KR20050062951A - The measuring equipment and method of hvac (heating ventilatinh air-conditioning) performance for rolling stock - Google Patents

The measuring equipment and method of hvac (heating ventilatinh air-conditioning) performance for rolling stock Download PDF

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KR20050062951A
KR20050062951A KR1020030093956A KR20030093956A KR20050062951A KR 20050062951 A KR20050062951 A KR 20050062951A KR 1020030093956 A KR1020030093956 A KR 1020030093956A KR 20030093956 A KR20030093956 A KR 20030093956A KR 20050062951 A KR20050062951 A KR 20050062951A
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남성원
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한국철도기술연구원
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Abstract

본 발명은 철도차량의 객실내 공조환경을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 그 목적은 측정된 객실 내의 다양한 공조환경정보를 동시에 그래픽화하여 직독할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.The present invention relates to an apparatus and a method for measuring the air conditioning environment in a cabin of a railway vehicle, and an object thereof is to provide a device and method for simultaneously reading and graphicizing various air conditioning environment information in a measured cabin.

이를 위한 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치 및 방법에 의하면, 철도차량의 객실내에 적어도 하나 이상으로 마련되고, 객실내 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 측정하며, 입력된 측정 신호를 선택적으로 증폭하거나 필터링 한 후 출력하는 컴포넌트형 센서 어셈블리, 상기 컴포넌트형 센서 어셈블리의 작동조건을 유지하면서 감지된 미약한 전압주파수를 인식가능한 신호 레벨로 변환시켜주는 인터페이스유닛, 상기 인터페이스유닛을 통과한 아날로그 전압주파수를 연산장치에서 인식할 수 있는 디지탈 데이터로 변환하는 A/D컨버터, 상기 A/D컨버터에서 디지탈 데이터로 변환된 공조환경정보를 다시 변환하여 직독할 수 있도록 하는 데이터어퀴지션과; 상기 데이터어퀴지션에 의해 변환된 공조환경정보를 통신채널에 의해 전송받아 실시간으로 온도정보를 모니터링 할 수 있는 PC를 포함하여 구성된다.According to the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus and method according to the invention for this purpose, is provided with at least one or more in the cabin of the railroad car, and measures the properties of each property such as temperature, pressure, air flow, harmful gas in the cabin, A component type sensor assembly for selectively amplifying or filtering an input measurement signal and outputting the same, an interface unit for converting a detected weak voltage frequency into a recognizable signal level while maintaining operating conditions of the component type sensor assembly, and the interface An A / D converter that converts the analog voltage frequency passed through the unit into digital data that can be recognized by the computing device, and a data word that reads and converts the air conditioning environment information converted from the A / D converter into digital data again. Section; It is configured to include a PC capable of monitoring the temperature information in real time by receiving the air conditioning environment information converted by the data acquisition via a communication channel.

Description

철도차량용 공조 종합 성능 측정장치 및 방법 {The measuring equipment and method of HVAC (heating ventilatinh air-conditioning) performance for rolling stock} {The measuring equipment and method of HVAC (heating ventilatinh air-conditioning) performance for rolling stock}

본 발명은 철도차량의 객실내 공조 종합 성능을 측정하기 위한 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철도 차량의 객실내의 압력, 온도, 습도, 기류, 유해가스(이산화탄소)를 선택적으로 또는 동시에 측정하여 각각의 측정값을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for measuring the overall air-conditioning performance of a railway vehicle, and more particularly, by selectively or simultaneously measuring the pressure, temperature, humidity, airflow, harmful gas (carbon dioxide) in the cabin of the railway vehicle, respectively. The present invention relates to an air conditioner comprehensive performance measurement apparatus and method capable of real-time monitoring of the measured values.

공지의 예로, 철도차량의 객실내에서 승객이 느끼는 쾌적지수는 몇 개의 요인들에 의해서 결정된다.As a known example, the comfort index a passenger feels in the cabin of a railroad car is determined by several factors.

이 요인들의 상관관계를 분석하여 적절한 공조시스템을 설계하는 것은 설계자의 당연한 의무이고, 서비스를 제공하는 철도사업자 측에서는 서비스의 부가가치를 높이기 위하여 항시 상기 요인들을 분석하고 더 나은 시스템을 개발하기에 총력을 기울이게 된다.It is the designer's duty to analyze the correlation between these factors and to design an appropriate air conditioning system, and the railway companies that provide the service should always devote their full efforts to analyzing these factors and developing better systems in order to increase the added value of the service. do.

이러한 이유로 철도사업자 측에서는 승객의 쾌적 온도와, 특히 그들이 장시간 앉아 있게 되는 객실내에서의 영향은 기류속도에 의해 영향을 받는다.For this reason, on the railroad side, passengers' comfort temperatures and, in particular, their influence in cabins where they sit for long periods of time, are affected by the airflow speed.

너무 많은 공기의 습도는 피부에서 습기 증발율을 높여 병이 발생할 수 있고, 너무 낮은 온도에서는 승객은 추위를 느끼게 된다.Too much air humidity can increase the evaporation rate of moisture in the skin, which can cause illness, and at too low temperatures passengers will feel cold.

또한, 머리와 다리 사이의 온도 차이 역시 고려의 대상이 되어야 하고, 결국, 쾌적한 느낌을 유지하기 위해서는 온도 차가 최소가 될 수 있도록 유지할 필요가 있음은 당연하다.In addition, the temperature difference between the head and the leg should also be taken into consideration, after all, in order to maintain a pleasant feeling, it is necessary to keep the temperature difference to a minimum.

또한, 열차가 고속으로 주행하는 경우 승객은 객실의 압력과 외부의 압력차로 인한 귀의 이명감 등을 느끼게 될 것이고, 밀폐된 객실의 실내는 승객들이 내뿜는 유해가스에 의해서 멀미 등이 일어나는 문제점이 발생하였다.In addition, when the train runs at high speed, passengers may feel ear tinnitus due to pressure in the cabin and external pressure difference, and the interior of the closed cabin has a problem such as motion sickness caused by harmful gases emitted by the passengers. .

한편, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 다양한 공조시스템이 개발되었으나, 이 보다도 더 선행되어야 하는 것은 객실내의 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 파악해야만 가장 알맞은 상태로 객실내의 공조시스템을 운영할 수 있다.On the other hand, various air conditioning systems have been developed to solve these problems, but it is necessary to prioritize the air conditioning system in the cabin in the most appropriate state only by understanding the characteristics of each property such as temperature, pressure, air flow, and harmful gas in the cabin. Can operate.

그러나, 일반 현장에서 사용되고 있는 컴포넌트형 센서 어셈블리는 각각의 데이터만을 측정한 후 개개의 측정값을 추출하여 상호 비교하였다.However, the component type sensor assembly used in general field was measured only after each data and the individual measurement values were extracted and compared.

따라서, 상호 비교된 측정값을 기준이 되는 기준값에 대응시켜 기준값에 벗어난 측정데이터만큼 보정하여 공조시스템을 작동하여야 하는 불편함이 발생되었다.Therefore, the inconvenience of having to operate the air conditioning system by correcting the measured data that are out of the reference value corresponding to the reference value as a reference value compared with each other.

