KR20090102494A - Prognosis system using mems sensors driven by energy harvester - Google Patents

Prognosis system using mems sensors driven by energy harvester

Info

Publication number
KR20090102494A
KR20090102494A KR1020080027970A KR20080027970A KR20090102494A KR 20090102494 A KR20090102494 A KR 20090102494A KR 1020080027970 A KR1020080027970 A KR 1020080027970A KR 20080027970 A KR20080027970 A KR 20080027970A KR 20090102494 A KR20090102494 A KR 20090102494A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
mems
energy harvester
energy
prognostic diagnosis
Prior art date
Application number
KR1020080027970A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
양보석
위도도
손종덕
조성원
최병근
Original Assignee
(주)켄트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)켄트 filed Critical (주)켄트
Priority to KR1020080027970A priority Critical patent/KR20090102494A/en
Publication of KR20090102494A publication Critical patent/KR20090102494A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B7/00Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
    • B81B7/02Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems containing distinct electrical or optical devices of particular relevance for their function, e.g. microelectro-mechanical systems [MEMS]
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00Electric signal transmission systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/02Sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81BMICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/03Microengines and actuators
    • B81B2201/037Microtransmissions

Abstract

PURPOSE: A prognosis system using MEMS sensors driven by an energy harvester is provided to use vibration energy generated in machine equipment as the driving energy of a sensor or a sensor module. CONSTITUTION: A prognosis system using MEMS sensors driven by an energy harvester comprises a MEMS sensor, a wireless sensor unit(409), an energy harvest and a base station(411). The MEMS sensor unites with objects. The wireless sensor unit receives the sensor signal of the analog type from one or more MEMS sensors and signal-processes the sensor signal and converts the sensor signal into the digital signals. The sensor signal converted into the digital signal is produced as packet data. The produced packet data are wirelessly transmitted to the base station. The energy harvest converts the vibration energy of the objects and supplies driving energy to operate one or more among the MEMS sensors and the wireless sensor unit. The base station receives and synthesizes the packet data. The base station analyzes the synthesized packet data and drives prognosis diagnosis based on the analyzed data and produces the prognosis diagnosis result.

Description

에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템{Prognosis system using MEMS sensors driven by energy harvester}Prognosis system using MEMS sensors driven by energy harvester

본 발명은 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a prognostic diagnosis system using MEMS sensors driven by energy harvesters.

종래에는, 기계 설비 등의 유지 보수를 위하여, 다양한 센서를 기계 설비에 부착한 후, 센서로부터 발생되는 센서 신호를 전문가가 분석하여 기계 설비의 상태를 진단하는 방법이 사용되었다. 종래의 진단 방법에 있어서도, 기계 설비의 수에 비하여 전문가의 수가 적고, 아울러 센서가 비교적 고가이며, 많은 센서를 설비에 설치하기 어렵기 때문에, 효율적인 기계 설비의 유지 보수가 어렵다는 단점이 있다. Conventionally, a method of diagnosing a state of a mechanical facility has been used for attaching various sensors to a mechanical facility for maintenance of a mechanical facility, and then analyzing a sensor signal generated from the sensor by an expert. Even in the conventional diagnostic method, the number of experts is small compared to the number of mechanical facilities, and the sensors are relatively expensive, and since many sensors are difficult to be installed in the equipment, there is a disadvantage that maintenance of efficient mechanical equipment is difficult.

최근에는 기계 설비의 진단에 있어서, 전문가를 대체할 수 있는 진단 시스템이 사용되고 있다. 그러나 기계 설비의 현재 상태에 대한 센서 정보를 바탕으로 향후의 진전 상태를 정확하게 예측하여 차기 계획 정비 시간까지의 잔여 시간(Lead Time)이나 잔여 유용 수명(Residual Useful Life)을 예측할 수 있는 과학적인 기법이 일반화되어 있지 않고, 따라서 산업 현장에 적용되고 있지 않은 상태이다. Recently, in the diagnosis of mechanical equipment, a diagnostic system that can replace an expert has been used. However, based on sensor information about the current state of the machine, there are scientific techniques that can accurately predict future progress and predict the lead time or residual useful life to the next planned maintenance time. It is not generalized and therefore is not applied to industrial sites.

도 1은 종래의 기계 설비의 유지 보수를 위한 진단 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a diagnostic system for the maintenance of the conventional mechanical equipment.

도 1을 참조하면, 종래의 진단 시스템에 있어서, 기계 설비의 진단을 위하여, 기계 설비와 같은 대상(101)에 결합하는 적어도 하나의 고가의 가속도 센서(103), 적어도 하나의 고가의 온도 센서(105), 적어도 하나의 클램프 전류 센서(107)와 같은 다양한 센서와, 센서들을 통합, 분기하기 위한 정션 박스(109), 신호 처리 장치(111), 디스플레이 장치(113) 등이 필요하다. 종래의 자동 진단 시스템에 있어서, 기계 설비의 상태를 정밀하게 감시하기 위해서는, 다양한 종류의 센서들이 필요하지만, 이러한 센서들이 고가이기 때문에, 고가의 기계 설비에서만 적용될 수 있는 단점이 있다. 기계 설비의 전부 또는 대부분을 자동 진단 시스템에 의하여 관리될 수 있으면, 보다 신뢰성 있는 유지 보수가 가능하기 때문에, 저가형 센서의 사용이 필수적이라 할 수 있다. 또한 종래의 진단 시스템에 있어서, 각종 센서들, 정션 박스(109), 신호 처리 장치(111), 디스플레이 장치(113) 등이 각각 유선으로 연결되어 있기 때문에, 각 장치들의 유연한 이동성을 확보하기가 곤란한 문제점이 있다. 특히 각 장치들 사이에 장애물이 존재하는 경우에는, 가속도 신호를 취득할 수 없는 상황이 초래될 수 있다. 또한 종래의 진단 시스템에 있어서, 기계 설비의 현재 상태에 대한 진단만을 할 뿐이지, 기계 설비의 장래 상태(예를 들어, 기계 설비의 수명 등)에 대한 예후 진단을 실시간으로 수행할 수 없는 근본적인 문제점이 있다. 또한 종래의 진단 시스템에 있어서, 각종 센서, 센서 신호를 처리하는 센서 모듈을 구동하기 위하여, 별도의 전원(예를 들어, 배터리 등)이 필요하기 때문에, 배터리를 주기적으로 교체해야만 하는 번거로움이 있다.Referring to FIG. 1, in a conventional diagnosis system, at least one expensive acceleration sensor 103 and at least one expensive temperature sensor coupled to an object 101, such as a mechanical facility, for diagnosing a mechanical facility. 105, various sensors such as at least one clamp current sensor 107, a junction box 109, a signal processing device 111, a display device 113, etc. for integrating and branching the sensors are required. In the conventional automatic diagnosis system, various kinds of sensors are required to precisely monitor the state of a mechanical equipment. However, since these sensors are expensive, they are applicable to only expensive mechanical equipment. If all or most of the mechanical equipment can be managed by an automatic diagnostic system, the use of low-cost sensors is essential, because more reliable maintenance is possible. In addition, in the conventional diagnostic system, since various sensors, the junction box 109, the signal processing device 111, the display device 113, and the like are connected by wires, it is difficult to secure flexible mobility of the devices. There is a problem. In particular, when obstacles exist between the devices, a situation in which an acceleration signal cannot be obtained may result. In addition, in the conventional diagnostic system, only the diagnosis of the current state of the machine equipment is performed, but the fundamental problem that the prognosis of the future state of the machine equipment (for example, the life of the machine equipment) cannot be performed in real time. have. In addition, in the conventional diagnostic system, since a separate power source (for example, a battery, etc.) is required to drive various sensors and sensor modules for processing sensor signals, it is cumbersome to periodically replace the batteries. .

본 발명은 종래의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 기계 설비의 잔여유용수명과 같은 장래 상태를 실시간으로 예후 진단할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Disclosure of Invention The present invention has been made to overcome the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester capable of prognosing a future condition such as the remaining useful life of a mechanical facility in real time. It is done.

