KR20000038641A - 발전소의 고열 감지용 근접 스위치 점검 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발전소의 고열 감지용 근접 센서를 점검함에 있어서, 근접 센서를 분리하여 장착하는 센서 장착부와, 센서 장착부 주위에 설치되어 발전소 설비의 온도에 상응하는 온도로 주위 온도를 가열시키도록 온도 제어기, 히터 및 팬을 갖춘 환경 변화부로 이루어지고 별도의 하우징 공간에 외기와 차단 되도록 설치된 히트 유니트와;

환경 변화부에 온도 환경 변화량을 제어하는 환경 변화 제어부와, 센서 장착부의 장착 센서 출력을 분석하여 계측 기기에 인가하는 신호 분석부와, 신호 분석부를 구동토록 교류 전원을 변환시켜 직류 전원으로 인가하는 제어 전원 조절부로 이루어지고;

상기 히트 유니트와는 인터페이스 케이블로 연결되는 전원 제어 유니트로 구성함을 특징으로 하는 근접 스위치 점검 장치이며;

발전소에서 고온 발생 부위에 설치하여 고온 상태를 측정한 것과 같은 효과를 내도록 별도의 하우징에 고온환경을 부여하고 측정하므로 측정의 오차가 없고, 환경 변화의 조건을 인가할 수 있도록 환경 변화 제어부를 두어 원하는 조건에서의 센서 상태 변화를 편리하게 인식 할 수 있어, 발전소의 고온을 측정하는 센서의 신뢰성을 제공하므로 발전소의 고온이상 인식 에러를 줄일 수 있다.

Description

발전소의 고열 감지용 근접 스위치 점검 장치

본 발명은 발전소의 고열 감지용 근접 스위치 점검 장치에 관한 것으로, 센서 장착부 주위에 설치되어 발전소 설비의 온도에 상응하는 온도로 주위 온도를 가열시키도록 별도의 하우징 공간에 외기와 찬단 가능하게 설치된 히트 유니트와, 환경 변화부에 온도 환경 변화량을 제어하고 센서 출력을 분석하여 계측 기기에 인가하며 교류 전원을 변환시켜 직류 전원으로 인가하는 제어 전원 조절부로 이루어진 발전소 고열 감지용 근접 스위치 점검 장치에 관한 것이다.

일반적으로 근접 스위치는 검출물체가 접근하는 것을 비접촉으로 검출하여 설비위치, 아날로그 수치(회전수) 등에 응용하는 센서를 말한다. 이러한 종류에는 고주파 발진형, 자기형, 및 정전 용량형으로 대별된다. 고주파 발진형 센서의 일 예로는 도 1 과 같이 선단의 고주파 코일(1)로 부터 고주파 자계를 발생시키고, 고주파 자계를 검출 물체(2)에 접근시키면 금속 중에 유도자계가 흘러 열 손실이 발생하고 발진이 감쇄 또는 정지한다. 이러한 유도자계는 검출 코일(3)에 유도되어 검출 회로(4)를 거쳐 개폐 소자(5)에 인가된다.

한편 정전 용량형 센서는 도 2 와 같이 검출부(6)에 유도 전극(7)이 있고, 검출 물체(2)가 접근하였을 때 검출부(6)의 유도 전극(7)과 대지간의 정전 용량이 크게 변화하며, 그 변화량을 검출 회로(4)에서 검출하여 개폐소자(5)를 구동시킨다.

상기 고주파 발진형 센서의 검출회로(4)는 도 3 및 도 4 와 같이 검출코일(3)을 통하여 고주파 성분이 유도 검출되고, 검출된 자계신호에 근거하여 발진회로(4-1)가 발진을 도 4a 와 같이 진행하고, 검파회로(4-2)를 거치면서 도 4b 와 같이 반파 정류되고, 슈미트 회로(4-3)에는 도 4c 상태로 입력되어 도 4d 상태로 출력한다. 이어 출력회로(4-4)에서는 상기 슈미트 회로(4-3)와는 역상으로 출력신호를 발생시킨다. 이 경우 발진회로(4-1)의 일 구간(t1)에서는 출력회로(4-4)의 출력이 로 레벨인바, 이는 검출 물체(2)가 센서 근방에 없어 고주파 유도 자계의 손실이 없으므로 출력이 일상적인 출력을 이루는데 반하여, 다른 구간(t2)에서는 출력회로(4-4)의 출력이 하이 레벨인바, 이는 검출 물체(2)가 전방에 있어 고주파 유도 자계의 손실이 생기므로 출력이 하이레벨을 이룬 것이다.