본 발명은 상술한 컴포넌트형 센서 어셈블리의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 철도차량의 객실내 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 정확하게 측정할 수 있는 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치 및 방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the above-described component-type sensor assembly, an object of the present invention is to provide a railroad vehicle that can accurately measure the physical properties of each of the railroad car temperature, pressure, air flow, harmful gas, etc. To provide a vehicle air conditioning overall performance measurement apparatus and method.

하나의 바람직한 실시 양태에 있어서, 본 발명에 따른 냉난방 온도 분포 측정장치는 전술한 문제를 모두 해소하고, 측정된 객실 내의 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 동시에 또는 개별적으로 그래픽화하여 직독할 수 있도록 한다.In one preferred embodiment, the heating and cooling temperature distribution measuring device according to the present invention solves all of the above-described problems, and simultaneously or separately graphically displays the physical properties of each of the measured temperature, pressure, air flow, harmful gas, etc. in the measured cabin. To be read directly.

또한, 본 발명의 철도차량용 공조 종합 성능 측정방법에 있어서는, 고가의 측정장비를 포터블화, 단순화하여 손쉽게 측정을 할 수 있도록 한다.In addition, in the air conditioner comprehensive performance measurement method of the present invention, it is possible to portable and simplify the expensive measurement equipment to easily measure.

따라서, 본 발명의 목적은 철도차량의 객실내 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 동시에 또는 개별적으로 측정할 수 있으며, 그 값들을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 측정방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a measuring method capable of simultaneously or individually measuring the respective physical characteristics of the cabin vehicle temperature, pressure, air flow, harmful gases, etc., and monitoring the values in real time. have.

본 발명의 또 다른 목적 및 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다. Still other objects and effects of the present invention will become apparent from the following detailed description.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치는 철도차량의 객실내에 적어도 하나 이상으로 마련되고, 객실내 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 측정하며, 입력된 측정 신호를 선택적으로 증폭하거나 필터링 한 후 출력하는 컴포넌트형 센서 어셈블리, 상기 컴포넌트형 센서 어셈블리의 작동조건을 유지하면서 감지된 미약한 전압주파수를 인식가능한 신호 레벨로 변환시켜주는 인터페이스유닛, 상기 인터페이스유닛을 통과한 아날로그 전압주파수를 연산장치에서 인식할 수 있는 디지탈 데이터로 변환하는 A/D컨버터, 상기 A/D컨버터에서 디지탈 데이터로 변환된 공조환경정보를 다시 변환하여 직독할 수 있도록 하는 데이터어퀴지션과; 상기 데이터어퀴지션에 의해 변환된 공조환경정보를 통신채널에 의해 전송받아 실시간으로 온도정보를 모니터링 할 수 있는 PC를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Comprehensive air conditioner performance measurement apparatus for a railway vehicle according to the present invention for achieving the above object is provided with at least one in the cabin of the railway vehicle, and measures the properties of each of the characteristics such as temperature, pressure, air flow, harmful gas in the cabin A component type sensor assembly for selectively amplifying or filtering an input measurement signal and outputting the same, and an interface unit for converting the detected weak voltage frequency into a recognizable signal level while maintaining operating conditions of the component type sensor assembly; A / D converter that converts the analog voltage frequency passed through the interface unit into digital data that can be recognized by the operation unit, and data that enables direct conversion by directly converting the air conditioning environment information converted from the A / D converter into digital data. Acquisition; The air conditioning environment information converted by the data acquisition is received by a communication channel, characterized in that it comprises a PC that can monitor the temperature information in real time.

또한, 상기 컴포넌트형 센서 어셈블리는 적어도 하나 이상으로 마련되는 온도센서, 압력센서, 기류속도감지센서, 습도센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the component type sensor assembly is characterized by consisting of at least one temperature sensor, pressure sensor, airflow speed sensor, humidity sensor.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 먼저, 도 1은 센서를 효과적으로 사용하여 응용하는 시스템을 구성하기 위한 기본적인 절차를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치에 적용되는 구체적인 구성 블럭도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치를 이용하여 객실의 온도를 측정하는 것을 보인 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치의 절차 흐름도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치에 의하여 출력된 측정값을 나타낸 것이다.Hereinafter, one preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, Figure 1 shows the basic procedure for configuring a system using the sensor effectively, Figure 2 shows a specific block diagram applied to the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus for a railway vehicle according to the present invention, Figure 3 Figure 4 shows the measurement of the temperature of the cabin using the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus for a railroad vehicle according to the present invention, Figure 4 shows a flow chart of the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus for a railroad vehicle according to the present invention, Figure 5 It shows the measured value output by the air conditioning comprehensive performance measurement apparatus for a railway vehicle according to the invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치는 철도차량의 객실내에 적어도 하나 이상으로 마련되고, 객실내 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 측정하며, 입력된 측정 신호를 선택적으로 증폭하거나 필터링한 후 출력하는 컴포넌트형 센서 어셈블리(10), 상기 컴포넌트형 센서 어셈블리(10)의 작동조건을 유지하면서 감지된 미약한 전압주파수를 인식가능한 신호 레벨로 변환시켜주는 인터페이스유닛(20), 상기 인터페이스유닛 (20)을 통과한 아날로그 전압주파수를 연산장치에서 인식할 수 있는 디지탈 데이터로 변환하는 A/D컨버터(30), 상기 A/D컨버터(30)에서 디지탈 데이터로 변환된 공조환경정보를 다시 변환하여 직독할 수 있도록 하는 데이터어퀴지션과; 상기 데이터어퀴지션에 의해 변환된 공조환경정보를 통신채널에 의해 전송받아 실시간으로 온도정보를 모니터링 할 수 있는 PC를 포함한다.1 to 3, the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus for a railroad vehicle according to the present invention is provided with at least one or more in the cabin of the railroad car, each of the physical properties of the cabin temperature, pressure, air flow, harmful gas, etc. A component type sensor assembly 10 which measures and selectively amplifies or filters the input measurement signal and outputs the signal level, and a signal level capable of recognizing a weak voltage frequency detected while maintaining operating conditions of the component type sensor assembly 10. Interface unit 20 for converting the data into analog data, the A / D converter 30 for converting the analog voltage frequency passed through the interface unit 20 into digital data that can be recognized by the computing device, and the A / D converter 30. A data acquisition for converting the air-conditioning environment information converted into digital data again) and reading the data directly; And a PC capable of monitoring temperature information in real time by receiving the air conditioning environment information converted by the data acquisition through a communication channel.