본 발명의 다른 목적은 기계 설비에서 발생되는 진동 에너지를 센서 또는 센서 모듈의 구동 에너지로 사용할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester that can use vibration energy generated in a mechanical facility as a driving energy of a sensor or a sensor module.

본 발명의 또 다른 목적은 저가형의 멤스 센서를 이용하여 자동으로 기계 설비의 장래 상태를 예후 진단할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester capable of automatically prognosing a future state of a mechanical facility using a low-cost MEMS sensor.

본 발명의 또 다른 목적은 저가형의 멤스 센서로부터의 센서 신호를 바탕으로 SVR 알고리즘을 이용하여 자동으로 기계 설비의 장래 상태를 예후 진단할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester capable of automatically prognosing a future state of a mechanical facility using an SVR algorithm based on a sensor signal from a low-cost MEMS sensor. To provide.

본 발명의 또 다른 목적은 기계 설비에 결합하는 멤스 센서로부터의 센서 신호를 실시간으로 무선 송수신하여 기계 설비의 장래 상태를 자동으로 예후 진단하여, 운전 정지나 고장에 의한 경제적 손실, 인명 손실을 방지하거나 최소화하며, 정비 비용(maintenance cost)의 절감을 통하여 경제적 이익 또는 에너지 효율을 극대화할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to wirelessly transmit and receive the sensor signal from the MEMS sensor coupled to the mechanical equipment in real time to automatically prognostic the future state of the mechanical equipment, to prevent economic loss or loss of life due to shutdown or failure It is to provide a prognostic diagnosis system using MEMS sensors driven by energy harvesters that can minimize and minimize maintenance costs and maximize economic benefits or energy efficiency.

상기의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 대상물에 결합하는 적어도 하나의 멤스(Micro-Electro Mechanical System) 센서, 상기 적어도 하나의 멤스 센서로부터의 아날로그 형태의 센서 신호를 수신하여, 신호 처리를 한 후, 디지털 신호로 변환하며, 디지털 신호 형태로 변환된 센서 신호를 패킷 데이터로 생성하며, 생성된 패킷 데이터를 무선으로 베이스 스테이션에 전송하는 무선 센서 유닛, 상기 대상물의 진동 에너지를 변환하여 상기 적어도 하나의 멤스 센서 및 상기 무선 센서 유닛 중 적어도 하나를 구동하는 구동 에너지를 공급하는 에너지 하비스터(Energy Harvester) 및 패킷 데이터를 수신하여 합성하며, 합성된 패킷 데이터를 분석하여, 분석된 데이터를 바탕으로 예후 진단 알고리즘을 구동하여 예후 진단 결과를 생성하여 보고하는 베이스 스테이션을 포함하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention to achieve the above object, by receiving at least one MEMS (Micro-Electro Mechanical System) sensor coupled to the object, the sensor signal of the analog form from the at least one MEMS sensor, After the processing, converts into a digital signal, generates a sensor signal converted into a digital signal form the packet data, a wireless sensor unit for transmitting the generated packet data to the base station by wireless, by converting the vibration energy of the object Receives and combines an energy harvester and packet data for supplying driving energy for driving at least one of the at least one MEMS sensor and the wireless sensor unit, analyzes the synthesized packet data, and analyzes the analyzed data. Based on the prognostic diagnosis algorithm, the prognostic result is generated and reported. A MEMS sensor that is powered by the energy harvester including a device station can provide prognostic diagnosis system using.

바람직한 실시예에서, 상기 대상물은 기계 설비인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 멤스 센서는 멤스 가속도 센서, 멤스 온도 센서 및 멤스 전류 센서 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 예후 진단 결과를 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 디스플레이 장치는 상기 예후 진단 결과에 상응하는 알람 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 무선 센서 유닛은 고역 통과 필터(High Pass Filter), 증폭기 및 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 포함하되, 상기 신호 처리는 상기 고역 통과 필터(High Pass Filter), 상기 증폭기 및 상기 저역 통과 필터(Low Pass Filter)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 무선 센서 유닛은 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter)를 포함하되, 상기 디지털 신호로의 변환은 상기 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 무선 센서 유닛은 무선 LAN 브릿지(Wireless LAN Bridge)를 포함하되, 상기 패킷 데이터의 무선 전송은 무선 LAN 브릿지(Wireless LAN Bridge)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 구동 에너지는 전기 에너지인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 에너지 하비스터는 상기 대상물의 진동에 상응하여 변위가 발생하는 압전 소자 및 상기 압전 소자의 변위에 상응하여 상기 구동 에너지를 발생시키는 마그네틱 제너레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 에너지 하비스터는 상기 압전 소자의 공진 영역을 조절하는 길이 조절판, 상기 길이 조절판을 이동시키는 마이크로 미터 및 상기 압전 소자의 공진 주파수를 높이는 부가 질량으로서의 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 에너지 하비스터는 상기 구동 에너지를 저장하는 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 예후 진단 알고리즘은 SVR(Support Vector Regression) 알고리즘인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 예후 진단 결과는 상기 대상물에 상응하는 수명 예측인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the object is characterized in that the machine. The MEMS sensor may be at least one of a MEMS acceleration sensor, a MEMS temperature sensor, and a MEMS current sensor. The display apparatus may further include a display device for outputting the prognostic diagnosis result. In addition, the display device may include an alarm device corresponding to the prognostic diagnosis result. The wireless sensor unit also includes a high pass filter, an amplifier, and a low pass filter, wherein the signal processing includes the high pass filter, the amplifier, and the low pass filter. (Low Pass Filter) characterized in that performed by. The wireless sensor unit may include an analog / digital converter, and the conversion to the digital signal is performed by the analog / digital converter. In addition, the wireless sensor unit includes a wireless LAN bridge (Wireless LAN Bridge), characterized in that the wireless transmission of the packet data is performed by a wireless LAN bridge (Wireless LAN Bridge). In addition, the driving energy is characterized in that the electrical energy. The energy harvester may include a piezoelectric element in which displacement occurs in response to the vibration of the object, and a magnetic generator for generating the driving energy in response to the displacement of the piezoelectric element. The energy harvester may further include a length adjusting plate for adjusting the resonance region of the piezoelectric element, a micrometer for moving the length adjusting plate, and a magnet as an additional mass for increasing the resonance frequency of the piezoelectric element. In addition, the energy harvester is characterized in that it further comprises a battery for storing the drive energy. In addition, the prognostic diagnosis algorithm is characterized in that the support vector regression (SVR) algorithm. In addition, the prognostic diagnosis result is a life expectancy corresponding to the object.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 대상물에 결합하는 적어도 하나의 멤스(Micro-Electro Mechanical System) 센서, 상기 적어도 하나의 멤스 센서로부터 수신되는 아날로그 형태의 센서 신호를 신호 처리하는 센서 모듈(Sensor Module) 및 상기 아날로그 형태의 센서 신호를 디지털 신호로 변환하며, 디지털 신호로 변환된 상기 센서 신호에 상응하는 패킷 신호를 무선으로 베이스 스테이션으로 전송하는 인터페이스 모듈(Interface Module)을 포함하는 무선 센서 유닛, 상기 대상물의 진동 에너지를 변환하여 상기 적어도 하나의 멤스 센서 및 상기 무선 센서 유닛 중 적어도 하나를 구동하는 구동 에너지를 공급하는 에너지 하비스터(Energy Harvester) 및 상기 패킷 신호를 수신하여 합성하는 서버 모듈(Server Module), 상기 합성에 의하여 생성된 합성 데이터를 분석하여 분석 데이터를 생성하는 데이터 분석 모듈(Data Analysis Module) 및 상기 분석 데이터를 바탕으로 예후 진단 알고리즘을 통하여 상기 대상물에 상응하는 예후 진단 결과를 생성하여 보고하는 솔버 모듈(Solver Module)을 포함하는 베이스 스테이션을 포함하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, at least one MEMS (Micro-Electro Mechanical System) sensor coupled to the object, a sensor module (Sensor Module) for signal processing the sensor signal of the analog form received from the at least one MEMS sensor and A wireless sensor unit converts the analog sensor signal into a digital signal and includes an interface module for wirelessly transmitting a packet signal corresponding to the sensor signal converted into a digital signal to a base station. An energy harvester for converting vibration energy to supply driving energy for driving at least one of the at least one MEMS sensor and the wireless sensor unit, and a server module configured to receive and synthesize the packet signal; Analysis data by analyzing the synthesis data generated by the synthesis Energy including a base station including a data analysis module to generate and a solver module for generating and reporting a prognostic diagnosis result corresponding to the object through a prognostic diagnosis algorithm based on the analysis data. Prognostic diagnosis system using MEMS sensors driven by harvesters can be provided.

