KR20020027662A - An Automatic Detecting Method and Device of the Salt Contamination Degree Using a Laser-Prism Sensor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전력설비 중 하나인 애자의 염분오손도 자동측정 장치에 관한 것으로서, 특히 레이저광과 프리즘센서를 이용하여 자동으로 애자 설치 동일 지역의 염분오손도를 표본적으로 상시 감시하여 전력설비의 관리를 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 레이저-프리즘센서를 이용한 염분오손도 자동측정방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for automatically measuring the salinity of insulators, which is one of the power equipments, and in particular, to continuously monitor the salinity of the insulated regions of the insulators automatically by using a laser beam and a prism sensor. The present invention relates to a method and apparatus for automatically measuring salinity contamination by using a laser-prism sensor.
기상 이변 등 급속오손이 일어날 수 있는 환경이 증대되고 있는 가운데 전력설비의 염해사고에 대한 대처방안이 절실히 요구되고 있다.Along with an increase in the environment in which rapid pollution, such as extreme weather, can occur, there is an urgent need for countermeasures against salt damage of electric power facilities.
염해사고에 대비하기 위해서는 전력설비 특히 애자 장치에 절연을 파괴할 수 있을 정도 이상의 염분이 부착되기 전에 애자를 세정해야 한다.To prepare for salt injury, the insulators should be cleaned before the salt is attached to the power plant, especially the insulator unit, to the extent that the insulation can be destroyed.
이를 위해서는 애자에 부착된 염분오손도를 측정 검출해야 한다.This requires measuring and detecting the salinity attached to the insulator.
현재는 애자 부착 염분오손도를 검출하기 위해서 애자 하면에 부착된 염분을 붓으로 세정하고, 그 수용액의 전기 전도도를 측정하여 애자의 오손상태를 판단하는 필세법이 사용되고 있다.In order to detect the salt fouling degree attached to the insulator, a peculiar method is used in which the salt attached to the bottom surface of the insulator is washed with a brush, and the electrical conductivity of the aqueous solution is measured to determine the insulator fouling state.
그러나, 이러한 측정방법은 측정자에 따라 측정오차의 범위가 크고, 시간이오래 걸리며, 상당한 높이에 위치한 애자에 접근해야 하는 등 번거로운 단점이 있다.However, such a measuring method has a disadvantage in that the measurement error ranges from a large range of measurement errors, takes a long time, and needs to approach an insulator located at a considerable height.
한편, 이전에 이러한 염분오손도측정을 자동화하기 위한 노력의 일환으로 백금전극을 가진 애자나, Nd:YAG 레이저를 이용한 측정장치를 개발하였으나, 장비가 지나치게 크고, 다루기가 힘들어 현장활용에는 문제가 있어서, 거의 사용되지 않고 있는 실정이다.On the other hand, as part of efforts to automate these salinity measurements, we have developed measuring devices using insulators with platinum electrodes and Nd: YAG lasers. It is rarely used.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,The present invention has been made to solve the above problems,
본 발명의 목적은 자연상태에서 애자 하면에 부착된 염분 오손도를 자동으로 검출하기 위해, 100％ 반사면을 갖는 프리즘 표면에 레이저광을 주사하면 레이저광이 100％ 반사되어 레이저 수광부에 전달되지만 프리즘 표면에 염분이 부착되었을 경우에는 레이저광의 산란현상으로 인하여 수광부에 전달되는 수광량이 변화하는 프리즘센서와 레이저광을 이용하여 염분오손도를 자동 측정하되, 케이싱인 외함에 콤팩트하게 형성되고, 원거리에서 모니터링이 되도록 구성됨으로써,An object of the present invention is to detect the salinity of contamination attached to the lower surface of the insulator in the natural state, when the laser light is scanned on the prism surface having a 100% reflective surface, the laser light is reflected 100% and transmitted to the laser receiver, but the prism When salinity is attached to the surface, the salinity is automatically measured by using a prism sensor and a laser light that changes the amount of light delivered to the light-receiving part due to the scattering phenomenon of the laser light, and is compactly formed in the casing enclosure and monitored at a long distance. By being configured to
애자의 염분을 직접 채집 검사하지 않고도 간편하게 염분 오손상태를 표본적으로 상시 감시하여 전력설비의 효율적인 관리를 수행할 수 있도록 하는 레이저-프리즘센서를 이용한 염분오손도 자동측정방법 및 장치를 제공함에 있다.The present invention provides a method and apparatus for automatically measuring salinity contamination using a laser-prism sensor that enables the efficient management of power facilities by monitoring the salinity status in a simple manner at all times without collecting and inspecting salinity of insulators.