통상적으로 센서를 효과적으로 사용하여 응용하는 시스템을 구성하기 위한 기본적인 형태는 도 1에서 구체적으로 도시한 바와 같이, 측정하고자 하는 대상에 따라 센서를 선정하여 정보를 추출하고, 추출된 정보를 높은 정도와 빠른 속도로 변환하기 위하여 전기 신호로 변환하고, 미약한 정보는 증폭하고, 잡음을 제거하고, 필요할 경우 멀리 떨어진 곳에 통신채널을 이용하여 전송하여 기록하거나 데이터를 기억장치에 기억시키고 표시하는 기술들이 적용된다. 또한, 대상을 제어하기 위해서는 제어에 관한 기술이 부가되어 관측자 혹은 엑츄에이터에서 대상으로 귀환 (Feedback)되는 기술도 필요하다.In general, the basic form for configuring a system that effectively uses the sensor is to extract information by selecting the sensor in accordance with the object to be measured, as shown in detail in FIG. Techniques for converting into electrical signals to convert to speed, amplifying weak information, removing noise and, if necessary, transmitting and recording data using remote communication channels or storing and displaying data in memory . In addition, in order to control an object, a technology related to control is added, and a technology of feeding back to an object from an observer or an actuator is also required.

따라서, 전술한 기본적인 센서 시스템을 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치에 적용하기 위하여는 위 센서 시스템을 객실내 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 측정하며, 입력된 측정 신호를 증폭하거나 필터링 한 후 출력하는 컴포넌트형 센서 어셈블리(10)로 대체한다.Therefore, in order to apply the above-mentioned basic sensor system to the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus according to the present invention, the above sensor system measures the physical properties of each room such as temperature, pressure, air flow, harmful gas, etc. Substitute the component type sensor assembly 10 which amplifies or filters the measured signal and outputs it.

본 발명에 적용되는 물성적 특성이란 철도차량의 객실내 온도분포, 압력, 기류, 유해가스를 측정한 측정값을 의미한다.Physical properties applied to the present invention means a measured value of measuring the temperature distribution, pressure, air flow, harmful gas in the cabin of a railway vehicle.

이러한 각각의 측정값은 다양한 센서에 의해 감지되는데, 본 발명에 적용되는 컴포넌트형 센서 어셈블리(10)는 온도센서(12), 압력센서(14), 기류속도감지센서(16), 습도센서(18)로 이루어 진다.Each of these measurements is detected by a variety of sensors, component type sensor assembly 10 applied to the present invention is a temperature sensor 12, pressure sensor 14, airflow speed sensor 16, humidity sensor 18 )

먼저, 본 발명에 적용되는 온도센서(12)의 주요사양은 K-TYPE의 열전대 (thermocouples)로 그 측정범위는 -200~1200도, 저항체의 금속은 +극 Ni, Cr, -극 Ni, Al으로 마련된다.First, the main specifications of the temperature sensor 12 applied to the present invention are K-TYPE thermocouples (thermocouples), the measuring range of -200 ~ 1200 degrees, the metal of the resistor + pole Ni, Cr,-pole Ni, Al Is prepared.

이렇게, K-TYPE의 열전대를 사용하는 이유는 645℃ 이상에서 운전 가능하고, 그 내구성이 매우 강하며, 온도 변화에 굉장히 빨리 대응한다는 장점이 발생하기 때문이다.Thus, the reason for using the K-TYPE thermocouple is because it can operate at 645 ℃ or more, its durability is very strong, and responds to temperature changes very quickly.

위와 같은 장점을 지닌 온도센서(12)는 철도차량의 객실내에 적어도 하나 이상으로 마련되고, 객실의 수직 및 수평 온도정보를 감지한다. 또한, 온도분포의 측정을 위하여 마련된 수직위치는 좌석에 승객이 앉은 상태에서 가슴 높이에 위치시키고, 수평위치는 객실의 중앙통로의 중간에 설치한다.The temperature sensor 12 having the above advantages is provided in at least one or more cabins of the railroad car, and detects the vertical and horizontal temperature information of the cabin. In addition, the vertical position provided for the measurement of the temperature distribution is located at the height of the chest while the passenger is sitting in the seat, the horizontal position is installed in the middle of the center passage of the cabin.

한편, 열전대로 얻어지는 전압은 미세하다. 예를 들어, 본 발명에 적용되는 K-TYPE도 100도에서 4.095mV의 전압 밖에 얻을 수 없다. 그러나 이에 반하여 저임피던스이므로 유도 노이즈가 작다는 이점이 있다.On the other hand, the voltage obtained by a thermocouple is fine. For example, the K-TYPE applied to the present invention can only obtain a voltage of 4.095 mV at 100 degrees. On the other hand, the low impedance has the advantage that the induced noise is small.

따라서, 온도센서(12)와 일체로 마련되는 증폭기(미도시)는 그다지 예민하지 않아도 되고, 다만 선택시 유의할 점은 오프셋 드리프트가 적은 증폭기를 사용해야 하는데 일반적으로 1㎶/℃ 이상의 정밀도를 지닌 고정밀도 제품을 선택해서 사용한다. Therefore, the amplifier (not shown) integrally provided with the temperature sensor 12 does not need to be very sensitive, but it should be noted that an amplifier with a small offset drift should be used. Select and use the product.

증폭기는 온도센서(12)의 작동조건을 유지하고, 출력신호를 전압신호로 변환하여 증폭(온도센서(12)의 작은 ㎷신호를 OP엠프에 의해 DC 5V로 증폭한다)하여 소비전력의 최소화를 도모한다. 그리고 잊지 말 것은 입력측에 필터(Low Pass Filter)를 사용하는 점도 고려해야 한다.The amplifier maintains the operating conditions of the temperature sensor 12, converts the output signal into a voltage signal and amplifies (amplifies the small shock signal of the temperature sensor 12 to DC 5V by the OP amplifier) to minimize the power consumption. Promote. And don't forget to consider the use of a low pass filter on the input side.

이러한, 필터는 입력된 전압주파수 성분중 원하는 전압주파수만 통과시키고 나머지는 감쇄시켜 버리는 저주파여파기(미도시)가 적용된다.Such a filter is applied with a low frequency filter (not shown) which passes only a desired voltage frequency among input voltage frequency components and attenuates the rest.

저주파여파기는 주로 고주파 잡신호를 걸러내어 저주파의 필요한 신호만을 골라낼 때 많이 사용되는 필터의 구조로 전원단에서 저주파 리플(ripple)을 제거하기 위한 용도 및 고주파 제거, 고조파 억제와 각종 검파등 전분야에 걸쳐 고루 사용되는 필터 형태이고, 본 발명에서는 4Hz의 저주파 신호만 통과하도록 구성한다.Low frequency filter is a filter structure that is mainly used to filter out low frequency ripples by filtering out high frequency miscellaneous signals. It is a filter form that is used evenly throughout, and in the present invention is configured to pass only a low frequency signal of 4Hz.

압력센서(14)는 객차내의 압력을 감지하여, 고속으로 주행하는 철도차량의 승객이 급작스런 압력변화, 예를 들면 터널을 통과하는 경우 승객이 느끼는 이명감등 신체적 반응을 최소화하기 위하여 마련되는 것으로, 그 기계적 사양은 작동 범위 비율 80-150Kpa, 해상도 10Pa, 공차 ±50Pa, 샘플링 비율은 5kS/s로 적용한다.The pressure sensor 14 senses the pressure in the passenger car, and is provided to minimize physical reactions such as a sense of tinnitus that the passenger feels when a passenger of a railroad vehicle traveling at a high speed suddenly changes in pressure, for example, when passing through a tunnel. Its mechanical specifications apply an operating range ratio of 80-150Kpa, a resolution of 10Pa, a tolerance of ± 50Pa, and a sampling rate of 5kS / s.