그런데 이러한 근접센서는 산업상 여러 분야에 사용되나, 화력발전소 등에 사용하는 경우 가스터빈 가열 가스와 스팀 터빈 고온 증기밸브에 설치되어 고온부에 노출, 특히 열적 특성 변화 요인을 갖고 있어 열적 변화에 민감한 반도체 회로 취약점이 있는 근접 스위치의 신뢰성 향상을 위한 기술이 요구된다.

본 발명의 목적은 이를 해소코자 하는 것으로, 근접 센서에 온도 변화 환경을 제공하여 근접 센서를 발전소 분야에서 사용할 때의 수명을 예측할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위하여 본 발명은 센서를 장착하여 온도 변화를 인위적으로 제공하는 히트 유니트와, 상기 히트 유니트에 온도 제어 환경을 제공하고 그 결과를 분석하는 전원 제어 유니트로 구성한다.

도 1 은 종래의 고주파 발진형 센서의 일 예를 나타낸 구성도,

도 2 는 종래의 정전 용량형 센서의 일 예를 나타낸 구성도,

도 3 은 종래의 고주파 발진형 센서의 구성을 나타낸 블록도,

도 4a 는 도 3 의 발진회로의 일 예를 나타낸 파형도,

도 4b 는 도 3 의 검파회로의 일 예를 나타낸 파형도,

도 4c 는 도 3 의 검파회로의 일 출력 예를 나타낸 파형도,

도 4d 는 도 3 의 슈미트회로의 일 출력 예를 나타낸 파형도,

도 4e 는 도 3 의 출력회로의 일 예를 나타낸 파형도,

도 5 는 본 발명의 블록 구성도,

도 6 은 본 발명의 장비별로 구획한 상태의 블록도,

도 7 은 본 발명의 온도 제어회로도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10;센서 장착부 11;근접 센서

21;온도 제어기 22;히터

23;팬 20;환경변화부

30;히트 유니트 31;하우징

32;인터페이스 케이블 40;환경 변화 제어부

50;신호 분석부 51;계측 기기

60;제어 전원 조절부 70;전원 제어 유니트

즉, 본 발명은 근접 센서를 장착하는 센서 장착부와, 센서 장착부 주위에 설치되어 발전소 설비의 온도에 상응하는 온도로 주위 온도를 가열시키도록 온도 제어기, 히터 및 팬을 갖춘 환경 변화부로 이루어지고 별도의 하우징 공간에 외기와 차단 되도록 설치한 히트 유니트와;

환경 변화부에 온도 환경 변화량을 제어하는 환경 변화 제어부와, 센서 장착부의 장착 센서 출력을 분석하여 계측 기기에 인가하는 신호 분석부와, 신호 분석부를 구동토록 교류 전원을 변환시켜 직류 전원으로 인가하는 제어 전원 조절부로 이루어지고;

상기 히트 유니트와는 인터페이스 케이블로 연결되는 전원 제어 유니트로 구성함을 특징으로 하는 근접 스위치 점검 장치를 제공하려는 것이다.

상기 환경 변화부는 가열 히터와, 가열 히터를 바람이 통과하여 가열 풍을 제공토록 하는 팬과, 온도 제어기를 포함한다.

이하 본 발명의 일 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5 는 본 발명의 블록도이고, 도 6 은 본 발명의 설치 상태를 장비별로 구획하여 나타낸 블록도로, 근접 센서(11)를 장착하는 센서 장착부(10)와, 센서 장착부(10) 주위에 설치되어 발전소 설비의 온도에 상응하는 온도로 주위 온도를 가열시키도록 이후에 설명하는 온도 제어기(21), 히터(22) 및 팬(23)을 갖춘 환경 변화부(20)로 이루어져 별도의 하우징(31)에 설치된 히트 유니트(30)와;

환경 변화부(20)에 온도 환경 변화량을 제어하는 환경 변화 제어부(40)와, 센서 장착부(10)의 장착 근접 센서(11) 출력을 분석하여 계측 기기에 인가하는 신호 분석부(50)와, 신호 분석부(50)를 구동토록 교류 전원을 변환시켜 직류 전원으로 인가하는 제어 전원 조절부(60)로 이루어지고, 상기 히트 유니트(30)와는 인터페이스 케이블(32)로 연결되는 전원 제어 유니트(70)로 구성한다.