도 1은 본 발명에 따른 프리즘센서가 발광부에서 쏜 레이저광을 수광부에 전달하는 경로도.1 is a path diagram of a prism sensor according to the present invention for transmitting a laser beam shot from a light emitting unit to a light receiving unit.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 개략적으로 보이는 일부 절개 사시도.2 is a partial cutaway perspective view schematically showing the configuration of an embodiment according to the present invention.
도 3은 도 2의 평면도.3 is a plan view of FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1: 염분오손도 자동측정장치 10: 발광부1: salinity automatic measuring device 10: light emitting unit
11: 레이저 발광계측회로 12: 레이저 발광회로11: laser emission measuring circuit 12: laser emission circuit
13: 레이저 발광소자 20: 프리즘센서13: laser light emitting device 20: prism sensor
21: 외부 프리즘 22: 내부 프리즘21: outer prism 22: inner prism
30: 수광부 31: 레이저 수광계측회로30: light receiving unit 31: laser light receiving measurement circuit
32: 레이저 수광회로 33: 레이저 수광소자32: laser light receiving circuit 33: laser light receiving element
34: 반사경 40: 계측부34: reflector 40: measuring unit
50: 유선통신회로 60: 모니터링부50: wired communication circuit 60: monitoring unit
70: 외함70: enclosure
상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 레이저-프리즘센서를 이용한 염분오손도 자동측정방법은,Salinity automatic measurement method using a laser-prism sensor according to the present invention for achieving the above object,
100％ 반사면을 갖는 대향하는 두개의 삼각형 구조의 프리즘 중 일측 프리즘에 레이저광을 쏘아 반사 및 순환하여 나오는 레이저 수광량의 변화를 검출하여 프리즘 표면에 부착된 염분오손도를 자동으로 측정하는 레이저 프리즘센서를 이용함을 특징으로 한다.A laser prism sensor that automatically measures the salinity of contamination attached to the prism surface by detecting a change in the amount of laser light received by reflecting and circulating laser light on one prism among two opposing triangular prisms having a 100% reflective surface. Characterized by using.
상기 프리즘센서는 두개의 프리즘과 이들 프리즘 간의 레이저광의 순환 및 레이저광의 산란을 이용함을 특징으로 한다.The prism sensor is characterized by using two prisms, the circulation of laser light and scattering of the laser light between these prisms.
또한 본 발명의 레이저-프리즘센서를 이용한 염분오손도 자동측정장치는,In addition, the salinity automatic measurement device using the laser-prism sensor of the present invention,
레이저광을 발광하기 위한 발광부와;A light emitting unit for emitting laser light;
상기 발광부로부터 레이저광이 주사되며 반사면이 외기 중에 노출 설치되는 외부 프리즘과, 상기 외부 프리즘에 소정 간격을 두고 대향하여 설치하되, 상기 발광부 레이저광의 외부 프리즘 주사를 간섭하지 않고, 마지막 광반사가 후술하는 수광부로 주사되도록 비켜서 설치되는 내부 프리즘으로 이루어지는 프리즘센서와;The laser beam is scanned from the light emitting unit and the reflecting surface is disposed to face the external prism exposed to the outside prism at a predetermined interval, but does not interfere with the external prism scanning of the light emitting unit laser light, the last light reflection A prism sensor comprising an inner prism installed so as to be scanned by a light receiving unit described later;
상기 프리즘센서로부터 반사된 레이저광을 받아들이는 수광부와;A light receiving unit which receives the laser light reflected from the prism sensor;
상기 발광부와 수광부의 데이타를 비교계측하는 비교계측회로로 형성되는 계측부와;A measuring unit formed of a comparative measuring circuit for measuring data of the light emitting unit and the light receiving unit;
상기 부재들을 수용 지지하는 외함과;An enclosure for receiving and supporting the members;
상기 계측부의 판독결과를 수신하는 모니터링부를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.And a monitoring unit for receiving the reading result of the measuring unit.
본 발명의 일 실시예로서,In one embodiment of the present invention,
상기 발광부는, 상기 계측부에 연결되는 레이저 발광계측회로와;The light emitting unit includes a laser emission measuring circuit connected to the measuring unit;
상기 레이저 발광계측회로에 연결되고, 발광소자를 제어하는 레이저 발광회로와;A laser light emitting circuit connected to the laser light emitting measuring circuit and controlling a light emitting device;
상기 레이저 발광회로에 연결되는 레이저 발광소자로 이루어짐을 특징으로 한다.The laser light emitting device is connected to the laser light emitting circuit.
