자 하는 진동측정값에서 벗어난 측정값이 측정된 경우 사람의 왕래가 곤란한 원거리 단독설비 및 환경이 열악한 곳에 전화로 설비의 이상상태를 알려주어 설비를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 종래 소형 다기능 진동 측정기의 블록구성도,

도 2는 본 고안 소형 다기능 진동 측정기의 블록구성도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1, 21 :고역통과필터 2, 22 : 저역통과필터

3, 3', 23, 23' :적분회로 4, 24 : 모드선택부

5, 25 : 실효치 검출회로 5', 25' : 최대치 검출회로

6, 26 : 전압/주파수 변환회로 7, 27 : 프로세서부

8 : 표시부 9 : 키입력부

29 : 키입력부 및 표시부 10, 30 : 메모리

11, 31 : 비휘발성 메모리 32 : RS-485 통신회로

33 : 전압/전류변환회로 34 : 디지털/아날로그 변환회로

35 : 알람/경고검출 및 출력회로 36 : 전화송출회로

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안 소형 다기능 진동측정기는 저역통과필터(21)와 고역통과필터(22), 적분회로(23, 23'), 모드선택부(24), 실효치검출회로(25), 최대치검출회로(25'), 전압/주파수변환회로(26), 프로세서부(27), 표시부(28), 키입력부(29), 메모리(30), 비휘발성메모리(31) 및 정전류공급회로(12)를 구비한 진동측정기에 있어서, 상기 키입력부(29)를 표시기능을 갖는 키입력 및 표시부(29)로 대치하고, 프로세서부(27)에 RS-485 통신회로(32)와 디지털/아날로그변환회로(34)를 연결함과 더불어 알람/경고검출 및 출력회로(35)를 연결하며, 상기 디지털/아날로그변환회로(34)에다 전압/전류변환회로(33)를 연결함과 더불어 상기 디지털/아날로그변환회로(34) 및 알람/경고검출 및 출력회로(35)에다 전화송출회로(36)를 연결하여 소형, 경량, 다기능화를 특징으로 한다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안의 작용을 상세하게 설명한다.

도 2는 소형 다기능 진동측정기의 블록구성도로서 진동측정기의 전체회로는 크게 표시부, 프로세서부, 아날로그부로 이루어져 있으며, 가속도센서(AS)를 진동측정기의 입력측에 연결하여 정전류공급회로(12)에서 2mA의 전류를 가속도센서(AS)에 공급하면, 가속도센서(AS)로부터 기기의 진동값 출력을 얻을 수 있다. 가속도센서(AS)에서 출력되는 신호중 불필요한 잡음신호는 고역통과필터(21)와 저역통과필터(22)에서 걸러내고 원하는 신호만이 적분회로(23, 23')에 인가되어 진동속도와 진동변위를 측정하게 된다. 측정이 가능한 값은 10Hz에서 1KHz 까지의 낮은 가속도(Acceleration Low : ACL), 1KHz에서 10KHz까지의 높은 가속도(Acceleration High : ACH), 20Hz에서 1KHz까지의 속도(Velocity), 30Hz에서 300Hz까지의 변위를 실효치검출회로(25) 및 최대치검출회로(25')와 전압/주파수 변환회로(26)를 통하여 프로세서부(27)에서 신호처리되어 메모리(30)에 저장되게 된다. 이 저장값을 기반으로 하여 RS-485 통신회로부(32)를 통해 외부로 전송하게 되며, 디지털/아날로그 변환회로(34)를 통해 4-20mA의 아날로그 출력신호가 전화송출회로(36)로 인가됨과 더불어 알람/경고검출 및 출력회로(35)를 통해 전화송출회로(36)에 인가되고, 키입력 및 표시부(29)에도 인가된다.

따라서 키입력 및 표시부(29)에 측정된 데이터 값이 여러 형태로 전송되어 표시되고, 전면판넬의 입력키를 사용하여 실효치/최대치검출 모드의 선택, 출력범위 선택, 관리하고자 하는 데이터의 목표값 설정, 호출하고자 하는 전화번호 등을 입력할 수 있으며, 설정된 목표값과 측정된 값을 비교하여 이상상태인 경우에는 릴레이로 구성되는 알람/경고검출 및 출력회로(35)를 통해 알람 및 경고 신호를 출력할 수 있다.

또한 원거리나 단독설비의 경우는 전화송출회로(36)를 통해 전화로 이상상태가 발생했음을 알려줄 수 있고, 또 컴퓨터를 RS-485 통신회로(32)의 포트에 연결하면 컴퓨터를 통해 각종 설정치를 입력할 수 있으며, 컴퓨터의 모니터로 설정치 및 측정된 데이터의 모니터링도 가능하게 된다.

상기한 바와 같이 작용하는 본 고안 소형 다기능 진동측정기는 신호처리를 위한 디지털 회로부의 최적화로 소형, 다기능을 이루도록 하여 휴대용 및 고정식 겸용으로 사용이 가능한 장점뿐만 아니라 상위 제어기 및 설비 진단 장치와의 호환성을 가지게 되며, RS-485 통신선을 이용한 통합 관리가 원활하게 이루어 질 수 있는 장점도 있다. 또한 설비의 이상유무를 감지하고 위험 요소가 발생할 때에는 경보발생 및 전화호출, 자동차단 기능을 지니도록 하여 자체판단의 능력을 부가할 수 있는 장점이 있다.

Claims

소형 다기능 진동측정기는 저역통과필터(21)와 고역통과필터(22), 적분회로(23, 23'), 모드선택부(24), 실효치검출회로(25), 실효치검출회로(25'), 전압/주파수변환회로(26), 프로세서부(27), 표시부(28), 키입력부(29), 메모리(30), 비휘발성메모리(31) 및 정전류공급회로(12)를 구비한 진동측정기에 있어서, 상기 키입력부(29)를 표시기능을 갖는 키입력 및 표시부(29)로 대치하고, 프로세서부(27)에 RS-485 통신통신회로(32)와 디지털/아날로그변환회로(34)를 연결함과 더불어 알람/경고검출 및 출력회로(35)를 연결하며, 상기 디지털/아날로그변환회로(34)에다 전압/전류변환회로(33)를 연결함과 더불어 상기 디지털/아날로그변환회로(34) 및 알람/경고검출 및 출력회로(35)에다 전화송출회로(36)를 연결하여 소형, 경량, 다기능화를 특징으로 하는 소형 다기능 진동측정기.