이러한 압력센서(14)는 객실에 마련됨이 바람직하고, 마련되는 위치는 승객이 좌석에 앉은 자세에서 가슴부위에 위치한다.The pressure sensor 14 is preferably provided in the cabin, the position is provided is located on the chest in the passenger sitting position.

또한, 압력센서(14) 역시 미세한 전압주파수(3-30mV)로 상당히 작은 값의 전압이 출력되므로, 상기 증폭기를 압력센서(14)와 일체로 마련함을 특징으로 한다. 다만, 온도센서(12)에 적용되는 저주파여파기는 마련되지 않는다.In addition, the pressure sensor 14 is also characterized in that the voltage is output at a very small voltage frequency (3-30mV), so that the amplifier is integrally provided with the pressure sensor (14). However, the low frequency filter applied to the temperature sensor 12 is not provided.

한편, 압력센서(14)에서 나오는 출력값이 어떻게 나오는지를 확인한 후 후술하는 인터페이스유닛(20)의 입력 레인지를 정해서 사용해야 한다. 예를 들면, 압력센서(14)의 경우 3-24V정도의 전원을 공급해야 하고, 출력값이 3-30mV로 상당히 작은 값의 전압이 나오므로, 곧바로 A/D컨버터(30)와 접속하여서는 측정할 수 없다.On the other hand, after checking how the output value from the pressure sensor 14 comes out, the input range of the interface unit 20 to be described later should be used. For example, in the case of the pressure sensor 14, a power supply of about 3-24V should be supplied, and the output value is 3-30 mV, and a very small voltage is generated. Therefore, the pressure sensor 14 should be connected directly to the A / D converter 30 to measure. Can't.

이런 경우에 압력센서(10)의 출력을 1,000배 정도 증폭이 가능한 고정밀도 엠플리파이어(미도시)가 포함된 인페이스유닛(20)을 설치한다.In this case, an in-face unit 20 including a high precision amplifier (not shown) capable of amplifying the output of the pressure sensor 10 by about 1,000 times is installed.

기류속도감지센서(16)는 냉, 난방 양쪽 모두의 요구에 부응하기 위해 공기의 혼합과 순환을 용이하게 하는 적당한 세기의 공기를 높은 속도로 주입하여야 한다. 물론, 최종적인 공기의 세기는 송풍 또는 환풍기에 의해서 결정되나 송풍 또는 환풍기에 의한 공기의 속도를 제어하기 위해서는 먼저, 공기의 속도를 정확히 측정해야한다.The airflow velocity sensor 16 must inject air of moderate intensity to facilitate the mixing and circulation of air to meet the needs of both cooling and heating at high speeds. Of course, the final air strength is determined by the blower or the blower, but in order to control the speed of the air by the blower or the blower, first, the air speed must be accurately measured.

본 발명에 적용되는 기류속도감지센서(16)의 사양은 그 작동범위가 0~20m/s, 분해능 0.01m/s(0-10m/s), 작동온도 -10~70℃이다.The specification of the airflow speed sensor 16 applied to the present invention has an operating range of 0 to 20 m / s, a resolution of 0.01 m / s (0 to 10 m / s), and an operating temperature of -10 to 70 ° C.

동작원리는 브리지 회로(Bridge Circurity)를 이용한 온도유지 풍속계를 이용한다.Principle of operation is using a temperature-keeping anemometer using bridge circuit.

이것은, 4개의 임피던스를 마름모 꼴로 접속하고, 대응하는 코너를 전원 분기와 검출기 분기로 브리지한 회로이며, 브리지가 평형되면 검출기 분기에는 전류가 흐르지 않는다. This is a circuit in which four impedances are connected in a lozenge, and the corresponding corners are bridged to a power supply branch and a detector branch. When the bridge is balanced, no current flows through the detector branch.

출력은 전압신호로 발생()하고, G는 게이지 요소 또는 게이지 변형값으로 출력과 비례한다. 가전력 E는 직류전원(일반적으로 18~24V)이고, 그리고 전력원 반송부에 있는 드로핑 저항을 이용해서, 출력 전류를 교정된 선형 직류 DC 0~5V와 혹은 DC 4~20mA 신호을 얻는 과정을 거치게 되면서 출력전압으로 전환한다.Output is generated by voltage signal And G is the gauge element or gauge strain and is proportional to the output. The applied power E is a DC power supply (typically 18 to 24V), and using the dropping resistor in the power supply carrier, the output current is calibrated to obtain a linear DC DC 0-5V or a DC 4-20mA signal. Go through the output voltage.

이렇게, 출력된 출력전압은 역시 후술하는 인터페이스유닛(20)과 연결되어 기류정보를 전송한다.In this way, the output voltage is also connected to the interface unit 20 which will be described later to transmit the airflow information.

가스센서(18)는 기체 중에 혼재돼 있는 특정의 기체를 검지해서, 그것을 적당한 전기신호로 변환하는 장치로 그 설치 목적은 위험가스에 의한 사고를 미연에 방지하고, 배기 가스 성분을 검지한다.The gas sensor 18 is a device that detects a specific gas mixed in the gas and converts it into an appropriate electric signal. The purpose of the installation is to prevent an accident due to a dangerous gas and detect exhaust gas components.

본 발명에 적용되는 가스센서(18)는 고체 전해질식 가스센서로 고체상태의 절연체 중에는 높은 온도에서 이온의 이동에 따른 도전성을 보이는 것으로, 이온전도체라 칭하기도 하고, 응답특성의 안정화를 위해 지르코니아(YSZ) 전해질을 사용한다. The gas sensor 18 applied to the present invention is a solid electrolyte type gas sensor, which exhibits conductivity due to the movement of ions at a high temperature in an insulator in a solid state, which is also referred to as an ion conductor, and is referred to as a zirconia for stabilizing response characteristics. YSZ) electrolyte.

산소분압이 높은 쪽이 양극, 낮은 쪽이 음극이다.  The higher oxygen partial pressure is the positive electrode and the lower one is the negative electrode.

간의 차에 의한 기전력은 이다. The electromotive force by the difference between to be.

여기서, R: 기체상수, T: 절대온도, F: 패러데이상수Where R: gas constant, T: absolute temperature, F: Faraday constant

이 기전력 E를 직류전원(일반적으로 18~24V)이고, 그리고 전력원 반송부에 있는 드로핑 저항을 이용해서, 출력 전류를 교정된 선형 직류 DC 0~5V와 혹은 DC 4~20mA 신호을 얻는 과정을 거치게 되면서 출력전압으로 전환한다.This electromotive force E is a DC power supply (generally 18 to 24V), and using the dropping resistor in the power supply carrier, the output current is calibrated to obtain a linear DC DC 0-5V or DC 4-20mA signal. As it goes through, it switches to the output voltage.

위와 같이, 출력된 출력전압은 후술하는 인터페이스유닛(20)과 연결되어 가스정보를 전송한다.As described above, the output voltage is connected to the interface unit 20 to be described later to transmit the gas information.