바람직한 실시예에서, 상기 대상물은 기계 설비인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 멤스 센서는 멤스 가속도 센서, 멤스 온도 센서 및 멤스 전류 센서 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 예후 진단 결과를 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 디스플레이 장치는 상기 예후 진단 결과에 상응하는 알람 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 센서 모듈은 먹스(Mux), 고역 통과 필터(High Pass Filter), 증폭기 및 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 인터페이스 모듈은 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter), 메모리, 무선 LAN 브릿지(Wireless LAN Bridge), 중앙 처리 장치(CPU) 및 보조 기억 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 구동 에너지는 전기 에너지인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 에너지 하비스터는 상기 대상물의 진동에 상응하여 변위가 발생하는 압전 소자 및 상기 압전 소자의 변위에 상응하여 상기 구동 에너지를 발생시키는 마그네틱 제너레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 에너지 하비스터는 상기 압전 소자의 공진 영역을 조절하는 길이 조절판, 상기 길이 조절판을 이동시키는 마이크로미터 및 상기 압전 소자의 공진 주파수를 높이는 부가 질량으로서의 자석을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 에너지 하비스터는 상기 구동 에너지를 저장하는 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 예후 진단 알고리즘은 SVR(Support Vector Regression) 알고리즘인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 예후 진단 결과는 상기 대상물에 상응하는 수명 예측인 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the object is characterized in that the machine. The MEMS sensor may be at least one of a MEMS acceleration sensor, a MEMS temperature sensor, and a MEMS current sensor. The display apparatus may further include a display device for outputting the prognostic diagnosis result. In addition, the display device may include an alarm device corresponding to the prognostic diagnosis result. The sensor module may also include a mux, a high pass filter, an amplifier, and a low pass filter. In addition, the interface module may include an analog / digital converter, a memory, a wireless LAN bridge, a central processing unit (CPU), and an auxiliary storage device. In addition, the driving energy is characterized in that the electrical energy. The energy harvester may include a piezoelectric element in which displacement occurs in response to the vibration of the object, and a magnetic generator for generating the driving energy in response to the displacement of the piezoelectric element. The energy harvester may further include a length adjusting plate for adjusting the resonance region of the piezoelectric element, a micrometer for moving the length adjusting plate, and a magnet as an additional mass for increasing the resonance frequency of the piezoelectric element. In addition, the energy harvester is characterized in that it further comprises a battery for storing the drive energy. In addition, the prognostic diagnosis algorithm is characterized in that the support vector regression (SVR) algorithm. In addition, the prognostic diagnosis result is a life expectancy corresponding to the object.

본 발명에 의하여, 기계 설비의 수명과 같은 장래 상태를 실시간으로 예후 진단할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester capable of prognosing a future condition such as the life of a mechanical facility in real time.

또한 발명에 의하여, 기계 설비에서 발생되는 진동 에너지를 센서 또는 센서 모듈의 구동 에너지로 사용할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester that can use vibration energy generated in a mechanical facility as a driving energy of a sensor or a sensor module.

또한 발명에 의하여, 저가형의 멤스 센서를 이용하여 자동으로 기계 설비의 장래 상태를 예후 진단할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester capable of automatically prognosing a future state of a mechanical facility using a low-cost MEMS sensor.

또한 발명에 의하여, 저가형의 멤스 센서로부터의 센서 신호를 바탕으로 SVR 알고리즘을 이용하여 자동으로 기계 설비의 장래 상태를 예후 진단할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공할 수 있다.또한 발명에 의하여, 기계 설비에 결합하는 멤스 센서로부터의 센서 신호를 실시간으로 무선 송수신하여 기계 설비의 장래 상태를 자동으로 예후 진단하여, 운전 정지나 고장에 의한 경제적 손실, 인명 손실을 방지하거나 최소화하며, 정비 비용(maintenance cost)의 절감을 통하여 경제적 이익 또는 에너지 효율을 극대화할 수 있는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템을 제공할 수 있다.Also, according to the present invention, a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester capable of automatically prognosing a future state of a mechanical facility using an SVR algorithm based on a sensor signal from a low-cost MEMS sensor can be provided. In addition, the present invention wirelessly transmits and receives a sensor signal from a MEMS sensor coupled to a mechanical facility in real time, and automatically prognoses the future state of the mechanical facility, thereby preventing economic loss and loss of life due to an operation stop or failure. It is possible to provide a prognostic diagnosis system using MEMS sensors driven by an energy harvester that can maximize the economic benefits or the energy efficiency through minimizing or minimizing the maintenance costs and reducing maintenance costs.

도 1은 종래의 기계 설비의 유지 보수를 위한 진단 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a diagnostic system for the maintenance of conventional mechanical equipment.

도 2는 일반 반도체 공정(IC Process)과 마이크로머시닝 공정(Micromachining Process)을 결합하는 멤스 공정에 따른 커패시터형 가속도 센서(Capacitive Accelerometer)를 나타내는 도면.2 is a view showing a capacitor type accelerometer according to the MEMS process combining a general semiconductor process (IC process) and a micromachining process (Micromachining Process).

도 3a 및 도 3b는 일반 반도체 공정과 마이크로머시닝 공정을 결합하는 멤스 공정에 따른 압저항형 가속도 센서들(Piezoresistive Accelerometer)을 나타내는 도면들.3A and 3B are diagrams illustrating piezoresistive accelerometers according to a MEMS process combining a general semiconductor process and a micromachining process.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.4 is a diagram schematically showing the configuration of a prognostic diagnosis system using MEMS sensors driven by an energy harvester according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템의 구성을 상세히 나타낸 도면.5 is a view showing in detail the configuration of the prognostic diagnosis system using the MEMS sensor driven by the energy harvester according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 하비스터의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.6 is a view schematically showing the configuration of an energy harvester according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예후 진단 알고리즘을 개략적으로 나타낸 도면.7 is a schematic representation of a prognostic diagnosis algorithm in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예후 진단 결과의 일예를 나타낸 그래프.8 is a graph showing an example of a prognostic diagnosis result according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 그 작용을 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다. 도면이나 도면에 대한 설명은 본 발명의 예를 든 것으로 이로써 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described in detail. The drawings and the description of the drawings are examples of the present invention, which does not limit the scope of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 기계 설비의 장래 상태를 진단하기 위한 시스템은 저가형의 센서로서, 멤스 센서를 채용한다. 멤스 센서, 특히 멤스 가속도 센서에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a system for diagnosing a future state of a mechanical facility employs a MEMS sensor as a low-cost sensor. The MEMS sensor, in particular the MEMS acceleration sensor, will be described in detail.

