KR20090128788A - 디지털형 프로브 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지털형 프로브 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, AD컨버터, 제어부(MCU), 출력부, 메모리부 등의 디지털 소자로 검사 장치를 구성하여 프로브의 표준 데이터를 저장하고, 상기 표준 데이터와 시험 프로브의 측정 데이터를 비교하여 프로브의 이상 유무를 판단하여, 프로브의 고장 유무 및 정확한 검사 데이터를 사용자에게 제공함으로써 검사 정밀도 및 사용상의 편의를 향상시킬 수 있다.

디지털, 프로브, 검사

Description

디지털형 프로브 검사 장치 및 검사 방법{Digital probe inspection device and its method}

본 발명은 설치 현장에서 신속하게 프로브의 이상 유무를 판단하고, 해당 선로 감시 장치 설치 및 관리의 편의성을 증진시키는 디지털형 프로브 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.

배전 계통을 감시 및 제어하는 장치로 배전선로 개폐기, 배전변압기 감시 장치, 배전선로 다기능 단말장치 등이 실용화되어 있으며, 이들 장치 중에서는 배전선로의 전류 및 전압을 측정하기 위한 센서로 접촉 또는 비접촉식 프로브를 사용하고 있다.

상기 접촉식 프로브는 선로의 전류와 전압을 동시에 계측하는 센서이고 비접촉식 프로브는 선로의 전류만을 계측하는 센서를 의미하며, 상기 접촉식 프로브는 배전선로의 개폐기의 CT와 PT의 역할을 동시에 수행하며, 상기 비접촉식 프로브는 CT의 역할을 수행할 수 있다.

상기 프로브를 이용한 배전선로 감시 및 제어 장치를 운용할 때에 다양한 고장이 발생할 수 있으나, 고장 발생의 원인이 장치인지 센서의 역할을 하는 프로브인지 판별이 어려운 문제가 발생한다.

또한, 가공선로의 경우에는 배전용 전력선 이외의 다수의 유선통신 선로가 매우 복잡하게 가설되어 있기 프로브가 정확하게 설치되어 있는지 판별하기 어렵다.

따라서, 배전선로 감시 장치에 사용되는 프로브 자체의 건전성을 평가하는 장치가 요구된다.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 프로브의 종류에 따라 각각의 기준 신호를 생성하고, 상기 기준 신호(S1)를 기준 프로브에 인가하여 표준 출력값을 획득하는 일련의 표준 데이터 설정 과정을 수행하고, 동일한 기준 신호를 측정하고자 하는 시험 프로브에 인가하여 측정된 측정 데이터와 검사 장치에 저장된 표준 데이터를 비교하여 프로브의 이상 유무를 판단함으로써 프로브의 검사 정밀도 및 사용상 편의를 증진시킬 수 있는 디지털형 프로브 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 데에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 디지털형 프로브 검사 장치 및 검사 방법에 있어서, AD컨버터, DA컨버터, 제어부(MCU), 입력부, 출력부 및 메모리부 등의 디지털 소자로 검사 장치를 구성하여 기준 프로브에 대한 일련의 설정 과정을 거쳐 표준 데이터를 저장하고, 상기 표준 데이터와 시험 프로브의 측정 데이터를 비교하여 해당 시험 프로브의 이상 유무를 판단하고, 정확한 검사 데이터를 사용자에게 제공할 수 있다.