습도센서(19)는 철도차량의 객실중에 존재하는 수증기의 양 또는 비율을 표시하는 지표로 본 발명에 적용되는 습도지표는 상대습도(RH)이다. 그 사양은 측정범위 -50~150℃, 0~100RH, 분해능은 ±0.15℃로, 본 발명에 적용되는 습도센서(19)는 농담 전지형 습도센서로서 이것은 프로톤 전도성의 고체 전해질 세라믹스를 격벽으로 하고 측정 셀을 구성하면 격벽 양측의 수증기 압력 및 산소분압 에 따른 네른스트 기전력을 일으킨다.The humidity sensor 19 is an indicator indicating the amount or proportion of water vapor present in the cabin of a railway vehicle. The humidity indicator applied to the present invention is a relative humidity (RH). Its specifications are measuring range -50 ~ 150 ℃, 0 ~ 100RH, resolution is ± 0.15 ℃, and the humidity sensor 19 applied to the present invention is a light battery type humidity sensor, which is based on proton conductive solid electrolyte ceramics. When the measuring cell is configured, the water vapor pressure on both sides of the partition wall And oxygen partial pressure To generate the Nernst electromotive force.

기전력 Electromotive force

여기서, R: 기체 상수, T: 온도(K), K: 패러데이 상수  Where R: gas constant, T: temperature (K), K: Faraday constant

역시, 이 기전력 E를 직류전원(일반적으로 18~24V)이고, 그리고 전력원 반송부에 있는 드로핑 저항을 이용해서, 출력 전류를 교정된 선형 직류 DC 0~5V와 혹은 DC 4~20mA 신호을 얻는 과정을 거치게 된다.Again, this electromotive force E is a direct current power source (typically 18 to 24 volts), and using the dropping resistor in the power supply carrier, the output current is calibrated to obtain a linear direct current DC 0-5V or a DC 4-20mA signal. You will go through the process.

계속하여, 인터페이스유닛(20)은 상기 온도센서(12)에 의해 감지된 전압주파수를 인식가능한 신호 레벨로 변환시켜주는 역할을 한다.Subsequently, the interface unit 20 serves to convert the voltage frequency detected by the temperature sensor 12 into a recognizable signal level.

이것은, 객실 내에 장착된 컴포넌트형 센서 어셈블리(10)의 ㎷를 입력으로 하여 증폭, 선형화부 보정을 거쳐 DC 출력신호로 변환하는 기능을 수행한다.This is a function of converting the DC output signal through the amplification and linearization unit by using the input of the component type sensor assembly 10 mounted in the cabin as an input.

출력전압으로 변환된 위 컴포넌트형 센서 어셈블리(10)의 공조환경정보는 다시 연산장치에서 인식할 수 있는 디지탈 데이터로 변환하는 A/D컨버터(30)로 전송된다.The air conditioning environment information of the component type sensor assembly 10 converted to an output voltage is transmitted to the A / D converter 30 which converts the data into digital data recognizable by the computing device.

본 발명에서는 후술하는 데이터어퀴지션(40)으로 처리하므로 디지털 신호의 출력이 요구되어, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기술(A/D변환기술)이 적용된다.In the present invention, processing by the data acquisition 40, which will be described later, requires the output of a digital signal, and a technique for converting an analog signal into a digital signal (A / D conversion technology) is applied.

한편, 연속적인 양인 아날로그 신호를 불연속적인 양인 디지털 신호로 변환하는 경우에 양자화 기술과 2진수인가 BCD(2진화 10진수)인가, 또는 몇 비트(bit)로 변환하는가, 변환할 때 정밀도를 어느 정도로 하는가, 변환시간과 변환방식에 따라 적용되는 기술이 다르므로 출력신호의 사용 목적에 따라 적절한 기술을 선택한다.On the other hand, when converting a continuous analog signal into a discrete digital signal, quantization technique, binary number, BCD (binary decimal number), or how many bits are converted to, to what extent precision Since the technology applied depends on the conversion time and the conversion method, an appropriate technology is selected according to the purpose of the output signal.

따라서, 본 발명에서는 위와 같은 조건들을 만족시키기 위하여 분해능 16비트(bit), 16채널(channel), 채널수(Channel Nomber) 16채널(ch), 샘플링 비율 (Sampling rate)은 50Ks/S의 특성을 갖는 A/D컨버터(30)가 적용된다.Therefore, in the present invention, in order to satisfy the above conditions, the resolution of 16 bits, 16 channels, 16 channels of channels (ch), sampling rate is 50Ks / S. A / D converter 30 having is applied.

이것은, A/D컨버터(30)에 5V의 전압을 입력했을 때, 5V의 신호는 아날로그 값으로, 이 5V의 아날로그 값을 16bit의 분해능을 갖는 A/D컨버터(30)로 읽었을 때, 이 A/D컨버터(30)의 경우는 5V 전압을 2의 16승값인 65,536개로 쪼개어 판독하며, 1초에 10만번 데이터를 판독해낼 수 있는 능력을 가지게 된다.This is when the voltage of 5V is input to the A / D converter 30, the 5V signal is an analog value, and when this analog value of 5V is read by the A / D converter 30 having a 16-bit resolution, this A In the case of the / D converter 30, the 5V voltage is divided into 65,536, which is a power of 16, and is read out, and the data is read out 100,000 times per second.

이 65,536이란 디지털값을 전압으로 다시 변환하여, 최종적으로 PC(50)의 디스플레이상에 표시하여 온도값으로 직독할 수 있게 된다.This 65,536 digital value is converted back to a voltage, and finally displayed on the display of the PC 50, so that the temperature value can be directly read.

나아가, 연속적인 아날로그신호를 디지털로 변환할 때 샘플링 처리를 하는데 전압을 디지털화 하기 위해서는 파형의 진폭값을 주기적으로 추출하여 그 크기를 이진 부호로 바꾸어야 하고, 신호파형의 주파수보다 최소한 2배의 높은(빠른) 주파수로 샘플링 한다.Furthermore, when converting a continuous analog signal to digital, sampling processing is performed. In order to digitize the voltage, it is necessary to periodically extract the amplitude value of the waveform and change its magnitude to a binary code, and at least two times higher than the frequency of the signal waveform ( Sampling at a faster frequency.

이러한 샘플링은 짧은 시간에 많은 데이터를 얻어야 분석이 가능하기 때문에, 이에 부응하기 위하여 본 발명에서는 초당 50,000번으로 샘플을 추출하여 그 샘플링 비율이 높아 당연히 데이터 량은 많고, 압력정보값은 더욱 정밀하게 표시될 수 있다.In order to cope with this problem, in the present invention, the sampling rate is extracted 50,000 times per second, and the sampling rate is high. Therefore, the amount of data is large, and the pressure information value is displayed more precisely. Can be.

이렇게, A/D컨버터(30)에 의해서 아날로그 신호를 데이터어퀴지션(40)상에서 인식할 수 있는 디지탈 데이터로 변환된 공조환경정보는 적절한 공식으로 가공한 후 판독 가능한 값으로 변환시켜 직독할 수 있는 데이터어퀴지션(40)으로 전송된다.In this way, the air conditioning environment information converted by the A / D converter 30 into digital data recognizable on the data acquisition 40 can be directly read by converting it into a readable value after processing with an appropriate formula. It is sent to the data acquisition 40.