멤스(Micro-Electro Mechanical System)는 마이크로 시스템, 마이크로 머신, 마이크로 메카트로닉스로 혼용되어 사용되고 있으며, 초소형 시스템이나 초소형 기계를 의미한다. 멤스는 반도체 제작 공정을 이용하므로 수 ㎛ 내지 수백 ㎛ 크기로 제작이 가능하며, 일괄 공정에 의하여 대량 생산이 가능하며, 낮은 소비 전력을 가질 뿐만 아니라, 기계 부품, 센서, 전자 회로 등을 하나의 칩에 집적하여 높은 신뢰도를 가지는 등의 이유로, 현재 이에 대한 활발한 연구 및 산업상 적용이 진행되고 있다.MEMS (Micro-Electro Mechanical System) is used interchangeably as a micro system, a micro machine, and a micro mechatronics, and means a micro system or a micro machine. MEMS can be manufactured in the size of several micrometers to several hundred micrometers by using the semiconductor manufacturing process, mass production by the batch process, low power consumption, and a single chip for mechanical parts, sensors, electronic circuits, etc. For this reason, active research and industrial application are currently in progress for this reason.

멤스의 기술 개발 추이를 살펴보면, 1960년대에는, 실리콘 기판상에 밸브, 모터, 기어 등의 미세 기계 요소를 2차원 평면으로 제작하였다. 1970년대에는, 이방성 에칭을 이용한 여러 가지 디바이스 및 이를 이용한 3차원 구조의 광학 디바이스, 잉크젯, 홀로그래피 등이 연구되었다. 1980년대에는, 표면 마이크로머시닝(surface micromachining) 기술을 이용하여 기판을 에칭하지 않고, 기판 상에 증착된 희생 박막을 에칭한 박막 형태의 3차원 구조물에 대한 연구가 진행되었다. 이 후, 현재까지 LIGA(LIthography, Galvanoformung/electroplating, Abformung/plastic modeling), 레이저, 전기 방전 등의 여러 제작 기술이 개발되며, 이에 따라 멤스 기술이 꾸준히 발전되고 있다. Looking at the development of MEMS technology, in the 1960s, micromechanical elements such as valves, motors, and gears were fabricated on a silicon substrate in a two-dimensional plane. In the 1970s, various devices using anisotropic etching and optical devices of three-dimensional structure using the same, inkjet, holography, and the like were studied. In the 1980s, research on thin-dimensional three-dimensional structures in which a sacrificial thin film deposited on a substrate was etched without etching the substrate using surface micromachining technology was conducted. After that, various fabrication technologies such as LIGA (LIthography, Galvanoformung / electroplating, Abformung / plastic modeling), laser, and electric discharge have been developed. Thus, MEMS technology has been steadily developed.

멤스 기술은 인간의 감각 기관을 대신할 각종 센서로 활발히 응용되고 있는 바, 특히 자동차 에어백용 충돌 감지 센서, 압력 센서 등은 세계적인 상품으로, 현재 이에 대한 시장이 형성되어 있다. 멤스 기술을 응용한 각종 센서 중, 특히 가속도 센서(Accelerometer)에 대한 활용이 빈번하다. 이에 관하여, 도 2에는 일반 반도체 공정(IC Process)과 마이크로머시닝 공정(Micromachining Process)을 결합하는 멤스 공정에 따른 커패시터형 가속도 센서(Capacitive Accelerometer), 도 3a 및 도 3b에는 일반 반도체 공정과 마이크로머시닝 공정을 결합하는 멤스 공정에 따른 압저항형 가속도 센서들(Piezoresistive Accelerometer)이 표시되어 있다.MEMS technology is being actively applied to various sensors to replace human sense organs. Especially, collision detection sensors and pressure sensors for automobile airbags are world-class products. Among various sensors using MEMS technology, the acceleration sensor (Accelerometer) is frequently used. In this regard, FIG. 2 is a capacitor type accelerometer according to the MEMS process combining a general semiconductor process (IC process) and a micromachining process (Micromachining process), and FIG. 3A and FIG. Piezoresistive acceleration sensors (Piezoresistive Accelerometer) according to the MEMS process that combines is shown.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 4 is a view schematically showing the configuration of a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템은 기계 설비와 같은 대상(401)에 결합되어 있는 적어도 하나의 멤스 가속도 센서(403), 적어도 하나의 멤스 온도 센서(405), 적어도 하나의 멤스 전류 센서(407), 무선 센서 유닛(409), 베이스 스테이션(411) 및 디스플레이 장치(413)를 포함한다. 상기 적어도 하나의 멤스 가속도 센서(403), 적어도 하나의 멤스 온도 센서(405), 적어도 하나의 멤스 전류 센서(407), 무선 센서 유닛(409)은 기계 설비에서 발생되는 진동 에너지를 전기 에너지 등의 형태로 변환하는 에너지 하비스터(Energy Harvester, 415)로부터 에너지를 공급받아 구동될 수 있다. 에너지 하비스터(415)에 대하여, 도 6을 참조하여 보다 상세히 살펴보도록 한다. 설명의 편의상, 본 발명에 따른 에너지 하비스터(415)로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템에 멤스 가속도 센서(403), 멤스 온도 센서(405) 및 멤스 전류 센서(407)가 포함되지만, 다양한 종류의 센서를 포함할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.4, a prognostic diagnosis system using MEMS sensors driven by an energy harvester according to the present invention includes at least one MEMS acceleration sensor 403 and at least one MEMS coupled to an object 401 such as a mechanical facility. And a temperature sensor 405, at least one MEMS current sensor 407, a wireless sensor unit 409, a base station 411, and a display device 413. The at least one MEMS acceleration sensor 403, the at least one MEMS temperature sensor 405, the at least one MEMS current sensor 407, and the wireless sensor unit 409 may convert vibration energy generated from a mechanical facility into electrical energy or the like. It can be driven by receiving energy from an energy harvester (415) to convert to form. The energy harvester 415 will be described in more detail with reference to FIG. 6. For convenience of description, the prognostic diagnosis system using the MEMS sensor driven by the energy harvester 415 according to the present invention includes the MEMS acceleration sensor 403, the MEMS temperature sensor 405, and the MEMS current sensor 407, but It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may include a kind of sensor.

기계 설비와 같은 대상(401)에 결합되어 있는 적어도 하나의 멤스 가속도 센서(403), 적어도 하나의 멤스 온도 센서(405), 적어도 하나의 멤스 전류 센서(407) 각각은 센서 신호를 생성하며, 이를 무선 센서 유닛(409)으로 전달한다. Each of the at least one MEMS acceleration sensor 403, the at least one MEMS temperature sensor 405, and the at least one MEMS current sensor 407 coupled to an object 401, such as a machine, generates a sensor signal, which It passes to the wireless sensor unit 409.

무선 센서 유닛(409)은 상기 멤스 센서로부터 취득되는 아날로그 신호인 센서 신호를 증폭기, 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터를 사용하여 신호 처리한다. 이 후, 무선 센서 유닛(409)은 아날로그/디지털 컨버터(Analog/Digital, A/D Converter)를 이용하여 신호 처리된 아날로그 형태의 센서 신호를 디지털 신호로 변환된 후, 패킷으로 묶인 패킷 데이터를 생성하며, 무선 LAN 브릿지(Wireless LAN Bridge)를 이용하여, 상기 패킷 데이터를 무선 통신 규약, 특히 TCP/IP를 바탕으로 베이스 스테이션(411)으로 전송한다. 여기서, 패킷 데이터는 직접 무선으로 상기 베이스 스테이션(411)으로 전송되거나, AP(Access Pointer)를 이용하여 무선 LAN 통신을 통하여 상기 베이스 스테이션(411)으로 전송될 수 있다.The wireless sensor unit 409 processes the sensor signal, which is an analog signal obtained from the MEMS sensor, using an amplifier, a low pass filter, and a high pass filter. Thereafter, the wireless sensor unit 409 converts the analog sensor signal processed by using an analog / digital converter (Analog / Digital, A / D Converter) into a digital signal, and generates packet data that is bundled into packets. The packet data is transmitted to the base station 411 based on a wireless communication protocol, particularly TCP / IP, using a wireless LAN bridge. Here, the packet data may be directly transmitted to the base station 411 by wireless, or may be transmitted to the base station 411 through wireless LAN communication using an access point (AP).

