KR200409894Y1 - 회전체의 회전속도 검출장치 - Google Patents

회전체의 회전속도 검출장치 Download PDF

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Abstract

본 고안의 회전체의 회전속도 검출장치는 회전체(10)의 외주면(11)에 빛을 방출하는 발광부(20), 회전체(10)의 회전시부터 정지시까지 회전체(10)의 외주면(11)에서 발광부(20)로 방출되는 빛이 굴절되어 굴절된 빛을 기준시간 간격마다 수신하여 회전체(10)의 외주면(11)의 이미지를 수신하는 이미지센서(30), 이미지센서(30)로부터 수신된 이미지를 디지털로 변환시켜 수신이미지데이터(RD)를 출력하는 이미지 데이터 발생부(40), 회전체(10)의 외주면(11)의 전체 이미지에 대한 기준이미지데이터(RF)를 저장하고 있는 저장부(50), 저장부(50)에 저장된 기준이미지데이터(RF)와 수신이미지데이터(RD)를 비교하여 수신이미지데이터(RD)의 변화량을 검출하여 변화량에 대응되는 회전체의 회전거리(RL)를 출력하는 회전거리 발생부(60) 및 회전체(10)의 회전거리(RL)와 기준시간에 의해 회전체의 회전 속도(V)를 산출하는 회전속도 산출부(70)로 구성된다.
본 고안의 회전체의 회전속도 검출장치는 회전체의 외주면에 발광다이오드로부터 방출되는 빛을 송출하고 회전체의 외주면에서 굴절된 빛을 이미지센서에 의해 수신하여 회전체의 외주면 이미지 데이터를 수신하여 이미지 데이터에 의해 회전체의 움직인 거리를 판단하여 회전체를 회전시킨 후 정지할 때까지의 회전체의 회전 속도 변화를 측정하여 회전체의 불량 유무를 사전에 판단할 수 있고, 회전 속도를 정밀하게 측정할 수 있고, 측정결과를 통신케이블을 사용하여 컴퓨터 등에 저장하여 분석함으로써 인력의 소요를 크게 줄일 수 있어 경비 절감을 달성할 수 있다.
회전체, 회전속도, 발광다이오드, 회전거리