데이터어퀴지션(Data Acquisition System, DAQ)(40)은 통상적으로 사용하는 디스플레이부가 장착된 일반 PC(50)와 상호 통신하여 PC(50)를 근간으로 하는 원거리의 물리적 상황을 감시(Monitor)하며, 컴포넌트형 센서 어셈블리(10)의 출력 레인지가 어떠한지 확인한 후 데이터를 수집하고 분석하여 직접 제어(Control)할 수 있도록 한다.The Data Acquisition System (DAQ) 40 communicates with a general PC 50 equipped with a display unit that is commonly used to monitor a physical condition of a long distance based on the PC 50. After checking the output range of the component type sensor assembly 10, data can be collected, analyzed and directly controlled.

이러한 데이터어퀴지션(40)은, A/D컨버터(30)에 의해 디지털 데이터로 변환된 온도정보를 PC(50)에 전송하는 통신장치를 마련하게 되는데, 본 발명에서는 미국의 EIA(미국전기공업협회:Electronic Industries Association)에 의해 규격화된 직렬통신의 세계적인 표준 규격으로 정확하게는 EIA-RS232C 규격이라 부르며, 그 규격내에서는 대체적인 전기적/기계적 특성과 인터페이스 회로의 기능 등이 정의되고 있는 RS232가 적용된다. The data acquisition 40 is to provide a communication device for transmitting the temperature information converted to digital data by the A / D converter 30 to the PC 50, in the present invention, the US EIA (US Electric Industries, Ltd.) The international standard for serial communication, standardized by the Electronic Industries Association, is called the EIA-RS232C standard, where RS232, which defines alternative electrical and mechanical characteristics and the function of the interface circuit, is applied. .

또한, 통상적으로는 데이터어퀴지션(40) 내에 A/D컨버터(30), D/A컨버터, Digitial I/O 등이 내장되어 있어 이를 이용하여 외부 신호를 전송받는다.In addition, the A / D converter 30, the D / A converter, the Digitial I / O, and the like are typically built in the data acquisition 40 to receive an external signal using the same.

이렇게 전송받은 압력정보는 다시 PC(CPU 1.0GHz, Memory 1.0GB, Channel No 16ch, 윈도우 환경에 적합한 데이터어퀴지션이 프로그래밍된 데이터프로세싱소프트웨어, 컴포넌트형 센서 어셈블리(10)를 직접 연결하여 PC(50) 자체적으로 인식할 수 포트)(50)에서 데이터어퀴지션 프로그래밍된 소프트웨어에 의해 그래픽화되어 디스플레이된다.The received pressure information is directly connected to the PC (CPU 1.0GHz, Memory 1.0GB, Channel No 16ch, data processing software programmed with data acquisition suitable for the Windows environment, and the component type sensor assembly 10). The self-recognized port 50 is graphically displayed by the data acquisition programmed software and displayed.

이때, 본 발명에 적용된 PC(50)에는 소프트프로그램화된 데이터어퀴지션 소프트웨어는 일반적인 프로그래밍 환경인 비주얼C++, 비주얼BASIC, 델파이 등에서도 전용 드라이버 없이 바로 프로그래밍이 가능하다.In this case, the data acquisition software soft-programmed in the PC 50 applied to the present invention can be programmed directly without a dedicated driver even in a general programming environment such as Visual C ++, Visual BASIC, Delphi, and the like.

그리고, 위와 같은 스마트한 장치와 고속 처리능력으로 사용자가 측정, 제어하고자 하는 어느 현장에나 간단히 취부하여 사용이 가능하며, PC(50)를 이용한 간단한 프로그래밍 소프트웨어로 누구나 데이터 수집/제어 솔루션을 구축할 수 있도록 한다.In addition, the above-mentioned smart devices and high-speed processing capability can be easily mounted and used at any site that a user wants to measure and control, and anyone can build a data acquisition / control solution using simple programming software using a PC (50). Make sure

다음에는 이러한 철도차량 객실내 공조 종합 측정방법과 이에 따른 효과를 도 4 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.Next, such a method for comprehensive measurement of air conditioning in a cabin of a railway vehicle and its effects will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 5.

먼저, 본 발명에 따른 철도차량 객실내 공조 종합 측정방법은 철도차량의 객실내에 설치되어 다양한 객실의 환경조건을 감지하는 공조측정단계(S100)와; 상기 공조측정단계(S100)에서 입력된 아날로그 압력정보 신호를 증폭하고, 원하는 대역만 출력하는 신호변환단계(S200)와; 상기 신호변환단계(S200)에서 출력된 아날로그 온도정보를 입력받아 디지탈 데이터 정보로 변환한 후 출력하는 디지탈변환단계 (S300)와; 상기 디지탈변환단계(S300)에서 디지탈 신호로 변환된 데이터를 수집하고 분석하는 데이터어퀴지션단계(S400)와; 상기 데이터어퀴지션단계(S400)에 의해서 수집되고 분석된 측정값을 비교한 후 외부로 출력하여 디스플레이하는 출력단계 (S500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.First, the air conditioning comprehensive measurement method of the railroad vehicle cabin according to the present invention is installed in the cabin of the railroad vehicle air conditioning measuring step (S100) for detecting the environmental conditions of the various rooms; A signal conversion step (S200) of amplifying the analog pressure information signal input in the air conditioning measurement step (S100) and outputting only a desired band; A digital conversion step (S300) for receiving the analog temperature information output in the signal conversion step (S200) and converting the digital temperature information into output data; A data acquisition step (S400) of collecting and analyzing data converted into a digital signal in the digital conversion step (S300); And comparing the measured values collected and analyzed by the data acquisition step (S400), and then outputting them to the outside and displaying the output values (S500).

먼저, 공조측정단계(S100)는 철도차량의 객실 내에 설치되어 객실의 내부온도, 압력, 기류속도, 공기중의 유해가스, 상대습도를 감지하는 단계로, 위 구성에서도 설명한 바와같이 다양하게 구성된 센서에 의해 철도차량의 객실 내부의 주변 환경상태를 감지한다.First, the air conditioning measuring step (S100) is a step installed in the cabin of a railroad vehicle to detect the internal temperature, pressure, airflow speed, harmful gases in the air, relative humidity, and variously configured sensors as described in the above configuration. Detects the ambient conditions inside the cabin of railroad cars.

신호변환단계(S200)는 상기 공조측정단계(S100)에서 입력된 아날로그 센서신호를 증폭하고, 원하는 대역만 출력한다.Signal conversion step (S200) amplifies the analog sensor signal input in the air conditioning measurement step (S100), and outputs only the desired band.