베이스 스테이션(411)은 서버 모듈을 이용하여 수신한 패킷 데이터를 합성하며, 데이터 분석 모듈을 이용하여 합성된 패킷 데이터를 분석하며, 솔버 모듈을 이용하여 상기 분석된 데이터를 바탕으로 SVR(Support Vector Regression) 알고리즘을 구동하여 기계 설비의 장래 상태(예를 들어, 기계 설비의 수명 등)에 대한 예후 진단 결과를 생성하며, 보고하는 기능을 수행한다.The base station 411 synthesizes the received packet data using the server module, analyzes the synthesized packet data using the data analysis module, and uses the solver module to support SVR (Support Vector Regression) based on the analyzed data. The algorithm performs the function of generating and reporting the prognostic diagnosis result for the future state (eg, the life of the machine) of the machine.

디스플레이 장치(413)는 베이스 스테이션(411)이 생성한 예후 진단 결과를 출력하는 역할을 수행한다. 디스플레이 장치(413)는 예후 진단 결과에 따라서 경고 신호를 발생할 수 있는 각종 알람을 더 포함할 수 있다.The display device 413 outputs a prognostic diagnosis result generated by the base station 411. The display device 413 may further include various alarms that may generate a warning signal according to a prognostic diagnosis result.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템의 구성을 상세히 나타낸 도면이다.5 is a view showing in detail the configuration of the prognostic diagnosis system using the MEMS sensor driven by the energy harvester according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 센서 유닛(409)은 센서 모듈(Sensor module, 501), 인터페이스 모듈(Interface module, 503), 저가형의 적어도 하나의 멤스 가속도 센서(403), 저가형의 적어도 하나의 멤스 온도 센서(405), 저가형의 적어도 하나의 멤스 전류 센서(407)와 상기 센서 모듈(501) 및 인터페이스 모듈(503)을 포함하는 무선 센서 유닛(409)에 전력을 공급하는 에너지 하비스터(Energy Harvester, 505)를 포함한다. 또한 본 발명에 따른 베이스 스테이션(411)은 서버 모듈(Server module, 527), 데이터 분석 모듈(data analysis module, 529) 및 솔버 모듈(solver module, 531)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the wireless sensor unit 409 according to the present invention includes a sensor module 501, an interface module 503, a low-cost at least one MEMS acceleration sensor 403, a low-cost at least An energy harvester for powering one MEMS temperature sensor 405, at least one low-cost MEMS current sensor 407, and a wireless sensor unit 409 including the sensor module 501 and the interface module 503. (Energy Harvester, 505). In addition, the base station 411 according to the present invention includes a server module 527, a data analysis module 529, and a solver module 531.

상기 센서 모듈(501)은 먹스(Mux, 507), 0.7 Hz의 컷오프 주파수를 갖는 고역 통과 필터(High Pass Filter, 509), 신호를 증폭하는 증폭기(511) 및 대역폭을 제한하기 위한 8차의 저역 통과 필터(Low Pass Filter, 513)를 포함한다. 저가형의 적어도 하나의 멤스 가속도 센서(403), 저가형의 적어도 하나의 멤스 온도 센서(405), 저가형의 적어도 하나의 멤스 전류 센서(407)로부터 취득되는 센서 신호는 먹스(Mux, 507)를 통하여 고역 통과 필터(509), 증폭기(511) 및 저역 통과 필터(513)에 입력되어, 신호 처리된다. 상기 저역 통과 필터(513)는 설정된 최대 주파수 이하의 가속도 신호를 통과시키며, 안티에일리어싱(anti-aliasing)을 고려하여 설계되며, 상기 고역 통과 필터(509)는 0.7 Hz 이상의 주파수 대역을 필터링하도록 설계된다. 상기 증폭기(511)는 0 dB, 10 dB, 20 dB 및 30 dB의 이득 증폭 기능을 가진다.The sensor module 501 includes a mux 507, a high pass filter 509 having a cutoff frequency of 0.7 Hz, an amplifier 511 for amplifying a signal, and an eighth order low band for limiting the bandwidth. A low pass filter 513. The sensor signals obtained from the low cost at least one MEMS acceleration sensor 403, the low cost at least one MEMS temperature sensor 405, and the low cost at least one MEMS current sensor 407 are high pass through the mux 507. It is input to the pass filter 509, the amplifier 511, and the low pass filter 513, and is signal-processed. The low pass filter 513 passes an acceleration signal below a set maximum frequency and is designed in consideration of anti-aliasing, and the high pass filter 509 is designed to filter a frequency band of 0.7 Hz or more. . The amplifier 511 has a gain amplification function of 0 dB, 10 dB, 20 dB and 30 dB.

상기 인터페이스 모듈(503)은 아날로그/디지털 컨버터(Analog/Digital, A/D Converter, 517), 보조 기억 장치(예를 들어, SD 메모리 카드(519)), 메모리(521), 무선 LAN 브릿지(Wireless LAN Bridge, 525) 및 중앙 처리 장치(CPU, 515)를 포함한다. 상기 센서 모듈(501)로부터 신호 처리된 센서 신호는 상기 인터페이스 모듈(503)로 입력되며, 입력된 아날로그 형태의 센서 신호는 상기 A/D 컨버터(517)에서 디지털 신호로 변환된 후, 상기 메모리(521)를 이용하여 패킷으로 묶인 패킷 데이터(523)가 된다. A/D 컨버터(517)에 의하여 디지털 신호로 변환된 센서 신호는 보조 기억 장치(예를 들어, SD 메모리 카드(519))에 별도로 저장될 수 있다. 이 후, 상기 패킷 데이터(523)는 무선 통신 규약, 특히 TCP/IP를 바탕으로 상기 무선 LAN 브릿지(525)를 통하여 베이스 스테이션(411)으로 전송된다. 상기 패킷 데이터(523)는 직접 무선으로 상기 베이스 스테이션(411)으로 전송되거나, AP(Access Pointer, 미도시)를 이용하여 무선 LAN 통신을 통하여 상기 베이스 스테이션(411)으로 전송될 수 있다. 상기 중앙 처리 장치(515)는 센서 모듈(501)의 각 구성 요소들, 인터페이스 모듈(503)의 각 구성 요소들을 제어하여, 증폭비 조정, A/D 변환, 메모리 저장, 네트워크 감시, 데이터 복원, 패킷 데이터 변환, 데이터 관리 기능을 수행한다. The interface module 503 may include an analog / digital converter (Analog / Digital, A / D Converter, 517), an auxiliary storage device (for example, an SD memory card 519), a memory 521, and a wireless LAN bridge. LAN Bridge 525) and a central processing unit (CPU) 515. The sensor signal processed from the sensor module 501 is input to the interface module 503, and the input analog sensor signal is converted into a digital signal by the A / D converter 517 and then the memory ( 521 is used to form packet data 523 bundled into packets. The sensor signal converted into a digital signal by the A / D converter 517 may be separately stored in the auxiliary memory device (for example, the SD memory card 519). Thereafter, the packet data 523 is transmitted to the base station 411 through the wireless LAN bridge 525 based on a wireless communication protocol, in particular TCP / IP. The packet data 523 may be directly transmitted to the base station 411 by wireless, or may be transmitted to the base station 411 through wireless LAN communication using an access pointer (AP). The CPU 515 controls each component of the sensor module 501 and each component of the interface module 503 to adjust the amplification ratio, A / D conversion, memory storage, network monitoring, data restoration, Perform packet data conversion and data management functions.