본 발명의 일 실시예로서,In one embodiment of the present invention,
상기 수광부는, 상기 프리즘센서의 내부 프리즘에서 반사된 레이저광을 반사시키기 위해 소정각으로 부여되는 한 쌍의 반사경과;The light receiving unit includes a pair of reflectors provided at a predetermined angle to reflect the laser light reflected from the inner prism of the prism sensor;
상기 반사경으로 부터 레이저광을 수광하는 레이저 수광소자와;A laser light receiving element for receiving laser light from the reflector;
상기 레이저 수광소자의 레이저 수광회로와;A laser light receiving circuit of the laser light receiving element;
상기 레이저 수광회로에 연결되고, 상기 계측부로 연결되는 레이저 수광 계측회로로 이루어짐을 특징으로 한다.The laser receiving circuit is connected to the laser receiving circuit, characterized in that made of a laser receiving measuring circuit connected to the measuring unit.
이하 본 발명의 레이저-프리즘센서를 이용한 염분오손도 자동측정방법 및 장치에 대한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a method and apparatus for automatically measuring salinity using the laser-prism sensor of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 프리즘센서(20)의 원리를 보이는 것으로서, 발광부에서 쏜 레이저광을 수광부에 전달하는 경로를 도시한 경로도이다.1 shows the principle of the prism sensor 20 according to the present invention, and is a path diagram showing a path for transmitting a laser beam shot from a light emitting unit to a light receiving unit.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 염분오손도 자동측정방법은,As shown in Figure 1, the salinity automatic measurement method according to the present invention,
100％ 반사면을 갖는 대향하는 두개의 삼각형 구조의 프리즘 중 일측 프리즘(21)에 레이저광을 쏘아 반사 및 순환하여 나오는 레이저 수광량의 변화를검출하여 프리즘 표면에 부착된 염분오손도를 자동으로 측정하는 레이저 프리즘센서(20)를 이용하여 이루어진다.A laser beam is projected on one prism 21 of two opposing triangular prisms having a 100% reflective surface to detect a change in the amount of received laser light reflected and circulated, thereby automatically measuring the salinity contamination attached to the prism surface. It is made using a laser prism sensor 20.
상기 프리즘센서(20)는 두개의 프리즘(21)(22)과 이들 프리즘 간의 레이저광의 순환 및 순환 레이저광의 산란을 이용하는 것이다.The prism sensor 20 utilizes two prisms 21 and 22 and the circulation of the laser light and the scattering of the circulating laser light between these prisms.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 레이저-프리즘센서를 이용한 염분오손도 자동측정장치(1)의 구성을 개략적으로 보이는 일부 절개 사시도이며, 도 3은 도 2의 평면도이다.FIG. 2 is a partially cutaway perspective view schematically illustrating a structure of an automatic salinity measurement apparatus 1 using a laser-prism sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of FIG. 2.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예의 레이저-프리즘센서를 이용한 염분오손도 자동측정장치(1)는As shown in Figures 1 to 3, the salinity automatic measurement device 1 using a laser-prism sensor of an embodiment according to the present invention is
레이저광을 발광하기 위한 발광부(10)와,A light emitting unit 10 for emitting laser light,
상기 발광부(10)로부터 레이저광이 주사되며 반사면이 외기 중에 노출 설치되는 외부 프리즘(21)과, 상기 외부 프리즘(21)에 소정 간격을 두고 대향하여 설치하되, 상기 발광부(10) 레이저광의 외부 프리즘(21) 주사를 간섭하지 않고, 마지막 광반사가 후술하는 수광부(30)로 주사되도록 비켜서 설치되는 내부 프리즘(22)으로 이루어지는 프리즘센서(20)와,The laser beam is scanned from the light emitting unit 10 and the reflecting surface is installed to face the external prism 21 and the external prism 21 at a predetermined interval. A prism sensor 20 composed of an inner prism 22 which is installed so as not to interfere with the scanning of the external prism 21 of the light, and so that the last light reflection is scanned to the light-receiving portion 30 which will be described later;
상기 프리즘센서(20)로부터 반사된 레이저광을 받아들이는 수광부(30)와;A light receiving unit 30 which receives the laser light reflected from the prism sensor 20;
상기 발광부(10)와 수광부(30)의 데이타를 비교계측하는 비교계측회로로 형성되는 계측부(40)와,A measurement unit 40 formed of a comparison measurement circuit for comparatively measuring data of the light emitting unit 10 and the light receiving unit 30;
상기 부재들을 수용 지지하는 외함(70)과,An enclosure 70 for receiving and supporting the members;
상기 계측부와 모니터링부를 연결하는 유선통신회로(50)와,A wired communication circuit 50 connecting the measurement unit and the monitoring unit;
상기 계측부의 판독결과를 유선통신회로(50)를 통하여 수신하는 모니터링부(60)를 포함하여 이루어진다.And a monitoring unit 60 for receiving the reading result of the measurement unit through the wired communication circuit 50.