일반적으로 공업분야에 사용되는 물리량을 전기적인 신호로 변환하는 방법은 여러 가지로 존재하게 되고, 이러한 전기신호는 크기가 너무 작거나 크고, 또는 비선형성을 포함하는 경우가 있어 필요한 전기상태로 신호처리를 하여야 한다. 예를 들어, 센서에 의해 입력된 전류를 전압으로 변환하게 되고, 본 발명은 이러한 신호변환을 이용한다.In general, there are various methods of converting physical quantities used in industrial fields into electrical signals, and these electrical signals may be too small or large in size, or may include nonlinearity, thereby processing the signals in a required electrical state. Should be For example, the current input by the sensor is converted into a voltage, and the present invention uses this signal conversion.

대표적인 예로, 본 발명의 센서에 모두 적용되는 증폭기(미도시)는 3V에서 24V의 직류 전압이 인가되고, 증폭비율은 입력 전압을 Vi , 출력전압을 Vo , 저항을 RA , 저항을 RB 로 하면 증폭된 출력 전압은 다음식으로 알 수 있다.As a representative example, an amplifier (not shown) applied to all the sensors of the present invention is applied with a DC voltage of 3V to 24V, and the amplification ratio is amplified when the input voltage is Vi, the output voltage is Vo, the resistance is RA, and the resistance is RB. The output voltage can be obtained from the following equation.

또한, 온도센서(12)에 적용되는 저주파여파기(미도시)는 전압주파수가 증폭기를 통과하기 전에 4Hz 이하의 저주파만을 사용할 수 있도록 저주파여파기를 통과하도록 한다.In addition, the low frequency filter (not shown) applied to the temperature sensor 12 allows the low frequency filter to pass through the low frequency filter so that only a low frequency of 4 Hz or less can be used before the voltage frequency passes through the amplifier.

그 이유는 저대역 주파수의 장거리 전송시 노이즈와 채터링의 발생으로 깨끗한 정보를 얻을 수가 없기 때문에 고주파신호를 같이 실어서 신호를 바꾸는 작업을 수행하게 되고, 수신측에서는 저주파여파기(Low Pass Filter)로 고주파는 거르고 깨끗한 저대역 주파수를 전송받을 수가 있기 때문이다.The reason for this is that noise cannot be obtained due to noise and chattering during long-distance transmission at low band frequency. Therefore, the high frequency signal is loaded together and the signal is changed. Is able to receive a filtered, clean low band frequency.

또한, 디지털 변조의 경우에는 상황에 따라 암호화(coding)라는 용어로 대치되기도 하는데, 이러한 고주파신호를 같이 실어서 신호를 바꾸는 작업을 변조라 하기도 한다.In addition, in the case of digital modulation, the term "coding" may be replaced depending on a situation. The operation of changing a signal by carrying such a high frequency signal may also be referred to as modulation.

디지탈변환단계(S300)에서는 출력된 아날로그 센서정보(저주파로 필터링된 전압주파수)를 입력받아 디지탈 데이터 센서정보로 변환한 후 출력한다.In the digital conversion step (S300), the output analog sensor information (low frequency filtered voltage frequency) is input, converted into digital data sensor information, and then output.

이것은, 상기 신호변환단계(S200)에서 아날로그 센서정보 신호를 증폭하였으면, 증폭된 아날로그 센서정보 신호를 직독할 수 있도록 변환하는데 필요한 과정으로 아날로그 물리량을 컴퓨터에서 인식할 수 있는 디지탈로 변환하는 방법을 말한다.If the amplified analog sensor information signal is amplified in the signal converting step (S200), this means a method for converting the amplified analog sensor information signal so that it can be directly read. .

예를 들어 이것은 압력을 측정할때, 16bit의 분해능을 갖는 A/D 변환을 하면 1,024단계로 표현 할 수 있다는 의미이며, 1,000g의 하중을 16bit로 변환하여 표현하면 1,000/1,024의 최소 표현능력(약 0.976g)으로 변환시킬 수 있는 능력을 의미한다.For example, this means that when measuring pressure, A / D conversion with a resolution of 16 bits can be expressed in 1,024 steps, and the minimum expression capability of 1,000 / 1,024 is expressed when converting a load of 1,000 g into 16 bits. About 0.976 g).

상기 디지탈변환단계(S300)에서 디지탈 신호로 변환된 데이터를 수집하고 분석하는 데이터어퀴지션단계(S400)는 가장 범용적인 시리얼통신인 RS232통신을 기반으로 PC(50)와 통신이 이루어지고, 상호 데이터 측정/제어가 이루어지게 최적화되어 있으며, 독립된 CPU를 내장하여 최상의 처리속도를 수행하고 있으며, 통신속도는 RS232통신의 최고속도인 115,200bps까지 스위치를 셋팅함에 따라 자유롭게 설정이 가능하다.The data acquisition step (S400) of collecting and analyzing the data converted into the digital signal in the digital conversion step (S300) is a communication with the PC 50 based on RS232 communication, the most common serial communication, mutual data It is optimized to measure / control, and has an independent CPU to perform the best processing speed. The communication speed can be set freely by setting the switch to 115,200bps, the highest speed of RS232 communication.

따라서, PC(50)에서는 별도의 소프트웨어로 온도정보 데이터를 수집/제어 솔루션을 구축할 수 있다.Therefore, the PC 50 may establish a solution for collecting / controlling temperature information data with separate software.

상기 데이터어퀴지션단계(S400)에 의해서 수집되고 분석된 측정값(공조환경정보)을 외부로 출력하는 디스플레이하는 출력단계(S500)는 RS232통신으로 전송된 신호를 PC(50)에서 수신하여 그 크기 및 변화를 음극선관(CRT)이나 액정(LCD)과 같은 디스플레이 장치를 통하여 사용자가 직독할 수 있도록 그래픽화되어 누구든지 쉽게 측정할 수 있다. 또한, PC(50)에서는 별도의 소프트웨어로 공조환경정보 데이터를 수집/제어 솔루션을 구축할 수도 있다.The output step (S500) of outputting the measurement value (air conditioning environment information) collected and analyzed by the data acquisition step (S400) to the outside (S500) receives a signal transmitted by RS232 communication from the PC 50 and the size And the change is graphicized so that the user can read it directly through a display device such as a cathode ray tube (CRT) or a liquid crystal (LCD) so that anyone can easily measure it. In addition, the PC 50 may establish a solution for collecting / controlling the air conditioning environment data using separate software.

즉, 상기 설명으로부터 명확해지듯이, 본 발명은 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치 및 방법을 제공하여, 열차의 객실의 공조환경을 정확하게 측정하여 그 측정 데이터에 의해서 최적의 공조환경 상태로 조절할 수 있어 승객에 대한 서비스 품질을 개선할 수 있다.That is, as will be apparent from the above description, the present invention provides an air conditioner comprehensive performance measuring apparatus and method, and accurately measures the air conditioning environment of a train cabin and adjusts the condition to an optimal air conditioning environment based on the measured data. Improve the quality of service for

본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 전술한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석해서는 안된다.This invention can be implemented in other various forms, without deviating from the mind or main characteristic. For this reason, the above-described embodiments are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly.