서버 모듈(527)은 상기 인터페이스 모듈(503)과의 무선 LAN 통신을 위한 수단을 포함하며, 상기 인터페이스 모듈(503)로부터 수신되는 패킷 데이터를 수신하며 합성하는 기능을 수행한다. 이 후, 상기 서버 모듈(527)은 합성된 데이터를 상기 데이터 분석 모듈(529)로 전달한다. 상기 데이터 분석 모듈(529)은 센서 식별, 설정 정보, 데이터, 시간 주파수 디스플레이, 센서 내에 저장이 필요한 모든 정보를 저장하기 위한 수단을 포함하며, 상기 서버 모듈(527)로부터 전달되는 센서 신호에 상응하는 합성된 데이터를 분석하는 기능을 수행한다. 상기 솔버 모듈(531)은 데이터 분석 모듈(529)로부터의 분석된 센서 데이터와 시간 데이터를 바탕으로 예후 진단 알고리즘인 SVR(Support Vector Regression) 알고리즘을 통하여 기계 설비의 장래 상태(예를 들어, 기계 설비의 수명 등)에 대한 예후 진단 결과를 생성하며, 이를 보고하는 기능을 수행한다. SVR 알고리즘은 도 7을 참조하여 보다 상세히 살펴보도록 한다.The server module 527 includes means for wireless LAN communication with the interface module 503, and performs a function of receiving and synthesizing packet data received from the interface module 503. Thereafter, the server module 527 transfers the synthesized data to the data analysis module 529. The data analysis module 529 includes sensor identification, configuration information, data, time frequency display, and means for storing all information that needs to be stored in the sensor and corresponds to sensor signals transmitted from the server module 527. It analyzes synthesized data. The solver module 531 uses the SVR (Support Vector Regression) algorithm, which is a prognostic diagnosis algorithm, based on the analyzed sensor data and the time data from the data analysis module 529 (for example, the mechanical equipment). It generates prognostic results of the prognosis, and reports them. The SVR algorithm will be described in more detail with reference to FIG. 7.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 하비스터의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.6 is a view schematically showing the configuration of an energy harvester according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 에너지 하비스터는 기계 설비에서 발생하는 진동 에너지를 전기 에너지와 같은 다른 에너지로 변환하며, 변환된 에너지(예를 들어, 전기 에너지)를 각종 센서와 무선 센서 유닛을 구동하기 위하여 공급한다. 즉, 에너지 하비스터는 변환된 에너지를 저가형의 적어도 하나의 멤스 가속도 센서, 저가형의 적어도 하나의 멤스 온도 센서, 저가형의 적어도 하나의 멤스 전류 센서와 상기 센서 모듈 및 인터페이스 모듈을 포함하는 무선 센서 유닛에 공급한다.Referring to FIG. 6, an energy harvester converts vibration energy generated from a mechanical device into other energy such as electric energy, and converts the converted energy (for example, electric energy) into various sensors and wireless sensor units. Supply. That is, the energy harvester may convert the converted energy into a low-cost at least one MEMS acceleration sensor, a low-cost at least one MEMS temperature sensor, a low-cost at least one MEMS current sensor, and a wireless sensor unit including the sensor module and the interface module. Supply.

에너지 하비스터는 마이크로미터(601), 길이 조절판(603), 압전 소자(605), 자석(607) 및 코일(609)을 포함한다. 압전 소자(605)는 기계 설비의 진동 에너지를 수집하는 부재로서, 기계 설비의 진동에 의하여 압전 소자의 변위가 발생한다. 기계 설비가 진동할 때의 공진 영역에 맞추어서 압전 소자의 공진 영역을 조정하는 것이 효율적인데, 마이크로미터(601)를 이용하여 길이 조절판(603)을 움직여서, 압전 소자의 공진 영역을 조정할 수 있다. 또한 압전 소자의 공진 주파수가 높으면 에너지 발생 효율이 증가하는데, 압전 소자의 공진 주파수를 높이기 위하여 부가 질량(Mass)으로서 자석(607)을 사용한다. 에너지 하비스터의 에너지 수집 효율을 극대화하기 위하여, 압전 소자의 변위를 이용하여 전기 에너지를 발생시키는 마그네틱 제너레이터(Magnetic Generator)로서 코일(609)이 사용된다. 압전 소자(605) 및 코일(609)에 의하여 발생된 전기 에너지는 배터리(미도시)에 저장되어, 각종 센서 및 무선 센서 유닛에 공급된다.The energy harvester includes a micrometer 601, a length control plate 603, a piezoelectric element 605, a magnet 607 and a coil 609. The piezoelectric element 605 is a member that collects vibration energy of a mechanical facility, and displacement of the piezoelectric element is generated by vibration of the mechanical facility. It is effective to adjust the resonance region of the piezoelectric element in accordance with the resonance region when the machine equipment vibrates. The length adjusting plate 603 is moved using the micrometer 601 to adjust the resonance region of the piezoelectric element. In addition, when the resonant frequency of the piezoelectric element is high, the energy generation efficiency is increased. In order to increase the resonant frequency of the piezoelectric element, the magnet 607 is used as an additional mass. In order to maximize the energy collection efficiency of the energy harvester, the coil 609 is used as a magnetic generator that generates electrical energy by using the displacement of the piezoelectric element. Electrical energy generated by the piezoelectric element 605 and the coil 609 is stored in a battery (not shown) and supplied to various sensors and wireless sensor units.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예후 진단 알고리즘을 개략적으로 나타낸 도면이다.7 schematically illustrates a prognostic diagnosis algorithm according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 예후 진단 알고리즘인 SVR(Support Vector Regression) 알고리즘은 데이터 레벨(Data Level)과 지식 레벨(Knowledge Level)로 나뉠 수 있다. 솔버 모듈은 데이터 레벨에서 데이터 취득 과정을 수행하며, 지식 레벨에서 데이터 분배, 예측 및 예후 진단 과정을 수행한다. Referring to FIG. 7, a support vector regression (SVR) algorithm, which is a prognostic diagnosis algorithm, may be divided into a data level and a knowledge level. The solver module performs the data acquisition process at the data level and performs data distribution, prediction, and prognostic diagnosis at the knowledge level.

데이터 레벨의 데이터 취득 과정에 있어서 결함이 발생하기 전까지의 이력을 가지고 있는 경향 데이터가 사용된다. 먼저, 솔버 모듈은 데이터 분석 모듈로부터 분석된 센서 데이터를 수신한다(단계 701). 이 후, 솔버 모듈은 수신한 분석된 센서 데이터를 데이터베이스에 저장한다(단계 703). 이 후, 솔버 모듈은 데이터베이스에 저장된 센서 데이터로부터 특징값을 계산하여, 경향 데이터인 특징값을 추출한다(단계 705, 707). In the data level data acquisition process, trend data having a history until a defect occurs is used. First, the solver module receives the analyzed sensor data from the data analysis module (step 701). The solver module then stores the received analyzed sensor data in a database (step 703). Thereafter, the solver module calculates the feature value from the sensor data stored in the database and extracts the feature value which is the trend data (steps 705 and 707).

지식 레벨에서, 솔버 모듈은 추출된 특징값인 경향 데이터를 훈련 데이터, 검증 데이터 및 테스트 데이터로 분배한다(단계 709). 여기서 훈련 데이터와 검증 데이터는 기계 결함 예후 진단 모델(특히, 수명 예측 모델)을 생성하는 데 사용되고, 테스트 데이터는 검증된 기계 결함 예후 진단 모델(특히, 수명 예측 모델)을 테스트하기 위하여 사용된다. 테스트 결과가 유효하면, 테스트된 기계 결함 예후 진단 모델(특히, 수명 예측 모델)이 사용될 수 있다. 솔버 모듈은 훈련 데이터와 검증 데이터를 바탕으로 기계 결함 예후 진단 모델(특히, 수명 예측 모델)을 생성한다(단계 711). 이 후, 솔버 모듈은 생성된 기계 결함 예후 진단 모델(특히, 수명 예측 모델)을 바탕으로 미래 데이터(예를 들어, 수명 데이터)를 예측한다(단계 713). 솔버 모듈은 예측 결과는 RMSE(Root-Means Square Error)와 상관계수 R에 의하여 성능평가가 된다(단계 715). At the knowledge level, the solver module distributes the trend data, which is the extracted feature values, to training data, verification data and test data (step 709). The training data and verification data are used to generate a machine failure prognosis diagnostic model (especially life prediction model), and the test data is used to test the verified machine failure prognosis diagnostic model (especially life prediction model). If the test results are valid, then the tested mechanical failure prognostic model (especially life prediction model) can be used. The solver module generates a mechanical failure prognostic model (especially a life prediction model) based on the training data and the validation data (step 711). The solver module then predicts future data (eg, life data) based on the generated mechanical failure prognostic model (especially life prediction model) (step 713). The solver module evaluates the performance based on the root-means square error (RMS) and the correlation coefficient R (step 715).