본 발명은 디지털형 프로브 검사 장치에 관한 것으로 기준 프로브의 표준 데이터 설정값 및 시험 프로브의 실행 명령이 입력되는 입력부를 포함하고, 상기 기 준 프로브 종류에 따라 상기 기준 프로브의 표준 데이터를 하나의 그룹으로 형성하여 각각 저장하는 메모리부를 포함하며, 다수개의 저항을 선택적으로 연결하며, 상기 기준 프로브의 표준 데이터 설정값에 의해 생성되는 기준 신호와 상기 기준 신호를 상기 기준 프로브 또는 시험 프로브에 인가하여 측정된 측정신호의 위상차이 및 크기차이를 조절하는 아날로그 멀티플렉서를 포함한다. 그리고, 상기 입력부, 메모리부 및 아날로그 멀티플렉서를 제어하고, 프로브의 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부에 의해 형성된 기준 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 아날로그 멀티플렉서에 인가하는 디지털 아날로그 변환부를 포함한다. 또한, 상기 아날로그 멀티플렉서의 종단 저항에 연결되며, 상기 측정 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부로 전송하는 아날로그 디지털 변환부를 포함하며, 상기 제어부와 연결되며, 상기 기준 프로브의 표준 데이터 및 시험 프로브의 측정 데이터를 디스플레이하는 출력부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 기준 신호, 측정 신호, 표준 데이터 및 측정 데이터를 실시간으로 모니터링하는 외부 단말기와, 상기 제어부를 연결하는 통신부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 입력부는 측정, 실행, 이동, 설정 및 숫자입력 버튼을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에서, 상기 기준 프로브의 표준 데이터는 사용자에 의해 입력되는 프로브의 종류, 기준 신호의 크기 및 주파수, 사용 저항값, 측정 주기, 위상차 허용 오차율 및 크기차 허용 오차율을 포함하는 표준 설정값을 포함하며, 상기 기준 프 로브로부터 측정되는 표준 위상차 평균값 및 표준 크기차 평균값을 포함하는 표준 측정값으로 이루어진 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 표준 위상차 평균값 및 표준 크기차 평균값은, N주기 동안 상기 기준 프로브의 출력 신호를 측정하여 얻어진 N개의 위상차 및 크기차를 사용하여 상기 위상차 및 크기차의 평균값을 산출하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 디지털형 프로브 검사 방법에 관한 것으로 상기 디지털형 프로브 검사 장치에 기준 프로브를 연결하고 입력부의 설정 버튼을 통해 표준 설정값이 입력되는 단계를 포함하고, 상기 표준 설정값을 통해 기준 신호가 생성되고, 상기 생성된 기준 신호가 상기 기준 프로브에 인가되어 출력되는 출력신호로부터 표준 출력값이 산출되는 단계를 포함하며, 상기 표준 설정값과 상기 표준 출력값으로 이루어진 표준 데이터가 메모리부에 저장되는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 기준 프로브를 탈거하고, 시험 프로브를 탈착하여 입력부의 측정 버튼이 입력되는 단계를 포함하며, 상기 시험 프로브에 의해 측정된 데이터와 상기 표준 데이터를 비교하여 프로브의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면 디지털 소자로 구성된 검사 장치를 사용하여 프로브 자체의 이상 유무를 판단하여 프로브의 정상/고장 여부와 더불어 정확한 검사 데이터를 출력부를 통해 나타냄으로써 검사 정밀도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 프로브의 종류에 따른 표준 데이터를 메모리부에 저장하여 재사용함에 따라 동일 검사 장치로 다수 종의 프로브에 대한 검사를 수행하여 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 각 프로브의 종류에 따른 표준 데이터를 메모리부에 저장함에 따라 시험 프로브의 종류가 변경되더라도 별도의 설정과정이 불필요하기 때문에 사용자의 편의를 향상시키는 효과가 있다.

본 발명에 의하면 디지털형 프로브 검사 장치를 제작하고 프로브의 장치를 설정하는 방법은 기준 프로브를 검사 장치의 단자에 연결한 후 설정 버튼을 눌러 프로브의 종류, 측정 주기, 기준 신호의 크기 및 주파수, 사용 저항값, 위상차 허용 오차율, 크기차 허용 오차율 중에서 설정하고 싶은 항목을 이동 버튼과 실행 버튼을 이용해 변경하면서 설정한 초기값을 메모리부에 저장할 수 있다. 여기서, 한 기기에 다수 종류의 프로브에 대한 초기값을 저장해 놓으면, 향후 다양한 프로브에 대한 검사를 동일한 기기로 간편하게 수행할 수 있다.

그리고, 이상 유무를 판단하고자 하는 프로브를 검사 장치의 단자에 연결하고 측정 버튼을 누르면 상기에서 설정된 초기값과 프로브의 측정값을 제어부에서 비교하여 출력부를 통해 표시하고, 이를 통해 프로브의 이상 유무 및 정확한 검사 데이터를 육안으로 판별할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한 다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털형 프로브 검사 장치를 나타낸 구성도이다.

도 1을 참조하면, 입력부(100), 메모리부(110), 아날로그 멀티플렉서(120), 제어부(130), 디지털 아날로그 변환부(140), 아날로그 디지털 변환부(150), 출력부(160) 및 통신부(170)를 포함한다.