Description

회전체의 회전속도 검출장치{revolution speed detector of a body of revolution}
도 1은 본 발명의 회전체의 회전속도 검출장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 동작을 설명하기 위한 회전체 외주면의 이미지데이터 구성도,
도 3은 본 발명의 회전체의 회전속도 검출장치에 의해 측정된 회전체의 회전 속도 변화그래프이다.
본 고안은 회전체의 회전속도 검출장치에 관한 것으로, 특히 회전체를 회전시킨 후 정지할 때까지의 회전체의 회전 속도 변화를 측정하여 회전체의 불량 유무를 판단할 수 있는 회전체의 회전속도 검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 모터 등과 같은 구동력에 의해 회전체를 회전시키며, 회전체의 회전을 원활하게 하기 위해 베어링이 장착된다.
회전체의 오랜 사용에 의해 베어링의 마모 등의 불량이 발생되거나, 회전체를 회전시키는 회전설비의 불량 등에 의해 회전체의 회전시 회전마찰 저항이 정상 치보다 커져서 회전체는 정상적으로 회전 동작을 하지 못하므로 주기적으로 회전체의 정상 동작 유무를 검사할 필요가 있다.
종래의 경우 회전체의 정상 동작 유무를 판단하기 위해 손이나 외력으로 회전체를 회전시킨 후 육안으로 회전체의 회전 동작상태를 파악하거나 속도계를 사용하여 회전속도를 측정하거나 또는 회전체를 회전시킨 후 정지시까지의 총 회전시간을 측정하였다.
종래의 육안으로 회전체의 회전 동작상태를 파악하는 육안측정방법은 개개인의 측정 오차에 의해 신뢰성이 떨어지며, 속도계를 사용하거나 총 회전시간 측정방법은 측정데이터의 기록 유지가 어려우며, 속도계를 사용하는 경우 회전체의 회전이 느린 경우 속도계로 회전체의 회전 동작상태를 판단할 수 없는 문제점을 가지고 있다.
본 고안의 목적은 회전체의 외주면에 발광다이오드로부터 방출되는 빛을 송출하고 회전체의 외주면에서 굴절된 빛을 이미지센서에 의해 수신하여 회전체의 외주면 이미지 데이터를 수신하여 이미지 데이터에 의해 회전체의 움직인 거리를 판단하여 회전체를 회전시킨 후 정지할 때까지의 회전체의 회전 속도 변화를 측정하여 회전체의 불량 유무를 사전에 판단할 수 있고, 회전 속도를 정밀하게 측정할 수 있고, 측정결과를 통신케이블을 사용하여 컴퓨터 등에 저장하여 분석함으로써 인력의 소요를 크게 줄일 수 있어 경비 절감을 달성할 수 있는 회전체의 회전속도 검출장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 회전체의 회전속도 검출장치는 구동원에 의해 회전되는 회전체의 회전 불량 유무를 검출하는 회전체의 회전속도 검출장치에 있어서, 상기 회전체의 외주면에 빛을 방출하는 발광수단; 상기 회전체의 회전시부터 정지시까지 상기 회전체의 외주면에서 상기 발광수단으로 방출되는 빛이 굴절되어 굴절된 빛을 기준시간 간격마다 수신하여 상기 회전체의 외주면의 이미지를 수신하는 이미지센서; 상기 이미지센서로부터 수신된 이미지를 디지털로 변환시켜 수신이미지데이터를 출력하는 이미지 데이터 발생수단; 상기 회전체의 외주면의 전체 이미지에 대한 기준이미지데이터를 저장하고 있는 저장수단; 상기 저장수단에 저장된 기준이미지데이터와 상기 수신이미지데이터를 비교하여 수신이미지데이터의 변화량을 검출하여 변화량에 대응되는 회전체의 회전거리를 출력하는 회전거리 발생수단; 및 상기 회전체의 회전거리와 상기 기준시간에 의해 회전체의 회전 속도를 산출하는 회전속도 산출수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 발광수단은 발광다이오드인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 회전체의 회전속도 검출장치를 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 고안의 회전체의 회전속도 검출장치의 구성도이다.
도 1의 본 고안의 회전체의 회전속도 검출장치는 회전체(10)의 외주면(11)에 빛을 방출하는 발광부(20), 회전체(10)의 회전시부터 정지시까지 회전체(10)의 외 주면(11)에서 발광부(20)로 방출되는 빛이 굴절되어 굴절된 빛을 기준시간 간격마다 수신하여 회전체(10)의 외주면(11)의 이미지를 수신하는 이미지센서(30), 이미지센서(30)로부터 수신된 이미지를 디지털로 변환시켜 수신이미지데이터(RD)를 출력하는 이미지 데이터 발생부(40), 회전체(10)의 외주면(11)의 전체 이미지에 대한 기준이미지데이터(RF)를 저장하고 있는 저장부(50), 저장부(50)에 저장된 기준이미지데이터(RF)와 수신이미지데이터(RD)를 비교하여 수신이미지데이터(RD)의 변화량을 검출하여 변화량에 대응되는 회전체의 회전거리(RL)를 출력하는 회전거리 발생부(60) 및 회전체(10)의 회전거리(RL)와 기준시간에 의해 회전체의 회전 속도(V)를 산출하는 회전속도 산출부(70)로 구성된다.
상기의 구성에 따른 본 고안인 회전체의 회전속도 검출장치의 동작은 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 고휘도의 빛을 방출하는 발광다이오드로 구성된 발광부(20)에 전원을 인가하여 회전체(10)의 외주면 일부 영역에 발광부(20)로부터 방출되는 빛이 도달되게 한 후 손이나 외력을 사용하여 회전체의 마찰 저항을 측정하고자 하는 회전체(10)를 한번 회전시켜 회전체(10) 외주면의 이미지를 이미지센서(30)로부터 읽어들이고 이를 디지털로 변환시켜 저장부(50)에 회전체(10)의 외주면(11)의 전체 이미지를 나타내는 기준이미지데이터(RF)를 저장한다. 예들 들어 도 2에 도시된 바와 같이 저장부(50)에 저장된 기준이미지데이터(RF)가 A,B,C, …H,I,J로 10개의 디지털 데이터라고 가정한다.