상기 RMSE는 전역적 예후 진단의 정확성을 제공하며, 아래의 수학식 1과 같다.The RMSE provides the accuracy of global prognostic diagnosis, and is represented by Equation 1 below.

여기서, N은 테스트 집합의 데이터 포인트의 전체 개수, y는 관찰된 값, y^는 예후된 값을 나타낸다. Where N is the total number of data points in the test set, y is the observed value and y ^ is the prognostic value.

상관 계수 R은 예후된 값과 실제 값 사이의 선형적인 상관 관계를 측정하며, 아래의 수학식 2와 같다.The correlation coefficient R measures a linear correlation between the prognostic value and the actual value, as shown in Equation 2 below.

여기서, Cov(y, y^)는 예후된 값과 실제 값 사이의 상호 상관 관계(수학식 3 참조)를 나타내며, 는 실제값의 표준 편차(수학식 4 참조), 는 예진된 값의 표준 편차(수학식 5 참조)를 나타낸다.Where Cov (y, y ^) represents the cross-correlation between the prognosed and actual values (see Equation 3), Is the standard deviation of the actual value (see equation 4), Denotes the standard deviation of the predicted value (see Equation 5).

여기서, 는 실제값의 평균, 는 예후된 값의 평균을 나타낸다.here, Is the mean of the actual values, Represents the mean of the prognostic values.

이 후, 솔버 모듈은 최종 예후 진단 결과를 보고한다(단계 717). The solver module then reports the final prognostic result (step 717).

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예후 진단 결과의 일예를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing an example of a prognostic diagnosis result according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 대상 기계의 결함이 발생하기 전까지, 대상 기계의 잔여 유용 수명에 대한 정보가 표시될 수 있다. 예후 진단 결과는 베이스 스테이션에 결합하는 디스플레이 장치에 출력될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 잔여 유용 수명이 미리 정한 기간 내에 있으면, 디스플레이 장치에 포함되는 각종 알람이 경고 신호를 발생할 수 있다. Referring to FIG. 8, information on the remaining useful life of the target machine may be displayed until a defect of the target machine occurs. The prognostic diagnosis result may be output to a display device coupled to the base station. According to another embodiment of the present invention, when the remaining useful life is within a predetermined period, various alarms included in the display device may generate a warning signal.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

Claims (27)

대상물에 결합하는 적어도 하나의 멤스(Micro-Electro Mechanical System) 센서;At least one MEMS (Micro-Electro Mechanical System) sensor coupled to the object; 상기 적어도 하나의 멤스 센서로부터의 아날로그 형태의 센서 신호를 수신하여, 신호 처리를 한 후, 디지털 신호로 변환하며, 디지털 신호 형태로 변환된 센서 신호를 패킷 데이터로 생성하며, 생성된 패킷 데이터를 무선으로 베이스 스테이션에 전송하는 무선 센서 유닛; Receives an analog sensor signal from the at least one MEMS sensor, performs signal processing, converts the signal into a digital signal, generates a sensor signal converted into a digital signal form as packet data, and wirelessly generates the generated packet data. A wireless sensor unit for transmitting to the base station; 상기 대상물의 진동 에너지를 변환하여 상기 적어도 하나의 멤스 센서 및 상기 무선 센서 유닛 중 적어도 하나를 구동하는 구동 에너지를 공급하는 에너지 하비스터(Energy Harvester); 및An energy harvester for converting vibration energy of the object to supply driving energy for driving at least one of the at least one MEMS sensor and the wireless sensor unit; And 패킷 데이터를 수신하여 합성하며, 합성된 패킷 데이터를 분석하여, 분석된 데이터를 바탕으로 예후 진단 알고리즘을 구동하여 예후 진단 결과를 생성하여 보고하는 베이스 스테이션A base station that receives and synthesizes packet data, analyzes the synthesized packet data, and runs a prognostic diagnosis algorithm based on the analyzed data to generate and report prognostic results. 을 포함하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 대상물은 기계 설비인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The object is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that the mechanical equipment. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 멤스 센서는 멤스 가속도 센서, 멤스 온도 센서 및 멤스 전류 센서 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The MEMS sensor is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester, characterized in that at least one of MEMS acceleration sensor, MEMS temperature sensor and MEMS current sensor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예후 진단 결과를 출력하는 디스플레이 장치Display device for outputting the prognostic diagnosis results 를 더 포함하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester further comprising. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 디스플레이 장치는 상기 예후 진단 결과에 상응하는 알람 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The display device is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that it comprises an alarm device corresponding to the prognostic result. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 무선 센서 유닛은 고역 통과 필터(High Pass Filter), 증폭기 및 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 포함하되,The wireless sensor unit includes a high pass filter, an amplifier, and a low pass filter, 상기 신호 처리는 상기 고역 통과 필터(High Pass Filter), 상기 증폭기 및 상기 저역 통과 필터(Low Pass Filter)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The signal processing is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester, characterized in that performed by the high pass filter, the amplifier and the low pass filter. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 무선 센서 유닛은 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter)를 포함하되,The wireless sensor unit includes an A / D converter (Analog / Digital Converter), 상기 디지털 신호로의 변환은 상기 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The conversion into the digital signal is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that performed by the A / D converter (Analog / Digital Converter). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 무선 센서 유닛은 무선 LAN 브릿지(Wireless LAN Bridge)를 포함하되,The wireless sensor unit includes a wireless LAN bridge, 상기 패킷 데이터의 무선 전송은 무선 LAN 브릿지(Wireless LAN Bridge)에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Wireless transmission of the packet data is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that performed by a wireless LAN bridge (Wireless LAN Bridge). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 구동 에너지는 전기 에너지인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The driving energy is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that the electrical energy. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에너지 하비스터는The energy harvester is 상기 대상물의 진동에 상응하여 변위가 발생하는 압전 소자; 및A piezoelectric element in which displacement occurs in response to vibration of the object; And 상기 압전 소자의 변위에 상응하여 상기 구동 에너지를 발생시키는 마그네틱 제너레이터Magnetic generator for generating the driving energy in response to the displacement of the piezoelectric element 를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that it comprises a. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 에너지 하비스터는The energy harvester is 상기 압전 소자의 공진 영역을 조절하는 길이 조절판;A length adjusting plate for adjusting a resonance region of the piezoelectric element; 상기 길이 조절판을 이동시키는 마이크로 미터; 및A micrometer for moving the length control plate; And 상기 압전 소자의 공진 주파수를 높이는 부가 질량으로서의 자석Magnet as an added mass for raising the resonance frequency of the piezoelectric element 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that it further comprises. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 에너지 하비스터는The energy harvester is 상기 구동 에너지를 저장하는 배터리A battery for storing the driving energy 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that it further comprises. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예후 진단 알고리즘은 SVR(Support Vector Regression) 알고리즘인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The prognostic diagnosis algorithm is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester, characterized in that the support vector regression (SVR) algorithm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 예후 진단 결과는 상기 대상물에 상응하는 수명 예측인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The prognosis diagnosis result is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester, characterized in that the life prediction corresponding to the object. 대상물에 결합하는 적어도 하나의 멤스(Micro-Electro Mechanical System) 센서;At least one MEMS (Micro-Electro Mechanical System) sensor coupled to the object; 상기 적어도 하나의 멤스 센서로부터 수신되는 아날로그 형태의 센서 신호를 신호 처리하는 센서 모듈(Sensor Module) 및 상기 아날로그 형태의 센서 신호를 디지털 신호로 변환하며, 디지털 신호로 변환된 상기 센서 신호에 상응하는 패킷 신호를 무선으로 베이스 스테이션으로 전송하는 인터페이스 모듈(Interface Module)을 포함하는 무선 센서 유닛;A sensor module for processing an analog sensor signal received from the at least one MEMS sensor and a packet corresponding to the sensor signal converted into a digital signal, converting the analog sensor signal into a digital signal. A wireless sensor unit including an interface module for wirelessly transmitting a signal to a base station; 상기 대상물의 진동 에너지를 변환하여 상기 적어도 하나의 멤스 센서 및 상기 무선 센서 유닛 중 적어도 하나를 구동하는 구동 에너지를 공급하는 에너지 하비스터(Energy Harvester); 및An energy harvester for converting vibration energy of the object to supply driving energy for driving at least one of the at least one MEMS sensor and the wireless sensor unit; And 상기 패킷 신호를 수신하여 합성하는 서버 모듈(Server Module), 상기 합성에 의하여 생성된 합성 데이터를 분석하여 분석 데이터를 생성하는 데이터 분석 모듈(Data Analysis Module) 및 상기 분석 데이터를 바탕으로 예후 진단 알고리즘을 통하여 상기 대상물에 상응하는 예후 진단 결과를 생성하여 보고하는 솔버 모듈(Solver Module)을 포함하는 베이스 스테이션A server module for receiving and synthesizing the packet signal, a data analysis module for generating analysis data by analyzing the synthesis data generated by the synthesis, and a prognostic diagnosis algorithm based on the analysis data. Base station including a solver module (Solver Module) for generating and reporting the prognostic diagnosis results corresponding to the target through 을 포함하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester comprising a. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 대상물은 기계 설비인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The object is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that the mechanical equipment. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 멤스 센서는 멤스 가속도 센서, 멤스 온도 센서 및 멤스 전류 센서 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The MEMS sensor is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester, characterized in that at least one of MEMS acceleration sensor, MEMS temperature sensor and MEMS current sensor. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 예후 진단 결과를 출력하는 디스플레이 장치Display device for outputting the prognostic diagnosis results 를 더 포함하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester further comprising. 제18항에 있어서,The method of claim 18, 상기 디스플레이 장치는 상기 예후 진단 결과에 상응하는 알람 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The display device is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that it comprises an alarm device corresponding to the prognostic result. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 센서 모듈은 먹스(Mux), 고역 통과 필터(High Pass Filter), 증폭기 및 저역 통과 필터(Low Pass Filter)를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The sensor module includes a mux, a high pass filter, a high pass filter, an amplifier, and a low pass filter. A prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 인터페이스 모듈은 A/D 컨버터(Analog/Digital Converter), 메모리, 무선 LAN 브릿지(Wireless LAN Bridge), 중앙 처리 장치(CPU) 및 보조 기억 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The interface module includes an A / D converter (Analog / Digital Converter), a memory, a wireless LAN bridge, a central processing unit (CPU), and an auxiliary memory device. Prognostic diagnosis system using sensors. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 구동 에너지는 전기 에너지인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The driving energy is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that the electrical energy. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 에너지 하비스터는The energy harvester is 상기 대상물의 진동에 상응하여 변위가 발생하는 압전 소자; 및A piezoelectric element in which displacement occurs in response to vibration of the object; And 상기 압전 소자의 변위에 상응하여 상기 구동 에너지를 발생시키는 마그네틱 제너레이터Magnetic generator for generating the driving energy in response to the displacement of the piezoelectric element 를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that it comprises a. 제23항에 있어서,The method of claim 23, wherein 상기 에너지 하비스터는The energy harvester is 상기 압전 소자의 공진 영역을 조절하는 길이 조절판;A length adjusting plate for adjusting a resonance region of the piezoelectric element; 상기 길이 조절판을 이동시키는 마이크로 미터; 및A micrometer for moving the length control plate; And 상기 압전 소자의 공진 주파수를 높이는 부가 질량으로서의 자석Magnet as an added mass for raising the resonance frequency of the piezoelectric element 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that it further comprises. 제24항에 있어서,The method of claim 24, 상기 에너지 하비스터는The energy harvester is 상기 구동 에너지를 저장하는 배터리A battery for storing the driving energy 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.Prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by the energy harvester, characterized in that it further comprises. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 예후 진단 알고리즘은 SVR(Support Vector Regression) 알고리즘인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The prognostic diagnosis algorithm is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester, characterized in that the support vector regression (SVR) algorithm. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 예후 진단 결과는 상기 대상물에 상응하는 수명 예측인 것을 특징으로 하는 에너지 하비스터로 구동되는 멤스 센서를 이용한 예후 진단 시스템.The prognosis diagnosis result is a prognostic diagnosis system using a MEMS sensor driven by an energy harvester, characterized in that the life prediction corresponding to the object.
KR1020080027970A 2008-03-26 2008-03-26 Prognosis system using mems sensors driven by energy harvester KR20090102494A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080027970A KR20090102494A (en) 2008-03-26 2008-03-26 Prognosis system using mems sensors driven by energy harvester