상기 입력부(100)는 검사 장치를 구동하는데 필요한 명령을 입력하는 키패드로서, 한정되는 것은 아니나 측정, 실행, 이동, 설정 및 숫자 입력 버튼으로 구성되어 있으며, 이 외에 기타 사용자 입력 인터페이스를 위한 기능키 등을 포함할 수 있다.

상기 측정 버튼은 설정된 측정 주기 N회 동안 기준 신호(S1)와 측정 신호(S2)의 위상차 및 크기차를 연속적으로 측정하여 그 평균값을 계산할 수 있으며, 상기 실행 버튼은 상기 키패드를 통해 입력된 값(측정, 이동, 설정)을 제어부(마이크로 컨트롤러)로 전달할 수 있다.

상기 이동 버튼은 항목간의 이동을 위한 키로서, 표준 설정값의 각 항목별 이동, 프로브의 종류의 변경, 측정 주기의 변경 및 위상차와 크기차 오차율의 변경 등에 사용할 수 있다.

상기 설정 버튼은 상기 프로브의 종류별로 표준 데이터를 설정하여 상기 메모리부(110)에 저장할 수 있다.

상기 메모리부(110)는 상기 프로브의 표준 데이터를 저장하거나, 상기 제어부(130)의 연산과정에서 요구되는 변수 등을 저장하는데 사용하며, 프로브의 종류, 기준 파형(S1)의 크기와 주파수, 아날로그 멀티플렉서의 종단 저항값, 측정 주기, 위상차 허용 오차율, 크기차 허용 오차율, 표준 위상차 평균값 및 표준 크기차 평균값 등을 그룹화하여 저장하고, 프로브의 종류에 따라 각각의 그룹을 형성하여 저장함으로써 다수 종류의 프로브의 표준 데이터를 개별적으로 저장할 수 있다.

이에 따라 다수 종의 프로브를 본 발명의 단일 검사 장치로 정상 및 비정상을 판별할 수 있어 사용자의 편의를 증가시키는 동시에 경제성을 향상시킬 수 있다.

상기 아날로그 멀티플렉서(120)는 상기 디지털 아날로그 변환부(140)를 매개로 하여 상기 제어부(130)에 의해 출력된 기준 신호(S1)를 수신하여 R1, R2, …, Rn의 저항에 선택적으로 연결할 수 있다.

즉, 상기 아날로그 멀티플렉서(120)는 상기 메모리부(110)에 저장되어 있는 종단 저항값과 일치하는 R1, R2, …, Rn 저항과 상기 기준 신호(S1)를 연결한다. 이에 따라 기준 파형(S1)과 프로브에서 출력되는 측정 반송파(S2) 사이의 위상차 및 크기차를 조정할 수 있다.

상기 제어부(130)는 상기 입력부(100), 메모리부(110), 아날로그 멀티플렉 서(120), 디지털 아날로그 변환부(140), 아날로그 디지털 변환부(150), 출력부(160) 및 통신부(170)와 연결되어 각 부를 제어하고, 상기 검사 장치에 연결된 프로브의 허용 오차율과 측정 오차율을 비교하여 프로브의 고장 우무를 판단할 수 있다.

즉, 상기 제어부(130)는 프로브 검사 장치 전체를 제어하는 마이크로 컨트롤러(MCU)로 이루어지며 하기의 도 2 및 도 3에서와 같이 디지털형 프로브 검사 방법을 통해 프로브에 대한 검사를 수행할 수 있다.

상기 디지털 아날로그 변환부(140)는 상기 제어부(130)에서 출력하는 디지털 신호로부터 정현파(기준 신호)(S1)를 생성하며, 상기 아날로그 디지털 변환부(150)는 프로브의 출력 신호(S2)를 디지털 값으로 변환할 수 있다.

상기 출력부(160)는 프로브의 표준 출력값, 측정 출력값 및 측정 오차율을 LED 및 LCD 화면을 통해 나타내며, 출력되는 내용으로는 한정되는 것은 아니지만 프로브의 종류, 측정 주기값, 현재 프로브에 인가되고 있는 기준 파형의 크기, 주파수 및 상기 아날로그 멀티플렉서(120)의 종단에 연결된 저항값, 위상차(표준 출력값, 측정 출력값, 측정 오차율), 크기차(표준 출력값, 측정 출력값, 측정 오차율), 정상 및 고장 여부를 등을 나타내는 것이 바람직하다.