상기 프리즘센서(20)의 내부 프리즘(21)은 외기에 노출되지 않도록 설치하였다.The inner prism 21 of the prism sensor 20 is installed so as not to be exposed to the outside air.
상기 발광부(10)는 상기 계측부(40)에 연결되는 레이저 발광계측회로(11)와, 상기 레이저 발광계측회로(11)에 연결되고, 발광소자(13)를 제어하는 레이저 발광회로(12)와, 상기 레이저 발광회로(12)에 연결되는 레이저 발광소자(13)로 형성하였다.The light emitting unit 10 is connected to the laser light emitting measurement circuit 11 connected to the measurement unit 40, the laser light emitting measurement circuit 11, the laser light emitting circuit 12 for controlling the light emitting element 13 And a laser light emitting element 13 connected to the laser light emitting circuit 12.
상기 수광부(30)는 상기 프리즘센서(20)의 내부 프리즘(22)에서 반사된 레이저광을 반사시키기 위해 소정각으로 마주 부여되는 한 쌍의 반사경(34)과;The light receiving unit 30 includes a pair of reflectors 34 facing each other at a predetermined angle to reflect the laser light reflected from the inner prism 22 of the prism sensor 20;
상기 반사경(34)으로 부터 레이저광을 수광하는 레이저 수광소자(33)와;A laser light receiving element (33) for receiving laser light from the reflector (34);
상기 레이저 수광소자(33)의 레이저 수광회로(32)와;A laser light receiving circuit 32 of the laser light receiving element 33;
상기 레이저 수광회로(32)에 연결되고, 상기 계측부(40)로 연결되는 레이저 수광 계측회로(31)로 형성하였다.The laser receiving circuit 32 is connected to the laser receiving circuit 32 and is connected to the measuring unit 40.
즉, 100％ 반사면을 갖는 외기 중에 상설되는 외부 프리즘(21)과 이 외부 프리즘(21)과 쌍을 이루는 내부 프리즘(22)으로 이루어지는 프리즘센서(20)의 광반사와 레이저광을 이용하여 외기 중에 노출된 프리즘 표면의 염분 오손도를 자동 측정하되, 케이싱인 외함(70)에 콤팩트하게 형성되고, 원거리에서 모니터링이 되도록 이루어진 것이다.That is, using the light reflection and the laser light of the prism sensor 20 which consists of the external prism 21 which is permanently installed in the outdoor air which has a 100% reflective surface, and the internal prism 22 paired with this external prism 21, While automatically measuring the salinity of the exposed surface of the prism, while compactly formed in the casing enclosure 70, it is made to be monitored from a distance.
상기한 구성을 지닌 본 발명의 작용상태를 상기한 도면을 참조하여 살펴 본다.The working state of the present invention having the above configuration will be described with reference to the above drawings.
프리즘센서(20)는 삼각형 구조로 설계된 외부 프리즘(21)과 내부 프리즘(22)을 도시된 바와 같이 대향 배열함으로써, 단일 발광부만으로도 레이저광이 프리즘 표면의 전면을 골고루 순환 탐색할 수 있는 구조로 되어 있다.The prism sensor 20 is arranged to face the outer prism 21 and the inner prism 22 designed as a triangular structure as shown, so that the laser light can circulate the entire surface of the prism evenly with a single light emitting unit. It is.