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080027970A KR20090102494A (en) 2008-03-26 2008-03-26 Prognosis system using mems sensors driven by energy harvester

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090102494A true KR20090102494A (en) 2009-09-30

Family

ID=41359955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080027970A KR20090102494A (en) 2008-03-26 2008-03-26 Prognosis system using mems sensors driven by energy harvester

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090102494A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101339735B1 (en) * 2012-07-12 2013-12-10 (주)카이센 Burying type sensor node for detecting dynamiccharateristic of structure
US9026165B2 (en) 2010-04-02 2015-05-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for controlling wireless power transmission

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9026165B2 (en) 2010-04-02 2015-05-05 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for controlling wireless power transmission
US10506601B2 (en) 2010-04-02 2019-12-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for controlling wireless power transmission
KR101339735B1 (en) * 2012-07-12 2013-12-10 (주)카이센 Burying type sensor node for detecting dynamiccharateristic of structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5026274B2 (en) Energy recovery device with adjustable resonance frequency
CN101772745B (en) Process variable transmitter with acceleration sensor
US7514804B2 (en) Energy harvesting technique to support remote wireless MEMS RF sensors
US7832281B2 (en) MEMS-based monitoring
EP2508364A1 (en) Improvements in or relating to micro-power systems for a self-powered monitoring sensor
US8664833B2 (en) Power supplier using flexible PCB based on self-powering and sensor node using the same
Zonzini et al. Structural health monitoring and prognostic of industrial plants and civil structures: A sensor to cloud architecture
EP2963405B1 (en) Pressure sensor device for utility network
CN102063103A (en) Device for monitoring the correct operation of a plurality of devices, in particular actuators
de Oliveira et al. Design, modeling, characterization and analysis of a low frequency micro-fabricated piezoelectric cantilever for vibration sensing and energy harvesting applications
Huet et al. Tunable piezoelectric vibration energy harvester with supercapacitors for WSN in an industrial environment
KR100988545B1 (en) Fault diagnosis system using MEMS sensors
KR20090102494A (en) Prognosis system using mems sensors driven by energy harvester
Sidek et al. Design and simulation of SOI-MEMS electrostatic vibration energy harvester for micro power generation
Kherbeet et al. Vibration-based piezoelectric micropower generator for power plant wireless monitoring application
CN112067324A (en) Automatic inspection system
Meyer et al. Microelectromechanical systems (MEMS)
EP4160345B1 (en) Systems and methods for determining a health indication of a mechanical component
Cheekiralla Development of a wireless sensor unit for tunnel monitoring
WO2002003856A2 (en) Self energized wireless mems devices
Kim et al. Towards a sub 15-dBA optical micromachined microphone
EP4040417A1 (en) Sensor device, management system, management server, acceptance inspecting device, method executed by sensor device, and nomenclature plate
CN211697683U (en) Monitoring and gas detection information reporting system
Ivanov et al. Mems-based wireless vibration transducer for condition monitoring
EP4043837A1 (en) Sensor device, reducer, travel unit for crawler, fluid valve, fluid cylinder, fluid pump, fluid compressor, electric motor, electric actuator, structure, method in which sensor device is implemented, sensor system, and tablet

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application