상기 출력부(160)는 기존의 프로브 검사 장치에서 프로브의 정상 및 비정상 유무만을 판별하는 것과 더불어, 프로브의 정확한 검사 정보를 수치화하여 나타냄으로써 사용자가 정확한 검사 데이터를 획득하여 좀더 정밀한 검사가 이루어지도록 할 수 있다.

상기 통신부(170)는 상기 기준 신호(S1), 측정 신호(S2), 표준 데이터 및 측정 데이터 전체를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 외부 단말기와 상기 제어부(130)를 유무선으로 연결할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준 데이터 설정을 나타낸 순서도이다.

도 2를 참조하면, 디지털형 프로브 검사 장치에 표준이 되는 기준 프로브를 연결(S200)한 후, 입력부의 설정 버튼(S202)을 누른다.

그리고, 상기 입력부의 이동 및 숫자 버튼을 사용하여 프로브의 종류, 기준신호(S1)의 크기 및 주파수, 아날로그 멀티플렉서의 종단 저항(Rn), 측정 주기(N), 위상차 허용 오차율 및 크기차 허용 오차율 등의 설정값을 입력(S204)한다.

상기 입력된 설정값을 통해 기준 신호가 생성(S206)되고, 상기 기준 신호가 아날로그 멀티플렉서로 전송된다. 그리고, 상기 아날로그 멀티플렉서에서 선택된 종단 저항값의 경로를 통해 상기 기준 프로브에 인가되며, 동 시점에서 출력되는 반송파 즉, 측정 신호(S2)를 측정(S208)할 수 있다.

상기 측정 주기(N)에 이르는 동안 측정된 측정 신호(S2)를 통해 1주기의 측정값 N개를 획득하여, 1주기에 해당하는 표준 위상차 평균값 및 표준 크기차 평균값 등의 표준 출력값을 계산(S210)할 수 있다.

그리고, 상기 S204의 단계에서 입력된 설정값 및 상기 S210단계 표준 출력값 등 표준 데이터를 메모리부에 저장(S212)하고 그 내용을 출력부를 통해 출력(S214) 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털형 프로브 검사 방법을 나타낸 순서도이다.

도 3을 참조하면, 상기 도 2의 과정을 통해 메모리부에 기준 프로브의 표준 데이터가 저장되어 있는 디지털형 프로브 검사 장치에 시험 프로브를 연결하여 상기 시험 프로브의 정상 여부를 판단할 수 있다.

상기 디지털형 검사 장치에 시험 프로브를 연결(S300)한 후, 입력부의 측정 버튼을 누르면(S302) 메모리부에 저장되어 있는 기준 프로브의 표준 데이터 중 상기 시험 프로브와 동종의 표준 데이터를 검색(S304)한다.

상기 검색된 표준 데이터의 설정값은 제어부를 통해 기준 신호(S1)로 출력(S306)되며, 상기 기준 신호(S1)는 디지털 아날로그 변환부를 거쳐 아날로그 멀티플렉서로 전송된다.

그리고, 상기 아날로그 멀티플렉서에서 선택된 종단 저항값의 경로를 통해 상기 시험 프로브에 인가되며, 동 시점에서 출력되는 반송파 즉, 측정 신호(S2)를 측정(S310)한다. 이때, 상기 표준 데이터는 출력부를 통해 출력(S308)할 수 있다.

상기 측정 신호(S2)를 측정(S310)하는 단계에서는 상기의 기준 신호(S1)가 N주기에 이르는 동안 측정 신호(S2)를 측정하여, 1주기의 동안의 측정값 N개를 획득할 수 있다.

측정 평균값 및 오차율을 계산하는 단계(S312)는 상기에서 측정된 측정 신 호(S2)와 상기 기준 신호(S1)의 1주기 동안의 측정 위상차 평균값 및 측정 위상차 오차율, 측정 크기차 평균값 및 측정 크기차 오차율을 산출할 수 있다. 또한 상기의 측정값(측정 데이터)은 출력부를 통해 출력(S314)할 수 있다.