도 7 은 환경 변화부(20)와 환경 변화 제어부(40)를 포함하는 온도 제어회로도로, 환경 변화부(20)는 교류 전원을 히터(22)와, 팬(23) 및 온도 제어기(21)가 인가 받도록 구성한다. 상기 온도 제어회로도에서 환경 변화부(20)를 제외한 부분은 환경 변화 제어부(40)를 이루고, 이들은 유기적으로 연결되는 구성을 이룬다. 상기 히터(22) 및 팬(23)의 주변에는 온도에 의하여 반응하는 바이메탈(49-1, 49-2)이 설치되고, 바이메탈(49-1, 49-2)은 온도가 낮을 때는 접점(M15, M22)을 온 시켜 히터(22) 및 팬(23)에 전원을 인가토록 구성한다. 환경 변화 제어부(40)는 수동 및 자동을 선택하는 선택 스위치(41)와, 선택 스위치(41)가 선택될 때 온 오프를 선택하는 온 오프 스위치(42)와, 상기 선택 스위치(41)와 온 오프 스위치(42)가 온 될 때 구동하는 제 1 마그네트(M1)와, 히터(22)의 가열 온도를 제어하는 온도 제어기(21)와, 온도 제어기(21)의 제어 동작에 연동하여 접점(M1)이 온 될 때 구동하는 제 2 마그네트(M2)와, 상기 제 1 마그네트(M1)가 초기 구동시 접점(M11, M13, M14, M15)이 온 되어(a 접점) 제 2 마그네트(M2), 램프(HTR RUN), 제 1 마그네트(M1), 히터(22)를 차례로 구동시키는 구성과, 접점(M12)이 작동시 오프 되어(b 접점) 램프(HTR STOP)를 오프시키도록한 구성과, 제 2 마그네트(M2)가 구동시 접점(M21, M22)이 온 되어 램프(FAN RUN), 및 팬(23)을 구동시키는 구성과, 바이메탈(49-1, 49-2)에 연동하여 접점(49-11,49-21)중 적어도 하나의 접점이 온 될 때 점등하는 램프(FAULT)와, 바이메탈(49-1, 49-2)에 연동 하여 두 개의 접점(49-12, 49-22)이 동시에 온 될 때 온도 제어기(21)가 구동되도록 하는 구성을 이룬다.상기 온도 제어기(21)는 설정 온도에 따라서 접점(CH, C1)이 선택 개폐되는 일반적인 릴레이를 사용하는 것을 예시할 수 있다.

이와 같이 구성한 본 발명은 센서 장착부(10)에 시험할 근접 센서(11)를 설치하고 하우징(31)(일반적인 형상을 예측할 수 있는 구성이므로 구체적인 도시는 생략함)을 닫는다. 그리고 전원을 인가한다. 이 상태에서 전원이 인가되면 도 7 에서와 같이 우선 선택 스위치(41)를 조작하여 수동(M) 또는 자동(A)작동을 선택한다. 수동(M)을 선택하면 온 오프 스위치(21)를 온 시켜 교류 전원이 제 1 마그네트(M1)에 인가되도록 한다. 제 1 마그네트(M1)가 구동되면 접점(a 접점)을 이루는 접점(M11, M13, M14, M15)이 온 되어 제 2 마그네트(M2), 램프(HTR RUN), 제 1 마그네트(M1), 히터(22)가 차례로 구동된다. 그리고 제 2 마그네트(M2)가 구동되면 접점(M21)(M22)이 온 되어 램프(FAN RUN), 팬(23)도 이어 구동된다. 이 상태에서 온도를 제어하기 위하여 온도 제어기(21)를 조절하면 히터(22)를 구동하는 접점(M11)이 오프 되어도 팬(23)을 구동시켜 냉각 기능을 수행토록 접점(CH)을 온 시킨다. 또한 선택 스위치(41)가 자동(A)을 선택한 경우에는 접점(C1)을 온 시키거나 오프 시켜 제 1 마그네트(M1)의 구동을 제어토록 함으로써 이와 연동되는 히터(22)의 발열을 제어한다. 이와 같이 환경 변화부(20)와 환경 변화 제어부(40)의 유기적 직동에 의하여 온도를 발전소의 근접센서 측정위치의 온도와 동일하게 환경을 맞춘 다음, 도 6 에 보인 센서 장착부(10)에 장착한 근접 센서(11)의 출력을 신호 분석부(50)에 인가한다. 신호 분석부(50)는 교류 전원을 직류 전원으로 변환 출력시키는 제어 전원 조절부(60)를 통하여 제어 직류 전원을 공급받아 구동하며, 신호 분석부(50)는 또한 전류계, 전압계, 정상치의 데이터를 저장한 메모리, 그리고 센서의 출력을 디지털 신호로 변환시키는 아날로그 디지털 변환기, 그리고 이들 데이터를 분석하는 마이컴과, 마이컴의 출력을 디스플레이 시키는 디스플레이 등의 구성을 사용하므로 이에 대한 설명은 생략한다. 이 경우 신호 분석부(50)에는 오실로스코프 등의 파형 계측 기기(51)를 사용하여 정확한 가시적인 파형의 이상 유무를 확인 할 수 있도록 한다.