레이저 발광소자(13)는 레이저 발광회로(12)에서 만든 레이저광을 상부 프리즘(21)에 주사하고, 주사된 레이저광은 도 1의 반사경로를 거쳐 내부 프리즘(22)을 통해 레이저 반사경(34)으로 전달되어 레이저 수광소자(33)에서 반사된 레이저광을 수광하고 레이저 수광회로(32)에서 그 값을 읽게 된다.The laser light emitting element 13 scans the laser light produced by the laser light emitting circuit 12 to the upper prism 21, and the scanned laser light passes through the inner prism 22 through the reflection path of FIG. Is received by the laser light receiving element 33 and receives the laser light reflected by the laser light receiving element 33, and the value is read by the laser light receiving circuit 32.
레이저 발광계측회로(11) 및 레이저 수광계측회로(31)는 레이저 발광량 및 수광량을 비교하는 비교계측회로로 이루어진 계측부(40)에 전달하고, 상기 계측부(40)는 유선통신회로(50)를 통해 이 값을 모니터링부(60)의 외부 컴퓨터로 전달하거나 자체 표시장치를 통해 나타낼 수 있도록 한다.The laser emission measurement circuit 11 and the laser light reception measurement circuit 31 are transmitted to a measurement unit 40 including a comparison measurement circuit for comparing the laser emission amount and the light reception amount, and the measurement unit 40 is connected via a wired communication circuit 50. This value may be transmitted to an external computer of the monitoring unit 60 or displayed on its own display device.
즉, 레이저-프리즘센서는 100％ 반사면을 갖고 있어 정상상태에서는 레이저광을 100％ 반사하나, 외부 프리즘(21)의 표면에 염분이 부착되었을 경우 빛의 산란 현상이 일어나 발사된 레이저광이 100％ 반사되지 않고, 염분의 부착량에 따라 일부만 반사되는 특성을 갖는다.That is, the laser-prism sensor has a 100% reflecting surface and reflects the laser light 100% in the normal state, but when salt is attached to the surface of the external prism 21, light scattering occurs and the emitted laser light is 100%. It does not reflect%, but only a part reflects according to the amount of salt deposition.
본 장치 중 외부 프리즘(21)의 표면에 염분이 증착되었을 경우, 레이저 수광소자(33)에 전달되는 레이저광의 양이 변화하는데, 변화된 레이저 수광량이 레이저 발광계측회로(11), 레이저 수광계측회로(31), 계측부(40)의 비교계측회로에서 검출하여 유선통신회로(50)를 통해 외부 컴퓨터로 전달되면, 그 값을 기준치와 비교하여 염분오손도를 판별할 수 있다.When salinity is deposited on the surface of the external prism 21 of the apparatus, the amount of laser light transmitted to the laser light receiving element 33 is changed, the changed laser light receiving measurement circuit 11, the laser light receiving measurement circuit ( 31), when detected by the comparison measurement circuit of the measurement unit 40 and transmitted to the external computer through the wired communication circuit 50, the salinity can be determined by comparing the value with the reference value.
그리하여 본 발명을 애자가 설치된 동일한 지역에 설치하여 운용할 경우, 애자에 부착되는 염분오손도를 상시 감시할 수 있어서, 전력설비의 염해사고를 사전에 예방할 수 있도록 한다.Thus, when the present invention is installed and operated in the same area where the insulator is installed, the salt contamination level attached to the insulator can be monitored at all times, thereby preventing the salt accident of the power equipment in advance.
이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 레이저-프리즘센서를 이용한 염분오손도 자동측정방법 및 장치는,As described in detail above, a method and apparatus for automatically measuring salinity using a laser-prism sensor according to the present invention,
프리즘 표면에 부착된 염분오손도를 측정하여 같은 조건에 설치된 실제 애자의 염분오손 정도를 표본적으로 도출함으로써, 설치 지역에 대한 염분오손도를 현장에 가서 채집 검출하지 않고도 용이하게 상시 감시하여, 전력설비 중 애자의 세정주기 결정, 절연설계 등에 이용할 수 있도록 하며,By measuring the salinity of contamination attached to the prism surface and deriving the salinity of the actual insulators installed under the same conditions, the salinity of the installed area can be easily monitored at all times without collecting and detecting the salinity of the installation area. It can be used for determining the cleaning cycle of insulators and insulation design among facilities.
그 장치가 간단한 구성, 하나의 함체로 콤팩트하게 이루어짐으로써 설치가 간편하여 비용과 인력을 절감하는 등, 전력설비의 관리를 효율적으로 수행하도록 하는 대단히 유익한 기술이다.The device is a very useful technology to efficiently manage the power equipment, such as simple configuration, compact in one enclosure, easy installation, saving cost and manpower.
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