상기 시험 프로브의 이상 여부를 판단하는 단계(S316)는 상기 S312단계에서 산출된 측정 위상차 오차율과 상기 메모리부에 저장된 기준 프로브의 위상차 허용 오차율을 비교하고, 상기 S312단계에서 산출된 측정 크기차 오차율과 상기 메모리부에 저장된 기준 프로브의 크기차 허용 오차율을 비교하여 프로브의 이상 유무를 판단할 수 있다.

이때, 상기 기준 프로브의 허용 오차율이 시험 프로브의 측정 오차율보다 클 경우에는 프로브가 정상으로 동작한다고 판단하여 출력부에 정상 메시지를 출력(S318)하고, 그 외의 경우에는 프로브의 고장으로 판단하여 출력부에 비정상 메시지를 출력(S320)한다.

상기의 도 2 및 도 3의 표준 데이터 및 측정 데이터의 명칭에 대하여 하기의 표를 참조할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털형 프로브 검사 장치를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 표준 데이터 설정을 나타낸 순서도.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지털형 프로브 검사 방법을 나타낸 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 입력부 110 : 메모리부

120 : 아날로그 멀티플렉서 130 : 제어부

140 : 디지털 아날로그 변환부 150 : 아날로그 디지털 변환부

160 : 출력부 170 : 통신부

Claims (6)

1. 기준 프로브의 표준 데이터 설정값 및 시험 프로브의 실행 명령이 입력되는 입력부;

   상기 기준 프로브 종류에 따라 상기 기준 프로브의 표준 데이터를 하나의 그룹으로 형성하여 각각 저장하는 메모리부;

   다수개의 저항을 선택적으로 연결하며, 상기 기준 프로브의 표준 데이터 설정값에 의해 생성되는 기준 신호와 상기 기준 신호를 상기 기준 프로브 또는 시험 프로브에 인가하여 측정된 측정신호의 위상차이 및 크기차이를 조절하는 아날로그 멀티플렉서;

   상기 입력부, 메모리부 및 아날로그 멀티플렉서를 제어하고, 프로브의 이상 유무를 판단하는 제어부;

   상기 제어부에 의해 형성된 기준 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 아날로그 멀티플렉서에 인가하는 디지털 아날로그 변환부;

   상기 아날로그 멀티플렉서의 종단 저항에 연결되며, 상기 측정 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 제어부로 전송하는 아날로그 디지털 변환부; 및

   상기 제어부와 연결되며, 상기 기준 프로브의 표준 데이터 및 시험 프로브의 측정 데이터를 디스플레이하는 출력부를 포함하는 디지털형 프로브 검사 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 기준 신호, 측정 신호, 표준 데이터 및 측정 데이터 를 실시간으로 모니터링하는 외부 단말기와, 상기 제어부를 연결하는 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털형 프로브 검사 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 입력부는 측정, 실행, 이동, 설정 및 숫자입력 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털형 프로브 검사 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 기준 프로브의 표준 데이터는

   사용자에 의해 입력되는 프로브의 종류, 기준 신호의 크기 및 주파수, 사용 저항값, 측정 주기, 위상차 허용 오차율 및 크기차 허용 오차율을 포함하는 표준 설정값; 및

   상기 기준 프로브로부터 측정되는 표준 위상차 평균값 및 표준 크기차 평균값을 포함하는 표준 측정값으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지털형 프로브 검사 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 표준 위상차 평균값 및 표준 크기차 평균값은,

   N주기 동안 상기 기준 프로브의 출력 신호를 측정하여 얻어진 N개의 위상차 및 크기차를 사용하여 상기 위상차 및 크기차의 평균값을 산출하는 것을 특징으로 하는 디지털형 프로브 검사 장치.
6. 제1항의 디지털형 프로브 검사 장치에 기준 프로브를 연결하고 입력부의 설 정 버튼을 통해 표준 설정값이 입력되는 단계;

   상기 표준 설정값을 통해 기준 신호가 생성되고, 상기 생성된 기준 신호가 상기 기준 프로브에 인가되어 출력되는 출력신호로부터 표준 출력값이 산출되는 단계;

   상기 표준 설정값과 상기 표준 출력값으로 이루어진 표준 데이터가 메모리부에 저장되는 단계;

   상기 기준 프로브를 탈거하고, 시험 프로브를 탈착하여 입력부의 측정 버튼이 입력되는 단계; 및

   상기 시험 프로브에 의해 측정된 데이터와 상기 표준 데이터를 비교하여 프로브의 정상 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털형 프로브 검사 방법.

Images