따라서 근접센서(11)는 센서 장착부(10)에 설치하고 히터(22) 및 팬(23)을 하우징(31)에서 작동토록 하되, 발전소의 고온 환경을 본 발명의 환경 변화부(20) 구성과 환경 변화 제어부(40) 구성을 통하여 구현 가능하게 만들어주고, 이 때의 근접 센서(11)의 출력은 신호 분석부(50)에서 분석 가능토록 하므로, 근접센서(11)를 발전소의 가열부에 설치하지 않고도 근접센서(11)가 정상 작동하는지 여부를 확인할 수 있어, 근접센서(11)가 파손될 경우 발생하는 갑작스런 과열 등에 의한 발전소의 설비 이상을 예방할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상과 같이 본 발명은 발전소의 가열온도를 측정하는 근접센서를 분리시켜 센서 장착부에 안치시키고, 환경 변화부에서 실제 발전소에 설치시의 기상 환경을 이루도록 온도 제어기와 히터 및 팬을 설치하여 가열시키고, 가열 조건을 제공함에 있어서는 전원 제어 유니트의 환경 변화 제어부를 사용하여 각 마그네트와 이에 연동 하는 릴레이 접점 회로를 사용하여 설정 온도에 상응하는 온도 조건을 유지토록 하고, 이 상태에서 근접 센서의 출력은 오실로스코프 등으로 이루어지는 신호 분석부를 통하여 정상 여부를 확인토록 한다.

Claims (2)

1. 발전소의 고열 감지용 근접 센서를 점검함에 있어서, 근접 센서를 분리하여 장착하는 센서 장착부와, 센서 장착부 주위에 설치되어 발전소 설비의 온도에 상응하는 온도로 주위 온도를 가열시키도록 온도 제어기, 히터 및 팬을 갖춘 환경 변화부로 이루어지고 별도의 하우징 공간에 외기와 차단 되도록 설치된 히트 유니트와;

   환경 변화부에 온도 환경 변화량을 제어하는 환경 변화 제어부와, 센서 장착부의 장착 센서 출력을 분석하여 계측 기기에 인가하는 신호 분석부와, 신호 분석부를 구동토록 교류 전원을 변환시켜 직류 전원으로 인가하는 제어 전원 조절부로 이루어진 전원 제어 유니트를 포함하여 구성하고;

   상기 히트 유니트와 전원 제어 유니트는 인터페이스 케이블로 연결되도록 구성함을 특징으로 하는 발전소의 고열 감지용 근접 스위치 점검 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 환경 변화 제어부는 상기 히터(22) 및 팬(23)의 주변에서 온도에 의하여 반응하고 온도가 낮을 때는 접점(M15, M22)을 온 시켜 히터(22) 및 팬(23)에 전원을 인가토록 하는 바이메탈(49-1, 49-2)과, 온도 제어의 수동 및 자동 여부를 선택하는 선택 스위치(41)와, 선택 스위치(41)가 선택될 때 온 오프를 선택토록 하는 온 오프 스위치(42)와, 상기 선택 스위치(41)와 온 오프 스위치(42)가 온 될 때 구동하는 제 1 마그네트(M1)와, 히터(22)의 가열 온도를 제어하는 온도 제어기(21)와, 온도 제어기(21)의 제어 동작에 연동하여 접점(M1)이 온 될 때 구동하는 제 2 마그네트(M2)와, 상기 제 1 마그네트(M1)가 초기 구동시 접점(M11, M13, M14, M15)이 온 되어(a 접점) 제 2 마그네트(M2), 램프(HTR RUN), 제 1 마그네트(M1), 및 히터(22)를 차례로 구동시키는 구성과, 접점(M12)이 작동시 오프 되어(b 접점) 램프(HTR STOP)를 오프시키도록한 구성과, 제 2 마그네트(M2)가 구동시 접점(M21, M22)이 온 되어 램프(FAN RUN), 및 팬(23)을 구동시키는 구성과, 바이메탈(49-1, 49-2)에 연동 하여 접점(49-11,49-21)중 적어도 하나의 접점이 온 될 때 점등하는 램프(FAULT)와, 바이메탈(49-1, 49-2)에 연동 하여 두 개의 접점(49-12, 49-22)이 동시에 온 될 때 온도 제어기(21)가 구동되도록 하는 구성을 이룬 것을 특징으로 하는 발전소의 고열 감지용 근접 스위치 점검 장치.