다시 손이나 외력에 의해 회전체(10)를 회전시킨 후 정지시까지 회전체(10)의 외주면(11)에 발광부(20)로 방출되는 빛을 비추어준다. 그러면 이미지센서는(30) 외주면(11)에서 굴절된 빛에 의해 기준시간 간격마다 계속해서 회전체(10)의 외주면(11)의 이미지를 수신하게 되고, 이미지 데이터 발생부(40)는 이미지센서(30)로부터 수신된 이미지를 디지털로 변환된 수신이미지데이터(RD)를 출력한다. 예를 들어 기준시간은 0.01초이고, 회전체(10)의 회전이 0.05초에 정지하였다고 가정하고, 도 2에 도시된 바와 같이 회전체(10)의 회전이 시작된 후 0.01초마다 이미지 데이터 발생부(40)에서 출력되는 수신이미지데이터(RD)는 0.01초에서는 A,A,B,C, …H,I,J인 디지털 데이터이고, 0.02초에서는 J,A,B,C,D,E,F,F,G,G로 이고, 0.03초에서는 G,G,H,H,I,I,J,J,A,A이고, 0.04초에서는 A,A,A,B,B,B,C,C,C,C이고, 0.05초에서는 C의 이미지에 해당하는 디지털 데이터라고 가정한다.
회전거리 발생부(60)는 회전체(10)가 정지하였다가 손이나 외력에 의해 회전을 시작한 후 이미지센서(30)에 의해 0.01초 동안에 회전체(10)의 외주면(11)에서 수신한 이미지에 따라 이미지 데이터 발생부(40)에서 출력되는 수신이미지데이터(RD)인 A,A,B,C, …H,I,J와 저장부(50)에 저장된 기준이미지데이터(RF)인 A,B,C, …H,I,J의 디지털 데이터를 비교하여 수신이미지데이터(RD)의 디지털 데이터의 변화량을 검출한다. 즉, 회전체(10)의 회전이 시작한 후 0.01초 동안에 수신이미지데이터(RD)의 디지털 데이터의 변화는 A,B,C, …H,I,J로 기준이미지데이터(RF)와 동일한 데이터인 것을 알 수 있으므로, 회전체(10)는 한번 회전한 것을 알 수 있으며, 회전체(10)의 반지름이 R이라 하면 회전체(10)의 회전거리(RL)는 2πR이다. 따 라서 회전속도 산출부(70)에 의해 0.01초 동안에 회전체의 회전 속도(V)는 회전거리(RL)/시간이므로 2πR×102 m/s가 된다.
상기와 동일한 방법에 의해 0.01초에서 0.02초 동안에는 수신이미지데이터(RD)는 J,A,B,C,D,E,F,F,G,G이므로 이 시간 동안에 변화된 디지털 이미지 데이터는 J,A,B,C,D,E,F,G로 8개의 데이터 변화가 있고, 기준이미지데이터(RF)인 A,B,C, …H,I,J의 10개의 디지털 데이터와 비교하면 수신이미지데이터(RD)는 기준이미지데이터(RF)에 비해 8/10의 변화량이 있는 것을 알 수 있다. 따라서 회전거리 발생부(60)에 의해 회전거리(RL)는 2πR×0.8이므로, 회전 속도(V)는 2πR×0.8×102m/s인 것을 알 수 있다. 또한 0.02초에서 0.03초 동안에 수신이미지데이터(RD)는 G,G,H,H,I,I,J,J,A,A이므로 이 시간 동안에 변화된 디지털 이미지 데이터는 G,H,I,J,A로 5개의 데이터 변화가 있으므로 수신이미지데이터(RD)는 기준이미지데이터(RF)에 비해 5/10의 변화량이 있는 것을 알 수 있다. 즉 이 시간 동안에는 회전체(10)는 반 회전했음을 알 수 있다. 따라서 회전거리 발생부(60)에 의해 회전거리(RL)는 2πR×0.5이고 회전 속도(V)는 2πR×0.5×102m/s인 것을 알 수 있다. 또한 0.03초에서 0.04초 동안에 수신이미지데이터(RD)는 A,A,A,B,B,B,C,C,C,C이므로 이 시간 동안에 변화된 디지털 이미지 데이터는 A,B,C로 3개의 데이터 변화가 있으므로 수신이미지데이터(RD)는 기준이미지데이터(RF)에 비해 3/10의 변화량이 있으므로 회전거리 발생부(60)에 의해 회전거리(RL)는 2πR×0.3이고 회전 속도(V)는 2 πR×0.3×102m/s인 것을 알 수 있다. 0.04초에서 0.05초 동안에는 수신이미지데이터(RD)는 계속해서 C의 디지털 데이터만을 가지므로 회전체(10)는 정지된 것을 알 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 회전체(10)를 손이나 외력에 의해 회전이 시작된 후부터 회전체(10)가 정지될 때까지의 회전체(10)의 회전 속도(V)를 검출함으로써 회전체(10)의 회전마찰저항을 판단할 수 있고, 회전마찰저항이 허용치보다 클 경우에는 베어링 마모나 회전체를 회전시키는 회전설비의 불량 등이 있음을 알 수 있다. 또한, 회전체(10)의 회전 속도를 검출하기 위한 기준시간을 세밀하게 주어 회전체(10)의 회전 속도를 정밀하게 측정할 수 있고, 측정결과를 통신케이블을 사용하여 컴퓨터 등에 저장하여 분석함으로써 인력의 소요를 크게 줄일 수 있고 설비의 고장을 사전에 파악할 수 있어 경비 절감을 달성할 수 있다.
본 고안의 회전체의 회전속도 검출장치는 회전체의 외주면에 발광다이오드로부터 방출되는 빛을 송출하고 회전체의 외주면에서 굴절된 빛을 이미지센서에 의해 수신하여 회전체의 외주면 이미지 데이터를 수신하여 이미지 데이터에 의해 회전체의 움직인 거리를 판단하여 회전체를 회전시킨 후 정지할 때까지의 회전체의 회전 속도 변화를 측정하여 회전체의 불량 유무를 사전에 판단할 수 있고, 회전 속도를 정밀하게 측정할 수 있고, 측정결과를 통신케이블을 사용하여 컴퓨터 등에 저장하여 분석함으로써 인력의 소요를 크게 줄일 수 있어 경비 절감을 달성할 수 있다.