본 발명의 범위는 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것으로써, 명세서 본문에 의해서는 아무런 구속도 되지 않는다. 다시, 특허청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.The scope of the present invention is shown by the scope of the claims, and is not limited by the specification text. Again, all variations and modifications belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치 및 방법에 의하면, 철도차량의 객실내 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 동시에 또는 개별적으로 그래픽화하여 직독할 수 있도록 하고, 고가의 측정장비를 포터블화, 단순화하여 손쉽게 공조환경을 측정할 수 있도록 한다.As described in detail above, according to the present invention and the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus and method according to the present invention, by simultaneously or separately graphically characterizing the respective physical characteristics, such as temperature, pressure, air flow, harmful gas in the cabin of the railway vehicle Direct reading is possible, and expensive measuring equipment is portable and simplified to easily measure the air conditioning environment.

이로 인해, 신속히 측정된 물성적 특징을 기반으로 가장 안정적인 상태의 공조환경을 유지시켜 쾌적한 객실이 마련됨에 따라 승객에 대한 서비스 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다.As a result, it is possible to improve the quality of service for passengers by providing comfortable rooms by maintaining the most stable air-conditioning environment based on the quickly measured physical properties.

도 1은 센서를 효과적으로 사용하여 응용하는 시스템을 구성하기 위한 기본적인 절차를 나타낸 것이고,1 shows a basic procedure for configuring a system that uses the sensor effectively, and

도 2는 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치에 적용되는 구체적인 구성 블럭도를 나타낸 것이고,Figure 2 shows a specific block diagram applied to the air conditioning comprehensive performance measurement apparatus for a railway vehicle according to the present invention,

도 3은 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치를 이용하여 객실의 온도를 측정하는 것을 보인 것이고,Figure 3 shows that measuring the temperature of the cabin using the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus for a railway vehicle according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치의 절차 흐름도를 나타낸 것이고,4 is a flowchart illustrating a procedure of the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus for a railway vehicle according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치에 의하여 출력된 측정값을 나타낸 것이다.Figure 5 shows the measured value output by the air conditioning comprehensive performance measurement apparatus for a railway vehicle according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings

10: 컴포넌트형 센서 어셈블리 12: 온도센서10: component sensor assembly 12: temperature sensor

14: 압력센서 16: 기류속도감지센서14: pressure sensor 16: air velocity sensor

18: 가스센서 19: 습도센서18: gas sensor 19: humidity sensor

20: 인터페이스유닛 30: A/D컨버터20: Interface unit 30: A / D converter

40: 데이터어퀴지션 50: PC40: data acquisition 50: PC

Claims (7)

철도차량의 객실내 공조환경을 측정하는 측정장치에 있어서,In the measuring device for measuring the air-conditioning environment of the railway vehicle, 철도차량의 객실내에 적어도 하나 이상으로 마련되고, 객실내 온도, 압력, 기류, 유해가스 등 각각의 물성적 특징을 측정하며, 입력된 측정 신호를 선택적으로 증폭하거나 필터링 한 후 출력하는 컴포넌트형 센서 어셈블리, 상기 컴포넌트형 센서 어셈블리의 작동조건을 유지하면서 감지된 미약한 전압주파수를 인식가능한 신호 레벨로 변환시켜주는 인터페이스유닛, 상기 인터페이스유닛을 통과한 아날로그 전압주파수를 연산장치에서 인식할 수 있는 디지탈 데이터로 변환하는 A/D컨버터, 상기 A/D컨버터에서 디지탈 데이터로 변환된 공조환경정보를 다시 변환하여 직독할 수 있도록 하는 데이터어퀴지션과; 상기 데이터어퀴지션에 의해 변환된 공조환경정보를 통신채널에 의해 전송받아 실시간으로 온도정보를 모니터링 할 수 있는 PC를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치.It is provided with at least one in the cabin of a railway vehicle, and measures the respective physical characteristics such as temperature, pressure, airflow, harmful gas, etc. in the cabin, and selectively amplifies or filters the input measurement signal and outputs it after outputting it. And an interface unit for converting the detected weak voltage frequency into a recognizable signal level while maintaining the operating condition of the component type sensor assembly, and digital data recognizing the analog voltage frequency passing through the interface unit in a computing device. An A / D converter for converting and a data acquisition for directly reading the converted air conditioning environment information converted from the A / D converter into digital data; Comprehensive air conditioner performance measurement apparatus for a railway vehicle comprising a PC that can monitor the temperature information in real time by receiving the air conditioning environment information converted by the data acquisition via a communication channel. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 컴포넌트형 센서 어셈블리는 적어도 하나 이상으로 마련되는 온도센서, 압력센서, 기류속도감지센서, 가스센서, 습도센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치.The component type sensor assembly is at least one temperature sensor, air pressure sensor, airflow speed detection sensor, gas sensor, humidity sensor, characterized in that the air conditioner comprehensive performance measurement device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 온도센서는 K-TYPE의 열전대인 것을 특징으로 하는 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치.The temperature sensor is a K-TYPE thermocouple air conditioner comprehensive performance measurement device, characterized in that. 상기 온도센서에 적용되는 저주파여파기는 최대 4Hz의 저주파를 검출하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치.The low frequency filter applied to the temperature sensor, the air conditioner comprehensive performance measurement apparatus for detecting a low frequency of up to 4Hz. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 A/D컨버터는 최대 16채널, 샘플링 비율 50Ks/S의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치.The A / D converter has a maximum performance of 16 channels, a sampling rate of 50Ks / S, characterized in that the air conditioner comprehensive performance measurement device for a railway vehicle. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 데이터어퀴지션과 PC는 상호 RS232통신을 하는 것을 특징으로 하는 철도차량용 공조 종합 성능 측정장치.Comprehensive air conditioner performance measurement device for a railway vehicle, characterized in that the data acquisition and the PC communicates with each other via RS232. 철도차량의 객실내 공조환경을 측정하는 측정방법에 있어서,In the measurement method for measuring the air-conditioning environment in the cabin of a railway vehicle, 철도차량의 객실내에 설치되어 다양한 객실의 환경조건을 감지하는 공조측정단계와; 상기 공조측정단계에서 입력된 아날로그 압력정보 신호를 증폭하고, 원하는 대역만 출력하는 신호변환단계와; 상기 신호변환단계에서 출력된 아날로그 온도정보를 입력받아 디지탈 데이터 정보로 변환한 후 출력하는 디지탈변환단계와; 상기 디지탈변환단계에서 디지탈 신호로 변환된 데이터를 수집하고 분석하는 데이터어퀴지션단계와; 상기 데이터어퀴지션단계에 의해서 수집되고 분석된 측정값을 비교한 후 외부로 출력하여 디스플레이하는 출력단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 철도차량용 공조 종합 성능 측정방법.An air conditioning measurement step installed in a cabin of a railway vehicle to sense environmental conditions of various rooms; A signal conversion step of amplifying the analog pressure information signal input in the air conditioning measurement step and outputting only a desired band; A digital conversion step of receiving analog temperature information output in the signal conversion step and converting the analog temperature information into digital data information and then outputting the digital data information; A data acquisition step of collecting and analyzing data converted into a digital signal in the digital conversion step; Comparing the measured values collected and analyzed by the data acquisition step, and outputs to the outside and output step for displaying the air conditioner comprehensive performance measurement method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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