Claims (2)

  1. 구동원에 의해 회전되는 회전체의 회전 불량 유무를 검출하는 회전체의 회전속도 검출장치에 있어서,
    상기 회전체의 외주면에 빛을 방출하는 발광수단;
    상기 회전체의 회전시부터 정지시까지 상기 회전체의 외주면에서 상기 발광수단으로 방출되는 빛이 굴절되어 굴절된 빛을 기준시간 간격마다 수신하여 상기 회전체의 외주면의 이미지를 수신하는 이미지센서;
    상기 이미지센서로부터 수신된 이미지를 디지털로 변환시켜 수신이미지데이터를 출력하는 이미지 데이터 발생수단;
    상기 회전체의 외주면의 전체 이미지에 대한 기준이미지데이터를 저장하고 있는 저장수단;
    상기 저장수단에 저장된 기준이미지데이터와 상기 수신이미지데이터를 비교하여 수신이미지데이터의 변화량을 검출하여 변화량에 대응되는 회전체의 회전거리를 출력하는 회전거리 발생수단; 및
    상기 회전체의 회전거리와 상기 기준시간에 의해 회전체의 회전 속도를 산출하는 회전속도 산출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 회전체의 회전속도 검출장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발광수단은 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 회전체의 회전속도 검출장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220001600U (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 주식회사 한국가스기술공사 광마우스를 이용한 회전체 관성 측정장치
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